通过n-ZnO/p-NiO散装接口调整基于ZnO的压电纳米发电机效率
Abhinav Mahapatra1,2, R S Ajimsha3, Deepak Deepak4
1Oxide Nano-Electronics Lab, Laser Materials Processing Division, Raja Ramanna Centre for Advanced Technology, Indore, 452 013, India. patraabhi007@gmail.com.
Scientific reports
|May 24, 2024
概括
灵活的基于ZnO的压电纳米发电机 (PENG) 通过结合NiO进行了增强,实现了更高的输出电压和电流. 这一进步为自动供电设备和电子产品提供了改进的能源采集.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 压电纳米发电机 (PENG) 对于收集环境机械能量至关重要.
- 基于氧化 (ZnO) 的PENG为传感器和电子设备提供可持续的电源解决方案.
- 提高ZnO PENG的性能是实际应用的关键.
研究的目的:
- 开发灵活的基于ZnO的PENG.
- 通过纳入NiO,提高ZnO PENGs的能量转换效率.
- 调查性能提升背后的机制.
主要方法:
- 在PDMS矩阵中使用ZnO微粒制造柔性PENG.
- 在散装异质连接几何学中将p型NiO与ZnO结合在一起.
- 系统地改变ZnO和NiO度以优化性能.
主要成果:
- 使用15%重量ZnO的最佳PENG显示出约42.4V/2.4μA的输出.
- 引入10%重量的NiO显著提高了性能,达到65V/4.1μA.
- 最大输出功率密度达到37.9μW/cm2,功率密度每单位力和赫兹为0.32μW/cm2·N·Hz.
结论:
- 的加入通过减少自由电子度和抑制内部选,有效地提高了的性能.
- 经过优化后的PENG通过启动LED和计时器来证明其实用性.
- 本研究提出了一种可扩展和具有成本效益的方法,用于高性能基于ZnO的PENGs.


