[实用新型]压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及纳米技术领域，更具体地说，涉及一种压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机。 

背景技术

基于压电效应的传感器是一种自发电式和机电转换式传感器，它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。聚偏氟乙烯（以下简称：PVDF）压电薄膜是以PVDF为压电材料的传感器，它具有良好的压电性能、灵活性、化学稳定性和生物相容性等优点，已经被广泛地应用于生物医学、声学、液压和传感装置、微机电系统等领域。 

举例来说，Shrinov等人将PVDF薄膜封装在PVDF材料上制造了压力传感器，Gonzales等人制造的PVDF压力传感器应用于生物医学方面，Jingang等人验证了以PVDF为基础的形变和运动传感器。 

PVDF也可以做成各种结构的纳米发电机，其结构可以使用纳米薄膜或者纳米纤维。然而，这种压电纳米发电机的输出电流或单位面积的输出功率不是很高，导致它的发电效率较低。 

实用新型内容

本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提出一种压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机，用以提高发电效率。 

本实用新型提供了一种压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机，包括： 

第一高分子聚合物绝缘层； 

第一电极，位于所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上； 

第二高分子聚合物绝缘层； 

第二电极，位于所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上； 

居间薄膜，其一侧表面设有微纳凹凸结构，所述居间薄膜设有微纳凹凸结构的一侧与所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面接触，所述居间薄膜未设有微纳凹凸结构的一侧与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面固定； 

第一压电薄膜，涂覆在所述第一电极上； 

第三电极，镀在所述第一压电薄膜上； 

所述第一电极、第二电极和第三电极是所述压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机的输出电极。 

进一步的，所述压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机还包括： 

第二压电薄膜，涂覆在所述第二电极上； 

第四电极，镀在所述第二压电薄膜上； 

所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极是所述压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机的输出电极。 

优选地，所述第一压电薄膜选自聚偏氟乙烯薄膜、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物薄膜、尼龙11薄膜、亚乙烯基二氰-醋酸乙烯交替共聚物薄膜中的一种。 

优选地，所述第一压电薄膜和第二压电薄膜选自聚偏氟乙烯薄膜、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物薄膜、尼龙11薄膜、亚乙烯基二氰-醋酸乙烯交替共聚物薄膜中的一种。 

优选地，所述第一压电薄膜或第二压电薄膜为无孔薄膜结构或多孔薄膜结构。 

优选地，所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜的材质不同，所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜的材质不同。 

优选地，所述第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的材质相同。 

优选地，所述第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层选自 聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜和聚偏氟乙烯薄膜中的一种，居间薄膜选自其中的另外一种。 

优选地，所述第一高分子聚合物绝缘层、第一电极、第二高分子聚合物绝缘层、第二电极、居间薄膜、第一压电薄膜和第三电极均为柔性平板结构。 

优选地，所述第一高分子聚合物绝缘层、第一电极、第二高分子聚合物绝缘层、第二电极、居间薄膜、第一压电薄膜、第三电极、第二压电薄膜和第四电极均为柔性平板结构。