東京大學與物質材料研究機構(NIMS)、德國弗萊堡大學(University of Freiburg)、Seiko Future Creation、TOPPAN、前田建設工業共同開發了一項使用奈米結構矽薄膜之熱電發電元件，且做為在半導體製程中可在矽晶圓上大量生產的熱電發電元件，實現了世界最高性能。與既有使用矽薄膜的發電元件相比，性能提高了10倍以上。
研究團隊使用矽晶片，開發了在矽薄膜上形成奈米結構的熱電發電元件，且實現高發電性能。包括奈米結構在內的所有構造都可以使用微影製程製作，將可因應元件的大面積化。發電元件係將具有微米級熱流控制結構的矽蓋(Silicon Cap)基板設置於形成了奈米結構的發電元件基板上，可利用與電晶體、加速度感測器同樣的一般方法進行製造。
研究團隊在做為發電部分之厚度約1 μm的奈米結構矽膜中形成了直徑約260 nm的圓孔。孔壁之間的間距n最窄處為40 nm，被設計為大於帶電之電子的平均自由程(Mean Free Path)，小於攜帶熱能之聲子(Phonon)的平均自由路徑。藉此將可在維持電流流動的同時抑制熱量流動，進而提高熱電發電元件的性能。
發電密度隨著元件上下面之間的溫差變大之際會以平方增加，在溫差9K(Kelvin)時達到100 μWcm-2。而做為發電性能指標的發電密度為1.3 μWcm-2K-2，因此是目前現有使用矽薄膜之熱電發電元件性能的10倍以上。
研究團隊也開發了整合熱電發電元件、感測器、通訊電路的感測器模組，並在室外環境中進行了評估測試。實驗結果確認模組最大溫差超過10K，4天內平均溫差超過3K。今後若將元件面積設為10cm2，平均可發電100 μW以上。
新開發的矽熱電發電元件已達成適合感測應用的發電密度。今後隨著元件的大面積化，將可望在兆級感測器社會(Trillion Sensors Society)中發揮積極作用。此外，使用接合方法的3次元結構亦可適用於使用其他薄膜熱電材料之發電元件，藉此將可促進更多熱電材料的元件化。