简介： 

 课题组成员沈帆在期刊《Energy & Environmental Materials》上发表文章“Investigation of power density amplification in stacked triboelectric nanogenerators”，比较了单层接触分离TENG（CS-TENG）和Z形结构（Z-TENG）的输出性能差异，并探讨了接触面积与输出电压的关系，提出了输出电压方程。

文章摘要：

本研究研究了SCS-TENG和Z-TENG的输出性能差异，为实现功率和功率密度之间的平衡提供了新的见解。实验结果表明，实际输出电压随接触面积的增大而增大，且远小于理论值。研究团队通过在输出电压方程中引入面积因子和有效接触系数，实现了对实际输出电压的预测。此外，在相同的总接触面积下，CS-TENG表现出比Z-TENG更好的性能。当接触面积为45 cm²，CS-TENG和Z-TENG的最佳负载分别为5 MΩ和9 MΩ，最大瞬时功率分别为9.7 mW和0.44 mW。CS-TENG的瞬时峰值功率是Z-TENG的22倍，电容器充电的功率密度是Z-TENG的131%，两者比较接近。当仅考虑投影面积时，Z-TENG具有明显的优势。因此，单层大尺寸CS-TENG（分米级以上）是一种更高效的设计方案。相反，在工作空间有限的情况下，Z-TENG是一种可行的替代方案。

图1. 实验平台及工作原理。

DOI: https://doi.org/10.1002/eem2.12697