CN113091899A - 自驱动紫外光电探测器及制备方法 - Google Patents

自驱动紫外光电探测器及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113091899A
CN113091899A CN202110395978.2A CN202110395978A CN113091899A CN 113091899 A CN113091899 A CN 113091899A CN 202110395978 A CN202110395978 A CN 202110395978A CN 113091899 A CN113091899 A CN 113091899A
Authority
CN
China
Prior art keywords
self
driven
ultraviolet
electrode layer
photodetector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110395978.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113091899B (zh
Inventor
孙旭辉
文震
刘赛男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202110395978.2A priority Critical patent/CN113091899B/zh
Publication of CN113091899A publication Critical patent/CN113091899A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113091899B publication Critical patent/CN113091899B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本发明提供了一种自驱动紫外光电探测器及其制备方法，涉及半导体紫外光探测技术领域。本发明的自驱动紫外光电探测器用于探测紫外光，且能够探测出紫外光的最低检测限为UVmin，自驱动紫外光电探测器包括绝缘基底、电极层和摩擦层。其中，电极层形成在绝缘基底上，且电极层的材料选择为光敏电阻材料，光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化。摩擦层形成在电极层上，摩擦层用于与外部基材摩擦起电，从而在摩擦层表面带电。电极层基于静电感应效应感应出与摩擦层表面相反的电荷，且基于光致阻变效应引起的阻值变化，与阻抗匹配效应相耦合，从而引起自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UVmin的所述紫外光。

Description

自驱动紫外光电探测器及制备方法
技术领域
本发明涉及半导体紫外光探测技术领域，特别是涉及一种自驱动紫外光电探测器及制备方法。
背景技术
在物联网快速发展的时代，对传感器系统的小型化、集成化、智能化、多功能的需求越来越大。作为一个重要的传感器，自驱动紫外光电探测器广泛应用于各个领域，如通信、生物和化学分析、光电电路、环境监测等。然而，大多数自驱动紫外光电探测器都需要外部电源供电，这不仅增加了器件的体积，而且在很大程度上限制了光电探测器的独立性和移动性。此外，外部电源如商用电池存在着硬质、寿命有限的缺点。这些很大程度上限制了其实际应用。
摩擦纳米发电机(TENG)，作为一种新型发电技术，通过摩擦起电和静电感应效应可以将周围环境的机械能转化为电能，为自供电自驱动紫外光电探测器发展提供了一种有效的方法。当器件暴露于紫外环境中，可以通过测量因为外部刺激改变的TENG的摩擦层材料间的摩擦起电效应来探测紫外光。紫外光是阳光的主要成分，但过度暴露在紫外线辐射下会使皮肤晒黑晒伤，加速皮肤老化，并且会伤害眼睛。当紫外线指数为3(0.075mW/cm2)或4(0.1mW/cm2)时，表示太阳辐射中的紫外线量是比较低的，对人体的可能影响也是比较小的。紫外线指数为5(0.125mW/cm2)和6(0.15mW/cm2)时，表示紫外线的量为中等强度，对人体皮肤也有中等强度的伤害影响。紫外线指数为7(0.175mW/cm2)、8(0.2mW/cm2)、9(0.225mW/cm2)时，表示有较强的紫外线照射强度，这时，对人体的可能影响就比较大，需要采取相应的防护措施。而当紫外线指数大于10(0.25mW/cm2)时，表示紫外线照射量非常强，对人体有最大的影响，必须采取防护措施。然而，当探测强度较低的紫外光时，材料的摩擦起电能力变化不大，器件的输出电信号变化很小，导致其对探测微弱的光信号的能力很差。此外，器件的输出信号很容易受到如湿度等环境因素的影响，从而影响其可靠性和稳定性。因此，需要设计新的结构与响应机制来开发一种检测低强度紫外光的自驱动紫外光电探测器，并且具有可靠性与稳定性。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要提供一种自驱动紫外光电探测器可以探测出较低强度的紫外光。
本发明第一方面的另一个目的是要解决现有技术中的自驱动紫外光电探测器件对低强度紫外光探测能力较差的问题。
本发明第一方面的又一个目的是要解决现有技术中的自驱动紫外光电探测器件可靠性和稳定性差的问题。
本发明第二方面的目的是提供一种自驱动紫外光电探测器的制备方法。
特别地，本发明提供一种自驱动紫外光电探测器，用于探测紫外光，且能够探测出所述紫外光的最低检测限为UVmin，所述自驱动紫外光电探测器包括：
绝缘基底；
电极层，形成在所述绝缘基底上，且所述电极层的材料选择为光敏电阻材料，所述光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化；
摩擦层，形成在所述电极层上，所述摩擦层用于与外部基材摩擦起电，从而在所述摩擦层表面带电；
所述电极层基于静电感应效应感应出与所述摩擦层表面相反的电荷，且基于所述光致阻变效应引起的阻值变化，从而引起所述自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UVmin的所述紫外光。
可选地，所述光敏电阻材料选择为在紫外光照射下的阻值在M-N范围内变化，且0.01GΩ≤M≤1GΩ；
其中，N的取值与所述最低检测限UVmin的值成反方向变化，且0.01GΩ＜N≤150GΩ。
可选地，所述最低检测限UVmin为0～0.61mW/cm2时，则N的取值范围为1GΩ≤N≤150GΩ；
可选地，最低检测限UVmin为大于0.61mW/cm2时，则N的取值范围为0.01GΩ＜N≤1GΩ。
可选地，还包括用于使得所述电极层形成在其上的绝缘基底以及用于形成在所述电极层上的摩擦层；
所述摩擦层、所述电极层以及所述绝缘基底作为一个整体，用于将外部机械能转化为电能，以向外电路输出电信号。
可选地，所述绝缘基底具有第一预设透光率，所述第一预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
所述摩擦层具有第二预设透光率，所述第二预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
可选地，所述第一预设透光率和所述第二预设透光率均为100％。
可选地，所述电极层为氧化锌纳米颗粒层；
可选地，所述绝缘基底为柔性基底；
可选地，所述绝缘基底选自聚酯、聚酰亚胺或聚乙烯醇中的一种；
可选地，所述摩擦层选自硅胶、聚二甲基硅氧烷或聚四氟乙烯中的一种；
可选地，所述摩擦层完全包裹所述电极层。
特别地，本发明还提供一种上面所述的自驱动紫外光电探测器的制备方法，其中，所述自驱动紫外光电探测器用于探测紫外光，且能够探测出所述紫外光的最低检测限为UVmin，所述制备方法包括：
提供一绝缘基底；
在所述绝缘基底上制备电极层，其中，所述电极层的材料选择为光敏电阻材料，所述光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化；
在所述电极层上制备摩擦层，其中，所述摩擦层用于与外部基材摩擦起电，从而在所述摩擦层表面带电；
所述电极层基于静电感应效应感应出与所述摩擦层表面相反的电荷，且基于所述光致阻变效应引起的阻值变化，从而引起所述自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UVmin的所述紫外光。可选地，所述绝缘基底具有第一预设透光率，所述第一预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
可选地，所述摩擦层具有第二预设透光率，所述第二预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
可选地，所述第一预设透光率和所述第二预设透光率均为100％；
可选地，所述绝缘基底为柔性基底；
可选地，所述绝缘基底选自聚酯、聚酰亚胺或聚乙烯醇中的一种；
可选地，所述摩擦层选自硅胶、聚二甲基硅氧烷或聚四氟乙烯中的一种；
可选地，所述摩擦层完全包裹所述电极层。
本发明的自驱动紫外光电探测器具备摩擦层、电极层，并且电极层为光致电阻材料，摩擦层可以摩擦起电，使得该自驱动紫外光电探测器通过摩擦起电和静电感应效应将机械能转化为电信号，基于光致阻变和阻抗匹配效应的耦合效应，从而可以检测出最低检测限为UVmin的紫外光。
本发明的自驱动紫外光电探测器的电极层为光敏电阻材料，并且具体地，本发明中该光敏电阻材料选择为可以随着紫外光的强度的改变而变化。在该器件中，该电极层既作为光敏材料层，又作为电极层，使该自驱动紫外光电探测器具备静电感应和光致阻变效应。又由于该电极层在紫外光的照射下其电阻随着紫外光强度的变化在一定阻值范围内变化，而该电阻的阻值变化范围又与该器件的输出电压与电阻的变化灵敏区匹配。因此，根据阻抗匹配效应，在紫外光的照射下，该自驱动紫外光电探测器的输出发生变化，从而使该器件可以灵敏的检测出较低强度的紫外光。
本发明的自驱动紫外光电探测器暴露在紫外光环境中时，可以检测出自驱动紫外光电探测器的电压，因此，可以通过检测自驱动紫外光电探测器的输出电压大小来检测出是否有紫外光的存在。
本发明的自驱动紫外光电探测器可以通过探测自驱动紫外光电探测器的电压值来探测照射在该自驱动紫外光电探测器上的紫外光强度较低(例如强度为0～0.61mW/cm2)的强度值，并且能够通过电压的变化趋势探测出紫外光强度的变化趋势。当紫外光的光强较高(例如大于0.61mW/cm2)时，可以通过检测自驱动紫外光电探测器的电压来判断是否有紫外光照射在该自驱动紫外光电探测器上。
本发明的自驱动紫外光电探测器包括摩擦层、电极层以及绝缘基底，并且该自驱动紫外光电探测器作为一个整体可以将外部机械能转化为电能，以向外电路输出电信号。由于本发明的自驱动紫外光电探测器可以将机械能转化为电能，可以进行自驱动。因此，本发明的自驱动紫外光电探测器是一个可以自驱动的紫外光电探测系统。
本发明的自驱动紫外光电探测器中，由于摩擦层完全包裹电极层，因此使得电极层不受外界如湿度、气体等环境因素的影响，使得本发明的自驱动紫外光电探测器具有较好的可靠性和稳定性。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的示意性结构图；
图2是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器自供电的原理示意图；
图3是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的等效电路图；
图4是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的示意性流程图；
图5是根据本发明一个具体的实施例的自驱动紫外光电探测器的示意性流程图；
图6是根据本发明一个实施例的测试平台的示意性结构图；
图7是根据本发明一个实施例的氧化锌纳米颗粒电极层的SEM图；
图8是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的输出电压与电阻的关系曲线图；
图9是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器及摩擦层和电极层对光的透过率示意图；
图10是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的稳定性测试图；
图11是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的输出电压与压力的变化关系图；
图12是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的电阻与紫外光强度的关系图；
图13是根据本发明一个实施例的线性电机系统的工作频率与自驱动紫外光电探测器的输出电压的关系图；
图14是根据本发明一个实施例的线性电机系统的工作频率与自驱动紫外光电探测器的输出电流的关系图；
图15是根据本发明一个实施例的线性电机系统的工作频率与自驱动紫外光电探测器的转移电荷量的关系图；
图16是根据本发明一个实施例的紫外光强度与自驱动紫外光电探测器输出电压的关系图；
图17是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器对紫外光的实时响应与恢复性能示意图；
图18是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器在可穿戴设备中的应用的器件的示意性结构图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的示意性结构图，本实施例提供一种自驱动紫外光电探测器100，该自驱动紫外光电探测器100用于探测紫外光，且能够探测出紫外光的最低检测限为UVmin。本实施例的自驱动紫外光电探测器可以包括绝缘基底20、电极层10和摩擦层30。其中，电极层10形成在绝缘基底20上，且电极层10的材料选择为光敏电阻材料，光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化。摩擦层30形成在电极层10上，摩擦层30用于与外部基材摩擦起电，从而在摩擦层30表面带电。电极层10基于静电感应效应感应出与摩擦层30表面相反的电荷，且基于光致阻变效应引起的阻值变化，从而引起自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UVmin的紫外光。
作为本发明的一个具体的实施例，如图1所示，本实施例的自驱动紫外光电探测器100还可以包括用于使得电极层10形成在其上的绝缘基底20以及用于形成在电极层10上的摩擦层30。其中，摩擦层30、电极层10以及绝缘基底20作为一个整体，用于将外部机械能转化为电能，以向外电路输出电信号。由于本实施例的自驱动紫外光电探测器100可以将机械能转化为电能，可以进行自驱动。因此，本实施例的自驱动紫外光电探测器100是一个可以自驱动的紫外光电探测系统。
具体地，本实施例的自驱动紫外光电探测器100具备摩擦层30和电极层10，并且电极层10为光致电阻材料，摩擦层30可以摩擦起电，使得该自驱动紫外光电探测器通过摩擦起电和静电感应效应将机械能转化为电信号，基于光致阻变和阻抗匹配效应的耦合效应，从而可以检测出最低检测限为UVmin的紫外光。
此外，本实施例的自驱动紫外光电探测器100的电极层10为光敏电阻材料，也就是其阻值随着光强的改变而发生变化，因此该自驱动紫外光电探测器100具备光致阻变效应。更为具体地，本实施例中该光敏电阻材料选择为可以随着紫外光的强度的改变而变化。在本实施例中，且该自驱动紫外光电探测器100的电极层既作为光敏材料层，又作为电极层10，使本器件具备静电感应和光致阻变效应。又由于该电极层10在紫外光的照射下其电阻随着紫外光强度的变化在一定阻值范围内变化，而该电阻的阻值变化范围又与该器件的输出电压与电阻的变化灵敏区匹配。因此，根据阻抗匹配相应，在紫外光的照射下，该自驱动紫外光电探测器的输出发生变化，从而使该器件可以灵敏的检测出较低浓度的紫外光。本实施例中自驱动紫外光电探测器100的摩擦层30可以在外部压力或者摩擦的情况下，进行自驱动。在摩擦起电时，由于本实施例的自驱动紫外光电探测器100的电极层10为单电极，因此需要提前将自驱动紫外光电探测器100的电极层10进行接地作为参考电极，也可以将电极层10与其它金属电极连接，将金属电极作为参考电极，本实施例的自驱动紫外光电探测器100的电极层10作为主电极。本实施例优选地将电极层10进行接地。下述原理均是在将自驱动紫外光电探测器100的电极层10进行接地处理的情况下进行进一步说明。
自驱动紫外光电探测器100整体来说是基于单电极模式摩擦纳米发电机，为了详细的研究了其工作机理，构建了基于单电机式摩擦纳米发电机(S-TENG)的“传感电极”结构模型，将可调节电阻的电阻箱串联S-TENG的测试电路中，模拟电极层在紫外光条件下的电阻变化。
具体地，图2示出了自驱动紫外光电探测器100静电感应的原理示意图。如图2所示，本实施例的自驱动紫外光电探测器100自供电的原理包括如下步骤：当将摩擦层30与其它物体摩擦时，摩擦层30与其它物体表面相互接触，由于摩擦起电效应，自驱动紫外光电探测器100的摩擦层30和其它物体的表面带等量的相反电荷(状态ⅰ)。当将摩擦层30与其它物体逐渐分离时，由于静电感应效应，电极层10感应出正电荷，电子通过外部电路流向地面(状态ⅱ)。当摩擦层30间距离足够远，从电极转移到地面的电荷量达到最大，电极与地面的电势差达到最大(状态ⅲ)。当再次施加外力时，摩擦层30逐渐靠近，导致电子回流(状态ⅳ)，从而形成一个完整的循环发电过程，将外部机械能转化为电能，驱动器件工作，不需要外部供电。
图3是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的等效电路图。本实施例中，自供电的自驱动紫外光电探测器的检测紫外光部分的工作机理的等效电路可以是将由外部刺激改变电极(光敏电阻材料)而产生的电阻变化从传感器中分离出来，相当于一个虚拟的电阻Rx和一个传统的S-TENG串联在电路中，其中S-TENG的电阻保持不变，为电路连续供应电能。
作为本发明一个具体的实施例，光敏电阻材料选择为在紫外光照射下的阻值在M～N范围内变化，且0.01GΩ≤M≤1GΩ。其中，N的取值与最低检测限UVmin的值成反方向变化，且0.01GΩ＜N≤150GΩ。例如，本实施例中的M可以为0.01GΩ、0.1GΩ、0.5GΩ或1GΩ。而N则可以为0.011GΩ、0.5GΩ、1GΩ、10GΩ、50GΩ、120GΩ或150GΩ。本实施例中N的取值与最低检测限UVmin的值成反方向变化的意思是，最低检测限UVmin的值越低，则N的取值越大。反之，最低检测限UVmin的值越高，则N的取值越小。
具体地，本实施例中自驱动紫外光电探测器100是一个单电极模式的探测器。由于电极层10的材料为光敏电阻材料，如果将该自驱动紫外光电探测器100与外界的电路连通来检测该电极的电压时，该自驱动紫外光电探测器100的电压与电阻之间呈现一定规律变化。具体地，在电极层10的阻值在0.01GΩ～150GΩ之间变化时，电压可以被检测出来。
而一般情况下，光敏电阻材料在光的照射下，电阻随着光照强度的变化而变化。本实施例的自驱动紫外光电探测器100的电极层10是紫外光敏感材料，并且该电极层10可以在紫外光的照射下使得该电极层10的阻值可以在M～N范围内变化，并且0.01GΩ≤M≤1GΩ、0.01GΩ＜N≤150GΩ。本实施例的自驱动紫外光电探测器100暴露在紫外光环境中时，可以检测出自驱动紫外光电探测器100的电压，因此，可以通过检测自驱动紫外光电探测器100的输出电压大小来检测出是否有紫外光的存在。
作为本发明的另一个具体地实施例，本实施例中最低检测限UVmin为0～0.61mW/cm2时，则N的取值范围为1GΩ≤N≤150GΩ。例如N可以为1GΩ、10GΩ、50GΩ、120GΩ或150GΩ。由于在紫外光的强度为0～0.61mW/cm2时，本实施例中的自驱动紫外光电探测器100的电极层10的电阻在1GΩ≤N≤150GΩ的范围内变化，并且变化的速度很快。而当自驱动紫外光电探测器100的电极层10的电阻在1GΩ≤N≤150GΩ的范围内变化时，自驱动紫外光电探测器100的电压随着电阻变化而发生较大的变化。因此，本实施例中可以通过探测自驱动紫外光电探测器100的电压值来探测照射在该自驱动紫外光电探测器100上的紫外光强度在0～0.61mW/cm2的光强。
作为本发明的另一个具体地实施例，可选地，最低检测限UVmin为大于0.61mW/cm2时，则N的取值范围为0.01GΩ＜N≤1GΩ。例如N可以为0.011GΩ、0.5GΩ或1GΩ。由于在紫外光的强度为大于0.61mW/cm2时，本实施例中的自驱动紫外光电探测器100的电极层10的电阻在0.01GΩ～1GΩ的范围内变化。而当电极层10的电阻在0.01GΩ～1GΩ内变化时，检测该自驱动紫外光电探测器100的电压几乎不变。因此，当紫外光的光强大于0.61mW/cm2时，可以通过检测自驱动紫外光电探测器100的电压来判断是否有紫外光照射在该自驱动紫外光电探测器100上。
作为本发明的一个具体的实施例，由于本实施例的自驱动紫外光电探测器的电极层10位于绝缘基底20和摩擦层30之间，并且电极层10为光敏感材料，因此绝缘基底20和摩擦层30需要具有一定的透明度以使得光能透过绝缘基底20或者摩擦层30而照射到电极层10处。因此，本实施例的绝缘基底20具有第一预设透光率，第一预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值。摩擦层30具有第二预设透光率，第二预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值。由于本实施例的自驱动紫外光电探测器100需要光线照射在电极层10处，而电极层10的两侧分别有绝缘基底20和摩擦层30，只需要绝缘基底20或者摩擦层30中的一个可以让紫外光通过，即可达到紫外光探测的目的。因此，本实施例只需要绝缘基底20或摩擦层30中的至少一个具有一定的透光率即可。
当然，本实施例中可以优选地使第一预设透光率和第二预设透光率均为100％。即绝缘基底20和摩擦层30均具有100％的透光率。该设计使得本实施例的自驱动紫外光电探测器100为透明的，利于后续检测的进行。
作为本发明的一个具体的实施例，电极层10可以为氧化锌纳米颗粒层。当然其它满足条件的光敏电阻材料均可以作为该电极层。
本实施例的氧化锌纳米颗粒可以是粒径在10-100nm之间的氧化锌纳米颗粒。当然，其它能够满足在紫外光感应下，电阻在预定的范围内变化的所有材料均在本申请的保护范围内。
作为本发明的一个具体的实施例，绝缘基底20可以为柔性基底。柔性基底的设计可以让整个自驱动紫外光电探测器100应用范围更广。例如自驱动紫外光电探测器100可以作为可穿戴设备设置在手腕上，柔性材质使得穿戴设备能够更贴合人体皮肤，使人体感觉更好。
作为本发明的优选的实施例，绝缘基底20选自聚酯、聚酰亚胺或聚乙烯醇中的一种。本申请的绝缘基底20包含但不限于上述实施例，绝缘基底20只要满足绝缘、透明均为本申请保护范围。
作为本发明的优选的实施例，摩擦层30选自硅胶、聚二甲基硅氧烷或聚四氟乙烯中的一种。本申请的摩擦层30包含但不限于上述实施例，摩擦层30可以包含任何可以透光的材料。
作为本发明的一个具体的实施例，摩擦层30完全包裹电极层10。本实施例中，由于摩擦层30完全包裹电极层10，因此使得电极层10不受外界如湿度、气体等环境因素的影响，使得本实施例的自驱动紫外光电探测器100具有较好的可靠性和稳定性。
图4是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的制备方法的示意性流程图。如图4所示，作为本发明的一个具体的实施例，本实施例还提供一种自驱动紫外光电探测器100的制备方法。该自驱动紫外光电探测器100可以用于探测紫外光，且能够探测出紫外光的最低检测限为UVmin。
该制备方法可以包括：
步骤S100，提供一绝缘基底20；
步骤S200，在绝缘基底上制备电极层，其中，电极层的材料选择为光敏电阻材料，光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化；
步骤S300，在电极层上制备摩擦层，其中，摩擦层用于与外部基材摩擦起电，从而在摩擦层表面带电；
电极层基于静电感应效应感应出与摩擦层表面相反的电荷，且基于光致阻变效应引起的阻值变化，从而引起自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UVmin的紫外光。
具体地，本实施例的自驱动紫外光电探测器100可以是一个摩擦纳米发电机，具备摩擦起电、静电感应的特征。此外，本实施例的自驱动紫外光电探测器100的电极层10为光敏电阻材料，也就是其阻值随着光强的改变而发生变化，因此该自驱动紫外光电探测器100具备光致阻变效应。更为具体地，本实施例中该光敏电阻材料选择为可以随着紫外光的强度的改变而变化。在本实施例中，且该自驱动紫外光电探测器100的电极层10既作为光敏材料层，又作为电极层，使本器件具备静电感应和光致阻变效应。又由于该电极层在紫外光的照射下其电阻随着紫外光强度的变化在一定阻值范围内变化，而该电阻的阻值变化范围又与该器件的输出电压与电阻的变化灵敏区匹配。因此，根据阻抗匹配相应，在紫外光的照射下，该自驱动紫外光电探测器100的输出发生变化，从而使该器件可以灵敏的检测出较低强度的紫外光。
作为本发明的一个具体的实施例，电极层10的材料选择为光敏电阻材料，光敏电阻材料选择为在紫外光照射下的阻值在M-N范围内变化，0.01GΩ≤M≤1GΩ；
其中，N的取值与最低检测限UVmin的值成反方向变化，且0.01GΩ＜N≤150GΩ。
具体地，本实施例的制备方法简单，具体该制备方法只需要提供一个绝缘基底20，并在绝缘基底20上制备出满足要求的电极层10就可以得到本实施例的自驱动紫外光电探测器，该自驱动紫外光电探测器可以检测紫外光，并且能够探测出紫外光的最低检测限为UVmin。
由上述分析可知，按照本实施例的制备方法制备出的自驱动紫外光电探测器100可以通过探测自驱动紫外光电探测器100的电压值来探测照射在该自驱动紫外光电探测器100上的紫外光强度在0～0.61mW/cm2的光强。同时还可以当紫外光的光强大于0.61mW/cm2时，可以通过检测自驱动紫外光电探测器100的电压来判断是否有紫外光照射在该自驱动紫外光电探测器100上。
本实施例中，在电极层10上又制备出摩擦层30，使得整个自驱动紫外光电探测器100可以将外部机械能转化为电能，不需要外部供电。进而使得整个自驱动紫外光电探测器可以进行自驱动。
作为本发明的一个具体的实施例，由于本实施例的自驱动紫外光电探测器的电极层10位于绝缘基底20和摩擦层30之间，并且电极层10为光敏感材料，因此绝缘基底20和摩擦层30需要具有一定的透明度以使得光能透过绝缘基底20或者摩擦层30而照射到电极层10处。因此，绝缘基底20具有第一预设透光率，第一预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值。摩擦层30具有第二预设透光率，第二预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值。由于本实施例的自驱动紫外光电探测器100需要光线照射在电极层10处，而电极层10的两侧分别有绝缘基底20和摩擦层30，只需要绝缘基底20或者摩擦层30中的一个可以让紫外光通过，即可达到紫外光探测的目的。因此，本实施例只需要绝缘基底20或摩擦层30中的至少一个具有一定的透光率即可。
当然，本实施例中可以优选地使第一预设透光率和第二预设透光率均为100％。即绝缘基底20和摩擦层30均具有100％的透光率。该设计使得本实施例的自驱动紫外光电探测器100为透明的，外表美观的同时，利于紫外光的投射，并且减小绝缘基底20及摩擦层30对光线的影响。
作为本发明的一个具体的实施例，电极层10为氧化锌纳米颗粒层。
本实施例的氧化锌纳米颗粒可以是粒径在10-100nm之间的氧化锌纳米颗粒。当然，其它能够满足在紫外光感应下，电阻在预定的范围内变化的所有材料均在本申请的保护范围内。
作为本发明的一个具体的实施例，绝缘基底20可以为柔性基底。柔性基底的设计可以让整个自驱动紫外光电探测器100应用范围更广。例如自驱动紫外光电探测器100可以作为可穿戴设备设置在手腕上，柔性材质使得穿戴设备能够更贴合人体皮肤，使人体感觉更好。
作为本发明的优选的实施例，绝缘基底20选自聚酯、聚酰亚胺或聚乙烯醇中的一种。本申请的绝缘基底20包含但不限于上述实施例，绝缘基底20只要满足绝缘、透明均为本申请保护范围。
作为本发明的优选的实施例，摩擦层30选自硅胶、聚二甲基硅氧烷或聚四氟乙烯中的一种。本申请的摩擦层30包含但不限于上述实施例，摩擦层30可以包含任何可以透光的材料。
作为本发明的一个具体的实施例，摩擦层30完全包裹电极层10。本实施例中，由于摩擦层30完全包裹电极层10，因此使得电极层10不受外界如湿度、气体等环境因素的影响，使得本实施例的自驱动紫外光电探测器100具有较好的可靠性和稳定性。
图5是根据本发明的一个实施例的自驱动紫外光电探测器的制备方法的示意性流程图。如图5所示，具体地，以下以电极层10为氧化锌纳米颗粒层为例，则步骤S200可以包括：
步骤S201，将氧化锌纳米颗粒分散于有机溶剂中配制出预设浓度的氧化锌纳米颗粒溶液；
步骤S202，将配制出的氧化锌纳米颗粒溶液旋涂于绝缘基底20上形成电极层10。
此实施例中的电极层10为氧化锌纳米颗粒形成的电极层10。
具体地，在该实施例中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、丁醇或二甲基甲酰胺等。该有机容易包含但不限于上述实施例。具体地，有机溶剂只需要满足可以分散氧化锌纳米颗粒，且不与氧化锌纳米颗粒进行反应，后续在氧化锌纳米颗粒旋涂在绝缘基底20上后可以挥发的溶剂均在本申请的保护范围内。
具体地，在该实施例中，预设浓度为60mg/ml～120mg/ml。例如，预设浓度可以是60mg/ml、80mg/ml、100mg/ml或120mg/ml
具体地，在该实施例中，将配制出的氧化性纳米颗粒溶液旋涂于绝缘基底20上的过程中旋涂的条件为：旋涂转速为2000rpm～3000rpm，例如旋涂转速可以是2000rpm、2500rpm、2800rpm或3000rpm。旋涂的时间为20s～60s，例如旋涂时间可以是20s、30s、50s或60s。
具体地，如图5所示，以下以摩擦层30为聚二甲基硅氧烷(PDMS)为例进行说明。则步骤S300可以包括：
步骤S301，将聚二甲基硅氧烷的胶体与固化剂按照预设重量比混合形成混合液后放入真空容器里脱泡；
步骤S302，将脱泡完成后的混合液旋涂于电极层10上，固化后得到摩擦层。
其中，旋涂的过程为100rpm～300rpm旋涂8s～20s后再在1500rpm～3000rpm转速下旋涂20s～60s。例如，在第一个旋涂过程中的旋涂转速可以为100rpm、200rpm或300rpm。旋涂时间可以为8s、10s、15s或20s。在第二个旋涂的过程中，旋涂的转速可以为1500rpm、2000rpm、2500rpm或3000rpm。固化的条件包括：固化温度为20℃～60℃，固化时间为0.5h～24h。在固化过程中的固化温度可以为20℃、30℃、50℃或60℃。固化的时间可以为0.5h、5h、10h或24h。
本实施例研究出一种结构简单，基于阻抗匹配效应的“传感电极”理论模型，采用氧化锌纳米颗粒作为探测紫外光的材料，基于单电极模式的摩擦纳米发电机，将氧化锌纳米颗粒旋涂成膜作为电极，PDMS作为摩擦层30，开发出用于检测弱强度紫外光、可靠稳定的自供电自驱动紫外光电探测器，为基于摩擦纳米发电机的自供电传感器的发展提供了一个新的研究方向。
以下以一个具体地实施例进行进一步地说明。
自驱动紫外光电探测器100的制备：
称取一定质量的采用溶液法制备得到的氧化锌纳米颗粒利用超声波清洗机将其分散到丁醇溶液中，配置浓度为80mg/ml的氧化锌纳米颗粒溶液。
通过旋涂的方法，将氧化锌纳米颗粒沉积在预先清洗过的聚酯(PET)基底上，转速为2500rpm，旋涂的时间为30s，放在真空环境中晾干，形成氧化锌薄膜，作为器件的电极层10，将双面导电胶带撕去一面，贴在PET基底突出部分的电极层10上，将电极层10引出，便于后面的器件测试。
将PDMS混合液旋涂在氧化锌薄膜电极层10上，形成一层PDMS薄膜，作为器件的摩擦层30，旋涂参数是200rpm/9s，2000rpm/30s；然后在室温下固化，直至薄膜变干得到自驱动紫外光电探测器100。
测试平台200的搭建：
图6是根据本发明的一个实施例的测试平台200的示意性结构图。如图6所示，提供一线性电机系统210，该线性电机系统包括自由端211和固定端212。将自驱动紫外光电探测器100固定在线性电机系统210的固定端212，并且摩擦层30暴露在外。选用铜箔220作为单电极工作模式中与器件接触的摩擦材料，将铜箔220固定在线性电机(Winnemotor，WMUC512075-06-X)的自由端211。自驱动紫外光电探测器100与铜箔220相对设置，在线性电机系统210往复运动时，自驱动紫外光电探测器100的摩擦层30与铜箔220之间不断的接触和分开。其中，铜箔220的面积可以优选接触面可以约为5×5mm2。铜箔220与自驱动紫外光电探测器100最大的距离可以约为20mm。自驱动紫外光电探测器100的电极用双头鳄鱼夹导电线引出，与测试源表(Keithley 6514)的一端相连，测试源表的另外两端分别接地，从而形成测试电路。同时使用LABVIEW测试软件实时对输出电信号(电压，电流和转移电荷量)进行记录。
测试结果分析：
第一，电极层10表面形态测试。
在基底上旋涂有氧化锌纳米颗粒层形成电极层10后，对电极层10表面进行电子扫描测试，得到电子扫描电镜图如图所示。其中，由图7可以看出，氧化锌纳米颗粒的粒径可以在10-30nm范围内，且均匀的分布在PET基底上。
第二，自驱动紫外光电探测器100中的输出电压与电阻的关系的测试，以及线性电机系统210的运动频率对S-TENG输出电压变化趋势的影响测试。
具体可以是，将电阻箱串联在测试电路中，通过调节电阻箱改变电路中电阻，同时通过电脑程序控制线性电机系统210的运动频率(1、1.5、2、2.5和3Hz)，对S-TENG输出电压变化趋势的影响。
图8是根据本发明一个实施例的自驱动紫外光电探测器的输出电压与电阻的关系曲线图；上述测试的结果如图8所示，由图8可以看出当电阻大约大于1GΩ时，输出电压随着电阻的增大而减小。类似地，在这个范围内，电阻减小，输出电压增大，而且当电阻的变化范围在Ⅰ的区域内，电压变化更为显著。同时，由图8可以看出线性电机系统210的工作频率不影响电压随电阻变化的变化趋势。
第三，对自驱动紫外光电探测器100(SPUD)对光的透过率进行测试。
图9为自驱动紫外光电探测器100、摩擦层30和电极层10对光的透过率示意图图，由图9可以看出器件具有优越的透明性，该自驱动紫外光电探测器在可见光范围内的平均透过率大于87.5％。
第四，对自驱动紫外光电探测器100稳定性测试。
图10本实施例的自驱动紫外光电探测器的稳定性测试图。如图10所示，从图10中可以看出，在一定的紫外光强度下，经过长时间工作，器件的输出电压基本保持稳定，显示出很好的稳定性。
第五，施加压力的大小对自驱动紫外光电探测器100的电学输出性能的影响。
一般来说，人们在拍打器件时，力度的控制会有一些偏差，在器件的表面不会保持相同的接触压力。所以研究压力对自驱动紫外光电探测器的输出电压的影响是非常有必要的。选择在紫外光强度为0mW/cm2的条件下对器件进行测试。图11显示了压力在5.3N-32.1N范围内器件的输出电压变化。由图11可以看出施加在自驱动紫外光电探测器上的压力增加了26.8N，输出电压仅仅增大0.3V。所以当人们拍打自驱动紫外光电探测器时，力度的少量偏差对器件的输出电压影响很小，不会对紫外光的监测产生影响。
第六，测试自驱动紫外光电探测器100(SPUD)对紫外光的响应的测试。
通过375nm激光器调节紫外光的强度，利用亚克力板的透明特性，测试探测器在不同光强下的输出电信号(电压)。
图12中清晰的显示了薄膜电阻随紫外光强度的变化趋势以及对应光强所处的电阻范围。并且由图12可以看出，当光强小于0.61mW/cm2时，随着光强的增大，薄膜的电阻迅速下降，当光强继续增大，电阻仍然逐渐减小，但变化趋势逐渐变缓，到后面几乎不变。紫外光强度小于0.61mW/cm2，ZnO薄膜对应的电阻变化范围与图8中影响器件输出电压的电阻范围Ⅰ完美的匹配。因此，将ZnO薄膜作为自驱动紫外光电探测器的电极层10，可以很好的用于检测低强度紫外光强度。
第七，线性电机系统210的工作频率(1、1.5、2、2.5和3Hz)对自驱动紫外光电探测器100输出电性能的影响的测试。
选择在紫外光强度为0mW/cm2的条件下，测试器件在0.5HZ-3HZ频率范围内的电学输出性能。根据图13-15所示，可以看出频率为0.5HZ，1HZ，1.5HZ，2HZ，2.5HZ，3HZ对应的输出电压和转移电荷量的峰值几乎不变。
第八，紫外光强度大小与自驱动紫外光电探测器100输出电压的关系的测试。
根据图16可以看出输出电压随紫外光强度的增大而增大，当紫外光强度大于0.61mW/cm2时，输出电压几乎不变，这归因于ZnO薄膜电极的光致阻变与摩擦纳米发电机阻抗匹配效应的耦合效应。结合图8，可以看出图8与图16中输出电压的变化趋势基本一致，证明了“传感电极”理论模型的正确性，进一步证明了该器件可以用于检测低强度紫外光。
第九，对自驱动紫外光电探测器100对紫外光的实时响应与恢复性能测试。
图17显示了在紫外光强度为29.5mW/cm2条件下，自驱动紫外光电探测器对紫外光的实时响应与恢复曲线。由图17可以看出当器件暴露于紫外光中时，输出电压快速增加，响应时间大约为1.9s。当移除紫外光源时，输出电压也快速降低，恢复时间大约为8.2s。由此可知，该器件对紫外光具有较快的响应性和很好的恢复性。
自驱动紫外光电探测器100在可穿戴设备中的应用。
器件一：
将基底、电极层10和摩擦层30材料分别为PET、氧化锌纳米颗粒及PDMS薄膜的自驱动紫外光电探测器100与外部LED灯串联在一起，并将自驱动紫外光电探测器100的电极层10接地。
将该设备穿戴在手腕上，拍打该设备，并采用紫外光源装置进行照射。逐渐增加紫外光的光强，当光强达到0.17mW/cm2，LED灯被点亮。此时说明了该自驱动紫外光电探测器100正常，并且可以提醒人们对紫外线做出相应的防护。
器件二：
图18为一个实施例的可穿戴设备的示意性结构图。如图18所示，该设备具体的制备过程包括，提供一基底20，在基底上制备出两个并列的电极层10、11，在两个并列的电极层10、11之上制备出摩擦层30。具体地，以PET作为基底10，并且将基底10分为两个区域，一个区域按照前述方法旋涂氧化锌纳米颗粒电极层10，以形成自驱动紫外光电探测器。另一个区域中，以纳米铟锡金属氧化物(ITO)薄膜电极层11作为对比例电极层，以形成普通的探测器。以PDMS作为摩擦层覆盖在氧化锌纳米颗粒电极层和ITO薄膜电极层之上。并且氧化锌纳米颗粒电极层10和ITO薄膜电极层11均接地。
此外，在得到的器件中，分别在两个区域的基底处设置LED光源。将每一个LED光源分别于对应的电极层形成串联结构。具体地，本实施例中的LED光源为贴片LED。氧化锌颗粒电极层10与LED1串联，即自驱动紫外光电探测器与LED1串联。ITO薄膜电极层11与LED2串联，即普通的探测器与LED2串联。
对该可穿戴设备进行测试，由于该器件包括自驱动紫外光电探测器和普通的探测器两个部分。将该器件应用于手环上，戴在手腕上，在器件的不同部分，通过外力的施加与卸载，皮肤会与器件的表面PDMS摩擦层接触分离，从而驱动对应串联的LED，改变其工作状态。
测试结果显示，在紫外光强度为0mW/cm2下，拍打器件的普通的探测器部分，LED1被点亮，说明该器件可以正常工作。拍打器件的自驱动紫外光电探测器部分，没有LED被点亮。不断的增加紫外光强度，当紫外光强度增加到0.17mW/cm2时，LED2被点亮。当使用者在户外穿戴该设备时，如果LED2亮，说明此时器件探测到强度为0.17mW/cm2或以上的紫外光，而该强度紫外光会对人体皮肤产生伤害。由此可知，该器件可以用于提醒在户外的人们对紫外光进行相应的防护措施。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种自驱动紫外光电探测器，其特征在于，用于探测紫外光，且能够探测出所述紫外光的最低检测限为UVmin，所述自驱动紫外光电探测器包括：
绝缘基底；
电极层，形成在所述绝缘基底上，且所述电极层的材料选择为光敏电阻材料，所述光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化；
摩擦层，形成在所述电极层上，所述摩擦层用于与外部基材摩擦起电，从而在所述摩擦层表面带电；
所述电极层基于静电感应效应感应出与所述摩擦层表面相反的电荷，且基于所述光致阻变效应引起的阻值变化，从而引起所述自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UVmin的所述紫外光。
2.根据权利要求1所述的自驱动紫外光电探测器，其特征在于，
所述光敏电阻材料选择为在紫外光照射下的阻值在M～N范围内变化，且0.01GΩ≤M≤1GΩ，其中，N的取值与所述最低检测限UVmin的值成反方向变化，且0.01GΩ＜N≤150GΩ。
3.根据权利要求1或2所述的自驱动紫外光电探测器，其特征在于，
所述最低检测限UVmin为0～0.61mW/cm2时，则N的取值范围为1GΩ≤N≤150GΩ；
可选地，最低检测限UVmin为大于0.61mW/cm2时，则N的取值范围为0.01GΩ＜N≤1GΩ。
4.根据权利要求1所述的自驱动紫外光电探测器，其特征在于，
所述绝缘基底具有第一预设透光率，所述第一预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
所述摩擦层具有第二预设透光率，所述第二预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
可选地，所述第一预设透光率和所述第二预设透光率均为100％。
5.根据权利要求1所述的自驱动紫外光电探测器，其特征在于，
所述绝缘基底为柔性基底；
可选地，所述绝缘基底选自聚酯、聚酰亚胺或聚乙烯醇中的一种；
可选地，所述摩擦层选自硅胶、聚二甲基硅氧烷或聚四氟乙烯中的一种；
可选地，所述摩擦层完全包裹所述电极层。
6.一种权利要求1-5中任一项所述的自驱动紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，所述自驱动紫外光电探测器用于探测紫外光，且能够探测出所述紫外光的最低检测限为UVmin，所述制备方法包括：
提供一绝缘基底；
在所述绝缘基底上制备电极层，其中，所述电极层的材料选择为光敏电阻材料，所述光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化；
在所述电极层上制备摩擦层，其中，所述摩擦层用于与外部基材摩擦起电，从而在所述摩擦层表面带电；
所述电极层基于静电感应效应感应出与所述摩擦层表面相反的电荷，且基于所述光致阻变效应引起的阻值变化，从而引起所述自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UVmin的所述紫外光。
7.根据权利要求6所述的自驱动紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，还包括：
所述光敏电阻材料选择为在紫外光照射下的阻值在M～N范围内变化，0.01GΩ≤M≤1GΩ；
其中，N的取值与所述最低检测限UVmin的值成反方向变化，且0.01GΩ＜N≤150GΩ。
8.根据权利要求6或7所述的自驱动紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，
所述最低检测限UVmin为0～0.61mW/cm2时，则N的取值范围为1GΩ≤N≤150GΩ；
可选地，最低检测限UVmin为大于0.61mW/cm2时，则N的取值范围为0.01GΩ＜N≤1GΩ。
9.根据权利要求6所述的自驱动紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，
所述绝缘基底具有第一预设透光率，所述第一预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
可选地，所述摩擦层具有第二预设透光率，所述第二预设透光率选择为范围在50％～100％中任一值；
可选地，所述第一预设透光率和所述第二预设透光率均为100％。
10.根据权利要求6所述的自驱动紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，
所述绝缘基底为柔性基底；
可选地，所述绝缘基底选自聚酯、聚酰亚胺或聚乙烯醇中的一种；
可选地，所述摩擦层选自硅胶、聚二甲基硅氧烷或聚四氟乙烯中的一种；
可选地，所述摩擦层完全包裹所述电极层。
CN202110395978.2A 2021-04-13 2021-04-13 自驱动紫外光电探测器及制备方法 Active CN113091899B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110395978.2A CN113091899B (zh) 2021-04-13 2021-04-13 自驱动紫外光电探测器及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110395978.2A CN113091899B (zh) 2021-04-13 2021-04-13 自驱动紫外光电探测器及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113091899A true CN113091899A (zh) 2021-07-09
CN113091899B CN113091899B (zh) 2022-12-02

Family

ID=76676923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110395978.2A Active CN113091899B (zh) 2021-04-13 2021-04-13 自驱动紫外光电探测器及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113091899B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106301063A (zh) * 2016-10-14 2017-01-04 中国科学院光电技术研究所 一种双面可穿戴的摩擦纳米发电机及其制备方法
CN108011539A (zh) * 2017-12-07 2018-05-08 苏州大学 柔性电极及其制备方法、摩擦纳米发电机及其制备方法
CN108512453A (zh) * 2018-04-03 2018-09-07 北京化工大学 一种光电能量转换器件及其制备方法
CN112510108A (zh) * 2020-11-24 2021-03-16 西安交通大学 一种氧化锌电桥紫外探测单元及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106301063A (zh) * 2016-10-14 2017-01-04 中国科学院光电技术研究所 一种双面可穿戴的摩擦纳米发电机及其制备方法
CN108011539A (zh) * 2017-12-07 2018-05-08 苏州大学 柔性电极及其制备方法、摩擦纳米发电机及其制备方法
CN108512453A (zh) * 2018-04-03 2018-09-07 北京化工大学 一种光电能量转换器件及其制备方法
CN112510108A (zh) * 2020-11-24 2021-03-16 西安交通大学 一种氧化锌电桥紫外探测单元及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YI ZHANG等: "《Flexible Self-Powered Real-Time Ultraviolet Photodetector by Coupling Triboelectric and Photoelectric Effects》", 《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113091899B (zh) 2022-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tao et al. Ultra‐sensitive, deformable, and transparent triboelectric tactile sensor based on micro‐pyramid patterned ionic hydrogel for interactive human–machine interfaces
Zhang et al. Flexible self-powered real-time ultraviolet photodetector by coupling triboelectric and photoelectric effects
Liu et al. Conductive elastic sponge-based triboelectric nanogenerator (TENG) for effective random mechanical energy harvesting and ammonia sensing
Jia et al. Flexible Ag microparticle/MXene-based film for energy harvesting
Meng et al. Mechanosensation-active matrix based on direct-contact tribotronic planar graphene transistor array
Kim et al. High-performance flexible piezoelectric-assisted triboelectric hybrid nanogenerator via polydimethylsiloxane-encapsulated nanoflower-like ZnO composite films for scavenging energy from daily human activities
Ma et al. Development, applications, and future directions of triboelectric nanogenerators
Kim et al. Highly stretchable 2D fabrics for wearable triboelectric nanogenerator under harsh environments
Zhang et al. A triboelectric nanogenerator based on temperature-stable high dielectric BaTiO3-based ceramic powder for energy harvesting
Su et al. Self-powered, ultrasensitive, and high-resolution visualized flexible pressure sensor based on color-tunable triboelectrification-induced electroluminescence
Seung et al. Nanopatterned textile-based wearable triboelectric nanogenerator
He et al. Enhancing output performance of PVDF-HFP fiber-based nanogenerator by hybridizing silver nanowires and perovskite oxide nanocrystals
Xu et al. Performance enhancement of triboelectric nanogenerators using contact-separation mode in conjunction with the sliding mode and multifunctional application for motion monitoring
CN108872318B (zh) 一种基于仿生鼻腔结构的自供能呼吸传感器及其制备方法
Lv et al. Trap distribution and conductivity synergic optimization of high-performance triboelectric nanogenerators for self-powered devices
Tang et al. High-performance polyimide-based water–solid triboelectric nanogenerator for hydropower harvesting
CN109390403B (zh) 石墨烯晶体管及其制备方法、使用方法和自驱动电子皮肤
Wong et al. Triboelectric nanogenerator tattoos enabled by epidermal electronic technologies
Fatma et al. Maghemite/polyvinylidene fluoride nanocomposite for transparent, flexible triboelectric nanogenerator and noncontact magneto-triboelectric nanogenerator
CN108240877B (zh) 压力传感器、压力测量系统及压力传感器的制造方法
Kim et al. Self-powered finger motion-sensing structural color display enabled by block copolymer photonic crystal
Abdullah et al. Synthesis and fabrication of self-sustainable triboelectric energy case for powering smart electronic devices
He et al. Multifunctional triboelectric nanogenerator based on flexible and self-healing sandwich structural film
Pandey et al. Nafion-mediated barium titanate-polymer composite nanofibers-based triboelectric nanogenerator for self-powered smart street and home control system
CN107525613A (zh) 可拉伸的柔性压力传感器及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant