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熱電材料具有將廢熱直接轉(zhuǎn)化為電能的巨大潛力。然而，它們的商業(yè)化受到效率低、依賴稀有昂貴的碲以及在操作條件下穩(wěn)定性有限的阻礙。近日，美國西北大學(xué)Mercouri G. Kanatzidis、福州大學(xué)羅中箴探討了在無碲無機(jī)塊體材料中實(shí)現(xiàn)高熱電性能和穩(wěn)定性新策略的最新進(jìn)展。

本文要點(diǎn)：

1) 首先，作者討論了旨在大幅提高電輸運(yùn)性能的各種創(chuàng)新技術(shù)。這些方法包括電荷載流子工程、能帶收斂、能帶反轉(zhuǎn)、谷各向異性、多能帶綜合以及共振能級(jí)或中隙態(tài)的結(jié)合等策略。然后，作者重點(diǎn)研究了降低晶格熱導(dǎo)率的策略，包括多維缺陷引起的聲子散射、偏心摻雜、共振散射和晶格軟化。

2) 作者還介紹了解耦電子和聲子輸運(yùn)的策略，以進(jìn)一步提高材料的熱電性能。這些策略包括界面工程、晶體對(duì)稱操縱、高熵工程和納米結(jié)構(gòu)、高壓技術(shù)和磁增強(qiáng)熱電。此外，作者強(qiáng)調(diào)了在操作條件下提高材料化學(xué)和熱穩(wěn)定性的新策略。最后，作者討論了當(dāng)前的爭議和挑戰(zhàn)，并提出了進(jìn)一步研究的方向，以提高無碲塊體材料的熱電性能。

參考文獻(xiàn)：

Hongwei Ming et.al Strategies and Prospects for High-Performance Te-Free Thermoelectric Materials Chem. Rev. 2025

DOI: 10.1021/acs.chemrev.4c00786

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.4c00786