一种柔性压电能量收集器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种柔性压电能量收集器及其制备方法，包括：在衬底的第一表面形成图形化的牺牲层；在牺牲层远离衬底的表面形成底电极；在底电极远离牺牲层的表面采用奇偶层差异退火工艺形成压电层；在压电层远离底电极的表面形成顶电极；腐蚀牺牲层将压电结构转印到柔性衬底上，得到柔性压电能量收集器。通过实施本发明专利技术，采用对牺牲层进行图形化处理，减少器件腐蚀剥落时间，提高转印成功率；在形成压电层时，每层薄膜进行一次热处理，且奇数层和偶数层采用的热处理工艺不同，形成的压电层薄膜致密性高，从而提高了最终形成的收集器的输出性能。此外，最终制备得到的柔性压电能量收集器能够用于电力场景中振动能量的收集，满足当前振动能量收集需求。前振动能量收集需求。前振动能量收集需求。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性压电能量收集器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电力能量收集
，具体涉及一种柔性压电能量收集器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电网智能化的不断推进，电网需监控的参量越来越多，在线监测装置的供电问题越来越突出。目前常见的在线监测装置供能方式有蓄电池供能、太阳能供能、激光供能和振动供能。然而输电线路等电力环境中存在着丰富的振动能量来源，且振动能量收集器具有结构简单、能量密度高的特点，因此振动能量收集在输电线路在线监测装置供电方面有着非常可观的应用前景。
[0003]但是目前面向电力场景应用的振动能量收集器在制备工艺方面存在着下述尚待解决的问题：(1)为了适配各种异形电力设备，具有变形能力的柔性能量收集器在电力场景应用方面具有极大的优越性，但目前将器件从刚性衬底转移至柔性衬底的转印工艺存在着成功率低、步骤复杂等缺陷；(2)振动能量收集器的输出性能普遍偏弱，且以压电陶瓷为核心功能材料的振动能量收集器在长期工作中易出现压电层疲劳脱落现象。(3)电力环境复杂恶劣，目前缺少能够针对电力场景应用有效保护能量收集器核心结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性压电能量收集器的制备方法，其特征在于，包括：在衬底的第一表面形成图形化的牺牲层；在所述牺牲层远离所述衬底的表面形成底电极；在所述底电极远离所述牺牲层的表面采用奇偶层差异退火工艺形成压电层；在所述压电层远离所述底电极的表面形成顶电极；腐蚀所述牺牲层将包含底电极、压电层以及顶电极的压电结构转印到柔性衬底上，得到柔性压电能量收集器。2.根据权利要求1所述的柔性压电能量收集器的制备方法，其特征在于，在所述底电极远离所述牺牲层的表面采用奇偶层差异退火工艺形成压电层，包括：在所述底电极远离所述牺牲层的表面形成预设层数的PZT薄膜，预设层数为偶数，其中，奇数层PZT薄膜形成工艺为旋凃一层PZT前驱体溶液，在温度为180℃
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200℃烘箱内进行5min
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6min的烘干处理、在温度340℃
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360℃马弗炉内进行5min
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6min的预热处理；偶数层PZT薄膜形成工艺为旋凃一层PZT前驱体溶液，在温度为180℃
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200℃烘箱内进行5min
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6min的烘干处理、在温度340℃
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360℃马弗炉内进行5min
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6min的预热处理、在580℃
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620℃马弗炉内进行8min
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10min的退火处理。3.根据权利要求1所述的柔性压电能量收集器的制备方法，其特征在于，在所述牺牲层远离所述衬底的表面形成底电极，包括：在所述牺牲层远离所述衬底的表面形成钛薄膜层；在所述钛薄膜远离所述牺牲层的表面形成铂薄膜层；对所述钛薄膜层和所述铂薄膜层进行湿法腐蚀，得到图形化的底电极。4.根据权利要求1所述的柔性压电能量收集器的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志东，黄辉，李春龙，高凯，曾鹏飞，田昊洋，贺林，吴天逸，梁云，邓辉，孙晓艳，黄凤，黄莉，田文锋，杨智豪，王瑶，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：