用于增强热电和热光电能转换的微/纳米尺度隔离材料综述

热电和热光电是两种固态技术，通过利用基本粒子（热电为电子，热光电为光子）作为能量载体，将高温热能转换为电能。两种系统都有可能实现高效率和高功率密度，取决于辐射/电子能量流的优化。增强这些装置能量流的一个关键因素是在发热辐射体和冷接收器之间引入微尺度（热电）或纳米尺度（热光电）间隙。在热电转换器中，微尺度间隙可减缓空间电荷效应，这种效应会在电子流动过程中创建能量垒。对于热光电系统，纳米尺度间隙可促进光子隧穿，显著提升光子流量以供给热光电电池。形成这些小尺度间隙往往需要在发射器和接收器之间引入中间材料或隔离材料。过去数十年间，已提出并研究了各种隔离材料设计，表明其在增强能量传递和转换方面具有有效性。然而，关于其可靠性和可扩展性仍存在挑战。本文提供了热电和热光电隔离材料技术的综合概述，总结了近期的进展、当前能力和持久的挑战。