【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于摩擦纳米发电机材料结构领域，涉及一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构。
技术介绍
1、在未来的几十年里，人们会在现有技术的基础上，致力于发展电子器件的多功能化，不可避免的要用到一系列传感器，这就要求我们对物联网(iot)和人工智能(ai)的快速发展提出了全新的发展策略，使我们的日常生活、制造过程和环境保护的各个方面产生了重大影响。微传感器网络在智能制造、智能家居/城市、生态保护、灾害监测/控制等领域发挥着越来越重要的作用。传感器网络依靠电力为其电子设备和芯片供电，而电池是首选的能源。然而，这种方法不仅需要额外的资源来频繁更换电池，而且由于处理废旧电池而导致环境污染，这与环保和可持续实践的主流方向相矛盾。摩擦纳米发电机(teng)作为一种微能量收集技术，具有广阔的应用前景，可以很好的运用到自供电无线传感的系统中来，作为能量源给整个系统提供能量。
2、然而，现有的摩擦纳米发电机在常温下工作的前景十分广阔，可在世界上仍有大部分的传感器工作场景是在十分严酷的极端环境下进行的，比如某些火灾报警装置，或者是某些沙漠环境监测的200℃的高温环境下。文献[xu cheng，zi yunlong，et al.on theelectron-transfer mechanismin the contact-electrification effect by advancedmaterials[j].2018,30：1706790]已经揭露了摩擦纳米发电机的工作机理为接触带电(ce)导致的电子转移，而电子转移速率又受到
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构。
2、第一方面，本专利技术提供一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其包括发电机主体、第一电极和第二电极。所述的第一电极固定在发电机主体的其中一个侧面上；第二电极设置在发电机主体的另一侧，且能够随着振动与发电机主体发生碰撞与分离。
3、所述的发电机主体包括层叠设置在电荷承接层和电荷阻挡层。所述的电荷阻挡层设置在电荷承接层背离第一电极的一侧。电荷承接层朝向电荷阻挡层的侧面经过注入电荷处理。
4、作为优选，所述的电荷阻挡层材质为sio2、al2o3、聚四氟乙烯或聚酰亚胺，厚度为0.08mm～1mm。
5、作为优选，该耐高温摩擦纳米发电机结构的工作温度为150℃～200℃。
6、作为优选，所述的电荷承接层的材质为聚四氟乙烯。
7、作为优选，所述的电荷阻挡层材质为sio2。
8、作为优选，所述的第一电极、电荷承接层和电荷阻挡层通过能够耐受工作温度的胶带固定在一起。
9、作为优选，所述的电荷承接层的材质为sio2或al2o3，其厚度为0.5mm～5mm。
10、作为优选，在电荷承接层的侧面上注入电荷的方式为使用电荷枪注入。
11、作为优选，所述的第一电极和第二电极的材质为金、银或铜，厚度为0.03mm～0.5mm。
12、第二方面，本专利技术提供一种前述的摩擦纳米发电机在高温环境下持续进行摩擦发电的应用。高温环境对应的温度值为150℃～200℃。
13、本专利技术的有益效果为：
14、本专利技术在注入电荷的电荷承接层的基础上，增设电荷阻挡层，有效降低了电荷承接层中的电荷在高温下的热电子发射速率，使得本专利技术中的耐高温摩擦纳米发电机结构能够在150℃～200℃的高温环境下保持更多电荷，维持长时间的摩擦发电性能。
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1.一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，包括发电机主体、第一电极(1)和第二电极(2)；所述的第一电极(1)固定在发电机主体的其中一个侧面上；第二电极(2)设置在发电机主体的另一侧，且能够随着振动与发电机主体发生碰撞与分离；其特征在于：所述的发电机主体包括层叠设置在电荷承接层(3)和电荷阻挡层(4)；所述的电荷阻挡层(4)设置在电荷承接层(3)背离第一电极(1)的一侧；电荷承接层(3)朝向电荷阻挡层(4)的侧面经过注入电荷处理。
2.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：该耐高温摩擦纳米发电机的工作温度为150℃～200℃。
3.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述的电荷阻挡层(4)材质为SiO2、Al2O3、聚四氟乙烯或聚酰亚胺，厚度为0.08mm～1mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述的电荷承接层(3)的材质为聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦
6.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述的第一电极(1)、电荷承接层(3)和电荷阻挡层(4)通过能够耐受工作温度的胶带固定在一起。
7.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述的电荷承接层(3)的材质为SiO2或Al2O3，其厚度为0.5mm～5mm。
8.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：在电荷承接层(3)的侧面上注入电荷的方式为使用电荷枪注入。
9.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述的第一电极(1)和第二电极(2)的材质为金、银或铜，厚度为0.03mm～0.5mm。
10.如权利要求1、3-9中任意一项所述的摩擦纳米发电机在高温环境下持续进行摩擦发电的应用；其特征在于：高温环境对应的温度值为150℃～200℃。
...【技术特征摘要】
1.一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，包括发电机主体、第一电极(1)和第二电极(2)；所述的第一电极(1)固定在发电机主体的其中一个侧面上；第二电极(2)设置在发电机主体的另一侧，且能够随着振动与发电机主体发生碰撞与分离；其特征在于：所述的发电机主体包括层叠设置在电荷承接层(3)和电荷阻挡层(4)；所述的电荷阻挡层(4)设置在电荷承接层(3)背离第一电极(1)的一侧；电荷承接层(3)朝向电荷阻挡层(4)的侧面经过注入电荷处理。
2.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：该耐高温摩擦纳米发电机的工作温度为150℃～200℃。
3.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述的电荷阻挡层(4)材质为sio2、al2o3、聚四氟乙烯或聚酰亚胺，厚度为0.08mm～1mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有电荷阻挡层的耐高温摩擦纳米发电机结构，其特征在于：所述的电荷承接层(3)的材质为聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈金凯，江靖扬，常世元，张晨皓，骆季奎，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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