[发明专利]一种全旋涂式柔性复合压电发电机的制备方法

摘要

本发明涉及纳米发电机制备的技术领域，具体是一种全旋涂式柔性压电发电机的制备方法，首先通过分散剂和表面修饰剂对纳米氧化锌进行表面处理，改善基体与纳米填料的相容性，提高其成核能力，获得高结晶度的复合薄膜；其次提出了全旋涂制备工艺，一次旋涂过程中，薄膜受到剪切应力，诱导聚偏氟乙烯‑三氟乙烯分子链进行定向排列，促进β相的形成；二次旋涂过程中，旋涂导电高分子聚(3,4‑乙撑二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐作为上电极，很好的解决了器件三明治结构间层间匹配问题，同时显著提高了器件柔性，有利于压电输出。

主权项

一种全旋涂式柔性压电发电机的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：㈠配制PVDF‑TrFE/纳米ZnO复合溶液将PVDF‑TrFE固体以及N,N‑二甲基甲酰胺，在室温下，机械混合60min获得透明粘稠状澄清的PVDF‑TrFE溶液；将粒径为30nm的纳米ZnO、丙酮、正丙胺以及1H,1H,2H,2H‑全氟辛基三乙氧基硅烷，在室温下，超声搅拌混合30min获得透明澄清的纳米ZnO分散液；将纳米ZnO分散液注入到PVDF‑TrFE溶液中，磁力搅拌混合得到半透明均匀溶液；㈡制备PVDF‑TrFE/纳米ZnO复合薄膜将半透明均匀溶液置于真空干燥箱中，室温下在0.09MPa真空度中静置30min以除去溶液中的气泡；吸取半透明均匀溶液滴到洁净的ITO‑PEN柔性基底的中央，柔性基底固定并以500 r/min转速旋转18 s，然后以2000‑3000 r/min转速旋转60 s；柔性基底停止旋转，然后吸取半透明均匀溶液再次滴到ITO‑PEN柔性基底的中央，重复旋转步骤，获得旋涂有至少一层的液体膜的复合薄膜；然后将带有复合薄膜的柔性基底置于烘箱内，抽真空至0.09MPa后，升温至100‑140℃后，恒温退火1h；㈢制备柔性压电发电机吸取PEDOT:PSS导电液滴到复合薄膜的中央，柔性基底固定并以转速200 r/min旋转18 s，然后以转速1000 r/min旋转60 s；柔性基底停止旋转，然后吸取导电液再次滴到复合薄膜的中央，重复旋转步骤，获得旋涂有三层的导电液膜的上电极；将带有上电极和复合薄膜的柔性基底置于烘箱内，抽真空至0.09MPa后，升温至80℃后，恒温退火30min；以导电液膜最上层作为上电极面，以ITO‑PEN柔性基底的ITO附着层作为下电极面，在上下电极面上引脚错开且引出电极，然后在柔性基底最上层涂抹环氧树脂，室温环境下静置24h，完全固化后，完成封装，获得全旋涂式柔性压电发电机。