异质三明治结构柔性薄膜压电纳米发电机研究

采用旋涂法制备不同质量分数还原氧化石墨烯(rGO)的PVDF/rGO复合薄膜.采用层层堆叠法构建层层组装异质三明治结构(PVDF/rGO-PVDF-PVDF/rGO)的压电纳米发电机(PNG).系统研究了rGO掺杂、异质结构设计对压电输出性能的影响.研究结果表明,在掺杂rGO质量分数为0.4％时,单层PVDF/rGO复合薄膜压电纳米发电机的开路电压达到1.76 V,短路电流达到0.18μA.层层组装异质类三明治结构PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4的PNG,开路电压高达7.72 V,是单层PVDF/rGO复合PNG的4.39倍;短路电流可达0.69μA,是单层PVDF/rGO复合PNG的3.83倍,这促进了电荷的转移,提高了电荷利用率.PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4复合层层异质结构PNG经过4000次循环敲击测试,三层异质复合PNG压电输出稳定,有望在柔性可穿戴电子器件、人机交互及电子皮肤等领域得到广泛应用.