合理设计高性能的热电能源材料及器件

 申报人
付晨光 (材料科学与工程学院)
 成果简介
据报道,人类从事工业活动产生的能量中约有60%-70%是以热能形式耗散。因此,开发先进的热能转换技术,回收废热进行发电具有重要的现实意义。热电材料是一种能够直接进行热能与电能相互转换的半导体材料,在太空探测器、军事和民用温差发电等方面具有重要应用前景。为了提升效率,实现大规模商业化应用,需要同时具有高优值的N型和P型热电材料。Half-Heusler化合物是一类非常有潜力的高温热电材料,其N型材料展现出高的热电优值,但P型材料的热电优值仍较低。为了获得高效half-Heusler热电器件,开发高优值的P型材料至关重要。 基于能带工程设计,我们在国际上首次开发出一种新型的P型Fe(V,Nb)Sb基half-Heusler热电材料。该材料属于典型的重带热电材料体系,我们首次阐述了该化合物的典型输运特征,提出了优化其热电性能的新思路,最终实现了高达1.5的热电优值,是目前该体系的国际最高水平。通过合作,我们首次开发了基于该P型材料的原型half-Heusler热电模块,模块展现出大的转换效率(~6.2%)和功率密度(2.2W/cm2),高于目前商业化的half-Heusler热电器件的转换效率(~4.5%),这一成果对于Fe(V,Nb)Sb基热电材料作为高温功率发电应用有着重要的现实推动作用。 2015年,国际著名期刊Energy Environmental Science (IF=20.523)和Nature Communications (IF=11.47)相继发表了上述研究成果。到目前为止,两篇论文已分别被引用22次和3次,其中一篇被评为当期热点论文和“ESI高引用论文”。以上工作被审稿人评价为“original and of large interest”,部分内容工作被前国际热电学会主席密歇根大学的Uher教授在2015年国际热电会议上的特邀报告中重点介绍,被评价为“very exciting work”。
 申报人微介绍

付晨光, 2011年进入浙大材料学院,在朱铁军教授和赵新兵教授指导下攻读博士学位,主要研究方向为half-Heusler热电材料及器件。目前已在国际著名期刊Nature Communications, Energy Environmental Science, Advanced Energy Materials等以第一作者或二作(导师一作)发表SCI论文9篇,其中4篇影响因子大于10.0,累计影响因子为72.877。曾荣获浙江大学竺可桢奖学金、研究生国家奖学金、三好研究生等荣誉奖项。曾赴美国德克萨斯大学奥斯汀分校交流访问6个月。曾3次分赴美国圣地亚哥、纳什维尔以及澳大利亚珀斯等地参加国际学术会议并做口头报告。

 资料链接
评选办法
为充分调动我校学生学术科研积极性,鼓励学生开展跨学科交流与研究,营造浓厚的校园学术氛围,增强学生学术创新意识,提高学生学术科研水平,提升学生学术自信,校学生会、研究生会、博士生会、校学术委员会、党委宣传部、党委学工部、党委研工部、校团委联合举办“启真杯”浙江大学2015年度学生十大学术新成果评选活动......[详细]