[发明专利]基于褶皱导电薄膜的摩擦发电机及制备方法、集成结构

摘要

本发明提供了一种基于褶皱导电薄膜的摩擦发电机，包括：上摩擦层，包含：上绝缘层(200)，由柔性材料制备；上电极(100)，位于上绝缘层之上；下摩擦层，包含：衬底(400)，由柔性材料制备；下电极(300)，位于衬底之上，由褶皱的导电薄膜材料制备。褶皱的设计提高了摩擦面积和摩擦效应，使得相同面积的器件可以有更大的输出电压，在同样的空间结构中，有效提高了摩擦发电机的输出电压和输出功率，有利于将多个摩擦发电机进行集成和推广，上、下均为褶皱电极还提升了器件的延展性，从而拓宽了发电方式，不仅可以通过压力发电，还可以通过拉伸和弯曲发电，增强了器件的通用性，有助于拓宽摩擦发电机在复杂环境与人机界面方面的应用。

主权项

1.一种基于褶皱导电薄膜的摩擦发电机，其特征在于，包括：上摩擦层，包含：上绝缘层(200)，由柔性材料制备；上电极(100)，位于上绝缘层之上，由褶皱的导电薄膜材料制备；下摩擦层，包含：衬底(400)，由柔性材料制备；下电极(300)，位于衬底之上，由褶皱的导电薄膜材料制备；其中，所述褶皱的尺寸满足：凸起的波峰位置或者凹槽的波谷位置距离平整平面的垂直高度h满足：100nm≤h≤10μm；若干个凸起的相邻两个波峰或者凹槽的相邻两个波谷之间的距离D满足：100nm≤D≤10μm；其中，制备包含褶皱的导电薄膜的上、下摩擦层的步骤包括：生长电极材料；将电极材料转移到柔性聚合物上；将柔性聚合物上的电极材料转印到预拉伸的弹性胶带上；逐渐释放弹性胶带的应力，待弹性胶带回缩后，在电极材料表面形成褶皱形状，得到褶皱电极；在褶皱电极上涂一层柔性材料，加热固化成膜；将固化成膜的结构放入溶剂中，通过溶胀效应将弹性胶带上的褶皱电极转移到柔性材料上，形成包含褶皱的导电薄膜的上、下摩擦层。