KR101690833B1 - Triboelectric energy harvester with nature-replicated structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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최양규
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Abstract

자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)는 상부 전극; 상기 상부 전극에 대해 수직 방향으로 아래에 배치되는 하부 전극; 및 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표현에 형성되는 대전 물질을 포함하고, 상기 대전 물질의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조(nature-replicated structure)를 갖는다.A triboelectric energy harvester having a natural replication structure includes an upper electrode; A lower electrode disposed below the upper electrode in a direction perpendicular to the upper electrode; And a charge material formed in a representation of at least one of the upper electrode or the lower electrode, wherein the surface of the charge material has a micro-nanoscale nature-replicated structure.

Description

자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기 및 그 생성 방법{TRIBOELECTRIC ENERGY HARVESTER WITH NATURE-REPLICATED STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a contact charging electric generator having a natural replica structure, and a method of generating the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기 및 그 생성 방법에 대한 기술로서, 보다 구체적으로, 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)에 포함되는 상부 대전 물질 또는 하부 대전 물질 중 적어도 어느 하나의 표면이 자연 복제 구조(nature-replicated structure)를 갖도록 함으로써, 접촉 면적을 향상시키는 기술에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a contact charging electric generator having a natural reproduction structure and a method of producing the same, and more particularly, to a contact charging electric generator having a natural reproduction structure, To a technique for improving the contact area by having a nature-replicated structure.

에너지 하베스팅(energy harvesting)은 주위 환경에서 사용되지 못하고 버려지는 에너지를 사용처가 높은 전기 에너지로 변환하는 기술이다. 따라서, 에너지 하베스팅은 에너지 변환 방식이 친환경적이고, 사용되지 못하는 에너지를 재활용 한다는 점에서 효율적이다. 특히, 사람의 움직임, 주위의 진동, 바람 또는 소리와 같은 운동 에너지는 양이 풍부하고 어디에서나 찾을 수 있기 때문에, 에너지 하베스팅에서 활용 가치가 높다. 이러한. 운동 에너지를 수확하기 위해, 전기적 방식, 전자기적 방식 또는 압전 방식 등이 사용되어 왔다.Energy harvesting is a technology that transforms abandoned energy into high electrical energy that is not used in the surrounding environment. Thus, energy harvesting is efficient in that the energy conversion method is environmentally friendly and recycles unused energy. Particularly, kinetic energy such as human motion, vibration of the surroundings, wind or sound is abundant and can be found everywhere, so it is highly useful in energy harvesting. Such. To harvest kinetic energy, electrical, electromagnetic or piezoelectric methods have been used.

구체적으로, 운동 에너지를 수확하기 위하여, 에너지 하베스팅에서는 접촉 대전 발전기를 이용한다. 접촉 대전 발전기는 서로 다른 두 대전 물질을 포함함으로써, 서로 다른 두 대전 물질이 서로 접촉할 때 생기는 표면 전하(정전기)를 이용하여 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 이 때, 접촉 대전 발전기의 성능을 증가시키기 위해서는 두 대전 물질이 서로 접촉하는 접촉 면적이 중요하다.Specifically, in order to harvest kinetic energy, a contact charging generator is used in energy harvesting. The contact charging generator includes two different charging materials, so that the induced current can be generated by using surface charge (static electricity) generated when two different charging materials contact each other. At this time, in order to increase the performance of the contact charging power generator, the contact area where the two charged materials contact with each other is important.

따라서, 기존의 접촉 대전 발전기는 두 대전 물질의 표면이 평평한 구조가 아닌, 정육면체 기둥 구조, 피라미드 구조, 프리즘 구조 또는 라인형 구조 등을 갖도록 함으로써, 접촉 면적을 향상시켰다.Therefore, the conventional contact charging power generator has a contact area by improving the contact area of the two charged materials by having a cube structure, a pyramid structure, a prism structure or a line structure instead of a flat structure.

그러나, 기존의 접촉 대전 발전기는 두 대전 물질의 표면을 정육면체 기둥 구조, 피라미드 구조, 프리즘 구조 또는 라인형 구조로 형성하는 과정에서, 마이크로미터 스케일 이하의 구조를 형성하기 힘든 단점이 있다.However, existing contact charging generators have a disadvantage in that it is difficult to form a structure having a micrometer scale or less in the process of forming the surface of the two charged materials into a cubic column structure, a pyramid structure, a prism structure, or a line structure.

이에, 본 명세서에서는 대전 물질의 표면이 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 함으로써, 접촉 면적을 증가시키는 기술을 제안한다.
Thus, in this specification, a technique of increasing the contact area by making the surface of the charged material have a micro-nano scale natural replication structure is proposed.

본 발명의 실시예들은 대전 물질의 표면이 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 함으로써, 접촉 면적이 증가된 접촉 대전 발전기 및 그 생성 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a contact charging power generator having a contact area increased by allowing a surface of a charged material to have a micro-nano scale natural reproduction structure, and a method of producing the same.

또한, 본 발명의 실시예들은 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나가 대전 물질의 역할을 수행하도록 함으로써, 대전 물질을 포함하지 않는 접촉 대전 발전기 및 그 생성 방법을 제공한다.In addition, embodiments of the present invention provide a contact charging power generator that does not include a charging material by causing at least one of the upper electrode and the lower electrode to serve as a charging material, and a method of generating the same.

본 발명의 일실시예에 따른 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)는 상부 전극; 상기 상부 전극에 대해 수직 방향으로 아래에 배치되는 하부 전극; 및 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 형성되는 대전 물질을 포함하고, 상기 대전 물질의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조(nature-replicated structure)를 갖는다.A triboelectric energy harvester having a natural reproduction structure according to an embodiment of the present invention includes an upper electrode; A lower electrode disposed below the upper electrode in a direction perpendicular to the upper electrode; And a charge material formed on a surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode, wherein the surface of the charge material has a micro-nano-scale nature-replicated structure.

상기 자연 복제 구조는 식물의 잎, 물결 무늬, 풍화된 암석의 표면 무늬 또는 곤충의 날개 중 적어도 어느 하나가 복제된 형태를 갖는 구조일 수 있다.The natural reproduction structure may have a structure in which at least one of leaves, wavy patterns, surface patterns of weathered rocks, or wings of insects are replicated.

상기 대전 물질은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The charging material may be formed of at least one of a polymer, a metal, an organic material, and a dielectric material.

상기 대전 물질은 상기 자연 복제 구조가 양각된 복제 대상에 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나가 코팅되고, 상기 복제 대상에 코팅된 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나가 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나에 의해 고형화되어 형성될 수 있다.Wherein the charged material is coated with at least one of the polymer, the metal, the organic material, or the dielectric material in the form of a liquid in a replication object in which the natural replication structure is embossed, At least one of the metal, the organic material, and the dielectric material may be solidified by at least one of a temperature process and a light process.

상기 대전 물질은 상기 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드에 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나가 코팅되고, 상기 복제 몰드에 코팅된 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나가 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나에 의해 고형화되어 형성될 수 있다.Wherein the charge material is coated with at least one of the polymer, the metal, the organic material, or the dielectric material in a liquid form in a replica mold in which the natural replication structure is engraved, and the polymer, At least one of the metal, the organic material, and the dielectric material may be solidified by at least one of a temperature process and a light process.

상기 자연 복제 구조가 음각된 상기 복제 몰드의 표면에는 SAM(Self-Assembled Monolayer) 공정이 수행될 수 있다.A self-assembled monolayer (SAM) process may be performed on the surface of the replica mold in which the natural replication structure is engraved.

상기 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기는 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 사이에 배치되어, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 상기 대전 물질이 형성된 적어도 어느 하나를 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 나머지 어느 하나와 접촉시키거나 분리시키는 스페이서를 더 포함할 수 있다.Wherein at least one of the upper electrode or the lower electrode, on which the charging material is formed, is disposed between the upper electrode and the lower electrode, And may further include a spacer for contacting or separating.

상기 스페이서는 틀 또는 용수철 중 적어도 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.The spacer may be formed in a shape of at least one of a frame and a spring.

상기 상부 전극 및 상기 하부 전극은 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The upper electrode and the lower electrode may be formed of at least one of a metal, an oxide material having a high conductivity or a semiconductor material doped with a conductive material.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)는 전도성을 갖는 물질로 형성되는 상부 전극; 및 상기 전도성을 갖는 물질로 형성되고, 상기 상부 전극과 접촉하도록 배치되는 하부 전극을 포함하고, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조(nature-replicated structure)를 갖는다.According to another embodiment of the present invention, a triboelectric energy harvester having a natural reproduction structure includes an upper electrode formed of a conductive material; And a lower electrode formed of the conductive material and arranged to be in contact with the upper electrode, wherein at least one surface of the upper electrode or the lower electrode has a micro-nano-scale nature-replicated structure.

본 발명의 일실시예에 따른 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester) 생성 방법은 상부 전극 및 하부 전극을 배치하는 단계; 및 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 대전 물질을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 대전 물질의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조(nature-replicated structure)를 갖는다.A method of generating a triboelectric energy harvester having a natural replication structure according to an embodiment of the present invention includes: disposing an upper electrode and a lower electrode; And forming a charge material on the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode, wherein the surface of the charge material has a micro-nanoscale nature-replicated structure.

상기 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기 생성 방법은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 상기 대전 물질을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for producing a contact charging generator having the natural replication structure may further include forming the charged material with at least one of a polymer, a metal, an organic material, and a dielectric material.

상기 대전 물질을 형성하는 단계는 상기 자연 복제 구조가 양각된 복제 대상에 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하는 단계; 및 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 상기 복제 대상에 코팅된 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 고형화하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the charged material may include coating at least one of the polymer, the metal, the organic material, or the dielectric material in a liquid form on the replication object in which the natural replication structure is embossed; And solidifying at least one of the polymer, the metal, the organic material, or the dielectric material in a liquid form coated on the object to be duplicated, through at least one of a temperature process and a light process.

상기 대전 물질을 형성하는 단계는 상기 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드에 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하는 단계; 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 상기 복제 몰드에 코팅된 액상 형태의 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 고형화하는 단계; 및 고형화된 상기 폴리머, 상기 금속, 상기 유기 물질 또는 상기 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로부터 상기 복제 몰드를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the charging material may include coating at least one of the polymer, the metal, the organic material, or the dielectric material in a liquid form in a replica mold in which the natural reproduction structure is engraved; Solidifying at least one of the polymer, the metal, the organic material or the dielectric material in a liquid form coated on the replica mold through at least one of a temperature process and a light process; And separating the replica mold from at least one of the solidified polymer, the metal, the organic material, or the dielectric material.

상기 대전 물질을 형성하는 단계는 상기 자연 복제 구조가 음각된 상기 복제 몰드의 표면에 SAM(Self-Assembled Monolayer) 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of forming the charged material may further include performing a self-assembled monolayer (SAM) process on the surface of the replica mold in which the natural replication structure is engraved.

상기 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기 생성 방법은 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 사이에, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 상기 대전 물질이 형성된 적어도 어느 하나를 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 나머지 어느 하나와 접촉시키거나 분리시키는 스페이서를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for producing a contact charging electric generator having a natural replication structure may further include the step of forming at least one of the upper electrode and the lower electrode, which is formed of the charging material, between the upper electrode and the lower electrode, And disposing a spacer for contacting or separating the substrate.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester) 생성 방법은 전도성을 갖는 물질로 형성되는 상부 전극을 배치하는 단계; 및 상기 상부 전극과 접촉하도록 상기 전도성을 갖는 물질로 형성되는 하부 전극을 배치하는 단계를 포함하고, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조(nature-replicated structure)를 갖는다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a triboelectric energy harvester having a natural reproduction structure, the method comprising: disposing an upper electrode formed of a conductive material; And disposing a lower electrode formed of the conductive material so as to be in contact with the upper electrode, wherein at least one surface of the upper electrode or the lower electrode has a micro- replicated structure.

본 발명의 실시예들은 대전 물질의 표면이 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 함으로써, 접촉 면적이 증가된 접촉 대전 발전기 및 그 생성 방법을 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention can provide a contact charging power generator having a contact area increased by making a surface of a charged material have a micro-nano scale natural reproduction structure and a method of producing the same.

또한, 본 발명의 실시예들은 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나가 대전 물질의 역할을 수행하도록 함으로써, 대전 물질을 포함하지 않는 접촉 대전 발전기 및 그 생성 방법을 제공할 수 있다.
In addition, embodiments of the present invention can provide a contact charging power generator that does not include a charging material, and a method of generating the same, by allowing at least one of the upper electrode and the lower electrode to serve as a charging material.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복제 대상이 되는 자연 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 대전 물질을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 대전 물질을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the operation of a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view showing a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a contact charging power generator according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing a natural structure to be copied according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a process of generating a charged material according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a process of generating a charged material according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart showing a method of generating a contact charging generator according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a method of generating a contact charging generator according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in the drawings denote the same members.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the operation of a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상부 전극(110) 또는 하부 전극(120) 중 적어도 어느 하나에는 대전 물질(130)이 형성되어, 서로 분리되었다가 접촉됨에 응답하여, 마찰될 수 있다. 따라서, 접촉 대전 발전기는 상부 전극(110) 또는 하부 전극(120) 중 대전 물질(130)이 형성된 적어도 어느 하나가 상부 전극(110) 또는 하부 전극(120) 중 나머지 어느 하나와 마찰되어 생기는 표면 전하를 이용하여 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 도면에는 대전 물질(130)이 상부 전극(110)의 표면에만 형성된 경우로 도시하였지만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 대전 물질(130)은 하부 전극(120)의 표면에만 형성될 수 있거나, 상부 전극(110) 및 하부 전극(120) 각각의 표면에 형성될 수도 있다.1, a charge material 130 is formed on at least one of the upper electrode 110 and the lower electrode 120 according to an embodiment of the present invention. . Accordingly, the contact charging power generator may be configured such that at least one of the upper electrode 110 or the lower electrode 120 formed with the charging material 130 rubs against any one of the upper electrode 110 or the lower electrode 120, Can be used to generate the induced current. The charging member 130 may be formed only on the surface of the lower electrode 120 or may be formed only on the upper surface of the upper electrode 110. Alternatively, (110) and the lower electrode (120), respectively.

여기서, 대전 물질(130)의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 형성되기 때문에, 접촉 면적이 증가될 수 있다. 따라서, 발생되는 유도 전류의 세기 및 양 역시 증가될 수 있다. 예를 들어, 대전 물질(130)의 표면은 식물의 잎, 물결 무늬, 풍화된 암석의 표면 무늬 또는 곤충의 날개 중 적어도 어느 하나가 복제된 형태를 갖는 구조를 가질 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 기재하기로 한다.
Here, since the surface of the charging material 130 is formed to have a micro-nanoscale natural replication structure, the contact area can be increased. Therefore, the intensity and amount of the induced current can also be increased. For example, the surface of the charged material 130 may have a structure in which at least one of leaf, wavy pattern, weathered rock surface pattern or insect wing of a plant is replicated. A detailed description thereof will be given below.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기는 상부 전극(210), 하부 전극(220) 및 대전 물질(230, 240)을 포함한다. 이하, 대전 물질(230, 240)이 상부 전극(210) 및 하부 전극(220) 각각에 형성된 경우로 기재하지만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 대전 물질(230, 240)은 상부 전극(210) 또는 하부 전극(220) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 2, a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention includes an upper electrode 210, a lower electrode 220, and a charging material 230, 240. Although the charging materials 230 and 240 are formed on the upper electrode 210 and the lower electrode 220, the charging materials 230 and 240 are not limited to the upper electrode 210 or the lower electrode 220, May be formed only on one of the lower electrode 220 and the lower electrode 220.

상부 전극(210) 및 하부 전극(220)은 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 때, 하부 전극(220)은 상부 전극(210)에 대해 수직 방향으로 아래에 배치된다.The upper electrode 210 and the lower electrode 220 may be formed of at least one of a metal, an oxide material having a high conductivity, or a semiconductor material doped with a conductive material. At this time, the lower electrode 220 is disposed below the upper electrode 210 in the vertical direction.

상부 대전 물질(230)은 상부 전극(210)의 표면 중 하부 전극(220)과 마주보는 면에 부착되고, 하부 대전 물질(240)은 상부 대전 물질(230)과 접촉하도록, 하부 전극(220)의 표면 중 상부 전극(210)과 마주보는 면에 부착된다.The upper charging material 230 is attached to a surface of the upper electrode 210 facing the lower electrode 220 and the lower charging material 240 is attached to the lower electrode 220 so as to be in contact with the upper charging material 230. [ Which is opposite to the upper electrode 210, of the surface of the upper electrode 210.

따라서, 접촉 대전 발전기는 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240)이 서로 접촉하여 마찰되어 생기는 표면 전하를 이용하여 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 이 때, 상부 대전 물질(230) 또는 하부 대전 물질(240) 중 적어도 어느 하나의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 형성된다. 예를 들어, 상부 대전 물질(230) 또는 하부 대전 물질(240) 중 적어도 어느 하나의 표면이 식물의 잎, 물결 무늬, 풍화된 암석의 표면 무늬 또는 곤충의 날개 중 적어도 어느 하나가 복제된 형태를 갖는 구조를 가짐으로써, 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240)의 접촉 면적은 증가될 수 있다.Accordingly, the contact charging electric generator can generate the induced current by using the surface charges generated by the rubbing of the upper charging material 230 and the lower charging material 240 with each other. At this time, the surface of at least one of the upper charge material 230 and the lower charge material 240 is formed to have a micro-nanoscale natural replication structure. For example, the surface of at least one of the top charging material 230 and the bottom charging material 240 may be a replica of at least one of the leaves of the plant, the wave pattern, the surface pattern of the weathered rock, , The contact area of the top charge 230 and the bottom charge 240 can be increased.

이 때, 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240)은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 이와 같은, 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240)의 생성 방법은 도 5 및 6을 참조하여 기재하기로 한다.At this time, the upper charging material 230 and the lower charging material 240 may be formed of at least one of polymer, metal, organic material or dielectric material. The method of producing the upper charging material 230 and the lower charging material 240 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.

또한, 접촉 대전 발전기는 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240) 사이에 배치되어, 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240)을 서로 접촉시키거나 분리시키는 스페이서(250)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 스페이서(250)는 틀의 형태로 형성됨으로써, 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240)을 서로 접촉시키거나 분리시키는 과정을 반복적으로 수행할 수 있다. 반면에 스페이서(250)는 용수철의 형태로 생성될 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 기재하기로 한다.The contact charging generator further includes a spacer 250 disposed between the top charging material 230 and the bottom charging material 240 to contact or separate the top charging material 230 and the bottom charging material 240 from each other . At this time, the spacers 250 are formed in the form of a frame, so that the upper charging material 230 and the lower charging material 240 can be repeatedly contacted or separated. On the other hand, the spacer 250 may be formed in the form of a spring. A detailed description thereof will be described with reference to Fig.

도면에는, 접촉 대전 발전기가 스페이서(250)를 포함하는 경우로 도시하였지만, 반드시 스페이서(250)를 포함할 필요는 없다. 접촉 대전 발전기가 스페이서(250)를 포함하지 않는 경우, 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240) 각각은 상부 대전 물질(230) 및 하부 대전 물질(240)이 서로 접촉되거나 분리될 수 있는 물리적 구조를 갖도록 형성될 수 있다.Although the drawing shows the case where the contact charging electric generator includes the spacer 250, it is not necessarily required to include the spacer 250. When the contact charging generator does not include the spacer 250, each of the top charging material 230 and the bottom charging material 240 may be formed such that the top charging material 230 and the bottom charging material 240 are in contact with each other May be formed to have a physical structure.

또한, 상부 전극(210) 또는 하부 전극(220) 중 적어도 어느 하나가 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 전도성을 갖도록 형성됨으로써, 상부 전극(210) 또는 하부 전극(220) 중 적어도 어느 하나가 대전 물질(230, 240)의 역할을 수행하여, 접촉 대전 발전기는 대전 물질(230, 240)을 포함하지 않을 수도 있다. 이와 같은 경우, 접촉 대전 발전기는 상부 전극(210) 및 상부 전극(210)과 접촉하도록 배치되는 하부 전극(220)만을 포함하고, 틀 또는 용수철 중 적어도 어느 하나의 형태로 형성되는 스페이서(250)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이러한 경우 역시 마찬가지로, 상부 전극(210) 또는 하부 전극(220) 중 적어도 어느 하나의 표면이 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 형성된다.
At least one of the upper electrode 210 and the lower electrode 220 is formed to be conductive with at least one of a polymer, a metal, an organic material and a dielectric material so that at least one of the upper electrode 210 and the lower electrode 220 Any one of them serves as the charging material 230, 240, so that the contact charging power generator may not include the charging material 230, 240. In this case, the contact charging electric generator includes only the lower electrode 220 arranged to contact the upper electrode 210 and the upper electrode 210, and a spacer 250 formed in the form of at least one of a frame and a spring And may optionally further include. In this case as well, the surface of at least one of the upper electrode 210 and the lower electrode 220 is formed to have a micro-nanoscale natural replication structure.

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a contact charging power generator according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기는 도 2에 도시된 접촉 대전 발전기와 달리, 용수철 형태의 스페이서(310)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(310)는 복수의 용수철들로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the contact charging power generator according to another embodiment of the present invention may further include a spacer 310 in the form of a spring, unlike the contact charging power generator shown in FIG. For example, the spacer 310 may be composed of a plurality of springs.

이 때, 접촉 대전 발전기는 도 2에 도시된 접촉 대전 발전기와 마찬가지로, 상부 전극(320), 하부 전극(330) 및 대전 물질(340, 350)을 포함한다. 이러한 경우 역시 마찬가지로, 상부 대전 물질(230) 또는 하부 대전 물질(240) 중 적어도 어느 하나의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 형성된다. 또한, 접촉 대전 발전기는 위에서 상술한 바와 같이, 스페이서(310)를 포함하지 않을 수도 있다.
At this time, the contact charging electric generator includes the upper electrode 320, the lower electrode 330 and the charging materials 340 and 350, like the contact charging electric generator shown in Fig. In this case as well, the surface of at least one of the upper charge material 230 or the lower charge material 240 is formed to have a micro-nanoscale natural replication structure. In addition, the contact charging generator may not include the spacer 310, as described above.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복제 대상이 되는 자연 구조를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a natural structure to be copied according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자연 복제 구조는 식물의 잎, 물결 무늬, 풍화된 암석의 표면 무늬 또는 곤충의 날개 중 적어도 어느 하나가 복제된 형태를 갖는 구조일 수 있다.Referring to FIG. 4, the natural reproduction structure according to an embodiment of the present invention may have a structure in which at least one of plant leaves, wave patterns, weathered rock surface patterns, or insect wings is replicated.

예를 들어, 대전 물질의 표면은 연잎(410), 장미의 꽃잎(420) 또는 곤충의 날개(430)와 같은 자연 구조를 복제 대상으로 하여 복제된 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 대전 물질의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 가질 수 있다.
For example, the surface of the charged material may be formed to have a replicated form with a natural structure, such as a lotus leaf 410, a petal 420 of a rose, or a wing 430 of an insect. Thus, the surface of the charged material can have a micro-nanoscale natural replication structure.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 대전 물질을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.5 is a view illustrating a process of generating a charged material according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 대전 물질을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5, the system for generating a contact charging electric generator according to an embodiment of the present invention may include at least one of polymer, metal, organic material, or dielectric material to form a charged material on the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode .

예를 들어, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 양각된 복제 대상(510)에 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(520)를 코팅하고, 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 복제 대상(510)에 코팅된 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(520)를 고형화함으로써, 대전 물질을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 대전 물질은 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 부착될 수 있다. 또한, 생성된 대전 물질이 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 부착되는 대신에, 대전 물질이 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 증착될 수도 있다.For example, the contact charging generator generating system may coat at least one of the polymer material, the metal, the organic material, or the dielectric material 520 in the form of liquid phase with the replication object 510 in which the natural replication structure is embossed, The chargeable material can be formed by solidifying at least one of the liquid polymer, metal, organic material, or dielectric material coated on the object 510 through at least one of them. The thus formed charged material may be attached to the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode. Further, instead of attaching the generated charged material to the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode, a charged material may be deposited on the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode.

여기서, 복제 대상(510)에는 자연 복제 구조가 음각될 수도 있다. 이와 같은 경우, 자연 복제 구조가 음각된 형태가 대전 물질에 동일하게 나타나기 때문에, 대전 물질은 자연 복제 구조의 역상 구조를 가질 수 있다.Here, the copying object 510 may be engraved with a natural reproduction structure. In such a case, since the form in which the natural reproduction structure is engraved equally appears in the charged material, the charged material may have a reversed phase structure of the natural replication structure.

이 때, 복제 대상(510)은 실리콘 웨이퍼에 의해 넓고 평평하게 펴진 후에, 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(520)와 결합되기 때문에, 대전 물질을 형성하는 과정에서, 제거되지 않을 수 있다. 반면에, 복제 대상(510)은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(520)가 고형화된 후, 제거될 수도 있다.At this time, since the object to be copied 510 is broadly and flatly expanded by the silicon wafer and then combined with at least one of the polymer, metal, organic material, or dielectric material 520, . On the other hand, the object of replication 510 may be removed after at least one of the polymer, metal, organic material, or dielectric material 520 is solidified.

이와 같이 형성된 대전 물질의 표면은 자연 복제 구조가 양각된 복제 대상(510)의 표면과 동일한 형태를 가질 수 있다. 따라서, 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖는 대전 물질의 표면은 증가된 접촉 면적을 가질 수 있다.
The surface of the charged material thus formed may have the same shape as the surface of the replication object 510 on which the natural replication structure is embossed. Therefore, the surface of the charged material having a micro-nanoscale nature replication structure can have an increased contact area.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 대전 물질을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.6 is a view illustrating a process of generating a charged material according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 대전 물질을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 6, a system for generating a contact charging electric generator according to an embodiment of the present invention includes at least one of polymer, metal, organic material, or dielectric material to form a charged material on the surface of at least one of an upper electrode and a lower electrode .

예를 들어, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드(610)의 표면에 SAM(Self-Assembled Monolayer) 공정을 수행할 수 있다. 이 때, 복제 몰드(610)의 표면에 SAM 공정이 수행됨으로써, 복제 몰드(610)에 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(620)가 달라 붙는 현상이 방지될 수 있다.For example, the contact charging generator generation system can perform a self-assembled monolayer (SAM) process on the surface of the replica mold 610 in which the natural replication structure is engraved. At this time, the SAM process is performed on the surface of the replica mold 610, so that the replication mold 610 can be prevented from sticking to at least one of polymer, metal, organic material or dielectric material.

이어서, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 복제 몰드(610)에 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(620)를 코팅하고, 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 복제 몰드(610)에 코팅된 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(620)를 고형화할 수 있다.The contact charging generator generating system then applies at least one of polymer, metal, organic, or dielectric materials 620 to the replica mold 610 and applies the replica mold 610 through at least one of a temperature process or a light process. , At least one of a polymer, a metal, an organic material, or a dielectric material in the form of a liquid coated on the substrate (620).

그 후, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 고형화된 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나(620)로부터 복제 몰드(610)를 분리함으로써, 대전 물질을 형성할 수 있다. 형성된 대전 물질은 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 부착될 수 있다. 또한, 생성된 대전 물질이 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 부착되는 대신에, 대전 물질이 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 증착될 수도 있다.The contact charging generator generation system can then form a charged material by separating the replica mold 610 from at least one of the solidified polymer, metal, organic material, or dielectric material 620. The formed charged material may be attached to the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode. Further, instead of attaching the generated charged material to the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode, a charged material may be deposited on the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode.

이와 같이 형성된 대전 물질의 표면은 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드(610)의 표면에 대한 역상과 동일한 형태를 가질 수 있다. 따라서, 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖는 대전 물질의 표면은 증가된 접촉 면적을 가질 수 있다.
The surface of the charged material thus formed may have the same shape as the inverse of the surface of the replica mold 610 in which the natural reproduction structure is engraved. Therefore, the surface of the charged material having a micro-nanoscale nature replication structure can have an increased contact area.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.7 is a flowchart showing a method of generating a contact charging generator according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 방법은 대전 물질을 포함하도록 접촉 대전 발전기를 생성하는 방법에 대한 것이다.Referring to FIG. 7, a method for generating a contact charging generator according to an embodiment of the present invention is a method for generating a contact charging generator to include a charged material.

우선, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 상부 전극 및 하부 전극을 배치한다(710). 이 때, 상부 전극 및 하부 전극은 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.First, the contact charging generator generation system places the upper electrode and the lower electrode (710). At this time, the upper electrode and the lower electrode may be formed of at least one of a metal, an oxide material having a high conductivity, or a semiconductor material doped with a conductive material.

그 다음, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 대전 물질을 형성한다(720).Next, the contact charging generator generating system forms a charged material on the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode (720).

이 때, 도면에는 도시하지 않았지만, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 대전 물질을 형성할 수 있다.At this time, although not shown in the drawing, the contact charging generator generating system may form a charging material with at least one of polymer, metal, organic material or dielectric material.

예를 들어, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 양각된 복제 대상에 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하고, 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 복제 대상에 코팅된 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 고형화함으로써, 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 대전 물질을 형성할 수 있다. 여기서, 복제 대상에는 자연 복제 구조가 음각될 수도 있다. 이러한 경우, 자연 복제 구조가 음각된 형태가 대전 물질에 동일하게 나타나기 때문에, 대전 물질은 자연 복제 구조의 역상 구조를 가질 수 있다.For example, the contact charging generator generating system may coat at least one of liquid polymer, metal, organic material, or dielectric material on a replication object embossed with a natural replication structure, , A charge material can be formed on the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode by solidifying at least one of polymer, metal, organic material or dielectric material coated on the object to be copied. Here, the copying object may be engraved with a natural reproduction structure. In this case, the charged material can have a reversed phase structure of the natural replication structure because the natural replication structure has the same engraved shape in the charged material.

다른 예를 들어, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드에 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하고, 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 복제 몰드에 코팅된 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 고형화하며, 고형화된 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로부터 복제 몰드를 분리함으로써, 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 대전 물질을 형성할 수도 있다. 이 때, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드에 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하기 이전에, 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드의 표면에 SAM 공정을 수행할 수 있다.In another example, the contact charging generator generating system may be configured to coat at least one of the polymer, metal, organic material, or dielectric material in a liquid form in a replica mold in which the natural reproduction structure is engraved, Solidifying at least one of the liquid polymer, metal, organic material or dielectric material coated on the replica mold and separating the replica mold from at least one of the solidified polymer, metal, organic material or dielectric material, A charge material may be formed on the surface of at least one of the electrode and the lower electrode. At this time, the contact charging generator generating system may be configured such that before coating at least one of liquid polymer, metal, organic material, or dielectric material on the replica mold in which the natural reproduction structure is embossed, The SAM process can be performed.

여기서, 대전 물질의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖는다. 예를 들어, 자연 복제 구조는 식물의 잎, 물결 무늬, 풍화된 암석의 표면 무늬 또는 곤충의 날개 중 적어도 어느 하나가 복제된 형태를 갖는 구조일 수 있다. 이와 같이, 대전 물질의 표면이 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 형성되기 때문에, 접촉 면적이 증가될 수 있고, 접촉 대전 발전기에서 발생되는 유도 전류의 세기 및 양 역시 증가될 수 있다.Here, the surface of the charged material has a micro-nanoscale natural replication structure. For example, the natural reproduction structure may be a structure in which at least one of leaves of a plant, a wave pattern, a surface pattern of a weathered rock, or an insect wing is replicated. Thus, since the surface of the charged material is formed to have a micro-nano scale natural replication structure, the contact area can be increased, and the intensity and amount of the induced current generated in the contact charging generator can also be increased.

이 때, 도면에는 도시하지 않았지만, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 상부 전극 및 하부 전극 사이에, 상부 전극 또는 하부 전극 중 대전 물질이 형성된 적어도 어느 하나를 상부 전극 또는 하부 전극 중 나머지 어느 하나와 접촉시키거나 분리시키는 스페이서를 배치할 수도 있다. 여기서, 스페이서는 틀 또는 용수철 중 적어도 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.
At this time, although not shown in the drawing, the contact charging generator generating system may be configured to contact at least one of the upper electrode and the lower electrode, in which at least one of the upper electrode and the lower electrode is charged, A spacer for separating can be disposed. Here, the spacer may be formed in the form of at least one of a frame and a spring.

도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.8 is a flowchart showing a method of generating a contact charging generator according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기 생성 방법은 대전 물질을 포함하지 않고, 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나가 대전 물질의 역할을 수행하도록 접촉 대전 발전기를 생성하는 방법에 대한 것이다.Referring to FIG. 8, in the method for generating a contact charging electric generator according to another embodiment of the present invention, a contact charging generator is formed so that at least one of the upper electrode and the lower electrode does not contain a charging material, How to do it.

우선, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 전도성 갖는 물질로 형성되는 상부 전극을 배치한다(810).First, the contact charging generator system places an upper electrode 810 formed of a conductive material.

그 후, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 상부 전극과 접촉하도록, 전도성을 갖는 물질로 형성되는 하부 전극을 배치한다(820).The contact charging generator generation system then places 820 a lower electrode, which is formed of a conductive material, to contact the upper electrode.

도면에는 도시하지 않았지만, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 전도성을 갖도록 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나를 형성할 수 있다. 이 때, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면이 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 형성할 수 있다.Although not shown in the drawings, the contact charging generator generating system may form at least one of an upper electrode and a lower electrode so as to be conductive with at least one of a polymer, a metal, an organic material, and a dielectric material. At this time, the contact charging generator generating system can be formed so that the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode has a micro-nanoscale natural replication structure.

예를 들어, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 양각된 복제 대상에 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하고, 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 복제 대상에 코팅된 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 고형화함으로써, 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나를 형성할 수 있다. 여기서, 복제 대상에는 자연 복제 구조가 음각될 수도 있다. 이러한 경우, 자연 복제 구조가 음각된 형태가 대전 물질에 동일하게 나타나기 때문에, 대전 물질은 자연 복제 구조의 역상 구조를 가질 수 있다.For example, the contact charging generator generating system may coat at least one of liquid polymer, metal, organic material, or dielectric material on a replication object embossed with a natural replication structure, , At least one of the upper electrode and the lower electrode can be formed by solidifying at least one of a liquid polymer, metal, organic material or dielectric material coated on the object to be copied. Here, the copying object may be engraved with a natural reproduction structure. In this case, the charged material can have a reversed phase structure of the natural replication structure because the natural replication structure has the same engraved shape in the charged material.

다른 예를 들어, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드에 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하고, 온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 복제 몰드에 코팅된 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 고형화하며, 고형화된 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로부터 복제 몰드를 분리함으로써, 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나를 형성할 수도 있다. 이 때, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드에 액상 형태의 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나를 코팅하기 이전에, 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드의 표면에 SAM 공정을 수행할 수 있다.In another example, the contact charging generator generating system may be configured to coat at least one of the polymer, metal, organic material, or dielectric material in a liquid form in a replica mold in which the natural reproduction structure is engraved, Solidifying at least one of the liquid polymer, metal, organic material or dielectric material coated on the replica mold and separating the replica mold from at least one of the solidified polymer, metal, organic material or dielectric material, At least one of an electrode and a lower electrode may be formed. At this time, the contact charging generator generating system may be configured such that before coating at least one of liquid polymer, metal, organic material, or dielectric material on the replica mold in which the natural reproduction structure is embossed, The SAM process can be performed.

여기서, 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면은 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖는다. 예를 들어, 자연 복제 구조는 식물의 잎, 물결 무늬, 풍화된 암석의 표면 무늬 또는 곤충의 날개 중 적어도 어느 하나가 복제된 형태를 갖는 구조일 수 있다. 이와 같이, 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면이 마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조를 갖도록 형성되기 때문에, 접촉 면적이 증가될 수 있고, 접촉 대전 발전기에서 발생되는 유도 전류의 세기 및 양 역시 증가될 수 있다.Here, the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode has a micro-nanoscale natural replication structure. For example, the natural reproduction structure may be a structure in which at least one of leaves of a plant, a wave pattern, a surface pattern of a weathered rock, or an insect wing is replicated. As described above, since the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode is formed to have a micro-nano scale natural reproduction structure, the contact area can be increased, and the intensity and amount of the induced current generated in the contact- Can be increased.

이 때, 도면에는 도시하지 않았지만, 접촉 대전 발전기 생성 시스템은 상부 전극 및 하부 전극 사이에 상부 전극 및 하부 전극을 서로 접촉시키거나 분리시키는 스페이서를 배치할 수도 있다. 여기서, 스페이서는 틀 또는 용수철 중 적어도 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.
At this time, although not shown in the drawing, the contact charging generator generating system may also include a spacer between the upper electrode and the lower electrode to contact or separate the upper electrode and the lower electrode from each other. Here, the spacer may be formed in the form of at least one of a frame and a spring.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester) 생성 방법에 있어서,
상부 전극 및 하부 전극을 배치하는 단계;
마이크로-나노 스케일의 자연 복제 구조(nature-replicated structure)가 음각된 복제 몰드의 표면에 SAM(Self-Assembled Monolayer) 공정을 수행하는 단계;
상기 자연 복제 구조가 음각된 복제 몰드에 액상 형태의 폴리머를 코팅하는 단계;
온도 공정 또는 빛 공정 중 적어도 어느 하나를 통하여, 상기 복제 몰드에 코팅된 액상 형태의 상기 폴리머를 고형화하는 단계;
고형화된 상기 폴리머로부터 상기 복제 몰드를 분리하는 단계; 및
상기 폴리머로 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 적어도 어느 하나의 표면에 대전 물질을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 대전 물질의 표면은
상기 자연 복제 구조를 갖는 접촉 대전 발전기 생성 방법.A method of generating a triboelectric energy harvester having a natural replication structure,
Disposing an upper electrode and a lower electrode;
Performing a self-assembled monolayer (SAM) process on the surface of a replica mold in which a nature-replicated structure of a micro-nano scale is engraved;
Coating a replica mold in which the natural replication structure is engraved with a liquid type polymer;
Solidifying the polymer in liquid form coated on the replica mold through at least one of a temperature process or a light process;
Separating the replica mold from the solidified polymer; And
Forming a charge material on the surface of at least one of the upper electrode and the lower electrode with the polymer;
Lt; / RTI >
The surface of the charge material
Wherein the contact charging generator has the natural replication structure. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 사이에, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 상기 대전 물질이 형성된 적어도 어느 하나를 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 나머지 어느 하나와 접촉시키거나 분리시키는 스페이서를 배치하는 단계
를 더 포함하는 접촉 대전 발전기 생성 방법.12. The method of claim 11,
Disposing a spacer between the upper electrode and the lower electrode for contacting or separating at least one of the upper electrode or the lower electrode formed with the charging material from any one of the upper electrode or the lower electrode;
Further comprising the steps of: 삭제delete
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