[發明專利]摩擦電發電機

有效

• 申請號: 201710537117.7
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107769607B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: A.鄭;申鉉振;金在瑛;卞卿溵
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;B82Y30/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

本公開涉及摩擦電發電機。一種摩擦電發電機包括彼此間隔開的第一電極和第二電極、分別提供在第一電極和第二電極上的第一起電層和第二起電層、以及被提供為將光照射到第二起電層上的光源。這里，第二起電層包括被配置為由于期望的波長的光而產生表面等離子體激元共振的金屬材料，并且光源將被配置為產生表面等離子體激元共振的期望的波長的光照射到第二起電層上。

技術領域

示例實施方式涉及摩擦電發電機，以及/或者涉及利用表面等離子體激元共振的摩擦電發電機。

背景技術

能量收集技術當前是引人注目的。能量收集裝置被認為是被構造為將產生自自然界中的風或振動、人的動作等的機械能轉變成電能的新的環境友好的能量產生裝置。

摩擦電發電機是用于通過利用由于兩個起電物體的摩擦而發生的電荷的移動而產生電能的能量收集裝置。摩擦電發電機通常具有高的能量轉變效率，從而可以通過使用小的外力而實現高輸出。此外，與使用熱或陽光的能量收集裝置相比，摩擦電發電機沒有時間限制和空間限制，并且與使用壓電材料的用于基于材料的變形而產生電能的能量收集裝置相比，可以連續地產生電能。

發明內容

示例實施方式涉及利用表面等離子體激元共振的摩擦電發電機。

額外的示例實施方式部分地將在以下的描述中被陳述，部分地將因該描述而明顯，或者可以通過對示例實施方式的實踐而了解。

根據一示例實施方式，一種摩擦電發電機包括：彼此間隔開的第一電極和第二電極；第一起電層，其被提供在第一電極的面對第二電極的表面上，并包括電介質材料；第二起電層，其被提供在第二電極的面對第一電極的表面上，由于與第一起電層的接觸而帶電以與第一起電層相比的相反極性的電荷，并包括配置為由于期望的或者預定的波長的光而產生表面等離子體激元共振的金屬材料；以及光源，其被提供為將配置為產生表面等離子體激元共振的期望的或者預定的波長的光照射到第二起電層上。

第一起電層和第二起電層可以由于按壓、滑動或旋轉而彼此接觸。

第一電極和第二電極可以包括從石墨烯、碳納米管(CNT)、銦錫氧化物(ITO)、金屬和導電聚合物中選擇的至少一種。第一電極和第二電極中的至少一個可以包括被配置為透射被配置為產生表面等離子體激元共振的期望的或者預定的波長的光的材料。

第一電極和第二電極可以分別被提供在第一基板和第二基板上。

第一基板和第二基板可以包括以下材料，所述材料具有足夠的柔性以由于外力而變形或彈性形變，并具有恢復力以當外力被去除時回到其原始狀態。第一基板可以在第一方向上具有凸面形狀，第二基板可以在與第一方向相反的第二方向上具有凸面形狀。

第一起電層可以包括被配置為由于與第二起電層的接觸而帶電以正電荷的材料。第一起電層可以包括被配置為由于與第二起電層的接觸而帶電以負電荷的材料。

第二起電層可以包括被配置為產生表面等離子體激元共振的多個金屬顆粒。第二起電層還可以包括被提供為包圍金屬顆粒的多個第一電介質體，并且金屬顆粒中接觸第一起電層的一些可以將其表面暴露于外部環境。第二起電層還可以包括被提供為填充第一電介質體之間的空間的第二電介質體。

第二起電層可以包括具有被配置為產生表面等離子體激元共振的表面粗糙度的金屬。

第一起電層和第二起電層中的至少一個可以用摻雜劑摻雜以控制其起電特性。第二電極和第二起電層可以彼此集成。

摩擦電發電機還可以包括提供在第一基板與第二基板之間的彈性支撐構件。

第一起電層和第二起電層中的每個或至少一個可以包括翼，并且第一起電層和第二起電層可以通過旋轉第一起電層和第二起電層中的至少一個而彼此接觸。