一种耐高温的摩擦纳米发电机结构及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种耐高温的摩擦纳米发电机结构，所述发电机结构包括以摩擦动作产生脉冲直流电输出的上摩擦件和下摩擦件，上摩擦件包括顺序设置的上电极和耐高温的上摩擦层，下摩擦件为下电极与下摩擦层组合而成的耐高温的高功函数金属电极；所述上摩擦层为半导体摩擦层，其材质为本征半导体或者轻掺杂半导体，当上摩擦层与下摩擦件以摩擦动作进行接触

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的摩擦纳米发电机结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新能源技术和电子
，尤其是一种耐高温的摩擦纳米发电机结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]摩擦纳米发电机是利用摩擦电效应和静电感应相结合的原理将环境中的机械能转化为电能，其具有制备工艺简单，原材料不受限制，输出功率高，稳定性好等优点。从第一台摩擦纳米发电机专利技术至今，在材料优化、工作模式、应用场景等许多方面都取得了重大突破，受到了世界的广泛关注。
[0003]目前，摩擦纳米发电机通常工作于常温环境或低温环境下，很难在高温环境下工作。一方面，由于在实际应用中常采用有机材料作为摩擦层，该材料具有固有局限性，难以抵抗高温。另一方面，当摩擦纳米发电机其处于高温环境中时，摩擦层中积聚的摩擦电荷会通过热电子发射而耗散，导致摩擦纳米发电机的输出性能大幅度地降低。此外，金属电极在高温下电阻增大，也会降低摩擦纳米发电机的输出。因此，开发适用于高温环境甚至是局部高温环境的高输出摩擦纳米发电机对于发动机、排气管等部位的能量收集、实时监测等应用场景具有重要的意义。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述发电机结构包括以摩擦动作产生脉冲直流电输出的上摩擦件和下摩擦件，上摩擦件包括顺序设置的上电极和耐高温的上摩擦层，下摩擦件为下电极与下摩擦层组合而成的耐高温的高功函数金属电极；所述上摩擦层为半导体摩擦层，其材质为本征半导体或者轻掺杂半导体，当上摩擦层与下摩擦件以摩擦动作进行接触
‑
分离时，高功函数金属电极在摩擦动作中与半导体摩擦层形成肖特基势垒，在摩擦伏特效应的作用下，上电极和下电极之间形成脉冲直流电输出。2.根据权利要求1所述的一种耐高温的摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述上电极为导电的杂质半导体上电极，其材质为高掺杂N型半导体或者高掺杂P型半导体，在高温时其导电性能的电阻率下降；所述半导体摩擦层为绝缘体，材质为本征半导体或者轻掺杂半导体，在高温下电阻率下降；所述高功函数金属电极的下电极功函数大于半导体摩擦层的半导体摩擦材料功函数，以使两者接触时形成肖特基接触。3.根据权利要求2所述的一种耐高温的摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述半导体摩擦层、高功函数金属电极的稳定工作的温度范围为500度以下；所述摩擦纳米发电机通过外力驱动，使上摩擦件和下摩擦件进行接触
‑
分离动作，并通过上摩擦件和下摩擦件中的半导体材料、杂质半导体材料和金属材料在高温下的电阻率变化来提升电子流动效应，以提升高温环境下的电流输出性能。4.根据权利要求2所述的一种耐高温的摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述杂质半导体掺杂浓度大于10
18
cm
‑3,厚度为0.01mm
‑
2mm，电阻率小于10
‑3Ωcm
‑1；所述半导体摩擦层的杂质浓度小于10
18...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华民，林锦程，高凯伦，刘智强，王军，
申请(专利权)人：闽江学院，
类型：发明
国别省市：