当今时代,热电材料的使用已经成为解决能源危机和环境污染问题的重要手段。热电材料的转换效率可以表示成无量纲的热电优值ZT=（S ~2s/k）T。但是,热电参数之间存在复杂的相互关系,很难实现ZT值的最大化,而低维层状结构受到量子限域的作用有着独特的电子和声子性质,并可能存在电输运和热输运解耦的情况。因此,本文依据第一性原理和玻尔兹曼输运理论,主要研究了几种层状结构的电学和热学输运性质,包括了二维层状结构和由二维结构堆垛成的三维层状结构。主要研究内容如下:1.研究七原子层材料ZrGe2N4的热电性能。理论计算表明这种七原子层结构具有动力学稳定性和热力学稳定性。其电子能带和声子结构表明,该结构在费米面附近的电子态主要由较轻的N元素贡献,而低频声子态主要由重元素Zr和Ge贡献,因此该七原子层结构电子传输主要取决于轻质量的N原子,而声子传输则集中在重质量的Zr和Ge原子上。同时该结构具有非常低的晶格热导率,在室温下的值为3.7 Wm-1K-1,这主要归因于Zr基结构强的声子散射。输运系数计算结果表明,ZrGe2N4有一个很高的最优热电优值。在室温下,p型和n型掺杂结构情况下的最高热电优值分别为0.85和0.64。随着温度的增加,最高热电优值迅速上升。在1100 K,p型和n型掺杂结构的最高ZT值可以分别接近3.32和3.93。我们的研究不仅提供了一种高效的热电材料,而且还为寻找多原子层结构的高性能热电材料指引了一条道路。2.研究双层MgX（X=S,Se,Te）的电子结构与热输运性能。我们从块体硫属镁化合物中剥离出双层Mg X结构,并计算了该结构的稳定性与热输运性能。与不稳定的单层Mg X结构不同,双层Mg X结构的声子能带没有虚频,并且随着硫族原子质量的增加,声学模式的软化逐渐增强。双层Mg X结构有着较宽的带隙,其中Mg Te有着直接带隙,且有能谷汇聚的现象。通过声子性质的研究,我们发现这类结构能够在高温下获得相对较低的晶格热导率,尤其是双层MgTe,在900 K下,晶格热导率低至5.90 Wm-1K-1。我们的研究发现了一种稳定的双层硫属镁结构,为之后的研究提供了理论基础。3.研究三维层状结构B3N的各向异性热电性能。通过堆垛硼烯和六方氮化硼,可以获得三维层状结构B3N。我们通过计算验证了该结构的动力学和热力学稳定性。从B3N的电子结构中计算得到迁移率,发现结构有着优异的电输运特性。层状结构B3N不同方向的声子输运性质也表明结构面内方向晶格热导率为面外方向晶格热导率的5～8倍。c轴的最优热电优值随温度变化较大,且在中高温下优于面内的热电性能。当温度升到1200 K,最高的热电优值可以达到0.72。我们的研究提供了一种解开热输运和电输运的思路。