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热电器件可以将人体产生的热量转化为电能,为可穿戴的健康检测设备提供电能支持。然而现有的技术方案在单位面积的输出功率和柔性方面仍有很多不足,本文旨在通过电极设计,协同提升可穿戴热电器件的输出功率和力学柔性。本论文针对人体表皮代谢热能回收场景,综合考虑器件的穿戴舒适性和输出功率,设计了两类柔性可穿戴器件。第一类柔性热电器件主要解决柔性技术需求,引入平面内岛-桥电极结构布局。该结构保障电极能够承受拉伸和弯曲变形,提升热电器件力学可靠性。第二类柔性热电器件着手提高器件输出功率密度,引入具有面外拓扑结构的蘑菇形电极设计。设计过程中基于热电器件内部热阻网络分布,充分分析了影响热电臂冷热两端温差的关键因素。本文还基于COMSOL多物理场对蘑菇型器件进行模拟分析,预测了面外拓扑结构的铆钉形电极对热电发电输出功率的增益效果,并获得优化电极结构。本论文以商用的块体Bi2Te3基热电臂,结合优化的面内刚柔结合电极设计和面外拓扑结构的蘑菇形电极设计,完成了上述两类柔性热电器件的制备。为了进一步提升器件的穿戴舒适性,研究了PDMS、多孔PDMS、纺织面料的封装工艺。本论文还设计了相应的模具辅助焊接工具和一套可以模拟人体穿戴条件下热电器件性能的测试系统,该测试系统可以调节温度、风速等测试环境并能够获取器件与皮肤之间的接触压力。在器件性能表征部分,针对岛-桥型柔性热电器件,研究了PDMS、多孔PDMS封装工艺以及泡沫铜散热结构对器件性能的影响。结果表明引入泡沫铜散热结构可以将真实可穿戴条件的有效温差从0.19?C提升到0.31?C,在风速约0.2 m/s的微风室内环境下(环境温度21.5°C,皮肤温度为32°C),可实现1.2?W/cm2的输出功率密度。针对蘑菇型热电器件,系统研究了风速、环境温度以及器件的高度h1对器件输出性能的影响。结合面外拓扑结构的蘑菇形电极,热电臂两端所构建的温差达到了3°C。在同等室内微风环境下,该数值为柔性可穿戴热电器件在人体测试中的最高值。在风速为2 m/s的室内环境下,具有49对P/N型热电臂的蘑菇型柔性热电器件,实现了2 m W峰值输出功率(功率密度为22.49?W/cm2),该功率足以支持很多健康监测传感器的独立工作。