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随着微纳米工艺（MEMS/NEMS）技术的不断发展,无线传感网络节点、可穿戴便携式微型电子设备的广泛应用,对微型化供能技术提出了新的挑战。在目前的能量收集技术研究中,压电式能量收集技术受到了广泛的关注和研究;锆钛酸铅（PZT）材料以其优越的介电、铁电、压电性能,被广泛应用于压电式能量收集器的制备。因此研制更为高效和适用于环境的压电振动能量收集器的关键点,在于PZT压电薄膜性能的提升和结合各种环境下的振源设计能量收集器的结构来提高其输出,以满足微型电子设备的供能需求。本文结合PZT压电薄膜和压电能量收集器的研究现状,对PZT压电薄膜性能的提升进行了研究,采用乙酸调控和改变衬底与退火温度的方法制备了不同的PZT压电薄膜,并对所制备的PZT压电薄膜进行了表征。基于所制备的PZT压电薄膜,分别设计和制作了硅基与柔性基底两种压电能量收集器,以适配不同应用环境的微电子器件的供能需求。采用溶胶凝胶法,配制了不同乙酸含量的PZT溶胶凝胶前驱体溶液,研究其对薄膜的结构和性能的影响。结果表明:调节PZT前驱体溶液的乙酸含量可以影响PZT（110）晶向的取向度,进而影响PZT压电薄膜的性能。添加15ml乙酸（36%）溶液的PZT（0.025mol）前驱体溶液制备的PZT压电薄膜（110）晶向取向度最高,与不添加乙酸相比,漏电流由1.19×10-9A减小到9.08×10-10A,100Hz时相对介电常数达到了1034,提高了10%,电滞回线饱和良好,剩余极化强度+Pr从14.1μC/cm2增加到17.0μC/cm2,-Pr从8.1μC/cm2增加到11.9μC/cm2。设计了不同衬底和退火温度的交叉实验,基于三种不同衬底Pt/Ti/SiO2（TO）/Si、Pt/Ti/SiO2（PECVD）/Si、Pt/Ti/SiNx（PECVD）/Si与三种不同退火温度550℃、600℃、650℃制备PZT薄膜,并对其薄膜晶向、微观形貌和电学性能进行了表征。经过对比:退火温度可以调节制备的PZT薄膜的晶向结构,衬底材料可以影响PZT薄膜的微观形貌和表面质量,进而影响PZT薄膜性能。相同衬底材料上的PZT薄膜,600℃时漏电性能最好,随着退火温度升高介电性能和铁电性能均得到改善。相同退火温度下的PZT薄膜,基于SiNx（PECVD）衬底的PZT薄膜漏电性能较差,550℃下的介电常数:PZTSiNx（PECVD）>PZTSiO2（PECVD）>PZTSiO2（TO）,而剩余极化强度550℃时PZTSiO2（PECVD）>PZTSiNx（PECVD）,600℃时PZTSiO2（TO）>PZTSiO2（PECVD）。基于研究的PZT压电薄膜制备了硅基双端梁压电振动能量收集器,对其非线性振动特性进行了理论分析,并采用MATLAB作图分析了非线性振动特性的影响因素。测试了硅基双端梁压电能量收集器的输出特性,测试结果显示在8m/s2加速度加载下,其开环输出电压为33.63mV,带宽高达136Hz,最佳负载阻值26.9kΩ,最大负载功率为51.69nW,与同类型的其他压电能量收集器相比,带宽相当可观。同时,对柔性基底的压电能量收集器的制备工艺进行了探究,对于柔性基底的特殊性,从结构设计、硅基工艺参数、由硅基向柔性基底的转印工艺等多角度进行工艺探究和实验,并对产生的问题采取了解决办法,实现了器件结构的转印。