近日，南京理工大学唐国栋教授团队在高性能复合热电材料研究上取得重要突破，相关成果发表在国际权威期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上面。
热电材料在温差发电和固态制冷领域具有重要前景，可用于工业余热回收、深空探测电源供给、5G/6G通信光模块制冷、光纤激光器等关键领域。目前，材料的低热电优值和器件的高温服役稳定性是制约热电技术广泛应用的瓶颈。Cu2Se热电材料因其化学元素丰富、环境友好、热电性能优异而备受关注。然而，作为一种超离子导体，Cu2Se高浓度本征铜空位缺陷以及高温下铜离子迁移显著削弱材料的载流子迁移率。与此同时，器件服役过程中内部铜离子会在电场作用下发生定向迁移，严重影响材料的稳定性。针对这一挑战，研究团队率先提出了基体晶格平整化概念，创新性地设计了Cu2Se-SnSe复合材料，实现了复合材料载流子迁移率的显著提升。经相关实验证实，Cu2Se-SnSe复合材料展现了良好的稳定性。研究成果为设计高热电性能、高稳定性、可加工的复合热电材料提供了全新范式，对推动固态热电器件的广泛应用具有重要意义。