摩擦起电是生活中常见的物理现象。自年王中林课题组发明摩擦纳米发电机以来,摩擦发电技术逐渐成为一种能源收集的主流技术,而摩擦起电现象也受到研究者的
中国科学院北京纳米能源与系统研究所针对摩擦伏特效应现象做了一系列的工作。比如,从微观尺度证明了摩擦伏特效应的输出性能与半导体材料表面能态密度关系密切(Adv.Mater.,32,1)。在宏观尺度研究了摩擦伏特效应器件的输出性能(Adv.EnergyMater.,10,1)。通过温度效应,验证摩擦伏特效应的电流产生机制(Mater.TodayPhys.,16,)。并发现液体-半导体之间也存在摩擦伏特效应(NanoEnergy,76,)。
近期,北京纳米能源与系统研究所在液体-固体摩擦伏特效应方面又有新的发现。该所的研究团队报道了摩擦伏特效应与光生伏特效应在液体-固体界面的耦合,研究了二者的相互影响与作用。该工作报道了摩擦伏特效应和光生伏特效应的电压输出呈现非线性叠加。在光照下,发现摩擦伏特效应的电压有所减小。而摩擦伏特效应的电流有很大的增益。这揭示了水与半导体界面处的光激发电子-空穴对将有助于摩擦电流,并且增强的摩擦电流随着光强度的增加或光波长的减小而增加。从摩擦伏特效应器件的角度来讲,光照产生的载流子能够降低半导体界面处的内阻,从而使摩擦电流增加。而摩擦电压与光伏电压之和取决于内建电场的大小,由于光伏电压的产生,摩擦电压略有减小。该工作进一步证明了摩擦伏特效应机理的正确性,并且从一个新的角度证明了固体与液体之间相互摩擦存在电子交换。该工作发表在最新一期的NanoEnergy上。
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