目前,传统化石能源的持续开采与使用所带来的的能源危机与环境污染严重影响着人类社会的可持续发展。由此,开发出一种环境友好的新型清洁能源已成为人类亟须共同解决的问题。热电转换技术可以将耗散在人类活动中的余热废热,通过泽贝克(Seebeck)效应直接转换为电能;相反地,通过佩尔捷(Peltier)效应也能将电能转换为热量的吸收与释放。碲化铋(Bi2Te3)基热电材料由于其最佳热电性能工作温度区间处于室温附近,因此常被用作室温附近发电与制冷的热电材料,也是目前市场上最为广泛商业化运用的一种热电材料体系。在本论文中,通过热压和拉晶的方式分别制备了p型碲化铋基热电材料Bi Sb Te及n型碲化铋基材料Bi Te Se,其最大热电优值ZT分别可达到1.1与0.9。采用陶瓷基板将24对所制备的p型与n型碲化铋基热电臂制备成尺寸为25 mm×19mm×2.38 mm的平板式热电器件,在130℃的温度梯度(高温160℃,低温30℃)测试下,其最大输出功率可达到0.46 W,最大热电转换效率接近5.56%。近年来,随着物联网与柔性电子器件的发展,市场对清洁环保、寿命长、稳定高、可弯折性的分布式自供能电源提出了迫切需求,柔性热电器件可以通过将它们顺应热源表面形貌地附着在热源上,直接将热量转化为电能,而持续受到越来越多的关注。传统的无机热电材料制备的热电器件通常为以陶瓷片为基板的平板式热电器件,以保持器件使用的高机械性能及稳定性。与无机块体热电材料相比,常见柔性器件通常采用各类有机热电材料,其热电性能都远低于无机块体材料。本论文中通过将数学上的几何算法合理地引入到无机块体材料的平板式热电器件,完成了无机材料柔性热电器件的设计,实现了一种高性能的柔性无机热电器件(f-TED)的制备。通过将人工裂缝与所选定的基板切割方式相结合,实现无机热电器件的全柔性设计,并且器件的弯曲角度可为0～360度之间的任意角度。此外,该种柔性无机热电器件的设计与制备方式引入的接触电阻较低。论文中通过实验测量和数值模拟以及接触电阻模型,表明并验证f-TED在不同温差和人工裂缝下都能表现出高的能量转换效率和输出功率。值得注意的是,对于能进行360°全柔性弯曲的碲化铋基f-TED,在接近室温(53 K温差)的情况下,其归一化最大功率密度为19.6 m W/cm2,热电转换效率约为3%。这些结果为将f-TED用于具有不同表面曲率的热源或散热器的能量产生和热管理提供了可行性,尤其是应用在自供电的可穿戴机电一体化设备和物联网(IoT)中的柔性芯片冷却过程中。