随着物联网技术的飞速发展,传感器作为物联网的核心部分,逐步向着无线智能化、微型集成化、独立可移动、低功耗等方向发展,但是供电问题一直是限制其发展的关键因素之一。摩擦纳米发电机（TENG）通过摩擦起电和静电感应的耦合效应可将机械能转化为电信号,为传感器供电问题提供了一种有效的解决策略。同时,当器件暴露于检测环境中,外界刺激对摩擦材料的表面状态、摩擦电极性或功函数等方面产生影响,从而导致输出电信号发生变化,将其作为外界刺激的检测信号,实现自驱动传感。然而,电极层作为TENG重要的组成部分,其阻抗变化对输出电信号的影响往往被忽视。单纯通过测量摩擦材料引起的摩擦起电效应的变化来检测外部刺激限制了自驱动摩擦电传感器性能的提升,而且不规律机械运动的引入以及环境变化因素会对摩擦起电效应产生干扰,从而造成传感器的输出电信号不稳定、传感性能低和寿命短等问题。因此,从TENG的本征平行板电容模型出发,探索测试电路中由电极引起的电阻和电容变化对输出特性的影响,构建一种基于TENG阻抗匹配效应的新型自驱动传感机制,是本论文第一研究要点;提升传感性能并进行深入的耦合机理研究,是本论文的第二研究要点;引入LED输出信号,构建自驱动传感系统,不受机械运动频率和环境干扰因素影响,提高传感系统的稳定性和使用寿命,是本论文的第三研究要点。基于以上要点,本论文从基于TENG阻抗匹配效应的新型自驱动传感机制出发,研究摩擦起电、气敏及光敏阻变效应,构建自驱动摩擦电气体传感器和紫外光探测器,并引入LED信号输出,建立自驱动传感系统,主要研究结果如下:（1）提出了一种新型的自驱动传感机制,即基于TENG阻抗匹配效应的“传感电极”理论模型;将传感材料作为TENG的电极层,外部刺激触发电极层而引起的阻抗变化对TENG的输出电信号产生影响,然后将该电信号的变化作为外部刺激的检测信号,从而实现自驱动传感,其中该电极可称为“传感电极”。以接触分离式TENG（CS-TENG）为例,通过理论分析、公式推导得到TENG输出电压与电极阻抗之间的关系表达式,并通过MATLAB软件模拟得到输出电压与电极阻抗的关系曲线;当传感电极引起的阻抗变化在1 GΩ～1 TΩ区间时,输出电压发生显著变化,该范围可以看作是阻抗匹配的感应区域。此外,利用多壁碳纳米管/硅胶（MWCNTs/SiR）复合材料在不同掺杂比例下电学性能（电阻、电容）的变化,并将其作为TENG电极（MS-TENG）来研究输出性能变化,通过具体的实验数据进一步验证了“传感电极”理论模型的正确性及其用于自驱动传感的可行性。（2）构建了一种耦合摩擦电屏蔽和阻抗匹配效应的高性能自驱动摩擦电气体传感器（SPTGS）,其中气敏材料聚苯胺（PANI）薄膜作为电极层,聚四氟乙烯（PTFE）薄膜间隔排列在顶部PANI电极上作为负摩擦层,底部PANI电极同时也充当正摩擦层。当暴露于氨气环境中,随NH3浓度从0 ppm增加到1000 ppm,输出电压从39.8 V降低到23.5 V。同时利用原位开尔文探针力显微镜（in-situ KPFM）测量了PANI薄膜在空气和不同浓度氨气环境下的表面电位分布,通过理论分析详细地阐述了摩擦电屏蔽效应。并通过对三种具有不同电学性能的PANI薄膜的研究以及器件结构的设计,系统的验证了阻抗匹配效应在检测NH3中的作用,并显著提升了SPTGS对NH3的传感性能。（3）构建了一种基于单电极模式TENG（S-TENG）的自驱动紫外光探测系统,其中以光敏材料氧化锌（ZnO）薄膜作为电极的自驱动紫外光探测器（SPUD）通过光致阻变和阻抗匹配耦合效应对低强度紫外光（小于0.61 mW/cm2）进行检测,随着紫外光强度的增加,输出电压逐渐增大。SPUD对紫外光具有迅速的响应（1.9 s）和恢复（8.2s）,且具有很好的稳定性。此外,外界机械能输入频率对SPDU的输出电压影响很小,;将SPUD与以氧化铟锡（ITO）薄膜为电极的S-TENG集成,并分别与绿光和红光LED串联,构建自驱动紫外光探测系统;当拍打S-TENG部分,红色LED被点亮,当拍打SPUD部分,紫外光强度为大于0.17 mW/cm2时,绿色LED被点亮,因此,我们可以通过相应LED的开/关状态来判断系统是否可以工作以及紫外光强度需要防护与否,实时提醒人们对紫外光进行防护。