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热电材料由于可以直接将热能和电能相互转换，在温差发电和热电制冷领域具有无限的发展空间。寻找新型热电材料和系统研究探索提升热电性能的方法已成为科技工作者的重要任务。β-Zn4Sb3是一种性能优良、环境友好（无毒）的中温热电材料。本论文采用高温熔炼-快速冷却-中温热压的方法实现了稀土元素Gd对β-Zn4Sb3的掺杂，系统研究了具有d轨道电子的稀土元素Gd掺杂β-Zn4Sb3的热电性能，并借助刘冕博士的第一性原理计算分析了Gd元素掺杂如何诱导其费米能级附近的电子态密度(DOS)共振畸变，探究了借助该畸变有效增强β-Zn4Sb3的热电势和热电优值的途径。在此基础之上，复合了纳米第二相Cu3SbSe4，希望借助能量过滤效应进一步提高β-Zn4Sb3的热电势和热电优值。 (1)我们首先采用高温熔炼-快速冷却-中温热压的方法制备了稀土元素Gd掺杂的β-(Zn1-xGdx)4Sb3(x=0，0.001，0.002，0.003)热电体系，并通过实验和理论两方面研究了其在中温阶段(300K-655K)的热电性能。研究结果表明:Gd原子掺杂替代β-Zn4Sb3体系Zn原子能引起电子态密度畸变，使的x=0.002样品的电子态密度有效质量增加了将近1.7倍。而低温电子比热系数增加约1.9倍，同样佐证了电子态密度畸变的发生。第一性原理计算进一步指出Gd掺杂β-Zn4Sb3体系中费米能级附近电子态密度共振畸变主要来自Gd原子中d电子的贡献。Gd掺杂导致掺杂量为x=0.002的样品热电势提高了约41μV/K，最佳功率因子在655K时达到12.5×10-4W/(mK2)。与此同时，掺杂还大幅度降低了样品的热导率，特别是当掺杂量为x=0.002和x=0.003时，热导率分别降低了15％和10％。总之，通过提高功率因子PF和降低热导率，Gd掺杂优化了β-Zn4Sb3的热电性能，掺杂量为x=0.002的样品，热电优值ZT在655K达到了1.20，与未掺杂样品相比提高了60％。 (2)我们制备了以β-(Zn0.998Gd0.002)4Sb3为基体、以Cu3SbSe4纳米颗粒为复合相的热电复合体系，研究了300K-655K温度范围内f(Cu3SbSe4)/β-(Zn0.998Gd0.002)4Sb3(f=0，1，3，5 vol.％)的热电性能。研究结果表明，在以β-(Zn0.998Gd0.002)4Sb3为基体、以纳米第二相Cu3SbSe4为复合相所得到的纳米复合体系f(Cu3SbSe4)/β-(Zn0.998Gd0.002)4Sb3(f=0，1，3，5 vol.％)中，由于复合体系Cu3SbSe4的稳定性差，其在热压制备复合块体材料时发生了分解，或与与基体产生了反应，并没有产生我们预期的能量过滤效应，从而导致基体的热电性能大幅下降。这说明Cu3SbSe4纳米相复合β-(Zn0.998Gd0.002)4Sb3基体提高热电性能的实验重复性差，其可以大幅提高β-Zn4Sb3热电性能的结论有待重复验证。