热电材料是一种基于泽贝克效应和珀尔帖效应实现热能与电能直接相互转换的功能材料。与传统热机相比，热电器件凭借全固态运行、无污染、无振动、无泄漏及长寿命等优势，在工业余热回收、深空探测电源、5G/6G通信光模块制冷、精准温控及可穿戴柔性微能源收集等领域展现出独特价值。然而，其规模化应用受限于低能量转换效率、材料高温退化、战略金属资源制约及器件界面损耗等瓶颈。未来研究需通过材料设计、结构优化及跨学科合作突破现有热电材料及器件的发展瓶颈，推动废热发电、可穿戴供电等领域的产业化落地，加速热电技术从实验室走向市场。
【研究方向】
本团队致力于以下热电材料方向及器件的研究：
（1） 新型热电材料的设计与性能优化：主要聚焦Half-Heusler合金、氧化物热电材料、CuInTe2黄铜矿及Mg基Zintl相等体系，结合机器学习驱动的组分设计，通过熵工程与缺陷调控优化多尺度微结构，同步推进性能优化与单晶制备工艺开发，实现热电材料电声输运特性的协同提升。
（2） 新型热电材料的电声输运机制：主要聚焦成分、工艺参数与多策略协同优化（掺杂、纳米化、熵调控）对电导率、泽贝克系数、热导率等关键热电参数的影响规律，揭示其对电声输运的微观作用机制，构建成分-工艺-性能的构效关系模型；
（3） 热电器件的设计与研制：主要聚焦热电器件全链条开发，涵盖界面阻挡层材料高通量筛选、热电偶臂拓扑几何参数多目标优化、低阻高可靠连接工艺开发，以及器件集成-服役性能一体化评估体系，形成结构功能仿真、工艺可靠性验证与系统效能评估的全链条迭代机制。
【研究条件】
在上述研究方向，本团队具备材料制备、组织与性能表征所需的各类先进设备，包括：
（1）材料制备与加工设备：SPS放电等离子热压烧结炉（上海晨华）、MIN真空热压烧结炉（上海晨华）、FMF-40磁悬浮真空熔炼炉（合肥科晶）、真空中频感应熔炼炉（北京浅蓝）、真空(高/中温)热处理设备、高能球磨机（德国FRITSCH、美国SPEX）、LABstar惰性气体手套箱系统（德国布莱恩）、MRVS多工位可旋转真空封管系统、不同温度马弗炉（合肥科晶）、不同温度不同压力反应釜和抽滤系统、电动冷等静压机、电动压片机、金刚石线切割机和低速金刚石切割机等。
（2）热电材料性能表征：LSR-3塞贝克系数和电阻测量系统（德国林塞斯）、多功能变温霍尔效应测试系统（美国Lake Shore）、LFA 457激光热导仪（德国耐驰）、DSC 404 F3差示扫描量热仪（德国耐驰）、UMS-100高级超声回波材料表征系统（法国瑞泰克）、界面接触电阻测试系统和密度测试组件等。
（3）第一性原理计算：大连理工大学超级计算中心超算平台，可提供算力高达2000万亿次/秒，共有300台CPU计算节点、76.8 TB内存、3台GPU计算节点、24块Nvidia A800 GPU（80GB）以及2 PB高性能存储，可实现商用软件、开源软件和自研软件的集中管理和运行。该计算平台可为热电性能及输运性质分析提供全面的硬件和软件支持。