热电（TE）技术能够直接将废热转化为电能，为全球能源挑战提供了可持续的解决方案 [1], [2], [3], [4], [5]。热电材料的转换效率由无量纲优值 ZT = σS2T/(κe + κl) 决定，其中 S, σ, T, κe 和 κl 分别代表塞贝克系数、电导率、绝对温度、电子热导率和晶格热导率 [6], [7], [8], [9], [10], [11]。要最大化 ZT，需要同时实现高功率因子（PF = S2σ）和低总热导率（κtot = κe + κl）[12], [13]。虽然窄带隙半导体（如 PbTe, Bi2Te3）传统上占据主导地位 [14], [15]，但宽带隙（Eg ≥ 1 eV）的类金刚石化合物 [16], [17]（如 CuInTe2）最近已成为中温应用的有力候选者。它们的宽带隙在高温下自然抑制了双极传导，同时在较宽的温度范围内保持高塞贝克系数。
历史上，宽带隙类金刚石化合物的高热导率使其在热电应用中未能得到广泛应用。然而，CuInTe2 由于其可调的电子特性和通过缺陷工程提升性能的潜力而重新受到关注 [18], [19], [20], [21], [22], [23]。在室温下，原始 CuInTe2 通常表现出低空穴浓度（约 1018 cm−3）和中等电导率，再加上高晶格热导率（约 6.5−7 W m−1 K−1），导致其 ZT 较低（约 0.4−0.5 [24], [25], [26]。为了发挥其潜力，研究人员探索了多种优化策略。Wang 等人通过与 GeTe/SnTe 的复合提高了短程有序性，在 833 K 时实现了约 0.86–1.0 的 ZT，但这种方法主要依赖于相工程而非内在能带调控 [27]。Yang 等人采用阳离子掺杂策略，在 In 位点替换 Sb，成功降低了 κl 并提高了功率因子，在 823 K 时实现了约 0.91 的 ZT [28]。最近，Cai 等人利用高熵设计提高了载流子迁移率，实现了创纪录的约 0.97 的 ZT；然而，由于晶格结构的复杂性，这导致 κtot 略有增加 [29]。尽管采取了这些创新方法，CuInTe2 的性能仍落后于最先进的碲化物（如 PbTe, GeTe）[30], [31], [32]。以往研究的主要局限在于缺乏一种能够同时解决低 n 和高 κl 问题的统一策略，且一个参数的改善往往会牺牲另一个参数。大多数现有方法在提高电传输性能的同时牺牲了热性能，或者反之亦然。为了克服这些限制，我们提出了一种逐步解耦策略，以独立调控 CuInTe2 的电子和热传输特性。核心理念是针对每种传输通道的具体物理机制进行优化，避免有害的相互干扰。对于电子传输，仅仅增加载流子浓度是不够的；还必须保持较高的有效质量（m⁎）以保持 S。对于热传输，除了简单的点缺陷散射外，利用高阶声子相互作用是突破 κl 下限的关键。
在这项工作中，我们通过依次结合空位工程和等电子 Ag 合金化实现了这一策略（图 1a）。第一步，引入 In 空位不仅将费米能级深入价带以提高空穴浓度，更重要的是，在布里渊区的 M 和 R 点引起价带平坦化。这种能带修改提高了 m⁎ 和 n，从而获得了较高的 PF（图 1b）。第二步，引入等电子 Ag 合金化来专门针对 κl。除了引入质量和应变波动外，Ag 合金化还触发了低频光学声子与声子之间的强耦合，结合降低的德拜频率，显著抑制了热传导（图 1c）。这种协同方法使 Cu0.85Ag0.15In0.96Te2 在 820 K 时的 ZT 达到了创纪录的约 1.12，比原始材料提高了约 143%（图 1d）。
