热电材料可以将热能与电能进行相互转化而被广泛应用于热发电和电制冷领域,其在工作过程中显现优良的特性而备受关注。此外,在能源危机、气候变暖,国家提倡低碳、节能环保的大环境下,寻找性能优异的热电材料成为研究重点。热发电材料中研究最为广泛的是PbTe基材料,但Te的稀有性成为限制其发展的重要因素。而S的价格低廉、资源丰富,并且PbS与PbTe晶体结构相同、能带结构相似,其热电性能可与PbTe材料相媲美。但PbS本身热电性能并不高,需要对电性能和热性能进行优化,目前主要采用与Pb²⁺半径相近的施主掺杂来提高其热电性能;另外,目前多数采用熔融合金化、放电等离子烧结以及热压烧结的方法来制备PbS块体材料,这些方法不仅需要高纯的单质元素,而且烧结过程中所需温度较高,对设备要求严格。基于此,本文做了如下研究:（1）以较为简便的水热法合成PbS基粉体材料,利用微波烧结制备出晶粒尺寸均匀、致密度在90%以上的块体材料。（2）选取Ga³⁺作为施主掺杂,一方面,在理论计算中,Ga³⁺的掺杂减小了禁带宽度,提高了PbS的导电性;另一方面Ga³⁺（62 pm）与Pb²⁺（120 pm）的半径相差较大,掺杂后引起较大的晶格畸变,能够有效降低材料热导率。其中1%Ga³⁺掺杂样品的热导率在723 K下最小为0.84 W·m^-1·k^-1。（3）选取Cr³⁺（61.5 pm）作为施主掺杂,不仅具有Ga³⁺的掺杂效果,以磁性离子掺杂还会提高电子运输过程中携带的自由熵,达到提高Seebeck系数的作用。其中1%Cr³⁺掺杂样品的热导率在723 K下最小为0.86 W·m^-1·k^-1。（4）Bi为掺杂源已经证实对n-PbS的优化作用,本实验在此基础上,通过Bi、Cl阴阳离子共掺研究Pb_0.985Bi_0.015S_1-yCl_y（y=0.005,0.01,0.015）体系的热电性能。由于Bi³⁺（103 pm）与Pb²⁺（120 pm）、Cl^-（181 pm）与S^2-（184 pm）离子半径相差较小,实现了Bi³⁺、Cl^-作为施主掺杂的效果。其中Pb_0.985Bi_0.015S_0.99Cl_0.01样品室温下电导率提高到590.1 S·cm^-1。