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近日，我校材料科学与工程学院先进磁电材料研究团队联合广州大学、同济大学，在高性能分段热电器件设计与制备方面取得了重大进展。研究成果发表于国际顶级综合性期刊《Advanced Science》（影响因子14.3，中科院分区1区），论文题为“General screening rules and segmented optimization strategy for efficient thermoelectric devices validated by Mg3(Sb,Bi)2/Bi0.5Sb1.5Te3-GeTe module”，文章doi.org/10.1002/advs.202502832。材料科学与工程学院硕士研究生杨凯钰为第一作者，赵景泰教授为通讯作者，广州大学郭凯教授与同济大学骆军教授为共同通讯作者，我校为论文的第一完成单位。

分段设计是一种被广泛采用的热电器件设计策略，是指通过充分利用不同温度区间材料的热电特性来提高热电器件的总体效率。建立高度匹配的材料关系对于最大化转换效率至关重要。研究团队在分段组合筛选过程中，特别强调了材料相容性因子与相对电流密度的概念，并借助COMSOL有限元仿真和实验结果验证了最优分段组合理论模型的有效性与实用性。此外，研究团队构建了一种集成环境友好的n型Mg3(Sb,Bi)2与p型Bi0.5Sb1.5Te3-GeTe最优分段组合的热电发电器件。该器件在温差为440 K的条件下，实现了10.4%的最大转换效率和0.41 W的峰值输出功率。该成果不仅为开发高效热电材料组合提供了坚实的理论基。参砦掠蚋咝嗜鹊缙骷的设计提供了重要思路。

此项研究工作得到了国家自然科学基金项目(No.U21A2054)、广西科技基础与人才专项(2020AC18005)、中央引导地方科技发展基金项目(ZY22096009)、广西八桂学者基金项目以及广州市教育局材料科学与工程重点学科(202255464)的支持。