热电材料的重要功能在于可以实现热能和电能直接相互转化，热电制冷技术则基于电流经过不同导体时发生热量转移的原理，通过控制直流电的方向和大小实现对热流密度的方向和大小的调控。热电制冷具有调节精度高、响应快的特点，与一般的机械式制冷相比，它不需要压缩传动等运动部件，更不需要制冷剂，不产生任何排放与环境污染，是一种理想的全固态高效制冷及热管理技术。
通常情况下，衡量热电器件制冷性能的关键参数包括：最大制冷温差ΔTmax，最大制冷量Qcamx和最大制冷能效COPmax。这些性能参数与构成器件的热电材料、界面电极和热电器件的几何尺寸设计密切相关。
长期以来，在近室温热电材料及热电制冷方面，Bi₂Te₃是唯一商业化的高性能（zT~1）材料体系。Bi₂Te₃热电制冷器件被广泛用于冷链存储、医疗器械和光通讯控温等重要行业。
未来随着通讯和电子信息领域对芯片控温需求的进一步提升，热电制冷产业前景更加广阔。但是作为目前核心热电制冷材料，Bi₂Te₃本身存在一些显著缺陷，例如：机械性能差、使用Te元素造成的高成本、N型Bi₂Te₃材料zT较差等问题，都限制了这类材料的进一步推广和拓展。
因此发现新的近室温热电材料体系成为热电领域的一个关键科学问题和任务，在此背景下近年来镁基热电材料如MgAgSb、Mg₂(Si,Sn)，尤其是N型Mg₃(Sb,Bi)₂成为备受关注的热点材料体系。
近年来，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心赵怀周研究员课题组瞄准Mg₃(Sb,Bi)₂材料未来应用中的关键科学与技术问题，在该材料体系热电性能提升、化学与热稳定性增强、界面电极材料设计与制备、热电臂加工与焊接组装等环节取得一系列突破，最终实现具有稳定服役性能的商业尺寸热电制冷模块的构筑，为该类材料的应用奠定了基础。
围绕Mg₃(Sb,Bi)₂材料与器件，该课题组目前已获得国内授权发明专利3项、美国发明专利1项。最近，基于N型Mg₃.₂Bi₁.₄₉₇₅Sb₀.₅Te₀.₀₀₂₅和P型Bi₀.₅Sb₁.₅Te₃所构筑的全尺度热电制冷模块相关论文以封面文章发表于国际能源顶级刊物Joule上，审稿人高度评价。