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文檔簡介
1、自供能系統(tǒng)是一種可以從周圍環(huán)境中收集能量,不需外部電源即可實現(xiàn)特定功能的系統(tǒng)。近年來,自供能系統(tǒng)發(fā)展迅速,在運動檢測、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療等領(lǐng)域展示了廣闊的應(yīng)用前景,這與具有高性能的納米發(fā)電機的發(fā)展是密不可分的。因此,要想進一步發(fā)展自供能系統(tǒng),必須提升納米發(fā)電機的性能。本文的研究工作致力于開發(fā)一種進一步提升摩擦發(fā)電機性能的新方法——向摩擦層內(nèi)注入電荷,并利用這種具有更高性能的摩擦發(fā)電機來探索在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。具體分為以下三方面的工作。
2、r> 首先,本文制備了20μm以上的PDMS微米柱陣列,并進一步制作了微米柱陣列摩擦發(fā)電機。它輸出的開路電壓達到了449 V,短路電流達到了22.6μA,對應(yīng)的感應(yīng)電荷密度為62μC/m2。隨后,利用傳統(tǒng)的電荷注入工藝向PDMS微米柱陣列內(nèi)部注入負電荷,使器件輸出的短路電流提高到35.1μA,相對于未注入電荷時提高了55.3%;器件的感應(yīng)電荷密度高到108μC/m2,提高了74.2%。
更進一步地,本文對電荷注入工藝進行改進
3、,可以更加方便地向摩擦發(fā)電機的摩擦層內(nèi)注入電荷,并且該工藝適用于更多結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機。隨后,利用簡單的旋涂法制備具有納米結(jié)構(gòu)的PA6/PVDF薄膜,使摩擦發(fā)電機的感應(yīng)電荷密度相比于沒有納米結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機的感應(yīng)電荷密度提升了48%;利用改進的電荷注入工藝對具有微結(jié)構(gòu)的PA6/PVDF摩擦發(fā)電機注入電荷,使器件的感應(yīng)電荷密度提升了53%,達到了121μC/m2。摩擦發(fā)電機的輸出開路電壓達到了1008V,短路電流達到了51.4μA。
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