聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)及其共聚物由于具有独特的压电性、高柔韧性、可加工性和化学稳定性而成为自供电式柔性压电传感器或能量收集器的候选材料,在医疗、电子皮肤、运动监测等领域展现出巨大的应用潜力。然而,PVDF及其共聚物的压电常数d33仅为-30pC N-1左右,是常见的无机压电材料如锆钛酸铅(leadzirconate titanate,PZT)的1/20～1/8,因此其压电性能仍然无法与无机压电材料相媲美。为提高基于PVDF基柔性压电传感器的压电性能,科研人员已经提出了许多改进的方法,其主要手段是通过提高PVDF及其共聚物薄膜的结晶度、β相含量和分子链取向来提高压电常数d33。本文提出了一种新型增强聚偏氟乙烯-三氟乙烯(poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene),P(VDF-TrFE))薄膜压电性能的方法,即通过使用溶剂辅助微纳米压印(solvent-assisted micro-molding)技术在P(VDF-TrFE)薄膜表面构筑光栅阵列结构来提高其压电性能。在相同的测试条件下,通过对比P(VDF-TrFE)薄膜与不同周期光栅阵列结构P(VDF-TrFE)薄膜压电器件的电性能测试结果,发现压电薄膜表面结构的设计可将器件输出电压提升2.3～4.5倍,器件灵敏度提升2.9～4.6倍。另外,不同周期光栅阵列结构P(VDF-TrFE)薄膜压电器件的输出电压和灵敏度呈现先增后减的规律。进一步通过有限元分析(FEA)深入研究了光栅阵列结构的特征尺寸对P(VDF-TrFE)薄膜压电性能的影响规律。基于实验和理论计算结果,分析得出影响光栅阵列压电器件压电输出的主要因素是空间受限效应导致的压电薄膜应变增强,光栅条带和底部残留层之间的应力耦合效应对器件输出电压在一定程度上可以起到调控作用。这些发现将为通过精确设计表面形貌工程来提高压电器件性能提供了新思路。