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现代社会急需清洁、高效、环保型能源以克服矿物燃料的消耗。另外,由于矿物燃料的使用会带来环境问题及全球温室效应等不良后果,因此绿色能源越来越受到人们的关注。目前,不同能源体系效率低下的一个最主要原因是废热的产生,而热电材料能将废热转化为电能且不需要复杂的机械系统,这使得该类材料器件无噪声且环保可靠。基于以上原因,本论文主要研究了单纯及复合BiCuSeO和Cu2Se基硫属化合物材料的合成及热电性能表征。系统地分析了在BiCuSeO材料中Cd掺杂取代Bi及Ag掺杂取代Cu对材料性能的影响,并在此基础上对BiCuSeO的最低能量转化效率进行了优化。通过控制相纯度和掺杂位置,测试表明BiCuSeO材料的结构与其传导性能之间有紧密的联系,并且Ag掺杂取代Cu位置对BiCuSeO性能的提升更明显,这有别于传统的Cd和Zn掺杂。本论文还研究了Cu2-xSe,Cu2S和ZnTe等二元硫属化合物之间的复合结构与其热电性能之间的联系。通过在Cu2Se基体上分散Cu2S和ZnTe纳米相的方法,制备了两类不同的复合材料。研究结果表明,Cu2S纳米夹杂物在Cu2Se基体中会引起外部应力,从而抑制电子和晶格热传导,进而引起热导率的降低,即材料的赛贝克系数(S)提升,这最终会使Cu2Se材料的热电性能显著改善。进一步的研究结果表明,当Cu2S含量为10 wt.%时,Cu2Se-Cu2S复合材料的ZT在773 K时可达0.90。另一方面,ZnTe纳米夹杂物存在于Cu2-xSe基体中时会使Cu2-xSe-ZnTe复合材料的电导率显著提升32%。当然,电导率的提升是在赛贝克系数降低的基础上实现的,这会使复合材料的功率系数略微低于纯Cu2-xSe材料。另外,第二相的引入会抑制Cu2-xSe-ZnTe复合材料晶格热传导,从而使其热导率降低约34%。因此,适当的功率系数和较低的热导率使得含有10wt.%ZnTe的Cu2-xSe-ZnTe复合材料ZT值在750 K时可达0.40,这比其纯净态的值提高约40%。综合以上实验结果可知,在Cu2-xSe材料中引入纳米夹杂相实现其热电性能提升是一种切实可行的方法。