湿度对铜-聚氯乙烯基摩擦纳米发电机输出性能的影响

以铜、聚氯乙烯作为正、负摩擦材料制备基于独立层工作模式的胶囊型摩擦纳米发电机,实现周期性外力作用下电能的输出。设计制备湿度可控测试系统,研究湿度对摩擦纳米发电机输出性能的影响,通过优化摩擦纳米发电机工作环境湿度增强器件电能输出。实验表明:工作环境湿度可以显著影响摩擦纳米发电机的输出性能,随着相对湿度从10%提高到33%时,铜/聚氯乙烯基摩擦纳米发电机输出开路电压、短路电流、转移电荷随相对湿度的增大单调上升;当相对湿度为33%时,摩擦纳米发电机的输出开路电压、短路电流、转移电荷分别达到287 V、8.2μA、315 nC,分别是相对湿度为10%情况下输出的8.1倍、9.3倍、8.1倍;当相对湿度大于33%时,摩擦纳米发电机输出呈单调下降趋势。