[发明专利]一种基于薄膜叉指电极的液滴能量收集装置及方法

说明书

一种基于薄膜叉指电极的液滴能量收集装置及方法，包括基底，所述基底上黏附有薄膜叉指电极，所述薄膜叉指电极分为左电极和右电极，所述薄膜叉指电极上黏附有绝缘层，薄膜叉指电极和所述绝缘层上黏附有特氟龙薄膜，所述特氟龙薄膜上紧贴有上长条电极和下长条电极。本发明收集液滴下落的动能，将单个液滴滴落、撞击及滑落过程中的能量转化为峰值明显的交流电输出。

技术领域

本发明涉及能量转化及收集技术领域，特别涉及一种基于薄膜叉 指电极的液滴能量收集装置及方法。

背景技术

现有技术中，论文A droplet-based electricity generator with highinstantaneous power density中研究了一种液滴的能量收集方法，通过 液滴撞击特氟龙薄膜表面，并滑过铝长条电极，电能从铝长条电极和 特氟龙薄膜下面的氧化铟锡薄膜之间输出。论文中装置在特氟龙薄膜 与基底之间只有一层完整的氧化铟锡薄膜，输出信号虽然是交流电信 号，但是与正向信号相比，反向信号非常微弱。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种基于薄膜叉 指电极的液滴能量收集装置及方法，收集液滴下落的动能，将单个液 滴滴落、撞击及滑落过程中的能量转化为峰值明显的交流电输出。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于薄膜叉指电极的液滴能量收集装置，包括基底1，所述 基底1上黏附有薄膜叉指电极，所述薄膜叉指电极包括左电极2和右 电极3，所述薄膜叉指电极中线以下区域黏附有绝缘层4，薄膜叉指 电极中线以上区域和所述绝缘层4上黏附有特氟龙薄膜5，所述特氟 龙薄膜5上与绝缘层4对应区域紧贴有上长条电极6和下长条电极 7。

所述基底1为玻璃、二氧化硅片或氮化硅片等绝缘材料。

所述薄膜叉指电极(包括左电极2和右电极3)为铜(Cu)、铝 (Al)或ITO等导电材料，通过蒸镀或溅射等方法镀于所述基底1上。

所述绝缘层4为PI胶带等绝缘材料，贴于薄膜叉指电极上，基 底1中间偏向下侧的位置。

所述特氟龙薄膜5为特氟龙(Teflon)溶液滴覆于薄膜叉指电极 (包括左电极2和右电极3)及绝缘层4上自然风干形成薄膜。

所述上长条电极6为不锈钢等导电材料，宽度为1.5毫米，紧贴 于绝缘层4区域特氟龙薄膜5上。

所述下长条电极7为不锈钢等导电材料，宽度为1.5毫米，紧贴 于绝缘层4区域特氟龙薄膜5上。

所述上长条电极6和下长条电极7均位于所述绝缘层4区域内， 且上长条电极6靠近绝缘层4的上边缘，下长条电极7靠近绝缘层4 的下边缘，且互不接触，距离可在所述绝缘层4宽度内调节。

所述上长条电极6与下长条电极7与特氟龙薄膜5形成缝隙，采 用所述特氟龙溶液滴覆所述缝隙并自然风干。

所述收集装置放置于150℃加热板上烘烤30分钟。

所述薄膜叉指电极的电极区域小于所述基底1，并由较短引线引 到所述基底1边缘。

所述左电极2和右电极3分别由一根主线和若干垂直于主线的 长条电极(附图1)组成，左右电极共面，与左电极2和右电极3连 接的长条电极依次错位交叉布置，长条电极宽度及电极间距均为微米 级别，左右电极的长条电极宽度可以不等，电极间距可以不等。

所述薄膜叉指电极在一个平面上提供了两个电极，并且在制作过 程中能够调节电极宽度，进而调节电极面积。