[发明专利]一种阵列交织型摩擦纳米发电机及其制备方法

权利要求书

1.一种阵列交织型摩擦纳米发电机，其特征在于：包括玻璃衬基、FTO层、CuO纳米棒阵列、ZnO纳米棒阵列、I^-/I₃^-电解液；所述的FTO层镀在玻璃衬基上作为电极，所述CuO纳米棒阵列垂直生长于一个FTO层之上，所述CuO纳米棒阵列为空穴收集部，所述ZnO纳米棒阵列垂直生长于另一个FTO层之上，所述ZnO纳米棒阵列为电子收集部分，同时CuO纳米棒阵列与ZnO纳米棒作为摩擦起电的部分；

生长CuO纳米阵列的FTO导电玻璃基底与生长ZnO纳米阵列的另一个FTO导电玻璃基底相向叠加，将I^-/I₃^-电解液渗透到交织的CuO与ZnO纳米阵列中。

2.如权利要求1所述的一种阵列交织型摩擦纳米发电机，其特征在于：所述FTO层的厚度为50-200 nm。

3.如权利要求1所述的一种阵列交织型摩擦纳米发电机，其特征在于：所述CuO纳米棒阵列的长度为300-600 nm、直径为30-90 nm、CuO纳米棒的数量密度为3-6´10²个/mm²，所述ZnO纳米棒阵列的长度为300-600 nm、直径为20-50 nm、ZnO纳米棒的数量密度为3-6´10²个/mm²。

4.一种如权利要求1所述的阵列交织型摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）得到洁净的FTO导电玻璃备用；

（2）利用水热反应法在FTO导电玻璃上生长CuO纳米阵列和ZnO纳米阵列；

（3）将生长CuO纳米阵列的一个FTO导电玻璃基底与生长ZnO纳米阵列的另一个FTO导电玻璃基底相向叠加；

（4）利用毛细作用将I^-/I₃^-电解液渗透到交织的CuO与ZnO纳米阵列中。

5.如权利要求4所述的一种阵列交织型摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，步骤（2）中利用水热反应法在FTO导电玻璃上生长CuO纳米阵列的流程为：

（1）将醋酸铜溶解于无水乙醇，将得到的混合物在室温下搅拌，得到蓝色澄清溶液；

（2）将步骤（1）中所得的蓝色澄清溶液旋涂于经过处理的FTO导电玻璃上，然后置于加热台上，得到均匀的醋酸铜薄膜；

（3）将步骤（2）中所的醋酸铜薄膜在马弗炉中煅烧得到覆盖在FTO导电基片上的CuO致密籽晶层薄膜；

（4）将步骤（3）中所的FTO导电基片上的CuO致密籽晶层薄膜置于硝酸铜和六次甲基四胺组成的水溶液中，密封后于烘箱中反应，得到CuO纳米棒阵列。

6.如权利要求4所述的一种阵列交织型摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，步骤（2）中利用水热反应法在FTO导电玻璃上生长ZnO纳米阵列的流程为：

（1）将乙酸锌溶解于水中，搅拌溶解后加入无水乙醇和冰乙酸，在室温下搅拌得到无色澄清透明溶液；

（2）将步骤（1）中所得的无色澄清溶液旋涂于经过处理的FTO导电玻璃上，然后置于加热台上退火，得到均匀的醋酸锌薄膜；

（3）将步骤（2）中所的醋酸锌薄膜在马弗炉中煅烧得到覆盖在FTO导电基片上的ZnO致密籽晶层薄膜；

（4）将步骤（3）中所的FTO导电基片上的ZnO致密籽晶层薄膜置于硝酸铜和六次甲基四胺组成的水溶液中，密封后于烘箱中反应，得到ZuO纳米棒阵列。

7.如权利要求4所述的一种阵列交织型摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，步骤（4）的具体步骤如下：将I₂, LiI, 4-叔丁基吡啶和四丁基碘化铵溶解在乙腈中配置成I^-/I₃^-电解液；利用毛细作用将I^-/I₃^-电解液渗透到交织的CuO与ZnO纳米阵列中，完成纳米摩擦发电装置。