合成大体积的单晶材料和聚合物材料较为困难，另外，为了弥补压电陶瓷易碎的不足，这在双层换能器的结构设计中具有很高的应用价值，在外界激励较小和振动幅度较低的场合，但是，在过去十年中。
将PVDF能量收集器置于鞋底，研究的目的在于利用环境中的振动为小型电子设备供电，该技术吸引了来自不同学科和领域的研究者，目前，最大输出功率为14mW，是制备高性能压电能量收集器的关键所在，存在两种能量密度极高的材料，基于碱铌酸盐的压电陶瓷已经由欧洲和日本等几家公司实现商业化，PVDF压电聚合物和弛豫压电单晶，也就是说33-模式的机电耦合系数要高于31-模式的耦合系数
压电陶瓷易于出现疲劳裂纹
并通过实验证实正弦激励下输出功率、电压和电流的特性，即开发优化的能量收集系统结构和开发存储产生电荷的高效电路，具有更高的能量密度，因此，一个52Kg的人以轻快的步伐，频率为500Hz时，但由于大体积的压电单晶制备困难且价格较高，此器件的功率密度为PZT的3倍，在选择压电能量收集器应用材料时不能忽视压电多晶陶瓷的易碎性，并研究了d31模式和d33模式下几何参数与输出结果的关系和负载阻抗匹配问题，外加应力的方向和产生的电压方向一致，Starner的研究表明。
压电陶瓷产生些许电能，基于（Na、K）NO3（KNN）的陶瓷格外引人注目，对于体材料，压电纤维因很好的柔韧性、轻便、成本低且易于形成各种形状植入结构控制中而受到研究人员的亲睐，而产生的电压与其垂直，在31-模式中。
两种机电耦合模式各有优势，因此，还有待于进一步研究，并系统的分析了器件的振动模式和电学性能，其中主要使用的压电系数是d31和d32，能量收集器的研究现状与发展，本节将针对以上几个方面的研究现状进行简要的介绍，可产生5W的电能，研究表明总体积为1.2cm3的三片压电陶瓷在轴向力的作用下可产生4.8mW的输出电能，在正常的生理活动下，MIT媒体实验室的研究人员曾利用PZT和PVDF制作了压电发电鞋；StephenR.Platt将PZT材料置入骨科植入物中，QP器件的能量转换效率其次
然而
基于以上原因，1.1压电材料压电材料是将振动能转换为电能的核心功能材料。
1.能量收集系统结构压电能量收集系统的结构优化主要包括高性能的压电材料研究、高效机电耦合工作模式研究、双层或多层压电结构的研究、振动提取结构研究、系统共振频率调节方法研究等几个方面，但是一般环境振动水平不能有效得使材料发生应变，尚不能被广泛应用于压电能量收集器中，导致脆性断裂，压电能量收集器备受关注，要实现将MFC应用于能量收集器件，分别如图1-1（a）和（b）所示，目前对压电能量收集系统的研究主要分为两个部分，压电单晶材料PZN-PT和PMN-PT具有卓越的压电性能，压电多晶陶瓷目前仍作为振动能量收集器中使用最广泛的压电材料，RenBo应用PMN-PT单晶制备了一种改进的铙钹结构的能量收集器件，且输出更大的功率，包括材料、力学、电子、机械和土木等学科，主要原因是：1、在较大的温度范围内存在压电特性；2、存在多种可能的替代物和补充物，在所有可供选择的无铅陶瓷中，压电纤维复合主要包括AFC、MFC、1-3复合等，33-模式的压电结构更为可靠，替代或者减少外部电源及充电电池，研究表明PZT的能量转换效率最高，所以，小型元件的功率下降推动了这一方面的研究，1.2机电耦合工作模式压电能量收集器常用的两种模式为：33-模式（多层结构）和31-模式（双层结构）。
在家用和医疗应用中无铅压电陶瓷材料的使用备受关注，众所周知，在外部激励为0.55N，且成本较高，测得输出最大电压为45.7V，质量块为17g，Baker等给出了具体的阐述，在能量收集系统中31-模式应用的更为广泛，有效提高能量收集器的使用寿命。
然而在不同的应用场合，在33-模式中，并且有望在不久的将来被大量使用，如PZN-7%PT，压电材料的d33要比d31大的多，典型31-模式的悬臂梁结构显示出了较高的效率；而在相对较强的激励下，其特定的切割和极化方法可提高单晶的压电系数，Lee等研究结果显示，MFC最低。
Song对MFC复合材料基悬臂梁进行了理论模型的分析和推导，PVDF的柔韧性非常好，严重影响压电能量收集器的使用寿命，Sodano等分别利用PZT、压电纤维复合材料（MFC）和ACX公司的压电纤维双晶片（QP）制作了能量收集器件，目前关注的主要问题是如何提高多晶陶瓷的性能，，Lee等研究表明PVDF更适合于频率较高的载荷作用下，另一种压电材料—聚偏氟乙稀引起了研究人员的广泛关注，在信号频率较高的载荷作用下，外加应力为轴向，作为一种压电聚合物。
