近日，新捕京官网纳米能源研究中心团队开展了在具有良好耐久性的柔性半导体直流发电机的研究，发现接触分离模式下的摩擦伏特效应。研究成果以"Durable Flexible Direct Current Generation through the Tribovoltaic Effect in Contact-Separation Mode"为题发表在《Energy & Environmental Science》期刊上。

本研究通过对比摩擦滑动、按压、和接触-分离运动三种不同机械激励模式下的输出特性，发现具有肖特基接触的半导体界面在接触-分离运动模式下也具有摩擦伏特效应，并且输出直流电的电流密度可达16.00 A m^-2、单次机械激励输出电荷量可达98.72 mC m^-2、峰值功率可达5.40 W m^-2，输出性能优于大多数已报道的半导体直流发电机。尤为重要的是接触分离式的机械运动激励可以有效地避免摩擦滑动模式下的磨损问题，超过20000次循环测试后，发电输出没有明显下降。而且，由于使用了有机半导体材料，器件整体具有柔性，在多次弯折前后也可保持性能稳定。此外，接触分离模式下界面接触应力较小，局部热效应远低于摩擦滑动模式，电子激发更可能是因为界面原子电子云重叠释放的键合能量，类似于界面的“机械化学”过程，这种新模式下的发电器件的研究有助于进一步深入理解摩擦伏特效应的物理机制。

该工作获得科技部国家重点研发项目、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导计划项目等资助。

论文作者：孟佳（博士），潘崇祥（博士），李隆伟（博士），郭子豪（博士），许凡（博士），贾璐瑶（博士），王中林（通讯作者），蒲雄（通讯作者）。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D2EE02762C