[發明專利]一種摩擦納米發電機及其制備方法

在審

• 申請號: 202110172695.1
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112953292A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 謝欣凱;趙春;文震;劉伊娜;趙策洲
• 申請（專利權）人: 西交利物浦大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于，包括：

提供一金屬電極層；

采用旋涂法在所述金屬電極層一側制備氧化鋯鑭中間介電層；

采用旋涂法在所述氧化鋯鑭中間介電層背離所述金屬電極層一側制備電負性摩擦層；

提供一基底；

在所述基底的背面制備電正性摩擦層；所述電正性摩擦層設置于所述電負性摩擦層與所述基底之間，且所述電正性摩擦層與所述電負性摩擦層之間間隔預設距離。

2.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于，采用旋涂法在所述金屬電極層一側制備氧化鋯鑭中間介電層，包括：

稱取預設質量比范圍的硝酸鋯粉末和硝酸鑭粉末，采用去離子水配制預設混合濃度的氧化鋯鑭前驅體溶液，并將所述氧化鋯鑭前驅體溶液超聲震蕩并靜置；

將所述氧化鋯鑭前驅體溶液滴加在所述金屬電極層一側；

采用旋涂機，并控制所述旋涂機的轉速為第一預設轉速范圍、旋涂時間為第一預設時間范圍，旋涂得到第一預設厚度范圍的所述氧化鋯鑭中間介電層。

3.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于，采用旋涂法在所述氧化鋯鑭中間介電層背離所述金屬電極層一側制備電負性摩擦層，包括：

稱取預設質量比的聚二甲基硅氧烷溶液和固化劑，混合得到聚二甲基硅氧烷；并將所述聚二甲基硅氧烷放入真空腔室內預設時間；

將所述聚二甲基硅氧烷滴加所述氧化鋯鑭中間介電層上；

采用旋涂機，并控制所述旋涂機的轉速為第二預設轉速范圍，旋涂時間為第二預設時間范圍，旋涂得到第二預設厚度范圍的所述電負性摩擦層。

4.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于，提供一金屬電極層之后，還包括：

在真空環境下，采用氧氣等離子體對所述金屬電極層表面進行親水處理。

5.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于，采用旋涂法在所述金屬電極層一側制備氧化鋯鑭中間介電層之后，還包括：

對所述氧化鋯鑭中間介電層進行退火處理。

6.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于，采用旋涂法在所述氧化鋯鑭中間介電層背離所述金屬電極層一側制備電負性摩擦層之后，還包括：

對所述電負性摩擦層進行退火處理。

7.根據權利要求1所述的摩擦納米發電機的制備方法，其特征在于，在所述基底的背面制備電正性摩擦層，包括：

在所述基底的背面粘貼鋁箔或者銅箔。

8.一種摩擦納米發電機，其特征在于，由上述權利要求1-7任一項所述的摩擦納米發電機的制備方法制備得到，所述摩擦納米發電機包括依次層疊設置的金屬電極層、氧化鋯鑭中間介電層、電負性摩擦層、電正性摩擦層及基底；

所述電正性摩擦層、所述電負性摩擦層、所述氧化鋯鑭中間介電層和所述金屬電極層在所述基底的投影重合；

所述電負性摩擦層與所述電正性摩擦層之間設置有預設間距。

9.根據權利要求8所述的摩擦納米發電機，其特征在于，所述氧化鋯鑭中間介電層的厚度為10～100nm；

所述電負性摩擦層為聚二甲基硅氧烷，所述電負性摩擦層的厚度為8～15μm。

10.根據權利要求8所述的摩擦納米發電機，其特征在于，所述電正性摩擦層包括鋁箔或銅箔中的任意一種；

所述基底為亞力克板，所述基底的厚度為1～3mm。