现如今，随着微电子系统持续朝向高密度集成方向发展和物联网设备的快速演进，热聚集和热管理问题相伴而生且愈发严重，如何解决这些功率密度热可靠性问题已迫在眉睫。这成为横亘在科研界的一道重大难题。立足科研难题，上海理工大学光电学院王宁教授深耕微能源能量采集与自供能电路设计十余年，以“从废热中掘金，让器件自给自足”为核心理念，开创性地提出多维度热电协同转换机制，以原位能量采集技术创新了自供能系统的开发，为我国高能效电子器件设计与绿色能源技术发展注入新动能。

冷热交错双层非接触式横向热电结构开发与测试

  创新突破：为电转换器件开发开辟新思路

  面对科研瓶颈，上海理工大学光电学院教授王宁及其团队分析到：“横向温差发电器在优化能源管理和小型化电源方面优势明显，结合传统工艺技术可开发与功率器件相集成的低能耗、高性能热电发电组件，从而供能于分布式传感器或可穿戴设备等低功耗器件，这种原位能量采集技术对于自供能系统的开发具有重要意义。”

  发现问题后团队随即展开了科研探索，开发了一种横向电流－纵向热导的同步转换机制，设计开发双层非接触式垂直热耦合横向热电结构，完成低温共烧陶瓷工艺的器件制备。形成以银和钯银材料为热电偶单元的阵列组件，构建交错式分布的冷热源点阵。同时，研究团队在不同冷热源之间设计了空腔沟槽结构，其热损耗得到明显降低，从而提高温差发电器的驱动能力。所制备的横向温差发电器在单位面积输出电压和功率方面均得到显著提升。这种新型横向热电器件的研制为高性能热电转换器件的开发开辟新思路，成果得到了国家自然科学基金面上项目和上海市白玉兰人才计划浦江项目的支持。王宁以第一和通信作者的身份近5年来在IEEE EDL／TPE／TIE／TIM／TED／TCPMT等高水平期刊发表论文18篇，成功入选IEEE高级会员。

王宁受邀赴美参加MECC 2022建模、估计与控制会议（2022．10．2美国泽西市）

  育才树人：以赛促创孵化未来“芯”力量

  “科研的魅力在于不断突破认知边界，而教育的使命是点燃更多探索的火种。”在科研探索的同时，始终牢记教书育人的使命和职责。作为集全国大学生光电设计竞赛东部赛区秘书长、上海市研究生创新实践活动平台（中国研究生创“芯”大赛）专业委员会专家等多个社会职务为一身的王宁，始终将人才培养视为己任。近年来，他指导学生团队在创新开发的同时，还指导学生们积极参加各种竞赛，并先后获得奖项30多项：2024年“兆易创新杯”第十九届中国研究生电子设计竞赛技术类全国二等奖、2024年中国研究生智慧城市技术与创意大赛全国三等奖、2023年第六届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛全国三等奖……多次获得优秀指导教师奖。

  在微能源技术的星辰大海中，王宁团队以创新为帆，以实干为桨，正驶向一片充满可能的蓝海。他们的探索不仅为电子器件赋予“绿色基因”，更展现了中国科研工作者直面挑战、敢为人先的担当。（周芳）