采用阳离子巯基自组装单层高功函数电极表面功能化,实现高功率密度和长期稳定的柔性摩擦电纳米发电机
本研究采用阳离子( 11 -巯基十一烷基) -N,N,N-三甲基溴化铵( MUTAB )自组装单层膜( SAM )作为高功函数( WF ) Ag电极表面修饰层,以提高摩擦电纳米发电机( TENG )的性能和稳定性。MUTAB的硫醇头基可与Ag表面形成共价键,而带正电荷的铵基可诱导良好的表面偶极矩降低Ag层的WF,使Ag电极向聚二甲基硅氧烷( PDMS )介质层的电荷转移。该策略与基于溶液处理的Ag纳米颗粒层的大面积柔性TENG高度兼容,其开路电压( Voc )为1008 V,短路电流( Isc )为124.9 µ A,功率密度为39.4 W m-2。利用柔性TENG的高输出特性,可以实现328个发光二极管的瞬时点亮。更令人鼓舞的是,由此产生的TENG也具有良好的稳定性,经过30万次的连续测试,保持了原来Voc的约96 %。本研究结果突出了SAM表面改性对高效、长期稳定的TENG的重要性,可促进智能自发电系统的发展。