热电材料作为一种能够实现电能与热能的相互转换的能源材料,具有高环保性,寿命长,便捷无污染的优点,顺应时代发展的方向。目前大多高性能热电材料存在制备工艺要求高,含有毒元素等,制约了热电材料的大规模商业化应用。类金刚石结构的Cu₃SbSe₄材料由于独特的晶体结构和较好的热电性能被认为是非常有希望的中温热电材料之一。本文通过真空熔融-淬火-退火的方法并结合球磨（BM）与急速热压烧结（HP）工艺成功制备了块体Cu₃SbSe₄化合物,并对比研究了Ni、Co、Ag、In掺杂对Cu₃SbSe₄热电输运性能的影响,同时论文对于粉体粒径对掺杂后的Cu₃SbSe₄化合物的热电性能影响进行了研究,主要研究内容如下:以强化Cu₃SbSe₄化合物声子散射机制为目的,将晶粒尺寸达到几十个纳米左右时,晶格热导率由于晶界散射声子加强而显著下降,同时由于电性能的提高,球磨72小时Cu₃SbSe₄的ZT值在650K达到了0.42。在此基础上为提升Cu₃SbSe₄化合物的电性能,减小晶格热导率,对于该化合物Cu位进行Ni掺杂,研究结果显示:随着掺杂量增大,电导率由于空穴的引入而不断升高,x=0.03时,其电导率相比基体相提升33%,晶格热导率进一步降低,在室温下由3.0Wm^-1K^-1降低至1.31Wm^-1K^-1。对Cu_2.97Ni_0.03SbSe₄粉体进一步球磨后,块体Cu_2.97Ni_0.03SbSe₄电导率进一步提升,同时由于晶界的增多进一步强化了声子散射,降低了材料的热性能,球磨72h后制备得块体Cu_2.97Ni_0.03SbSe₄材料在650K的温度下ZT值达到0.71。随着Co元素掺入量增大,载流子浓度与电性能升高,结构内部产生质量扰动及晶格畸变,增强对声子的散射,热导率有规律的下降,ZT值显著增强。Cu_2.98Co_0.02SbSe₄粒径的减小使晶界的体积分数不断增大,Seebeck系数与热导率降低,室温下材料的晶格热导率由1.7Wm^-1K^-1下降至0.98Wm^-1K^-1,球磨时间为72小时的样品ZT值在650K为0.70。Cu位Ag掺杂有效提升化合物的载流子浓度,电性能得到进一步优化,晶格热导率降低。在名义掺杂组分为Cu_2.97Ag_0.03SbSe₄时,生成AgSbSe₂第二相。少量Ag掺杂能够提升化合物的热电性能,最终球磨72h后制备的块体Cu_2.98Ag_0.02SbSe₄的ZT值达到0.46。Cu₃SbSe₄化合物Sb位进行In掺杂的研究结果表明,In³⁺置换Sb⁵⁺有效升高载流子浓度,室温下载流子浓度由1.09×10¹⁸cm^-3升高至12.62×10¹⁸cm^-3,电导率显著提升。In的名义掺杂含量为0.02时,产生了In₂Se₃第二相。随着Cu₃Sb_0.98In_0.02Se₄化合物的粒径逐步减小,晶格热导率由于晶格畸变以及点缺陷散射机制的双重作用由2.75Wm^-1K^-1降低至1.70Wm^-1K^-1。最终Cu₃Sb_0.98In_0.02Se₄样品在36小时的机械球磨下,在650K最大ZT值达到0.75。