与电信号输出端30的两端电连接，第一电极层201和第二电极层202的上表面完全贴合在隔离层40的背面，第一部件10的下表面交替与背面贴合有第一电极层201的隔离层40的部分上表面、以及背面贴合有第二电极层202的隔离层40的部分上表面接触，使第一电极层201和第二电极层202通过电信号输出端30向外输出电信号，第一部件10的下表面与隔离层40的材料具有不同的摩擦电性质。
[0088]隔离层40应为非导体材料，优选绝缘材料，可从图1所示的实施方式中第一部件10的可选材料中进行选择，为了提高电信号输出性能，优选使用摩擦电特性与第一部件10相差较大的材料。
[0089]在本实施方式中，由于有不导电的隔离层40的存在，使得第一部件10的材料可选择范围有所拓展，导体也成为一种备选材料，包括金属、导电的非金属材料，其中金属可选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金；导电的非金属材料可选自氧化铟锡ITO和掺杂的半导体以及有机物导体。
[0090]隔离层40可以为分立结构，例如由2个分离的部分组成，其中一个部分覆盖于第一电极层201的表面,另一个部分覆盖于第二电极层202的表面；也可以为一体结构，例如图9所示的情况，隔离层40为一个整体，同时覆盖于两个电极层的上表面。
[0091]隔离层40的表面尺寸和形状应至少完全覆盖第一电极层201和第二电极层202，对其厚度没有特殊限定，优选50 μ m至0.5mm,以利于发电机的输出。
[0092]在该发电机工作时，第一部件10在隔离层40表面来回滑动，或者在背面分别贴合有第一电极层201和第二电极层202的隔离层40表面不同部分之间交替接触和分离。在这个过程中，第一部件10和隔离层40相互接触的表面带上反号的电荷。这些电荷都将保持在二者的表面，在一定时间内几乎不会发生流动或者衰减。由于隔离层40始终相对于两个电极层保持静止，因此它表面所带的静电荷在两个电极层间产生的感应电势差始终保持不变，不会给电流的产生提供驱动力(参见图10)。因此，与图1所示的结构类似，第一部件10上的静电将随其滑动一起移动，并且在交替靠近两个电极层时，反复改变两个电极层间的感应电势差，从而吸引电极回路中所带的异号电荷在两个电极层之间移动，在外电路产生电流。
[0093]对于两个电极层之间的间距，与图1所示的实施方式类似，间距越小，越有利于提高输出的电流密度和功率密度。一个间距为I毫米的此结构的典型器件，可以产生大约12千伏的开路电压和3毫安每平方米的短路电流密度(图11中A和B)。
[0094]对于这种结构，第一部件10也可以是预先带电的，这种情况下，隔离层40更多的起到一个保护层的作用，或者是在第一部件10所带电荷不饱和的情况下，通过与隔离层40的摩擦使之带上更多的电荷，从而提高发电机的输出性能。
[0095]第四种典型实施方式
[0096]图12中(a)为基于独立摩擦层纳米发电机而设计的一种典型的发电机组，包括I个第一部件10、2个以上第二部件20和至少一个电信号输出端30，其中每个第二部件20由一个第一电极层201和与之配合的一个第二电极层202组成，第一电极层201和第二电极层202分隔设置,所有第一电极层201均与电信号输出端30的一端电连接,所有第二电极层202均与电信号输出端30的另一端电连接,第一部件10的下表面交替与第一电极层201和第二电极层202接触,并通过电信号输出端30向外输出电信号，第一部件10的下表面与第一电极层201和第二电极层202的材料具有不同的摩擦电性质。
[0097]对于第一部件10和第二部件20的材料及尺寸，可以参照前面3种典型独立摩擦层纳米发电机进行选择，同时也可以包括隔离层40和/或填充介质50，在此不再赘述。需要说明的是，多个第二部件20可以相同也可以不同。对于多组第二部件20并联的情况，优选多个第二部件20相同；而对于每个第二部件20均与一个独立的电信号输出端30电连接的情况(参见图12中(b))，则可以根据需要使用不同材料或尺寸的第二部件20，使得第一部件10与某些第二部件20接触时，能够产生不同的电信号，以满足对于某些特殊位置的传感需要。
[0098]在实际应用中，为了实现大规模的收集能量，可以增加第二部件20的数目，并且将图12中(a)的电信号输出端30产生的电流进行整流，就可以将产生的电流进行存储备用。
[0099]多个第二部件20的相对位置可以根据实际需要进行设计，一般与第一部件10的运动轨迹相匹配，既可以所有第二部件20都位于同一平面上，也可以位于不同平面上，还可以位于相同或不同的曲面上。
[0100]第一部件10既可以是电中性的物体，也可以预先带电。如果预先带电，则该发电机组的工作原理与图8中<i>-〈iv>所示的相同。如果第一部件10为电中性的物体，则当第一部件10初次与一个第二部件20发生接触和分离的过程如图2中或图6所示，此后由于第一部件10为非导电材料，其上带有的表面接触电荷能够长时间的持有，因此再与其他第二部件20进行接触和分尚的动作时,发电机的工作原理就呈现图8中<i>-〈iv>所示的情况。
[0101]第五种典型实施方式
[0102]图13为基于独立摩擦层纳米发电机而设计的另一种典型的发电机组，包括2个以上的第一部件10、2个以上的第二部件20和至少一个电信号输出端30，其中每个第二部件20由一个第一电极层201和与之配合的一个第二电极层202组成，第一电极层201和第二电极层202分隔设置,所有第一电极层201均与电信号输出端30的一端电连接,所有第二电极层202均与电信号输出端30的另一端电连接，第一部件10的下表面交替与第一电极层201和第二电极层202接触,并通过电信号输出端30向外输出电信号，第一部件10的下表面与第一电极层201和第二电极层202的材料具有不同的摩擦电性质。
[0103]本实施方式中，3组第二部件20中的第一电极层201形成互相导通的第一导电网络，同时与之配合的所有第二电极层202形成互相导通的第二导电网络，两个导电网络的形状互补，并且通过填充介质50隔离，电信号输出端30的两端分别与两个导电网络电连接，用于将产生的电信号向外输送。为了提高发电效率，优选第一导电网络和第二导电网络均为规整的周期性结构，并且每个周期性重复单元的尺寸和形状相同，更优选该重复单元的尺寸和形状与第一部件10的形状和尺寸相同。
[0104]由于图13所示的实施方式中，所有的第一电极层201都电连接、所有的第二电极层202都电连接，因此，为了保证发电机组中各发电机单元的同步工作，优选相邻两个第一部件10之间的间距应保证二者同时与同一个导电网络的不同重复单元接触，更优选第一部件10与第二部件20的数目相同。
[0105]当然，所有的第二部件20也可以独立输出电信号，参见图14。此时，每个第一部件10都可以与一个第二部件20构成一个单独的发电机单元，因此第一部件10与第二部件20的数目可以相同，也可以不同。即与图14中的3组第二部件20进行配合使用的，既可以是如图14中(I)所示的3个第一部件10，并且能够保证3个第一部件10都同时与第一电极层201或第二电极层202接触；也可以是如图14中(2)所示的2个第一部件10，并且当其中一个第一部件10与第一摩擦层201接触时，另一个第一部件10则与第二摩擦层202接触。图中标号70的部件为用于固定第一部件10的轴。
[0106]在实际应用时，可以将上述2种方法综合起来使用，即部分纳米发电机的第二部件连通构成第一导电网络和第二导电网络，而另一部分纳米发电机的第二部件是分立的，各纳米发电机之间通过并联或串联的方式连接，以满足不同需要。
[0107]本发明还提供一种发电方法,该方法可通过上述任意一款发电机和发电机组来实现，具体包括如下步骤:
[0108]I)提供分隔放置的第一电极层201和第二电极层202，并将两个电极层分别与电信号输出端30的两端电连接；
[0109]2)使独立的第一部件10交替与第一电极层201和第二电极层202接触；
[0110]3)通过电信号输出端30向外输出电信号。
[0111]其中，步骤2)的交替接触可以通过第一部件10在两个电极层之间来回滑动实现，也可以通过改变第一部件10分别与两个电极层之间的垂直间距所造成的接触和分离实现；
[011