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随着世界各国经济的蓬勃发展,人类对能源的需求量越来越高,过去100年受到广泛使用的煤和石油等化石能源的开采量已经接近地球含量的极限,并且这些能源在使用过程还会产生严重的环境污染。因此,开发新型的可再生清洁能源已经成为人类迫在眉睫的任务。在人类使用能源的过程中,绝大部分能量都以无用的热量形式浪费了,因此将这些热量加以利用和回收具有重要的意义。热电材料作为一种新能源材料,可以实现电能与热能之间的直接相互转换,为解决能源问题提供了一种方案。铜基硫族化合物是热电材料当中有一类具有特殊结构的材料,其拥有复杂的晶体结构,并且当材料处于一定温度以上的时候,结构当中的阳离子会脱离晶格的束缚成为自由移动的离子,在晶格的空隙与晶格之间任何可能的位置进行迁移,以类似液体离子的方式进行移动,这些离子会强烈地散射声子从而显著地降低材料的晶格热导率。这类材料的电子输运性能保有晶体的特征,却拥有类似液体的热传导特性,因此被称为声子液体-电子晶体（Phonon Liquid-Electron Crystal,简称PLEC）材料。Cu2S是这类材料中典型的一种,化学计量的Cu2S在不同的温度下具有三种不同的晶体结构:在370 K以下表现为呈单斜晶系的低温γ相;在370 K到700 K之间表现为呈六方晶系的中温β相;在700 K以上时转变为呈立方晶系的高温α相。当Cu2S处于700 K以上的α相时,其表现出典型的超离子导体特征,材料中的Cu+以自由离子的状态在S亚晶格中无序地排布与移动,这些Cu+强烈地散射声子使Cu2S材料的晶格热导率低至0.3Wm-1K-1左右,与一些液体的热导率相当。本论文以Cu2S化合物为研究对象,以制备工艺创新与提升热电性能的核心主题,创新性地引入仅耗时30 s的脉冲电流合成法（Pulsed Eletric Current Sintering,简称PECS）来一步完成Cu2S的活化、合成与致密化,接着系统地研究了不同制备方法与制备工艺对于Cu2S样品的物相组成、微观结构以及热电性能的影响规律,然后在此新方法的基础上,通过调控Cu2-x-x S的化学计量比制造Cu缺位来进一步优化其热电性能,并且选取了具有性能的Cu2-xS化合物对其在高温下的热稳定性进行了系统的研究,本文的主要内容与结论如下:（1）高强的脉冲电场（参数:电压值50 V,脉冲电流峰值1000 A,脉冲占空比0.967）可以使混合均匀的Cu粉与S粉在30 s内活化、合成与致密化形成致密而均匀的Cu2S块体,与传统的放电等离子体活化（Spark Plasma Activation,简称SPA）+直流电流烧结（Direct Current Sintering,简称DCS）的SPS过程相比,PECS方法由于其较低的反应温度与极短的反应时间,不仅规避了直流电流烧结过程会导致的离子迁移,并且极大地抑制了晶粒的长大。此外,PECS制备的Cu2S样品内部还具有丰富的多尺度微观结构,这对声子的散射作用十分明显。通过对不同反应时间得到的样品相成分的研究可以将Cu2S在脉冲电场下的合成进一步细化为3个阶段:活化阶段、合成与致密化阶段以及完全反应阶段,其中Cu2S的形成主要发生在11.5 s的第2阶段;（2）系统地研究了不同的工艺参数会对Cu2S块体微结构与热电性能的影响。增大脉冲电流的大小可以使材料内部的晶粒由无定形状态向具有0.52μm晶粒尺寸的成型晶粒形态发生转变,而改变烧结压力对则对材料的致密度与热电性能有着明显的影响。80 MPa烧结压力可以制备出具有更低电导率与更低的热导率的Cu2S样品,相比于40 MPa烧结压力制备的样品,能获得更高的热电优值,其最大ZT在873 K达到0.49;（3）对比研究了PECS与SPA+DCS和文献中的熔融-淬火+退火+等离子体烧结（Melting-Quenching+Annealing+Spark Plasma Sintering）三种不同制备方法对于Cu2S材料热电性能的影响,PECS样品由于其内部的多晶界结构对载流子的散射作用具有最低的载流子迁移率与最高的载流子浓度,载流子浓度提使其获得了更高的电导率,同时由于其内部的多尺度声子散射结构,具有最低的热导率,因此PECS样品在873 K获得了最大的ZT,为0.49,相比MQ+AN+SPS样品的ZT提升88%;（4）在使用PECS制备方法的基础上通过调控Cu2S的化学计量来优化热电性能,并且系统研究Cu缺失对于Cu2S相成分、微结构与热电性能的影响规律。研究发现Cu缺失会显著提升材料的载流子浓度,进而优化材料的电导率,电导率的提升会增加材料的电子热导率,于此同时材料会由于Cu缺失量的增加而发生晶型转变,这两者的共同作用使材料总热导率随之增加,综合热电性能Cu1.97S在873 K获得了最大ZT,为0.72,相比于本征样品提升50%;（5）系统研究了在不同条件下退火的Cu1.97S块体样品的热电性能,在773K的温度下,暴露在空气中的样品容易氧化而形成CuO,并且内部疏松化,同时真空条件下退火的样品虽然不会发生氧化,但是会因为S的挥发从而发生性能的变化,使用BN涂层可以在120 h时间内避免材料的氧化以及S的挥发,但是当时间达到168 h时,依然无法阻止材料的氧化。对热电性能的研究表明,在BN涂层保护下退火的样品载流子浓度有了不同程度的提升,同时其热导率也应为结构更加致密而有所增加,热导率增加的幅度高于功率因子提升的幅度,因此其ZT均低于未退火样品,但是在BN涂层保护下退火的样品的ZT最接近未退火样品的ZT,其中在BN涂层保护下退火120 h的样品在873 K取得最大ZT,为0.69。