哈工大全媒体（李双余 刘紫航/文 刘紫航/图）近日，我校材料科学与工程学院隋解和、刘紫航教授团队与日本国立材料研究所森孝雄（Takao Mori）教授团队合作，受邀在国际学术期刊《自然评论材料》（Nature Reviews Materials）上发表题为《低温能量收集的无碲热电材料与器件》（Tellurium-free thermoelectric materials and devices for low-temperature energy harvesting）的综述论文。文章系统剖析无碲热电材料与器件全链条关键问题，为低温能量回收提供了系统性解决方案。

近年来，热电发电器件因能够直接将热能转化为电能，在深空探测供能、工业余热回收等低温能量收集领域展现出广阔应用前景。该类器件通常由多对P、N型热电臂通过钎料与覆铜陶瓷基板连接而成，为防止钎焊元素扩散，在热电臂表面引入热电界面材料。器件的输出性能依赖于高性能热电材料、高强低阻界面层、适配焊接工艺以及模块结构尺寸优化等多环节的系统协同。以Mg₃(Sb, Bi)₂（镁锑铋）、MgAgSb（镁银锑）与SnSe（硒化锡）为代表的无碲热电材料，兼具性能优异、成本低廉、环境友好等综合优势，目前已超越传统碲化铋材料，成为低温热电发电领域的研究热点。然而，学界尚缺乏从材料、界面到器件一体化视角阐述无碲热电材料在低温能量收集应用中关键问题的综述研究。

论文创新性地构建以器件应用为导向、深度关联热电材料—界面材料—器件集成的设计框架。在热电材料层面，深入剖析了Mg₃(Sb, Bi)₂、MgAgSb与SnSe等无碲热电材料实现高热电优值的物理本源，系统总结能带工程、缺陷工程等性能提升策略及领域最新研究进展，明确无碲材料相较于碲化铋材料在资源储量、高温稳定性及热电性能等方面的核心优势。在界面材料层面，全面梳理热电界面材料从经验筛选到计算驱动设计的发展脉络，重点介绍适配无碲体系的高强度、高稳定、低电阻界面材料的突破性成果。在器件与系统层面，系统阐述从器件模块组装、焊接工艺优化到热电发电系统集成的全流程，并针对规模化应用中的成本控制、长期可靠性及标准化测试等行业痛点，提出材料、界面与系统协同优化的前瞻性发展路径。

Mg₃(Sb, Bi)₂、MgAgSb与SnSe材料的热电性能与发展历程

材料结构精密焊接与连接全国重点实验室为论文第一署名单位，材料科学与工程学院刘紫航教授、博士生郭振涛和日本国立材料研究所博士后李艾燃、王龙泉为论文共同第一作者，刘紫航教授、隋解和教授、森孝雄教授为论文共同通讯作者。

该研究获国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41578-026-00923-5