纳米发电机（Nanogenerator,NG）在小型电子器件和无线传感网络供电方面具有广阔的应用前景。摩擦纳米发电机（Triboelectric nanogenerator,TENG）作为其中的代表,基于摩擦起电和静电感应耦合效应实现能量采集及转换。然而,电学输出性能及耐久性是限制其实际应用的主要难题。为了应对上述挑战,本文提出了一种具有双面微结构摩擦层的TENG器件。该器件与平面型TENG器件相比,不仅具有优异的电学输出性能还具有良好的耐久性。本文主要工作如下:（1）以湿法腐蚀法制备的微结构化铝板作为压印模板,制备了具有表面微结构的聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）膜。通过调节摩擦层上下表面微结构设置,制备了四种类型的TENG器件:平面（即结构1）型、摩擦层下表面微结构（即结构2）型、摩擦层上表面微结构（即结构3）型及摩擦层双面微结构（即结构4）型。（2）在分析垂直接触分离（Vertical contact-separation,CS）式TENG的等效模型及工作机理的基础上,通过实验测试、仿真及理论计算的方式探究了影响CS式TENG电学输出的因素。结果表明其转移电荷QSC、开路电压VOC随机械作用频率、作用力及器件面积的增大而增大;电势分布随分离间距x（t）的增大逐渐向极板中间聚拢;电势差随分离间距x（t）、极板面积S的增大而增大且增大趋势逐渐变缓,随介质层厚度d的增大略微减小。（3）对四种结构TENG的电学输出性能进行了对比研究。研究表明,在上表面引入微结构的结构3型TENG的电学输出为结构1型TENG的1.3倍。而在摩擦层上下表面同时引入微结构的结构4型TENG,不仅具有优异的电学输出性能,还具有良好的耐久性。（4）对结构2型及结构4型TENG在极限力下的电学输出性能进行了比较研究。研究表明,结构2型TENG的电学输出在10～60 N范围内随接触力的增大而增大;而结构4型TENG的电学输出在10～50 N范围内随接触力的增大而增大,在50～60 N范围内随接触力的增大而趋于饱和。此外,结构4型TENG的电学输出在20～50 N的接触力范围内显著高于结构2型TENG的。基于此研究结果,设计并构建了摩擦层上表面为规律的金字塔结构的TENG模型,以进一步研究接触压力、结构密度、尺寸以及形变对TENG输出性能的影响。