長期以來，熱電器件的研究聚焦在如器件能量轉換效率的最大化，而功率密度一直被忽略。開發同時具有高轉換效率和高功率密度，即：「雙高」熱電發電器件，已成為推進熱電發電技術實用化的關鍵。
最近，中國科學院上海矽酸鹽研究所陳立東研究員、柏勝強正高級工程師團隊與浙江大學朱鐵軍教授合作，提出了由「器件設計」指導「材料優化」的反向設計策略，利用「功率因子優先」和「熱導率匹配」準則實現了器件的「雙高」性能。
基於該策略，通過有限仿真模擬提出了雙高器件所需的n型和p型半赫斯勒材料最佳匹配的熱導率和功率因子範圍。
根據這一結果，通過調節n型材料的載流子濃度，獲得了最佳的功率因子以及與p型材料匹配的熱導率。在未使用最高zT值熱電材料的條件下，器件在溫差為680K時最大轉換效率達到10.5%，最大功率密度達到3.1Wcm-2，同時打破了單級熱電器件轉換效率與功率密度的記錄。
中國科學院上海矽酸鹽所官方消息顯示，反向設計策略改變了傳統單一追求高zT值和高轉換效率的熱電材料和器件的研究思路，為可實用化高性能熱電器件的設計研發提供了新途徑，可推廣應用於其他熱電材料體系。
目前，該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會的資助和支持。