针对现有MEMS微型风能采集器输出功率低，难以无线传感网络和其他自供能微系统的用电需求等问题，研究了提高风能采集器能量采集效率和机电转换效率的方法与结构。根据口琴的构造，提出并研制出了带谐振腔的微型风能采集器，提高了风能的采集效率；提出并研制了电磁/压电复合的微型风能采集器，其同时利用压电效应和电磁感应实现机电转换，以提高机电转换效率。 建立了MEMS压电能量采集器的集总参数模型和分布参数模型，考虑了逆压电效应对运动微分方程的影响，在集总参数模型中还考虑了逆压电效应对耦合电路方程的影响，得到了MEMS压电能量采集器固有频率、输出电压等参数的解析表达式，根据集总参数模型，以在同样大的加速度激励下输出功率最高为目标，对MEMS压电能量采集器的质量块长度、电极长度进行了优化设计，得到了MEMS压电能量采集器的优化结构。 设计并研制出一个操作方便、低运行成本、易维护的小型风洞，并基于该风洞建立了微型风能采集器测试平台，为开展MEMS风能采集器基础理论研究和性能测试与评价方法研究，以及高性能MEMS风能采集器的开发提供了良好的实验平台。 基于反应溅射，对（0 0 2）择优取向氮化铝压电薄膜的制备工艺开展了系统研究，对气体流量比、真空度、溅射功率、温度和靶距等工艺参数进行了优化，分析了下电极材料、种子层等对薄膜性能的影响，得到了高性能氮化铝薄膜的优化工艺。研究了电极材料、氮化铝薄膜等的湿法腐蚀兼容性，研究了基于干法深刻蚀工艺的柔性结构释放工艺，形成了硅基MEMS压电能量采集器的工艺流程，研制出高性能MEMS压电能量采集器芯片。 提出并研制出基于MEMS能量采集单元的碰撞式微型风能采集器，通过引入碰撞，实现了利用高频硅基MEMS压电能量采集单元采集速度较低的风能的目的。在小型风洞内对研制出的MEMS压电能量采集器芯片进行了测试，实验结果表明，其输出电压和输出功率远高于目前文献报道的MEMS压电风能采集器。 2100433B