[发明专利]一种纳米发电机及制备方法

说明书

一种纳米发电机及制备方法，所述的纳米发电机包括一柔性PET，所述的柔性PET上自下而上依次制备有：1）银纳米线导电薄膜层，并构成由柔性PET/银纳米线导电层薄膜层复合的底电极；2）在所述柔性PET/银纳米线导电层薄膜层之上制备氧化锌薄膜层；3）在所述氧化锌薄膜层之上制备银掺杂氧化锌纳米阵列，获得柔性的银掺杂氧化锌纳米柱阵列；4）在所述银掺杂氧化锌纳米柱阵列之上制备活性层、空穴传输层；5）在上述活性层、空穴传输层上制备金顶电极层；6）在底电极和金顶电极层两个金属电极之间用铜线连接，通过导电浆料将铜丝焊接，采用环氧树脂封装焊接处，封装后连接至载体，即完成基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机。

技术领域

本发明涉及的是一种纳米发电机及制备方法，具体涉及一种基于PET/银纳米线和氧化锌复合薄膜/银掺杂氧化锌纳米阵列的纳米发电机及制备方法，属于纳米发电机技术领域。

背景技术

作为二十一世纪的重要高新科技领域，纳米发电机正经历前所未有的高速发展期。目前的纳米发电机可以包括压电纳米发电机和摩擦纳米发电机。压电纳米发电机的基本原理是纳米线在外力拉伸或压缩是，纳米线中产生压电势能，相应的瞬变电流在两端流动以平衡费米能级，从而产生电能。

随着当前电子时代的发展，比如电子皮肤、可伸缩电路器件等柔性可穿戴的电子器件在我们日常生活中起到了越来越大的作用。纳米发电机能够自发的将机械能转变成电能，这种能量转变在能源再生的各个方面引起了广泛的关注。该装置可应用于便携式电子、人体环境自发电和生物传感器等多方面用途。

纳米发电机的底电极通常采用柔性基底通过溅射或真空沉积制备的ITO薄膜作为底电极，柔性ITO薄膜方法制备复杂，价格昂贵，且ITO薄膜的抗弯折性能不佳，通常弯折数百次后ITO薄膜电学性能显著下降。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种制备过程简单，价格低廉，实用性强，易于大规模生产的纳米发电机及制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种纳米发电机，它包括一柔性PET，所述的柔性PET上自下而上依次制备有：

1）银纳米线导电薄膜层，并构成由柔性PET/银纳米线导电层薄膜层复合的底电极；

2）在所述柔性PET/银纳米线导电层薄膜层之上制备氧化锌薄膜层；

3）在所述氧化锌薄膜层之上制备银掺杂氧化锌纳米阵列，获得柔性的银掺杂氧化锌纳米柱阵列；

4）在所述银掺杂氧化锌纳米柱阵列之上制备活性层、空穴传输层；

5）在上述活性层、空穴传输层上制备金顶电极层；

6）在底电极和金顶电极层两个金属电极之间用铜线连接，通过导电浆料将铜丝焊接，采用环氧树脂封装焊接处，封装后连接至载体，即完成基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机。

作为优选：所述银纳米线的平均长度为3-200微米，银纳米线平均直径为20-200纳米，银纳米线薄膜平均厚度是200-2000nm，银纳米线薄膜的方块电阻为20-300Ω/Sq；

所述氧化锌薄膜厚度是15-300nm，上述银纳米线/氧化锌薄膜的方块电阻低于30欧姆Ω/Sq；

所述银掺杂氧化锌纳米柱高度范围在500nm-6000nm，银掺杂氧化锌纳米柱直径为50-200 nm，银掺杂氧化锌纳米阵列间距为50-100nm；

所述活性层、空穴传输层的厚度是10-150nm；

所述金顶电极层厚度范围为30-100nm；

所述铜线采用导电浆料焊接至电极，导电浆料包括导电硅胶，导电碳胶，导电银浆，导电浆料焊接电极后可采用100-150℃加热10-30分钟固化焊接点。