热电材料是一种可以实现热能与电能直接转换的新能源材料,在新能源材料中占有十分重要的地位，在热电发电、致冷和太阳能、工业余热利用领域具有广阔的应用前景。为了推动我国热电材料基础及应用研究，2007年科技部批准立项了“973计划”项目“高效热电转换材料及器件的基础研究”，由在新能源材料方面实力雄厚的武汉理工大学承担，首席科学家为武汉理工大学张清杰教授。

高效热电转换材料是利用温差发电原理（Seebeck效应）将热能直接转换成电能的新能源材料，广泛应用于工业余热高效发电、太阳能高效热电-光电复合发电及微小温差发电等领域。本项目以大幅度提高热电材料及器件的转换效率和可靠性、促进其在太阳能高效热电－光电复合发电技术和工业余热高效发电技术等新能源技术中的应用为目标，对影响热电材料科学技术发展及应用的三个关键科学问题进行深入系统的研究：

（1）热电材料限域效应和界面效应与电热协同输运规律：研究热电材料的电热输运和电声相互作用在跨越原子-分子、纳米-介观和亚微观的多尺度范围内的不同规律，特别是低维结构和复合结构中的限域效应与界面效应将对电热输运过程及电声相互作用产生重要影响。深入探究在具有量子效应和尺寸效应尺度范围内的电热输运和电声相互作用的规律，阐释界面电声散射、界面能量过滤机制和规律，揭示限域效应和界面效应的协同作用规律，为建立热电材料电热输运协同调控理论和进行热电材料的微观结构设计与性能优化提供科学基础；

（2）热电材料微结构的形成规律与控制原理：研究材料合成与制备过程中微结构形成的控制原理，揭示热电材料低维结构、复合结构和特殊化合物结构等复杂微结构的形成规律，发展热电材料微结构可控的制备新技术，为实现限域效应和界面效应对电热输运的协同调控、大幅度提高热电性能的制备提供科学依据；

（3）服役环境下热电材料微结构与器件使用性能的演变：热电材料在长期循环热载荷和循环热应力共同作用的服役环境下，存在着微结构和性能的演变，直接影响着材料的可靠性和使用寿命。揭示服役环境下热电材料的微结构演化机制及其对性能的影响规律，为热电材料及器件的使用性能进行优化设计和提高其长期使用可靠性奠定基础。

该项目以揭示低维结构和复合结构中的限域效应与界面效应对电热输运的影响规律，建立热电材料电热输运协同调控理论、发展以低维化和复合化为主要特征的热电材料微结构可控的制备新方法和新技术，实现对电热输运的协同调控为研究目标，有望在新热电化合物体系研究和材料性能方面取得突破：研制出2—3种具有自主知识产权和重要应用前景的高性能热电材料，建立典型服役条件模拟实验平台和热电材料及器件使用性能的评价体系，促进高效热电材料及器件在太阳能高效热电-光电复合发电技术和工业余热高效发电技术中的实际应用。http://s5/mw690/003uENFrgy6FPBCBTNyb4&690