摩擦电纳米发电机（TENG）以麦克斯韦位移电流为内驱动力，最初基于触点电蚀和静电感应耦合。2012年，TENG是由王氏团队发明的，旨在有效利用环境低频机械能，并引起了广泛的关注。TENG已被广泛用于收集人体运动的机械能、水滴能、波浪能、风能和热能等，并在微纳电源，自供电传感，蓝色能量和高压源等多个领域显示出重要的应用潜力。目前，基于金属或半导体的动态异质结是高直流机械能量收集的新兴策略。

来自中南大学的学者创新地设计了一种全无机钙钛矿滚动模式多功能DC-TENG，通过构建动态Al/ CsPbBr3肖特基结来同时收集机械能和太阳能。在AM 1.5光照下，CsPbBr3 薄膜上滚动Al，输出电流密度可达11.46 A m−2，是黑暗条件下的4.7倍。本文提出摩擦光伏效应来解释动态Al/CsPbBr3TENG的物理机理。此外，滚动模式DCTENG表现出优异的稳定性，循环超过10 min后，器件的输出性能没有明显下降。此外，DC-TENG在温度和湿度传感以及直接充电电容器方面也显示出潜在的应用。这项工作为DC-TENGs提供了一条新的途径，这对于高性能TENG具有重要意义，并拓宽了钙钛矿材料的应用。相关文章以“A Rolling-Mode Al/CsPbBr3 Schottky Junction Direct-Current Triboelectric Nanogenerator for Harvesting Mechanical and Solar Energy”标题发表在Advanced Energy Materials。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/aenm.202200550

图 1.a） 基于金属/钙钛矿肖特基结的轧制模式DC-TENG结构示意图。b） 晶体结构，c） 扫描电镜图像，d） XRD 图谱，e） CsPbBr3薄膜的吸收光谱。f） Al/CsPbBr3肖特基结的暗I-V曲线，接触面积为0.11 cm2。

图 2.a–c） 滚动模式下的三级单向运动及其对应的 d） ISC 和 e） VOC. f） 连续滚动后 TENG 的输出电压。

图 3.输出性能表征。a） ISC 和b） TENG 的 VOC，其在基板上具有不同旋涂数的 CsBr 溶液。c） ISC和 d） 在黑暗中以 3 N动态 Al/CsPbBr3 肖特基结性能. e） 3N的力下的ISC 和 f） VOC 。

图 4.a） 阳光下Al/CsPbBr3系统示意图。b） 摩擦光伏TENG的演示。基于动态 Al/CsPbBr3 肖特基结的c） VOC 和d） TENG 的 ISC 输出性能（在 AM 1.5 G 阳光下或在黑暗环境中以 0.7 m s−1 的速度输出）。e） TENG的输出电压基于摩擦光伏效应。表征遵循摩擦+照明、仅摩擦、摩擦+照明和仅摩擦的顺序。

图 5.基于Al/CsPbBr3肖特基结的DC-TENG的物理机制.a）TENG的示意图。Al/CsPbBr3肖特基结b）在黑暗环境和c）在光照下分别具有载流子动力学。d） CsPbBr3钙钛矿上金属轧制的示意图。分别基于摩擦伏特效应和摩擦光伏效应e）在黑暗环境下和f）在光照下的波段结构。

图 6.a） 电路图和 b） 由一个 TENG 充电的 2.2 μF 电容器的电压范围。Al/CsPbBr3 TENG在c）30%RH和d）不同湿度下在30℃下产生Voc信号。e）Al/CsPbBr3 TENG在环境空气气氛（25℃，30%RH）中的长期稳定性为750 s。

综上所述，本研究首次提出了一种基于摩擦光伏效应的滚动模式DC-TENG，验证了摩擦光伏效应适用于滚动结构。滚动结构的设计为提高DC-TENGs的性能、构建新型聚光器件、拓展摩擦光伏效应的应用场景提供了可行的途径。此外，基于Al/CsPbBr3肖特基结的滚动TENG具有超高的电流密度，优异的稳定性，并且不需要重构。在AM 1.5光照下，输出电压和电流密度分别达到3.69 V和11.46 A m−2。动态Al/CsPbBr3结在光照条件下的输出电流比黑暗条件下高4.7倍。本文中介绍的多功能DC-TENG为高性能TENG提供了一条新的途径，并拓宽了钙钛矿材料的应用。（文：SSC）

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