热电材料是可以实现热能和电能直接相互转换的清洁能源材料，是太阳能全光谱高效发电和工业余热热电发电等前瞻性、战略性新能源技术的关键材料，其转换效率由材料热电性能优值ZT决定。但高性能热电材料及器件技术发展十分缓慢，成为制约这些重要新能源技术发展的重大瓶颈。传统技术制备的热电材料ZT值很低、只有0.8～1.0，制备周期长达2～10天，器件效率只有3～4 %，中温无铅热电器件是空白，高性能热电材料的快速制备和高效热电器件的集成制造是国际性难题。本项目取得了如下创新成果：1、发明了熔体旋甩集成放电等离子体烧结（MS-SPS）的热电材料快速非平衡制备新技术，获得了低温和中温两大类10余种高性能热电材料，热电性能提高了30～50%，制备周期缩短了80%以上，解决了高性能热电材料高效批量制备国际性难题。批量制备的Bi2Te3低温材料ZT值达1.56，CoSb3中温材料ZT值达1.50。2、发明了中温热电器件的新型电极与结合技术，解决了制约中温器件发展的界面热稳定性低的难题；发明了中、低温热电器件的π型互联及封装一体化集成技术，在国际上率先形成商品化制造中温无铅热电器件的能力。CoSb3器件效率达8.2%、填补了中温无铅热电器件国际空白，Bi2Te3/CoSb3级联器件效率达10.1%。3、发明了太阳能热电－光电复合发电系统的优化设计方法和集成技术，建立了太阳能红外光热电发电和紫外-可见光光伏发电的分频利用与复合发电的新模式，解决了高倍聚光条件下巨大热负荷引起的光伏电池性能劣化的难题。研制出国际首台5kW太阳能复合发电系统，其发电效率由晶硅光伏系统的约16%提高到21.8%。项目发明成果为我国重要新能源技术的发展提供了关键材料支撑，促进了我国热电应用领域的技术进步，开辟了太阳能全光谱高效发电利用的新方向，同时提升了我国热电科学技术的核心竟争力和国际影响。