热电材料是一种绿色环保能源材料,具有重要的应用价值和广泛的应用前景。方钴矿材料具有Skutterudite晶体结构,使其具有较大的霍尔迁移率,较大的电导率和适中的赛贝克系数,因此被认为是应用前景最高的中温区热电材料之一。锑化钴（CoSb₃）基热电材料是近年研究最多的方钴矿材料之一。通过对CoSb₃基热电材料热电性能的研究发现,薄膜化和掺杂有利于提高CoSb₃基热电材料的热电性能。因此,本论文采用磁控溅射制备CoSb₃基热电薄膜,通过研究制备条件对所制备的薄膜微结构、成分和热电性能的影响,优化制备工艺,获得性能较优的CoSb₃基热电材料。具体研究内容如下：采用双靶磁控共溅射技术,在聚酰亚胺（PI）柔性衬底上制备CoSb₃薄膜,研究不同工艺参数对薄膜微结构与热电性能的影响。研究结果表明：当Co靶和Sb靶的溅射功率分别为45 W和24 W时,薄膜的Co/Sb原子比约为1：3,较接近理想化学计量比；退火温度为518 K时,采用上述溅射功率制备的CoSb₃薄膜在测试温度为353 K时功率因子最大为4.7×10^-5 Wm^-1K^-2,对应的最大Seebeck系数为-35.6μVK^-1。采用射频磁控溅射CoSb₃合金靶制备CoSb₃薄膜,研究溅射功率和退火温度对薄膜微结构与热电性能的影响。研究结果表明：当溅射功率为55 W时,Co/Sb的原子比接近理想化学计量比1：3；适当的退火温度可以优化薄膜的结晶质量,使薄膜样品具有较好的电导率与Seebeck系数；对于溅射功率为55 W的CoSb₃薄膜样品,当退火温度为518 K,测试温度为473 K时,薄膜样品的功率因子在所有样品中最大,为1.71×10-4 Wm-1K-2。基于制备CoSb₃热电薄膜所得的最佳参数,研究不同掺杂和复合对CoSb₃基薄膜性能的影响。掺杂材料选择为In,复合材料为AZO和ZnO。研究结果表明：In掺杂时间为60 s时,In-CoSb₃薄膜的热电性能较好,在测试温度为443 K时,薄膜具有最大的功率因子1.26×10^-3 Wm^-1K^-2; AZO复合时间为90 s的AZO-CoSb₃薄膜样品在测试温度为553 K时,电导率最大为4.2×10⁴Sm；本征Zn0复合的CoSb₃薄膜样品结晶质量提高,复合时间为60 s的CoSb₃薄膜样品的Seebeck系数基本呈直线上升的趋势,最大值为-282 μVK,相对于未复合的CoSb₃尊膜样品,其Seebeck系数明显得到提升；鉴于适量的复合AZO提高了CoSb₃薄膜的电导率而Zn0的复合提高了薄膜的Seebeck系数,因此研究AZO、ZnO和CoSb₃复合的薄膜热电性能。测试结果表明：复合的样品的Seebeck系数和电导率都有所提高。