热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。法国物理学家Jean Charles Athanase Peltier在1834年发现，热电（TE）材料制备中温度控制这一关键概念。正是由于他的贡献，才有了材料制备和设计领域的稳定发展。

在19世纪60年代，Peltier主要研究碲铋和碲锑合金，其最高效率为1.1，这意味着该合金转换的电量略低于释放的热量。Peltier设备使得合金技术取得不小的进步。

到了2014年，韩国的IBS集成纳米结构物理中心与三星先进技术研究院、Kangwon国立大学的纳米应用工程学院、 Sungkyunkwan University的能源科学院、加州理工大学的材料科学学院联合，研制出一种更高效的TE合金。

TE金属合金由于具有极高的熔点，十分特殊。金属颗粒的结合不是通过金属的融化，而是通过烧结和热压技术。

 

在压实过程中，液体碲颗粒（红色）在低能晶界上形成位错。（图片来源：Institute for Basic Science）

该团队制备TE合金的过程称为液体流动辅助烧结过程，以此将三种元素锑、碲、铋颗粒形成合金。多余的熔融碲形成颗粒间的液体加强合金的结合强度。

在利用这种技术制备合金的过程中，晶界起到十分关键的作用。与传统的烧结技术相比，此项技术制备的合金薄，关节精细程度高，使用温度和电导率高。这是由于新型的液相烧结在晶界和层间形成位错阵列，这些位错大大减少热传导阻碍，以此提高了材料的热电转换效率。

在实际测试中，该技术制备的30个样品在320K时的效率为1.86±0.15，最高达到2.01，高于行业标准将近一倍。当熔纺合金用于Peltier 冷却器，结果也十分显著，新材料在300 K(26.85°C)时可以达到80K的温度变化。

研究人员说，这种材料的应用十分广泛。随着制造技术的发展，凭借高效冷却的性能，Peltier 冷却设备可以代替传统的压缩式制冷系统，并作为电气设备和电子设备的电力冷却系统，为现代热电合金设备提供光明的前景。

新材料在线编译整理——翻译：陈琼