能量采集器能够采集周围环境中的能量实现可持续供电，因此，在无线传感网络、MEMS、人体局域网中具有重要的研究价值和广阔的应用前景。其中，将环境中的温度梯度转化为电能的微型热电能量采集器由于其体积小、重量轻、寿命长、无机械运动部件、高度可靠性、绿色环保等优点，成为当前能量采集器最热门的研究方向之一。由于与CMOS工艺高度兼容，可以实现低成本地批量化生产，采用基于微机械加工技术的微型热电能量采集器正成为微型热电能量采集器研究和发展的重要趋势。然而,现阶段基于微机械加工技术的微型热电能量采集器采用的热电材料热电优值系数小，热电偶臂多为薄膜状，热电偶臂两端与导热板接触面积小，接触阻抗大，温差利用率低，输出功率小。　　针对上述问题，本论文设计了双凸台垂直结构的微型热电能量采集器，该器件具有垂直结构，并且能够采用与CMOS-MEMS工艺兼容的工艺制备。首先，在Ansys中建立该器件的简化分析模型，仿真双凸台的边长和高度对器件整体温度分布的影响。然后，对器件建立完整的数学解析模型，仿真在负载匹配时器件的有效利用温差、开路电压、回路电流和输出功率随着凸台结构参数变化的特性曲线图，提出器件的优化设计方案。　　本论文又设计了通孔硅微型热电能量采集器，该结构可以实现较高的集成度、良好的界面接触，并且加工工艺和CMOS-MEMS工艺兼容。采用与双凸台结构微型热电能量采集器相同的分析方法仿真通孔硅微型热电能量采集器。首先，在有限元软件Ansys中建立通孔硅微型热电能量采集器的仿真模型，仿真热电臂高度、柱体半径、环厚度等结构参数对器件温度分布的影响。然后，对器件建立完整的数学解析模型，仿真在负载匹配时器件的有效利用温差、开路电压、回路电流和输出功率随着器件结构参数变化的特性曲线图。针对器件的应用环境，仿真分析器件结构的最佳设计方案。　　进一步仿真分析了相同结构下，应用高性能热电材料时器件的输出性能。运用高优值系数的热电材料可以很好的改善器件的输出性能，证明了该器件结构设计的合理性和优越性。随着热电材料的研究发展和加工技术的进步，在不久的将来具有高输出性能的微型热电能量采集器是可以加工和制备的。　　由于通孔硅结构的微型热电能量采集器的输出性能优于双凸台结构的微型热电能量采集器，并且通孔硅结构器件的集成度约是双凸台结构器件集成度的50倍。最后，根据通孔硅微型热电能量采集器的仿真结果设计器件版图。整合器件工艺流程，验证关键工艺。采用微机械加工工艺成功完成通孔硅结构的微型热电能量采集器的制备，在低成本批量化生产微型热电能量采集器的研究中显现了重大价值。