[发明专利]一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置

权利要求书

1.一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，包括：摩擦层、第一电极填充层、第二电极填充层、第一装配层以及第二装配层；所述第一装配层以及所述第二装配层的内侧开设有凹槽沟道；所述第一电极填充层填充于所述第一装配层对应的凹槽沟道内，并形成第一接触摩擦面；所述第二电极填充层填充于所述第二装配层对应的凹槽沟道内，并形成第二接触摩擦面；所述摩擦层设置于所述第一接触摩擦面以及所述第二接触摩擦面之间；

其中，按照如下步骤制备：

步骤S1：选择衬底，并清洁衬底表面；

步骤S2：选择光刻胶，通过刮涂机匀胶机在表面涂敷光刻胶，并通过掩模板曝光显影，形成厚度在10um至100nm之间，间距在10um至1mm的间隔的障壁，障壁宽度在10um至1mm之间；

步骤S3：在所述衬底上通过涂敷聚二甲基硅氧烷，在150°温度下固化，剥离衬底，形成具备凹槽沟道的第一装配层或第二装配层；

步骤S4：将所述第一装配层或第二装配层，在氧气的环境下进行10min的等离子亲水处理后，在所述第一装配层或第二装配层的表面涂敷银纳米线AgNWs，厚度在100nm至5um之间，形成所述第一电极填充层或第二电极填充层；

步骤S5：在所述第一电极填充层或第二电极填充层对应的接触摩擦面涂敷多孔结构聚二甲基硅氧烷，厚度在10um至1mm之间，形成摩擦层；

步骤S6：将经所述步骤S4获取的结构与经所述步骤S5获取的结构进行拼接，并经第一电极填充层以及第二电极填充层引出电极，封装。

2.根据权利要求1所述的一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，所述摩擦层为多孔结构聚二甲基硅氧烷，具有10um以下的孔洞结构，所述多孔结构聚二甲基硅氧烷通过将液态PDMS加入NaCl颗粒后，与惰性不导电杂质混合均匀，并经固化后，通过超纯水清洗获得，且厚度为10um至1mm。

3.根据权利要求2所述的一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，所述惰性不导电杂质为半径10um以下的聚乙烯球。

4.根据权利要求1所述的一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，所述第一电极填充层以及所述第二电极填充层为银纳米线AgNWs，厚度为100nm至5um。

5.根据权利要求1所述的一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，所述第一装配层以及所述第二装配层为聚二甲基硅氧烷，其凹槽沟道深度大于等于1um。

6.根据权利要求1所述的一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，所述衬底采用硅。

7.根据权利要求1所述的一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，在所述步骤S5中，所述多孔结构聚二甲基硅氧烷通过将液态PDMS加入NaCl颗粒后，与半径小于10um聚乙烯球混合均匀，并经固化后，通过超纯水清洗获得。

8.根据权利要求1所述的一种基于摩擦起电的柔性可拉伸发电装置，其特征在于，其特征在于，在外力的作用下，柔性拉伸该发电装置，发生扭曲、形变、延展和压缩，所述第一电极填充层与第二电极填充层分别经所述第一接触摩擦面与第二接触摩擦面与所述摩擦层相摩擦，在所述第一接触摩擦面与第二接触摩擦面形成相反的电荷，感应电荷通过外接电极与外负载回路达到平衡；通过所述外负载回路将经感应电荷产生的脉冲电流收集，完成发电。