本發(fā)明涉及納米發(fā)電領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)和復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近幾年來，使用傳統(tǒng)能源后帶來的各種問題得到廣泛關(guān)注，尤為顯著的是環(huán)境中的二氧化碳和有害微小顆粒的含量逐步升高。利用清潔可再生的能源，比如風(fēng)能和太陽能等等，在解決能源和環(huán)境問題上均具有廣泛的意義。然而，傳統(tǒng)的風(fēng)能發(fā)電通常都需要有發(fā)電塔，這種發(fā)電塔不僅占地面積大，往往分布在邊遠(yuǎn)的郊區(qū)或海上，在城市中無法大量安裝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)及其制造方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)，其中，該復(fù)合發(fā)電機(jī)包括摩擦納米發(fā)電機(jī)和太陽能發(fā)電機(jī)，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)包括第一發(fā)電部件、第二發(fā)電部件和支撐固定部件，所述支撐固定部件將所述第二發(fā)電部件的兩端固定在所述第一發(fā)電部件上且使所述第一發(fā)電部件和所述第二發(fā)電部件之間形成空隙，所述第二發(fā)電部件在風(fēng)力作用下發(fā)生形變而與所述第一發(fā)電部件接觸或者分離，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號。

本發(fā)明還提供一種基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，包括多個所述的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)。多個摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出并聯(lián)；和/或， 所述多個太陽能電池的輸出串聯(lián)。

通過上述技術(shù)方案，可以利用支撐固定部件將所述摩擦納米發(fā)電機(jī)的第二發(fā)電部件的兩端固定在第一發(fā)電部件上且使二者之間形成空隙，從而所述第二發(fā)電部件在風(fēng)力作用下可以發(fā)生形變而與所述第一發(fā)電部件接觸或者分離，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號，并且所設(shè)置的太陽能發(fā)電機(jī)能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能。由此能夠同時將環(huán)境中的風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)了在一個器件上同時對風(fēng)能和太陽能進(jìn)行收集。

將多個復(fù)合發(fā)電機(jī)設(shè)置為復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，可以在戶外進(jìn)行大面積鋪設(shè)，有效的收集風(fēng)能和太陽能。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a至3d是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)中的摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出電信號圖；

圖4a至4d是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)中的太陽能發(fā)電機(jī)的輸出電信號圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)中的摩擦納米發(fā)電機(jī)和太陽能發(fā)電機(jī)同時工作時的輸出電流圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)輸出的電信號用于驅(qū)動電子器件的示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)給2200微法電容器充電的示意圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)給0.03mah/cm2的鋰離子電池充電的示意圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的4個基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)給0.3mah/cm2的鋰離子電池充電的示意圖；以及

圖10是本發(fā)明一種實施方式的制造基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的流程圖。

附圖標(biāo)記說明

1第一發(fā)電部件2第二發(fā)電部件31支撐固定部件

11第一支撐層12第一摩擦層13第一導(dǎo)電層

21第二支撐層22第二導(dǎo)電層23第二摩擦層

41太陽能發(fā)電機(jī)

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

如1所示，本發(fā)明一種實施方式提供的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)包括摩擦納米發(fā)電機(jī)和太陽能發(fā)電機(jī)41，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)包括第一發(fā)電 部件1、第二發(fā)電部件2和支撐固定部件31，所述支撐固定部件31將所述第二發(fā)電部件2的兩端固定在所述第一發(fā)電部件1上且使所述第一發(fā)電部件1和所述第二發(fā)電部件2之間形成空隙，所述第二發(fā)電部件2在風(fēng)力作用下發(fā)生形變而與所述第一發(fā)電部件1接觸或者分離，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號。

其中，所述支撐固定部件31可以具有一定的厚度，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明不對此進(jìn)行限定。并且，當(dāng)存在多個支撐固定部件31的情況下，多個支撐固定部件31的厚度可以相同，也可以不相同。例如，圖1中使用了兩個厚度相同的支撐固定部件31。并且，對于上述形成的空隙，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過改變支撐固定部件31的厚度對空隙的大小進(jìn)行調(diào)整。

通過上述技術(shù)方案，可以利用支撐固定部件將所述摩擦納米發(fā)電機(jī)的第二發(fā)電部件的兩端固定在第一發(fā)電部件上且使二者之間形成空隙，從而所述第二發(fā)電部件在風(fēng)力作用下可以發(fā)生形變而與所述第一發(fā)電部件接觸或者分離，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號，并且所設(shè)置的太陽能發(fā)電機(jī)能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能。由此能夠同時將環(huán)境中的風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)了在一個器件上同時對風(fēng)能和太陽能進(jìn)行收集。

也就是，本發(fā)明中的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)實現(xiàn)了一個器件上風(fēng)能和太陽能的同時輸出或獨自工作。例如，當(dāng)有風(fēng)流經(jīng)第二發(fā)電部件2時，摩擦納米發(fā)電機(jī)能夠收集風(fēng)能；當(dāng)有光照時，太陽能發(fā)電機(jī)41收集光能；當(dāng)既有風(fēng)能又有太陽能存在時，可以同時收集風(fēng)能和太陽能。并且，由于這樣的復(fù)合發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低且具有可變性，因此可以放置在城市建筑物的頂部，大面積收集風(fēng)能和太陽能，解決了城市內(nèi)對風(fēng)能和太陽能的大規(guī)模收集問題。

根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，所述太陽能發(fā)電機(jī)41設(shè)置在所述摩擦納米 發(fā)電機(jī)的頂部，并且所述太陽能發(fā)電機(jī)41可以包括一個或多個太陽能電池。

其中，所述太陽能電池可以為非晶硅太陽能電池或燃料敏化太陽能電池。所述太陽能電池能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能。

根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，所述第二發(fā)電部件2在有風(fēng)經(jīng)過時能夠發(fā)生彈性形變，例如此時該第二發(fā)電部件2可以作為振動膜發(fā)生振動而產(chǎn)生彈性形變。優(yōu)選地，所述第二發(fā)電部件的彈性模量可以處于0.5gpa到10gpa之間。

如圖2所示，所述第一發(fā)電部件1還可以包括第一支撐層11，設(shè)置在所述第一摩擦層12的表面且用于支撐所述第一摩擦層12和所述第一導(dǎo)電層13，所述第一支撐層11的形狀與所述第一摩擦層12的形狀相適應(yīng)。也就是，第一摩擦層12位于所述第一導(dǎo)電層13與所述第一支撐層11之間。所述第二發(fā)電部件2還可以包括第二支撐層21，設(shè)置在所述第二導(dǎo)電層22的表面且用于支撐所述第二導(dǎo)電層22，所述第二支撐層21的形狀與所述第二導(dǎo)電層22的形狀相適應(yīng)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，包括兩個摩擦納米發(fā)電機(jī)，其中，兩個摩擦納米發(fā)電機(jī)的第二發(fā)電機(jī)部件2設(shè)置在一起，可以共同運動，兩個摩擦納米發(fā)電機(jī)可以共用第二支撐層21。

如圖2所示，所述第一發(fā)電部件1包括第一摩擦層12和與所述第一摩擦層12接觸設(shè)置的第一導(dǎo)電層13；所述第二發(fā)電部件2包括第二摩擦層23和與所述第二摩擦層23接觸設(shè)置的第二導(dǎo)電層22，例如，所述第二摩擦層23可以通過粘貼方式與所述第二導(dǎo)電層22緊密粘貼。

其中，在存在風(fēng)力作用(例如，有風(fēng)經(jīng)過器件、風(fēng)帶動氣體流動而產(chǎn)生氣流)時所述第二摩擦層23和上下兩個所述第一導(dǎo)電13層相互接觸或者分離，且在接觸和分離的過程中，所述第二摩擦層23與所述第一導(dǎo)電層13之 間產(chǎn)生摩擦電勢差，并通過所述第一導(dǎo)電層13和所述第二導(dǎo)電層22輸出電信號。

圖3a至3d是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)中的摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出電信號圖。具體地，圖3a為摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出電壓圖，圖3b為摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出電流圖，圖3c為摩擦納米發(fā)電機(jī)未經(jīng)過變壓和整流的功率圖，圖3d為摩擦納米發(fā)電機(jī)經(jīng)過變壓和整流后的功率圖。

在圖3a至3d中，第二發(fā)電部件2的長度可以優(yōu)選為125mm，寬度優(yōu)選為22mm，進(jìn)風(fēng)口高度優(yōu)選為4mm，對外相應(yīng)輸出的電壓接近380伏，最高電流值達(dá)到250微安(具體分別見圖3a和圖3b，其中摩擦納米發(fā)電機(jī)在15m/s的風(fēng)速下工作，最大功率可達(dá)25.6毫瓦，內(nèi)阻1mω，經(jīng)變壓器變壓后最大功率達(dá)7.5毫瓦，內(nèi)阻600ω)。

由此，當(dāng)風(fēng)以一定速度經(jīng)過作為振動膜的第二發(fā)電部件2時，該第二發(fā)電部件2發(fā)生顫振(即，第二摩擦層23發(fā)生振動)而產(chǎn)生彈性形變，從而使得第二摩擦層23與第一導(dǎo)電層13發(fā)生接觸-分離(即，接觸-分離循環(huán))，并由所述第一導(dǎo)電層13和所述第二導(dǎo)電層22向外電路輸出電信號。

并且，通過第二摩擦層23對第二導(dǎo)電層22進(jìn)行保護(hù)，能夠顯著提高摩擦納米發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性。

此外，在圖2所示的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)中，摩擦納米發(fā)電機(jī)包括兩個雙電極發(fā)電機(jī)。這樣的設(shè)置可以實現(xiàn)器件有限空間內(nèi)的功率最大化。

雖然圖2中示出了使用四個厚度相同的支撐固定部件31，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述實例僅僅是示例性的，并非用于限定本發(fā)明。

圖2所示，本發(fā)明所述的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)還連接有電流表。雖然圖中所示的為電流表，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，還可以根據(jù)實 際需要替換為相應(yīng)的檢測裝置或者負(fù)載，例如檢測電壓的電壓表等。

根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，所述第二摩擦層23的材料和所述第一導(dǎo)電層13的材料之間具有摩擦電極序差異，使得所述第二摩擦層23與第一導(dǎo)電層13接觸時，產(chǎn)生極性相反且電量相同的電荷。

根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，所述太陽能發(fā)電機(jī)41可以設(shè)置在所述第一支撐層11的表面上，且所述太陽能發(fā)電機(jī)41與所述第一支撐層11的表面接觸的表面的面積小于或等于所述第一支撐層11的表面的面積。例如，所述太陽能發(fā)電機(jī)41的長和寬均分別小于或等于所述第一支撐層11的長和寬。

圖4a至4d是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)中的太陽能發(fā)電機(jī)的輸出電信號圖。具體地，圖4a為室內(nèi)光線下太陽能發(fā)電機(jī)的輸出電流圖，圖4b為室內(nèi)光線下太陽能發(fā)電機(jī)的輸出電壓圖，圖4c為太陽光下太陽能發(fā)電機(jī)的輸出電流圖，圖4d為太陽光下太陽能發(fā)電機(jī)的輸出電壓圖。

在圖4a至4d中，以太陽能發(fā)電機(jī)41包括非晶硅太陽能電池的情況下為例，例如，該非晶硅太陽能電池的尺寸可以為110mm×22mm×1mm。在圖4a中，示出了非晶硅太陽能電池在室內(nèi)光線下的短路電流，為33微安；在圖4b中，示出了非晶硅太陽能電池在室內(nèi)光線下的開路電壓，為5.8伏；在圖4c中，示出了非晶硅太陽能電池在模擬太陽光下的短路電流,為9毫安；在圖4d中，示出了非晶硅太陽能電池在模擬太陽光下的開路電壓，為7伏。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)中的摩擦納米發(fā)電機(jī)和太陽能發(fā)電機(jī)同時工作時的輸出電流圖。

在圖5中，示出了基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)在15m/s的風(fēng)速下以及模擬太陽光照射下的電流輸出，最高值為12ma。

根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，所述第二支撐層21可以為高分子聚合物薄 膜材料。所述第二摩擦層23可以為有機(jī)高分子薄膜材料，所述第二摩擦層23的厚度范圍可以為20微米至0.2毫米。

其中，所述有機(jī)高分子薄膜材料選自以下中的至少一種：聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚異丁烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯腈、聚雙苯酚碳酸酯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對苯二甲酸二乙醇酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚三氟氯乙烯、對二甲苯環(huán)二體、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和氯乙烯—醋酸乙烯共聚物。

根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，所述第一導(dǎo)電層13和/或所述第二導(dǎo)電層22的材料可以選自以下中的一種：銅、鋁、金、銀、鉑和鎳。

其中，所述第二導(dǎo)電層22的厚度范圍可以為20納米至1毫米。

可以將本發(fā)明提供的多個基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)并排設(shè)置在一起，形成類似平面或者一定幾何結(jié)構(gòu)的形狀，形成基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，其中，多個摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出可以并聯(lián)，太陽能電池的輸出可以串聯(lián)。這樣結(jié)構(gòu)的復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，可以大規(guī)模的設(shè)置在戶外，例如屋頂?shù)?，進(jìn)行太陽能和風(fēng)能的大規(guī)模收集利用。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)輸出的電信號用于驅(qū)動電子器件的示意圖。

圖6的主要目的在于說明本發(fā)明上述的復(fù)合發(fā)電機(jī)輸出的電信號可以用于驅(qū)動電子器件，至于圖6中的電子器件并不是本發(fā)明描述的重點，因此為了不混淆本發(fā)明，省略了圖6中關(guān)于各電子器件的描述。

在圖6中，摩擦納米發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器變壓整流后和太陽能電池并聯(lián)，可以供電給燈泡或傳感器。

圖7是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)給 2200微法電容器充電的示意圖。

在圖7中，以電容器的容量為2200微法的情況為例。如圖7所示，本發(fā)明所述的復(fù)合發(fā)電機(jī)兩分鐘就可以將電容充到3.8伏。

圖8是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)給0.03mah/cm2的鋰離子電池充電的示意圖。在圖8中，放電電流為0.1毫安。

如圖8所示，本發(fā)明所述的復(fù)合發(fā)電機(jī)10分鐘可以將上述的鋰離子電池充到2伏。

圖9是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的4個基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)給0.3mah/cm2的鋰離子電池充電的示意圖。其中，橫坐標(biāo)表示時間(分鐘)，縱坐標(biāo)表示電壓(伏特)。

在圖9中，這4個復(fù)合發(fā)電機(jī)可以例如設(shè)置在房頂，工作在室內(nèi)光線下且工作環(huán)境風(fēng)速為15m/s。

如圖9所述，在復(fù)合發(fā)電機(jī)工作50分鐘后，以0.1毫安的電流放電可維持150分鐘。

此外，本發(fā)明上述的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)在室內(nèi)光線和有風(fēng)的情況下可以給溫濕度傳感器供電。例如，在利用4個復(fù)合發(fā)電機(jī)的情況下，1分鐘之內(nèi)就可以驅(qū)動溫濕度傳感器。通過萬用表測量鋰離子電池兩端的電壓為1.43伏，并且隨著時間的延長，鋰離子兩端的電壓會逐漸升高，復(fù)合發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化的電能將被存儲在鋰離子電池里。

圖10是本發(fā)明一種實施方式的制造基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的流程圖。制備過程包括下列步驟：

s100，制備摩擦納米發(fā)電機(jī)的第一發(fā)電部件、第二發(fā)電部件和支撐固定部件；

s102，利用所述支撐固定部件將所述第二發(fā)電部件的兩端固定在所述第一發(fā)電部件上且使所述第一發(fā)電部件和所述第二發(fā)電部件之間形成空隙，所 述第二發(fā)電部件在風(fēng)力作用下發(fā)生形變而與所述第一發(fā)電部件接觸或者分離，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號；以及

s104，在所述摩擦納米發(fā)電機(jī)的頂部設(shè)置太陽能發(fā)電機(jī)。

通過上述技術(shù)方案，在制備基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的過程中，可以利用所述支撐固定部件將所制備的第二發(fā)電部件的兩端固定在所述第一發(fā)電部件上且使所述第一發(fā)電部件和所述第二發(fā)電部件之間形成空隙，從而所述第二發(fā)電部件在風(fēng)力作用下可以發(fā)生形變而與所述第一發(fā)電部件接觸或者分離，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號，并且將太陽能發(fā)電機(jī)設(shè)置在所述摩擦納米發(fā)電機(jī)的頂部能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能。由此能夠同時將環(huán)境中的風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)了在一個器件上同時對風(fēng)能和太陽能進(jìn)行收集。

在該方法中，步驟s100中的制備摩擦納米發(fā)電機(jī)的第一發(fā)電部件和第二發(fā)電部件包括：

制備第一支撐層和第二支撐層；

在所述第一支撐層上依次形成第一摩擦層和第一導(dǎo)電層，在所述第二支撐層上依次形成第二導(dǎo)電層和所述第二摩擦層，

其中，所述第一支撐層、所述第一摩擦層和所述第一導(dǎo)電層構(gòu)成所述第一發(fā)電部件，所述第二支撐層、第二導(dǎo)電層和所述第二摩擦層構(gòu)成所述第二發(fā)電部件，在存在風(fēng)力作用時所述第二摩擦層和所述第一導(dǎo)電層相互接觸或者分離，且在接觸和分離的過程中，所述第二摩擦層與所述第一導(dǎo)電層之間產(chǎn)生摩擦電勢差，并通過所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層輸出電信號。

優(yōu)選地，在所述第一支撐層上設(shè)置太陽能發(fā)電機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，可以通過磁控濺射法形成所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層。

下面結(jié)合實例對本發(fā)明所述的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)(以復(fù)合 發(fā)電機(jī)中的摩擦納米發(fā)電機(jī)包括兩個雙電極發(fā)電機(jī)為例)的制作過程進(jìn)行描述。

實施例1：

切割兩個2mm厚的亞克力板(即，第一支撐層11)，長度為145mm，寬度均為22mm，在左右兩端設(shè)置支撐固定部件31，支撐固定部件31的尺寸分別為10mm×10mm，厚度為2mm，在該摩擦納米發(fā)電機(jī)中用到四個支撐固定部件31，每個支撐固定部件31厚度相同。第一發(fā)電部件1中的第一摩擦層12可以采用聚酰亞胺薄膜，厚度為50微米。之后可以在聚酰亞胺薄膜的一個表面磁控濺射銅形成第一導(dǎo)電層13，厚度為200納米。第二支撐層21采用50微米的聚酰亞胺薄膜，在第二支撐層21的上下兩面均采用磁控濺射金屬的方式制備第二導(dǎo)電層22，第二導(dǎo)電層22也可以為銅，厚度為200納米。然后可以將第二摩擦層23緊密粘貼在第二導(dǎo)電層22上。如前所述，支撐固定部件31的厚度為2mm，當(dāng)具有一定速度的氣流流經(jīng)第二發(fā)電部件2時，第二發(fā)電部件2發(fā)生振動，第二發(fā)電部件2中的第二摩擦層23和第一發(fā)電部件1中的第一導(dǎo)電層13發(fā)生接觸分離，進(jìn)而對外輸出電信號，如圖3a至3d所示。太陽能發(fā)電機(jī)41固定在第一支撐層11的上面，例如可以選用非晶硅太陽能電池，尺寸為110mm×22mm×1mm，在不同強度的光照射下，輸出的電信號不同。當(dāng)器件位于室內(nèi)光線下時，光強度為300lx時，輸出的短路電流為33微安，電壓為5.8伏；當(dāng)器件位于模擬太陽光下時，輸出的短路電流為9毫安，電壓為7伏，如圖4a至4d所示。同時有風(fēng)和光時，包括摩擦納米發(fā)電機(jī)和太陽能發(fā)電機(jī)41的基于風(fēng)能和太陽能的復(fù)合發(fā)電機(jī)的輸出電流最高可達(dá)12毫安，如圖5所示。

實施例2：

切割兩個2mm厚的亞克力板(即，第一支撐層11)，長度為145mm，寬度均為22mm，在左右兩端設(shè)置支撐固定部件31，支撐固定部件31的尺 寸分別為10mm×10mm，厚度2mm，在該摩擦納米發(fā)電機(jī)中用到四個支撐固定部件31，每個支撐固定部件31厚度相同。第一發(fā)電部件1中的第一摩擦層12可以采用聚酰亞胺薄膜，厚度為75微米。之后可以在聚酰亞胺薄膜的一個表面磁控濺射銅形成第一導(dǎo)電層13，厚度為150nm。第二支撐層21采用50微米的聚酰亞胺薄膜，在第二支撐層21的上下兩面均采用磁控濺射金屬的方式制備第二導(dǎo)電層22，第二導(dǎo)電層22也可以為銅，厚度為200納米。然后可以將第二摩擦層23緊密粘貼在第二導(dǎo)電層22上，支撐固定部件31的厚度為2毫米。太陽能發(fā)電機(jī)41固定在第一支撐層11的上面，例如可以選用非晶硅太陽能電池，尺寸為110mm×22mm×1mm。一般情況下，只有摩擦納米發(fā)電機(jī)工作時，產(chǎn)生的電能可以給房屋內(nèi)燈泡供電。當(dāng)復(fù)合發(fā)電機(jī)處于室內(nèi)光強度為300lx的光線下和15m/s的風(fēng)速下時，復(fù)合發(fā)電機(jī)收集的能量可以驅(qū)動溫濕度傳感器。

上述示例僅僅是示例性的，并非用于限定本發(fā)明。

從上述實施方式可以看出，本發(fā)明上述的復(fù)合發(fā)電機(jī)能夠同時將環(huán)境中的風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)了在一個器件上同時對風(fēng)能和太陽能進(jìn)行收集；并且結(jié)構(gòu)簡單，制作材料易于獲得，具有成本低的優(yōu)點，適于設(shè)置在城市建筑物的頂部，大面積收集風(fēng)能和太陽能。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。