由于能源危机日益严重,热电材料为材料、物理、化学领域研究者广泛关注。Cu2Se具备“离子液体-电子晶体”特征,表现出优异的ZT值,是一种有前景的绿色低成本热电材料。本论文通过水热合成、真空熔炼及SPS烧结制备了 Ag元素掺杂及Cu2Se中复合Pt、Si纳米颗粒、正八面体SnTe单晶系列样品,利用XRD、SEM、Hall测试、DSC及热电性能测试等手段研究掺杂和第二相对Cu2Se物相结构及热电性能的影响。本文利用水热法制备β-Cu2-xSe片状微纳米粉体。水热反应历程可分为CuSe形成和Cu2-xSe转化两个阶段。CuSe反应势垒低、动力学过程快;Cu2-xSe反应势垒较高,动力学过程较慢;反应温度越高,六边形Cu2-xSe越规则。铜计量比增加易出现Cu2O,提高反应温度、增加保温时间可抑制氧化产物的出现。利用物理气相沉积、放电等离子烧结技术制备Pt-β-Cu1.65Se复合块体,部分Pt进入基体晶格,引起晶格膨胀,造成晶格畸变,载流子迁移率提高,优化功率因子;同时点缺陷和晶格畸变大幅度降低了材料的晶格热导率,40 s Pt-Cu1.65Se复合材料的最大ZT为0.67,相对于纯样品提高了 110%。利用真空熔炼技术制备Cu2-xAgxSe系列样品。掺杂含量为1%时,Ag主要以Ag+形式进入晶格,Ag+取代Cu+,引入了点缺陷和造成晶格畸变,增大了铜离子扩散通道,电导率提高,同时载流子和声子的散射增加降低了晶格热导率,样品在773 K时,热电优值达到了 1.07,相比未掺杂的样品提高123%。随着Ag掺杂量进一步增加,β-Cu2Se逐渐成为室温稳定相,同时伴随AgCuSe第二相出现。第二相的引入提高了电导率但是Seebeck系数降低,导致PF恶化,电子热导率提高导致总热导率降低,过量Ag掺杂导致ZT值显著下降。利用磁控溅射技术、真空熔炼法、放电等离子烧结技术制备Si-Cu2Se复合块体,经SEM能谱测试,溅射时间的延长,Si的存在形式从纳米颗粒转变为颗粒聚集。Si纳米颗粒引入主要是增加了新的散射中心,引起晶格畸变,增加散射降低了晶格热导率。1 min Si-Cu2Se复合试样ZT值在773 K达到0.61,相比纯试样提高27%。利用真空熔炼、气相物理沉积、放电等离子烧结制备Pt-Cu2Se复合块体。烧结过程中,Pt进入晶格,晶格膨胀,产生晶格畸变。物理沉积Pt的复合,增加了散射中心,晶格畸变散射降低了晶格热导率,复合试样ZT值得到提高;10 s Pt-Cu2Se试样最高ZT值0.57(773 K),相比Cu2Se试样提高21%。本文通过无表面活性剂的水热合成路线,成功合成具有{111}表面的单晶SnTe八面体。讨论了反应温度,反应物浓度和化学计量比对物相及单晶形貌的影响规律。结果表明,高温有利于形成纯相,过量的Sn抑制了具有八面体形态的SnTe的出现。较低的反应物浓度有利于通过选择性生长制备均匀的SnTe八面体。通过聚焦离子束(FIB),电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)分析研究了SnTe八面体的晶体学特征。通过相应的三个欧拉角图,Kikuchi衍射图和选区衍射,推断八面体SnTe的表面由{111}晶面构成,平均尺寸为1-3 μm。利用物理法对α-Cu2Se粉体进行SnTe复合,通过SPS烧结制备块体样品。烧结过程中,Te2-取代部分Se2-,Se2-与Sn2+生成第二相SnSe。由于Te的掺入,样品的电导率升高,增强了 PF,同时晶格畸变和第二相增加了声子散射,晶格热导率降低,总热导率下降。特别是1%SnTe-Cu2Se样品在773 K表现出最高的ZT值0.95。