基于摩擦伏特效应的柔性直流电源研究进展

作     者：孟佳 蒲雄 王中林 MENG Jia;PU Xiong;WANG Zhonglin

作者机构：中国科学院北京纳米能源与系统研究所北京101400 广西大学物理科学与工程技术学院南宁530004 

基　　金：科技部国家重点研发计划项目(2021YFA1201603) 国家自然科学基金项目(52173274) 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2024年第52卷第8期

页      码：1-14页

摘      要：摩擦起电(triboelectrification,TE)是几乎所有材料表面都存在的物理现象,而半导体材料的TE不同于起静电的介电材料。在半导体与半导体或金属的动态接触界面上,机械摩擦导致界面原子间化学键合的不断破坏和重建过程,释放能量量子(也称键合子)来激发半导体界面的非平衡电子-空穴对,被激发的电子-空穴对在p-n结(或肖特基结、半导体异质结)的内建电场的作用下分离,从而在外电路产生直流电,该现象被称为摩擦伏特效应。此过程类似于光伏效应,不同之处在于能量的来源。在摩擦伏特效应中,电子-空穴对是由界面处原子瞬时跃迁释放的能量或界面处形成新键时释放的能量来激发,而光伏效应则是由光能激发。本文综述了基于摩擦伏特效应的直流发电机的研究进展,包括机理研究、材料与器件设计、表面改性增强策略等多个方面,并讨论了摩擦伏特器件在可穿戴设备领域作为柔性直流电源的设计开发、性能优化以及未来潜在应用场景。

主 题 词：摩擦伏特效应 摩擦纳米发电机 直流发电机 柔性电源 摩擦伏特纳米发电机 

学科分类：080903[080903] 07[理学] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 070205[070205] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000088

馆 藏 号：203128417...