微型电子器件通常作为传感节点,来构成庞大的数据采集网络,并承担信息监测、数据反馈工作。对这些传感节点稳定地供能,是一个极具挑战的技术难点问题。为解决这一问题,可从电子器件的服役环境中直接获得电能的俘能技术受到了人们越来越多的重视。而传统的俘能器大多基于压电效应,但压电效应会随着材料尺度下降而大大减弱。因此,基于挠电效应的俘能技术成为了新的探索方向。对此,本文基于Euler-Bernoulli梁理论,对外电场作用下纳米薄膜/基底结构的褶皱行为进行理论分析和数值计算,着重研究挠电效应对结构力电耦合特性的作用机理,并探讨基底预应变、电压、厚度比等参数对于褶皱发生和褶皱变形的影响。然后,基于可控褶皱变形结构提出新型挠电俘能器模型,并采用电极重构方法进一步提高挠电俘能器的能量转化效率,再通过参数分析来探讨挠电俘能器的俘能潜力。最后,将本文提出挠电俘能器的俘能效率与文献的结果进行综合对比,凸显了当前挠电俘能器的性能。结果表明,对于纳米薄膜/基底结构,挠电效应对褶皱的发生会起到轻微的促进作用,但总是趋向于减小褶皱幅值,特别是在小尺度范围以下。挠电俘能器的俘能效率也具有强烈的尺度依赖效应,当尺度进一步缩小时,其俘能效率会显著增强。对于挠电俘能器,电极重构技术有助于提高其俘能效率,而且采用较小的电阻将有效增大其输出功率,但需要更大的加载频率来激发出最大输出功率。本文中褶皱型挠电俘能器的功率密度比其他振动型挠电俘能器的功率密度至少高1个数量级。当结构尺寸缩小到0.1μm以下时,褶皱型挠电俘能器的功率密度可高达10~4 W m~3,这比目前大部分低频振动型俘能器的功率密度高了2~5个数量级。