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直流发电机系列-柔性直流发电机织物材料

時間:2021-07-07 來源:

近日北京納米能源與系統研究所報道了一種關于基于金屬-半導體聚合物動態界面摩擦伏特效應的柔性直流發電機織物。摩擦伏特效應是指:在兩種接觸材料的動態界面上形成原子-原子鍵后釋放能量“量子”,這種釋放的“鍵能”能激發金屬-半導體界面或半導體-半導體pn結上的電子-空穴對,在界面內建電場的作用下,電子空穴分離,并對外做電功。該直流發電機基于鋁膜滑塊和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)涂層織物之間的動態肖特基結,該織物直流發電機輸出電壓約為0.45~0.70 V。將多臺發電機分別串聯或并聯,即可提高電壓和電流。七個發電機串聯在一起,可以在不需要任何調理電路的情況下不斷為電子表供電。

(a) 織物摩擦伏特直流發電機的三維結構圖,由PEDOT和Ni涂層織物和鋁滑塊組成。(b) PEDOT+和PSS-的分子結構。(c和d) 具有PEDOT涂層的織物(c)和單一纖維(d)的掃描電鏡圖像。(e) PEDOT/Ni涂層織物照片。(f) 滑動塊面積為1cm2、壓力為0.15 N的織物摩擦直流發電機的典型開路電壓和短路電流。(h)直流發電機的電流和功率密度隨外部負載電阻的變化

(a)摩擦伏特直流發電機發電過程示意圖。

(b) Al/PEDOT界面平衡態(b)和滑動態(c)的能帶圖。

(c) Ni/PEDOT/Ni (d), Al/PEDOT/Al和Al/PEDOT/Ni (e)在5 N壓力下接觸面積為4cm2時的電流-電壓曲線。(f)直流發電機等效電路。

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