近年来，热电技术作为解决能源问题的有效途径备受关注。热电材料的能量转换效率由无量纲的热电优值ZT=S²T/rk=PF·T/k决定，其中S、r、T、k和PF (=S²/r)分别代表塞贝克系数、电阻率、绝对温度、导热系数和功率因子。因此，高的功率因子PF和低的热导率k是材料高ZT值的必要条件。然而，这些热电参数(S， σ， κ)是相互交织的，这对提高ZT值仍然是一个挑战。 

　　热电器件是由P型和N型热电材料组成。目前对P型室温热电材料ZT的改进已经取得了很大的进展。但在室温附近开发高性能(大ZT)的N型热电材料面临更大的挑战，这阻碍了热电器件的转换效率，使其无法得到广泛应用。因此，开发高效的N型室温热电材料，研制高转换效率的热电器件具有重要意义。Bi₂Te₃是目前公认的在室温下既能发电又能冷却的著名合金之一。但N型Bi₂Te₃相对应的热电优值ZT和能量转换效率较低，限制了其商业应用。因此，提高N型Bi₂Te₃的热电性能是促进其工业应用的必要条件。 

　　寻找最优的第二相是设计和制造一个性能优异(包括功能和结构)的复合体系材料的首要和关键任务，很多研究都对BTS的不同分散相进行了探索，以获得更好的热电性能。固体所科研人员尝试通过向BTS中引入N型纳米颗粒Ag₉AlSe₆，研究了BTS-xvol% Ag₉AlSe₆ (x= 0、0.15、0.25、0.35、0.50和0.70)样品的热电性能。结果表明，在BTS中加入Ag₉AlSe₆纳米粒子加入，其声子散射和相界增强，使得塞贝克系数增强和热导率降低，复合样品BTS-0.35vol% Ag₉AlSe₆的热电性能比原始BTS提高了约40%， ZT_max值 达到1.2 (423K)。BTS-0.50vol% Ag₉AlSe₆的平均ZT_ave为1.1 (300K-473K)。该工作表明Ag₉AlSe₆纳米颗粒的加入是提高BTS热电性能的有效途径，对于N型碲化铋合金热电性能的调控研究具有重要意义。 

　　上述工作得到国家自然科学基金和安徽省自然科学基金以及合肥研究院院长基金的支持。 

　　文章链接：https://doi.org/10.1039/D2QI01232D 

　　图1. (a-b) BTS-0.35vol% Ag₉AlSe₆的TEM图像；(c) BTS-0.35vol% Ag₉AlSe₆的高倍TEM图像；(d)选定区域电子衍射(SAED)(假彩色)；(e-l) BTS-0.35vol% Ag₉AlSe₆的TEM图像和Bi、Te、Se、Ag、Al的EDS谱图。 

　　图2. BTS-xvol%Ag₉AlSe₆ (x=0,0.15,0.25,0.35,0.50和0.70)样品的(a)热电优值 (ZT)随温度的依赖性；(b) 平均热电优值 (ZT_ave)随Ag₉AlSe₆含量的依赖性。