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日益增长的能源消耗及随之带来的污染问题迫使人们寻找新型清洁能源以及能源转换技术。热电转换技术就是一种可以实现热能与电能相互转化的能源转化技术,其关键是寻找具有高转换效率的热电材料。三元黄铜矿型的Cu In Te2化合物是近两年才引起广泛关注的热电材料体系,它是由立方Zn Te中Zn原子位置被In和Cu原子交替取代演变而成的四方闪锌矿结构。每个Te原子连接两个In原子和两个Cu原子,构成类金刚石的四面体结构;另外,其结构特征还包括InCu+2反位缺陷和2VCu-空位缺陷两种可能形成的正负离子缺陷对。结构内部的这种阴阳离子缺陷对以及由于四方闪锌矿的原子键长不同而造成的高度扭曲的晶体结构,使材料表现出相对较低的热导率;InCu+2反位缺陷与2VCu-空位缺陷对对于半导体材料能带结构的调控和电热输运性能的提高也有重要意义。本论文以三元化合物Cu In Te2为研究对象,采用掺杂、等电子取代、及旋甩加放电等离子体烧结(SPS)的新制备工艺来调控材料的载流子浓度与电热输运性能,并最终得到优化了的热电性能。主要研究结果总结如下:①采用传统的固相反应结合(SPS)技术成功制备Cu In Te2材料,XRD检测表明我们得到纯的单相材料,理论计算证明材料为直接带隙。热电性能测试本征Cu In Te2材料为p型半导体材料,在815K时得到最大ZT值为0.56,表明黄铜矿型Cu In Te2三元合金材料在中温区热电材料方面有着潜在研究意义和应用价值。②在Cu In Te2化学式中减少Cu元素含量,制备铜缺位的Cu1-xIn Te2(x=0、0.04、0.06、0.08、0.10)系列样品。随着Cu缺位增多,材料的空穴浓度增加,材料的电导率得到了较大的提高;同时,铜缺位又增强了材料对声子的散射,导致相对较低的热导率。其中Cu0.96In Te2获得所有组分中最高ZT值,820K时最大ZT值达到0.83,相对于本征Cu In Te2最大ZT值0.56提高了约48%。③在Cu In Te2中用Ag等电子取代Cu制备了四元的Cu1-xAgxIn Te2(x=0、0.05、0.15、0.30、0.50)固溶体。原子取代后的固溶体材料的Seebeck系数显著增加,同时热导率大幅度降低。当x=0.05时,在820K获得最大ZT值为1.07,相对于本征的Cu In Te2样品的最大ZT值0.56提高了91%。④采用本实验自行搭建的熔体旋甩(MS)并结合SPS设备制备了铜缺位的Cu1-xIn Te2.06(x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)材料。利用熔体旋甩技术急速快冷的特点,在缩短制备时间、降低合成成本的同时,可以降低晶粒尺寸,并通过减少Cu含量进一步优化材料的热电性能。热电测试表明,MS技术下的Cu0.96In Te2化合物在787K时最大ZT值达到0.98。