硫化铋是一种重要的半导体材料，化学式为Bi₂S₃，属于V-VI族化合物半导体。其晶体结构呈现正交晶系，具有独特的层状排列特征，这种结构赋予它显著的光电性能。在自然界中，硫化铋常以辉铋矿形式存在，呈现出金属光泽的灰黑色外观，莫氏硬度约为2.5（接近指甲硬度），密度达到6.78g/cm³。
这种材料最受关注的是其优异的热电性能，特别是具有较高的塞贝克系数（约-1000μV/K）和较低的热导率（约1.2W/m·K），这使得它在温差发电领域具有重要应用价值。需要重点关注的是其带隙宽度约为1.3eV（电子伏特），这个特性使其成为理想的中红外光电探测器材料。随着纳米技术的发展，硫化铋纳米线、纳米棒等低维结构展现出更优异的性能，特别是在太阳能电池和光催化剂领域。
在实际应用中，硫化铋常通过化学气相沉积(CVD)或水热法制备。值得注意的是，其制备过程中需要精确控制硫铋比(通常为3:2)，温度范围维持在120-200℃之间，这对最终产品的结晶质量和性能有决定性影响。近年来，研究人员通过掺杂稀土元素如镧(La)或铈(Ce)等方式，显著提升了其载流子迁移率（可达15cm²/V·s）。
在工业领域，硫化铋主要应用于三大方向：作为高温润滑剂的添加剂，在核辐射屏蔽材料中作为中子吸收剂，以及在锂离子电池中作为负极材料。特别是在热电转换器件方面，通过优化其晶体取向（通常优先沿[001]方向生长），可将热电优值ZT提升至0.8以上，这使其成为最具商业化前景的中温区热电材料之一。
