[发明专利]一种复合能源电池装置及其制备方法

摘要

本发明涉及一种复合能源电池装置及其制备方法，所述的复合能源电池装置包括太阳能电池板(1)和设置在太阳能电池板(1)上的透明双模摩擦发电机，该透明双模摩擦发电机由接触‑分离式摩擦发电机和雨水摩擦发电机组成，所述的接触‑分离式摩擦发电机设置在太阳能电池板(1)上，所述的雨水摩擦发电机设置在接触‑分离式摩擦发电机上，所述的雨水摩擦发电机与接触‑分离式摩擦发电机之间设有透明绝缘层(9)。与现有技术相比，本发明具有能源利用面广、结构简单、成本低廉等优点。

主权项

一种复合能源电池装置，其特征在于，包括太阳能电池板(1)和设置在太阳能电池板(1)上的透明双模摩擦发电机，该透明双模摩擦发电机由接触‑分离式摩擦发电机和雨水摩擦发电机组成，所述的接触‑分离式摩擦发电机设置在太阳能电池板(1)上，所述的雨水摩擦发电机设置在接触‑分离式摩擦发电机上，所述的雨水摩擦发电机与接触‑分离式摩擦发电机之间设有透明绝缘层(9)；晴天时，复合能源电池装置中的太阳能电池板(1)收集太阳光能量进行光伏发电，同时接触‑分离式摩擦发电机收集风能进行摩擦发电；风雨天时，雨水摩擦发电机收集雨水中的静电能进行发电，接触‑分离式摩擦发电机收集风与雨水的机械能进行摩擦发电；所述的接触‑分离式摩擦发电机包括从下到上依次设置在太阳能电池板(1)上的第一透明导电层(2)、第一透明摩擦层(3)、第二透明摩擦层(5)和第二透明导电层(6)，所述的第一透明摩擦层(3)和第二透明摩擦层(5)之间的两端设有透明支撑结构(4)；所述的第一透明摩擦层(3)为尼龙摩擦层，所述的第二透明摩擦层(5)的材料选自聚四氟乙烯，所述的第一透明摩擦层(3)和第二透明摩擦层(5)的厚度为10μm～200μm；所述的第一透明导电层(2)和第二透明导电层(6)为氧化铟锡透明导电膜ITO、掺氟氧化锡透明导电膜FTO或掺铝氧化锌透明导电膜AZO，第一透明导电层(2)和第二透明导电层(6)的厚度为50nm～100nm；所述的透明支撑结构(4)为透明PET材料，其高度为1mm～5mm；风雨天气时，第二透明摩擦层(5)在风或雨水的冲击力的作用下，与第一透明摩擦层(3)相互接触而发生静电感应，当雨水离开接触‑分离式摩擦发电机，第二透明摩擦层(5)在自身弹力作用下与第一透明摩擦层(3)分离，第一透明导电层(2)和第二透明导电层(6)之间产生电势差，驱动自由电子通过外电路在第一透明导电层(2)和第二透明导电层(6)之间正向流动，直至电势差为零，随后新一次的雨水冲击时，第一透明摩擦层(3)和第二透明摩擦层(5)重新接触分离，第一透明导电层(2)和第二透明导电层(6)之间产生与前一次相反的电势差，驱动自由电子通过外电路在第一透明导电层(2)和第二透明导电层(6)之间反向流动，直至电势差为零，如此循环往复，接触‑分离式摩擦发电机持续向外输出交流电；所述的雨水摩擦发电机包括从下到上依次设置在透明绝缘层(9)上的第三透明导电层(7)和第三透明摩擦层(8)，该第三透明摩擦层(8)上设有材质与其相同的微纳凹凸结构层(11)；雨水天气时，携带摩擦电荷的雨滴降落到第三透明摩擦层(8)上，产生静电感应，使第三透明导电层(7)与地电位之间产生电势差，从而驱动自由电子在第三透明导电层(7)与地电位之间正向流动，当雨滴在第三透明摩擦层(8)上滑落后，由于静电感应，第三透明导电层(7)与地电位之间产生与之前极性相反的电势差，从而驱动自由电子在第三透明导电层(7)与地电位之间反向流动，如此循环往复，雨水摩擦发电机持续向外输出交流电。