科学通报 | 国家自然科学基金视角下我国热电能量转换技术的研究现状与发展趋势

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所史迅课题组及其合作者在《科学通报》发表题为“国家自然科学基金视角下我国热电能量转换技术的研究现状与发展趋势”的观点文章，依托国家自然科学基金委员会工程与材料科学部支持的战略管理类专项项目，对中国热电能量转换技术的研究现状与发展趋势进行了深入调研，系统分析了热电材料与器件发展、论文发表、专利申请、人才队伍等方面的现状和态势，以及基金委在热电领域的项目布局与支持情况。

在热电研究领域中，我国已取得国际领先地位，科研产出贡献尤为突出：在新效应、新机制以及新技术的驱动下，热电材料研究取得了显著进展，多种材料体系的热电优值（ZT值）提升至2.0以上；热电器件研究也取得重大突破，发电器件在不同温区已实现10–15%的转换效率，而制冷器件的最高制冷温差在室温下已达到70 K以上，有望打破国外在高端热电制冷器件的垄断格局。

2014至2024年间，我国科研人员在热电材料与器件领域发表的SCI论文达14793篇，远超其它国家。在顶级期刊发文量方面，我国同样领跑全球，过去十年间我国贡献了该领域全球近50%的高影响力论文。专利申请同样活跃，自2016年起我国热电专利申请量已跃居全球首位，但核心专利数量及技术创新强度仍有提升空间。

国家自然科学基金委员会工程与材料科学部通过顶层设计，在推动我国热电领域发展中发挥了重要作用。通过设立重点项目群、重大研究计划集成项目等多种方式，凝聚优势力量，系统支持了从基础理论、材料设计到器件集成的全链条研究，促进学科交叉合作，并构建了覆盖科研全周期的人才培养体系，培养了一支高水平人才队伍，为热电领域发展奠定了坚实基础。

尽管成就显著，我国热电技术发展仍面临严峻挑战。基础研究方面，亟需发展电热输运协同调控新方法，开发低温、近室温和宽温域高性能热电材料；高效、稳定、长寿命热电器件的工程化仍是瓶颈，器件结构设计、批量化低成本制造技术、可靠性评价及柔性/智能化器件开发需重点突破。应用与产业化方面，产学研结合深度不足，全国专注热电产业化的规模化企业不足20家，研发力量薄弱；科研成果转化困难，缺乏统一、权威的材料与器件性能测试标准和服务体系。政策层面，亟需加强产学研合作以面向市场需求应用，并制定配套政策以弥合实验室成果到市场的转化鸿沟。

未来，亟需积极探索颠覆性、变革性的研究思路与策略，有效整合各方资源，在材料、器件以及工程应用等方面取得突破性发展与创新成果。

文章信息

邢通，史迅，陈立东，等. 国家自然科学基金视角下我国热电能量转换技术的研究现状与发展趋势. 科学通报.

https://doi.org/10.1360/CSB-2025-0527

https://www.sciengine.com/doi/10.1360/CSB-2025-0527.

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