能源问题是亟待解决的世界性难题之一，应用于微系统的纳米发电机出现伊始就在世界范围内受到广泛关注，它具有清洁无污染、绿色环保和可持续循环的优异特性。但传统纳米发电机输出性能较低，还远不能满足电子器件和微系统的供能需求。本论文提出了一种基于摩擦生电原理的倍频高性能摩擦纳米发电机，首次将微纳复合结构引入纳米发电机，极大地提高了有效摩擦面积，从而显著提高了器件输出性能，创新性地提出了“三明治”新型结构，使得器件在单次外力作用下，可实现两次有效摩擦，从而实现了具有倍频效果的纳米发电机，成功地提高了发电机的输出功率密度，其电压高达465V，电流为107.5μ A，功率密度为53.4 mW/cm3。利用该新型纳米发电机，无需任何外接电路，即可成功驱动5个并联商用LED工作，并首次成功用于驱动视网膜神经假体针尖阵列，电流达88μ A。此外，本论文还对该新型纳米摩擦发电机的工作原理进行了阐释和分析、系统性研究了频响特性、微纳表面形貌对性能的影响，并利用有限元分析法对其工作状态进行了仿真分析。该新型摩擦纳米发电机在新能源领域展现了巨大的潜在应用价值，可用于高速发展的物联网传感器节点自供能，从而实现全集成系统。