Science: 在热电界面材料智能设计和高效器件研制领域取得了关键突破，恭喜古扬和哈工大合作者

课题组与哈工大材料科学与工程学院隋解和教授团队在热电界面材料智能设计和高效器件研制领域取得了关键突破实现了在300度温差下9.25%的热能到电能转化效率有望提高能源利用效率研究成果发表在《科学》（Science）上。

热电界面材料的筛选新策略，突破热电发电机的瓶颈！

热电发电机（温差发电器）是一种可直接将热能转化为电能的装置，对于发电和重新利用其他释放热能的应用中具有重要价值。放射性同位素热电发电机就是一个很好的例子，四十多年来，它一直为外太空的旅行者号探测器提供动力。在过去一段时间，热电材料的性能取得了惊人的进步。除了材料本身的热电特性外，热电材料与电极之间的界面对设备的输出性能和长期稳定性也有相当大的影响。在运行过程中，界面上的原子扩散和化学反应会导致设备不稳定和降解，尤其是在高温条件下。为了消除这些不利影响，必须采用高效稳定的原子扩散屏障，即热电界面材料（TEiM）。传统的热电界面材料选择标准围绕着匹配热膨胀以实现机械稳健性和调整功函数以实现低接触电阻这两个方面。然而，由于缺乏坚固耐用的材料构成设备内电极与热电材料之间的界面，热电材料在热电发生器中的应用一直受到阻碍

为了解决这一难题，课题组与哈工大隋解和教授共同开发了一种根据密度泛函理论计算得出的相图预测结果对TeiM进行筛选的策略。通过将相图与潜在反应产物的电阻率和熔点相结合，作者发现半金属 MgCuSb 是高性能 MgAgSb 的可靠TEiM。MgCuSb/MgAgSb 结即使在 553 开尔文温度下退火 16 天，也能表现出较低的界面接触电阻率。在 300 开尔文的温度梯度下，制造出的两对 MgAgSb/Mg3.2Bi1.5Sb0.5 模块的转换效率高达 9.25%。作者对模块性能进行了国际循环测试，以确认测量的可靠性。该策略可应用于其他热电材料，填补了热电模块开发领域的重要空白。相关成果以“Screening strategy for developing thermoelectric interface materials”为题发表在《Science》上。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg8392