[发明专利]一种基于氧化锌微球阵列修饰的摩擦发电机

摘要

本发明公开了一种基于氧化锌微球阵列修饰的摩擦发电机，主要包括：相对放置的第一摩擦板、第二摩擦板、以及用于固定两块摩擦板的弹性端架。其中第一摩擦板，主要由第一基板、第一电极以及第一介电薄膜组成；第二摩擦板，主要包括氧化锌微球阵列、带金字塔微结构的第二介电薄膜、第二电极以及第二基板。本发明摩擦发电机能够将机械能转换为电能，具有结构简单、制备简便、成本低廉等特点，并使得摩擦发电机具有更高的电性能输出。

主权项

1.一种基于氧化锌微球阵列修饰的摩擦发电机，其特征在于：包括相对放置的在上的第一摩擦板、在下的第二摩擦板，以及固定在二摩擦板两端的的弹性端架；两块摩擦板的位置可以互换；第一摩擦板主要由第一基板(2)、置于第一基板上的第一电极(3)、以及敷于第一电极上的第一介电层薄膜(5)组成；第二摩擦板包含第二基板(9)、置于第二基板上的第二电极(7)、敷于第二电极上的带金字塔微结构第二介电层薄膜(8)，第二介电薄膜金字塔顶上置有氧化锌ZnO微球阵列修饰；用于修饰的氧化锌微球的优选尺寸为3～8微米；第一介电层薄膜(5)和第二介电层薄膜(8)的材料存在摩擦电极序差异；所述具有氧化锌微球阵列的摩擦发电机采用如下的步骤进行修饰修饰和制备：S1、通过掩膜曝光及湿法刻蚀的方式在硅基底上制作倒金字塔的模具，所述硅基底的晶型为100或111；S2、用三甲基氯硅烷对S1所得硅模具进行硅烷化处理；S3、以质量比为3：1配制聚二甲基硅氧烷PDMS胶体，并将胶体附与S2所得的具有倒金字塔结构的硅模具上，并在45℃条件下烘烤8小时；S4、将S3所得的PDMS薄膜与硅基底剥离；S5、在S4所得的具有金字塔结构的PDMS薄膜表面镀一层约100nm厚的ZnO作为种子层；S6、将S5所得的薄膜浸入浓度为0.1M的硝酸锌和乌洛托品的混合溶液，85℃静置12小时；S7、将S6所得薄膜无金字塔结构的一面贴于第二电极后，将第一电极固定在第二基板上；S8、将第一介电层薄膜材料贴于第一电极后，固定在第一基板上；S9、第一基板与第二基板相对放置，通过固定在基板两端的弹性端架控制基板在完全分离的状态时有一定的间隙。