High contact surface area enhanced Al/PDMS triboelectric nanogenerator using novel overlapped microneedle arrays and its application to lighting and self-powered devices
摘要\n增强摩擦电纳米发电机( TENG )输出性能的一个关键是如何增加强烈依赖于特征形貌和模式密度的有效接触面积。传统的TENG形貌包括金字塔、立方体、线条、柱子和特征表面积不足的穹顶，通常采用昂贵而耗时的光刻和刻蚀工艺。在此，我们提出了一种新的高总接触表面积重叠微针( OL- MN )阵列形貌，以提高铝/聚二甲基硅氧烷( Al / PDMS ) TENG在低工作频率下的输出性能。比较研究了两种不同的低密度和高密度微针阵列，即LD- MN和HD- MN。采用低成本CO2激光烧蚀与PDMS铸造一体化工艺进行快速成型。在恒定的激光功率和扫描速度下，OL-MN与LD-MN和HD-MN相比，具有最高的总接触表面积。OL- MN- TENG的开路电压( Voc )和短路电流( I sc )的输出性能分别为123 V和109.7μA，分别是LD- MN- TENG的Voc和I sc的3.66和3.71倍。优秀的OL-MN-TENG可以在串联的103个LED上点亮，并在电容器中储存能量，用于各种自供电设备。