新型热电材料及研究进展
热电材料应用及其新型材料开发研究
热电材料应用及其新型材料开发研究热电效应是指通过温度差异产生电势差的现象。
热电材料是指具有热电效应的材料，它们在工业、能源、军事等方面具有重要的应用。
热电材料可以将废热转化为电能，从而实现能源的节约和高效利用，同时也能为低功率电子设备提供独立电源。
在现代化建设中，热电材料发挥着重要的作用。
因此，研发高效的热电材料具有重要的科学价值和现实意义。
一、热电材料的应用及其意义1. 废热回收废热回收是热电材料应用的一项重要领域。
热电材料可以将温度差异转化为电能，实现废热的有效利用。
在钢铁、化工、冶金等行业中，能源消耗极高，废热排放量也很大。
热电材料的应用可以将这些废热转化为电能，实现能源的节约和高效利用。
这既可以降低企业的生产成本，也可以保护环境。
2. 低功率电子设备随着电子设备的小型化、集成化和便携化，低功率电子设备的需求量不断增加。
低功率电子设备通常使用电池或其他电源供电，但这些电源往往有限。
热电材料可以将环境温度转化为电能，为低功率电子设备提供独立电源。
这样可以延长电子设备的使用时间，提高设备的可靠性。
3. 太阳能利用太阳能是一种绿色能源，具有非常广阔的应用前景。
由于太阳能的能量密度比较低，需要通过一系列的转换和储存来利用。
热电材料可以将太阳能的热能转化为电能，实现太阳能的高效利用。
这可以解决太阳能储存和转换的问题，促进太阳能的普及和应用。
二、热电材料的种类和特点热电材料具有多样化和复杂性。
热电材料的性能取决于多个因素，包括化学组成、晶体结构、热导率、电导率等。
热电材料主要分为两大类：N 型半导体和 P 型半导体。
它们的热电性能是相反的。
N 型半导体通道中的载流子为电子，在高温一端产生负电势，低温一端产生正电势。
P 型半导体通道中的载流子为空穴，在高温一端产生正电势，低温一端产生负电势。
通过将 N 型半导体和 P 型半导体组合起来，可以构成热电模块。
热电材料的性能由热电系数（Seebeck 系数）、电导率和热导率决定。
热电材料的研究与发展趋势
热电材料的研究与发展趋势热电材料是一种能够将热能转化为电能，或者逆过程，将电能转化为热能的材料。
热电效应是指当一块材料的两端有温度差时，由于电子在材料内部的迁移和散射，会产生电势差，从而产生电流。
热电材料的研究与发展在能源转换领域具有重要的意义，可以应用于热电发电、制冷与散热等方面。
热电材料的研究起源于19世纪初，当时科学家们发现某些材料在温度差下会产生电流。
然而，由于热电转换效率较低以及制造成本较高，热电技术在当时并没有得到广泛应用。
但是随着能源危机的加剧以及对环境保护的追求，热电技术逐渐受到重视，热电材料的研究也日益深入。
目前，热电材料的研究与发展主要集中在以下几个方面。
首先是热电材料的性能优化。
热电转换效率是评价一个热电材料性能的重要指标，科学家们致力于开发新型的热电材料，提高其热电转换效率。
例如，通过合金化、纳米材料和多级结构设计等手段，可以增加材料的电子迁移率和降低热导率，从而提高热电性能。
其次，热电材料的稳定性与可靠性也是研究的重点之一。
在实际应用中，热电材料需要能够长期稳定工作，并且能够适应不同温度和环境条件。
因此，科学家们研究如何提高热电材料的稳定性和耐用性，以确保其可靠性。
此外，热电材料的制备和加工技术也在不断创新。
传统的热电材料制备主要依靠传统陶瓷工艺，制造成本较高且工艺复杂。
现在，科学家们提出了许多新的热电材料合成方法，如溶胶-凝胶法、熔体法和化学沉积法等，这些方法可以有效地降低成本并提高材料的性能。
最后，研究人员还在努力开发可持续发展的热电材料。
随着全球能源危机的加剧，人们对可再生能源的需求越来越高。
因此，科学家们探索如何利用太阳能、废热等可再生能源，开发可持续发展的热电材料，以实现更高效、更环保的能源转换。
总之，热电材料的研究与发展趋势主要包括性能优化、稳定性与可靠性、制备技术创新以及可持续发展等方面。
随着科技的不断进步，我们相信热电技术将会得到更加广泛的应用，为解决能源问题和推动可持续发展做出更大的贡献。
新型热电材料的研究进展
新型热电材料的研究进展热电材料是一种能够将热能转化为电能或者将电能转化为热能的材料。
随着科技的不断发展，人们对热电材料的研究也日益深入。
新型热电材料的研究进展，为我们带来了许多新的发现和应用。
本文将介绍新型热电材料的研究进展，包括其特点、应用领域以及未来发展方向。
一、新型热电材料的特点新型热电材料相较于传统材料具有许多优势。
首先，新型热电材料具有更高的热电转换效率，能够更有效地将热能转化为电能或者将电能转化为热能。
其次，新型热电材料具有更好的稳定性和耐高温性能，能够在极端环境下工作。
此外，新型热电材料还具有更好的环保性能，对环境的影响更小。
总的来说，新型热电材料在性能上有了很大的提升，为其在各个领域的应用奠定了基础。
二、新型热电材料的应用领域新型热电材料的应用领域非常广泛。
首先，在能源领域，新型热电材料可以用于开发新型的热电发电设备，提高能源利用效率。
其次，在航天航空领域，新型热电材料可以用于制造航天器和飞机的动力系统，提高其性能和稳定性。
此外，在电子产品领域，新型热电材料可以用于制造高效节能的电子产品，推动电子产品的发展。
总的来说，新型热电材料在各个领域都有着重要的应用前景，将为人类社会的发展带来巨大的推动力。
三、新型热电材料的未来发展方向未来，新型热电材料的研究方向主要集中在提高其性能和降低成本。
首先，研究人员将继续探索新型热电材料的结构和性能，寻找更高效的热电转换材料。
其次，研究人员将致力于降低新型热电材料的制备成本，推动其在工业生产中的应用。
此外，研究人员还将探索新型热电材料与其他材料的复合应用，进一步提高其性能和稳定性。
总的来说，新型热电材料的未来发展方向将更加多样化和前瞻性，为其在各个领域的应用带来更多可能性。
综上所述，新型热电材料的研究进展为我们带来了许多新的发现和应用，其在能源、航天航空、电子产品等领域都有着重要的应用前景。
未来，随着研究的不断深入，新型热电材料的性能将得到进一步提升，应用领域也将更加广泛。
热电转换的新型材料研究
热电转换的新型材料研究热电转换作为一种能量转换方式，可以将热能转化为电能，为可再生能源的利用提供了有益的途径。
然而，传统的热电材料转换效率较低，且稳定性差，这为热电转换材料的研究和开发提出了更高的要求。
近年来，新型热电材料的研究和开发已经取得了一定的进展。
本文将从材料的角度出发，介绍新型热电材料的研究现状、特点及应用前景。
一、新型热电材料的分类和特点目前，新型热电材料主要分为铁磁半导体材料、拓扑绝缘体材料、渐进型材料和纳米复合材料四类。
（一）铁磁半导体材料铁磁半导体材料是一种同时具有铁磁性和半导体特性的材料，具有良好的热电性能。
其热电性能主要体现在集成了热电效应和磁电效应中的磁电效应，这使得其热传导与热电性能同时增强。
尤其在高温下，其热电转换效率可达到10%以上，同时还具有宽温区、良好的机械稳定性和化学稳定性等特点。
目前，铁磁半导体材料主要有半金属氧化物、半金属硫化物等。
（二）拓扑绝缘体材料拓扑绝缘体材料是一种特殊的材料，在内部是电绝缘体，在表面却能导电。
拓扑绝缘体材料具有热电极化效应，可显著增强材料热电转换效率。
此外，拓扑绝缘体材料热电性能比传统的热电材料更为稳定，同时还具有高效、环保等特点。
目前，拓扑绝缘体材料主要有铋和锑基材料、HgTe/CdTe量子阱材料等。
（三）渐进型材料渐进型材料是一类具有特殊晶体结构的化合物材料，它具有良好的热电性能和热电测量特性。
渐进型材料热电性能主要体现在出色的载流子浓度和迁移率，较低的热导率等特点。
此外，渐进型材料还具有良好的热稳定性、机械稳定性、尺寸稳定性和化学稳定性等特点。
目前，渐进型材料主要有硅锗合金、硒化物等。
（四）纳米复合材料纳米复合材料由多种不同材料复合而成，具有优良的物理、化学和电学性能。
纳米复合材料可通过尺寸效应、界面效应、纳米分散效应等方面来调节和改善材料的热电性能。
此外，纳米复合材料具有高效易制备, 响应速度快等特点。
目前，纳米复合材料主要有氧化物基复合材料、碳基复合材料等。
新型热电材料的研究和应用
新型热电材料的研究和应用热电效应是指在一定温度梯度下，导电材料会产生电势差。
这种效应被称为“热电效应”或“Seebeck效应”。
对于逆转效应，应用电场可以引导到热流。
这类热电材料可以将废热转换成电能，本文将讨论新型热电材料的研究和应用。
一、新型热电材料的研究1.氧化物热电材料包括具有钙钛矿结构的多种氧化物，如LaAlO3, Ca3Co4O9等。
在这类材料中，离子与电子的能量势阱的耦合效果使得这些材料在高温下表现出极高的热电性能，其ZT值（材料热电性能综合指标）已超过1.5。
2.半导体热电材料对于N型和P型半导体材料，热电效应与载流子（电子或空穴）的性质有关。
在半导体材料中添加适当掺杂物将产生明显的热电效应，且在常温下仍可以产生有效的热电效应。
3.有机热电材料尽管有机材料的热电性能低于无机材料，但由于其生产成本低，制备工艺简单，适用于制作大规模、柔性的热电材料。
例如，通过化学修饰和选择合适的基底材料制备柔性材料。
4.复合材料复合热电材料具有明显的协同效应，同时实现高热电性能和良好的力学性能。
基于工程塑料和高导电掺杂物的复合材料，有望实现热电材料的大规模生产。
二、新型热电材料的应用1. 特种锂电池热电材料可以制成发电机或者热电堆，将废热转换为电能，应用在汽车、飞机等交通工具产生的废热回收。
例如，品牌机械领先企业德国Bosch公司正在推进热电材料的应用。
2. 非接触式传感器热电效应可以被用于制备非接触式传感器，例如能够检测人体温度、环境温度、设备运转状态、电子器件功率参数等。
此外，还可以将热电材料和压电材料相结合制备压力、体积、形状等方向敏感的传感器。
3. 温差发电热电效应可以直接转换热量为电能。
在温差变化的环境中，热电材料可以收集废电源的能量。
此外，还可以由低性能的动力设备（蒸汽机、发电机）制备温差发电器。
4. 新型热电材料模块的理论设计新型热电材料在理论上可以利用化学元素计算机辅助设计模块能够自主设计、高通量的制备和测试新体系的材料性质。
热电转换材料及其器件的研究进展
热电转换材料及其器件的研究进展近年来，随着能源问题的日益严峻，热电转换技术备受关注，尤其是热电转换材料及其器件。
热电转换器件是一种能将热能转换成电能或反转的器件，其具有良好的环保性能，无需额外的燃料消耗，被广泛应用于温度测量、热控制和能量回收等领域。
而热电转换材料则是组成热电转换器件的重要组成部分，其主要功能是将热能转化为电能或反转。
目前，热电转换材料的研究进展非常迅速，造就了许多新型热电材料，其中包括热电发电材料、热电制冷材料、复合热电材料等。
1. 热电发电材料热电发电材料的核心是热电效应，通过材料内的电子和热子的运动相互耦合来产生电荷载流子，从而将热能转化为电能。
当前，常温热电发电材料的发展相对成熟，已经经历了几十年的发展历程。
目前，常用的热电材料主要包括铋基化合物、硫化物、氧化物、硒化物和磷化物等。
这些材料均具有良好的热电性能，但是其转换效率、稳定性和成本等方面还有待提高。
此外，新型热电材料——拓扑绝缘体被广泛研究。
拓扑绝缘体的电导率仅存在于材料表面，而材料内部具有绝缘性，可有效地阻止漏电现象的发生。
同时，拓扑绝缘体还具有高的热电效应系数，因此在热电转换领域具有广阔的发展前景。
2. 热电制冷材料热电制冷材料是将电能转化为热能，从而达到制冷的目的。
热电制冷材料的研究始于20世纪60年代，其核心是材料的热电效应，常用材料主要包括硒化铋和硫化铅等。
但是，传统的热电制冷材料存在制冷效果不明显、耐久性差等问题，无法实现大规模商业化应用。
因此，目前热电制冷材料的研究主要集中在提高效率和稳定性方面。
其中，一些新型材料，如FeSb2和CoSb3等，具有良好的热电性能，被认为是热电制冷材料的候选材料之一。
3. 复合热电材料复合热电材料是由两个或多个热电材料复合而成，其具有良好的热电性能和热稳定性，是热电转换领域的新热点。
复合热电材料的研究始于20世纪90年代，其主要特点是将多个材料复合在一起，形成新的结构，从而提高热电性能。
热电制冷材料的研究进展与应用
热电制冷材料的研究进展与应用随着全球气温不断上升，人类对于环境友好型制冷系统的需求越来越迫切。
采用Peltier效应制冷技术的热电制冷器具有低噪音、高效率、易于控制等优点，成为目前最受关注的新型制冷技术之一。
因此，热电制冷材料的研究和应用一直是热点和难点之一。
本文将重点介绍热电制冷材料的研究进展和应用。
一、热电制冷材料研究进展1. 单晶热电材料单晶热电材料是应用最广泛的一种热电材料。
它的热电性能主要取决于其离子晶体结构的电子运动能力。
目前，Bi2Te3和PbTe等材料是最主流的单晶热电材料。
Bi2Te3具有较高的热电性能，耐腐蚀性好，但其制备成本高，半导体材料纯度和结晶质量要求高；PbTe具有较高的热电性能，易于生产，但其稳定性差，并且受到国际环保法律法规的限制。
2. 纳米热电材料与传统单晶热电材料相比，纳米热电材料具有更好的热电性能。
其中，纳米粒子尺寸的改变是影响热电性能的关键因素之一。
纳米材料具有更大的比表面积和更多的电子界面，因此可以增加载流子数量和提高电子迁移率，从而提高热电效率。
研究表明，在一定的纳米尺寸范围内，纳米粒子的尺寸越小，其热电性能越优秀。
3. 多功能复合材料多功能复合材料是由多种不同材料复合而成的一种材料。
与单晶热电材料相比，多功能复合材料的热电性能更优秀，应用更广泛。
例如，FeSb2/CuSb2复合材料具有优异的热电性能和机械性能，具有很高的应用潜力。
二、热电制冷材料的应用1. 热电制冷器热电制冷器是一种新型的制冷器，具有小体积、低噪音、高能效等特点。
热电制冷器的工作原理是利用Peltier效应，将热电材料加热一侧冷却一侧，从而实现制冷。
这种制冷器目前广泛应用于车载冷藏、光电子器件、計算機制冷装置和航空航天等领域。
2. 热电发电热电发电是将废热转化为电能的一种新型发电方式。
采用热电发电技术可以将冶金、工业制造、石化等领域产生的大量废热转换成电能，从而提高能源利用率。
目前，热电发电技术已经应用于太阳能光伏、风力发电、空气能热泵等领域。
热电材料的研究现状及展望
热电材料的研究现状及展望热电材料的研究现状及展望热电材料是一类具有特殊性质的材料，可以将热能转化为电能，或者将电能转化为热能。
这种材料不仅在能源领域有着广泛的应用，也在环境保护和电子器件等领域起着重要作用。
热电材料的研究与发展一直是科学家们的重要任务之一。
本文将对热电材料的研究现状及其未来的展望进行探讨。
1. 热电材料的定义与原理介绍1.1 什么是热电材料热电材料是指能够实现热电效应的材料，即通过热梯度产生电压差或通过电压差产生热梯度的材料。
热电效应是指材料在温度差异作用下出现的电与热之间的相互转化现象。
1.2 热电效应的原理热电效应源于材料内部的电荷载流子在温度差异作用下发生迁移。
具体来说，在温度梯度作用下，电荷载流子会从高温区域向低温区域迁移，产生电势差；而在电场作用下，电荷载流子会发生迁移，产生热流。
这样，热电材料就可以实现热能到电能或电能到热能的转化。
2. 热电材料的研究现状目前，热电材料的研究主要集中在以下几个方面：2.1 热电材料的性能优化热电材料的性能优化是热电材料研究的重要方向之一。
研究人员通过合理设计材料结构、调节组分比例以及改变材料微观结构等手段，不断提高热电材料的热电性能，包括提高热电转化效率和热电耦合系数等。
2.2 可持续能源利用随着全球对能源的需求不断增长，人们对可持续能源的需求也越来越迫切。
热电材料作为一种可实现热能与电能转换的材料，具有广阔的应用前景。
研究人员正在探索利用热电材料来转化废热、太阳能、生物热等可再生能源为电能的方法，以实现能源的有效利用。
2.3 热电材料的多功能应用热电材料不仅可以用于能源领域，还可以在其他领域发挥重要作用。
在环境保护领域，热电材料可以用于制备具有抗菌、防污染等特性的材料；在电子器件领域，热电材料可以用于制备高效的热电能量转换器件等。
3. 热电材料研究的展望针对热电材料的研究，未来有以下几个发展方向：3.1 纳米材料的应用纳米材料具有较大的比表面积和较短的电子或热子传输路径，因此很适合用来制备高性能的热电材料。
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新型热电材料及研究进展摘要：热电效应在发电和致冷方面有着巨大的应用潜力。
从如何提高热电材料热电优值的理论研究出发,列出了寻找高优值热电材料的几种主要途径。
在此基拙上,重点介绍了最近几年来新型热电材料的研究发展情况,包括笼式化合物、超晶格热电材料、Half一Hueselr合金等。
并提出了亚待解决的问题和今后的研究方向。
关键字：热电；电优值；新型热电材料1引言能源是人类活动的物质基础，随着人类活动以及工业化革命的不断进行，传统的一些不可再生能源开始日益枯竭’所以新能源的开发迫在眉睫，而新能源的开发利用需要借助能源材料来实现’能源转换材料（热电材料）成为材料科学热点’热电材料的应用主要有温差发电和热电制冷，温差发电是利用效应，直接将热能转化为电能的研究’温差发电在工业余热&废热和低品味热温差发电方面有很大的潜在应用’与温差发电相反，热电制冷利用效应可以制造热电制冷机’热电制冷具有机械压缩制冷机所没有的一些优点，尺寸小质量轻无任何机械转动部分工作无噪声无液态或气态介质，因而不存在污染环境问题；可以实现精确控温，响应速度快，器件使用寿命长，因此热电制冷已用于很多领域’另外，热电制冷材料的一个可能具有实际应用意义的场合是为超导材料的使用提供低温环境’1823年,Seebeck首次发现了热电效应(又称温差电效应),从而开始了人类对热电材料的研究和应用。
近年来,随着人们对环境和能源问题的日益重视,热电材料开始受到更为普遍的关注。
2材料的热电效应热电材料具有3 个基本效应，即效应效应和效应，这3 个效应奠定了热电理论的基础，同时也确定了热电材料的应用方向。
Seebeck效应又称为温差电效应，是指在两种不同金属构成的回路中，如果两个接头处的温度不同，发现了回路中有一电动势存在Seebeck 效应的大小可通过Seebeck系数（温差电动势率）来表征3新型热电材料种类随着科技进步和新材料合成技术的发展&各种测试手段的不断提高以及计算机在材料研究中的广泛应用，使得目前热电材料的研究日新月异，大量的新型热电材料层出不穷。
3.1半导体金属合金型热电材料金属材料的热电效应非常小,除在测温方面的应用外,其他没有实际的应用价值。
直到20世纪50年代,人们发现小带隙(small band gap)掺杂半导体比金属大很多热电效应,研制温差电源和热电制冷器已具有现实意义[1]。
这类材料以Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ族及稀土元素为主。
目前,研究较为成熟并且已经应用于热电设备中的材料主要是金属化合物及其固溶体合金如Bi2Te3/Sb2Te3、PbTe、SiGe、CrSi等,这些材料都可以通过掺杂分别制成P型和n型材料。
有报道称在实验室得到的最高ZT值达到2.2 (AgPb m SbTe2+m, 800K)[2]到2.4(Bi2Te3/Sb2Te3超晶格, 300K) [3]。
通过调整成分、掺杂和改进制备方法可以进一步提高这些材料的ZT,通过化学气相沉积（ CVD ）过程得到综合两维Sb2Te3/Bi2Te3超晶格薄膜的ZT高达2.5[4]，ZT的研究还在继续进行[5]。
但是这些热电材料存在制备条件要求较高,需在一定的气体保护下进行,不适于在高温下工作以及含有对人体有害的重金属等缺点。
3.2方钴矿(Skutterudite)热电材料Skutterudide是CoSb3的矿物名称，名称为方钴矿，是一类通式为AB3的化合物（其中A是金属元素，如Ir、Co、Rh、Fe等；B是V族元素，如As、Sb、P等）。
二元Skutterudite 化合物是窄带隙半导体，其带隙仅为几百毫电子伏，同时此类化合物具有较高的载流子迁移率和中等大小的反Seebeek系数，但热导率比传统的热电材料要高.此类化合物的显著特点是，外来小原子可以插入晶体结构的孔隙，在平衡位置附近振动，从而可以有效地散射热声子，大大降低晶格热导率[6.7]。
最初的研究集中在等结的IrSb3, RhSb3和CoSb3等二元合金[8.9],其中CoSb3的热性能相比较而言最好。
尽管二元合金有良好的电性能,但其热电数据受到热导率的限制。
因此对多元合金的研究得到了重视，实验得到P型CeFe3.5Co0.5Sb12方钴矿化合物ZT值在620K时达到1.4[10]。
目前进一步提高Skutterudite材料热电性能的途径有两条：（l）通过各种拾杂调节电学性能，（2）引入额外的声子散射降低晶格热导率。
3.3金属硅化物型热电材料金属硅化物是指元素周期表中过渡元素与硅形成的化合物,如FeSi2,MnSi2,CrSi2等。
由于这类材料的熔点很高,因此很适合于温差发电应用。
对于上述几类硅化物,人们研究较多的是具有半导体特征的β-FeSi3,它具有高抗氧化性、无毒、价格低廉等优点。
此外,通过向β-FeSi3中掺入不同杂质,可制成P型或N型半导体,是适合于在200—900℃温度范围内工作的热电材料[11.12]。
但由于传统的FeSi3无量纲优值ZT较低,人们寻找新的硅化物取代它，Jun- ichi Tani制得的Mg2Si0.9Sn0.1其ZT在864K时达到0.68[13]，另一种较有前景的是高硅化物HMS,这实际上是一种由四个相,即Mn11Si19,Mn15Si24,Mn26Si45和Mn27Si47组成的非均匀硅化锰材料。
高硅化物的温差热电优值具有各向异性的特征,目前实验得到的无量纲优值已与SiGe合金相当（SiGe合金的热电优值在1000K时可以达到1.009[14]），具有广泛地应用前景。
3.4氧化物型热电材料氧化物型热电材料的特点是可以在氧化气氛里高温下长期工作,大多数无毒性、无环境污染,且制备简单,制样时在空气中可直接烧结,无需抽真空,成本费用低,因而备受人们的关注[15]。
目前研究发现，层状过渡金属氧化物是一种很有前途的热电材料,其典型代表为NaCo2O4化合物。
NaCo2O4化合物具有层状结构[16]，在温下, NaCo2O4具有较高的热电势,低的电阻率和低的晶格热导率。
NaCoO2的ZT值在900K时达到0.72[17.18].尽管NaCo2O4具有良好的热电性能,但温度超过1073K时,由于Na的挥发限制了该材料的应用, 这加速了其它层状结构的过渡金属氧化物作为热电材料的研究,例如,具有简单立方结构的三维过渡金属氧化物NiO也可作为很好的热电材料,掺杂Na和Li的NiO在1260K的高温具有很高的热电性能3.5准晶材料准晶材料由于具有非常低的热导率，类似于玻璃，因此在热电材料领域具有相当大的吸引力。
同时由于它的Seebeck系数较低，热电优值也相对较低，如果能找到合适的方法来明显增大Seebeek系数也可望获得较高的热电优值。
准晶材料具有5重对称性，这是晶体和非晶体都不允许存在的特性，它的费米表面具有大量的小缺口[20]，可利用温度变化式缺陷破坏这些小缺口，进而改变费米面的形状，从而达到提高Seebeck系数的效果。
通过掺杂第四种元素，Seebeck系数也有所改观。
另外准晶材料具有不寻常的宽温度带适应性，这种适应性与声子辅助跃迁传导有关，并使Seebeek系数和电导率随温度升高而增大，而热导率则随温度升高而平级增加，结果使温差电优值显著增加。
此外，准晶材料还具有一些优良的物理性能，如耐腐蚀、抗氧化、高硬度，较强的热稳定性和很好的发光特性等。
准晶材料可望发展成一类很有前途的新型热电材料。
3.6功能梯度材料(FGM)功能梯度热电材料有两种。
一种是载流子浓度梯度热电材料；另一种是叠层梯度热电材料。
在不同的温度下，热电材料具有不同的最佳载流子浓度值，利用热电材料适用的温度范围内，适当控制载流子浓度，使其沿材料连续变化，以保证整体材料在相应的温度区间都有最佳的载流子浓度，这样就能充分利用材料使用环境的热能源，在较宽的温度范围内得到较高的热电性能指数，从而提高材料在其适用温度区域内的转换效率。
利用梯度化技术，可以将不同热电材料制备成功能梯度材料(FGM)，即把适用于不同温度区域的热电材料通过复合成梯度材料，使单一材料在各自对应的温度区域内都保持最高的热电转换效率，从而充分发挥不同材料的作用，进一步拓宽了热电材料的适用温度区域，可以得到更高的热电转换效率。
Okano.K 等人曾做过SiC-Si 功能梯度材料方面的研究[21],发现在室温下梯度化的高密度SiC 陶瓷其最优值比非梯度化的SiC 陶瓷最优值高108倍。
梯度热电材料的每层之间只有真正实现连续过渡，才能消除梯度层之间的界面，对于分段的FGM，各个单体材料一般通过插人过渡层的方法来避免或减少因结合界面的存在引起的电导率下降及热导率升高等问题，因此发展材料的制备技术是研制梯度热电材料的关键。
3.7低维热电材料理论研究及实验结果都表明，降低材料维数可以提高热电材料的ZT值[22]。
近年来热电工作者对热电薄膜作了很多研究,量子阱、量子点超晶格结构的热电优值可以达到2. 4以上[23]。
原因在于降低维数:(1)提高了费米能级附近的态密度，从而提高了Seebeck系数;(2)由于量子约束、调制掺杂和古掺杂效应，提高了载流子的迁移率;(3)更好地利用多能谷半导体费米面的各向异性;(4)增加了势阱壁表面声子的边界散射，降低了晶格热导率。
3.8超晶格热电材料Hicks等[24,25]首先研究了超晶格量子阱结构对热电效应的影响，认为使用超晶格可以获得高的热电优值。
由于超晶格量子阱的超周期性和量子禁闭效应，使载流子的能带分裂为许多子能带，产生不同于常规半导体的输运特性，如其电子和空穴的迁移率都比块体材料大得多。
超晶格量子阱可以提高ZT值。
Koga等研究认为，通过减小维数可以使费米能级附近的电子态密度有很大的提高。
超晶格多量子阱(MQW)的载流子输运使ZT值提高。
T.Harman 等对PdSe x Te1-x /PdTe量子点超晶格材料进行了研究，结果表明，其热电优值可达相同体材料的2倍。
Dresselhaus 的近似计算表明，随量子阱阱宽的减小，ZT值单调增大[26]。
Venkatasubramian人的研究结果表明Bi2Te3/Sb2Te3的p型超晶格结构的ZT可达到2.4,n型可达到1.23.9纳米线和纳米管热电材料由于量子线可以比量子阱能进一步提高能态密度，对更低维度结构理论的计算结果表明，纳米线可能比超晶格有更好的热电性能[28]。
浙江大学赵新兵教授首次[29]采用水热法合成了Bi Z Te3化合物纳米管和纳米囊(直径为100nm)，将其加人到N型BiZT伪热电材料中形成纳米复合材料，与传统区熔法制得的材料相比，其电导率得到明显的提高，同时热导率明显降低，ZT值达到了1.0以上，超过了Tritt等[30]报道的商用热电器件的最高ZT值，该成果为高性能热电材料的研究开拓了新的研究方向。