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当今社会,随着经济的快速发展和人口的不断增长,全球性的能源短缺及能源利用率低等问题逐渐成为制约社会经济发展的重要因素。热电材料作为一种可以直接实现热能和电能相互转换的环保型功能材料,受到了越来越多的关注和研究。采用热电材料制备的温差发电器件和热电致冷器件具有质量轻、体积小、无污染、无噪声、寿命长、无运动部件等一系列优势,具有令人瞩目的研究价值和应用前景。由于无机热电材料存在成本高、制备工艺复杂和易产生环境污染等问题,研究人员逐渐将目光聚焦在质量轻、来源丰富、易合成加工及柔韧性好的导电聚合物热电材料上。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作为目前研究最多的导电聚合物热电材料之一,具有成膜性好、电导率高和热导率低等优点,受到了越来越多的关注。目前与无机热电材料相比,导电聚合物热电性能仍较差。与无机热电材料进行复合制备无机/导电聚合物复合材料是提高导电聚合物热电性能的一种有效途径。基于此,本论文分别将石墨烯、Bi-Te基合金纳米薄片、Sn Se纳米薄片和单壁碳纳米管(SWCNTs)作为填充相,PEDOT:PSS为基体材料制备了相应的复合材料,在此基础上又制备成了热电发电器件。主要工作内容如下:(1)采用真空抽滤法制备石墨烯/PEDOT:PSS复合热电薄膜(石墨烯含量为2wt%),结合SEM、XRD和XPS分析测试手段,研究了石墨烯的加入对复合薄膜组成、微观结构及热电性能的影响规律。当温度为380K时,复合薄膜的最大功率因子为29.3μW/m K2。并将所制备的复合薄膜组装成包含有5个单元的热电发电器件(每个单元的大小为2.5cm×0.5cm),在温差为55.9K时,最大输出功率为30.85n W。(2)将Bi-Te基合金颗粒通过锂离子水热插层-剥离的方法制备成Bi-Te基合金纳米薄片,采用真空抽滤法制备成Bi-Te基合金纳米薄片/PEDOT:PSS复合热电薄膜,结合SEM、XRD和XPS等分析测试手段,研究了不同Bi-Te基合金纳米薄片含量对复合材料组成、微观结构及其热电性能的影响规律。当温度为380K时,Bi-Te基合金纳米薄片含量为10wt%的复合薄膜的最大功率因子为58.9μW/m K2。并将所制备的复合薄膜组装成包含有5个单元的热电器件(每个单元的大小为2.5cm×0.5cm),在温差为47.2K时,最大输出功率为16.9n W。随后复合薄膜通过乙二醇(EG)和二甲基亚砜(DMSO)溶液进行后处理。当温度为380K时,通过EG和DMSO处理的复合薄膜的最大功率因子分别为63.1μW/m K2和72.0μW/m K2。(3)将Sn Se颗粒通过锂离子水热插层-剥离的方法制备成Sn Se纳米薄片,采用真空抽滤法制备成自支撑的SWCNTs/Sn Se纳米薄片/PEDOT:PSS复合热电薄膜,结合SEM、XRD和XPS等分析测试手段,研究了不同SWCNTs含量对复合材料组成、微观结构及其热电性能的影响规律。当温度为380K时,SWCNTs含量为60wt%的复合薄膜的最大功率因子为109.9μW/m K2。并将所制备的复合薄膜组装成包含有8个单元的热电器件(每个单元的大小为2.5cm×0.4cm),在温差为74.4K时,最大输出功率为1161.9n W。