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基于PVDF-TrFE薄膜的柔性压电纳米发电机

发布时间:2018-12-11 12:32
【摘要】:实验制备的柔性压电纳米发电机用旋涂得到的PVDF-Tr FE薄膜作为有源层来实现机电转换。纳米发电机的有源层PVDF-Tr FE薄膜在外加电场和温度场下被极化。在极化过程中,PVDF-Tr FE薄膜的部分顺电相(α相)转变成铁电相或压电相(β相)。纳米发电机上下电极间的电压分布经过Comsol Multiphysics的数值分析,发现其垂直于PVDF-Tr FE薄膜方向。纳米发电机产生的峰值开路输出电压值VOC为7 V,短路输出电流密度ISC/AE为0.53μA/cm2。实验发现纳米发电机的短路输出电流ISC与有效工作面积间AE近似有线性关系,而物理模型计算得到的ISC也揭示了ISC和AE两者间的线性关系,实验结果验证了物理模型计算结果的准确性。因此,增加纳米发电机的有效工作面积AE可以增强其短路输出电流和输出功率。
[Abstract]:The electromechanical conversion of flexible piezoelectric nanogenerators is realized by using the PVDF-Tr FE thin film as the active layer. The active layer PVDF-Tr FE film of nano generator is polarized under the applied electric field and temperature field. In the process of polarization, part of the paramagnetic phase (伪 phase) of PVDF-Tr FE thin film is transformed into ferroelectric phase or piezoelectric phase (尾 phase). The voltage distribution between the upper and lower electrodes of the nano-generator was numerically analyzed by Comsol Multiphysics, and it was found that the voltage distribution was perpendicular to the direction of the PVDF-Tr FE film. The peak open-circuit output voltage (VOC) is 7 V, and the short-circuit output current density (ISC/AE) is 0.53 渭 A / cm ~ (2). It is found that the short circuit output current (ISC) of the nano generator is approximately linear with the AE between the effective working area, and the ISC calculated by the physical model also reveals the linear relationship between ISC and AE. The experimental results verify the accuracy of the calculation results of the physical model. Therefore, increasing the effective working area (AE) of nano generator can enhance its short circuit output current and output power.
【作者单位】: 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(61176090)
【分类号】:TM31

【共引文献】

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本文编号:2372560

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