CN107359686B

CN107359686B - 摩擦电发生器

Info

Publication number: CN107359686B
Application number: CN201710325561.2A
Authority: CN
Inventors: 卞卿溵; 金在瑛; 薛珉洙; 申铉振; 白正民; 梁宇正; 芮秉旭; 李在元; 李镇杓; 金京男
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd; UNIST Academy Industry Research Corp
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd; UNIST Academy Industry Research Corp
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2037-05-10
Also published as: JP2017205006A; US10770990B2; CN107359686A; EP3247033B1; US20170331396A1; EP3247033A1; US20200395870A1; US11431265B2; JP6925861B2

Abstract

本发明公开了一种摩擦电发生器，该摩擦电发生器包括构造为通过滑动运动而彼此接触的第一充电部和第二充电部。此外，该摩擦电发生器包括构造为将电荷储存器间歇地连接到第二充电部的接地单元。接地单元被构造为改变第二充电部的电位从而放大在该摩擦电发生器的电极之间流动的电流。

Description

摩擦电发生器

技术领域

本公开涉及摩擦电发生器(triboelectric generator)，更具体地，涉及具有接地结构的摩擦电发生器。

背景技术

近来，对能量收集技术的关注与日俱增。能够将环境能量(诸如风、振动或人体运动的机械能)转换成电能并提取电能的能量收集装置可以被认为是新的环保能量产生装置。

摩擦电发生器是构造为利用当两个充电部在一起摩擦时发生的电荷转移现象而产生电能的能量收集装置。摩擦电发生器具有高的能量转换效率，因此如果使用摩擦电发生器，则高输出可以甚至通过少量的力获得。此外，与使用热或阳光的能量收集装置相比，摩擦电发生器没有时间或空间限制，并且与使用构造为通过使压电材料变形而产生电能的压电能量收集装置不同，可以使用摩擦电发生器连续地产生电能。

发明内容

示例性实施方式提供包括接地结构的摩擦电发生器。

额外的方面将在以下描述中被部分地陈述，并且部分将从描述中明显或者可以通过所提出的实施方式的实践习得。

根据一实施方式的一方面，一种摩擦电发生器包括：彼此间隔开的第一电极和第二电极；第一充电部，其设置在第一电极上；第二充电部，其被构造为在第一充电部的表面上滑动使得第一充电部和第二充电部通过彼此接触而带上相反极性的电；以及接地单元，其被构造为根据第二充电部的移动而将第二充电部间歇地连接到电荷储存器。

第二充电部可以被构造为在第二电极的表面上以及在第一充电部的表面上滑动。

第一电极和第二电极可以在第二充电部滑动的方向上彼此间隔开。

第一充电部可以设置在第一电极的面对第二充电部的上表面上。

接地单元可以设置在第一电极与第二电极之间，第二充电部可以被构造为在接地单元的上表面上滑动。

第一充电部与接地单元之间的距离以及第二电极与接地单元之间的距离可以小于第二充电部的宽度。

第一电极、接地单元和第二电极可以设置在第一基板上。

第一基板具有圆筒形状或圆柱形状。

该摩擦电发生器还可以包括具有围绕第一基板的圆筒形状的第二基板，其中第二充电部可以设置在第二基板的内表面上。

第一基板可以具有圆板形状，第一电极、接地单元和第二电极可以在径向方向上布置在第一基板上。

该摩擦电发生器还可以包括具有面对第一基板的圆板形状的第二基板，其中第二充电部可以设置在第二基板上。

第二充电部可以被构造为在相对于第一充电部旋转的同时在第一充电部上滑动，第一电极和第二电极可以在与第二充电部滑动的方向垂直的方向上彼此间隔开。

第一充电部可以设置在第一电极的面对第二充电部的下表面上。

接地单元可以电连接到电荷储存器，接地单元可以包括构造为当第二充电部旋转时间歇地接触第二充电部的导电柱。

接地单元可以包括在第二充电部旋转的方向上交替布置的导电构件和绝缘构件，导电构件可以电连接到电荷储存器并被构造为间歇地接触第二充电部。

第一充电部和第二充电部以及第二电极可以具有扇形。

该摩擦电发生器还可以包括：设置在第一电极之下的第一磁性部，以及设置在第二电极之上的第二磁性部。

第二电极可以被构造为通过第一磁性部与第二磁性部之间的磁力而相对于第二充电部移动，第一磁性部和第二磁性部的相互面对的表面可以具有相同的极性。

第一磁性部可以与第一电极和第一充电部互锁。

第二充电部的下表面可以在第二充电部相对于第一充电部旋转的同时接触第一充电部的上表面。

第一电极、第一充电部、接地单元和第一磁性部可以被构造为彼此互锁并相对于第二充电部旋转。

第二电极和第二充电部可以取决于第一磁性部与第二磁性部之间的距离而彼此接触或彼此分离。

当第一充电部和第二充电部彼此接触时，与第二磁性部互锁的第二电极可以接触第二充电部的上表面。

通过所述第二充电部在所述第一充电部的所述表面上的滑动，第一充电部可以带负电荷，第二充电部可以带正电荷。

通过所述第二充电部在所述第一充电部的所述表面上的滑动，第一充电部可以带正电荷，第二充电部可以带负电荷。

电荷储存器可以包括地或导电构件。

附图说明

这些和/或另外的方面将从以下结合附图对实施方式的描述中变得明显且更易理解，附图中：

图1是示出根据一实施方式的摩擦电发生器的透视图；

图2是示出图1中显示的摩擦电发生器的剖视图；

图3是示出图2中显示的摩擦电发生器的变形的视图；

图4是示出图2中显示的摩擦电发生器的变形的视图；

图5是示出第二充电部相对于第一充电部的滑动运动的视图；

图6是示出其中第二充电部由于滑动运动而与接地单元相遇的状态的视图；

图7是示出其中第二充电部通过滑动运动而相对于基板进一步移动的状态的视图；

图8是示出其中第二充电部由于滑动运动而与第二电极相遇的状态的视图；

图9是示出其中第二充电部通过滑动运动而相对于基板进一步移动的状态的视图；

图10是示出其中第二充电部由于滑动运动而与第二电极分离的状态的视图；

图11是示出其中第二充电部接近第一充电部的状态的视图；

图12是示出其中第二充电部通过滑动运动而接触第一充电部的状态的视图；

图13是示出其中第二充电部由于滑动运动而与接地单元相遇的状态的视图；

图14是示出其中第二充电部的电位由于图13中显示的电子的流动而变化的状态的视图；

图15是示出其中第二充电部通过滑动运动而相对于基板进一步移动的状态的视图；

图16是示出其中第二充电部由于滑动运动而接触第二电极的状态的视图；

图17是示出其中第二充电部由于图16中显示的状态中的滑动运动而与第二电极分离的状态的视图；

图18是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图；

图19是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图；

图20是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图；

图21是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图；

图22是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的俯视图；

图23是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图；

图24是示出根据一实施方式的摩擦电发生器的示意剖视图；

图25是示出其中第一充电部和第二充电部彼此接触的状态的视图；

图26是示出其中第二充电部接触接地单元的状态的视图；

图27是示出其中第二充电部接触第二电极的状态的视图；

图28和29是示出第二充电部与第二电极和第一充电部分离的视图；

图30是示出对图23中显示的摩擦电发生器的变形的视图；

图31是示出根据另一实施方式的摩擦电发生器的剖视图；

图32是示出图31中显示的摩擦电发生器的变形的视图；

图33是示出其中图31中显示的第一充电部和第二充电部彼此接触的状态的视图；

图34是示出其中第二充电部通过滑动运动而相对于第一充电部移动的状态的视图；

图35是示出其中第二充电部通过滑动运动而接触接地单元的状态的视图；

图36是示出其中第二充电部在参照图31至34描述的周期完成之后再次接近第一充电部的状态的视图；

图37是示出其中第二充电部由于滑动运动而接触第一充电部的状态的视图；

图38是示出其中第二充电部通过滑动运动而相对于第一充电部移动的状态的视图；

图39是示出其中第二充电部通过滑动运动而接触接地单元的状态的视图；

图40是图1至17中显示的摩擦电发生器的电流-时间曲线图，该曲线图示出第一电极与第二电极之间的电流流动以及接地单元中的电流流动；

图41是曲线图，其用于比较图1至17中显示的摩擦电发生器的第一电极和第二电机之间测得的输出电流与从该摩擦电发生器去除接地单元之后该摩擦电发生器的第一电极和第二电极之间测得的输出电流；

图42是曲线图，其用于比较图1至17中显示的摩擦电发生器的第一电极和第二电机之间测得的电压与从该摩擦电发生器去除接地单元之后该摩擦电发生器的第一电极和第二电极之间测得的电压；

图43是示出根据另一实施方式的摩擦电发生器的透视图；

图44是示出图43中显示的摩擦电发生器的侧视图；

图45是示出图43中显示的摩擦电发生器的俯视图；

图46是示出其中第一充电部和第二充电部由于滑动运动而彼此接触的状态的视图；

图47是示出图46中显示的摩擦电发生器的侧视图；

图48是示出图46中显示的摩擦电发生器的俯视图；

图49是示出其中第一充电部相对于第二充电部进一步旋转的状态的视图；

图50是示出图49中显示的摩擦电发生器的侧视图；

图51是示出图49中显示的摩擦电发生器的俯视图；

图52是示出其中第一充电部相对于第二充电部进一步旋转的状态的视图；

图53是示出图52中显示的摩擦电发生器的侧视图；

图54是示出图52中显示的摩擦电发生器的俯视图；

图55是示出其中第一充电部相对于第二充电部进一步旋转的状态的视图；

图56是示出图55中显示的摩擦电发生器的侧视图；

图57是示出图55中显示的摩擦电发生器的俯视图；

图58是示出图44中显示的摩擦电发生器的变形的视图；以及

图59是示出图44中显示的摩擦电发生器的变形的视图。

具体实施方式

现在将详细参照实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指相同的元件。在这点上，本实施方式可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于在此阐明的描述。因此，下面仅通过参照附图描述实施方式以说明诸方面。当在此使用时，术语“和/或”包括相关列举项目中的一个或更多个的任何和所有组合。诸如“中的至少一个”的表述，当在一列元素之后时，修饰整列元素，而不修饰该列中的单个元素。

考虑到关于本发明构思的功能，本公开中使用的术语是在本领域中目前广泛使用的一般术语，但这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域中的新技术而变化。此外，一些术语可以由申请人任意选择，并且在这种情况下，所选术语的含义将在本公开的详细描述中被描述。因此，在此使用的术语不应仅基于术语的名称来解释，而是应基于术语的含义连同本公开通篇的描述来解释。

在以下对实施方式的描述中，当一部分或元件被称为连接到另一部分或元件时，该部分或元件可以直接连接到所述另一部分或元件，或者可以电连接到所述另一部分或元件并且在其间具有居间部分或元件。将进一步理解，在此使用的术语“包含”和/或“包括”指明所陈述的特征或元件的存在，但不排除一个或更多个另外的特征或元件的存在或添加。在对实施方式的描述中，诸如单元或模块的术语用于表示具有至少一个功能或操作并用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现的单元。

在以下对实施方式的描述中，诸如“由……组成”、“通过……形成”、“包括”和“包含”的表述或术语不应被解释为总是包括所有列出的元件、工艺或操作，而是可以被解释为不包括所列出的元件、工艺或操作中的一些，或者进一步包括另外的元件、工艺或操作。

此外，虽然术语“第一”和“第二”用于描述各种各样的元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另外的元件区分开。

以下对实施方式的描述不应被解释为限制本发明构思的范围，并且能由本领域普通技术人员从实施方式中轻易作出的变形或改变应被解释为包括在本发明构思的范围内。在下文中，将参照附图描述示例实施方式。

图1是示出根据一实施方式的摩擦电发生器的透视图。图2是示出图1中显示的摩擦电发生器的剖视图。

参照图1和2，该实施方式的摩擦电发生器可以包括：彼此间隔开的第一电极122和第二电极124；第一充电部110，其设置在第一电极122的表面S1上；第二充电部140，其在一方向(x轴方向)上在第一充电部110的表面S2以及第二电极124的表面S3上是可滑动的；以及接地单元130，其被构造为根据第二充电部140的移动而间歇地将第二充电部140连接到电荷储存器133。摩擦电发生器可以包括滑动机制，以通过从外部施加的力而诱发第二充电部140相对于第一充电部110或第二电极124的水平运动，从而使相邻的表面彼此接触。

第二充电部140可以通过滑动运动而在第一充电部110的上表面上摩擦。这里，表述“第二充电部140滑动”指的是第二充电部140相对于第一充电部110、接地单元130和第二电极124移动。因此，第二充电部140的滑动可以由于第二充电部140移动而发生。此外，第二充电部140的滑动可以由于第一充电部110、接地单元130和第二电极124相对于第二充电部140移动而发生。此外，表述“第二充电部140在一方向上滑动”指的是第二充电部140在第一充电部110、接地单元130和第二电极124布置的方向上滑动。因此，第二充电部140的移动不限于笔直的移动。

第二充电部140和第一充电部110可以包括具有不同充电率的材料。因此，如果第二充电部140的表面与第一充电部110的表面S2相摩擦，则第一充电部110的表面S2和第二充电部140的表面可以带不同的极性的电。第一充电部110和第二充电部140的电荷的类型取决于第一充电部110和第二充电部140的材料，例如可以由第一充电部110和第二充电部140的材料在摩擦电序中的相对位置来确定。

例如，第一充电部110的表面S2可以通过与第二充电部140摩擦而带负电荷，第二充电部140的表面可以通过与第一充电部110摩擦而带正电荷。第二充电部140可以包括导电材料用于与接地单元130的容易的电连接。导电材料可以包括通过摩擦而容易地带电的诸如铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)或钢的金属性材料。此外，第一充电部110可以包括通过与第二充电部140的导电材料摩擦而容易地带负电荷的聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)中的至少一种。此外，第一充电部110可以包括无机聚合物，诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、环烯烃共聚物(COC)或聚四氟乙烯(PTFE)。第一充电部110可以包括有机聚合物，诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或有机改性陶瓷(ORMOCER)。以上列举的材料是示例，并且本发明构思不限于此。

在另一示例中，第一充电部110的表面S2可以通过与第二充电部140摩擦而带正电荷，第二充电部140的表面可以通过与第一充电部110摩擦而带负电荷。第二充电部140可以包括导电材料用于与接地单元130的容易的电连接。导电材料可以包括通过摩擦而容易地带电的铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和钢中的至少一种。第一充电部110可以包括通过与导电材料摩擦而容易地带正电荷的聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、羊毛、丝绸、云母和尼龙中的至少一种。以上列举的材料是示例，并且本发明构思不限于此。

第一充电部110和第二充电部140中的至少一个可以用p型掺杂剂或n型掺杂剂掺杂以便调节其表面的带电特性。p型掺杂剂的源的示例可以包括诸如NO₂BF₄、NOBF₄或NO₂SbF₆的离子液体；诸如HCl、H₂PO₄、CH₃COOH、H₂SO₄或HNO₃的酸性化合物；以及诸如二氯二氰基苯醌(DDQ)、过硫酸氢钾制剂、二肉豆蔻酰磷脂酰肌醇(DMPI)或三氟甲磺酰亚胺的有机化合物。p型掺杂剂的源的其它示例可以包括HPtCl₄、AuCl₃、HAuCl₄、AgOTf(三氟甲烷磺酸银)、AgNO₃、H₂PdCl₆、Pd(OAc)₂和Cu(CN)₂。

n型掺杂剂的源的示例可以包括：取代的或未取代的烟酰胺的还原产物；与取代的或未取代的烟酰胺化学结合的化合物的还原产物；以及包括至少两个吡啶鎓基团(pyridinium moieties)的化合物，该化合物中所述吡啶鎓基团中的至少一个的氮原子被还原。例如，n型掺杂剂的源可以包括烟酰胺单核苷酸-H(NMNH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-H(NADH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-H(NADPH)或紫罗碱。或者，n型掺杂剂的源可以包括诸如聚乙烯亚胺(PEI)的聚合物。或者，n型掺杂剂可以包括诸如钾(K)或锂(Li)的碱金属。以上列举的p型掺杂剂材料和n型掺杂剂材料是示例。就是说，任何其它材料可以用作p型掺杂剂和n型掺杂剂。

接地单元130可以电连接到电荷储存器133。电荷储存器133可以包括基本上没有电位变化的地或导电构件。当第二充电部140接触接地单元130时，电荷储存器133和第二充电部140可以通过接地单元130彼此电连接。如果第二充电部140通过接地单元130连接到充电储存器133，则第二充电部140的电位可以变得与电荷储存器133的电位基本上相等。

第一电极122和第二电极124可以在第二充电部140滑动的方向上彼此间隔开。第一电极122和第二电极124可以包括具有高电导率的材料。例如，第一电极122和第二电极124可以包括石墨烯、碳纳米管(CNT)、铟锡氧化物(ITO)、金属和导电聚合物中的至少一种。例如，金属可以包括银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、铬(Cr)和铂(Pt)中的至少一种。然而，金属不限于此。第一电极122和第二电极124可以具有单层结构或多层结构。

静电感应可以由于第二充电部140滑动而发生在第一电极122与第二电极124之间。就是说，在第二充电部140滑动的同时，电荷可以通过静电感应在第一电极122与第二电极124之间流动。该实施方式的摩擦电发生器可以从第一电极122与第二电极124之间电荷的流动中收集能量。

图3示出根据一实施方式的在图1和2中示出的摩擦电发生器的变形。在图3中所示的实施方式的以下描述中，将不重复与上文参照图1和2给出的描述相同的描述。

参照图3，多个凸起可以形成在第一充电部110与第二充电部140之间的接触表面中的至少一个上。所述凸起可以包括纳米锥、纳米线、纳米球、纳米棒等等。因为所述凸起形成在第一充电部110与第二充电部140之间的接触表面中的至少一个上，所以当第一充电部110和第二充电部140彼此接触时，第一充电部110的接触表面和第二充电部140的接触表面的每个上所感应的电荷的量可以增加。

图4示出根据一实施方式的在图1和2中示出的摩擦电发生器的变形。

参照图4，电荷储存器可以包括导电构件133a。在图4中，导电构件133a具有板形状。然而，这是示例，并且导电构件133a不限于此。电荷储存器可以是具有高容量的导电构件。如果电荷储存器通过接地单元130连接到第二充电部140，则电荷储存器可以与第二充电部140交换电荷。就是说，电荷储存器可以通过与第二充电部140交换电荷而改变第二充电部140的电位。例如，电荷储存器的电位可以与地电位基本上相同。

在下文中，将描述使用图1和2中示出的摩擦电发生器的能量收集过程。

图5是示出其中第二充电部140通过滑动运动而相对于第一充电部110移动的状态的视图。在下面的描述中，图中示出的电荷是示例。就是说，在各种各样的实施方式的摩擦电发生器中可以有电荷的各种各样的流动。

第一充电部110和第二充电部140相对于彼此移动。就是说，第二充电部140的滑动可以通过第二充电部140的移动、第一充电部110的移动或第一充电部110和第二充电部140两者的移动而发生。第一电极122和第二电极124以及接地单元130可以布置在第一基板10上。接地单元130可以设置在第一电极122与第二电极124之间。在第二充电部140相对于第一基板10移动的同时，第二充电部140可以顺序地与第一充电部110的表面、接地单元130的表面和第二电极124的表面接触。

当第二充电部140和第一充电部110彼此接触时，第一充电部110和第二充电部140可以带相反极性的电。参照图5中显示的示例，电子由于第二充电部140与第一充电部110之间的摩擦而从第二充电部140的表面移动到第一充电部110的表面。由于电子的移动，第二充电部140可以带正电荷，第一充电部110可以带负电荷。然而，这仅是示例。就是说，相反的情况也是可能的。例如，电子可以从第一充电部110的表面移动到第二充电部140的表面，从而第一充电部110可以带正电荷，第二充电部140可以带负电荷。

图6是示出其中第二充电部140由于滑动运动而与接地单元130相遇的状态的视图。

参照图6，第二充电部140可以通过滑动运动而与接地单元130的上表面接触。因为第一充电部110的上表面的一部分没有与第二充电部140接触，所以静电感应可以发生在第一电极122与第二电极124之间。电子可以由于静电感应而从第一电极122移动到第二电极124。在电流在第一电极122与第二电极124之间流动的同时，电能可以使用第一电极122与第二电极124之间的负载30被收集。

第一充电部110与接地单元130之间的距离d1可以小于第二充电部140的宽度W。这里，第二充电部140的宽度W指的是第二充电部140的在第二充电部140的滑动方向上的长度。因为第二充电部140的宽度W大于第一电极122与接地单元130之间的距离d1，所以第二充电部140可以同时接触第一充电部110和接地单元130两者。因此，在电流通过静电感应在第一电极122与第二电极124之间流动的同时，电子可以通过接地单元130被供应到第二充电部140，从而第二充电部140的电位可以变化。在这种情况下，因为外部电子被引入到第二充电部140中，所以第一电极122与第二电极124之间的静电感应可以被放大。然而，本发明构思不限于此。例如，第一充电部110与接地单元130之间的距离d1可以大于第二充电部140的宽度W。在这种情况下，第二充电部140可以在与第一充电部110分离之后与接地单元130接触。

如果第二充电部140与接地单元130接触，则第二充电部140可以电连接到电荷储存器133。第二充电部140可以包括导电材料用于容易的电连接。如果第二充电部140与接地单元130接触，则第二充电部140和电荷储存器133可以彼此交换电荷。由于电荷的这种交换，第二充电部140的电位可以变得与电荷储存器133的电位相等。例如，如果电荷储存器133的电位等于地的电位，则电荷储存器133可以通过接地单元130将电子供应到第二充电部140。

图7是示出其中第二充电部140通过滑动运动而相对于第一基板10进一步移动的状态的视图。

参照图7，第二充电部140与第一充电部110之间的接触面积可以由于滑动而逐渐减小。随着第二充电部140与第一充电部110之间的接触面积减小，静电感应可以发生在第一电极122与第二电极124之间。由于静电感应，电流可以在第一电极122与第二电极124之间流动。第二充电部140的电位可以保持为接近于地的电位。

图8是示出其中第二充电部140由于滑动运动而与第二电极124相遇的状态的视图。

参照图8，第一充电部110和第二充电部140可以彼此分离。此外，第二充电部140可以与接地单元130和第二电极124接触。为了允许第二充电部140接触接地单元130和第二电极124两者，接地单元130与第二电极124之间的距离d2可以小于第二充电部140的宽度W。

当第二充电部140接触接地单元130和第二电极124时，第二电极124的电位可以由于电荷储存器133而变化。例如，随着第二电极124的负电荷通过第二充电部140和接地单元130移动到电荷储存器133，第二电极124的电位可以变得与地电位基本上相等。

图9是示出其中第二充电部140由于滑动而相对于第一基板10进一步移动的状态的视图。

参照图9，随着电子从第二电极124移动到接地单元130，第二充电部140和第二电极124的电位可以变得与地电位(其在图中由N表示)基本上相等。

图10是示出其中第二充电部140由于滑动运动而与第二电极124分离的状态的视图。

参照图10，随着第二充电部140与第二电极124分离，参照图5至10所示的第一周期可以结束。在第一周期结束之后，第一充电部110可以保持处于带负电荷的状态。由于第一充电部110的负电荷的影响，与负电荷的量相比，第一电极122可以具有相对大量的正电荷。在如图10中所示地建立电荷平衡之后，可以基本上没有电荷的移动直到其中第二充电部140和第一充电部110彼此相遇的下个周期。此外，因为所述下个周期在第二充电部140和第二电极124具有地的电位之后开始，所以可以在所述下个周期中获得更大量的电能。

在下文中，将给出参照图5至10描述的第一周期之后的周期中收集能量的过程的说明。

图11是示出其中第二充电部140接近第一充电部110的状态的视图。

参照图11，与参照图5描述的情况不同，第一充电部110可以已经具有负电荷。

图12是示出其中第二充电部140通过滑动运动而接触第一充电部110的状态的视图。

参照图12，因为第一充电部110已经处于带电状态，所以第一充电部110与第二充电部140之间电子交换的量可以相对较小。第二充电部140可以受分布在第一充电部110的表面上的负电荷影响。第二充电部140的下表面上可以感应出正电荷，第二充电部140的上表面上可以感应出负电荷。

图13是示出其中第二充电部140由于滑动运动而与接地单元130相遇的状态的视图。

当第二充电部140接触接地单元130时，第二充电部140的电位可以变化为地电位。在该过程中，电子可以从第二充电部140移动到接地单元130。

图14是示出其中第二充电部140的电位通过图13中示出的电子的流动而变化的状态的视图。

参照图14，正电荷可以留在第二充电部140的与第一充电部110接触的一部分中。第二充电部140的剩余正电荷可以与第一充电部110的表面上的负电荷平衡，从而第二充电部140的电位可以变得与地电位相等。此外，随着电子从第二充电部140移动到接地单元130，在第二充电部140中正电荷的量可以大于负电荷的量。

因为第一充电部110的上表面的一部分不与第二充电部140接触，所以静电感应可以发生在第一电极122与第二电极124之间。由于静电感应，电子为了电平衡可以从第二电极124移动到第一电极122。随着电子在第一电极122与第二电极124之间流动，电能可以使用第一电极122与第二电极124之间的负载30被收集。

图15是示出其中第二充电部140由于滑动运动而相对于第一基板10进一步移动的状态的视图。

参照图15，随着第二充电部140与第一充电部110之间的接触面积减小，电子可以从第一电极122移动到第二电极124。此外，电子可以从电荷储存器133移动到第二充电部140，将第二充电部140的电位维持为与地电位相等。因为第二充电部140通过接地单元130接收外部电荷，所以通过负载30的能量收集的量可以在第二充电部140的滑动期间增加。

图16是示出其中第二充电部140由于滑动运动而与第二电极124接触的状态的视图。

参照图16，第一充电部110和第二充电部140可以彼此分离。此外，第二充电部140可以与接地单元130和第二电极124接触。为了允许第二充电部140接触接地单元130和第二电极124两者，接地单元130与第二电极124之间的距离d2可以小于第二充电部140的宽度W。第二电极124可以通过第二充电部140和接地单元130连接到电荷储存器133。随着电子从电荷储存器133移动到第二电极124，第二电极124的电位可以变得与电荷储存器133的电位相等。例如，第二电极124的电位可以变得与地电位基本上相等。

图17是示出其中第二充电部140由于图16中显示的状态中的滑动运动而与第二电极124分离的状态的视图。

参照图17，随着第二充电部140与第二电极124分离，参照图11至16示出的周期可以结束。参照图17，在参照图11至16描述的过程之后，第一充电部110和第二充电部140以及第一电极122和第二电极124可以具有与图11中显示的电荷分布相同的电荷分布。因此，如果第二充电部140在第一充电部110的上表面上再次滑动，则参照图11至16描述的过程可以被重复。因此，在所述周期被重复的同时，电能可以从在第一电极122与第二电极124之间流动的电流被收集。在第二充电部140通过滑动运动而相对于其它构件移动的同时，接地单元130可以与第二充电部140和第二电极124交换电荷。因为第二充电部140和第二电极124与作为外部装置的电荷储存器133交换电荷，所以电能收集的量可以在滑动周期期间增加。

在图1中，第一电极122和第二电极124、第一充电部110和接地单元130设置在具有平坦形状的第一基板10上。然而，本发明构思不限于此。例如，第一基板10可以具有任何其它形状以容易地重复参照图1至17示出的周期。

图18是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图。

参照图18，该实施方式的摩擦电发生器可以包括具有圆板形状的第一基板10。第一电极122、接地单元130和第二电极124可以在径向方向上布置在第一基板10上。此外，第一充电部110可以放置在第一电极122的上表面上。例如，第一电极122、第一充电部110、接地单元130和第二电极124可以具有扇形。然而，本发明构思不限于此。

第二充电部140可以面对第一基板10的上表面并且可以相对于第一基板10是可旋转的。例如，摩擦电发生器还可以包括其上设置第二充电部140的第二基板12。第二基板12可以具有圆板形状。当第一基板10和第二基板12中的至少一个旋转时，第二充电部140可以在第一充电部110、接地单元130和第二电极124的上表面上滑动。然而，本发明构思不限于此。例如，摩擦电发生器可以不包括第二基板12。例如，第二充电部140的旋转中心可以连接到第一基板10，使得第二充电部140可以在第一充电部110、接地单元130和第二电极124的上表面上滑动。

在图18中，第一电极122、接地单元130和第二电极124布置在第一基板10上。然而，本发明构思不限于此。例如，每个包括第一电极122、接地单元130和第二电极124的多个集合可以设置在第一基板10上。类似地，多个第二充电部140可以设置在第二基板12上。

图19是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图。

参照图19，该实施方式的摩擦电发生器可以包括具有圆板形状的第一基板10和第二基板12。第一电极122和第二电极124可以在径向方向上布置在第一基板10上。此外，第一充电部110可以放置在第一电极122的上表面上。此外，接地单元130可以放置在第二基板12上。

第二充电部140的旋转中心可以连接到第一基板10和第二基板12。第二充电部140可以在第一基板10与第二基板12之间移动。在第二充电部140相对于第一基板10和第二基板12移动的同时，第二充电部140可以在第一充电部110、接地单元130和第二电极124的表面上顺序地滑动。

图20是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图。

参照图20，该实施方式的摩擦电发生器可以包括具有圆板形状的第一基板10。第一电极122和第二电极124可以在径向方向上布置在第一基板10上。此外，第一充电部110可以放置在第一电极122的上表面上。

该实施方式的摩擦电发生器可以包括具有导电材料部分132和绝缘材料部分134的环。导电材料部分132可以电连接到电荷储存器133从而用作接地单元。第二充电部140可以通过相对于环的旋转运动而在环的内周表面上滑动。在第二充电部140在绝缘材料部分134的内周表面上滑动时，电荷储存器133和第二充电部140可以不彼此电连接。在第二充电部140在导电材料部分132的内周表面上滑动时，电荷储存器133和第二充电部140可以彼此电连接。导电材料部分132可以位于第一充电部110与第二充电部140之间。

图21是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图。

参照图21，该实施方式的摩擦电发生器可以包括具有圆板形状的第一基板10。第一电极122和第二电极124可以在径向方向上布置在第一基板10上。此外，第一充电部110可以放置在第一电极122的上表面上。

该实施方式的摩擦电发生器可以包括具有导电材料部分132和绝缘材料部分134的圆筒形壳体40。导电材料部分132可以电连接到电荷储存器133以便用作接地单元。第二充电部140可以通过相对于壳体40的旋转运动而在壳体40的内壁上滑动。在第二充电部140在绝缘材料部分134的内壁上滑动时，电荷储存器133和第二充电部140可以不彼此电连接。在第二充电部140在导电材料部分132的内壁上滑动时，电荷储存器133和第二充电部140可以彼此电连接。导电材料部分132可以位于第一充电部110与第二充电部140之间。

图22是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的俯视图。

参照图22，该实施方式的摩擦电发生器可以包括其上布置第一电极122、接地单元130和第二电极124的第三基板16。第三基板16可以具有圆柱形状。虽然第三基板16在图22中被示为具有圆柱形状，但本发明构思不限于此。例如，第三基板16可以具有中空的圆筒形状。第一电极122、接地单元130和第二电极124可以设置在第三基板16的外表面S4上。接地单元130可以连接到电荷储存器133。此外，第一充电部110可以设置在第一电极122的上表面上。

第二充电部140可以在面对第一基板10的外表面S4的同时移动。摩擦电发生器还可以包括其上设置第二充电部140的第四基板18。例如，第四基板18可以具有中空的圆筒形状。例如，第二充电部140可以设置在第四基板18的内表面S5上。当第三基板16和第四基板18中的至少一个旋转时，第二充电部140可以在第一充电部110、接地单元130和第二电极124的上表面上顺序地滑动。以这种方式，参照图5至17描述的周期可以被重复。

在图22中，第一电极122、接地单元130和第二电极124布置在第三基板16上。然而，本发明构思不限于此。例如，多个集合可以设置在第三基板16的外表面S4上，所述多个集合的每个包括第一电极122、接地单元130和第二电极124。类似地，多个第二充电部140可以设置在第二基板12的内表面S5上。

此外，与图22中显示的结构不同，第二充电部140可以设置在第三基板16的外表面S4上，第一电极122、第一充电部110、接地单元130和第二电极124可以设置在第四基板18的内表面S5上。

图23是示出根据一实施方式的具有不同形状的摩擦电发生器的透视图。

参照图23，第二充电部240可以在相对于第一充电部210旋转的同时在第一充电部210上滑动。第二充电部240可以在第一充电部210与第二电极224之间的位置处在第一充电部210和第二电极224的表面上滑动。第一电极222和第二电极224可以在第二充电部240滑动的方向上彼此间隔开。

第一充电部210可以设置在第一电极222的面对第二充电部240的下表面上。第二充电部240可以面对第一充电部210，并且可以通过滑动运动而间歇地接触第一充电部210。此外，第二充电部240可以通过滑动运动而间歇地接触第二电极224。接地单元230可以包括导电柱。接地单元230可以电连接到电荷储存器233，并且当第二充电部240旋转时，接地单元230可以间歇地接触第二充电部240。例如，第二充电部240可以在其外表面上包括凸起242。当第二充电部240旋转时，凸起242可以间歇地接触接地单元230。

第一充电部210和第二充电部240以及第一电极222和第二电极224的每个可以包括多个径向延伸的翼。例如，第一充电部210和第二充电部240以及第一电极222和第二电极224可以具有扇形。

在下文中，将描述图23中示出的摩擦电发生器的操作。在下面的图中，为了说明的容易，第一充电部210和第二充电部240以及第一电极222和第二电极224的每个的所述多个翼中的仅一个被示出。

图24是示出根据一实施方式的摩擦电发生器的示意剖视图。

参照图24，第二充电部240可以与接地单元230、第二电极224和第一充电部210分离。第一充电部210可以与第一电极222互锁地移动。第一充电部210可以由于相对移动而接近第二充电部240。

图25是示出其中第一充电部210和第二充电部240彼此接触的状态的视图。

参照图25，第一充电部210和第二充电部240可以通过滑动运动而彼此接触。当第一充电部210和第二充电部240彼此接触时，第一充电部210和第二充电部240的表面可以带不同极性的电。在第一充电部210和第二充电部240彼此接触之后，第一充电部210和第二充电部240可以彼此互锁地移动。例如，第一充电部210和第二充电部240可以像时钟的时针和分针那样彼此互锁地移动。

图26是示出其中第二充电部240与接地单元230接触的状态的视图。

参照图26，在第一充电部210和第二充电部240彼此互锁地移动的同时，第二充电部240的凸起242可以接触接地单元230。当第二充电部240电连接到接地单元230时，第二充电部240和电荷储存器233的电位可以变得彼此相等。例如，第二充电部240的电位可以变得与地电位基本上相等。

图27是示出其中第二充电部240与第二电极224接触的状态的视图。

参照图27，第二充电部240可以通过滑动运动而接触第二电极224。当第二充电部240接触第二电极224时，第二电极224的电位也可以变得与地电位相等。

图28和29是示出第二充电部240与第二电极224和第一充电部210分离的视图。

在图28和29中显示的示例中，第二充电部240首先与第二电极224分离。然而，本发明构思不限于此。例如，第二充电部240首先可以与第一充电部210分离，然后可以与第二电极224分离。在另一示例中，第二充电部240可以基本上同时与第一充电部210和第二电极224分离。此后，如图29中所示，第二充电部240可以与接地单元230分离。

如果第二充电部240与第二电极224分离，则第二电极224的电位可以不等于地电位。此外，随着第二充电部240与第一充电部210分离，第一电极222和第二电极224可以具有不同的电位。如果第一电极222和第二电极224具有不同的电位，则电流可以在第一电极222与第二电极224之间流动。在电流在第一电极222与第二电极224之间流动的同时，电能可以使用第一电极222与第二电极224之间的负载被收集。在图24至29中显示的过程期间，第二充电部240和第二电极224可以通过接地单元230与外部交换电荷，从而在第一电极222与第二电极224之间流动的电流的量可以被进一步放大。此外，如图29中所示，第一充电部210、第二充电部240、第二电极224和接地单元230全部彼此分离。从该状态起，参照图24至29描述的过程可以被重复。

图30是示出图23中显示的摩擦电发生器的变形的视图。

参照图30，接地单元可以包括在第二充电部240旋转的方向上交替布置的导电构件232和绝缘构件234。导电构件232可以电连接到电荷储存器233，并且当第二充电部240旋转时，导电构件232可以间歇地接触第二充电部240。

例如，导电构件232和绝缘构件234可以设置在圆筒形的壳体50的内壁上。导电构件232的分布可以被确定为使得导电构件232可以在与图26至28中示出的第二充电部240和接地单元230在其中彼此接触的区域相同的区域中接触第二充电部240。

图31是示出根据另一实施方式的摩擦电发生器的剖视图。

参照图31，该实施方式的摩擦电发生器可以包括：彼此间隔开的第一电极322和第二电极324；第一充电部310，其设置在第一电极322的下表面上；第二充电部340，其被构造为在面对第一充电部310的下表面的同时在一方向(x轴方向)上滑动，从而由于与第一充电部310的接触而带有与第一充电部310的极性相反极性的电；以及接地单元330，其被构造为根据第二充电部340的移动而将第二充电部340间歇地连接到电荷储存器333。

第二充电部340可以在第一充电部310与第二电极324之间的位置处相对于第一充电部310和第二电极324移动。第二充电部340可以通过滑动运动而接触第一充电部310的下表面。此外，第二充电部340可以与第二电极324间隔开。因此，在第二充电部340在第一充电部310的下表面上滑动的同时，第二充电部340可以不接触第二电极324。

第二充电部340和第一充电部310可以包括具有不同充电率的材料。因此，当第二充电部340和第一充电部310的表面一起摩擦时，第一充电部310和第二充电部340可以带不同极性的电。

例如，第一充电部310可以通过与第二充电部340摩擦而带负电荷，第二充电部340可以通过与第一充电部310摩擦而带正电荷。第二充电部340可以包括导电材料用于与接地单元330的容易电连接。导电材料可以包括通过摩擦而被容易地带电的铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和钢中的至少一种。此外，第一充电部310可以包括通过与第二充电部340的导电材料摩擦而容易地带负电荷的聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)中的至少一种。此外，第一充电部310可以包括诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、环烯烃共聚物(COC)或聚四氟乙烯(PTFE)的有机聚合物。第一充电部310可以包括诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或有机改性陶瓷(ORMOCER)的无机聚合物。以上列举的材料是示例，并且本发明构思不限于此。

在另一示例中，第一充电部310可以通过与第二充电部340摩擦而带正电荷，第二充电部340可以通过与第一充电部310摩擦而带负电荷。第二充电部340可以包括导电材料用于与接地单元330的容易的电连接。导电材料可以包括通过摩擦而容易地带电的铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和钢中的至少一种。此外，第一充电部310可以包括通过与导电材料摩擦而容易地带正电荷的聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、羊毛、丝绸、云母和尼龙中的至少一种。以上列举的材料是示例，并且本发明构思不限于此。

第一充电部310和第二充电部340中的至少一个可以用p型掺杂剂或n型掺杂剂掺杂以便调节其表面的带电特性。p型掺杂剂的源的示例可以包括诸如NO₂BF₄、NOBF₄或NO₂SbF₆的离子液体；诸如HCl、H₂PO₄、CH₃COOH、H₂SO₄或HNO₃的酸性化合物；以及诸如二氯二氰基醌(DDQ)、过硫酸氢钾、二肉豆蔻酰磷脂酰肌醇(DMPI)或三氟甲磺酰亚胺等的有机化合物。p型掺杂剂的源的其它示例可以包括HPtCl₄、AuCl₃、HAuCl₄、AgOTf(三氟甲磺酸银)、AgNO₃、H₂PdCl₆、Pd(OAc)₂和Cu(CN)₂。

n型掺杂剂的源的示例可以包括取代的或未取代的烟酰胺的还原产物；与取代的或未取代的烟酰胺化学结合的化合物的还原产物；以及包括至少两个吡啶鎓基团的化合物，该化合物中所述吡啶鎓基团中的至少一个的氮原子被还原。例如，n型掺杂剂的源可以包括烟酰胺单核苷酸-H(NMNH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-H(NADH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-H(NADPH)或紫罗碱。或者，n型掺杂剂的源可以包括诸如聚乙烯亚胺(PEI)的聚合物。或者，n型掺杂剂可以包括诸如钾(K)或锂(Li)的碱金属。以上列举的p型掺杂剂材料和n型掺杂剂材料是示例。就是说，任何其它材料可以用作p型掺杂剂和n型掺杂剂。

接地单元330可以电连接到电荷储存器333。电荷储存器333可以包括地或导电构件，所述地或导电构件的电位基本上不变化，就是说，基本上维持恒定值。当第二充电部340接触接地单元330时，电荷储存器333和第二充电部340可以通过接地单元330彼此电连接。当第二充电部340通过接地单元330连接到电荷储存器333时，第二充电部340的电位可以变得与电荷储存器333的电位基本上相等。

第一电极322和第二电极324可以包括具有高电导率的材料。例如，第一电极322和第二电极324可以包括石墨烯、碳纳米管(CNT)、铟锡氧化物(ITO)、金属和导电聚合物中的至少一种。例如，金属可以包括银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、铬(Cr)和铂(Pt)中的至少一种。然而，金属不限于此。第一电极322和第二电极324可以具有单层结构或多层结构。

图32是示出对图31中显示的摩擦电发生器的变形的视图。在图32中示出的实施方式的以下描述中，将不重复与上文参照图31给出的描述相同的描述。

参照图32，多个凸起可以形成在第一充电部310与第二充电部340之间的接触表面中的至少一个上。所述凸起可以包括纳米锥、纳米线、纳米球、纳米棒等等。因为所述凸起形成在第一充电部310与第二充电部340之间的接触表面中的至少一个上，所以当第一充电部310和第二充电部340彼此接触时，第一充电部310的接触表面和第二充电部340的接触表面的每个上感应出的电荷的量可以增加。

图33是示出其中图31中显示的第一充电部310和第二充电部340由于滑动运动而彼此接触的状态的视图。

参照图33，当第一充电部310和第二充电部340彼此接触时，第一充电部310和第二充电部340的表面可以带上不同极性的电。在图33中显示的示例中，第二充电部340的表面带正电荷，第一充电部310的表面带负电荷。然而，本发明构思不限于此。例如，第一充电部310的表面可以带正电荷，第二充电部340的表面可以带负电荷。

图34示出其中第二充电部340通过滑动运动而相对于第一充电部310移动的状态。

参照图34，第一充电部310的表面的一部分可以不与第二充电部340接触。由于静电感应发生在靠近第一充电部310的表面的不与第二充电部340接触的部分的区域中，因此电子可以从第一电极322移动到第二电极324。就是说，电流可以在第一电极322与第二电极324之间流动。

图35是示出其中第二充电部340由于滑动运动而与接地单元330接触的状态的视图。

参照图35，第二充电部340可以接触接地单元330，并且可以与电荷储存器333交换电荷。因为第二充电部340与电荷储存器333交换电荷，所以第二充电部340的电位可以变得与电荷储存器333的电位相等。例如，电子可以从电荷储存器333移动到第二充电部340，从而第二充电部340的电位可以变得与地电位基本上相等。

图36是示出其中第二充电部340在参照图31至35描述的周期完成之后再次接近第一充电部310的状态的视图。

参照图36，在参照图31至35描述的周期之后的电平衡中，第一充电部310的表面可以具有负电荷。此外，第一电极322可以具有相对大量的正电荷，第二电极324可以具有相对大量的负电荷。

图37是示出其中第二充电部340由于滑动运动而与第一充电部310接触的状态的视图。

参照图37，因为第一充电部310已经处于带电状态，所以第一充电部310与第二充电部340之间电子交换的量可以相对较小。第二充电部340可以受第一充电部310的表面上的负电荷影响。第二充电部340的上表面上可以感应出正电荷，第二充电部340的下表面上可以感应出负电荷。

图38是示出其中第二充电部340通过滑动运动而相对于第一充电部310移动的状态的视图。

参照图38，第一充电部310的表面的一部分可以不与第二充电部340接触。由于静电感应发生在靠近第一充电部310的表面的不与第二充电部340接触的部分的区域中，所以电子可以从第一电极322移动到第二电极324。如参照图36所述，因为新的周期在第二充电部340的电位由于电荷储存器333而变化之后开始，所以在第一电极322与第二电极324之间流动的电流可以增加。就是说，在第一电极322与第二电极324之间流动的电流的量在使用接地单元330的情况下可以比在不使用接地单元330的情况下更大。

图39是示出其中第二充电部340由于滑动运动而与接地单元330接触的状态的视图。

参照图39，第二充电部340可以接触接地单元330并且可以与电荷储存器333交换电荷。因为第二充电部340与电荷储存器333交换电荷，所以第二充电部340的电位可以变得与电荷储存器333的电位相等。例如，电子可以从电荷储存器333移动到第二充电部340，从而第二充电部340的电位可以变得与地电位基本上相等。随着第二充电部340的电位等于地电位，第一充电部310以及第一电极322和第二电极324可以具有与图35中显示的状态相同的状态。此外，随着参照图36至39描述的周期重复，电能可以被重复地收集。此外，因为第二充电部340与电荷储存器333交换电荷，所以电能收集量可以在滑动周期期间增加。

图40是图1至17中示出的摩擦电发生器的电流-时间曲线图，示出在第一电极122与第二电极124之间流动的电流、以及在接地单元130中流动的电流。在图40中，上曲线表示在第一电极122与第二电极124之间流动的电流，下曲线表示在接地单元130中流动的电流。

参照图40，表示在第一电极122与第二电极124之间流动的电流的曲线可以包括在不同方向上的两个峰(a)和(c)。其原因在于图14中显示的在第一电极122与第二电极124之间的电子移动的方向不同于图15中显示的在第一电极122与第二电极124之间的电子移动的方向。此外，表示在接地单元130中流动的电流的曲线也可以具有在不同方向上的两个峰(b)和(d)。其原因在于图14中显示的在接地单元130中的电子移动的方向不同于图15中显示的在接地单元130中的电子移动的方向。因此，在该实施方式的摩擦电发生器的第一电极122与第二电极124之间流动的输出电流可以是交流电。

图41是曲线图，其用于比较在参照图1至17描述的摩擦电发生器的第一电极122和第二电极124之间测得的输出电流与在从该摩擦电发生器去除接地单元130后在该摩擦电发生器的第一电极122和第二电极124之间测得的输出电流。

在图41中，左曲线表示在不使用接地单元130的情况下关于时间的输出电流，右曲线表示在使用接地单元130的情况下关于时间的输出电流。

图42是曲线图，其用于比较在参照图1至17描述的摩擦电发生器的第一电极122和第二电极124之间测得的电压与在从该摩擦电发生器去除接地单元130后在该摩擦电发生器的第一电极122和第二电极124之间测得的电压。

在图42中，左曲线表示在不使用接地单元130的情况下第一电极122与第二电极124之间的关于时间的电压，右曲线表示在使用接地单元130的情况下第一电极122与第二电极124之间的关于时间的电压。

参照图41和42，当不使用接地单元130时，在第一电极122与第二电极124之间流动的电流可以低于约0.2mA，在第一电极122与第二电极124之间的电压可以仅为约50V。

然而，当使用接地单元130时，第一电极122与第二电极124之间的电流和电压可以被放大。因为电荷储存器133和第二充电部140通过接地单元130彼此交换电荷，所以第一电极122与第二电极124之间的电流和电压可以放大。当使用接地单元130时，输出电流可以被增大约10倍，并且可以获得约1mA或更大的电流峰值。此外，当使用接地单元130时，输出电压可以被增大约4倍，并且可以获得约150V到约200V的电压峰值。

图43是示出根据一实施方式的摩擦电发生器的透视图。图44是示出图43中所示的摩擦电发生器的侧视图，图45是示出图43中所示的摩擦电发生器的俯视图。

参照图43至45，该实施方式的摩擦电发生器可以包括：彼此间隔开的第一电极422和第二电极424；第一充电部410，其设置在第一电极422的上表面上；第二充电部440，其被构造为当通过滑动运动而与第一充电部410相摩擦时带上与第一充电部410的极性相反极性的电；以及第一磁性部460。此外，该摩擦电发生器可以包括第二磁性部470，该第二磁性部470与第二电极424互锁从而在第一磁性部460的磁力的影响下相对于第二充电部440移动第二电极424。

此外，该摩擦电发生器可以包括接地单元430，其被构造为将电荷储存器433间歇地连接到第二充电部440以及第二磁性部470附接于其的第二电极424。

第一充电部410、第一电极422、接地单元430和第一磁性部460可以彼此互锁。因此，当第一充电部410相对于第二充电部440和第二电极424旋转时，第一电极422、接地单元430和第一磁性部460也可以相对于第二充电部440和第二电极424旋转。

当第一充电部410或第二充电部440旋转时，可以发生第二充电部440相对于第一充电部410的旋转。就是说，第二充电部440相对于第一充电部410的旋转可以通过旋转第二充电部440或者在其中第二充电部440被固定的状态中旋转第一充电部410来实现。此外，第二充电部440相对于第一充电部410的旋转可以通过旋转第一充电部410和第二充电部440两者来实现。

例如，当第一充电部410旋转时，第一电极422、接地单元430和第一磁性部460也可以与第一充电部410互锁地旋转。为了将第一充电部410、第一电极422、接地单元430和第一磁性部460彼此互锁，该摩擦电发生器可以包括其上设置第一电极422和第一磁性部460的第一基板10a。接地单元430的旋转轴可以与第一基板10a互锁。当第一基板10a旋转时，第一电极422、设置在第一电极422的上表面上的第一充电部410、接地单元430和第一磁性部460可以随第一基板10a一起旋转。

为了旋转的容易，第一基板10a可以具有圆板形状。第一电极422和第一充电部410可以具有扇形。在图43中，第一电极422和第一充电部410被示为具有半圆板形状。然而，本发明构思不限于此。例如，第一电极422和第一充电部410可以具有扇形，并且扇形的圆心角可以不是180°。在另一示例中，第一电极422和第一充电部410可以具有除扇形之外的径向延伸的形状。第二充电部440也可以具有扇形或径向延伸的形状。

在上述示例中，第一充电部410随第一基板10a一起旋转。然而，本发明构思不限于此。例如，当第一充电部410不旋转时，第二充电部440和第二磁性部470可以相对于第一充电部410旋转。在这种情况下，第一基板10a可以被省略。第二磁性部470可以随第二磁性部470附接于其的第二电极424一起旋转。第二电极424和第二充电部440可以彼此互锁地旋转。

当第二充电部440相对于第一充电部410旋转时，第一充电部410和第二充电部440的表面可以在彼此上滑动的同时彼此间歇地接触。第二充电部440和第一充电部410可以包括具有不同充电率的材料。因此，如果第二充电部440的表面和第一充电部410的表面一起摩擦，则第二充电部440和第一充电部410的表面可以带上不同极性的电。第一充电部410和第二充电部440的电荷类型取决于第一充电部410和第二充电部440的材料，例如可以由第一充电部410和第二充电部440的材料在摩擦电序中的相对位置来确定。

例如，第一充电部410的表面可以通过与第二充电部440摩擦而带负电荷，第二充电部440的表面可以通过与第一充电部410摩擦而带正电荷。第二充电部440可以包括导电材料用于与接地单元430的容易电连接。导电材料可以包括通过摩擦而容易带电的铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和钢中的至少一种。此外，第一充电部410可以包括通过与第二充电部440的导电材料摩擦而容易地带负电荷的聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)中的至少一种。第一充电部410可以包括诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、环烯烃共聚物(COC)或聚四氟乙烯(PTFE)的有机聚合物。第一充电部410可以包括诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或有机改性陶瓷(ORMOCER)的无机聚合物。以上列举的材料是示例，并且本发明构思不限于此。

在另一示例中，第一充电部410的表面可以通过与第二充电部440摩擦而带正电荷，第二充电部440的表面可以通过与第一充电部410摩擦而带负电荷。第二充电部440可以包括导电材料用于与接地单元430的容易电连接。导电材料可以包括通过摩擦而容易带电的铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和钢中的至少一种。第一充电部410可以包括通过与导电材料摩擦而容易带正电荷的聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、羊毛、丝绸、云母和尼龙中的至少一种。以上列举的材料是示例，并且本发明构思不限于此。

第一充电部410和第二充电部440中的至少一个可以用p型掺杂剂或n型掺杂剂掺杂以便调节其表面的带电特性。p型掺杂剂的源的示例可以包括诸如NO₂BF₄、NOBF₄或NO₂SbF₆的离子液体；诸如HCl、H₂PO₄、CH₃COOH、H₂SO₄或HNO₃的酸性化合物；以及诸如二氯二氰基醌(DDQ)、过硫酸氢钾制剂、二肉豆蔻酰磷脂酰肌醇(DMPI)或三氟甲磺酰亚胺的有机化合物。p型掺杂剂的源的其它示例可以包括HPtCl₄、AuCl₃、HAuCl₄、AgOTf(三氟甲烷磺酸银)、AgNO₃、H₂PdCl₆、Pd(OAc)₂和Cu(CN)₂。

n型掺杂剂的源的示例可以包括取代的或未取代的烟酰胺的还原产物；与取代的或未取代的烟酰胺化学结合的化合物的还原产物；以及包括至少两个吡啶鎓(pyridiniummoieties)基团的化合物，该化合物中所述吡啶鎓基团中的至少一个的氮原子被还原。例如，n型掺杂剂的源可以包括烟酰胺单核苷酸-H(NMNH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-H(NADH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-H(NADPH)或紫罗碱。或者，n型掺杂剂的源可以包括诸如聚乙烯亚胺(PEI)的聚合物。或者，n型掺杂剂可以包括诸如钾(K)或锂(Li)的碱金属。以上列举的p型掺杂剂材料和n型掺杂剂材料是示例。就是说，任何其它材料可以用作p型掺杂剂和n型掺杂剂。

接地单元430可以电连接到电荷储存器433。接地单元430可以包括诸如金属、陶瓷材料或聚合物的材料。电荷储存器433可以包括基本上没有电位变化的地或导电构件。接地单元430可以在相对于第二充电部440旋转的同时间歇地接触第二充电部440。当第二充电部440接触接地单元430时，电荷储存器433和第二充电部440可以通过接地单元430彼此电连接。当第二充电部440通过接地单元430连接到电荷储存器433时，第二充电部440的电位可以变得与电荷储存器433的电位基本上相等。

第一电极422和第二电极424可以包括具有高电导率的材料。例如，第一电极422和第二电极424可以包括石墨烯、碳纳米管(CNT)、铟锡氧化物(ITO)、金属和导电聚合物中的至少一种。例如，金属可以包括银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、铬(Cr)和铂(Pt)中的至少一种。然而，金属不限于此。第一电极422和第二电极424可以具有单层结构或多层结构。

随着第二充电部440在第一充电部410的表面上滑动，可以在第一电极422与第二电极424之间发生静电感应。例如，在第二充电部440与第一充电部410之间的接触面变化的同时，第一电极422与第二电极424之间的静电感应可以引起电荷的移动。由于该静电感应，该实施方式的摩擦电发生器可以从第一电极422与第二电极424之间电荷的流动收集能量。

在第二充电部440相对于第一充电部410旋转的同时，第二磁性部470可以相对于第一磁性部460旋转。在第二磁性部470相对于第一磁性部460旋转的同时，第一磁性部460与第二磁性部470之间的距离可以变化。例如，第一磁性部460可以附接于第一基板10a的下表面，第二磁性部470可以附接于第二电极424的上表面。然而，本发明构思不限于此。

随第一磁性部460与第二磁性部470之间的距离变化，第一磁性部460与第二磁性部470之间的磁力大小可以变化。第二电极424和第二充电部440可以根据第一磁性部460与第二磁性部470之间的磁力大小而彼此接触或彼此分离。

在图43至45中，当第一磁性部460与第二磁性部470之间的距离相对较小时，第二电极424和第二充电部440彼此间隔开。在这种情况下，第一磁性部460和第二磁性部470可以因为第一磁性部460和第二磁性部470的相互面对的表面具有相同的极性而互相相斥。第二电极424可以通过第一磁性部460与第二磁性部470之间的排斥力而与第二充电部440间隔开。

然而，本发明构思不限于此。例如，第一磁性部460和第二磁性部470可以因为第一磁性部460和第二磁性部470的相互面对的表面具有不同的极性而相互吸引。在这种情况下，当第一磁性部460和第二磁性部470彼此接近时，第二电极424和第二充电部440可以由于第一磁性部460与第二磁性部470之间的吸引力而彼此接触。然后，当第一磁性部460和第二磁性部470彼此远离地移动时，第二电极424可以与第二充电部440间隔开。例如，弹性构件可以设置在第二电极424与第二充电部440之间。当第一磁性部460和第二磁性部470彼此远离地移动时，第二电极424可以由于弹性部件作用的弹力而与第二充电部440间隔开。

在下文中，将给出参照图43至45描述的摩擦电发生器如何收集能量的说明。在下面的描述中，图中示出的电荷是示例。就是说，在各种各样的实施方式的摩擦电发生器中可以有电荷的各种各样的流动。

图46是示出其中第一充电部410和第二充电部440通过滑动运动而彼此接触的状态的视图。图47是示出图46中示出的摩擦电发生器的侧视图，图48是示出图46中示出的摩擦电发生器的俯视图。

参照图46至48，第一充电部410可以相对于第二充电部440移动，从而第一充电部410和第二充电部440的表面可以彼此接触。当第二充电部440在第一充电部410的表面上滑动时，可以发生摩擦带电。例如，当第一充电部410和第二充电部440彼此接触时，第一充电部410的表面和第二充电部440的表面可以带上相反极性的电。

参照图47中所示的示例，电子由于第二充电部440与第一充电部410之间的摩擦而从第二充电部440的表面移动到第一充电部410的表面。由于电子的移动，第二充电部440可以带正电荷，第一充电部410可以带负电荷。然而，这仅是示例。就是说，相反的情况也是可能的。例如，电子可以从第一充电部410的表面移动到第二充电部440的表面，从而第一充电部410可以带正电荷，第二充电部440可以带负电荷。

参照图48，第一磁性部460和第二磁性部470可以比图45中显示地间隔得更远。参照图47，随着第一磁性部460与第二磁性部470之间的距离增加，第二电极424与第二充电部440之间的距离d1可以变得比图44中所示的更小。

图49是示出其中第一充电部410相对于第二充电部440进一步旋转的状态的视图。图50是示出图49中所示的摩擦电发生器的侧视图，图51是示出图49中所示的摩擦电发生器的俯视图。

参照图49至51，随着第一充电部410相对于第二充电部440旋转，第一充电部410与第二充电部440之间的接触面积可以增加。接地单元430可以随第一充电部410一起旋转并且可以接触第二充电部440。接地单元430的端部分可以接触第二充电部440的边缘。当接地单元430接触第二充电部440时，第二充电部440和电荷储存器433可以彼此电连接。第二充电部440可以与电荷储存器433交换电荷。例如，第二充电部440可以从电荷储存器433接收电子。如果第二充电部440从电荷储存器433接收电子，则第二充电部440的电位可以变得与地电位基本上相等。

当第二充电部440的电位随着电子被供应到第二充电部440而变化时，在第一电极422与第二电极424之间可以发生静电感应。例如，电子可以从第一电极422移动到第二电极424。就是说，电流可以在第一电极422与第二电极424之间流动。当电流在第一电极422与第二电极424之间流动时，电能可以从连接在第一电极422与第二电极424之间的负载30a收集。由于静电感应，第一电极422可以具有相对大量的正电荷，第二电极424可以具有相对大量的负电荷。因为第二充电部440通过接地单元430与电荷储存器433交换电荷，所以在第一电极422与第二电极424之间流动的电流可以被放大。

参照51，第一磁性部460和第二磁性部470可以比图48中所示地间隔得更远。随着第一磁性部460与第二磁性部470之间的距离增加，第一磁性部460与第二磁性部470之间的磁力大小可以减小。参照图50，随着第一磁性部460与第二磁性部470之间的磁力大小减小，第二电极424与第二充电部440之间的距离d1可以减小。

图52是示出其中第一充电部410相对于第二充电部440进一步旋转的状态的视图。图53是示出图52中所示的摩擦电发生器的侧视图，图54是示出图52中所示的摩擦电发生器的俯视图。

参照图52至54，随着第一充电部410相对于第二充电部440旋转，第一充电部410与第二充电部440之间的接触面积可以被最大化。随着第一充电部410与第二充电部440之间的接触面积增加，第一充电部410的表面上可以感应出大量的负电荷。在第一充电部410相对于第二充电部440旋转的同时，接地单元430的端部分可以在第二充电部440的边缘上滑动。随着电子从电荷储存器433移动到第二充电部440，第二充电部440的电位可以变得与电荷储存器433的电位相等。

由于第一充电部410的表面上感应出更大量的负电荷，所以在第一电极422与第二电极424之间可以发生静电感应。例如，电子可以从第一电极422移动到第二电极424。因此，在第一电极422中，正电荷的量可以大于负电荷的量。

参照图54，第一磁性部460和第二磁性部470可以比图51中所示地间隔得更远。随着第一磁性部460与第二磁性部470之间的距离增加，第一磁性部460与第二磁性部470之间的磁力大小可以减小。参照图52，随着第一磁性部460与第二磁性部470之间的磁力大小减小，第二电极424和第二充电部440可以彼此接触。

如果第二电极424接触第二充电部440，则第二电极424可以通过第二充电部440和接地单元430电连接到电荷储存器433。第二电极424可以与电荷储存器433交换电荷。第二电极424的电位可以变得与电荷储存器433的电位相等。例如，第二电极424的电位可以变得与地电位基本上相等。

电子可以由于第一电极422与第二电极424之间的静电感应而从第一电极422移动到第二电极424。与从第一电极422移动到第二电极424的电子的数目一样多的电子可以从第二电极424移动到电荷储存器433。因此，第二电极424可以保持处于电中性状态。因为第二电极424保持处于电中性状态，所以在第一电极422与第二电极424之间流动的电流的量可以放大。

图55是示出其中第一充电部410相对于第二充电部440进一步旋转的状态的视图。图56是示出图55中所示的摩擦电发生器的侧视图，图57是示出图55中所示的摩擦电发生器的俯视图。

参照图55至57，随着第一充电部410相对于第二充电部440旋转，第一充电部410与第二充电部440之间的接触面积可以减小。此外，如图57中所示，因为第一磁性部460与第二磁性部470之间的距离减小，所以第二电极424和第二充电部440可以彼此分离。如图57中所示，接地单元430的端部分可以处于恰好与第二充电部440分离之前的位置处。

如果第一充电部410在图55至57中所示的状态中进一步旋转，则第一充电部410可以返回到图43至45中所示的初始位置。如果第一充电部410返回到该初始位置，则由于电平衡而可以没有电荷的移动。

在参照图46至57描述的周期之后，第一充电部410可以保持处于与图43至45中所示的状态不同的带负电的状态中。如果第一充电部410与第二充电部440之间的相对旋转继续，则参照图46至57描述的过程可以在其中第一充电部410带负电的状态中被重复。在所述周期被重复的同时，电流可以由于静电感应而在第一电极422与第二电极424之间流动。在第二充电部440间歇地接触电荷储存器433的同时，第二充电部440可以与电荷储存器433交换电荷。因为第二充电部440与电荷储存器433交换电荷，所以在第一电极422与第二电极424之间流动的电流可以放大。

图58是示出在图44中显示的摩擦电发生器的变形的视图。在图58中所示的实施方式的以下描述中，将不重复与上文参照图43至57给出的描述相同的描述。

参照图58，多个凸起可以形成在第一充电部410的接触表面和第二充电部440的接触表面中的至少一个上。所述凸起可以包括纳米锥、纳米线、纳米球、纳米棒等等。因为所述凸起形成在第一充电部410的接触表面和第二充电部440的接触表面中的至少一个上，所以当第一充电部410和第二充电部440彼此接触时，第一充电部410的接触表面和第二充电部440的接触表面的每个上感应出的电荷的量可以增加。

图59是示出在图44中显示的摩擦电发生器的变形的视图。

参照图59，电荷储存器433a可以包括导电构件。在图59中，导电构件具有板形。然而，这是示例，并且导电构件不限于此。电荷储存器433a可以是具有高容量的导电构件。当电荷储存器433a通过接地单元430连接到第二充电部440时，电荷储存器433a可以与第二充电部440交换电荷。就是说，随着电荷储存器433a与第二充电部440交换电荷，第二充电部440的电位可以变得与电荷储存器433a的电位相等。例如，电荷储存器433a的电位可以与地电位基本上相同。

已经参照图1至59描述了实施方式的摩擦电发生器。根据以上实施方式中的一个或更多个，第一充电部和第二充电部可以彼此接触并且可以带上不同极性的电。此外，当第一充电部和第二充电部相对于彼此移动时，电流可以在第一电极与第二电极之间流动。电能可以从在第一电极与第二电极之间流动的电流被收集。此外，第二充电部或第二电极的电位可以随着接地单元间歇地接触第二充电部或第二电极而变化，从而在第一电极与第二电极之间流动的电流的量可以被放大。

上述摩擦电发生器中的任何一个可以作为电力供应单元被包括在诸如智能手表、移动电话、无线电装置、生物传感器、位置传感器、体温传感器或血压传感器的装置中。此外，上述摩擦电发生器中的任何一个可以被包括在构造为附接于诸如手或腿的几乎总是移动的身体部位的移动装置中，以便将手或腿的动能转换成电能。此外，上述摩擦电发生器中的任何一个可以被包括在机器中以将振动能转换成电能。此外，摩擦电发生器可以用于利用由风、压力、声音或流体流动引起的振动而产生电能。

应理解，在此描述的实施方式应仅在描述性的意义上被考虑，而不是为了限制的目的。在每种实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它实施方式中的其它相似的特征或方面。

虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施方式，但本领域普通技术人员将理解，可以在此作出形式和细节上的各种各样的改变而不背离如以下权利要求限定的精神和范围。

本申请要求2016年5月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0057217号以及2016年5月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0057218号的权益，其公开通过引用全文合并于此。

Claims

1.一种摩擦电发生器，包括：

彼此间隔开的第一电极和第二电极；

第一充电部，其设置在所述第一电极上；

第二充电部，其被构造为在所述第一充电部的表面上滑动使得所述第一充电部和所述第二充电部通过彼此接触而带上相反极性的电；以及

接地单元，其被构造为根据所述第二充电部的移动而将所述第二充电部间歇地电连接到电荷储存器，

其中所述第二充电部被构造为在所述第二电极的表面上以及在所述第一充电部的所述表面上滑动。

2.如权利要求1所述的摩擦电发生器，其中所述第一电极和所述第二电极在所述第二充电部滑动的方向上彼此间隔开。

3.如权利要求2所述的摩擦电发生器，其中所述第一充电部设置在所述第一电极的面对所述第二充电部的上表面上。

4.如权利要求1所述的摩擦电发生器，其中所述第二充电部被构造为在相对于所述第一充电部旋转的同时在所述第一充电部上滑动，以及所述第一电极和所述第二电极在与所述第二充电部滑动的方向垂直的方向上彼此间隔开。

5.如权利要求4所述的摩擦电发生器，其中所述第一充电部设置在所述第一电极的面对所述第二充电部的下表面上。

6.如权利要求4所述的摩擦电发生器，其中所述接地单元电连接到所述电荷储存器，以及所述接地单元包括导电柱，该导电柱构造为在所述第二充电部旋转时间歇地接触所述第二充电部。

7.如权利要求4所述的摩擦电发生器，其中所述接地单元包括在所述第二充电部旋转的方向上交替布置的导电构件和绝缘构件，以及

所述导电构件电连接到所述电荷储存器并被构造为间歇地接触所述第二充电部。

8.如权利要求4所述的摩擦电发生器，其中所述第一充电部和所述第二充电部以及所述第二电极具有扇形。

9.如权利要求4所述的摩擦电发生器，还包括：

第一磁性部，其设置在所述第一电极之下；以及

第二磁性部，其设置在所述第二电极之上。

10.如权利要求9所述的摩擦电发生器，其中所述第二电极被构造为通过所述第一磁性部与所述第二磁性部之间的磁力而相对于所述第二充电部移动，以及

所述第一磁性部和所述第二磁性部的相互面对的表面具有相同的极性。

11.如权利要求9所述的摩擦电发生器，其中所述第一磁性部与所述第一电极和所述第一充电部互锁。

12.如权利要求9所述的摩擦电发生器，其中所述第二充电部的下表面在所述第二充电部相对于所述第一充电部旋转的同时接触所述第一充电部的上表面。

13.如权利要求9所述的摩擦电发生器，其中所述第一电极、所述第一充电部、所述接地单元和所述第一磁性部被构造为彼此互锁并相对于所述第二充电部旋转。

14.如权利要求9所述的摩擦电发生器，其中所述第二电极和所述第二充电部取决于所述第一磁性部与所述第二磁性部之间的距离而彼此接触或彼此分离。

15.如权利要求9所述的摩擦电发生器，其中，当所述第一充电部和所述第二充电部彼此接触时，与所述第二磁性部互锁的所述第二电极接触所述第二充电部的上表面。

16.如权利要求1所述的摩擦电发生器，其中通过所述第二充电部在所述第一充电部的所述表面上的滑动，所述第一充电部带负电荷，所述第二充电部带正电荷。

17.如权利要求1所述的摩擦电发生器，其中通过所述第二充电部在所述第一充电部的所述表面上的滑动，所述第一充电部带正电荷，所述第二充电部带负电荷。

18.如权利要求1所述的摩擦电发生器，其中所述电荷储存器包括地或导电构件。

19.一种摩擦电发生器，包括：

彼此间隔开的第一电极和第二电极；

第一充电部，其设置在所述第一电极上；

其中所述接地单元设置在所述第一电极与所述第二电极之间，以及所述第二充电部被构造为在所述接地单元的上表面上滑动。

20.如权利要求19所述的摩擦电发生器，其中在所述第二充电部的滑动方向上，所述第一充电部与所述接地单元之间的距离以及所述第二电极与所述接地单元之间的距离小于所述第二充电部的宽度。

21.如权利要求20所述的摩擦电发生器，其中所述第一电极、所述接地单元和所述第二电极设置在第一基板上。

22.如权利要求21所述的摩擦电发生器，其中所述第一基板具有圆筒形状或圆柱形状。

23.如权利要求22所述的摩擦电发生器，还包括具有围绕所述第一基板的圆筒形状的第二基板，其中所述第二充电部设置在所述第二基板的内表面上。

24.如权利要求21所述的摩擦电发生器，其中所述第一基板具有圆板形状，所述第一电极、所述接地单元和所述第二电极在径向方向上布置在所述第一基板上。

25.如权利要求24所述的摩擦电发生器，还包括具有面对所述第一基板的圆板形状的第二基板，其中所述第二充电部设置在所述第二基板上。