Bi₂Te₃基合金是研究较早的热电材料,商业Bi₂Te₃基合金的最大ZT值在近室温下保持在1.0左右,广泛用于室温区热电致冷。近年来,随着中低温区（400K?600K）低品质废热回收需求的日渐高涨,Bi₂Te₃基合金的研究再次成为热电领域的热点。然而,令人遗憾的是,传统的商业化Bi₂Te₃基合金,在温度高于400K后,ZT值大幅下降,无法用于中低温区的热回收。本文采用熔炼法结合放电等离子烧结技术,通过Pb、In元素掺杂Bi₂Te₃基合金,分别制备p型Bi_0.5Sb_1.5Te₃Pb_X和n型Bi₂Se_0.3Te_2.7In_X合金。优化合金化学组分,调控载流子浓度和微观结构,有效提高功率因子,降低晶格热导率,抑制双极效应,提高Bi₂Te₃基合金的ZT值,拓宽高ZT值温区范围,主要工作和结果如下:（1）熔炼制备的Bi_0.5Sb_1.5Te₃Pb_X合金通过引入bP _S?_b和bS _T?_e点缺陷、位错、纳米级Te和PbTe第二相,增强了声子散射,显著降低了热导率;Pb掺杂有效增加了载流子浓度,提高了功率因子,强烈抑制了双极效应,结果不但提高了材料的ZT值,还拓宽了高ZT值温区。Bi_0.5Sb_1.5Te₃Pb_0.008在423K时,获得最高ZT值为1.34,在323?543K的测试温度范围内,整体ZT值维持在0.8以上,且平均ZT为1.1。ZT值在343K?523K的180K的宽温度范围内均在1以上。（2）熔炼Bi_0.5Sb_1.5Te₃Pb_X合金经研磨SPS烧结获得晶粒结合致密的块材,与熔炼样品相比,载流子浓度下降,载流子迁移率提高,功率因子略有提高;第二相单质Te相消失,晶格热导率和双极热导率都略有增加。SPS烧结Bi_0.5Sb_1.5Te₃Pb_0.008在403K时ZT值为1.2,在300K-523K温度区间内平均ZT为1.01。（3）熔炼Bi_0.5Sb_1.5Te₃Pb_0.008样品经球磨结合SPS烧结后发现,样品晶粒尺寸减小,热导率降低。球磨20小时,在363K,样品ZT值最大为1.32,比未球磨直接进行SPS烧结的样品提高了10%。（4）In成功的掺入Bi₂Se_0.3Te_2.7基体中形成固溶体合金,增加了载流子浓度,提高了功率因子,增强了声子散射,降低了晶格热导率。Bi₂Se_0.3Te_2.7In_0.034在443K时,最高ZT值为0.74,比未掺杂的提高了27%。