随着微电子技术和半导体技术的发展,越来越多的微型化、高度集成和高性能的微电子器件被成功开发并广泛应用。微型温差电池具有高电压、低功率的特点,且使用寿命长、体积小、重量轻、无噪声、无污染,在微电子领域具有广阔的应用前景。本课题将微电子技术与电沉积技术相结合,对温差电池单片的制备技术进行了研究,获得了优化的温差电池单片制备工艺,开发出了微型温差电池组装工艺。在此基础上,设计并搭建了微型温差电池系统,并对微型温差电池及系统的性能进行了研究。本文设计了六种应用于微型温差电池的微型温差电池系统结构。所设计的微型温差电池系统中,在微型温差电池的热端设置有吸光材料层及热能储存装置,可以有效提高太阳能的利用率。在微型温差电池的冷端安装有散热器以降低温差电池冷端的温度,有利于在微型温差电池的热端和冷端之间建立尽可能大的温差。微型温差电池单片的制备工艺,包括n型和p型微区及导电层微区的制备、n型微区内电化学沉积n型热电材料Bi₂(Te_3-y-y Se_y)、p型微区内电化学沉积p型热电材料(Bi_2-xSb_x)Te₃、导电层微区内电化学沉积金属铜以实现n型和p型热电材料的串联及微型温差电池单片的封装。微型温差电池单片的集成采用以4层温差电池单片为循环的组装工艺。采用此工艺,由12层微型温差电池单片组装成的微型温差电池外形尺寸为:长36mm,高3.6mm,厚4mm。在室温、温差为10K的条件下,微型温差电池的平均开路电压为176mV,微型温差电池的最大输出功率为85.10μW。搭建的微型温差电池系统中有36个由12层微型温差电池单片组装成的微型温差电池。性能测试结果表明,在室外太阳光照射下,冷热端温差2.5K,微型温差电池系统的平均开路电压为1.91V,微型温差电池系统的最大输出功率为60.17μW。