本文利用电化学沉积法在PET-ITO柔性基底上成功制备出ZnO纳米发电机。采用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和电化学工作站对ZnO纳米棒进行了生长观察和性能测试。 XRD图谱显示, 在不同沉积时间下ZnO纳米棒都具有(002)峰的择优取向。SEM表面形貌图显示, 电沉积时间为2 h时ZnO纳米棒呈现明显的六角纤锌矿结构。SEM断面图表明, 电化学沉积2 h的纳米棒最长为1.1 μm。为了更好地观察不同沉积时间对纳米发电机的性能影响, 在沉积时间为1, 1.5, 2 h的条件下制备了3种纳米发电机。最终结果显示, 电沉积时间2 h制备的纳米发电机的电压输出性能最好, 输出电压为960 mV。最后, 研究了电沉积法制作纳米发电机的工作机制。

为了有效采集多个方向的振动能量, 本文提出了一种圆柱形的压电阵列径向分布的二维(2D)振动能量采集器。通过将柔性弧形压电阵列径向分布在圆柱体上, 该采集器可以收集到二维(2D)平面内任意方向的振动能量。同时, 引入了角度带宽来描述采集器获取二维振动能量的能力。实验结果表明: 这种新型结构采集器的角度带宽接近180°; 而且, 通过把对称位置的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电元件进行反向串联, 采集器的最大输出电压可以达到11.6 V; 当把对称位置的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电元件反向并联时, 最大输出功率达到13.5 μW。与传统的悬臂式压电振动能量采集器相比, 该二维(2D)采集器具有更好的多方向振动能量采集性能。