Bi₂Te₃基热电材料作为目前为止唯一的大规模商业化应用的热电材料,拥有优异的室温附近的热电性能,n型和p型的Bi₂Te₃基材料在320 K时的zT值均达到了1.0附近,优异的性能为其广泛应用于固态制冷领域打下了良好的基础。随着热电材料的完善与制备技术的发展,热电材料性能的提升有诸多方法。第二相复合的方法一方面可以增强对声子的散射,降低材料的晶格热导率,提升热性能;另一方面可以通过选取合适的第二相与合适的工艺手段,对电性能起到调节作用。因此,对于Bi₂Te₃基热电材料的第二相复合的研究十分有价值。本文探究了Bi₂（Te,Se）₃基热电材料复合不同金属氧化物第二相后热电性能变化情况,分别探究了复合ZnO、TiO₂、CeO₂三种金属氧化物后Bi₂（Te,Se）₃基热电材料的电输运与热输运的变化,来改善n型Bi₂（Te,Se）₃基热电材料的热电性能,得到以下主要结论:1、在Bi₂Te_2.71Se_0.29基体中通过球磨法、水解法复合不同含量的ZnO纳米颗粒,探究了不同复合工艺、不同复合含量、不同分离方法对于材料热电性能的影响。成功采用球磨法、水解法制备出了Bi₂Te_2.71Se_0.29/ZnO样品。并进一步发现采用球磨法制备的样品由于工艺和含量的不适宜导致功率因子和晶格热导率下降,热电性能恶化;而采用水解法复合的样品,由于能量过滤效应使材料在Seebeck系数增加的同时,电导率基本保持不变,材料的的功率因子得到提高。适量ZnO的复合也增强了对声子的散射,降低了材料的晶格热导率。最终样品在加入ZnO纳米颗粒含量为8 mol%时样品的zT值最大,在450 K时达到0.68;采用离心法与过滤法不同的分离方法对于样品的性能略有影响,主要是因为在离心过程中,ZnO与Bi₂Te_2.71Se_0.29基体的密度不同,造成分层分布不均匀的现象,使得复合后样品成分及分布不稳定,造成热电性能上的变化。2、利用钛酸四丁酯的水解反应原位形成TiO₂,与Bi₂Se₃基体进行复合,成功制备出了Bi₂Se₃/TiO₂复合材料。通过复合TiO₂,Bi₂Se₃基体材料的载流子浓度得到优化,抑制了材料的本征激发,材料的电导率得到大幅提升。最终室温功率因子在TiO₂含量为10 mol%时相较于Bi₂Se₃基体材料的室温功率因子提高了46%。同时,复合的无定形态的TiO₂,增强了对声子的散射作用,Bi₂Se₃基体材料的晶格热导率大幅度降低。由于热性能、电性能的协同优化,材料的热电性能大幅提升,在温度为525 K,TiO₂含量为15 mol%时,材料最高zT值为0.41,相较于同温度的Bi₂Se₃基体zT值提高了约50%。3、通过球磨法在Bi₂Te_2.71Se_0.29基体中成功复合了不同含量的磁性纳米颗粒CeO₂,制备出了Bi₂Te_2.71Se_0.29/CeO₂复合材料。由于材料的载流子浓度和迁移率不断下降,材料的电输运性能恶化,CeO₂的加入对复合材料的电输运性能并没有改善作用。载流子浓度下降的同时材料的电子热导率也随之下降,被晶格热导率的上升抵消一部分。最终样品在加入CeO₂纳米颗粒含量为4 vol%时样品的zT值最大,在450 K时达到0.71。