具有嵌入式电极结构的摩擦发电机及氧化锌发电机的制作方法_3

文档序号:9379520阅读:来源:国知局
一电极301的一侧表面具有多个第一凹陷部304,多个 第一凸起部303嵌入到多个第一凹陷部304中。其中,多个第一凸起部303为棱锥状,多个 第一凸起部303的截面为三角形。多个第一凸起部303与多个第一凹陷部304的设置增加 了第一电极301与第一聚合物薄膜302的接触面积。当第一薄膜层中的第一聚合物薄膜 302和第二电极305相互接触产生摩擦作用时,增加了第一电极301产生的感应电荷量,提 高了摩擦发电机的输出电流及发电效率。
[0068] 本发明还提供了具有嵌入式电极结构的摩擦发电机实施例四,如图8所示,摩擦 发电机实施例四与摩擦发电机实施例三的区别在于:第一薄膜层采用的是本发明提供的第 一薄膜层实施例四,多个第一凸起部403为棱柱状,多个第一凸起部403的截面为矩形。多 个第一凸起部403嵌入到多个第一凹陷部404中,多个第一凸起部403与多个第一凹陷部 404的设置增加了第一电极401与第一聚合物薄膜402的接触面积。当第一薄膜层中的第 一聚合物薄膜402和第二电极405相互接触产生摩擦作用时,增加了第一电极401产生的 感应电荷量,提高了摩擦发电机的输出电流及发电效率。
[0069] 图9为本发明提供的具有嵌入式电极结构的摩擦发电机实施例五的截面结构示 意图,如图9所示,该摩擦发电机包括:第一薄膜层和第二薄膜层。第一薄膜层由第一电极 101和第一聚合物薄膜104组成,在第一薄膜层中,第一电极101的部分结构嵌入至第一聚 合物薄膜104中。第二薄膜层包含第二电极501和第二聚合物薄膜504,第二电极501的部 分结构嵌入至第二聚合物薄膜504中,此时的摩擦发电机为四层结构的摩擦发电机。
[0070] 如图9所示,本实施例中的第一薄膜层为本发明提供的第一薄膜层实施例一,第 一电极101包含第一外电极层102和一层第一内电极分层103,其中,第一外电极层102位 于第一聚合物薄膜104表面,作为摩擦发电机的一个输出电极,一层第一内电极分层103位 于第一聚合物薄膜104内部,第一外电极层102与这一层第一内电极分层103电性连接;第 二电极501包含第二外电极层502和一层第二内电极分层503,其中,第二外电极层502位 于第二聚合物薄膜504表面,作为摩擦发电机的另一个输出电极,一层第二内电极分层503 位于第二聚合物薄膜504内部,第二外电极层502与这一层第二内电极分层503电性连接。 也就是说在第一聚合物薄膜104内部嵌入了一层第一内电极分层103,在第二聚合物薄膜 504内部嵌入了一层第二内电极分层503,从而既增加了第一电极101与第一聚合物薄膜 104的接触面积,也增加了第二电极501与第二聚合物薄膜504的接触面积。当第一聚合物 薄膜104和第二聚合物薄膜504相互接触产生摩擦作用时,增加了第一电极101和第二电 极501产生的感应电荷量,提高了摩擦发电机的输出电流及发电效率。
[0071] 本发明还提供了具有嵌入式电极结构的摩擦发电机实施例六,如图10所示,摩擦 发电机实施例六与摩擦发电机实施例五的区别在于:第一薄膜层采用的是本发明提供的第 一薄膜层实施例二,第一聚合物薄膜204内部嵌入了两层第一内电极分层203,第一外电极 层202与这两层第一内电极分层203电性连接,并且第二聚合物薄膜604内部嵌入了两层 第二内电极分层603,第二外电极层602与这两层第二内电极分层603电性连接。与摩擦 发电机实施例六相比,本实施例使第一电极201与第一聚合物薄膜204的接触面积、第二电 极601与第二聚合物薄膜604的接触面积都得到了更进一步增加,当第一薄膜层和第二薄 膜层相互接触产生摩擦作用时,第一电极201和第二电极601产生了更多的感应电荷,进一 步提高了摩擦发电机的输出电流及发电效率。
[0072] 本发明还提供了具有嵌入式电极结构的摩擦发电机实施例七,如图11所示,摩擦 发电机实施例七与摩擦发电机实施例五的区别在于:第一薄膜层采用的是本发明提供的第 一薄膜层实施例三,第一电极301朝向第一聚合物薄膜302的一侧表面具有多个第一凸起 部303,第一聚合物薄膜302朝向第一电极301的一侧表面具有多个第一凹陷部304,多个 第一凸起部303嵌入到多个第一凹陷部304中;并且第二电极701朝向第二聚合物薄膜702 的一侧表面具有多个第二凸起部703,第二聚合物薄膜702朝向第二电极701的一侧表面具 有多个第二凹陷部704,多个第二凸起部703嵌入到多个第二凹陷部704中。其中,多个第 一凸起部303和多个第二凸起部703为棱锥状,多个第一凸起部303和多个第二凸起部703 的截面为三角形。多个第一凸起部303与多个第一凹陷部304的设置增加了第一电极301 与第一聚合物薄膜302的接触面积,多个第二凸起部703与多个第二凹陷部704的设置增 加了第二电极701与第二聚合物薄膜702的接触面积。当第一薄膜层和第二薄膜层相互接 触产生摩擦作用时,增加了第一电极301和第二电极701产生的感应电荷量,提高了摩擦发 电机的输出电流及发电效率。
[0073] 本发明还提供了具有嵌入式电极结构的摩擦发电机实施例八,如图12所示,该摩 擦发电机包括:第一薄膜层和第二薄膜层。其中第二薄膜层包含第二电极801和第二聚合 物薄膜802。摩擦发电机实施例八与摩擦发电机实施例七的区别在于:多个第一凸起部403 和多个第二凸起部803为棱柱状,多个第一凸起部403和多个第二凸起部803的截面为矩 形。其中,多个第一凸起部403嵌入到多个第一凹陷部404中,多个第二凸起部803嵌入到 多个第二凹陷部804中。另外,多个第二凸起部803可以是阵列排布,也可以不是阵列排布。 多个第二凸起部803的截面还可以为梯形、正方形等形状,多个第二凸起部803与多个第二 凹陷部804的具体设置与截面形状可以根据实际需要设置,此处不做具体限定。
[0074] 作为一种可选的实施方式,本发明提供的具有嵌入式电极结构的摩擦发电机包括 第一薄膜层和第二薄膜层。其中,第一薄膜层由第一电极和第一聚合物薄膜组成,在第一薄 膜层中,第一电极的部分结构嵌入至第一聚合物薄膜中。第二薄膜层包含第二电极和第二 聚合物薄膜,第二聚合物薄膜与第二电极层叠设置,且第二电极的部分结构没有嵌入至第 二聚合物薄膜中,此时摩擦发电机为四层结构的摩擦发电机。其中,第一薄膜层可以采用本 发明提供的第一薄膜层实施例一至实施例四中的任一种。
[0075] 图13为本发明提供的具有嵌入式电极结构的摩擦发电机实施例九的截面结构示 意图,如图13所示,本实施例中的第一薄膜层为本发明提供的第一薄膜层实施例一,第一 薄膜层由第一电极101和第一聚合物薄膜104组成。第一电极101包含第一外电极层102 和一层第一内电极分层103,其中,第一外电极层102位于第一聚合物薄膜104表面,作为摩 擦发电机的输出电极,一层第一内电极分层103位于第一聚合物薄膜104内部,第一外电极 层102与这一层第一内电极分层103电性连接。第二薄膜层包含第二电极901和第二聚合 物薄膜902,第二聚合物薄膜902与第二电极901层叠设置。由于在第一聚合物薄膜104内 部嵌入了一层第一内电极分层103,从而增加了第一电极101与第一聚合物薄膜104的接触 面积,增加了第一电极101产生的感应电荷量,提高了摩擦发电机的输出电流及发电效率。
[0076] 作为一种可选的实施方式,本发明提供的具有嵌入式电极结构的摩擦发电机除了 包括第一薄膜层和第二薄膜层,还包括居间层。居间层设置在第一薄膜层和第二薄膜层之 间,且第一薄膜层由第一电极和第一聚合物薄膜组成,在第一薄膜层中,第一电极的部分结 构嵌入至第一聚合物薄膜中。第二薄膜层包含第二电极和第二聚合物薄膜。在第二薄膜层 中,第二电极的部分结构可以嵌入至第二聚合物薄膜中,第二电极的部分结构也可以不嵌 入至第二聚合物薄膜中。此时的摩擦发电机为五层结构的摩擦发电机。当第一薄膜层和居 间层相互接触产生摩擦作用,和/或第二薄膜层和居间层相互接触产生摩擦作用时,增加 了产生的感应电荷量,提高了摩擦发电机的输出电流及发电效率。
[0077] 根据本发明的另一个方面,提供一种具有嵌入式电极结构的氧化锌发电机,包括: 依次层叠设置的第一薄膜层、氧化锌纳米线阵列、第二电极和基底;其中,第一薄膜层由第 一电极和第一聚合物薄膜组成,第一聚合物薄膜与氧化锌纳米线阵列接触。第一薄膜层为 氧化锌发电机中覆盖在氧化锌纳米线阵列上的一层感应电极层。在第一薄膜层中,第一电 极的部分结构嵌入至第一聚合物薄膜中,第一电极和第二电极为氧化锌发电机的输出电 极。
[0078] 将第一电极的
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