热电材料是一种能够直接进行热电转换的功能材料,具有广泛的应用前景,如温差发电、温差制冷等。随着能源问题的日益紧张,新型能源开发受到越来越多的关注,热电材料及热电模块的研究开发已经成为热点。以分析纯硝酸钙、硝酸钴等硝酸盐和柠檬酸为主要原料,采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法和常压烧结组合的方式为主要试验方法,系统研究了Ca₃Co₂O₆在不同制备工艺和元素掺杂情况下的热电性能,Seebeck系数最高可达400μV/K,功率因子最大为26μW/（K²·m）;结合XRD和SEM等检测手段对材料结构进行了分析,元素掺杂条件下在850℃Ca₃Co₂O₆晶体开始形成,其晶体大小控制在1～2μm时热电性能最佳;采用直流电位差计、一些自制和改进的仪器等进行了热电性能测试;通过对材料的各项参数进行分析比较,研究了温度对电导率、Seebeck系数的影响。另外,我们还研制了几种不同的温差发电模块,并对其性能进行了测试,研制的实验模型其开路电压最高可达150V,闭路电流为0.5A,可满足某些用电器的需求。研究结果表明:采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法可以制备出粒度较细、分散性较好的前驱体粉料,有利于Ca₃Co₂O₆晶体的形成,其性能优于固相反应法;在常压烧结条件下,通过调整烧成制度可制备出具有较优热电性能的材料,比热压烧结、等静压烧结等方式更便于操作和实用化:不同元素掺杂以及不同的掺杂比对材料的热电性能有很大影响:所制各的热电模块表明热电材料及温差发电有着巨大的开发潜力和应用价值。