最近,人们对于“绿色”能源的需求引起了大家对热电材料的重新审视,热电材料作为一种新的清洁型能源材料,可以利用塞贝克效应直接将热能转换为电能,也可以利用帕尔帖效应进行局部致冷。材料的热电性能是通过无量纲的ZT值来衡量的,ZT=S²σT/k,其中,S表示塞贝克系数,σ表示电导率,k表示热导率（包括晶格热导率和载流子热导率）,T表示绝对温度。热电材料虽然已经被研究了几十年,但其相对较低的能量转换效率一直是制约它商业化发展的一个重要因素。目前已经被商业化应用的热电材料的能量转换效率仅有10%左右,与传统的化石能源利用率相比有一定的差距,因此,如何提高热电材料的能量转换效率已经成为世界各国研究人员的奋斗目标。方钴矿热电材料因具有优异的电输运性能、机械性能以及原材料无毒无污染且地壳含量丰富等优点而被公认为最具有应用前景的中温热电材料。本文采用熔融-退火-高能球磨结合直流快速热压烧结的技术首先制备出了Ga填充的CoSb₃基方钴矿Ga_xCo₄Sb_12.3材料。实验发现Ga原子能够在高温时填充进方钴矿的二十面体本征晶格空洞,随着温度的降低,部分Ga原子流出晶格空洞并以GaSb第二相的形式随机均匀地分散在基体材料的晶界和晶面上,实现原位内生第二相,GaSb第二相的存在能够有效地散射传热声子和低能电子并降低材料的热导率。在此基础之上,实验发现通过引入Te原子在显著提高基体材料载流子浓度的同时,还可以抑制Ga_xCo₄Sb_12.3材料在600 K时的双极效应,从而改善样品在整个测试温度范围内的热电性能。Ga_0.2Co₄Sb_11.3Te样品的室温热导率为3.35 Wm^-1K^-1,比Ga_0.2Co₄Sb_12.3样品降低了20%;Ga_0.2Co₄Sb_11.3Te样品的室温电导率由Ga_0.2Co₄Sb_12.3样品的286.68 S cm^-1提升至1281.65 S cm^-1。得益于电导率的大幅度提高和热导率的降低,最高ZT值从Ga_0.2Co₄Sb_12.3样品的0.56提升至Ga_0.2Co₄Sb_11.3Te样品的1.48,该结果是目前单元素填充方钴矿热电材料的最大值,这对提高方钴矿热电材料的能量转换效率是非常有意义的。