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臥龍崗大學（UOW）的一項新研究克服了熱電材料的一大挑戰，它可以將熱能轉化為電能，反之亦然，轉換效率提高了60%以上。
熱電材料的應用範圍很廣，從固態製冷到零碳發電，還包括由人體自身熱量驅動的小型個人設備。碲化鉍基材料（Bi2Te3、Sb2Te3及其合金）是最成功的商業化熱電材料，目前和未來的應用可分為兩類：將電能轉化為熱能，或者將熱能轉化為電能。
熱電材料面臨的一個主要問題是電性能和熱性能的平衡。在大多數情況下，材料電性能的改善（更高的電導率）意味著熱性能的惡化（更高的熱導率），反之亦然。"關鍵是要將熱傳輸和電傳輸解耦。"主要作者、博士生Guangsai Yang說。
UOW超導與電子材料研究所（ISEM）為期三年的項目找到了一種解耦並同時提高熱性能和電子性能的方法。該團隊利用納米缺陷工程和結構設計，在基於碲化鉍的熱電材料中加入了少量的非晶納米硼顆粒。
使用火花等離子體燒結（SPS）方法引入非晶納米硼顆粒，降低了材料的熱導率，同時增加了其電子傳輸率。由於電子既能攜帶熱量，又能傳導電能，因此，單純基於電子傳輸的材料工程需要在熱性能和電性能之間權衡。另一方面，聲子只攜帶熱量。因此，阻斷聲子傳輸可以降低晶格振動引起的熱導率，而不影響電子性能。
"提高熱電效率的關鍵是通過聲子阻斷使熱流最小化，通過電子傳輸使電子流最大化。"Guangsai Yan說。"這就是我們材料的熱電效率創新高的原因。"其結果是創紀錄的11.3%的高轉換效率，比區熔法製備的商業化材料高出60%。
論文標題為《Ultra-High Thermoelectric Performance in Bulk BiSbTe/Amorphous Boron Composites with Nano-Defect Architectures》，發表在《Advanced Energy Materials》上。