传统热电材料碲化铅PbTe中铅的毒性对环境产生巨大威胁并且限制了铅基热电材料的进一步应用。作为PbTe的无铅类似物,SnTe已成为PbTe用于发电应用的环保替代品。但是,纯相SnTe的热电性能并不理想。尽管研究人员通过各种策略改进了SnTe的热电性能,但是大多数高ZT高热电性能的SnTe固溶体都是通过与有毒元素合金化（例如Cd,Hg）或者通过高含量贵金属掺杂（例如Ge,Mn和Cd）而获得的。一般来说低含量的贵金属掺杂可有效降低热电器件的成本。并且,共格纳米相在散射声子和降低热导率方面非常有效。在这样的背景下,本文以SnTe热电材料为研究对象,通过简单可控一步法和放电等离子烧结结合的制备方法,第一步,通过低含量无毒元素Ge和Sb双掺,在SnTe体系中引入能带收敛,大大提高了材料的塞贝克系数和功率因子;第二步,实验结果表明材料的晶格热导率仍然有改善的空间,提出了一种相分离策略以将共格纳米相Cu2Te引入SnTe双掺体系,最终成功制备高热电性能、低成本、环境友好的SnTe热电材料。本论文主要结果如下:1.利用简单可控一步法和放电等离子烧结结合的制备方法,通过低含量无毒元素Ge和Sb双掺SnTe。研究发现Ge和Sb双掺杂体系中,Sb3+离子取代Sn2+引入大量的多余电子,补偿了本征高锡空穴浓度,引入了能带收敛,从而改善能带结构,显著增加SnTe样品的塞贝克系数和功率因子;双原子点缺陷散射增强声子散射,Ge原子的局部偏心震动与声子有更多局部相互作用,使得材料热导率降低。因此,Sn0.92Ge0.04Sb0.04Te样品在873 K温度时晶格热导率降低到1.01 W m-1 K-1。综合以上电和热传输性能方面的两个有利因素,Sn0.92Ge0.04Sb0.04Te样品在873 K时取得了最高的热电优值为0.84,相比纯相SnTe的热电优值（0.33）增加了超过150%。该发现为SnTe体系取得高热电性能的同时保持低成本且环境友好进而能够进行实际应用提供了一个新的视角。2.利用简单可控一步法和放电等离子烧结结合的制备方法,通过一种相分离策略以将共格纳米相Cu2Te引入SnTe双掺体系。研究发现共格纳米相Cu2Te被成功引入Ge和Sb共掺杂的SnTe中。共格纳米相在散射声子和降低热导率方面比先前报道的铜间隙缺陷更有效。对于Sn0.92Ge0.04Sb0.04Te-5%Cu2Te,晶格热导率在873 K时显著降低至0.27W m-1 K-1,得到了一个极低的晶格热导率。因此,在873K时获得了出色的热电优值（ZT）1.5,相比纯相的SnTe,Sn0.92Ge0.04Sb0.04Te-5%Cu2Te的热电优值提高了350%以上并且具有高度重复性和稳定性。这项研究是第一个在不含高含量贵金属掺杂和环境有害元素的情况下实现SnTe中高ZT的研究,从而大大地提高了高性能SnTe作为p型半导体材料的热电器件的前景。