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环境污染与能源困境是当今世界面临的两大关键问题,发展可再生能源和提高能源利用效率已成为未来社会的必然选择。热电材料能够实现热能与电能之间的相互转换,因而被广泛用于热电发电(制冷)领域,然而较低的能量转换效率限制了它的市场化应用,所以开发高热电性能的材料已成为亟待解决之事。在中温范围内,Pb Te具有着良好的热电性能,但是由于铅的毒性导致其不能大规模应用,因此环境友好型的Sn Te作为Pb Te替代品进入热电材料的研究视野。因为Sn Te具有与Pb Te相似的能带结构及晶体结构,所以被认为是极具应用潜力的热电材料。但是由于Sn Te的本征空位浓度较大和带隙较窄限制了本征Sn Te的热电性能,因此可以通过优化其电热输运特性优化Sn Te的热电性能。本文以Sn Te合金作为研究对象,通过载流子工程、能带工程和声子工程优化其电热输运能力并分析电热输运机理。本论文主要研究内容如下:(1)通过熔融法结合放电等离子烧结成功合成了Sn Te热电材料。通过Se与Br元素双掺取代Te的晶格位置,通过TEM观察到基体中生成呈弥散式分布的Sn Se纳米相,从而增大了声子散射,获得了较低的热导率。最后,在823 K,Sn1.03Se0.12Te0.87Br0.01的热电优值(z T)峰值为0.75。(2)通过使用Ag元素取代Sn的晶格位置,研究其对Sn Te基合金热电性能的影响。通过XRD和EPMA分析可知在基体中形成了Sn与Ag2Te的杂质相,从而增大了声子散射热导率降低。根据能带计算可知,Ag的掺杂降低了轻重带的能量差,即能带简并效应,因此显著增强了功率因子。最终,在873 K时,Sn0.94Ag0.09Te的z T峰值为0.9。(3)在Ag掺杂优化能带结构的基础上,采用La元素掺杂优化Sn0.94Ag0.09Te的热电性能。La掺杂优化了载流子浓度以及能带结构,且引入了尺寸较大的碲化镧沉淀和位错作为声子散射中心,明显的降低了晶格热导率。最终,在873 K时,Sn0.94Ag0.09La0.05Te样品获得了最低热导率1.87 W m-1K-1,最大z T峰值为1.0。(4)在Ag掺杂优化能带结构的基础上,采用Y元素掺杂优化其热导率。Y与Ag共掺可以明显增大带隙和能带简并,并通过构建第二相、位错和晶界等缺陷显著增强声子散射,协同优化电热输运性能。因此,在Sn0.94Ag0.09Y0.05Te时功率因子为2485μW m-1K-2,晶格热导率显著降低到0.48 W m-1K-1,最终,在873 K时,z T峰值为1.2。