热电材料领域正在经历向使用氧化物基材料进行高效能量转换的转变。新的研究指出了热电层状氧化钴薄膜作为更传统的硫族化物基材料的替代品的潜力。这些氧化物基材料有望将废热转化为可用电能，这一过程可以显着提高整体能源效率。
具有代表性的p型层状钴氧化物，特别是Ba1/3CoO2和Ca3Co4O9，在高温下在空气中稳定，在600°C时ZT值达到~0.55。 该值可与传统的p型PbTe和p型SiGe材料相媲美。ZT值是一个无量纲的品质因数，它决定了材料的热电转换效率。ZT 值为 0.55 表示高效余热转换的巨大潜力。
热电能量转换依赖于三个关键的物理特性：低导热性、高导电性和高热功率。这些特性确保了热能可以有效地转化为电能，而不会因热传导而损失。基于这些原理运行的热电发电机对于需要小型化的物联网设备等应用特别有吸引力。
虽然重金属合金显示出较高的ZT值，但它们也带来了挑战。这些材料通常含有有毒元素，可能更难合成。基于氧化物的热电材料，包括基于氧化钴的热电材料，提供了一种很有前途的替代品。它们通常更容易使用，并且它们对环境的影响远低于重金属合金。
研究也开始探索使用具有离子液体门控的双电层晶体管。该技术可以有效改变热电材料的载流子密度，例如Nb掺杂的SrTiO3薄膜。这种方法使功率因数提高了 18 倍，为薄膜中栅极可调热电特性的潜力提供了新的见解。
热电材料领域正在迅速发展，有前途的新方法和新材料正在开发中。氧化物基热电材料处于领先地位，为高效的废热转换提供了潜在的解决方案，可以彻底提高能源效率。随着研究的继续，我们可以期待看到该领域更令人兴奋的发展。
