[發明專利]基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器及制備方法

有效

• 申請號: 201310429871.0
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103532430A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 楊斌;王興昭;劉景全;朱紅英;楊春生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02N1/04;B32B3/30
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，包括：壓電層、第一電極層、第二電極層、摩擦層、襯底層；

壓電層的上下兩側從內向外均依次設置有第一電極層、摩擦層、第二電極層、襯底層；

摩擦層包括帶有微米級結構的凸塊。

2.根據權利要求1所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，為由位于中心的壓電層對應的上下對稱結構。

3.根據權利要求1所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，摩擦層為陣列的帶有微米或納米級的凸塊的柔性聚合物，其中，凸塊為圓柱形、錐形、或四面體形這些突起結構。

4.根據權利要求1所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，摩擦層包括相連接的內層和外層，其中，內層為摩擦電摩擦層，摩擦電摩擦層為帶有微小凸塊的柔性聚合物，外層為金屬層或者聚合物層。

5.根據權利要求1所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，第一電極層、第二電極層為：

-Au、或Al這些金屬；或者

-ITO、碳納米管、或石墨烯這些導電層。

6.根據權利要求1所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，壓電層為具有柔性的壓電材料或沉積在柔性襯底上壓電材料。

7.根據權利要求6所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，壓電層為通過旋涂或靜電紡絲工藝制備的PVDF及其二元聚合物P(VDF-TrFE)膜。

8.根據權利要求1所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器，其特征在于，襯底層為parylene層、PDMS層、PET層、PI層、或PMMA層；摩擦層為PDMS層。

9.一種權利要求1所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A：通過模具壓模的方法制備帶有微小凸塊的聚合物作為摩擦層；

步驟B：通過旋涂、靜電紡絲及沉積的方法獲得柔性壓電層；

步驟C：在壓電層的上下兩側從內向外均依次設置第一電極層、摩擦層、第二電極層、襯底層。

10.根據權利要求9所述的基于壓電和摩擦電耦合的柔性微型能量采集器的制備方法，其特征在于，所述步驟A，具體為：

-在硅片上甩光刻膠圖形化，得到所需要的圖形后對硅濕法刻蝕和DRIE工藝，形成微小圓柱體結構；或是

-對硅片上的光刻膠光刻，在光刻膠上得到圓柱形凹槽結構，然后將PDMS旋涂上然后分離得到具有微型圓柱形凸塊結構的摩擦層。