热电材料能够利用Seebeck效应和Peltier效应实现热能和电能直接转换,在环境友好型发电器及制冷器中受到了广泛的关注。理论上,高效的热电材料需要具有高的热电优值,ZT=α2σT/κ,其中α为Seebeck系数,σ为电导率,T为绝对温度,κ为热导率,即优良的热电材料需要具有高Seebeck系数,高电导率以及低热导率。硫族铅化物PbTe和PbSe由于具有良好的电学性能以及较低的热导率在中温区内尤其受到重视。然而,目前的研究主要集中于硫族铅化物的掺杂以及纳米化,而考虑到热电材料的实用性和稳定性,体相材料热电性能的提高是重中之重。因此,本文针对上述问题,在硫族铅化物体相材料中引入多种界面,以获得高性能热电材料。选取热电性能良好的PbTe和PbSe为研究目标,通过简单易操作的水热/溶剂热法、悬浮感应熔炼法以及真空热压烧结法等材料制备手段,获得了微纳复合AgPb18SbTe20、片层PbTe-Sb2Te3、PbSe基核壳C@PbTe掺杂以及PbSe阴阳离子双位掺杂热电材料,实现了硫族铅化物体相材料的快速合成,并系统地研究了所制备的硫族铅化物复合材料的热电性能,探讨了其显微结构与热电性能之间的相关性。研究表明：(1)利用溶剂热反应法,使用低成本化学试剂在180℃下反应24h,可以制备出较纯的Ag, Sb共掺杂PbTe (LAST-18)四元纳米粉体。加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂,可以成功获得带有树枝结构的LAST-18纳米棒,其原因主要是CTAB降低了LAST-18{111}晶面的表面能,使LAST-18晶核沿着<100>方向快速生长造成的；以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂时,可获得球形LAST-18纳米晶。在600℃时烧结时LAST-18基体Seebeck系数最大值达到418μVK-1,热电性能达到最优化。将纳米球和纳米棒分别添加到微米尺度的LAST-18中进行微纳复合后,可以有效地提升材料高温热电性能。由于纳米粉体添加后导致了带隙减小,有效地改善了高温Seebeck系数,同时在整个温度区间内显著降低了热导率。热电优值ZT最大值分别达到0.71和0.92,且与LAST-18基体相比,ZT峰值向更高温度偏移,更加适用于高温环境废热发电。(2)采用悬浮感应熔炼结合缓慢冷却的方法,根据伪二元相图成功地制备出具有共格界面的片层结构PbTe-Sb2Te3热电复合材料。较长的退火处理会导致片层发生球化。共格界面可以有效地散射声子,但是对载流子传输影响较小,从而获得良好的电学性能和较低的热导率。通过退火处理有效地提高了重掺杂半导体的电学性能,材料的Seebeck系数有所增加,有效地改善了PbTe-Sb2Te3复合材料的热电性能。与熔炼态材料相比,退火20h的样品热电优值提升了60%,在550K时达到0.48。(3)在PbSe基体中添加了不同含量的核壳结构复合碳球后发现,1wt%的1000nm复合碳球可以有效改善PbSe中低温Seebeck系数的同时有效地降低了复合材料的热导率,最高ZT值与PbSe基体相比,提升了13%,在400K时达到0.54。改变核壳结构碳球尺寸后发现,100nm复合碳球的添加使得中低温Seebeck系数进一步改善,最高ZT达到0.58,与PbSe基体相比提升了21%。(4)通过第一性原理计算了Pb位一价、二价、三价原子和Se位Te原子的(Ag/Te)、(Sb,Te)和(Sb,Te)双位掺杂的稳定构型与电子结构,发现上述三种双位掺杂均在第一近邻位时的杂质形成能最小,阴阳离子杂质均倾向于形成杂质离子对。(Ag,Te)和(Sb,Te)双位掺杂均会显著增加PbSe费米能级附近的态密度,而与PbSe同族的(Sn,Te)双位掺杂对能带结构的影响并不显著。实验发现(Ag,Te)双位掺杂PbSe表现出的最优电导率值,在室温下高达596S/cm,但是Seebeck系数室温值仅为118μVK-1,明显低于未掺杂PbSe;(Sn,Te)双位掺杂后电导率略有上升,Seebeck系数也明显下降；(Sb,Te)双位掺杂后由于载流子浓度的降低,变化趋势相反,电导下降的同时,Seebeck系数在整个温度范围内均有提升,总体热导率和晶格热导率却均呈现出最小值。(Ag,Te)共掺杂表现出最优热电性能,其ZT值在550K时达到0.78,与PbSe基体相比,提升了63%。