随着传统能源的过度使用和环境问题的日益严重,我们迫切需要研发可持续、无污染的新型能源材料来替代传统能源。热电材料作为一种清洁无污染的功能材料,它能将热能和电能进行相互转换,由其制成的热电器件在温差发电和热电制冷方面具有极大的应用前景。Cu_2-x S体系作为新型高性能热电材料,它是一种离子导体,制备原料无毒、价廉,其中Cu+具有很高的迁移率,在高温下具有极低的热导率和较高的热电优值。本文以Cu₂S为研究对象,研究了水热过程工艺参数对Cu₂S粉末形貌的影响,并系统地研究了Cu+空位和复合不同含量的PbS或SnS对Cu₂S材料热电性能的影响。研究内容主要包括以下几个方面:1.采用水热法制备了Cu₂S粉末,较为系统地研究了水热工艺参数如反应温度、表面活性剂对Cu₂S粉末形貌的影响,然后采用放电等离子烧结（SPS）技术制备Cu₂S块体样品并测试其热电性能。实验结果表明:在160℃和180℃两种不同温度下都得到了四方结构晶粒尺寸在亚微米级的Cu₂S粉末,180℃合成粉末的平均晶粒尺寸比160℃的小;添加一定量的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠,有效地降低了Cu₂S粉末晶粒尺寸并有多面体形貌的晶粒产生,添加适量的乙二醇,促进了层片状晶粒产生;添加适量的表面活性剂有效地提升了Cu₂S热电性能,不同样品的ZT值和电导率、热导率随温度的变化趋势类似,在873 K时最大ZT值为0.69。2.采用水热法制备了不同Cu+空位浓度的Cu_2-x S粉末,然后采用SPS技术制备块体样品并测试其热电性能。实验结果表明:Cu+空位对Cu₂S的热电性能影响较大,所有Cu_2-xS样品的功率因子和ZT值都比Cu₂S的高,其中Cu1.97S样品的热电性能最好,其在873 K的功率因子和ZT值分别为0.95 mW·m-1·K-2和1.66。3.采用水热法制备了Cu₂S复合不同含量PbS的粉末,然后采用SPS技术制备块体样品,较为系统地研究了PbS的复合量对Cu₂S热电性能的影响。实验结果表明:复合PbS后的所有样品的热导率没有降低,但是电导率得到了显著提高;样品的ZT值随着温度的升高而增大,复合0.5%PbS的Cu₂S样品的ZT值最大,在873 K时达到了1.88,约为该温度下纯Cu₂S样品ZT值的2.7倍。4.采用水热法制备了Cu₂S复合不同含量SnS的粉末,然后采用SPS技术制备块体样品,较为系统地研究了SnS的复合量对Cu₂S形貌和热电性能的影响。实验结果表明:复合SnS后的所有样品的热导率有所降低,但是相应的功率因子也降低了,最终热电性能并没有得到有效提升。