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[2018年IEEE第13届纳米/微米工程与分子系统国际年会（NEMS）- 新加坡，新加坡（2018.4.22-2018.4.26）] 2018年IEEE第13届纳米/微米工程与分子系统国际年会（NEMS）- 通过在PVDF-BTO层间夹入静电还原氧化石墨烯层提升压电纳米发电机的能量收集性能

DOI：10.1109/NEMS.2018.8557016 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 本文研究了自极化三层压电纳米发电机（PENGs）的制备与表征。该三层结构通过将表面改性的n型还原氧化石墨烯（n-rGO）层夹在聚偏氟乙烯-钛酸钡（PVDF-BTO）片材之间获得。高电荷n-rGO层无需外加电场即可通过吸引并排列上下PVDF-BTO片材中的偶极子来提高PVDF的结晶度。X射线衍射图谱也证实了PVDF中电活性β相的增强。为进行对比分析，制备了三种不同的单层（PVDF-BTO）、双层（n-rGO/PVDF-BTO）和三层（PVDF-BTO/n-rGO/PVDF-BTO）纳米发电机。其中，三层纳米发电机的开路电压最高达到10 V峰峰值，在2N作用力下短路电流为2.5 μA峰峰值。最后，还测试了所制备纳米发电机在多次按压释放循环下的机械稳定性。据估算，我们制备的PENG有望成为驱动柔性小型电子器件的理想组件。
作者： Usman Yaqoob，Hyeon Cheol Kim
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过在PVDF-BTO层间夹入静电还原氧化石墨烯(rGO)层来提升压电纳米发电机的能量收集性能。

研究成果

三层结构（PVDF-BTO/n-Gr/PVDF-BTO）的压电纳米发电机展现出10 V峰峰值和2.5 μA峰峰值的最高输出电压与电流，最大输出功率达5.8 μW。该器件具有优异的稳定性，有望成为微型自供电电子设备的潜在供能方案。

研究不足

该研究聚焦于特定条件（如施加2牛顿的力）下压电纳米发电机（PENGs）的制备与表征。若要实现更广泛的应用，可能需要在不同条件下进行进一步优化和测试。

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