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光介导的电荷传输实现非接触式准二维钙钛矿摩擦电纳米发电机,用于运动检测
《ACS Applied Materials & Interfaces》:Light-Mediated Electrification Enabled Noncontact Mode Quasi-2D Perovskite Triboelectric Nanogenerator for Motion Detection
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月18日 来源:ACS Applied Materials & Interfaces 8.2
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光电耦合增强的非接触式TENG新体系通过准二维PVK材料实现高效能量收集与多重环境感知功能,在80℃高温和持续运行下保持机械稳定性,光-机协同效应使输出提升75%,突破传统TENG效率与耐久性矛盾,为智能可穿戴设备提供新方案。

物联网(IoT)的迅速发展加剧了对耐用、自供电系统的需求,这类系统需要能够同时收集能量并感知环境刺激。摩擦电纳米发电机(TENGs)因其在利用多种环境能源方面的多功能性而受到了广泛关注。然而,传统的TENGs存在界面磨损问题,并且缺乏光响应性,这限制了它们的广泛应用。我们报道了一种基于准二维钙钛矿(PVK)的光增强型非接触式TENG,该技术结合了出色的稳定性和在光照条件下的可调输出性能。垂直排列的准二维PVK结构有助于实现载流子运动的平衡,从而实现高效的电荷生成、传输和积累。该设备采用非接触式工作方式,能够在80°C的高温及长时间运行下避免机械磨损,保持结构和功能的完整性。在光照作用下,光介导的电荷生成使输出功率提高了75%,证明了光学和机械输入之间的协同作用。此外,该设备还具备自供电传感器的功能,在光照条件下能够以更高的灵敏度检测规则和不规则的运动。这种设计策略克服了长期以来制约TENG发展的耐久性与效率之间的矛盾,使准二维PVK成为一种具有潜力的人机交互式、自供电系统的平台。这些发现为未来互联社会的自适应能量收集和集成传感技术开辟了新的途径。
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