The invention relates to the field of new green renewable energy acquisition technology, and discloses a DC generator based on dynamic PN junction, which is mainly composed of two semiconductor materials with different Fermi levels. The output of DC electric signals can be obtained by moving the two semiconductor layers. The present invention is based on a dynamic PN junction DC generator. The PN semiconductor contacts form a built-in potential. Under the action of built-in electric field, the diffusion charges generated by the lateral movement of PN junctions in the junction area will be directionally separated and generate current, thus directly converting the external mechanical energy into DC electric energy, which can provide renewable and clean energy for various electronic devices and products. Compared with the traditional electromagnetic induction generator and nano-generator, the current density of the generator is very high, and the insulation layer can improve the generation voltage. The material required is simple and the DC signal can be output without additional rectifier circuit. The process flow and device structure are simple and the cost is low.
【技术实现步骤摘要】
一种基于动态PN结的直流发电机及其制备方法
本专利技术涉及一种基于动态PN结的直流发电机及其制备方法,属于新型绿色可再生能源获取
技术介绍
在电子产品快速发展和环境污染、能源危机问题日益严峻的今天,人们开始寻求一种微型、可便携的绿色清洁能源来替代传统的锂电池,为电子设备提供能量。近些年来,作为一种新型、可再生、微型便携的绿色能源器件,纳米发电机逐渐进入人们的视野,成为研究领域和应用层面中的新星,引起了学术界和产业界的广泛关注。纳米发电机可以将自然界中的多种天然、绿色能量,例如:风能、机械能、潮汐能等等,转化为电能输出,从而可以为电子设备提供能量,不受环境因素的限制,在很大程度上可以减小环境污染问题带来的负面影响,并缓解能源危机。2006年提出的压电发电机以及2012年提出的摩擦发电机近年来飞速发展,但受限于材料、结构以及工作原理,发电的电流以及功率还不够高且输出的是交流电信号。在本专利技术中,我们利用两种具有不同费米能级的半导体材料之间的相互接触移动,得到了基于动态PN结的直流发电机,减少了对材料、结构以及工作原理的限制。在PN结结区的极强内建电场的作用下,可以得到极高的电流密度;且绝缘层可以提高发电电压。不需要外加整流电路即可输出直流电信号,工作稳定,工艺步骤和器件结构简单。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于动态PN结的直流发电机及其制备方法。本专利技术的基于动态PN结的直流发电机,该直流发电机包括两部分,一部分为第一种半导体层,在其背面设有第一电极,正面设有一层绝缘层;另一部分为第二种半导体层,在其一侧设有第二电极,第一种半导体层的 ...
【技术保护点】
1.一种基于动态PN结的直流发电机,其特征在于,该直流发电机包括两部分,一部分为第一种半导体层(1),在其背面设有第一电极(2),正面设有一层绝缘层(3);另一部分为第二种半导体层(4),在其一侧设有第二电极(5),第一种半导体层的正面与第二种半导体层的裸露侧相互接触并可相对滑动,形成动态的PN结直流发电机,所述的第一种半导体层(1)以及第二种半导体层(4)所用材料的费米能级不同。
【技术特征摘要】
1.一种基于动态PN结的直流发电机,其特征在于,该直流发电机包括两部分,一部分为第一种半导体层(1),在其背面设有第一电极(2),正面设有一层绝缘层(3);另一部分为第二种半导体层(4),在其一侧设有第二电极(5),第一种半导体层的正面与第二种半导体层的裸露侧相互接触并可相对滑动,形成动态的PN结直流发电机,所述的第一种半导体层(1)以及第二种半导体层(4)所用材料的费米能级不同。2.根据权利要求1所述的一种基于动态PN结的直流发电机,其特征在于,所述的第一种半导体层(1)以及第二种半导体层(4)均选自硅、砷化镓、铟镓砷、氧化锌、锗、氮化硅、碲化镉、氮化镓、磷化铟。3.根据权利要求1所述的一种基于动态PN结的直流发电机,其特征在于,所述的绝缘层(3)选自二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化硼等绝缘材料中的一种,厚度不超过500nm。4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:林时胜,陆阳华,郝珍珍,冯思睿,沈闰江,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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