微纳热电纤维兼具块体热电材料的优异性能和柔性纤维的结构特点，其在能量转换、热电制冷、温度传感、热管理、热成像等领域具有广阔的应用前景，已成为柔性热电转换领域的研究热点之一。介绍微纳热电纤维的概念和特点；总结微纳热电纤维的化学沉积和物理热拉等制备方法，对比和阐述不同种类的微纳热电纤维的重要性能和应用，对微纳热电纤维的未来发展方向进行分析和展望。

随着可穿戴电子技术的发展，柔性热电器件由于可持续供电能力、可弯曲形变性及便携性等特点成为穿戴能源设备领域的研究热点。然而，目前柔性热电器件存在拉伸性低、透气性缺乏、功能集成性差等问题，限制了其在穿戴设备中的有效应用。一维结构的纤维基可拉伸热电器件具有尺寸小、轻质、可形变性强、可编织等特点，能够实现穿戴织物的集成和人体热能的持续收集。综述可拉伸纤维基热电器件的材料、结构及制备方法，进一步讨论其在自供电传感、热能收集和热电致冷方面的应用，最后对纤维基热电器件的发展前景作出展望，并指出目前存在的关键挑战和难题。

ZrNiSn基half-Heusler热电材料具有较高的热导率, 限制了其热电性能进一步提高。为了降低晶格热导率, 本研究采用磁悬浮熔炼和放电等离子烧结的方法制备ZrNiSn和Zr_0.5Hf_0.5Ni_1-xPt_xSn (x=0, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3)高熵half-Heusler热电合金。在Zr位进行Hf原子替代, Ni位进行Pt原子替代以调控该合金的构型熵, 并研究构型熵对热电性能的影响。本工作优化了Zr_0.5Hf_0.5Ni_0.85Pt_0.15Sn在673 K的最小晶格热导率和双极扩散热导率之和为2.1 W·m^-1·K^-1, 与ZrNiSn相比降低了约58%。这一发现为降低ZrNiSn基合金的晶格热导率提供了一种有效的策略, 有助于改善材料的热电性能。

金属硫化物Ag₂S具有优异的物理化学性能, 在催化、传感及光电子等领域具有广阔的应用空间。本工作利用一种区熔技术制备了尺寸为?18 mm×50 mm的Ag₂S并对其潜在热电性能进行了研究。Ag₂S在450 K以下具有标准的α-Ag₂S单斜P2₁/c结构, 450 K以上发生相变成为立方β-Ag₂S相。Ag₂S在300~650 K范围始终具有负的Seebeck系数而呈现n型半导体特征, 这主要是因为材料中存在Ag间隙离子而提供了多余电子。Ag₂S的Seebeck系数在室温下约为-1200 μV·K^-1, 440 K时降为-680 μV·K ^-1, 当转变为β-Ag₂S后则大幅降至~-100 μV·K^-1。α-Ag₂S的电导率几乎为零, 然而在刚发生β-Ag₂S相变(450 K)时, 电导率突然增加至~40000.5 S·m^-1, 而后随着温度持续升高, 其值在650 K降低为33256.2 S·m^-1。霍尔测试表明Ag₂S的载流子浓度n_H在相变时可从~10¹⁷ cm^-3迅速增加到~10¹⁸ cm^-3量级。α-Ag₂S和β-Ag₂S的总热导率κ几乎是常数, 分别为~0.20和~0.45 W·m^-1·K^-1。最终Ag₂S在580 K获得最大ZT值0.57, 说明它是一种很有发展潜力的中温热电材料。

MnTe作为一种新型的无铅p型热电材料, 在中温区热电领域具有广阔的应用前景, 但其本身的热电性能不足以与高性能n型热电材料相匹配。本研究通过真空熔炼-淬火和放电等离子烧结的方法制备不同Ge掺杂量的致密且均匀的Mn_1.06-xGe_xTe(x=0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04)多晶块体样品。过量的Mn可以有效抑制MnTe₂相, 提高基体相的热电性能。通过掺杂4%Ge粉末, 材料的载流子浓度提高到7.328×10¹⁸ cm^-3, 电导率在873 K增大到7×10³S∙cm^-1, 功率因子提升至620 μW∙m ^-1∙K^-2。同时, 通过点缺陷增强声子散射使材料的热导率降低到0.62 W∙m^-1∙K^-1, 实现了对材料电声输运性能的有效调控。Mn_1.02Ge_0.04Te在873 K获得了0.86的热电优值ZT, 较纯MnTe材料提高了43%。

作为高熵合金设计思想的延伸, 熵工程可从电子和声子输运两方面引导热电材料的性能优化, 在多种热电材料体系已经获得了成功应用。特别是, 熵具有内禀的类似基因特性, 可以作为热电材料的指征因子, 对多元热电材料实现快速筛选。本文首先揭示熵作为热电材料基因特性的内禀原因, 阐述构型熵增加导致材料晶体结构对称性增强、泽贝克系数提升、晶格热导率下降的物理机制; 然后着重介绍熵工程在类液态材料和IV-VI族半导体等典型热电材料体系中的应用, 总结熵工程提高材料热电性能的研究进展; 并介绍多元单相高熵热电材料的热力学稳定性预测方法; 最后指出了熵工程将来的研究重点。