热电材料作为清洁能源的前景促使人们寻求能够有效利用余热产生大量电能的材料。

周五，研究人员向前迈出了重要的一步，并在《科学进展》杂志上发表了关于不对称热电性能的新解释。这种现象以带正电荷的高效材料的形式出现，这种材料的效率低得多，带负电荷，反之亦然。

休斯顿大学物理学博士、安德鲁斯大学物理学教授、UH超导电子中心主任任志强及相应作者表示，他们已经开发了一个模型来解释前两种类型的性能差异。配方。然后，他们应用该模型预测有前途的新材料，并利用发电厂和其他来源的余热发电。

研究人员已经知道，热电效率取决于两种类型材料的性质，即“P型”和“N型”，它们用于携带正电荷和负电荷。然而，大多数材料要么不存在于两种配方中，要么一种比另一种更有效。

新材料的有希望合成

只有P型或N型化合物可以用来构建有效的热电器件，但设计包含两种类型的器件更容易。任说，当两种类型有相似的表现时，表现最好。

研究人员合成了一种预测材料，锆-钴-铋化合物，并报告说，在冷的一面，热电转换效率在大约303开尔文或大约86华氏度时为10.6%，对于P型和N型来说，热量约为983开尔文(1310华氏度)。

该报告的第一作者、UH博士后研究员毛军说，他们认为，一些材料的不对称性质与两个公式中的电荷以不同的速率移动有关。“如果P型和负电荷的正电荷对于N型电荷运动是相似的，那么这两种类型的热电性质是相似的，”他说。

我明白了。他们可以使用流量比来预测之前没有研究过的公式的性能。

研究人员写道：“当一种材料的热电特性已经被实验研究过，但另一种材料的热电特性还没有被研究过时，可以通过利用确定的不对称性和加权流量比之间的关系来预测ZT。”。ZT或品质因数是用于确定热电材料将热量转化为电能的效率的一种量度。

新模型预测高效材料。

UH的博士后研究员、该报告的另一位第一作者杭天柱表示，一旦发现P型或N型高效材料，下一步就是确定如何制备相应的材料。

朱说，可能有必要通过实验来确定最佳掺杂剂-研究人员通过在化合物中添加少量额外元素来调整性能，称为“兴奋剂”-以提高性能。

这就是对不对称性能的新理解。朱先生说，通过预测哪种化合物在这两种类型中具有高性能，鼓励研究人员继续寻找最佳组合，即使早期的努力没有成功。