Bi₂Te₃/Pt多层热电膜

室温ZT 1.51

通过梯度界面尺寸分布打破平移对称性，同时实现超低热导和高迁移率，兼顾垂直与柔性平面器件应用。

Zhengtong, Yao · 刘彬 · Shuai, Zhang · 79952840 · Zhihao, Guan · Yang, Kun · Gao, Wenpei · Yuan, Yonghai · Wu, Zhenhua · 王沫然 · 胡志宇

Science Advances 2026

参数信息

交面热导率

0.22 W m⁻¹ K⁻¹

热电优值

1.51

功率因子

176.2 μW cm⁻¹ K⁻²

技术优势

热导率降到0.22

多尺度界面分布引起界面散射、相干干涉和局域化共存，对声子进行宽带抑制。

ZT做到1.51

Bi₂Te₃/Pt薄膜在室温下实现ZT=1.51，热电转换效率显著提升。

功率因子够高

非对称金属-半导体界面形成准二维积累沟道，提升面内迁移率同时保留能量过滤，300 K功率因子达176.2 μW cm⁻¹ K⁻²。

垂直和柔性都行

梯度结构在垂直和柔性平面器件中均表现出高性能，拓宽了应用场景。

应用场景

• 废热回收：把低品位废热高效转成电能，减少能源浪费。
• 柔性热电发电：柔性基底上直接发电，适配可穿戴和曲面热源。
• 固态制冷：利用珀尔帖效应实现无制冷剂、无运动部件的主动冷却。
• 微纳能源收集：在微型器件中收集微小温差能量，为低功耗电子供电。