使用高效固态转换技术的余热发电可以显著减少对化石燃料的依赖。

近日，宾夕法尼亚州立大学Shashank Priya，Wenjie Li报道了一种层状半Heusler(HH)材料和组件的协同优化，以提高热电转换效率。通过一步放电等离子烧结，成功制备出成分变化大、载流子分布温度梯度耦合的多种热电材料。

文章要点

1）该策略提供了一种解决方案，以克服仅考虑品质因数(ZT)与温度梯度匹配的传统分段结构的内在伴随。目前的设计致力于温度-梯度耦合电阻率和兼容性匹配、最佳ZT匹配和减少接触电阻源。

2）通过Sb蒸气压力诱导退火来提高材料的品质因数，(Nb,Hf)FeSb HH合金在973 K时获得了1.47的高ZT。随着(Nb,Ta,Ti,V)FeSb低温高温HH合金的发展，在670 K的ΔT下，单级层状HH组件的单桥臂和单耦合热电组件的效率分别为15.2%和13.5%。

因此，这项工作对任何热电材料家族的下一代热电发电机的设计和开发具有革命性的影响。

参考文献

Wenjie Li, et al, Towards High Conversion Efficiency of Thermoelectric Modules Through Synergistical Optimization of Layered Materials, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202210407

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202210407