Cu₂MgFe界面

热电器件功率密度翻番

专为Mg₂Sn₀.₇₅Ge₀.₂₅基热电器件设计的电极接触界面，解决了高键合强度、低接触电阻与长期稳定性的兼容难题。

Wu, Xinzhi · Lin, Yangjian · 刘呈燕 · Han, Zhijia · Li, Huan · Wang, Yu P. · Jiang, Feng · Kang, Zhu · 葛炳辉 · 刘玮书

Advanced Energy Materials 2023

参数信息

峰值功率密度

2.6 W cm⁻²

峰值转换效率

8 %

峰值功率密度

1.3 W cm⁻²

峰值转换效率

5.4 %

技术优势

功率密度翻倍

单臂器件在ΔT=370°C下功率密度达2.6 W cm⁻²，为Mg₂(Si,Ge,Sn)基器件最高值，界面低接触电阻与高稳定性使输出功率显著提升。

转换效率破纪录

同条件下转换效率达8%，同样为Mg₂(Si,Ge,Sn)基器件最高，归因于界面扩散钝化与掺杂剂失活抑制了性能衰减。

界面长期稳定

原位透射电镜验证界面在高温下保持稳定，化学势梯度降低和扩散激活能垒提高共同抑制了元素互扩散。

应用场景

• 热电发电器件：用该界面组装Mg₂Sn₀.₇₅Ge₀.₂₅基发电器件，省去界面开发，直接获得高功率密度与效率。
• 中高温废热回收：适用于300–400°C工业废热场景，将废热高效转化为电能，替代低效传统回收方式。
• 功率半导体热管理：利用热电制冷效应为功率半导体主动散热，降低结温，提升器件可靠性。
• 航空航天温差发电：在空间或深空环境中利用放射性同位素热源发电，界面稳定性确保长期任务可靠运行。