电介质材料由于在电子电力、能量存储、无线电通信及柔性可穿戴设备等领域存在的潜在应用,广泛受到研究学者们的关注。当前,器件等正朝着大功率、高密度、多功能化等方向发展,业界对电介质及功能电介质材料的各项性能提出了更高要求。虽然研究人员对各类电介质材料的介电储能行为和电卡效应进行了大量且深入的探究,但在聚合物基电介质复合材料的领域,还存在较多需要被提升的地方,尤其是如何得到较高介电常数的同时维持较低介电损耗,进而获得一个较高的储能能量密度,以及如何提高电卡效应各项性能参数等难题。对于聚合物基复合电介质而言,基体可选择的不多,填料选择部分较多,主要分为高介电的铁电陶瓷、导电颗粒、半导体颗粒、特殊结构颗粒等等,研究人员利用界面极化效应与渗流效应提升其介电储能与电卡性能。本文为了使性能达到更优,使用具有铁电性的聚合物基体——聚偏二氟乙烯（PVDF）及其三元共聚物聚偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯二氟乙烯[P（VDF-TrFE-CFE）]。基于以上关于填料的了解,对铁电陶瓷颗粒BaTiO₃及Ba_0.67Sr_0.33TiO₃进行Y、Sn元素掺杂,利用水热法加热处理的方式对其进行合成制备,并把其当做填料,填充进基体中,制备了含有掺杂型颗粒填充的聚合物基纳米复合介电材料。同时,系统地探究其介电、电导率、耐击穿电压、电极化、储能行为、导热等各项性能。结果发现,介电、电导率、电极化、导热率随着填料含量增加而增加;耐击穿电压、储能行为随着填料含量增加先增加后减少,出现一个极大值。之后进一步探究了其作为铁电体,在电卡效应全固态绿色制冷器件方向的有关性能。结果表明,电卡效应的绝热温变、等温熵变及电卡强度均随着填料含量的增加,先增加后减少,也拥有一个极大值。最后,我们通过实验分析检测数据探究了掺杂元素进入原晶格的位置,分析了晶格畸变情况对电偶极子的影响。又通过有限元模拟分析了聚合物基纳米复合材料在外加电场下的电场分布、颗粒内电场的分布并积分得到了颗粒内电场强度。通过以上结果得到了介电、储能行为及电卡效应性能提升的机理解释。