背景介绍
动能收集对于可穿戴电子产品和物联网的发展具有至关重要的意义。电池的能量总是有限的，特别是考虑到电子产品的轻量化和小型化;而可再生动能是无处不在的、可持续的。利用机械动能产生直流电是实现自供电可穿戴电子产品的关键。摩擦纳米发电机(TENG)可以很好地解决这一问题，但是，常规的TENG一般采用交流电的形式供电、内部阻抗高，设计交直流转换和阻抗匹配的电路必不可少、且电能利用效率有限，因此，也需要开发具有低内阻抗的柔性直流发电机。目前，已报道的可穿戴直流发电机主要包括以下三种：首先，通过适当的机械设计使TENG的两个电极自动切换来产生直流电，但其内在机制仍然与交流TENG相同。另一种方法是基于接触起电和介电击穿的耦合效应，利用一个电极和带电薄膜之间间隙处的介电击穿放电实现两个电极之间的直流回路。最近研究发现利用金属-绝缘体-半导体动态界面、P/N型半导体间动态界面、或金属-半导体动态界面的相对滑动，也可以产生直流电流，这一现象被称为摩擦伏特效应。
文章概述
近日北京纳米能源与系统研究所报道了一种基于金属-半导体聚合物动态界面摩擦伏特效应的柔性直流发电机织物。摩擦伏特效应是指：在两种接触材料的动态界面上形成原子-原子键后释放能量“量子”，这种释放的“键能”能激发金属-半导体界面或半导体-半导体pn结上的电子-空穴对，在界面内建电场的作用下，电子空穴分离，并对外做电功。该直流发电机基于铝膜滑块和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)涂层织物之间的动态肖特基结，该织物直流发电机输出电压约为0.45~0.70V。将多台发电机分别串联或并联，即可提高电压和电流。七个发电机串联在一起，可以在不需要任何调理电路的情况下不断为电子表供电。这些发现为收获机械能和实现自供电系统提供了一种有效的策略。
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