热电材料作为一种新型“绿色”能源材料,能够实现“热能”与“电能”的直接转换。并且,由于其具有体积小、重量轻、无污染和使用过程中无噪音等优点,使得热电材料在可持续发展的道路上占据优势地位。面对复杂的实际应用环境,热电器件微型化、柔性化的需求与日俱增,而传统的热电材料/器件制备方法无法满足微型化、柔性化需求。其中主要原因有两点:一是传统热电材料往往具有本征的脆性和刚性,切割精度及柔性较差,很难制备出应用于弯曲热源表面的微型热电发电器件（Thermal Electric Generator,TEG）;二是传统热电单元的制备、排布和转移方法不易实现微尺寸热电单元的高密度集成。因此,研发出一种高性能、高柔性的微型热电器件具有重要意义。目前,对于柔性热电器件的研发主要集中在两个方面。一种是选取有机热电（Organic thermoelectric,OTE）材料,利用OTE材料本征柔性的特点,制备高柔性TEG。然而,OTE材料虽然具有重量轻、机械性能好等优点,但其有效的n型聚合物少、热电性能低等缺点极大的限制了OTE材料的应用与发展。另一种是通过优化设计材料与器件的结构,制备高柔性、高性能的微型热电发电器件,该方式已经成为热电领域的研究热点。传统技术手段难以满足新一代TEG的制备需求,并且现有可弯曲、可折叠的柔性热电发电器件,主要为面内型温差发电器件,无法建立面外温差,且对于非平面热源,其工作稳定性较差,不利于实际应用。针对以上问题,本论文工作通过采用磁控溅射、飞秒激光以及3D打印等手段,以高性能、高柔性的碳纳米管（Single-Wall Carbon Nanotube,SWCNT）/碲化铋基热电复合薄膜材料为主体,引用聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）三维（3D）结构衬底,研发高性能面外型微型柔性TEG,主要工作如下:（1）采用磁控溅射技术,以SWCNT薄膜为柔性衬底,设计制备了自支撑n型SWCNT/Bi2Te3和p型SWCNT/Sb1.5Bi0.5Te3薄膜材料,其在室温附近的功率因子分别可达～600μWm-1K-2与1010μWm-1K-2,展现出优异的室温热电性能。另外,两种薄膜材料在多次弯曲后电阻变化＜5%,表现出良好的柔韧性。SWCNT/碲化铋基热电复合薄膜的高柔性和高性能,为下一步微型柔性热电器件的制备提供了优质的原材料。（2）基于所制备的柔性热电薄膜材料,开展微型柔性热电器件的设计与制作,对于薄膜材料面内最佳性能方向与实际应用场景中常见温差方向不一致的现象,设计了一种柔性、可拉伸变形的3D拱形结构的微型TEG,实现了对面外型温差的有效利用,并且当热源表面发生形态变化时,器件仍能正常工作。该器件在温差为4 K时,输出电压为4.8 m V,其最大输出功率达到2.6 n W,功率密度为3.9 n W/cm~2,器件的弯曲半径可达到10 mm。这种微型柔性热电器件的制备工艺简单易行,成本低廉,为柔性、可穿戴热电器件的研发提供了新途径。（3）在三维拱形结构的微型TEG的研制基础之上,进一步采用飞秒激光技术,开展高密度集成器件的研究。设计制备了含15对P/N热电复合薄(n-SWCNT/Bi2Te3和p-SWCNT/Sb1.5Bi0.5Te3)的柔性化、集成化的微型TEG。该器件在温差为1 K时,输出电压为4.2 m V。该TEG创新实现SWCNT/碲化铋基复合薄膜的柔性自支撑和高密度集成,具有整体柔性、三维立体和可拉伸变形的特点。本工作推动了微型柔性TEG的发展,为制备高性能、高柔性的面外型TEG提供了新思路。