随着环境污染和能源短缺问题的日益严峻,社会更加关注可再生清洁能源的利用,政企投入不断加大。近年来太阳能、风能和潮汐能等清洁能源逐渐进入能源市场。但未来几十年内石油、天然气、煤炭等化石能源依然会占据能源市场的主要地位。因此,提高化石能源热能转换效率,回收低品位余废热等节能减排技术受到了重视。热电转换是一种利用半导体材料的热电效应实现热能与电能直接转换的绿色能源技术。在工业余废热回收、节能减排、环境保护等领域潜力巨大。近年来,诸多具工业应用前景的热电材料不断出现。其中CoSb₃基填充方钴矿以其成熟稳定的合成工艺、优异的热电性能,成为了研究热点之一。方钴矿热电器件的性能及服役寿命受限于材料本身热电性能及其服役稳定性。如果能抑制服役条件下方钴矿材料的劣化,同时提升材料本身的热电性能,将有望提升方钴矿热电器件的转换效率和使用寿命。本论文选取热电性能最佳的n型Yb_0.3Co₄Sb₁₂方钴矿作为研究对象,探讨高温有氧环境中材料劣化的原因。结果显示,在服役温度下,材料表面氧化和锑元素升华会导致化学组分发生变化,从而最终导致热电性能的劣化;其中,材料电导率劣化的速率随老化时间的延长逐渐降低,并趋于稳定,即空气中高温服役导致Yb_0.3Co₄Sb₁₂方钴矿材料随时间延长电导率下降先快后慢;在空气中600℃老化30天,材料的电导率和ZT值均下降约20%。为延缓Yb_0.3Co₄Sb₁₂方钴矿材料劣化的速率,本文选择电化学沉积法制备Al基复合涂层。测试发现Al、Al-Ni、Al-Ni-Al三类涂层均具备抑制该方钴矿材料锑元素升华作用;其中Al-Ni、Al-Ni-Al在高温氧化的同时发生热扩散,形成了有序排列且致密的铝镍金属间化合物能够有效隔绝氧气,抑制锑元素升华;涂覆有该表面保护涂层的Yb_0.3Co₄Sb₁₂在空气中老化30天后热电性能未现明显衰减。综合考虑经济性和环保性,Al-Ni保护涂层为方钴矿材料的最优保护涂层。在对方钴矿材料保护的同时,本文通过氧化石墨烯复合进一步提升Yb_0.3Co₄Sb₁₂方钴矿材料的热电性能。研究结果显示,氧化石墨烯（GO）复合可以通过包覆晶粒方式插入材料晶格之间,进而降低材料的热导率,通过GO掺入量及其分布情况的优化,可提升热电性能。本文中复合材料最优ZT值约1.4,较未复合材料的ZT值提升10%。