[发明专利]一种薄膜发电机及其制作方法

说明书

本申请公开了薄膜发电机及其制作方法，该方法包括在基底的第一表面形成预处理压电层；在预处理压电层与基底相背的表面形成第一电极层，并在摩擦层的第一表面形成第二电极层；将带有预处理压电层和第一电极层的基底置于高压电场环境中进行极化，以使预处理压电层形成压电层；利用粘合剂将摩擦层的第二表面的边缘区域与基底的第二表面的边缘区域进行粘接，以在摩擦层和基底除去边缘区域的区域间形成空腔，得到薄膜发电机；基底的第一表面与基底的第二表面相背，摩擦层的第一表面与摩擦层第二表面相背。本申请中基底的两侧分布有压电层和摩擦层，可同时产生摩擦电流和压电电流，增加输出电流，并且采用高压极化的方式形成压电层，提升压电层结晶度。

技术领域

本申请涉及柔性传感技术领域，特别是涉及一种薄膜发电机及其制作方法。

背景技术

摩擦薄膜发电机是一种利用两种对电子束缚能力不同的材料，相互接触时得失电子而在外电路产生电流的微型电机。目前常采用尼龙与聚四氟乙烯这两种材料，两者接触时聚四氟乙烯得到电子，当滑移产生时，两者离开接触面的部分需要保持电中性，电子从聚四氟乙烯流向尼龙，这样在外电路产生了向下的电流；当两者相互接触时，已经接触的面保持电中性，之前流动的电子需要流回才能保持电中性，这样在外电路实现了向上的电流。现有的摩擦发电机仅能依靠摩擦产生电流，存在着输出电流小的问题。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

发明内容

本申请的目的是提供一种薄膜发电机及其制作方法，以增加薄膜发电机的输出效率，增大单次激励后输出的电荷量，并延长压电层的极化寿命。

为解决上述技术问题，本申请提供一种薄膜发电机制作方法，包括：

在基底的第一表面形成预处理压电层；

在所述预处理压电层与所述基底相背的表面形成第一电极层，并在摩擦层的第一表面形成第二电极层；

将带有所述预处理压电层和所述第一电极层的所述基底置于高压电场环境中进行极化，以使所述预处理压电层形成压电层；

利用粘合剂将所述摩擦层的第二表面的边缘区域与所述基底的第二表面的边缘区域进行粘接，以在所述摩擦层和所述基底除去边缘区域的区域间形成空腔，得到薄膜发电机；

其中，所述基底的所述第一表面与所述基底的所述第二表面相背，所述摩擦层的所述第一表面与所述摩擦层所述第二表面相背。

可选的，所述在基底的第一表面形成预处理压电层包括：

制备溶解有压电材料粉体的溶液；

将所述溶液滴在所述基底的所述第一表面，直至所述溶液在所述基底的所述第一表面不再扩散；

对位于所述基底的所述第一表面的溶液进行匀胶处理，并干燥所述溶液以在所述基底的所述第一表面形成所述预处理压电层。

可选的，在所述将所述溶液滴在所述基底的所述第一表面之前，还包括：

利用等离子体吹扫所述基底的所述第一表面。

可选的，所述制备溶解有压电材料粉体的溶液包括：

将所述压电材料粉体溶解于有机溶剂中，得到预处理溶液；

去除所述预处理溶液中的气泡，得到所述溶液。

可选的，所述第一电极和所述第二电极层的制作方式为下述任一种：

磁控溅射法、高温蒸发法、常温刮图法、丝网印刷法。

可选的，所述将带有所述预处理压电层和所述第一电极层的所述基底置于高压电场环境中进行极化包括：

使用单一电性的带电粒子轰击所述基底的所述第二表面。