浙江大学赵新兵教授课题组朱铁军教授指导的博士生付晨光在新型高优值half-Heusler高温热电材料方面的研究取得重要进展，相关论文“Realizing high figure of merit in heavy-band p-type half-Heusler thermoelectric materials”于9月2日在国际著名学术期刊Nature Communications上发表。

        固体热电技术是一种能够直接进行热能与电能可逆转换的绿色能源技术。提高热电材料的转换效率对于推动该技术在余热废热发电、固体制冷等领域的应用具有着重要意义。作为一种非常有潜力的高温热电材料，half-Heusler化合物具有组成元素价格适中、无毒、稳定性高和力学性能优异等特点，但缺乏高性能的p型材料阻碍了该体系的实际应用。

       该工作主要围绕p型FeNbSb基half-Heusler化合物展开，在他们前期研究的基础上(Adv. Energy Mater., 4, 1400600, 2014; Energy Environm. Sci. 8, 216-220, 2015)，选择重元素Hf掺杂，同时实现了FeNbSb体系的电学性能及热导率的解耦，使得热电优值显著改善，在1200K时高达1.5，这是目前国际上half-Heusler热电材料获得的最高值，也显著优于目前已知的其他典型高温热电材料。

       基于此高性能的p型FeNb_1-xHf_xSb化合物以及目前最好的n型ZrNiSn基half-Heusler化合物，他们与中科院上海硅酸盐研究所陈立东研究员课题组合作，设计组装了8×8的原型高温热电模块。实验测试表明，该模块的转换效率在655K温差下约为6.2%，功率密度可达2.2 W/cm²。根据理论估算，进一步提高温差以及降低界面热阻，该热电模块转换效率可达12%以上。这一研究成果对于half-Heusler热电材料作为高温功率发电应用有着现实的推动作用。

图1 、多种高温热电材料的热电优值对比。图2、half-Heusler热电模块及其转换效率。