【專題導言】
眾所周知，早在19世紀時，歐洲的自然學家T. J. Seebeck、J. C. Peltier及W. Thomson等就發現熱電現象，不過一直等到1950年代半導體材料被發現後，材料熱電轉換效率才達到實用化的階段，開始廣泛應用在航太軍用設備、科學與生醫儀器以及無壓縮機冷藏箱等。自2000年起，藉由奈米結構進一步提升熱電材料性能，使熱電技術開始朝向工業及車輛引擎排氣廢熱回收、車用空調等領域推動應用。包括美國、歐洲及日本等大型企業，如GM、Ford、BMW、VW、Toshiba等均積極投入，同時也誕生了許多如GMZ Energy、Alphabet Energy等新創公司。此外，近年興起的5G及AIoT智慧物聯網，對於大量無線傳輸與感測器從環境擷能轉電的需求，更是讓熱電技術在未來產業上擁有巨大應用潛力。
綜觀目前已商業化的熱電材料與應用模組，基本上是以Bi2Te3系列為主流，但適用溫度範圍通常被限制在250˚C以下，在更高溫時，Bi2Te3系材料熱電轉換特性會快速衰退；另一方面，中高溫(>250˚C)具潛力的熱電材料種類繁多，包括PbTe系、Mg2Si系、SnSe系、Skutterudite系等，研究文獻與相關報導雖多，但始終相對缺乏系統性來探究材料微結構與特性之關係，總有見樹不見林的缺憾；此外，熱電轉換模組的外形，長期以來幾乎都是硬式平板狀，假如未來想要擴展到形式多變化的環境擷能，或穿戴式體溫發電裝置，倘若熱電轉換模組能具有軟性可撓的特性，無疑地將具有極大的吸引力，並且大幅提升各種應用的可行性。