本报讯（记者温才妃 通讯员贾惠淇）长春理工大学材料科学与工程学院副教授郭鑫课题组发现，得益于超高压引入的致密位错，BiCuSeO基陶瓷的热电性能（zT）达到创纪录的1.69，这是目前已报道的氧化物材料中最高的热电性能。日前，相关成果发表于《先进能源材料》。

陶瓷氧化物作为中高温区热电材料，在温差发电领域具有重要的应用价值。其中，BiCuSeO基陶瓷由于独特的层状结构特征表现出较低的热导率，被认为是一种潜在的高性能热电材料。通过引入致密位错大幅降低晶格热导率、显著提高热电性能，已经在许多传统合金或金属间热电材料中得到证实。然而，由于陶瓷氧化物中较强的共价键和离子键，相比于传统合金热电材料，采用常规方法在陶瓷氧化物中引入高密度位错仍面临巨大挑战。

该研究基于超高压在物理水平上对微观结构调控的优势，在研究BiCuSeO基陶瓷的结构及热电性能的过程中，引入了压力维度进行缺陷结构及性能研究。由于在BiCuSeO基陶瓷制备过程中引入了超高压力，在陶瓷氧化物的微结构中实现了高密度位错的突破，研究人员揭示了超高压力下位错的成核和增殖机制。由于高致密位错的产生，BiCuSeO基陶瓷获得了极低的晶格热导率。同时，研究人员通过模型很好地拟合了实验值，从而佐证了高密度位错的形成及其对晶格热导率的降低作用。研究人员利用最优样品的热电性能模拟了单臂热电模块在不同温差下的能量转换效率。结果显示，温差在500K时最高转换效率可达12%，高于已报道单臂热电模块的理论和实验值。

该研究证明，超高压技术是一种有效引入高密度位错的物理手段，通过热力学的另一个维度（压力）克服了传统方法对陶瓷中位错调控的困难，为包括热电材料在内的功能性材料的性能优化提供了新策略。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202403174