[发明专利]集成纳米发电机及其制备方法

权利要求书

1.一种集成纳米发电机，由至少两个串联集成单元M在大面积的覆有砂粒的金属层上平行集成；

所述串联集成单元M由至少两个纳米发电机在垂直于金属层方向串联集成；

所述纳米发电机包括：下电极层，氧化锌纳米线阵列，高分子绝缘层和上电极层，所述氧化锌纳米线阵列垂直生长在下电极层上，所述氧化锌纳米线阵列上涂覆有所述高分子绝缘层，所述高分子绝缘层将所述氧化锌纳米线阵列覆盖，所述上电极层设置于高分子绝缘层上。

2.根据权利要求1所述的集成纳米发电机，其特征在于，所述串连集成单元M中，在下纳米发电机的上电极用作在上纳米发电机的下电极，所述电极是金、银、铂、铝、镍、铜、钛、烙、硒或它们的合金中的任意一种，优选铝，其生长氧化锌纳米线阵列的表面覆有砂粒。

3.根据权利要求1或2所述的集成纳米发电机，其特征在于，所述砂粒的平均粒径为30-70μm，优选45-55μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的集成纳米发电机，其特征在于，所述串联集成单元M为2到500个，每个串联集成单元M中纳米发电机为2到500个。

5.根据权利要求4所述的集成纳米发电机，其特征在于，所述串联集成单元M为5到25个，每个串联集成单元M中纳米发电机为3到20个。

6.根据权利要求1-5任一项所述的集成纳米发电机，其特征在于，所述高分子绝缘层是聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷。

7.根据权利要求1-6任一项所述的集成纳米发电机，其特征在于，所述金属层是金、银、铂、铝、镍、铜、钛、烙、硒或其合金中的任意一种，优选铝。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的集成纳米发电机的制备方法，该方法包括下述步骤：

a.将砂粒喷射到金属层的一个表面上，得到其一个面覆有砂粒的金属层；

b.在覆有砂粒的金属层面上形成种子层，在金属层的种子层上垂直生长氧化锌纳米线阵列，然后，通过旋涂法将高分子绝缘层覆盖于氧化锌纳米线阵列层上；

c.至少重复步骤a和b一次；

d.将所得金属层中的其中之一作为底部电极，将该用作底部电极外的其余金属层分别分割成至少两个单元，然后将所述单元在底部电极上叠放，形成至少两层结构体；

e.在顶层的各个纳米发电机上分别放置顶部电极金属层，得到集成纳米发电机。

9.根据权利要求8所述的集成纳米发电机的制备方法，其特征在于，在步骤a中，将平均粒径30-70μm（优选45-55μm）的砂粒用压强为3.5-4.5千克力/cm²（优选4千克力/cm²）的压缩空气喷射到铝层表面。

10.根据权利要求8或9所述的集成纳米发电机的制备方法，其特征在于，在步骤b中，在种子层上生长氧化锌纳米线阵列后，将金属层分别在聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚对苯乙烯磺酸钠中浸泡70-120秒（优选90秒）。