Первые работы лаборатории были направлены на разработку физико-химических основ и технологии получения методом вертикальной направленной и зонной кристаллизации текстурированных кристаллов твердых растворов халькогенидов висмута и сурьмы, а также охлаждающих термоэлектрических модулей на их основе с эксплуатационными характеристиками на уровне лучших мировых достижений. Была разработана технология получения термоэлектрических материалов на основе халькогенидов висмута и сурьмы для термогенераторов электроэнергии, работающих в диапазоне температур 100—300 °С. Разработаны оптимизированные термоэлектрические материалы, используемые для создания многокаскадных охлаждающих модулей на рабочие температуры до -110 °С.

С 2014 г. в соответствии с основными тенденциями развития науки о термоэлектрических материалах в мире акцент в проводимых в лаборатории исследованиях сместился в сторону получения новых среднетемпературных (500-900 К) термоэлектрических материалов, предназначенных для создания высокоэффективных термоэлектрических генераторов электроэнергии.

В направлениях работ лаборатории следует отметить новые направления:

• исследования и разработка технологии получения средне- и высокотемпературных термоэлектрических материалов;
• проведение комплекса теоретических и расчетных работ по обоснованию свойств термоэлектрических материалов методом функционала плотности и электронных свойств, разработка конструкции термоэлектрической батареи из высокоэффективных термоэлектрических материалов и создание ее цифровой модели;
• разработка высокоэффективных малогабаритных термоэлектрических микрогенераторных модулей (при участии специалистов ООО «ПЛ Инжиниринг»).

В настоящее время лаборатория располагает парком современного технологического и измерительного оборудования, необходимого для решения следующих задач:

•  синтез композиционного материала (методы сплавления компонентов, индукционная плавка, твердотельных реакций, включая механохимический синтез);
• получение нано- и микропорошков (механоактивационная обработка в высокоэнергетических шаровых мельницах);
• работа с нанопорошками в защитной атмосфере с контролем содержания кислорода и влаги;
• консолидация порошков (искровое плазменное спекание, горячее прессование, экструзия);
• измерение термоэлектрических свойств при температурах до 800 °С.