无铅KNN/rGO/PDMS柔性复合薄膜压电纳米发电机

碱金属铌酸系(K,Na)NbO_(3)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)无铅柔性复合薄膜压电纳米发电机因环境友好及良好的柔性引起了广泛关注。然而,复合材料的低介电常数限制了其应用。采用溶胶-凝胶技术合成K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)(KNN)纳米粒子,通过旋涂工艺制备KNN/还原氧化石墨烯(rGO)/PDMS柔性复合薄膜,并采用多层封装工艺制备了KNN/rGO/PDMS压电纳米发电机。系统研究了rGO的掺杂量对复合薄膜压电纳米发电机的压电性能影响,当掺杂rGO的质量分数为1.5%时,KNN/rGO/PDMS柔性复合压电纳米发电机的输出电压达到最大值6.0 V,比未掺杂rGO的KNN/PDMS柔性复合压电纳米发电机输出电压提高了94%。KNN/rGO/PDMS柔性复合薄膜压电纳米发电机可为储能电容器(电容47μF)充电,并成功点亮商用红色发光二极管(LED),且该压电纳米发电机5000次敲击测试结果显示输出电压稳定。因此,该柔性复合薄膜压电纳米发电机有望在柔性自供电可穿戴设备和电子皮肤等领域得到广泛应用。