界面缓冲层对全旋涂式PVDF–TrFE/ZnO量子点传感器压电性能的影响

首先制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF-TrFE)/氧化锌(ZnO)量子点复合压电薄膜,采用广角X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜及原子力显微镜等对其结构及形貌进行了表征。以其作为核心功能层,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为界面缓冲层,采用全旋涂法成功制备了PVDF–TrFE/ZnO量子点压电传感器,分别利用落球试验及激振试验研究了PVP对传感器压电性能的影响。结果表明,添加PVP界面缓冲层的压电传感器输出电压为(1.84±0.06) V,误差棒较小,且在抗疲劳测试中经过3?500次机械循环后,输出电压仍保持在0.83 V。一方面,PVP缓冲层的亲水性使其分别与压电层中的ZnO量子点、聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)电极层紧密结合,利于电荷在压电层与电极之间的传输;另一方面,PVP缓冲层良好的成膜性改善了压电层和PEDOT:PSS电极层的层间接触,利于收集更多的压电层电荷。制备的全旋涂式PVDF–TrFE/ZnO量子点压电传感器在柔性可穿戴领域具有广阔的应用前景。