近年来,传感器网络的迅速发展使其在人们生产、生活等方面发挥着至关重要的作用。然而,目前的传感器大多采用电池供电,传统的化学电池高功耗和高污染等一系列缺点又限制了传感器的发展。自然环境中的能量分布广泛且表现形式多种多样,收集和利用环境中的能量并设计可持续工作的自驱动传感器是解决这一限制的方法之一。基于压电势这一物理基础,我们不仅可以制备收集环境中不同形式机械能的纳米发电机,也可以通过压电极化调节P-N异质结界面能带结构,从而有望增强铁电材料的光伏效应。但目前压电纳米发电机输出性能仍有待提高且多数含铅等有毒物质,而且利用压电势调控铁电光伏性能的工作还比较少。本文的主要工作是利用压电势这一理论制备高输出柔性压电纳米发电机和自驱动机械传感器,并利用ZnO纳米线的压电势来控制BiFeO₃（BFO）/ZnO异质结的光电性能。主要研究内容如下:（1）基于高压电系数的无机压电陶瓷颗粒/有机聚合物复合膜的高输出柔性压电纳米发电机及自驱动机械传感器的制备。本文选用一种具有压电系数高达500 pC/N的0.91K_0.48Na_0.52NbO₃-0.04Bi_0.5Na_0.5ZrO₃-0.05AgSbO₃-0.2%Fe₂O₃（KNN-BNZ-AS-Fe）压电陶瓷颗粒,并将该种材料与有机聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）混合形成压电复合膜,构建了具有Cu/压电复合材料/Cu夹层结构的压电纳米发电机。通过探索不同复合浓度、不同极化电场等条件对压电纳米发电机输出的影响,在频率为2 Hz、大小为25 N的外加应力的作用下,获得了优化的输出性能,其开路电压高达52 V,短路电流高达4.8μA。这种基于KNN-BNZ-AS-Fe的生物兼容性压电纳米发电机可以作为一种电源,在无需任何电源存储单元的情况下就可以成功地驱动商用发光二极管（LEDs）。此外,利用其输出电压与应力大小的线性关系也将该压电纳米发电机作为机械传感器用于计数器与碰撞报警装置。这项工作为无铅压电材料在自驱动机械传感领域提供了一个新的方向,在人工智能、软机器人和生物医学设备等领域具有潜在的应用前景。（2）利用压电光电子学效应提高铁电薄膜BFO/ZnO纳米线异质结的光伏效应。压电光电子学的提出与研究拓宽了铁电薄膜的光伏效应的提升途径,但至今还鲜有关于利用压电半导体ZnO压电势对BFO薄膜/ZnO纳米线异质结构光伏效应影响的文献报道。本文使用溶胶凝胶法制备具有光伏性能的BFO铁电薄膜,使用磁控溅射在其上溅射具有c轴取向生长的ZnO籽晶层,并利用水热法生长均匀的ZnO纳米线阵列与铁电薄膜BFO一同构成异质结。施加微小应变前,BFO/ZnO异质结的光伏性能相比BFO薄膜的光伏输出有了显著的提高,开路电压提高到1.5倍,短路电流是BFO薄膜的7倍,同时器件的光电响应速度也有一定程度上的提升。此外,研究了放置在微小应力施加平台上BFO/ZnO异质结在应力施加前后的光伏性能,发现利用ZnO的压电势可增强BFO/ZnO异质结的光伏效应,从能带的角度简要分析了压电势对BFO/ZnO异质结光伏效应的调控机制。这项工作将为探索新型力光协同作用的纳米发电机提供实验支撑,将拓展压电光电子学在铁电薄膜领域的应用。