[发明专利]一种摩擦发电装置

说明书

本发明实施例提供一种摩擦发电装置，该摩擦发电装置包括相对设置的第一部件和第二部件；第一部件包括第一导电层；第二部件包括第二导电层；第一部件，还包括：第一摩擦层，第一摩擦层的下表面具有的至少一个突出结构与第二导电层的上表面的具有的至少一个突出结构交叉排列；和/或，第二部件，还包括：第二摩擦层；第一导电层的下表面具有的至少一个突出结构与第二摩擦层的上表面具有的至少一个突出结构交差排列；其中，第一摩擦层的材料和第二摩擦层的材料的得失电子能力不同。在外力作用下，第一部件和第二部件发生相对运动，使第一部件与第二部件在至少一个突出结构的摩擦面处反复进行接触、摩擦和分离，其中该摩擦面在至少一个突出结构的侧面，从而在第一导电层和第二导电层上形成感应电荷。

技术领域

本发明涉及摩擦发电技术领域，尤其涉及一种摩擦发电装置。

背景技术

摩擦发电机利用不同材料的得失电子能力不同，通过接触和分离过程中发生电荷转移，实现电功率的输出。摩擦发电机技术的关键在于实现有效摩擦，具有成本低、输出电压高的优点，在织物纤维发电、潮汐发电及电子器件供电等领域中有极大的应用潜力。但是，随着微电子和微系统技术的发展，电子器件和功能传感器越来越呈现微型化的特点，限制了摩擦发电机的应用面积，同时对摩擦发电机的微型化和集成度提出了更高的要求。

现有技术中，摩擦发电器件一般将摩擦界面设置为与器件所在平面平行，这种平行摩擦界面对应用面积有较高要求，为了提高输出电压，往往需要铺设大面积的摩擦发电机，不利于系统集成。

发明内容

本发明实施例提供了一种摩擦发电装置，目的是解决现有技术中发电机小面积和集成化的应用难点。

第一方面，本发明提供了一种摩擦发电装置，该发电装置可包括：相对设置的第一部件和第二部件。

第一部件包括第一导电层；第二部件包括第二导电层；第一部件，还包括：在第一导电层的下表面设置的第一摩擦层，第一摩擦层的下表面和第二导电层的上表面分别具有至少一个第一突出结构，第一摩擦层的下表面具有的至少一个第一突出结构与第二导电层的上表面具有的至少一个第一突出结构交叉排列；和/或，第二部件，还包括：在第二导电层的上表面设置的第二摩擦层，第一导电层的下表面和第二摩擦层的上表面分别具有至少一个第一突出结构，第一导电层的下表面具有的至少一个第一突出结构与第二摩擦层的上表面具有的至少一个第一突出结构交差排列；其中，第一摩擦层的材料和第二摩擦层的材料的得失电子能力不同。

本发明实施例提供的摩擦发电装置，通过在第一部件和第二部件的下表面设置的至少一个突出结构，在第一部件和第二部件上的突出结构是交叉排列的，且该突出结构的两个侧面为摩擦界面。在外力作用下，第一部件和第二部件发生相对运动，使第一部件与第二部件在突出结构的摩擦面处反复进行接触、摩擦和分离，从而在第一导电层和第二导电层上形成感应电荷。

优选的，第一导电层的下表面还具有至少一个第二突出结构，至少一个第二突出结构分别与第一摩擦层的下表面具有的至少一个第一突出结构嵌入固连；和/或，第二导电层的上表面还具有至少一个第二突出结构，至少一个第二突出结构分别与第二摩擦层的上表面具有的至少一个第一突出结构嵌入固连。

优选的，摩擦发电装置还包括：微细结构；其中，微细结构设置在第一摩擦层的下表面，和/或，在第二摩擦层的上表面。

优选的，微细结构，包括：纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、纳米锥、纳米棒、纳米球、微米颗粒、微米沟槽、微米锥、微米棒，或微米球中的一种。

优选的，至少一个突出结构的侧面为摩擦面，摩擦面与摩擦发电装置所在平面垂直。

优选的，至少一个第一突出结构为阵列式突出结构；至少一个第二突出结构为阵列式突出结构。