纳米发电机的制备方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种纳米发电机的制备方法，该方法包括：对导电硅片表面进行预处理；将分子膜接枝到经处理过的所述导电硅片表面；清洗所述导电硅片；将导线与所述导电硅片连接，以获得纳米发电机，其中，所述纳米发电机通过所述导电硅片与溶液相互作用进行发电。由此，本申请通过方法简单且成本低廉的分子膜接枝技术，在导电硅片的表面进行分子膜修饰，从而可以制备成本低、发电能力强的纳米发电机。

【技术实现步骤摘要】
纳米发电机的制备方法及装置
本申请涉及纳米器件
，尤其涉及一种纳米发电机的制备方法及装置。
技术介绍
现有技术中，纳米发电机的主体材料大多采用以石墨烯、二硫化钼等二维材料搭配聚合物基底。然而，石墨烯、二硫化钼等二维材料涂层的制备和保存，主要存在以下问题：基于化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition，简称CVD)技术制备出的大尺寸石墨烯薄膜，质量参差不齐，很难保证大尺寸情况下的均一性；CVD技术对沉积设备和环境的要求极高，且只适用于沉积单层或者少层的石墨烯；以及，二维材料薄膜耐久性差，易损坏，损坏后导致发电机的发电效果不理想。上述问题极大限制了纳米发电机的发展与推广。因此，如何降低纳米发电机的制备成本，并将可大规模制备且耐久性强的材料用于纳米发电机的制备，已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的第一个目的在于提出一种纳米发电机的制备方法，用于解决现有纳米发电机的制备过程中存在的成本较高、无法将可大规模制备且耐久性强的材料用于纳米发电机的制备的技术问题。本申请的第二个目的在于提出一种纳米发电机的制备装置。为达到上述目的，本申请一方面实施例提出了纳米发电机的制备方法，所述方法包括：对导电硅片表面进行预处理；将分子膜接枝到经处理过的所述导电硅片表面；清洗所述导电硅片；将导线与所述导电硅片连接，以获得纳米发电机，其中，所述纳米发电机通过所述导电硅片与所述溶液相互作用进行发电。<br>另外，根据本申请上述实施例的纳米发电机的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本申请的一个实施例，采用如下方式中的一种方式使所述纳米发电机进行发电：将所述溶液滴至接枝所述分子膜的所述导电硅片表面；或者，将所述导电硅片置于波动的所述溶液中；或者，利用所述导电硅片制成容器，在所述容器内加入所述溶液，晃动所述容器。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的类型为P型掺杂或N型掺杂。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的厚度为0.01～10000μm。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的氧化层的厚度为0～100μm。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的电阻率范围为0.00015～200000Ω*cm。根据本申请的一个实施例，所述对导电硅片表面进行预处理，包括以下一项：利用浓硫酸和过氧化氢的混合液进行处理；或者，利用等离子体进行处理；或者，利用紫外线照射处理。根据本申请的一个实施例，所述分子膜的种类为主链为碳，含氟元素或主链为碳，含氢元素的分子膜；所述分子膜的链长为0.1～100nm。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的形状包括平面片状、圆弧形片状、方形管状或圆柱体中的任意一种。根据本申请的一个实施例，用于发电的所述溶液包括氯化钠和氯化钾的盐溶液、电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水、酸、碱性溶液、烯烃、PAO油或者液态烷烃中的任意一种。为了实现上述目的，本申请第二方面实施例提供了一种纳米发电机的制备装置，包括：预处理单元，用于对导电硅片表面进行预处理；接枝单元，用于将分子膜接枝到经处理过的所述导电硅片表面；清洗单元，用于清洗所述导电硅片；连接单元，用于将导线与所述导电硅片连接，以获得纳米发电机，其中，所述纳米发电机通过所述导电硅片与所述溶液相互作用进行发电。另外，根据本申请上述实施例的纳米发电机的制备装置还可以具有如下附加的技术特征：根据本申请的一个实施例，所述连接单元，进一步用于：将所述溶液滴至接枝所述分子膜的所述导电硅片表面；或者，将所述导电硅片置于波动的所述溶液中；或者，利用所述导电硅片制成容器，在所述容器内加入所述溶液，晃动所述容器。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的类型为P型掺杂或N型掺杂。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的类型为P型掺杂或N型掺杂。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的氧化层的厚度为0～100μm。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的电阻率范围为0.00015～200000Ω*cm。根据本申请的一个实施例，所述预处理单元，进一步用于：利用浓硫酸和过氧化氢的混合液进行处理；或者，利用等离子体进行处理；或者，利用紫外线照射处理。根据本申请的一个实施例，所述分子膜的种类为主链为碳，含氟元素或主链为碳，含氢元素的分子膜；所述分子膜的链长为0.1～100nm。根据本申请的一个实施例，所述导电硅片的形状包括平面片状、圆弧形片状、方形管状或圆柱体中的任意一种。根据本申请的一个实施例，用于发电的所述溶液包括氯化钠和氯化钾的盐溶液、电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水、酸、碱性溶液、烯烃、PAO油或者液态烷烃中的任意一种。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：根据本申请提出的纳米发电机的制备方法，可以通过对导电硅片表面进行预处理，并将分子膜接枝到经处理过的导电硅片表面，然后清洗导电硅片，将导线与导电硅片连接，以获得纳米发电机，其中，纳米发电机通过导电硅片与溶液相互作用进行发电。由此，本申请通过方法简单且成本低廉的分子膜接枝技术，在导电硅片的表面进行分子膜修饰，从而可以制备成本低、发电能力强的纳米发电机。附图说明本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本申请一个实施例公开的纳米发电机的制备方法的流程示意图；图2为本申请一个实施例公开的纳米发电机的导线连接示意图；图3为本申请一个实施例公开的导电硅片疏水性能比较的示意图；图4为本申请一个实施例公开的一种纳米发电机的示意图；图5为本申请一个实施例公开的导电硅片产生的电压和电流的示意图；图6为本申请一个实施例公开的一种纳米发电机的示意图；图7为本申请一个实施例公开的纳米发电机的制备装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。下面参考附图描述本申请实施例的纳米发电机的制备方法及装置。图1为本申请一个实施例公开的纳米发电机的制备方法的流程示意图。如图1所示，该纳米发电机的制备方法包括以下步骤：S101、对导电硅片表面进行预处理。需要说明的是，本申请对于导电硅片表面进行预处理的具体方式不作限定，可以根据实际情况进行选择。可选地，可以利用浓硫酸和过氧化氢的混合液，对导电硅片表面进行预处理。其中，混合液中浓硫酸和过氧化氢的配置比例可以根据实际情况进行选择。例如，可以使用以7:3的浓硫酸和过氧化氢制成的混合液，对导电硅片表面进行预处理；可选地，可以利用等离子体，对导电硅片表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括：/n对导电硅片表面进行预处理；/n将分子膜接枝到经处理过的所述导电硅片表面；/n清洗所述导电硅片；/n将导线与所述导电硅片连接，以获得纳米发电机，其中，所述纳米发电机通过所述导电硅片与所述溶液相互作用进行发电。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括：
对导电硅片表面进行预处理；
将分子膜接枝到经处理过的所述导电硅片表面；
清洗所述导电硅片；
将导线与所述导电硅片连接，以获得纳米发电机，其中，所述纳米发电机通过所述导电硅片与所述溶液相互作用进行发电。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用如下方式中的一种方式使所述纳米发电机进行发电：
将所述溶液滴至接枝所述分子膜的所述导电硅片表面；或者，
将所述导电硅片置于波动的所述溶液中；或者，
利用所述导电硅片制成容器，在所述容器内加入所述溶液，晃动所述容器。


3.根据权利要求1至2所述的制备方法，其特征在于，所述导电硅片的厚度为0.01～10000μm。


4.根据权利要求1至2所述的制备方法，其特征在于，所述导电硅片的类型为P型掺杂或N型掺杂。


5.根据权利要求1至2所述的制备方法，其特征在于，所述导电硅片的氧化层的厚度为0～100μm。


6.根据权利要求1至2所述的制备方法，其特征在于，所述导电硅片的电阻率范围为0.00015～200000Ω*cm。

【专利技术属性】
技术研发人员：李津津，王凯强，李鉴峰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11