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基于热电材料的温差发电技术可实现电能和热能的直接相互转换,是解决当前日益严重的能源危机及环境问题的重要途径之一,在工业余热回收利用方面展现出极大的应用前景。近年来,应用于该温区(-800K)的铅基合金及化合物的ZT值可达2.0以上。然而,这些化合物的铅含量极高对环境有害,并不适合大规模应用推广。因此研究和发展环保的新型中温热电材料具有重要意义。CuInTe2化合物具有黄铜矿结构,是一种潜在的高性能中温区p型热电材料。当前其热电性能还较低,尚不能与其它n型中温区热电材料相媲美。为提高其热电性能、促进其在中温区温差发电技术中的应用,本论文通过成分、微结构调控等手段,在材料中引入不同点缺陷、纳米结构和相应的能垒以调控其电、热输运性能,最终获得高性能的CuInTe2基块体热电材料。本文的主要研究内容和结论摘要如下：1.点缺陷是调节半导体材料电学性能的最为有效的途径之一,本文第一部分研究了点缺陷对CuInTe2热电性能的影响,主要包含四个方面的研究内容：a.研究了Cu缺位CuInTe2材料的热电性能。发现Cu空位缺陷的引入可有效降低CuInTe2材料的电阻率并提高其高温区功率因子,但对热导率影响较小,成分为Cu0.97InTe2的试样在823K时ZT值为0.95。b.研究了(CuInTe2)1-x(2ZnTe)x块体材料的热电性能,发现ZnTe固溶形成的Znk点缺陷可大幅度提高CuInTe2材料的载流子浓度,从而有效提高了材料的电学性能,(CuInTe2)o.99(2ZnTe)0.01的固溶样品的ZT值在823K时达到1.2。c.研究了h1位掺杂CuIn0.95Q0.05Te2 (Q= Mn、Fe、Ni)块体材料的热电性能。发现引入受主型的Mk缺陷,虽然对热导率影响不大,但可有效提高材料的电导率和功率因子,其中Ni掺杂的CuIn0.95Ni0.05Te2样品的ZT值在823K可达0.98,明显高于未掺杂样品在同温度下的ZT值。d.研究了Te位掺杂CuInTe2-xMx (M＝P, Sb)材料的热电性能。发现适量M掺杂可有效提高材料的载流子浓度和费米能级附近的电子态密度,从而提高材料的电输运性能。在823K时,CuInTe1.99Sb0.01试样的ZT值可达1.1左右,相比于未掺杂CuInTe2样品(ZT=0.8)有明显提高。2.第一部分研究表明点缺陷工程可以有效提高CuInTe2的电学性能,但对CuInTe2材料的热导率影响较小。因此,本文第二部分研究了氧化物纳米第二相添加物对CuInTe2材料的热导率和热电性能的影响,主要包含两个方面的研究内容：a.研究了添加Ti02纳米粉体(包含纳米颗粒、纳米管和纳米纤维)对CuInTe2材料热电性能的影响。发现Ti02粉体在热压过程中会与CuInTe2基体发生置换反应,原位生成弥散分布的In203纳米颗粒,成为了有效的中长波声子散射中心,显著降低了材料的热导率,有效提高了样品的热电性能,其中添加0.1wt% TiO2纳米纤维的复合样品在823K时ZT值达到1.3。b.研究了添加ZnO纳米粉体对CuInTe2+x mol.% ZnO材料热电性能的影响。结果表明, ZnO粉体在热压过程中也可与CuInTe2基体发生置换反应,原位生成弥散分布的In2O3纳米颗粒,从而降低试样的热导率；此外,在反应中形成的Zn10点缺陷同时优化了样品的电输运性能,最终CuInTe2+1.0wt ZnO样品的ZT值在823K为1.44。3.在点缺陷提高CuInTe2材料电学性能、引入氧化物纳米第二相改善CuInTe2材料的热学性能的基础上,本文第三部分研究了点缺陷工程和氧化物纳米第二相的协同作用对CuInTe2材料热电性能的影响,本部分主要包含两方面的内容：a.研究了(CuInTe2)0.99(2ZnTe)0.01添加TiO2纳米粉体(包含纳米颗粒、纳米管和纳米纤维三种形态)的块体试样的热电性能,综合ZnTe对CuInTe2电学性能的改善和TiO2对CuInTe2热学性能的改善,(CuInTe2)0.99(2ZnTe)0.01+TiO2纳米粉体试样的综合热电性能得到了显著的提高,其中(CuInTe)1.99(2ZnTe)0.01+TiO2NFs试样的ZT值在823K时可达1.47,其ZT值相比于(CuInTe2)1.99(2ZnTe)0.01试样提高了约20%。b.研究了CuInTe1.99M0.01+znO(M=P,Sb)纳米粉体的块体试样的热电性能,综合阴离子掺杂对CuInTe2电学性能的改善和ZnO对CuInTe2热学性能的改善,CuInTe1.99M0.01+ZnO纳米粉体试样的综合热电性能也得到了显著的提高,其中CuInTe1.99Sb0.01+1.0 wt%ZnO试样的ZT值在823K时可达1,61。4.研究了CuInTe2+x mol.%ZnS和CuInTe2+y mol.%ZnSe样品的热电性能。发现ZnS和ZnSe的部分固溶形成的Znln点缺陷可有效提高材料的电导率；此外,ZnS与CuInTe2基体之间的能级差异形成的势垒能够有效阻碍少数载流子的传输,从而提高材料的Seebeck系数和电学性能；另一方面,过饱和的ZnS和ZnSe以纳米结构的形式存在于试样中,成为有效的声子散射中心,可以大幅度降低样品的热导率。因此,CuInTe2+x mol.%ZnS和CuInTez+y mol.%ZnSe试样的电、热输运性能均得到了明显的提高,其中CuInTe2+6 mol.%ZnS试样的ZT值在823K可达1.52。