随着人们对个人健康监测和各种电子传感器的兴趣日益浓厚,柔性电子技术受到了极大的关注。柔性电子设备的主要供电方式是电池。然而,相比尺寸日渐缩小的电子设备和传感器,电池显得很笨重,并且需要频繁地更换,对柔性电子设备的轻便型和功能性产生了限制。因此,自供电设备有广泛的应用前景。对于可穿戴柔性电子设备而言,人体自身的热量是源源不断、取之不尽的能量,热电材料可以实现将热能转化为电能,因此本文对可穿戴柔性热电器件进行了研究。在可穿戴热电设备中,无机热电材料因其具有较优异的热电性能而被广泛地应用,但是无机热电材料在频繁受载的情况下容易产生裂纹,材料内部的裂纹直接影响了器件的输出功率。为了解决此问题,本文从热电薄膜/软基系统在热载荷下的力响应及在循环热力载荷下的电响应两个方面研究热电薄膜服役时的性能,并且从制备方法和结构设计的角度提出了系统力电性能优化的手段。主要包含热电薄膜/软基系统的热致变形、循环弯曲下的输出功率退化以及柔性热电薄膜的优化设计。首先,本文基于复合材料层合板理论,考虑热电非均匀温度场和冯卡门非线性应变,推导热电薄膜/软基系统热致弯曲模型,运用高斯—勒让德积分求解伽辽金积分方程,用牛顿迭代法求解非线性方程组,得到了热电薄膜/软基系统的挠度和应力,找到了减少热弯曲变形的结构尺寸。此外,使用磁控溅射法制备热电薄膜,对其进行循环弯曲实验,得到电阻的变化情况。并且建立数值模型推导其弯曲应力,预测裂纹扩展对电阻变化的影响,并与实验进行对比。运用数值模型对循环弯曲过程中热电器件的功率和效率进行了预测。为了对热电薄膜/软基系统的性能进行优化,参考柔性电子的发展,将褶皱设计引入热电薄膜中。从衬底的长度、厚度和预应变的大小等方面考虑,设计产生褶皱的热电薄膜。基于此设计,在有限元分析软件ABAQUS中验证了褶皱的产生,并运用弯折退火工艺对热电薄膜/软基系统施加预应变,发现除了力学性能提升之外,材料的热电性能也得到了一定提升。本文的研究可以作为一种热电材料可靠性评估手段,也能为柔性热电器件的设计提供参考。