热电转换技术是利用半导体材料的塞贝克效应和帕尔贴效应实现能量直接转换的技术。热电器件通常是全固态装置,使用寿命长、可靠性能高、不会排放废液废气造成环境污染,器件的结构简单、体积小并且无噪声,在诸多领域,包括电子制冷、工业废热、地热、太阳能的利用和空间电源应用,有着广阔的应用前景。近年来,以Cu₂Se为代表的类液态热电材料在热电领域获得了高度关注。相对于Cu₂Se类液态材料电、热输运性质方面的诸多研究,目前热电领域对Cu₂Se基热电器件的研究则很少。扩散阻挡层作为热电器件的重要组成部分,可用于阻止热电材料和电极材料在高温下的快速反应,保证热电器件长时间稳定服役。本文基于热电性能优异、成本较低的Cu₂Se基热电材料,采用高通量筛选的方法,以Cu₂Se元件的接触电阻率作为判据,筛选得到金属Mo作为扩散阻挡层材料;利用SEM和EDS表征了Mo/Cu₂Se界面的微观结构,测量了界面的接触电阻率和拉伸强度,并进行了恒温老化实验和热循环实验;制备了Cu₂Se-Yb_0.3Co₄Sb₁₂热电模块并进行输出性能测试;在Mo/Cu₂Se界面的基础上掺入了5wt.%的Mn对界面性能进行了优化,测试了Mo-Mn/Cu₂Se界面的接触电阻率和拉伸强度;对Mo-Mn/Cu₂Se界面进行了热循环实验和恒温老化实验,并对恒温老化实验后界面接触电阻率随时间的变化关系进行了理论分析;探究了Mn扩散或反应进入Cu₂Se基体后对基体性能的影响。本文的主要研究内容如下:（1）采用高通量筛选的方法,即在一个样品中混合多种备选阻挡层材料与Cu₂Se基体材料,观察备选材料与Cu₂Se之间高温老化后的微观界面状况进而对材料进行初步筛选,并结合后续的界面接触电阻测试,筛选出Mo作为阻挡层材料。发现Mo/Cu₂Se的接触电阻很低,但是结合强度差,难以在高温下长时间服役并保持稳定。（2）在Mo中掺入5wt.%的Mn对阻挡层材料进行优化后,界面的结合强度得到了显著的提升,拉伸强度12.1MPa,大约为Cu₂Se/Mo样品的3倍,EDS结果表明界面结合强度的提升的主要原因来自Mn的扩散。然而Mn的扩散会导致接触电阻率的变化,Cu₂Se/Mo-Mn界面接触电阻率为0.81μΩ?cm²,约为Cu₂Se/Mo界面接触电阻率的5倍,但仍然远低于常见的热电材料与阻挡层之间的接触电阻率。（3）对Cu₂Se/Mo-Mn/Cu₂Se的界面分别在650℃和800℃下进行长时间的恒温老化实验。在长达20天的实验中,界面依然保持稳定,但有Mn持续扩散进入基体中,接触电阻率有一定的上升,根据理论模型预测,在650℃下3mm×3mm×6mm的Cu₂Se样品中界面接触电阻达到样品总电阻的1%需要1027天,而达到10%需要139526天。Mn扩散对于Cu₂Se性能的影响不大,Cu₂Se+1mol%Mn的样品与Cu₂Se基体相比,zT值基本保持不变。（4）制备得到Cu₂Se-Yb_0.3Co₄Sb₁₂热电模块,通过优化p型、n型热电臂的横截面积,提高了模块的能量转换效率,当高温端温度为700℃,温差为680℃时,最大输出功率为1.99W,此时输出电压为0.872V,输出电流为2.283A,最大转换效率为9.1%,是高温单级热电器件的最高值。