[發明專利]集成納米發電機及其制備方法

有效

• 申請號: 201210199363.3
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN103516255A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 王中林;許晨;林龍
• 申請（專利權）人: 納米新能源（唐山）有限責任公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H01L41/113;H01L41/27;B82Y40/00
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 雒純丹

1.一種集成納米發電機，由至少兩個串聯集成單元M在大面積的覆有砂粒的金屬層上平行集成；

所述串聯集成單元M由至少兩個納米發電機在垂直于金屬層方向串聯集成；

所述納米發電機包括：下電極層，氧化鋅納米線陣列，高分子絕緣層和上電極層，所述氧化鋅納米線陣列垂直生長在下電極層上，所述氧化鋅納米線陣列上涂覆有所述高分子絕緣層，所述高分子絕緣層將所述氧化鋅納米線陣列覆蓋，所述上電極層設置于高分子絕緣層上。

2.根據權利要求1所述的集成納米發電機，其特征在于，所述串連集成單元M中，在下納米發電機的上電極用作在上納米發電機的下電極，所述電極是金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、烙、硒或它們的合金中的任意一種，優選鋁，其生長氧化鋅納米線陣列的表面覆有砂粒。

3.根據權利要求1或2所述的集成納米發電機，其特征在于，所述砂粒的平均粒徑為30-70μm，優選45-55μm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的集成納米發電機，其特征在于，所述串聯集成單元M為2到500個，每個串聯集成單元M中納米發電機為2到500個。

5.根據權利要求4所述的集成納米發電機，其特征在于，所述串聯集成單元M為5到25個，每個串聯集成單元M中納米發電機為3到20個。

6.根據權利要求1-5任一項所述的集成納米發電機，其特征在于，所述高分子絕緣層是聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷。

7.根據權利要求1-6任一項所述的集成納米發電機，其特征在于，所述金屬層是金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、烙、硒或其合金中的任意一種，優選鋁。

8.一種如權利要求1-7任一項所述的集成納米發電機的制備方法，該方法包括下述步驟：

a.將砂粒噴射到金屬層的一個表面上，得到其一個面覆有砂粒的金屬層；

b.在覆有砂粒的金屬層面上形成種子層，在金屬層的種子層上垂直生長氧化鋅納米線陣列，然后，通過旋涂法將高分子絕緣層覆蓋于氧化鋅納米線陣列層上；

c.至少重復步驟a和b一次；

d.將所得金屬層中的其中之一作為底部電極，將該用作底部電極外的其余金屬層分別分割成至少兩個單元，然后將所述單元在底部電極上疊放，形成至少兩層結構體；

e.在頂層的各個納米發電機上分別放置頂部電極金屬層，得到集成納米發電機。

9.根據權利要求8所述的集成納米發電機的制備方法，其特征在于，在步驟a中，將平均粒徑30-70μm（優選45-55μm）的砂粒用壓強為3.5-4.5千克力/cm²（優選4千克力/cm²）的壓縮空氣噴射到鋁層表面。

10.根據權利要求8或9所述的集成納米發電機的制備方法，其特征在于，在步驟b中，在種子層上生長氧化鋅納米線陣列后，將金屬層分別在聚二烯丙基二甲基氯化銨和聚對苯乙烯磺酸鈉中浸泡70-120秒（優選90秒）。