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ZnO(氧化锌)作为一种应用非常广泛的透明氧化物半导体材料,其禁带宽度和激子束缚能都比较大,且透明度高,更是有着优异的压电性能,使其提供了一种机械能转换为电能的新方式,在能源采集转换等方面有着极其重要的应用前景。因此通过ZnO基压电能量采集器的压电薄膜性能优化以及多层膜结构设计的改善,提高压电能量采集器的光电性能和输出电压,成为广泛研究的热点问题。本文在不透明不锈钢基底和透明聚合物基底上直流磁控溅射生长AZO薄膜作为电极,射频磁控溅射生长ZnO压电薄膜,最终制备多层膜压电能量采集器。通过改变AZO电极的溅射参数,压电薄膜的溅射参数和压电薄膜的退火处理等来探究其对薄膜结构性能的影响,主要的探究内容和结果如下:1.探究了在WG柔性透明玻璃基底上沉积AZO薄膜的参数优化,依次研究了沉积厚度,溅射功率,工作压强,沉积温度和预应力对AZO薄膜的光电性能的影响。通过XRD图谱可以发现实验制备的AZO薄膜都有突出的(0002)峰,表明AZO膜具有高度c轴择优取向的纤锌矿相结构。从SEM表面和断面图可以看出AZO膜的柱状结构明显并且排列紧密有序。光学测试可以看出所有制备的AZO薄膜透光率都很高,在可见光范围内透光率在80%左右,从吸收曲线计算的禁带宽度可以发现A1掺杂ZnO后禁带宽度值变大。四探针测试的AZO薄膜的电阻率由方块电阻和厚度两个因素共同决定,可以发现随着沉积厚度的增加,电阻率先是迅速变小,在厚度达到一定值(溅射时间40min)后,电阻率随着薄膜厚度的进一步增加而有所增加。AZO薄膜的电阻率与溅射功率的关系为,随着溅射功率增加到100W时,电阻率达到最低。AZO薄膜的电阻率还随着工作压强的改变而改变,在工作压强达到0.9Pa时,电阻率达到最小。此外AZO薄膜的电阻率还随着沉积温度的升高而变小。最后在预应力生长下的AZO薄膜的电阻率比正常生长下的AZO薄膜的电阻率更大些,在基底曲率半径为13cm时,电阻率最小。2.采用射频磁控溅射ZnO薄膜并探究了溅射参数和后处理对ZnO薄膜性能的影响。首先研究了在不透明的不锈钢柔性基底上制备的ZnO的性能与退火温度的关系,可以发现退火处理可以有效地改善薄膜的结晶质量和禁带宽度值。在退火100°C和150°C时,ZnO薄膜的晶粒尺寸达到最大,结晶度最好,禁带宽度值最大。然后研究了溅射过程中的氧氩气体比对生长在不同的聚合物柔性基底上的ZnO薄膜的结构和性能的影响,可以发现在ITO/玻璃基底上的ZnO薄膜在氧氩气体比为0.3时,薄膜结晶度最好,在ITO/PEN和ITO/PET基底上的ZnO薄膜的结晶度先是随着氧氩气体比的变大而变好,在比值为0.4时达到最大,然后随着氧氩气体比值的继续增加而轻微减小。所有制备的ZnO薄膜均匀紧密排列且断面的柱状结构清晰可见。3.利用上述的AZO薄膜和ZnO薄膜的制备参数优化的结果设计了AZO/PMMA/ZnO/不锈钢和 AZO/PMMA/ZnO/ITO/PET(PEN)两种结构的多层膜压电能量采集器,并探究了以不锈钢为基底的能量采集器的输出电压性能随着退火温度和压电薄膜厚度的改变而变化的规律。可以得到在退火温度150℃时,该能量采集器的输出电压最大,在输入振动加速度为10m/s2时,输出电压达到234mV。此外还研究了压电薄膜厚度对能量采集器输出电压的影响,可以发现压电薄膜厚度增加也会导致该采集器的输出电压的增加且有着线性增加的关系。最后在PET和PEN基底上制备较厚的ZnO薄膜作为压电层的能量采集器的输出电压比较明显且波形规律,由于该能量采集器具有柔性好,透明度高等优异的性能,完全可以应用于自供电能量采集器等方面。