1、隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，人類對能源的需求不斷增長，能源短缺成為限制人類社會發(fā)展的關鍵問題之一。開發(fā)新型環(huán)保能源材料已受到世界各國的重視。熱電材料是一種新型的清潔能源材料，具有無污染、無噪音、無磨損、體積小、反應快、易于維護、安全可靠等優(yōu)點，可以在不污染環(huán)境的前提下實現電能和熱能之間的直接相互轉換。熱電材料的廣泛應用有利于緩解能源危機，以及保護環(huán)境。然而，目前所發(fā)現的熱電材料具有較低的能量轉換效率及其較高的生產成本，限制著其在實際生產和生活

2、中的廣泛應用。因此，尋找具有較高轉換效率的熱電材料以及探索提高已知熱電材料轉換效率的方法具有重要的理論意義和現實價值。
　　本文基于第一性原理方法對Sr5Al2Sb6以及CuInX2(X=S, Se, Te)的熱電性質進行了理論研究。
　　Zintl相化合物Sr5Al2Sb6和高效熱電材料Ca5Al2Sb6具有相似而又不同的晶體結構。由于材料的晶體結構和電子結構決定了其物理性質，因此我們推測Sr5Al2Sb6可能具有較好的熱

3、電性質。為了驗證我們的猜測，我們采用第一性原理方法以及半經典的玻爾茲曼理論計算了Sr5Al2Sb6的電子結構以及輸運性質，并與Ca5Al2Sb6的相關性質進行了比較。計算結果表明，Ca5Al2Sb6的帶隙之所以會比Sr5Al2Sb6的小，主要是由于Ca5Al2Sb6中較強的Sb-Sb共價相互作用在其導帶底附近產生了電子態(tài)。另外，若對Sr5Al2Sb6進行適當的摻雜，其熱電性質將會得到顯著提高。p型Sr5Al2Sb6在溫度為850K時，當

4、其摻雜濃度達到1.26×1021cm-3，其ZT值最大可達1.01，因此，Sr5Al2Sb6具有良好的熱電應用前景。
　　實驗工作表明，CuInTe2是比較好的熱電材料，在沒有摻雜的狀態(tài)下，純的CuInTe2的ZT值在溫度為850 K時可以達到1.18，這是目前為止發(fā)現的未摻雜狀態(tài)下具有類金剛石結構的熱電材料中ZT值最大的材料。由于CuInS2、CuInSe2與CuInTe2具有相似的電子結構和相同的空間群，因此我們猜測，它們三者

5、也具有相似的性質，也就是說CuInX2(X= S, Se, Te)都可能具有較好的熱電性質。本論文中，我們選用不同的勢函數計算了幾種銅基化合物能帶帶隙的大小，并與實驗測量值進行了比較。比較結果表明，采用mBJ+ U的方法可以準確地計算銅基化合物的電子結構，因此在本文中，我們采用mBJ+ U的計算方法來計算所研究的幾種銅基化合物材料的電子結構。另外，通過對計算的CuInX2(X= S, Se, Te)的電子結構和熱電性質的分析發(fā)現，之所以

6、CuInX2(X= S, Se, Te)具有比較好的熱電性質，是因為在它們的價帶頂附近同時出現了輕重帶。基于這一發(fā)現，我們又計算了CuGaTe2和AgGaTe2的電子結構和輸運性質，并與CuInTe2的進行了比較，對比得出CuInX2(X= S, Se, Te)價帶頂附近同時出現的輕重帶主要原因是Cu的d電子和X的p電子之間的較強的雜化作用引起的。這對于熱電材料的實驗和理論研究工作都具有非常重要的研究意義，有助于發(fā)現提高熱電材料性能的調