CN103997253B - 一种包括柔性拍打面的摩擦发电装置和发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有柔性拍打面的摩擦发电装置和相应的发电方法，本装置包括第一部件和第二部件，所述第一部件具有第一表面，所述第二部件具有第二表面，所述第一表面的材料和所述第二表面的材料具有不同的摩擦电极序；第二部件由柔性材料制成，能够被外力，尤其是流经其周边的流体所扰动，使得所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分产生接触和/或分离(对第一部件进行拍打，第二表面即为柔性拍打面)，从而在所述第一部件和第二部件上产生感应电荷。本发明能够很好地利用流体的流动来发电，为风能发生装置和方法提供了一种新的设计思路，具有耐久性好和输出电流大的特点。

Description

一种包括柔性拍打面的摩擦发电装置和发电方法

技术领域

本发明属于发电技术领域，具体涉及纳米材料、摩擦发电、静电发电等领域，特别是包括柔性拍打面的摩擦发电装置和发电方法。

背景技术

现代社会对于能源的需求越来越大，传统的能源是基于法拉第电磁感应原理通过消耗自然能源来获取电能。最近，基于摩擦生电效应及静电感应原理的摩擦发电机发展迅速，因其特别适于风能等大能源的搜集。风能是一种环保可再生的能源，能被搜集和转化后给小型电子器件供电。

现有技术在这方面的研究是基于柔性薄膜和金属极板接触、分离来产生电能，但是它在耐久性和电学输出上都不是很好。因此，有必要开发出耐久性更好，电流输出更大的发电装置以更好地应用于风能的搜集。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是现有的风能发电装置的耐久性不佳，输出功能不大的缺点。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种发电装置，其包括第一部件和第二部件，所述第一部件具有第一表面，所述第二部件具有第二表面，所述第一表面的材料和所述第二表面的材料具有不同的摩擦电极序；所述第一部件包括相互绝缘的第一导电层和第二导电层；第二部件为柔性的，并且能够被外力所扰动，使得所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分产生至少一次接触和分离，从而在所述第一部件和第二部件上产生感应电荷，并且通过所述第一导电层和所述第二导电层向外输出电流。

根据本发明的具体实施方式，所述第二部件包括第二摩擦层，所述第二表面为该第二摩擦层的表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第二部件的杨氏模量在10MPa和10GPa之间。

根据本发明的具体实施方式，所述第一导电层与所述第二部件的距离小于所述第二导电层与所述第二部件之间的距离。

根据本发明的具体实施方式，所述第一表面为所述第一导电层朝向所述第二部件的表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第一部件还包括第一摩擦层，其贴附于所述第一导电层表面，使得所述第一表面为所述第一摩擦层朝向所述第二部件的表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第一部件还包括第一介电层，并且所述第一导电层与第二导电层分别设置在第一介电层的上下表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第一导电层和/或第二导电层包括多个栅格，各个栅格之间相互绝缘。

根据本发明的具体实施方式，所述第一导电层和第二导电层的栅格相对分布且一一对应。

根据本发明的具体实施方式，所述第一导电层和第二导电层的栅格的形状和大小相同。

根据本发明的具体实施方式，同一导电层的不同栅格通过与另一导电层的全部或部分栅格配合，形成串联或并联电路对外部供电。

此外，本发明提出一种发电方法，包括如下步骤：提供第一部件和柔性的第二部件，所述第一部件包括相互绝缘的第一导电层和第二导电层；使所述第一部件具有第一表面，使所述第二部件具有第二表面，所述第一表面的材料和所述第二表面的材料具有不同的摩擦电极序；通过外力扰动所述第二部件，使得所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分产生至少一次接触和分离，从而在所述第一部件和第二部件上产生感应电荷；通过所述第一导电层和所述第二导电层向外输出电流。

根据本发明的具体实施方式，所述第二部件包括第二摩擦层，所述第二表面为该第二摩擦层的表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第二部件的杨氏模量在10MPa和10GPa之间。

根据本发明的具体实施方式，所述第二摩擦层的厚度为10nm～5mm。

根据本发明的具体实施方式，所述第一表面为第一导电层，并朝向所述第二表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第一部件还包括第一摩擦层，其贴附于所述第一导电层表面，使得所述第一表面为所述第一摩擦层朝向所述第二部件的表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第一部件还包括第一介电层，并且所述第一导电层与第二导电层设置在所述第一介电层的上下表面。

根据本发明的具体实施方式，所述第一导电层和/或第二导电层包括多个栅格，各个栅格之间相互绝缘。

根据本发明的具体实施方式，所述第一导电层和第二导电层的栅格相对分布且一一对应。

根据本发明的具体实施方式，所述第一导电层和第二导电层的栅格的形状和大小相同。

根据本发明的具体实施方式，将同一导电层的不同栅格通过与另一导电层的全部或部分栅格配合，形成串联或并联电路对外部供电。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的发电装置和发电方法具有下列优点：

1、本发明提出采用柔性材料来作为摩擦产生的一个部件，能够很好地利用流体的流动来发电，为利用风能和液体动能的发电装置和方法提供了一种新的设计思路。

2、本发明将输出端全部设置在固定的部件一侧，使得设置于输出端的电极不易受外力的破坏而减少使用寿命，使器件的耐久性大大提高。

3、本发明提出采用栅格结构的导电层，使得输出的电流输出更大，器件的功效得到提高。

附图说明

图1A为本发明的发电装置的第一实施例的结构示意图；

图1B是第一实施例的剖面结构示意图；

图2为第一实施例的发电原理图；

图3A为本发明的发电装置的第二实施例的结构示意图；

图3B是第二实施例的剖面结构示意图；

图4A为本发明的发电装置的第三实施例的结构示意图；

图4B是第三实施例的剖面结构示意图；

图5显示了该第三实施例的发电装置输出的平均电流输出特性与没有栅格结构的输出特性对比。

具体实施方式

为了将流体动能，例如风能转化为电能，本发明提出一种创新的发电装置，其利用流体动能带动两个部件相对运动产生摩擦感应电荷来进行发电。在此称这两个部分为第一部件和第二部件。

本发明中，我们设计了柔性的第二部件，使之能够被外力扰动，尤其是流经其周边的流体所扰动，以至所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分产生至少一次接触和分离，从而在所述第一部件和第二部件上产生感应电荷。即通过流体的带动，第二部件对第一部件进行拍打，二者的拍打接触面在此分别称为第一表面(第一部件的)和第二表面(第二部件的)，第二表面即为柔性拍打面。为了产生感应电荷，第一表面的材料和第二表面的材料应具有不同的摩擦电极序。

本发明中所述的“外力”指的是从发电装置外部施加给发电装置的力，其可以是来自外部的各种力，包括机械力、电作用力、磁作用力等，机械力包括重力、浮力等，作用方式包括挤压、拉伸、不定向的扰动等等。即，本发明对于外力的形式不作任何限定。

但是，本发明的发电装置的外力优选为流体作用力，例如风能和水流等。流体对物体的作用有很多种形式，一般而言当流体流经柔性部件对其造成扰动时会导致柔性部件发生类似振动式的反应，很容易形成柔性部件与其他部件之间的接触和分离，并且这种振动能够在外力撤销后仍然持续一段时间，有效的提高能量转换效率。

本发明中所述的“摩擦电极序”，是指根据材料对电荷的吸引程度将其进行的排序，两种材料在相互接触的瞬间，在接触面上负电荷从摩擦电极序中极性较正的材料表面转移至摩擦电极序中极性较负的材料表面。迄今为止，还没有一种统一的理论能够完整的解释电荷转移的机制，一般认为，这种电荷转移和材料的表面功函数相关，通过电子或者离子在接触面上的转移而实现电荷转移。需要说明的是，摩擦电极序只是一种基于经验的统计结果，即两种材料在该序列中相差越远，接触后所产生电荷的正负性和该序列相符合的几率就越大，而且实际的结果受到多种因素的影响，比如材料表面粗糙度、环境湿度和是否有相对摩擦等。

现有的各种柔性材料均可成为制作第二部件的选择，但是优选为对外力的扰对反应敏感，容易被扰动的材料，特别是容易被流经周围的流体所扰动的材料。第二部件可以由一个层构成，也可以是多个层。在具有多个层时，在被外力扰动时与第一部件进行接触或分离的层在此称为第二摩擦层，即所述的第二表面为该第二摩擦层的表面。

第一部件在本发明中设计为将感应电荷转换为对外输出的电能的部件。在一种具体实施方式中，其至少包括两个相互绝缘导电层，两个导电层距离第二部件的距离有差异，从而第二部件的表面电荷能够在两个导电层上产生电势差。可以将与所述第二部件的距离小的称为第一导电层，与第二部件距离大的为第二导电层。

如果第一导电层上不包括别的材料层，即么前述的第一表面即为第一导电层朝向所述第一部件的表面，由第二部件与该第一导电层之间的接触或分离产生感应电荷。

另一种实施方式是，第一部件还可包括一个第一摩擦层，其贴附于所述第一导电层，那么所述第一表面为该第一摩擦层朝向所述第二部件的表面，那么，则由第一摩擦层与第二部件之间的接触或分离产生感应电荷。

在第一导电层与第二导电层之间可设置一个第一介电层，第一导电层和第二导电层分别设置在第一介电层的上下表面，以提高两个导电层之间的介电性能。

这样，当第一部件和第二部件的接触和分离时，在第一导电层和第二导电层之间会产生电势差，利用该电势差即可对外部供电。

根据本发明的优选实施方式，第一导电层和/或第二导电层具有栅格结构，即导电层包括多个栅格，各个栅格之间相互绝缘，这样同一导电层的不同栅格与另一导电层的全部或部分栅格之间配合，形成串联或并联的电路对外部供电，通过对电流的整流可提高供电的效率。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1A为本发明的发电装置的第一实施例的结构示意图，图1B是该第一实施例的剖面图。如图1A和1B所示，该发电装置包括第一部件和柔性的第二部件，其中第一部件包括第一导电层12、第二导电层13以及它们之间的第一介电层14。所述第一导电层12上表面接触设置有第一摩擦层11。第二部件包括第二摩擦层21。这样，该实施例中，第一摩擦层11与第二摩擦层21相互对置的表面即为前述的第一表面和第二表面。

该实施例中，第一部件被固定设置，相对于第一部件，第二部件的两端固定或一端固定。当风吹过第二部件，或在其他的外力作用下，第二摩擦层会被扰动而发生弯曲变形，由此，其能够不断的与第一部件的第一摩擦层11发生整体或局部的接触和分离，第二部件的第二摩擦层对第一摩擦层11进行拍打，第二摩擦层的下表面即为柔性拍打面。当风力强度或其他外力变化时，接触和分离的速度和强度都会发生变化，从而在第一摩擦层11和第二摩擦层21上产生摩擦电荷。

图2为该第一实施例的工作原理示意图。如图2所示，假设初始状态为第一部件和第二部件分离的状态，如图2中a图所示，即第一摩擦层11和第二摩擦层21之间存在一定的间隔(当然，初始态也可以是闭合状态，原理相同)。

接着，如图2中b图所示，当外力作用下，第二摩擦层21发生弯曲形变，从而第二摩擦层21与第一摩擦层11发生接触，由于这两个摩擦层分别由具有摩擦电极序差的材料形成，因此在接触的瞬间发生表面电荷转移，形成一层表面接触电荷。一种情况是，第二摩擦层21得电子能力强于第一摩擦层11，那么第二摩擦层21表面产生负电荷，而第一摩擦层11表面产生正电荷，两种电荷的电量大小相同，因此在第一导电层12和第二导电层13之间没有电势差，也就没有电荷流动。

然后，如图2中的c图所示，当扰动作用下，第一摩擦层11与第二摩擦层21开始分离。由于第一摩擦层11上的负电荷与第二摩擦层上的正电荷在第一导电层12和第二导电层13上感应的电势不同，因此在两个导电层之间产生了电势差，其中第一导电层12的电势比第二导电层13的电势高。为平衡该电势差，电子通过外接导线由第二导电层13流入第一导电层12，从而在外电路产生瞬时电流。第二摩擦层21回到初始位置时，它与第一摩擦层11之间的间距达到最大，两个导电层上的电荷达到平衡，在第一导电层12和第二导电层13之间没有电势差，在外电路也就没有电流产生。

最后，如图2中的d图所示，当外力再度使第一摩擦层与第二摩擦层接近时，第二导电层13的电势比第一导电层12的电势高，第一导电层上的电子通过外电路流回第二导电层。形成与第一次方向相反的瞬时电流。

重复上面的图2中的c图和图2中的d图的步骤，在外力作用下，第一摩擦层11与第二摩擦层21不断的接触和分离，从而有不断的形成脉冲电信号向外部输出。

以上描述了本发明的第一实施例。但是，也可以将第一摩擦层11和第一导电层12合为一个层，或者说省略第一摩擦层11，这样，第一导电层12直接与第二部件发生接触和/或分离。图3A和图3B即显示了具有这种结构的发电装置第二实施例的结构图。因其与第一实施例类似，故在此不再赘述。

在其他实施方式中，第一导电层12与第二导电层13之间的第一介电层14在某些实施例中也可以省略，即只要保证第一导电层12和第二导电层之间不直接接触即可。

此外，需说明的是，固定第一部件、第二部件及其各元件的方式，本发明不作具体限定，只要保证第二部件能够被流体扰动或其他外力作用后与第一部件发生至少一次接触和分离即可。

下面通过图4A和图4B来说明本发明的第三实施例。

第三实施例是在第一实施例或第二实施例的基础上的扩展，所不同的是第一导电层12和第二导电层13具有栅格结构。所谓栅格结构是将导电层分成多个相互绝缘的部分，每个部分称为一个栅格。

在该实施例中，第一导电层和第二导电层被分成数目相等的栅格，上下两个导电层的栅格一对一地相对设置。

栅格的具体形状、个数和排列方式对本发明的效果没有明显影响，但是在技术允许的范围内，栅格的密度越大越有利。并且，栅格可以仅设置在两个导电层中的任一个，或者二者都进行设置。两个导电层上的栅格可以相互一一对应，也可以不对应。两导电层上的栅格的形状、大小可以相同，也可以不相同。但是，优选为该第三实施例的图4所示的结构，即第一导电层11和第二导电层21的栅格相对分布且一一对应，形状和大小相同。

在该实施例中第一导电层12的不同栅格与第二导电层13的对应的全部或部分配合，形成串联或半联电路对外部电，对栅格产生的电流经过整流后输出。之所以采用这种结构是因为这种结构可以对电流输出有很显著的增强效应。因为第二摩擦层为柔性材料，这样，从弯曲的第二摩擦层21的运动状态来看，经常性地，第二部件一部分进行接触运动而另一部分进行分离运动。因此，如果按照第一、第二实施例的方案，两种运动状态的电流输出是相反的，因此会产生一个抵消作用，使得总体的电流输出降低。而采取该第三实施例的具有栅格结构的发电装置，能有效的降低这种现象出现的概率，提高电流输出。

图4A和图4B显示的是在第一实施例基础上进行改进的方案，但是，在第二实施例的基础上也可以作类似的改进，即栅格结构同样也可应用于省略第一摩擦层的技术方案中。

图5显示了该第三实施例的发电装置输出的平均电流输出特性与没有栅格结构的输出特性对比。图中的#1、#2、#3、……分别表示一个样品中不同栅格对所输出的电流大小，将这些电流加起来即为发电装置的总输出。从图5中可以看出，加入栅格结构能够很显著的(大于5倍地)提高电流输出特性。需要说明的是，不同栅格对所输出的电流有差别的原因是：不同位置的栅格对与柔性第二部件的接触分离状态不同。

通过本发明上面的实施例对本发明的发电结构、发电方法进行了说明，本领域的技术人员能够清楚地认识到本发明的发电装置的工作原理。以下给出适用本发明的上述实施例的各部件材料的可选择范围，在实际应用时可以根据实际需要来作具体选择，从而达到调控发电机输出性能的目的。

如前所述，第一摩擦层11和第二摩擦层21分别由具有不同摩擦电特性的材料组成，所述的不同摩擦电特性意味着二者在摩擦电极序中处于不同的位置，从而使得二者在发生摩擦的过程中能够在表面产生接触电荷。常规的高分子聚合物都具有摩擦电特性，均可以作为制备本发明第一摩擦层11和第二摩擦层21的材料，此处列举一些常用的高分子聚合物材料：聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林。限于篇幅的原因，并不能对所有可能的材料进行穷举，此处仅列出几种具体的聚合物材料从人们参考，但是显然这些具体的材料并不能成为本发明保护范围的限制性因素，因为在发明的启示下，本领域的技术人员根据这些材料所具有的摩擦电特性很容易选择其他类似的材料。

相对于绝缘体，半导体和金属均具有容易失去电子的摩擦电特性，在摩擦电极序的列表中常和高分子材料相差较大。因此，半导体和金属也可以作为制备第一摩擦层11或第二摩擦层21的原料。常用的半导体包括硅、锗；第III和第V族化合物，例如砷化镓、磷化镓等；第II和第VI族化合物，例如硫化镉、硫化锌等；以及由III-V族化合物和II-VI族化合物组成的固溶体，例如镓铝砷、镓砷磷等。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。非导电性氧化物、半导体氧化物和复杂氧化物也具有摩擦电特性，能够在摩擦过程形成表面电荷，因此也可以用来作为本发明的摩擦层，例如锰、铬、铁、铜的氧化物，还包括氧化硅、氧化锰、氧化铬、氧化铁、氧化铜、氧化锌、BiO₂和Y₂O₃；常用的金属包括金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金。当然，还可以使用其他具有导电特性的材料充当容易失去电子的摩擦层材料，例如铟锡氧化物ITO、掺杂的半导体和导电有机物。其中，导电有机物一般为导电高分子，包括自聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺和/或聚噻吩。

通过实验发现，当第一摩擦层11和第二摩擦层21材料的得电子能力相差越大(即在摩擦电极序中的位置相差越远)时，发电机输出的电信号越强。所以，可以根据实际需要，选择合适的材料来制备第一摩擦层11和第二摩擦层21，以获得更好的输出效果。具有负极性摩擦电极序的材料优选聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯和聚四氟乙烯和派瑞林，包括派瑞林C、派瑞林N、派瑞林D、派瑞林HT或派瑞林AF4；具有正极性的摩擦电极序材料优选苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺尼龙11、聚酰胺尼龙66、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素醋酸酯、聚乙二醇己二酸酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、棉及其织物、聚氨酯弹性体、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、木头、硬橡胶、醋酸酯、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、铜、铝、金、银和钢。

还可以对第一摩擦层11上表面和/或第二摩擦层21下表面进行物理改性，使其表面分布有微米或次微米量级的微结构阵列，以增加第一摩擦层11与第二摩擦层21之间的接触面积，从而增大接触电荷量。具体的改性方法包括光刻蚀、化学刻蚀和离子体刻蚀等。也可以通过纳米材料的点缀或涂层的方式来实现该目的。

也可以对相互接触的第一摩擦层11和/或第二摩擦层21的表面进行化学改性，能够进一步提高电荷在接触瞬间的转移量，从而提高接触电荷密度和发电机的输出功率。化学改性又分为如下两种类型：

一种方法是对于相互接触的第一摩擦层11和第二摩擦层21材料，在极性为正的材料表面引入更易失电子的官能团(即强给电子团)，或者在极性为负的材料表面引入更易得电子的官能团(强吸电子团)，都能够进一步提高电荷在相互滑动时的转移量，从而提高摩擦电荷密度和发电机的输出功率。强给电子团包括：氨基、羟基、烷氧基等；强吸电子团包括：酰基、羧基、硝基、磺酸基等。官能团的引入可以采用等离子体表面改性等常规方法。例如可以使氧气和氮气的混合气在一定功率下产生等离子体，从而在摩擦层材料表面引入氨基。

另外一种方法是在极性为正的摩擦层材料表面引入正电荷，而在极性为负的摩擦层材料表面引入负电荷。具体可以通过化学键合的方式实现。例如，可以在聚二甲基硅氧烷(英文简写为PDMS)摩擦层表面利用溶胶-凝胶(英文简写为sol-gel)的方法修饰上正硅酸乙酯(英文简写为TEOS)，而使其带负电。也可以在金属金薄膜层上利用金-硫的键结修饰上表面含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米粒子，由于十六烷基三甲基溴化铵为阳离子，故会使整个摩擦层变成带正电性。本领域的技术人员可以根据摩擦层材料的得失电子性质和表面化学键的种类，选择合适的修饰材料与其键合，以达到本发明的目的，因此这样的变形都在本发明的保护范围之内。

为了保证第二部件具有可弯曲形变的弹性，优选第二摩擦层21是柔性的，更优选是弹性的，最好材料的杨氏模量在10MPa和10GPa之间。对于第二摩擦层21的厚度选择，一般综合考虑其弹性和机械强度两方面，较好为薄膜或薄层，具体可以为10nm～5mm，优选100nm～2mm，更优选1μm～800μm，这些厚度对本发明中所有的技术方案都适用。

本发明中的第一导电层12和第二导电层13可以由各种现有的具有良好导电性能的材料构成，优选为金属和导电氧化物。金属优选为金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种发电装置，包括第一部件和第二部件，其特征在于：

所述第一部件具有第一表面，所述第二部件具有第二表面，所述第一表面的材料和所述第二表面的材料具有不同的摩擦电极序；

所述第一部件包括相互绝缘的第一导电层和第二导电层；

第二部件为柔性的，并且能够被外力所扰动，使得所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分产生至少一次接触和分离，从而在所述第一部件和第二部件上产生感应电荷，并且通过所述第一导电层和所述第二导电层向外输出电流。

2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述第二部件包括第二摩擦层，所述第二表面为该第二摩擦层的表面。

3.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述第二部件的杨氏模量在10MPa和10GPa之间。

4.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述第一导电层与所述第二部件的距离小于所述第二导电层与所述第二部件之间的距离。

5.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述第一表面为所述第一导电层朝向所述第二部件的表面。

6.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述第一部件还包括第一摩擦层，其贴附于所述第一导电层表面，使得所述第一表面为所述第一摩擦层朝向所述第二部件的表面。

7.如权利要求1至6中任一项所述的发电装置，其特征在于，所述第一部件还包括第一介电层，并且所述第一导电层与第二导电层分别设置在第一介电层的上下表面。

8.如权利要求1至6中任一项所述的发电装置，其特征在于，所述第一导电层和/或第二导电层包括多个栅格，第一导电层的各个栅格之间相互绝缘，第二导电层的各个栅格之间相互绝缘。

9.如权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述第一导电层和第二导电层的栅格相对分布且一一对应。

10.如权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述第一导电层和第二导电层的栅格的形状和大小相同。

11.如权利要求8所述的发电装置，其特征在于，同一导电层的不同栅格通过与另一导电层的全部或部分栅格配合，形成串联或并联电路对外部供电。

12.一种发电方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供第一部件和柔性的第二部件，所述第一部件包括相互绝缘的第一导电层和第二导电层；

使所述第一部件具有第一表面，使所述第二部件具有第二表面，所述第一表面的材料和所述第二表面的材料具有不同的摩擦电极序；

通过外力扰动所述第二部件，使得所述第二表面的至少一部分和所述第一表面的至少一部分产生至少一次接触和分离，从而在所述第一部件和第二部件上产生感应电荷；

通过所述第一导电层和所述第二导电层向外输出电流。

13.如权利要求12所述的发电方法，其特征在于，所述第二部件包括第二摩擦层，所述第二表面为该第二摩擦层的表面。

14.如权利要求12所述的发电方法，其特征在于，所述第二部件的杨氏模量在10MPa和10GPa之间。

15.如权利要求12所述的发电方法，其特征在于，所述第二摩擦层的厚度为10nm～5mm。

16.如权利要求12所述的发电方法，其特征在于，所述第一表面为第一导电层，并朝向所述第二表面。

17.如权利要求12所述的发电方法，其特征在于，所述第一部件还包括第一摩擦层，其贴附于所述第一导电层表面，使得所述第一表面为所述第一摩擦层朝向所述第二部件的表面。

18.如权利要求12至17中任一项所述的发电方法，其特征在于，所述第一部件还包括第一介电层，并且所述第一导电层与第二导电层设置在所述第一介电层的上下表面。

19.如权利要求12至17中任一项所述的发电方法，其特征在于，所述第一导电层和/或第二导电层包括多个栅格，第一导电层的各个栅格之间相互绝缘，第二导电层的各个栅格之间绝缘。

20.如权利要求19所述的发电方法，其特征在于，所述第一导电层和第二导电层的栅格相对分布且一一对应。

21.如权利要求19所述的发电方法，其特征在于，所述第一导电层和第二导电层的栅格的形状和大小相同。

22.如权利要求19所述的发电方法，其特征在于，将同一导电层的不同栅格通过与另一导电层的全部或部分栅格配合，形成串联或并联电路对外部供电。