背栅调制液滴纳米发电机

单滴800V电压

受MOS晶体管启发引入背栅调制结构，将液滴发电从界面效应拓展到体效应，显著提升电荷转移与输出电压。

Yang, Li · 马刚 · 朱丽丽 · Yuanhang, Li · Jie, Fu · 张立春 · Gong, Kuiliang · 李维民 · 郭恒宇 · Xiaobo, Wang · 董军

Nano Energy 2024

具体参数

转移电荷

{'zh': '30', 'en': '30'} nC

输出电压

{'zh': '800', 'en': '800'} V

点亮LED数量

{'zh': '480', 'en': '480'}

技术优势

电荷转移量大幅提升

背栅电极的电容耦合效应与液滴电荷穿梭的自激发效应协同作用，使转移电荷显著增强。

输出电压高

输出电压高达800 V，足以直接驱动高亮度LED阵列，无需电源管理电路。

无需电源管理电路

可直接点亮480个高亮度LED，简化系统复杂度，降低能量损失。

背栅材料可替换

背栅材料可更换，使得器件能适应多种应用场景，扩展了使用范围。

应用场景

• 微纳能源收集：从液滴运动中高效收集微纳能量，替代传统低效界面方案。
• 水能收集：利用背栅调制将水能转化为高电压输出，驱动电子器件。
• 自供能传感器：无需外部电源，直接以液滴发电供能传感节点。
• 高熵能源收集：从无序液滴运动中提取高熵能量，提升收集效率与电压等级。