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热电材料利用半导体的Seebeck效应和Peltier效应实现热能和电能的相互转换，在废热发电和固体制冷领域有独特优势。热电材料的性能与能带结构密切相关，一般认为简并的能带对输运性质有利;而自旋劈裂的能带对热电性质的影响尚未有系统研究。半导体中的Rashba效应来源于晶体结构的对称性破缺和自旋轨道耦合，该效应会引起能带沿着特定波矢方向自旋劈裂，即不同自旋态对应的带底或者带顶偏离倒空间的高对称轴。Rashba体系具有低维化的能态密度，即二维量子阱和三维块体分别具有一维化和二维化的能态密度。Rashba体系独特的能带结构和能态密度为电热输运研究提供了新的方向。 本论文工作建立了二维和三维Rashba自旋劈裂体系的热电模型，基于BiTeI的能带特征和Rashba参数，分别计算了两个体系的热电性能，并与传统自旋简并的体系进行比较。这类体系具有独特的低维化的热电输运性质，而且Seebeck系数和电学性能优于传统自旋简并的体系。其中的物理原因是，Rashba体系由于独特的费米拓扑结构，具有更大的低维化能态密度;在载流子浓度相同时，其费米能级要明显低于自旋简并体系，对应的偏分电导具有大的能量非对称性，而这个非对称性程度就确定了Seebeck系数的大小，因而Rashba体系的Seebeck系数更高。近似的简并模型直接将热电性能与Rashba效应联系在一起，表明强的Rashba自旋劈裂会利于材料的热电性能。我们利用BiTeI块体材料对上述理论模型进行了实验验证，证实了Rashba自旋劈裂块体中的二维化热电性质。在热输运方面，Rashba体系具有强的内建电场，导致了晶格振动的非谐性，这些体系具有低的晶格热导率。BiTeI沿着电场方向的Grüneisen常数很大，实验中BiTeI极性晶体的室温晶格热导率仅为1 Wm-1K-1，与非谐振动密切相关。因此，Rashba自旋劈裂体系同时表现出低维化的电学输运和非谐的热学输运特征，有希望成为新的高性能热电材料。 但是对于BiTeI材料，其整体热电性能仍受到低迁移率和双极扩散效应的制约，本研究发现Cu插层和Br固溶能明显提升其热电性能。在Cu插层化合物中，热电性能的提升来源于材料中载流子迁移率的显著增加。形成能计算和结构分析确定了Cu原子处于Te和I层之间的范德华层中，电离态的Cu改变了体系的反位缺陷反应平衡，降低受主和施主的补偿率，从而减弱电子受到电荷密度波动的散射，载流子迁移率在10K-300K之间最大可以提升到2-3倍。Cu插层和组分的调节也优化体系中的载流子浓度，Seebeck系数增大，并符合简并近似下的Rashba热电模型。同时，Cu原子也增加了晶格的非周期性，降低了体系的晶格热导率，提高了整体热电性能。另一方面，将Br原子固溶在I位，能够增加BiTeI体系的带隙，通过能带计算和吸收光谱的分析证实了这一现象，大的带隙减小了电子和空穴双极扩散，高温Seebeck系数和功率因子明显提升，从而提高了BiTeI体系的热电性能。