[發(fā)明專利]一種陣列交織型摩擦納米發(fā)電機(jī)及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110016906.2 | 申請(qǐng)日： | 2021-01-07 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113395011B | 公開（公告）日： | 2022-06-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 吳璠 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 湖州師范學(xué)院 |
| 主分類號(hào)： | H02N1/04 | 分類號(hào)： | H02N1/04;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 紹興市越興專利事務(wù)所(普通合伙) 33220 | 代理人： | 蔣衛(wèi)東 |
| 地址： | 313000 *** | 國(guó)省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 陣列 交織 摩擦 納米 發(fā)電機(jī) 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種陣列交織型摩擦納米發(fā)電機(jī)及其制備方法，本發(fā)明一種將p型半導(dǎo)體CuO納米陣列與n型半導(dǎo)體ZnO納米陣列直接相互疊加組成的納米摩擦發(fā)電裝置及其制備方法。當(dāng)使用CuO納米陣列與平面ZnO薄膜組成納米摩擦發(fā)電裝置，裝置的電流密度
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及納米半導(dǎo)體材料和新能源領(lǐng)域，確切地說(shuō)是一種新型發(fā)電設(shè)備及其制備方法。
背景技術(shù)
能源與環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)前人類面臨的兩個(gè)最緊迫需要解決的問(wèn)題，低碳經(jīng)濟(jì)是當(dāng)今最熱門話題。自2006年首個(gè)氧化鋅壓電式納米發(fā)電機(jī)被提出后，世界上產(chǎn)生了將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能最小的納米發(fā)電機(jī)【Science, 312, 5771, 2006】。物體和物體之間相互進(jìn)行摩擦，就會(huì)使一方帶上負(fù)電，另一方帶上正電，由于不同的材料間相互摩擦產(chǎn)生的電叫摩擦起電。摩擦起電是自然界最常見(jiàn)的現(xiàn)象之一，摩擦起電效應(yīng)是一種接觸引發(fā)的帶電效應(yīng)，但是因?yàn)楹茈y收集利用而被忽略。如果能夠?qū)⒛Σ岭姂?yīng)用到自發(fā)電設(shè)備中，勢(shì)必會(huì)給人們的生活帶來(lái)更多的便利。摩擦納米發(fā)電機(jī)作為一種全新的能源技術(shù)在可穿戴電子器件、物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用前景【Materials Letters 280，128568，2020】。
目前摩擦納米發(fā)電機(jī)摩擦凹凸面通過(guò)光刻等方法制備金字塔結(jié)構(gòu)、微孔-納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)等，制備工藝復(fù)雜、成本高且接觸面有限【Advanced Function Materials, 29,1901638, 2019】。此外摩擦界面都為固體與固體界面，易于損耗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是克服以往摩擦納米發(fā)電機(jī)摩擦凹凸面通過(guò)光刻等方法制備時(shí)制備工藝復(fù)雜、成本高的缺陷，提供一種p型半導(dǎo)體CuO納米陣列與n型半導(dǎo)體ZnO納米陣列直接相互疊加組成的摩擦納米發(fā)電裝置，制備方法簡(jiǎn)單，工藝重復(fù)性強(qiáng)。該裝置中p型半導(dǎo)體CuO納米陣列中的納米棒與n型半導(dǎo)體ZnO納米陣列中的納米棒充分交織，摩擦界面極大的增強(qiáng)，此外在交織的陣列中注入的I-/I3-電解液一方面潤(rùn)滑了界面摩擦，減緩了界面損耗；另一方面有助于電子空穴的分離，所得的電子空穴在p-n結(jié)的微區(qū)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生分離，空穴被p型半導(dǎo)體CuO納米棒收集，電子被n型半導(dǎo)體ZnO納米棒收集從而完成自供電。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種陣列交織型摩擦納米發(fā)電機(jī)，包括玻璃襯基、FTO層、CuO納米棒陣列、ZnO納米棒陣列、I-/I3-電解液；所述的FTO層鍍?cè)诓Ａбr基上作為電極，所述CuO納米棒陣列垂直生長(zhǎng)于FTO層之上，所述CuO納米棒陣列為空穴收集部，所述ZnO納米棒陣列垂直生長(zhǎng)于FTO層之上，所述ZnO納米棒陣列為電子收集部分，同時(shí)CuO納米棒陣列與ZnO納米棒作為摩擦起電的部分。
所述FTO層的厚度為50-200 nm。
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