能源短缺作为21世纪人类面临的三大问题之一,严重制约了经济的高速发展,是人类社会进步与科学技术发展亟待解决的重要议题。在众多清洁能源中,热电材料是一种可以实现热能与电能之间直接互相转换的功能材料,具有噪音小、无污染、免维护等特点,因此具有良好的发展前景。目前Bi₂Te₃及其合金等为代表的传统高性能热电材料在理论研究及商业应用上均取得良好的进展,与此同时研究人员也在致力于发掘新型热电材料。其中Ag-Ga-Te基化合物具有极低的本征热导率,硫银锗矿型材料具有“声子液体-电子晶体”的结构,这两类化合物均因其自身的特殊性质也引起了研究人员的广泛关注。因此属于Ag-Ga-Te基硫银锗矿型的Ag₉GaTe₆则同时具备本征低热导与符合有利于获得高热电性能的晶体结构,是一种极具潜力的新型热电材料。但其制备方法有待优化,晶体结构尚待解析,同时针对其较低的电导率,缺乏系统的调控与优化的研究。基于以上问题,本论文以Ag₉GaTe₆为研究对象,对其制备工艺进行了探索,通过单晶样品解析了其结构,尝试Cd掺杂,Se固溶以及偏离化学计量比来提高其载流子浓度,并系统研究了掺杂固溶及偏离化学计量比对Ag₉GaTe₆的影响规律。主要内容与结论如下:晶体结构解析结果表明α-Ag₉GaTe₆为六方结构,由[GaTe₄]^5-四面体与Te^2-离子构成阴离子框架,而无序排列于该框架中的Ag⁺,使得Ag₉GaTe₆与硫银锗矿型化合物一样具有类液态材料的性质,造成Ag₉GaTe₆具有较低的热导率。系统研究了Ag₉GaTe₆单相的制备工艺,通过熔融-淬火-退火结合等离子活化烧结工艺制备出了单相Ag₉GaTe₆,提高了材料的致密度。Ag₉GaTe₆随温度异常变化的电导率可以通过高温霍尔测试的结果得到解释。低温下随温度先上升后下降是因为Ag₉GaTe₆的迁移率随温度升高而快速下降,中温区因载流子浓度大幅上升使得电导率随温度升高而增大,而高温区由于迁移率的下降再次下降。采用熔融-淬火-退火结合PAS得到本征Ag₉GaTe₆热导率极低,在测试范围始终保持在0.2-0.4 Wm^-1K^-1,结合较为适中的功率因子,使得本征Ag₉GaTe₆最大ZT值为ZT_max=0.80@673 K,较文献中报道的最大值ZT_max=0.36@723 K提升了122%。系统研究了Ga位Cd掺杂与Te位Se固溶对Ag₉GaTe₆热电性能的影响规律。Ag₉Cd_xGa_1-xTe₆化合物并不是很好的单相,其热导率由于高热导第二相的存在而升高,Seebeck系数小幅升高,电导率降低,因此Cd掺杂样品的ZT值未得到提升反而有所下降。Ag₉Ga(Te_1-xSe_x)₆化合物均为较好的单相,在整个测试范围内电导率相较于本征样品有所下降,其功率因子由于大幅度劣化的电导率并没有得到提高。同时Se固溶增强了点缺陷散射,降低了材料的热导率,使得Ag₉Ga(Te_1-xSe_x)₆化合物最高ZT值为0.78,与本征Ag₉GaTe₆最大ZT值为ZT_max=0.80相比,性能未得到提高。制备了Ag缺失,Ga缺失和Te过量系列样品,系统研究了偏离化学计量比对Ag₉GaTe₆热电性能的影响规律。Ag缺失可以起到优化Seebeck系数的作用,但Ag缺失样品的电导率与热导率均产生了劣化。高温霍尔测试表明,适量的Ga缺失和Te过量均会提高Ag₉GaTe₆的载流子浓度,但由于迁移率的下降使电导率有所降低。材料的Seebeck系数由于Ga缺失和Te过量均得到了一定的提高,偏离化学计量比样品的功率因子高于本征样品。Ag₉GaTe₆基化合物的C_p/T²与T²与C_p/T³与T的关系图均可以采用德拜结合两倍爱因斯坦模型很好的拟合,结合C_p/T³与T的关系图中出现的波色峰均证明Ag₉GaTe₆基化合物本征低热导的根本原因是低频光学支声子与声学支声子的耦合,Ga缺失及Te过量样品德拜温度的降低表明晶格变软,热导率得到降低。最终Ga缺失x=0.05的组份取得ZT_max=1.13@623 K,比本征样品的最高值0.80提升了41%。Te过量x=0.06的组份获得了最高ZT值为ZT_max=0.97@673 K,比本征样品提高了21%。