CN103888016B - 有机薄膜发电机及其制备方法和有机薄膜发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有机薄膜发电机及其制备方法和有机薄膜发电机组。该有机薄膜发电机包括至少一个组合单元的有机薄膜叠加体，每个组合单元包括上、下电极层和位于两个电极层之间的至少两层有机薄膜层，每一个组合单元中的有机薄膜层的排列规则是从上到下其构成材料在摩擦电势序列中的排序依次上升或者依次下降，其中有机薄膜层彼此接触的表面中的部分或者全部的表面经过砂纸打磨处理。该有机薄膜发电机还可包括外包封装层和引出电路。本发明提供了一种结构简单、质量轻盈、易于实现并且可提供较高电输出的有机薄膜发电机及其制备方法和由其构成的发电机组，对于有机薄膜发电机的市场化应用具有重大意义。

Description

有机薄膜发电机及其制备方法和有机薄膜发电机组

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体地，涉及有机薄膜发电机及其制备方法和发电机组。

背景技术

目前全球都面临着常规能源短缺和环境保护的双重压力。各种新型发电形式的开发和应用，对缓解当前的能源压力起着重要作用。寻求减少环境破坏和自然资源消耗的新型发电形式，已成为可持续发展趋势的必然要求。因此，开发和应用新型发电原理、材料和设备，对环境保护和能源节约具有重大意义。

另一方面，微电子技术领域中便携式电子设备和微型自驱动系统的发展，要求发电机具有更高的发电效率和更小的质量及体积，也对传统的发电装置提出了新的挑战。

制造常规发电机需要大量金属材料，并且其体型庞大无法应用于便携式、植入式及小型自驱动式电子设备。通常常规的发电方式还可能导致环境破坏和资源消耗。

有机薄膜材料一般为优良的电绝缘体，对电子的约束能力不同的材料在相互接触和/或摩擦时会发生电子转移，使得到电子的材料带负电，失去电子的材料带正电。材料在与其他材料相互接触和/或摩擦时得到电子的能力由低到高的排列序列即为摩擦电势序列（Triboelectricity series）。在两种不同的材料发生接触和/或摩擦时，排序靠前的材料表面带正电，排序靠后的材料表面带负电。其他条件相同的情况下，两种材料接触和/或摩擦中产生的电量与该两种材料在摩擦电势序列中的距离有关，距离愈大，表面可产生的电量愈多。自摩擦电势序列提出至今，其原理已被广泛验证，各种已知和新合成材料的相对的电子能也被不断明晰准确。

美国佐治亚理工学院教授王中林等曾提出利用有机薄膜接触和/或摩擦发电的发电机。试验表明，对有机薄膜表面进行微观处理以增加接触面的表面积，可以提高该发电机输出的电信号。现有文献中采用光刻蚀法（Photolithography）和/或深反应离子刻蚀法（Deep Reactive Ion Etching）对薄膜材料进行表面处理，这些方法不仅需要昂贵的专业刻蚀设备，操作起来也复杂耗时，并且对操作人员的技术水平要求很高，不利于工业化大规模生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本并且能提供较高电输出的有机薄膜发电机及其制备方法，本发明还提供了由该有机薄膜发电机构成的有机薄膜发电机组。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有机薄膜发电机，该有机薄膜发电机可包括：有机薄膜叠加体，所述有机薄膜叠加体包括至少一个组合单元，每一个所述组合单元包括上电极层、下电极层和位于所述上电极层和所述下电极层之间的至少两层有机薄膜层，所述至少一个组合单元中的每一者的所述有机薄膜层的排列规则是从上到下其构成材料在摩擦电势序列中的排序依次上升或者依次下降；外包封装层，用于封装所述有机薄膜叠加体；以及引出电路，所述引出电路分别电连接至所述有机薄膜叠加体两端。

优选地，所述组合单元中所述有机薄膜层彼此接触的表面中的部分或者全部的表面可经过砂纸打磨处理。

优选地，经过砂纸打磨处理的所述有机薄膜层的所述表面可具有纳米或者微米级的表面粗糙度。

其中，同一个有机薄膜叠加体中的多个组合单元间以串联的方式电连接。

优选地，构成所述有机薄膜层的材料为具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的柔性材料。

优选地，所述组合单元中的所述有机薄膜层之间采用能够相对移动的叠加方式。

优选地，构成每层所述有机薄膜层的材料可以为下列材料中的一种：聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯、聚苯丙烷碳酸盐、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯弹性体、聚邻苯二酸二烯丙酯、聚甲醛。

优选地，任意所述电极层可以是金、银、铂、铝、镍、铜、铁、铬、硒、上述任意金属的合金和铟锡金属氧化物膜涂层电极层中的一者。

优选地，所述上电极层和下电极层的厚度可为50nm-100nm。

优选地，所述有机薄膜层的彼此接触的两个表面可采用单层打磨、双层平行打磨和双层交叉打磨中的一种打磨图样。

优选地，所述组合单元中可包括2层或者3层有机物薄膜层。

本发明还提供了一种有机薄膜发电机的制备方法，该制备方法可包括：用砂纸打磨有机薄膜层的需要打磨的表面；将至少两层所述有机薄膜层以能够相对移动的方式叠加在一起，所述至少两层所述有机薄膜层的排列规则是从上到下其构成材料在摩擦电势序列中的排序依次上升或者依次下降；在叠加在一起的所述至少两层有机薄膜层中最上层的所述有机薄膜层的上表面形成上电极，在叠加在一起的所述至少两层有机薄膜层中最下层的所述有机薄膜层的下表面形成下电极，以形成组合单元；将至少一个所述组合单元组成有机薄膜叠加体，其中所述至少一个所述组合单元中的每一者的所述有机薄膜层的排序规则相同；将引入电路分别电连接至所述有机薄膜叠加体的两端；以及用外包封装层封装所述有机薄膜叠加体。

其中，同一个有机薄膜叠加体中的多个组合单元间以串联的方式电连接。

优选地，用砂纸打磨有机薄膜层的需要被打磨表面可包括：将所述有机薄膜层水平放置，并且将需要打磨的所述表面朝上放置；将所述砂纸覆盖在所述有机薄膜层上；将重物放置于所述砂纸上；以及固定所述重物和所述有机薄膜层，平拉所述砂纸。

优选地，所述砂纸是280目、320目、400目、500目、600目、800目、1000目、1200目、1400目、1600目、1800目、2000目、2500目、3000目、3500目和4000目规格砂纸中的一种。

本发明还公开了一种有机薄膜发电机组，该有机薄膜发电机组由如上所述的多个有机薄膜发电机串联和/或并联构成。

通过上述技术方案，本发明提供了一种结构简单、质量轻盈、易于实现并且可提供较高电输出的有机薄膜发电机及其制备方法和由其构成的有机薄膜发电机组，其对于有机薄膜发电机的市场化应用具有重大意义。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的有机薄膜发电机的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施方式的有机薄膜发电机的示意图；

图3示出了根据本发明的另一个实施方式的有机薄膜发电机的示意图；

图4示出了图3中的一个组合单元的中间层的原理示意图；

图5是根据本发明的一种实施方式的砂纸打磨图样的示意图；

图6是根据本发明的另一种实施方式的砂纸打磨图样的示意图；

图7是根据本发明的另一种实施方式的砂纸打磨图样的示意图；

图8示出了根据本发明的一个实施方式的有机薄膜发电机发电时的短路电流示意图；

图9示出了根据本发明的有机薄膜发电机的制备方法；以及

图10示出了用于打磨有机薄膜层表面的砂纸的目数对发电效果的影响。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明的有机薄膜发电机的示意图。有机薄膜叠加体2包括至少一个的组合单元。每个组合单元可包括上、下两个电极层和位于两个电极层中间的至少两层有机薄膜层。有机薄膜叠加体2中的每一个组合单元中有机薄膜层的排列规则是从上到下各层材料在摩擦电势序列中的排序依次上升（或者依次下降）。其中，有机薄膜层彼此接触的表面中的部分或者全部的表面可以经过砂纸打磨处理，以增加有机薄膜层表面的粗糙度，从而增加有机薄膜层彼此接触和/或摩擦时表面产生的静电荷，以提高该有机薄膜发电机的电输出。外包封装层1用于封装有机薄膜叠加体2。引出电路3可分别电连接至有机薄膜叠加体2的两端，即引出电路3的一端电连接至有机薄膜叠加体2中最上面的组合单元的上电极层，引出电路3的另一端电连接至最下面的组合单元的下电极层。通常上电极层和下电极层的厚度远小于有机薄膜层的厚度，例如，每个电极层的厚度约为nm（纳米）或100nm量级，优选为50nm-100nm，而有机薄膜层的厚度可达到μm（微米）量级。

如上所述，根据本发明，可对有机薄膜层彼此接触的接触面的部分（如下述的单面打磨）或全部（如下述的双面打磨）进行砂纸打磨处理，经砂纸打磨处理后的表面上形成微米或者纳米级的表面粗糙度。不同的打磨图样和不同目数的砂纸对发电效果的影响将在下文详细描述。

优选地，每一个组合单元中，上电极层和最上层的有机薄膜层之间、下电极层和最下层的有机薄膜之间可以以彼此固定的方式结合。例如，可以以射频磁控溅射技术、原子层沉积技术或者电沉积技术等本领域技术人员了解的任意技术在有机薄膜层的表面形成电极层。

优选地，同一组合单元中的不同有机薄膜层之间可采用自然叠加的能够相对移动的叠加方式。

优选地，所述有机薄膜层的构成材料为具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的柔性材料。优选地，每一层有机薄膜层的构成材料可以是下列高分子有机材料中的一种：聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯、聚苯丙烷碳酸盐、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯弹性体、聚邻苯二酸二烯丙酯、聚甲醛。由于相邻的有机薄膜层的构成材料在摩擦电势序列中位置不同，所以当其彼此接触和/或摩擦时，可在接触面上产生静电荷。如果将每个组合单元看作一个电容器，当外界压力、震动或温度等变化导致有机薄膜叠加体2产生一定形变时，则可认为每个电容器的电容值随之改变，从而导致该电容器两端的电压发生变化，以向外界提供电输出。

优选地，任意一个电极层可以是金、银、铂、铝、镍、铜、铁、铬、硒、上述任意金属的合金和铟锡金属氧化物（ITO）膜涂层电极层中的一者，同一组合单元中的上、下电极层可以相同或者不同。

如果有机薄膜叠加体2中所包括的组合单元多于一个，则多个组合单元可以以串联的方式电连接，可用导线（例如铜线）串联遵循相同排列规则的多个组合单元，具体地，可采用导线两端分别电连接（例如通过导电银胶粘连或者引线键合等）至一个组合单元的下电极层和另一个组合单元的上电极层的方式进行串联。由于所有组合单元中的有机薄膜层遵循相同的排序规则，所以在相同或相似的形变过程中，各个组合单元产生相同方向的电输出。因此由其串联形成的有机薄膜叠加体2的输出是其所包括的各个组合单元的电输出的和，组合单元的数量越多，根据本发明的有机薄膜发电机的发电效率越高。有机薄膜叠加体2中所包括的组合单元的数量上限可受到制备工艺的限制，随着组合单元增多，有机薄膜叠加体2会逐渐增厚，当其厚度超过限定值后，同步按压有机薄膜叠加体2的难度会大大增加。

优选地，外包封装层1可以由有机高分子绝缘材料制成。

引出电路3可以通过本领域技术人员了解的任意技术手段（例如，导电银胶粘连或者引线键合等）被电连接至有机薄膜叠加体2两端的电极层，以输出有机薄膜发电机所产生的电输出。本实施方式中，引出电路3可以是导线。

图2示出了根据本发明的一个实施方式的有机薄膜发电机的示例图。在图2中，有机薄膜叠加体2包括组合单元21和22。组合单元21中从上到下依次为上电极层211、有机薄膜层212、有机薄膜层213和下电极层214。组合单元22中从上到下依次为上电极层221、有机薄膜层222、有机薄膜层223和下电极层224。其中上电极层211和有机薄膜层212之间、有机薄膜层213和下电极层214之间、上电极层221和有机薄膜层222之间、有机薄膜层223和下电极层224之间均以电极层制备在有机薄膜层上的方式固定结合。有机薄膜层212和有机薄膜层213之间、有机薄膜层222和有机薄膜层223之间以自然叠加的能够相对移动的方式叠加。有机薄膜层212和222的下表面、有机薄膜层213和223的上表面具有经砂纸打磨处理后形成的纳米级的表面粗糙度。设构成有机薄膜层212的材料为A，构成有机薄膜层213的为B，构成有机薄膜层222的材料为A1，构成有机薄膜层223的为B1，其中A在摩擦电势序列中的排序在B之前，A1在B1之前（或者A排序在B之后，A1在B1之后）。可理解的是，A和A1可以是相同或者不同的材料，同样B和B1可以是相同或者不同的材料。铜线两端分别电连接至电极层214和221以实现组合单元21和22的串联。有机薄膜叠加体2被外包封装层1封装。引出电路3的两端分别电连接至电极层211和电极层224，以向外提供电输出。

图3示出了根据本发明的另一个实施方式的有机薄膜发电机的示例图。如图所示，有机薄膜叠加体2包括组合单元21和22。组合单元21中从上到下依次为上电极层211、有机薄膜层212、有机薄膜层213、有机薄膜层214和下电极层215。组合单元22中从上到下依次为上电极层221、有机薄膜层222、有机薄膜层223、有机薄膜层224和下电极层225。其中每个组合单元中，电极层和与其相邻的有机薄膜层间以电极层制备在有机薄膜层上的方式固定结合，相邻有机薄膜间以自然叠加的能够相对移动的方式叠加。相邻两个有机薄膜层彼此接触的表面上具有经砂纸打磨处理后形成的微米级的表面粗糙度。设构成有机薄膜层212的材料为A，构成有机薄膜层213的为B，构成有机薄膜层214的材料为C，构成有机薄膜层222的材料为A1，构成有机薄膜层223的为B1，构成有机薄膜层224的材料为C1，其中A在摩擦电势序列中的排序在B之前，B在C之前，A1在B1之前，B1在C1之前（或者A排序在B之后，B在C之后，A1在B1之后，B1在C1之后）。可理解的是，A和A1可以是相同或者不同的材料，同样B和B1可以是相同或者不同的材料，C和C1可以是相同或者不同的材料。铜线两端分别电连接至电极层215和221以实现组合单元21和22的串联。有机薄膜叠加体2被外包封装层1所封装。引出电路3的两端分别电连接至电极层211和电极层225，以向外提供电输出。

可理解的是，构成同一个有机薄膜叠加体的不同组合单元所包括的有机薄膜层的数目可以是相同的或者不同的。

当在摩擦电势序列中排序不同的绝缘材料构成的有机薄膜层相互接触和/或摩擦时，每一层材料的内部可产生电荷分离，设某个有机薄膜层表面经接触和/或摩擦后带负电，则有分离后的带正电的电荷滞留在薄膜中，反之亦然，分离后的电荷产生的反向电场会阻碍电荷的进一步分离。当接触和/或摩擦引起的电荷分离趋势与每个有机薄膜内部的反向电场力达到平衡时，有机薄膜层表面的电荷数量将停止增加，这限制了有机薄膜发电机的电输出。图3中示出的包括三层有机薄膜层的组合单元可有效缓解这种对电输出的限制。原理参照图4示出。

图4示出了图3中的一个组合单元的中间层的原理示意图。在包括三层有机薄膜层的组合单元中，经过接触和/或摩擦之后，中间层的上下表面的净电荷极性相反，滞留于中间层中间位置的电荷极性也相反。当中间层材料较薄时（100nm-100um之间），中间层中部的滞留电荷可发生正负中和，从而减弱了部分反向电场，使上表面和下表面得以分离出更多电荷，因此可提高该组合单元可提供的电输出。另外，可认为一个组合单元的上下电极和与其接触的有机薄膜层构成了一个电容器，增加的中间层可起到增加电容器间距和增加电极层间电阻的作用，这可增加上下两层间的电容，使整个组合单元蓄积电荷的能力提高，以提高其电输出。因此，三层的组合单元相比于两层有机薄膜组合单元能提供更高的电压。

本发明中提出，有机薄膜层的表面经过砂纸打磨，即可方便的获得薄膜表面的图案，增加有机薄膜层间互相接触和/或摩擦时的接触面积，提高发电机的输出性能。图5是根据本发明的一个实施方式的砂纸打磨图样的示意图。图5中分别示出了同一个组合单元中相邻的两层有机薄膜的彼此接触的表面的打磨图样示例。可看出，彼此接触的两个表面中，仅有一个表面经过了砂纸打磨处理，另一个表面可不做砂纸打磨处理，在本文中可称为单层打磨。

图6是本发明的另一个实施方式的砂纸打磨图样的示意图。图6中分别示出了同一个组合单元中相邻的两层有机薄膜的彼此接触的表面的打磨示例图样。可看出，彼此接触的两个表面均经过砂纸打磨处理，且两个表面的打磨图样相互平行，在本文中可称为双层平行打磨。

图7是本发明的另一个实施方式的砂纸打磨图样的示意图。图7中分别示出了同一个组合单元中相邻的两层有机薄膜的彼此接触的表面的打磨示例图样。可看出，彼此接触的两个表面均经过砂纸打磨处理，且两个表面的打磨图样相互交叉（例如，相互垂直），在本文中可称为双层交叉打磨。

图6和图7中的打磨图样都可被称为双层打磨。

实验证明，在打磨所用砂纸目数相同的情况下，就所能提供的短路电路而言，双层交叉打磨（例如图7所示）＞双层平行打磨（例如图6所示）＞单层打磨（例如图5所示）。可以理解的是，本领域技术人员可以根据需要采用任意可提高有机薄膜层表面积的打磨图样。

图8示出了根据本发明的一个实施方式的有机薄膜发电机发电时的短路电流示意图。测试上述有机薄膜发电机的发电性能的方法有多种。例如，可采用线性马达水平夹持在有机薄膜发电机两端，固定线性马达的推进距离和频率；在马达驱动下，有机薄膜发电机周期性地发生形变，各层有机薄膜之间发生有规律的接触和/或摩擦；将电路测量设备连接在有机薄膜发电机的引出电路上，即可得到该有机薄膜发电机的开路电压、短路电流以及内阻等发电机性能参数。根据该测试方式，根据本发明的有机薄膜发电机可获得如图8所示的具有交流电形式的短路电流输出。同一个组合单元中相邻的有机薄膜层的构成材料在摩擦电势序列中排序不同，所以当其彼此接触和/或摩擦时，在接触面上可产生静电荷，并且产生的静电荷的数量可随着接触面积增大而增多。如果将每个组合单元看作一个电容器，当外界压力、震动或温度等变化导致有机薄膜叠加体产生一定形变时，各个电容器同步发生形变，因为电容器的电容值与其形状（如极板间距）相关，所以可认为该电容器的电容值随着形变发生变化，从而导致该电容器两端的电压发生变化，以向外界提供交流电输出。该发电过程可通过上述实验清晰观察到。

本发明还公开了一种有机薄膜发电机的制备方法，该制备方法包括：用砂纸打磨有机薄膜层的需要被打磨表面；将至少两层所述有机薄膜层以能够相对移动的方式叠加在一起，所述至少两层所述有机薄膜层的排列规则是从上到下其构成材料在摩擦电势序列中的排序依次上升或者依次下降；在叠加在一起的所述至少两层有机薄膜层中最上层的所述有机薄膜层的上表面形成上电极，在叠加在一起的所述至少两层有机薄膜层中最下层的所述有机薄膜层的下表面形成下电极，以形成组合单元；将至少一个所述组合单元组成有机薄膜叠加体，其中所述至少一个所述组合单元中的每一者的所述有机薄膜层的排序规则相同；将引入电路分别电连接至所述有机薄膜叠加体的两端；以及用外包封装层封装所述有机薄膜叠加体。

图9示出了根据本发明的有机薄膜发电机的制备方法。

步骤S1，可用砂纸打磨有机薄膜层的需要被打磨的表面。优选地，将有机薄膜水平放置，并且需要打磨的表面朝上放置，然后可将砂纸覆盖在有机薄膜上，通常砂纸大小要超过有机薄膜，砂纸可在有机薄膜上来回移动，再将一重物（例如，砝码或者镇纸等）放置于砂纸上，固定砝码和有机薄膜，同时缓慢的将中层砂纸平拉，直至将砂纸完全抽出，此时底层的有机薄膜层的表面即可产生一定的打磨图样。打磨次数可以为1次。彼此接触的有机薄膜层的表面的打磨图样可以是单层打磨、双层平行打磨或者双层交叉打磨等。在图10中示出了用于打磨的砂纸的目数对发电效果的影响。打磨所用的砂纸可为280目、320目、400目、500目、600目、800目、1000目、1200目、1400目、1600目、1800目、2000目、2500目、3000目、3500目或者4000目的标准规格。图10所示的坐标系中，坐标轴A表示时间，坐标轴B表示电流强度。从图10示出的实验结果可看出，其他条件相同的情况下，在800目至2000目范围内，所用砂纸目数越高，可提供的短路电路越高。

步骤S2，可将至少两层已经经过打磨处理（如果需要）的有机薄膜层以能够相对移动的方式叠加在一起，其中各个有机薄膜层的排列规则是从上到下其构成材料在摩擦电势序列中的排序依次上升或者依次下降。

步骤S3，可以在叠加在一起的至少两层有机薄膜层中最上层的有机薄膜层的上表面形成上电极和在最下层的有机薄膜层的下表面形成下电极，以形成组合单元。可以以射频磁控溅射技术、原子层沉积技术或者电沉积技术等本领域技术人员了解的任意技术在有机薄膜层的表面形成电极层。

步骤S4，将至少一个组合单元组成有机薄膜叠加体。如果一个有机薄膜叠加体包括多个组合单元，则这些组合单元间可以以串联的方式电连接。例如，可以通过导电银胶粘连或者引线键合等本领域技术人员所了解的技术将导线（例如铜线）的一端电连接至一个组合单元的下电极，并且将导线（例如铜线）的另一端电连接至另一个组合单元的上电极，以实现组合单元间的串联。有机薄膜叠加体中的每一个组合单元中的有机薄膜层的排序规则相同。

步骤S5，将引入电路分别电连接（例如导电银胶粘连或者引线键合）至有机薄膜叠加体的两端，即引入电路的一端电连接至串联在一起的至少一个组合单元中最上面的组合单元的上电极，并且引入电路的另一端电连接至串联在一起的至少一个组合单元中最下面的组合单元的下电极。

步骤S6，用外包封装层封装有机薄膜叠加体。优选地，外包封装层可以由有机高分子绝缘材料制成。

本发明还提供了一种有机薄膜发电机组，该有机薄膜发电机组包括多个上述的有机薄膜发电机。根据需要，这些有机薄膜发电机通过并联和/或串联的方式组成有机薄膜发电机组。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种有机薄膜发电机，该有机薄膜发电机包括：

有机薄膜叠加体，所述有机薄膜叠加体包括至少一个组合单元，每一个所述组合单元包括上电极层、下电极层和位于所述上电极层和所述下电极层之间的至少三层有机薄膜层，所述至少一个组合单元中的每一者的所述有机薄膜层的排列规则是从上到下其构成材料在摩擦电势序列中的排序依次上升或者依次下降；

外包封装层，用于封装所述有机薄膜叠加体；以及

引出电路，所述引出电路分别电连接至所述有机薄膜叠加体两端。

2.根据权利要求1所述的有机薄膜发电机，其中，所述组合单元中所述有机薄膜层彼此接触的表面中的部分或者全部的表面经过砂纸打磨处理。

3.根据权利要求2所述的有机薄膜发电机，其中经过砂纸打磨处理的所述有机薄膜层的所述表面具有纳米或者微米级的表面粗糙度。

4.根据权利要求1所述的有机薄膜发电机，其中，多个组合单元间以串联的方式电连接。

5.根据权利要求1所述的有机薄膜发电机，其中构成所述有机薄膜层的材料为具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的柔性材料。

6.根据权利要求5所述的有机薄膜发电机，其中所述组合单元中的所述有机薄膜层之间采用能够相对移动的叠加方式。

7.根据权利要求1所述的有机薄膜发电机，其中构成每层所述有机薄膜层的材料为下列材料中的一种：聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯、聚苯丙烷碳酸盐、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯弹性体、聚邻苯二酸二烯丙酯、聚甲醛。

8.根据权利要求1所述的有机薄膜发电机，其中所述上电极层和所述下电极层中的任意一者是金、银、铂、铝、镍、铜、铁、铬、硒、上述任意金属的合金和铟锡金属氧化物膜涂层电极层中的一者。

9.根据权利要求1所述的有机薄膜发电机，其中，所述上电极层和下电极层的厚度为50nm-100nm。

10.根据权利要求1所述的有机薄膜发电机，其中所述有机薄膜层的彼此接触的两个表面采用单层打磨、双层平行打磨和双层交叉打磨中的一种打磨图样。

11.根据权利要求1-10任一项所述的有机薄膜发电机，其中，所述组合单元中包括3层有机薄膜层。

12.一种有机薄膜发电机的制备方法，该制备方法包括：

用砂纸打磨有机薄膜层的需要打磨的表面；

将至少两层所述有机薄膜层以能够相对移动的方式叠加在一起，所述至少两层所述有机薄膜层的排列规则是从上到下其构成材料在摩擦电势序列中的排序依次上升或者依次下降；

在叠加在一起的所述至少两层有机薄膜层中最上层的所述有机薄膜层的上表面形成上电极，在叠加在一起的所述至少两层有机薄膜层中最下层的所述有机薄膜层的下表面形成下电极，以形成组合单元；

将至少一个所述组合单元组成有机薄膜叠加体，其中所述至少一个所述组合单元中的每一者的所述有机薄膜层的排序规则相同；

将引入电路分别电连接至所述有机薄膜叠加体的两端；以及

用外包封装层封装所述有机薄膜叠加体。

13.根据权利要求12所述的有机薄膜发电机的制备方法，多个组合单元间以串联的方式电连接。

14.根据权利要求12所述的有机薄膜发电机的制备方法，其中用砂纸打磨有机薄膜层的需要被打磨表面包括：

将所述有机薄膜层水平放置，并且将需要打磨的所述表面朝上放置；

将所述砂纸覆盖在所述有机薄膜层上；

将重物放置于所述砂纸上；以及

固定所述重物和所述有机薄膜层，平拉所述砂纸。

15.根据权利要求12所述的有机薄膜发电机的制备方法，其中所述砂纸是280目、320目、400目、500目、600目、800目、1000目、1200目、1400目、1600目、1800目、2000目、2500目、3000目、3500目和4000目规格砂纸中的一种。

16.一种有机薄膜发电机组，该有机薄膜发电机组由根据权利要求1-11中任意一项权利要求所述的有机薄膜发电机并联和/或串联形成，或者由根据权利要求12-15中任意一项权利要求所述的方法制备的有机薄膜发电机并联和/或串联形成。