一种湿度响应发电器件的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电及电池领域，特别涉及一种湿度响应发电器件的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，由于能源问题的日益严重，利用压电效应的原理进行发电的研究受到广泛关注。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在其两个相对的表面上出现正负相反的电荷的现象。利用压电效应制成的压电发电器件可实现力-电转化，具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化等优势。
[0003]现有的压电发电器件中的压电模块需与为其提供机械能的驱动机构连接，以使压电模块产生形变而进行发电，常见的驱动机构多为振动机构或压力机构，其体积较大且机构较为复杂，限制了压电发电器件的应用场合。
[0004]现有技术中有一种聚吡咯-含氧低聚物硼酸酯材料，具有可通过吸收和释放水汽而产生可逆的伸缩运动的特性，可用于压电发电器件中作为驱动机构。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种湿度响应发电器件的制备方法，采用该制备方法制备的湿度响应发电器件采用湿度响应模块驱动，其结构简单，无需外接动力源，适用性较高。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案:
[0007]—种湿度响应发电器件的制备方法包括:
[0008]在基板上形成电极图形和连接电路图形，所述电极图形与所述连接电路图形电连接;
[0009]在所述基板上形成至少一个具有压电模块与湿度响应模块的发电单元，每个所述发电单元中的压电模块与所述电极图形电连接。
[0010]上述制备方法可制备采用湿度响应模块进行驱动的湿度响应发电器件，压电模块与湿度响应模块结合，通过湿度响应模块吸收或释放水汽产生的可逆的伸缩运动驱动压电模块产生形变，进而用于发电，无需外接动力源，结构简单，有利于实现小型化，其适用性较好。
[0011 ] 优选地，每一个所述发电单元中，所述压电模块为压电材料制备的压电薄膜，所述湿度响应模块为湿度响应材料制备的湿度响应薄膜。
[0012]进一步地，所述在所述基板上形成至少一个具有压电模块与湿度响应模块的发电单元，包括:
[0013]将所述压电薄膜集成于所述湿度响应薄膜内，以形成复合薄膜。
[0014]进一步地，所述压电薄膜制备方法包括:
[0015]采用静电纺丝方法制备极化压电薄膜纤维；
[0016]采用卷筒收集所述极化压电薄膜纤维并使其成为薄片状；
[0017]采用空气等离子处理所述薄片状极化压电薄膜纤维，使其表面亲水化；
[0018]将所述薄片状极化压电薄膜纤维与工作电极贴合，形成所述压电薄膜。
[0019]进一步地，所述复合薄膜的制备方法包括:
[0020]将所述压电薄膜浸入含有含氧低聚物、三氟化硼乙醚和吡咯单体的有机溶液中；
[0021]采用电化学沉积方法使所述压电薄膜外部形成所述湿度响应薄膜，以使所述压电薄膜集成于所述湿度响应薄膜内。
[0022]优选地，所述在所述基板上形成至少一个具有压电模块与湿度响应模块的发电单元，包括:
[0023]将每个所述压电薄膜的至少一侧与所述湿度响应薄膜贴合。
[0024]进一步地，所述在所述基板上形成至少一个具有压电模块与湿度响应模块的发电单元，包括:
[0025]将多层所述湿度响应薄膜和多层所述压电薄膜交替层叠结合。
[0026]优选地，所述在所述基板上形成至少一个具有压电模块与湿度响应模块的发电单元，还包括:
[0027]将一侧贴合有所述湿度响应薄膜的所述压电薄膜，和/或，所述复合薄膜朝向所述基板一侧的一部分连接于所述基板上。
[0028]进一步地，将一侧贴合有所述湿度响应薄膜的所述压电薄膜，和/或，所述复合薄膜朝向所述基板一侧的中间位置的一部分连接于所述基板上。
[0029]优选地，当所述发电单元为多个时，所述发电单元串联。
【附图说明】
[0030]图1是本发明【具体实施方式】提供的一种湿度响应发电器件的制备方法流程图；
[0031]图2是基板与电极图形和连接电路图形的结构示意图；
[0032]图3是复合薄膜结构示意图；
[0033]图4是压电薄膜制备方法流程图；
[0034]图5是复合薄膜制备方法流程图；
[0035]图6是本发明【具体实施方式】提供的一种湿度响应发电器件的结构示意图；
[0036]图7是湿度响应薄膜和压电薄膜贴合后的结构示意图；
[0037]图8是本发明【具体实施方式】提供的一种湿度响应发电器件的结构示意图；
[0038]图9是本发明【具体实施方式】提供的一种湿度响应发电器件的结构示意图；
[0039]图10是本发明【具体实施方式】提供的一种湿度响应发电器件的结构示意图。
[0040]附图标记:
[0041]10，基板；20，电极图形；21，连接电路图形；30，复合薄膜；31，压电薄膜；32，湿度响应薄膜；40，压电薄膜；50，湿度响应薄膜。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]如图1所示，本发明提供了一种湿度响应发电器件的制备方法，包括:
[0044]步骤S101，在基板上形成电极图形和连接电路图形，电极图形与连接电路图形电连接；
[0045]步骤S102，在基板上形成至少一个具有压电模块与湿度响应模块的发电单元，每个发电单元中的压电模块与电极图形电连接。
[0046]通过上述制备方法可制备采用湿度响应模块进行驱动的湿度响应发电器件，该湿度响应发电器件中在基板上通过连接电路图形电连接多个发电单元，压电模块与湿度响应模块结合，通过湿度响应模块吸收或释放水汽产生的可逆的伸缩运动驱动压电模块产生形变，进而通过压电模块使湿度响应模块的机械能转化为电能，其发电过程无需外接动力源，结构简单，有利于实现小型化，其适用性较好。
[0047]在实际生产过程中，可采用低熔点金属油墨印刷方法实行步骤S101，在基板10上形成的电极图形20和连接电路图形21如图2所示。
[0048]—种优选方式中，每一个发电单元中，压电模块为压电材料制备的压电薄膜，湿度响应模块为湿度响应材料制备的湿度响应薄膜，其中，压电材料可为无机压电材料，如压电晶体和压电陶瓷，也可以为有机压电材料，如聚偏二氟乙烯；湿度响应材料为聚吡咯-含氧低聚物硼酸酯材料，该材料制备的薄膜具有通过吸收和释放水汽而产生可逆的伸缩运动的特性。
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