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Zusammenfassung Der triboelektrische Nanogenerator (TENG) ist eine neue Energietechnologie, die durch gekoppelte Kontakt-Elektrifizierung und elektrostatistische Induktion ermöglicht wird. Die herkömmlichen TENGs basieren normalerweise auf organischen Polymerisolator-Materialien, die die Einschränkungen und Nachteile einer hohen Impedanz und eines Wechselstromausgangs haben. Hier wird ein tribovoltaik-effektbasierter Metall-Halbleiter-Gleichstrom-Triboelectric-Nanogenerator (MSDC-TENG) berichtet. Der tribovoltaik-Effekt wird durch eine direkte Spannung und Strom beim Reiben eines Metalls/Halbleiters auf einem anderen Halbleiter erleichtert. Die durch die Bildung atomarer Bindungen freigesetzte Reibungsenergie regt Nichtgleichgewichtsträger an, die richtungsweisend getrennt werden, um unter dem eingebauten elektrischen Feld einen Strom zu erzeugen. Die kontinuierliche durchschnittliche Leerlaufspannung (10–20 mV), der Kurzschluss-Gleichstromausgang (10–20 µA) und die niedrige Impedanzeigenschaft (0,55–5 kΩ) des MSDC-TENG sind während des relativen Gleitens von Metall und Silizium zu beobachten. Die Betriebsparameter werden systematisch in Bezug auf elektrische Leistung und Impedanzeigenschaften untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine schnellere Geschwindigkeit, größerer Druck und kleinere Fläche die maximale Leistungsdichte verbessern können. Der interne Widerstand wird hauptsächlich durch die Geschwindigkeit und den elektrischen Widerstand des Halbleiters bestimmt. Diese Arbeit erweitert nicht nur die Materialauswahl von TENGs von organischen Polymeren zu Halbleitern, sondern demonstriert auch einen auf dem tribovoltaik-Effekt basierenden Mechanismus zur elektrischen Energieumwandlung.
Zhang et al. (Thu,) untersuchten diese Frage.