本實用新型涉及發(fā)電機領(lǐng)域，特別涉及一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機。

背景技術(shù)：

近年來，摩擦發(fā)電機以其簡單的制作工藝及廣泛的應(yīng)用前景受到越來越多的科研工作者的關(guān)注。摩擦發(fā)電機在受到外力時通過聚合物之間的摩擦而產(chǎn)生的電荷形成電勢差，電勢差與壓力的大小相關(guān)。由于摩擦發(fā)電機的這種特性，其輸出能量具有高電壓低電流的特點，這在很大程度上限制了摩擦發(fā)電機的應(yīng)用。

另外，某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷，這種現(xiàn)象叫做壓電效應(yīng)。依據(jù)電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類發(fā)電機稱為壓電發(fā)電機。壓電發(fā)電機是一種廣泛應(yīng)用的發(fā)電機，利用壓電材料的特性將壓力轉(zhuǎn)化為電能。與摩擦發(fā)電機不同，壓電發(fā)電機的輸出電壓較小但具有相對較高的輸出電流，且穩(wěn)定性較好。

然而，發(fā)明人在實現(xiàn)本實用新型的過程中發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中存在如下缺陷：目前，對于外界環(huán)境中的機械能(如振動等)一般都是單獨采用摩擦發(fā)電機或壓電發(fā)電機進行收集，但是，由于單獨的摩擦發(fā)電機或壓電發(fā)電機都具有各自的局限性，在對輸出電壓、輸出電流要求較高的應(yīng)用環(huán)境中無法單獨適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的摩擦發(fā)電機或壓電發(fā)電機在對輸出電壓、輸出電流要求較高的應(yīng)用環(huán)境中無法單獨使用的問題。

本實用新型提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，包括：摩擦發(fā)電機以及設(shè)置在摩擦發(fā)電機內(nèi)部的至少一個壓電層；其中，摩擦發(fā)電機至少包括：依次層疊設(shè)置的第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；至少一個壓電層設(shè)置在摩擦發(fā)電機中的至少一組相鄰層之間；第一電極層和/或第二電極層作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

優(yōu)選的，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層；則至少一個壓電層包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層，以及設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層。

優(yōu)選的，摩擦發(fā)電機進一步包括：設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層之間的第二高分子聚合物絕緣層。

優(yōu)選的，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層；則至少一個壓電層包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層、設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層、以及設(shè)置在第三組相鄰層之間的第三壓電層。

優(yōu)選的，摩擦發(fā)電機進一步包括：設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二高分子聚合物絕緣層之間的居間薄膜層。

優(yōu)選的，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和居間薄膜層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層，居間薄膜層和第二高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層；則至少一個壓電層包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層、設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層、設(shè)置在第三組相鄰層之間的第三壓電層、以及設(shè)置在第四組相鄰層之間的第四壓電層。

優(yōu)選的，摩擦發(fā)電機進一步包括：設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二高分子聚合物絕緣層之間的居間電極層；其中，第一電極層、第二電極層和/或居間電極層作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

優(yōu)選的，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和居間電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層，居間電極層和第二高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層；則至少一個壓電層包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層、設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層、設(shè)置在第三組相鄰層之間的第三壓電層、以及設(shè)置在第四組相鄰層之間的第四壓電層。

優(yōu)選的，壓電和摩擦電混合發(fā)電機的至少一組相鄰層中相互接觸的兩個表面中的至少一個表面上設(shè)置有凸起陣列結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，第一壓電層、第二壓電層、第三壓電層和第四壓電層的材料選自氧化鋅、壓電陶瓷、聚偏氟乙烯、多孔聚丙烯、多孔聚四氟乙烯中的任一種。

在本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，通過在摩擦發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置至少一個壓電層，將壓電發(fā)電和摩擦發(fā)電兩種方式結(jié)合，使單位面積上的能量收集和輸出效率得到了提高。且本實用新型的壓電和摩擦電混合發(fā)電機結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

附圖說明

圖1至圖2示出了本實用新型實施例一提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的多種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖7示出了本實用新型實施例二提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的多種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8至圖16示出了本實用新型實施例三提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的多種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17至圖25示出了本實用新型實施例四提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的多種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細(xì)說明，但本實用新型并不僅僅限于此。

本實用新型提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，至少能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的摩擦發(fā)電機或壓電發(fā)電機在對輸出電壓、輸出電流要求較高的應(yīng)用環(huán)境中無法單獨使用的問題。

本實用新型提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，包括：摩擦發(fā)電機以及設(shè)置在摩擦發(fā)電機內(nèi)部的至少一個壓電層；其中，摩擦發(fā)電機至少包括：依次層疊設(shè)置的第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；至少一個壓電層設(shè)置在摩擦發(fā)電機中的至少一組相鄰層之間；第一電極層和/或第二電極層作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

可選地，為了增加壓電和摩擦電混合發(fā)電機的相鄰層中相互接觸的兩個表面之間的摩擦力，可以在相互接觸的至少一個表面上設(shè)置有凸起陣列結(jié)構(gòu)，本實用新型中的凸起陣列結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有技術(shù)中的凸起陣列結(jié)構(gòu)，且對凸起陣列結(jié)構(gòu)中包含的凹陷和凸起的種類、數(shù)量不做限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以靈活設(shè)置凸起陣列結(jié)構(gòu)中所包含的凹陷和凸起的種類和數(shù)量，此處不做限定。例如：凸起陣列結(jié)構(gòu)為多個凸點按照矩形或菱形排列構(gòu)成，或者為多個帶狀結(jié)構(gòu)按照幾何排列設(shè)置在所述至少一個表面的兩側(cè)、四角、四周邊緣或整個表面上。其中，凸點形狀可以為圓柱形、四棱柱形或四棱錐形等；帶狀結(jié)構(gòu)可以按照井字、叉字、斑馬線型、十字或口字的形狀陣列排列。

可選地，為了保證壓電和摩擦電混合發(fā)電機的相鄰層在相互接觸摩擦后能及時分開，以保證壓電和摩擦電混合發(fā)電機正常且高效運轉(zhuǎn)，可以在壓電和摩擦電混合發(fā)電機的至少一組相鄰層中相互接觸的兩個表面之間進一步設(shè)置彈性支撐件，本實用新型中的彈性支撐件采用現(xiàn)有技術(shù)中的彈性支撐件，對該彈性支撐件的形狀和數(shù)量不做限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以靈活設(shè)置。

由此可見，在本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，通過在摩擦發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置至少一個壓電層，將壓電發(fā)電和摩擦發(fā)電兩種方式結(jié)合，使單位面積上的能量收集和輸出效率得到了提高。且本實用新型的壓電和摩擦電混合發(fā)電機結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

下面通過幾個具體的實施例對本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的具體結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)的介紹。

實施例一

本實用新型實施例一提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，包括：摩擦發(fā)電機以及設(shè)置在摩擦發(fā)電機內(nèi)部的至少一個壓電層；其中，摩擦發(fā)電機至少包括：依次層疊設(shè)置的第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；至少一個壓電層設(shè)置在摩擦發(fā)電機中的至少一組相鄰層之間；第一電極層和/或第二電極層作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

其中，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層；則至少一個壓電層包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層，以及設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層。也就是說，可以在第一組相鄰層之間設(shè)置一個壓電層，構(gòu)成一個四層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機；也可以在第二組相鄰層之間設(shè)置一個壓電層，構(gòu)成另一個四層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機；還可以在第一組相鄰層之間和第二組相鄰層之間都分別對應(yīng)設(shè)置一個壓電層，構(gòu)成一個五層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機。

可選地，第一電極層和第二電極層的材料為銦錫氧化物、石墨烯或金屬；其中，金屬是金、銀、鉑、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鉬、鎢、釩、鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、錳合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、鉍合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鉬合金、鈮合金、鉭合金或銀納米線膜。

根據(jù)發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，金屬與高分子聚合物摩擦，金屬更易失去電子，因此采用金屬電極與高分子聚合物摩擦也能提高能量輸出，故第一電極層和第二電極層的材料優(yōu)選為金屬。

可選地，第一高分子聚合物絕緣層的材料為硅膠、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、再生海綿薄膜、纖維素海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任一種。

可選地，第一壓電層和第二壓電層的材料為氧化鋅、壓電陶瓷、聚偏氟乙烯、多孔聚丙烯、多孔聚四氟乙烯等壓電材料。優(yōu)選地，第一壓電層和第二壓電層的材料為聚偏氟乙烯(PVDF)，如PVDF薄膜。

由此可見，在本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，通過在摩擦發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置至少一個壓電層，將壓電發(fā)電和摩擦發(fā)電兩種方式結(jié)合，使單位面積上的能量收集和輸出效率得到了提高。且本實用新型的壓電和摩擦電混合發(fā)電機結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

為了便于理解，下面通過幾個示例簡單介紹本實用新型實施例一中的幾種可供選擇的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的具體結(jié)構(gòu)：

示例一

如圖1所示，示例一中的一種四層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層11、第一高分子聚合物絕緣層12、第二電極層13和第一壓電層14。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層11、第一高分子聚合物絕緣層12以及第二電極層13構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層14設(shè)置在第一電極層11和第一高分子聚合物絕緣層12構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間。

具體地，第一電極層11設(shè)置在第一壓電層14的第一側(cè)表面上；第一壓電層14的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層12的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層13。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖1所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括三組：第一電極層11與第一壓電層14構(gòu)成第一組相鄰層，第一壓電層14與第一高分子聚合物絕緣層12構(gòu)成第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層12與第二電極層13構(gòu)成第三組相鄰層。也就是說，第一電極層11與第一壓電層14的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層14的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層12的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面與第二電極層13之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層11和第二電極層13處感應(yīng)出電荷；第一電極層11和/或第二電極層13作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種四層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層14設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層12和第二電極層13構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，本申請中提到的摩擦發(fā)電機中的相鄰層是指：在不考慮壓電層的情況下，摩擦發(fā)電機中的任意相鄰的兩層。本申請中提到的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層是指：在考慮壓電層的情況下，由壓電層和摩擦發(fā)電機共同構(gòu)成的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意相鄰的兩層。

示例二

如圖2所示，示例二中的一種五層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層11、第一高分子聚合物絕緣層12、第二電極層13、第一壓電層14和第二壓電層15。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層11、第一高分子聚合物絕緣層12以及第二電極層13構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層14設(shè)置在第一電極層11和第一高分子聚合物絕緣層12構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層15設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層12和第二電極層13構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間。

具體地，第一電極層11設(shè)置在第一壓電層14的第一側(cè)表面上；第一壓電層14的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層12的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面與第二壓電層15的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層15的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層13。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖2所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括四組：第一電極層11與第一壓電層14構(gòu)成第一組相鄰層，第一壓電層14與第一高分子聚合物絕緣層12構(gòu)成第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層12與第二壓電層15構(gòu)成第三組相鄰層，第二壓電層15與第二電極層13構(gòu)成第四組相鄰層。也就是說，第一電極層11與第一壓電層14的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層14的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層12的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面與第二壓電層15的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層15的第二側(cè)表面與第二電極層13之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層11和第二電極層13處感應(yīng)出電荷；第一電極層11和/或第二電極層13作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

實施例二

本實用新型實施例二提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，包括：摩擦發(fā)電機以及設(shè)置在摩擦發(fā)電機內(nèi)部的至少一個壓電層；其中，摩擦發(fā)電機至少包括：依次層疊設(shè)置的第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；至少一個壓電層設(shè)置在摩擦發(fā)電機中的至少一組相鄰層之間；第一電極層和/或第二電極層作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在本實施例中，摩擦發(fā)電機進一步包括：設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層之間的第二高分子聚合物絕緣層。其中，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層。

本實施例中的壓電層則包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層、設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層、以及設(shè)置在第三組相鄰層之間的第三壓電層。也就是說，可以在第一組相鄰層或第二組相鄰層或第三組相鄰層之間設(shè)置一個壓電層，構(gòu)成一個五層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機；也可以在任意兩組相鄰層之間各設(shè)置一個壓電層，構(gòu)成一個六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機；還可以在三組相鄰層之間都設(shè)置一個壓電層，構(gòu)成一個七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機。

可選地，第二高分子聚合物絕緣層的材料為硅膠、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、再生海綿薄膜、纖維素海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任一種。

可選地，第三壓電層的材料為氧化鋅、壓電陶瓷、聚偏氟乙烯、多孔聚丙烯、多孔聚四氟乙烯等壓電材料。優(yōu)選地，第三壓電層的材料為聚偏氟乙烯(PVDF)，如PVDF薄膜。

此外，本實施例中的第一電極層、第二電極層、第一壓電層、第二壓電層和第一高分子聚合物絕緣層的材料與實施例一中的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的第一電極層、第二電極層、第一壓電層、第二壓電層和第一高分子聚合物絕緣層的材料相同，此處不再贅述。

由此可見，在本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，通過在摩擦發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置至少一個壓電層，將壓電發(fā)電和摩擦發(fā)電兩種方式結(jié)合，使單位面積上的能量收集和輸出效率得到了提高。且本實用新型的壓電和摩擦電混合發(fā)電機結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

為了便于理解，下面通過幾個示例簡單介紹本實用新型實施例中的幾種可供選擇的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的具體結(jié)構(gòu)：

示例三

如圖3所示，示例三中的一種五層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23、第二電極層24和第一壓電層25。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23以及第二電極層24構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層25設(shè)置在第一電極層21和第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間。

具體地，第一電極層21設(shè)置在第一壓電層25的第一側(cè)表面上；第一壓電層25的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層24。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖3所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括四組：第一電極層21與第一壓電層25構(gòu)成第一組相鄰層，第一壓電層25與第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層22與第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層23與第二電極層24構(gòu)成第四組相鄰層。也就是說，第一電極層21與第一壓電層25的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層25的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第二電極層24之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層21和第二電極層24處感應(yīng)出電荷；第一電極層21和/或第二電極層24作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種五層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層25設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層23和第二電極層24構(gòu)成的上摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例四

如圖4所示，示例四中的一種五層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23、第二電極層24和第一壓電層25。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23以及第二電極層24構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層25設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層22和第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間。

具體地，第一電極層21設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第一壓電層25的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一壓電層25的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層24。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖4所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括四組：第一電極層21與第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層22與第一壓電層25構(gòu)成第二組相鄰層，第一壓電層25與第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層23與第二電極層24構(gòu)成第四組相鄰層。也就是說，第一電極層21與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第一壓電層25的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層25的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第二電極層24之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層21和第二電極層24處感應(yīng)出電荷；第一電極層21和/或第二電極層24作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

示例五

如圖5所示，示例五中的一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23、第二電極層24、第一壓電層25和第二壓電層26。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23以及第二電極層24構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層25設(shè)置在第一電極層21和第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層26設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層23和第二電極層24構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層21設(shè)置在第一壓電層25的第一側(cè)表面上；第一壓電層25的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第二壓電層26的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層26的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層24。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖5所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括五組：第一電極層21與第一壓電層25構(gòu)成第一組相鄰層，第一壓電層25與第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層22與第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層23與第二壓電層26構(gòu)成第四組相鄰層，第二壓電層26與第二電極層24構(gòu)成第五組相鄰層。也就是說，第一電極層21與第一壓電層25的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層25的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第二壓電層26的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層26的第二側(cè)表面與第二電極層24之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層21和第二電極層24處感應(yīng)出電荷；第一電極層21和/或第二電極層24作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

示例六

如圖6所示，示例六中的一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23、第二電極層24、第一壓電層25和第二壓電層26。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23以及第二電極層24構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層25設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層22和第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第二壓電層26設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層23和第二電極層24構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層21設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第一壓電層25的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一壓電層25的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第二壓電層26的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層26的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層24。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖6所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括五組：第一電極層21與第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層22與第一壓電層25構(gòu)成的第二組相鄰層，第一壓電層25與第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成的第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層23與第二壓電層26構(gòu)成的第四組相鄰層，第二壓電層26與第二電極層24構(gòu)成的第五組相鄰層。也就是說，第一電極層21與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第一壓電層25的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層25的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第二壓電層26的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層26的第二側(cè)表面與第二電極層24之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層21和第二電極層24處感應(yīng)出電荷；第一電極層21和/或第二電極層24作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，可以保持第一壓電層25的位置不變，將第二壓電層26設(shè)置在第一電極層21和第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例七

如圖7所示，示例七中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23、第二電極層24、第一壓電層25、第二壓電層26和第三壓電層27。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層21、第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23以及第二電極層24構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層25設(shè)置在第一電極層21和第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層26設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層22和第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第三壓電層27設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層23和第二電極層24構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層21設(shè)置在第一壓電層25的第一側(cè)表面上；第一壓電層25的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第二壓電層26的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層26的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第三壓電層27的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第三壓電層27的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層24。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖7所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層21與第一壓電層25構(gòu)成第一組相鄰層，第一壓電層25與第一高分子聚合物絕緣層22構(gòu)成第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層22與第二壓電層26構(gòu)成第三組相鄰層，第二壓電層26與第二高分子聚合物絕緣層23構(gòu)成第四組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層23與第三壓電層27構(gòu)成第五組相鄰層，第三壓電層27與第二電極層24構(gòu)成第六組相鄰層。也就是說，第一電極層21與第一壓電層25的第一側(cè)表面之間；和/或第一壓電層25的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第二壓電層26的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層26的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面與第三壓電層27的第一側(cè)表面之間，和/或第三壓電層27的第二側(cè)表面與第二電極層24之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層21和第二電極層24處感應(yīng)出電荷；第一電極層21和/或第二電極層24作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

實施例三

本實用新型實施例三提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，包括：摩擦發(fā)電機以及設(shè)置在摩擦發(fā)電機內(nèi)部的至少一個壓電層；其中，摩擦發(fā)電機至少包括：依次層疊設(shè)置的第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；至少一個壓電層設(shè)置在摩擦發(fā)電機中的至少一組相鄰層之間；第一電極層和/或第二電極層作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在本實施例中，摩擦發(fā)電機進一步包括：設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層之間的第二高分子聚合物絕緣層和設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二高分子聚合物絕緣層之間的居間薄膜層。其中，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和居間薄膜層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層，居間薄膜層和第二高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層。

則本實施例中的壓電層則包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層、設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層、設(shè)置在第三組相鄰層之間的第三壓電層、以及設(shè)置在第四組相鄰層之間的第四壓電層。

可選地，居間薄膜層的材料為硅膠、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、再生海綿薄膜、纖維素海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任一種。

可選地，第四壓電層的材料為氧化鋅、壓電陶瓷、聚偏氟乙烯、多孔聚丙烯、多孔聚四氟乙烯等壓電材料。優(yōu)選地，第四壓電層的材料為聚偏氟乙烯(PVDF)，如PVDF薄膜。

此外，本實施例中的第一電極層、第二電極層、第一壓電層、第二壓電層、第三壓電層、第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層的材料與實施例二中的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的第一電極層、第二電極層、第一壓電層、第二壓電層、第三壓電層、第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層的材料相同，此處不再贅述。

由此可見，在本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，通過在摩擦發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置至少一個壓電層，將壓電發(fā)電和摩擦發(fā)電兩種方式結(jié)合，使單位面積上的能量收集和輸出效率得到了提高。且本實用新型的壓電和摩擦電混合發(fā)電機結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

為了便于理解，下面通過幾個示例簡單介紹本實用新型實施例中的幾種可供選擇的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的具體結(jié)構(gòu)：

示例八

如圖8所示，示例八中的一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35和第一壓電層36。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一壓電層36的第一側(cè)表面上；第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖8所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括五組：第一電極層31與第一壓電層36構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層36與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與居間薄膜層35構(gòu)成的第三組相鄰層，居間薄膜層35與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第四組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第二電極層34構(gòu)成的第五組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層36設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例九

如圖9所示，示例九中的一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35和第一壓電層36。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第一壓電層36的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一壓電層36的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖9所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括五組：第一電極層31與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與第一壓電層36構(gòu)成的第二組相鄰層，第一壓電層36與居間薄膜層35構(gòu)成的第三組相鄰層，居間薄膜層35與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第四組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第二電極層34構(gòu)成的第五組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層36設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例十

如圖10所示，示例十中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35、第一壓電層36和第二壓電層37。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一壓電層36的第一側(cè)表面上；第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層37的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖10所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層31與第一壓電層36構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層36與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與居間薄膜層35構(gòu)成的第三組相鄰層，居間薄膜層35與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第四組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第二壓電層37構(gòu)成的第五組相鄰層，第二壓電層37與第二電極層34構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層37的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

示例十一

如圖11所示，示例十一中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35、第一壓電層36和第二壓電層37。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一壓電層36的第一側(cè)表面上；第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層37的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖11所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層31與第一壓電層36構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層36與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與居間薄膜層35構(gòu)成的第三組相鄰層，居間薄膜層35與第二壓電層37構(gòu)成的第四組相鄰層，第二壓電層37與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第二電極層34構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層37的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層36設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例十二

如圖12所示，示例十二中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35、第一壓電層36和第二壓電層37。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一壓電層36的第一側(cè)表面上；第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層37的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖12所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層31與第一壓電層36構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層36與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與第二壓電層37構(gòu)成的第三組相鄰層，第二壓電層37與居間薄膜層35構(gòu)成的第四組相鄰層，居間薄膜層35與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第二電極層34構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層37的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層36設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例十三

如圖13所示，示例十三中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35、第一壓電層36和第二壓電層37。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第一壓電層36的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一壓電層36的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層37的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖13所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層31與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與第一壓電層36構(gòu)成的第二組相鄰層，第一壓電層36與居間薄膜層35構(gòu)成的第三組相鄰層，居間薄膜層35與第二壓電層37構(gòu)成的第四組相鄰層，第二壓電層37與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第二電極層34構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層37的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

示例十四

如圖14所示，示例十四中的一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35、第一壓電層36、第二壓電層37和第三壓電層38。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，第三壓電層38設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一壓電層36的第一側(cè)表面上；第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層37的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第三壓電層38的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第三壓電層38的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖14所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括七組：第一電極層31與第一壓電層36構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層36與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與居間薄膜層35構(gòu)成的第三組相鄰層，居間薄膜層35與第二壓電層37構(gòu)成的第四組相鄰層，第二壓電層37與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第三壓電層38構(gòu)成的第六組相鄰層，第三壓電層38與第二電極層34構(gòu)成的第七組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層37的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第三壓電層38的第一側(cè)表面之間，和/或第三壓電層38的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層31作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以第一壓電層36設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第三壓電層38設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例十五

如圖15所示，示例十五中的一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第二電極層34、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、居間薄膜層35、第一壓電層36、第二壓電層37和第三壓電層38。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第三壓電層38設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)動機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一壓電層36的第一側(cè)表面上；第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層37的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第三壓電層38的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第三壓電層38的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖15所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括七組：第一電極層31與第一壓電層36構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層36與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與第二壓電層37構(gòu)成的第三組相鄰層，第二壓電層37與居間薄膜層35構(gòu)成的第四組相鄰層，居間薄膜層35與第三壓電層38構(gòu)成的第五組相鄰層，第三壓電層38與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第六組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第二電極層34構(gòu)成的第七組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層37的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第三壓電層38的第一側(cè)表面之間，和/或第三壓電層38的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層36設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)動機中的第三組相鄰層之間，第三壓電層38設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例十六

如圖16所示，示例十六中的一種九層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、第二高分子聚合物絕緣層33、第二電極層34、居間薄膜層35、第一壓電層36、第二壓電層37、第三壓電層38和第四壓電層39。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層31、第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層35、第二高分子聚合物絕緣層33以及第二電極層34構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層36設(shè)置在第一電極層31和第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層37設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32和居間薄膜層35構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第三壓電層38設(shè)置在居間薄膜層35和第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的上述摩擦發(fā)動機中的第三組相鄰層之間，第四壓電層39設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層33和第二電極層34構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間。

具體地，第一電極層31設(shè)置在第一壓電層36的第一側(cè)表面上；第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層37的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第三壓電層38的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第三壓電層38的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第四壓電層39的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第四壓電層39的第二側(cè)表面與第二電極層34上設(shè)置有第二電極層34。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖16所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括八組：第一電極層31與第一壓電層36構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層36與第一高分子聚合物絕緣層32構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層32與第二壓電層37構(gòu)成的第三組相鄰層，第二壓電層37與居間薄膜層35構(gòu)成的第四組相鄰層，居間薄膜層35與第三壓電層38構(gòu)成的第五組相鄰層，第三壓電層38與第二高分子聚合物絕緣層33構(gòu)成的第六組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層33與第四壓電層39構(gòu)成的第七組相鄰層，第四壓電層39與第二電極層34構(gòu)成的第八組相鄰層。也就是說，第一電極層31與第一壓電層36的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層36的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與第二壓電層37的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層37的第二側(cè)表面與居間薄膜層35的第一側(cè)表面之間，和/或居間薄膜層35的第二側(cè)表面與第三壓電層38的第一側(cè)表面之間，和/或第三壓電層38的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層33的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層33的第二側(cè)表面與第四壓電層39的第一側(cè)表面之間，和/或第四壓電層39的第二側(cè)表面與第二電極層34之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層31和第二電極層34處感應(yīng)出電荷；第一電極層31和/或第二電極層34作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

實施例四

本實用新型實施例四提供了一種壓電和摩擦電混合發(fā)電機，包括：摩擦發(fā)電機以及設(shè)置在摩擦發(fā)電機內(nèi)部的至少一個壓電層；其中，摩擦發(fā)電機至少包括：依次層疊設(shè)置的第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；至少一個壓電層設(shè)置在摩擦發(fā)電機中的至少一組相鄰層之間。

在本實施例中，摩擦發(fā)電機進一步包括：設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二電極層之間的第二高分子聚合物絕緣層和設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層以及第二高分子聚合物絕緣層之間的居間電極層；第一電極層、第二電極層和/或居間電極層作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。其中，第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層和居間電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層，居間電極層和第二高分子聚合物絕緣層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層構(gòu)成摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層。

則本實施例中的壓電層則包括以下中的至少一個：設(shè)置在第一組相鄰層之間的第一壓電層、設(shè)置在第二組相鄰層之間的第二壓電層、設(shè)置在第三組相鄰層之間的第三壓電層、以及設(shè)置在第四組相鄰層之間的第四壓電層。

可選地，居間電極層的材料為銦錫氧化物、石墨烯或金屬；其中，金屬是金、銀、鉑、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鉬、鎢、釩、鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、錳合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、鉍合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鉬合金、鈮合金、鉭合金或銀納米線膜。根據(jù)發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，金屬與高分子聚合物摩擦，金屬更易失去電子，因此采用金屬電極與高分子聚合物摩擦也能提高能量輸出，故居間電極層的材料優(yōu)選為金屬。

此外，本實施例中的第一電極層、第二電極層、第一壓電層、第二壓電層、第三壓電層、第四壓電層、第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層的材料與實施例三中的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的第一電極層、第二電極層、第一壓電層、第二壓電層、第三壓電層、第四壓電層、第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層的材料相同，此處不再贅述。

由此可見，在本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，通過在摩擦發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置至少一個壓電層，將壓電發(fā)電和摩擦發(fā)電兩種方式結(jié)合，使單位面積上的能量收集和輸出效率得到了提高。且本實用新型的壓電和摩擦電混合發(fā)電機結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

為了便于理解，下面通過幾個示例簡單介紹本實用新型實施例中的幾種可供選擇的壓電和摩擦電混合發(fā)電機的具體結(jié)構(gòu)：

示例十七

如圖17所示，示例十七中的一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45和第一壓電層46。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一壓電層46的第一側(cè)表面上；第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖17所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括五組：第一電極層41與第一壓電層46構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層46與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與居間電極層45構(gòu)成的第三組相鄰層，居間電極層45與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第四組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第二電極層44構(gòu)成的第五組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層46設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例十八

如圖18所示，示例十八中的一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45和第一壓電層46。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第一壓電層46的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一壓電層46的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖18所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括五組：第一電極層41與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與第一壓電層46構(gòu)成的第二組相鄰層，第一壓電層46與居間電極層45構(gòu)成的第三組相鄰層，居間電極層45與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第四組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第二電極層44構(gòu)成的第五組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種六層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層46設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例十九

如圖19所示，示例十九中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45、第一壓電層46和第二壓電層47。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一壓電層46的第一側(cè)表面上；第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層47的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖19所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層41與第一壓電層46構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層46與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與居間電極層45構(gòu)成的第三組相鄰層，居間電極層45與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第四組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第二壓電層47構(gòu)成的第五組相鄰層，第二壓電層47與第二電極層44構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層47的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

示例二十

如圖20所示，示例二十中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45、第一壓電層46和第二壓電層47。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一壓電層46的第一側(cè)表面上；第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層47的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖20所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層41與第一壓電層46構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層46與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與居間電極層45構(gòu)成的第三組相鄰層，居間電極層45與第二壓電層47構(gòu)成的第四組相鄰層，第二壓電層47與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第二電極層44構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層47的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層46設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機的第二組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例二十一

如圖21所示，示例二十一中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45、第一壓電層46和第二壓電層47。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一壓電層46的第一側(cè)表面上；第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層47的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖21所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層41與第一壓電層46構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層46與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與第二壓電層47構(gòu)成的第三組相鄰層，第二壓電層47與居間電極層45構(gòu)成的第四組相鄰層，居間電極層45與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第二電極層44構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層47的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層46設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例二十二

如圖22所示，示例二十二中的一種七層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45、第一壓電層46和第二壓電層47。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第一壓電層46的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一壓電層46的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層47的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖22所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括六組：第一電極層41與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第一組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與第一壓電層46構(gòu)成的第二組相鄰層，第一壓電層46與居間電極層45構(gòu)成的第三組相鄰層，居間電極層45與第二壓電層47構(gòu)成的第四組相鄰層，第二壓電層47與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第二電極層44構(gòu)成的第六組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層47的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

示例二十三

如圖23所示，示例二十三中的一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45、第一壓電層46、第二壓電層47和第三壓電層48。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，第三壓電層48設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一壓電層46的第一側(cè)表面上；第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層47的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第三壓電層48的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第三壓電層48的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖23所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括七組：第一電極層41與第一壓電層46構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層46與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與居間電極層45構(gòu)成的第三組相鄰層，居間電極層45與第二壓電層47構(gòu)成的第四組相鄰層，第二壓電層47與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第五組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第三壓電層48構(gòu)成的第六組相鄰層，第三壓電層48與第二電極層44構(gòu)成的第七組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層47的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第三壓電層48的第一側(cè)表面之間，和/或第三壓電層48的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41和第二電極層44處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層41和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層46設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，第三壓電層48設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例二十四

如圖24所示，示例二十四中的一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45、第一壓電層46、第二壓電層47和第三壓電層48。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第三壓電層48設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)動機中的第三組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一壓電層46的第一側(cè)表面上；第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層47的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第三壓電層48的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第三壓電層48的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖24所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括七組：第一電極層41與第一壓電層46構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層46與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與第二壓電層47構(gòu)成的第三組相鄰層，第二壓電層47與居間電極層45構(gòu)成的第四組相鄰層，居間電極層45與第三壓電層48構(gòu)成的第五組相鄰層，第三壓電層48與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第六組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第二電極層44構(gòu)成的第七組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層47的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第三壓電層48的第一側(cè)表面之間，和/或第三壓電層48的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

在另一種八層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，還可以將第一壓電層46設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第三組相鄰層之間，第三壓電層48設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)動機中的第二組相鄰層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

示例二十五

如圖25所示，示例二十五中的一種九層結(jié)構(gòu)的壓電和摩擦電混合發(fā)電機包括：第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、第二高分子聚合物絕緣層43、第二電極層44、居間電極層45、第一壓電層46、第二壓電層47、第三壓電層48和第四壓電層49。其中，依次層疊設(shè)置的第一電極層41、第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層45、第二高分子聚合物絕緣層43以及第二電極層44構(gòu)成摩擦發(fā)電機，并且，第一壓電層46設(shè)置在第一電極層41和第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第一組相鄰層之間，第二壓電層47設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42和居間電極層45構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第二組相鄰層之間，第三壓電層48設(shè)置在居間電極層45和第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的上述摩擦發(fā)動機中的第三組相鄰層之間，第四壓電層49設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層43和第二電極層44構(gòu)成的上述摩擦發(fā)電機中的第四組相鄰層之間。

具體地，第一電極層41設(shè)置在第一壓電層46的第一側(cè)表面上；第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二壓電層47的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面相對設(shè)置；居間電極層45的第二側(cè)表面與第三壓電層48的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第三壓電層48的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第四壓電層49的第一側(cè)表面相對設(shè)置；第四壓電層49的第二側(cè)表面與第二電極層44上設(shè)置有第二電極層44。

其中，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中任意一組相鄰層之間都可以相互接觸摩擦(即：各層之間均可存在接觸摩擦間隙)，因此，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面。其中，圖25所示的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的相鄰層包括八組：第一電極層41與第一壓電層46構(gòu)成的第一組相鄰層，第一壓電層46與第一高分子聚合物絕緣層42構(gòu)成的第二組相鄰層，第一高分子聚合物絕緣層42與第二壓電層47構(gòu)成的第三組相鄰層，第二壓電層47與居間電極層45構(gòu)成的第四組相鄰層，居間電極層45與第三壓電層48構(gòu)成的第五組相鄰層，第三壓電層48與第二高分子聚合物絕緣層43構(gòu)成的第六組相鄰層，第二高分子聚合物絕緣層43與第四壓電層49構(gòu)成的第七組相鄰層，第四壓電層49與第二電極層44構(gòu)成的第八組相鄰層。也就是說，第一電極層41與第一壓電層46的第一側(cè)表面之間，和/或第一壓電層46的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面之間，和/或第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第二壓電層47的第一側(cè)表面之間，和/或第二壓電層47的第二側(cè)表面與居間電極層45的第一側(cè)表面之間，和/或居間電極層45的第二側(cè)表面與第三壓電層48的第一側(cè)表面之間，和/或第三壓電層48的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層43的第一側(cè)表面之間，和/或第二高分子聚合物絕緣層43的第二側(cè)表面與第四壓電層49的第一側(cè)表面之間，和/或第四壓電層49的第二側(cè)表面與第二電極層44之間構(gòu)成摩擦界面接觸摩擦，并在第一電極層41、第二電極層44和居間電極層45處感應(yīng)出電荷；第一電極層41和/或第二電極層44和/或居間電極層45作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在上述各個實施例中，也可以將壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的部分相鄰層相互固定，此時，壓電和摩擦電混合發(fā)電機中的任意一組未固定的相鄰層之間都可以構(gòu)成一組摩擦界面，總之，本實用新型對摩擦界面的具體數(shù)量和實現(xiàn)方式不做限定。

在實施例一至實施例三中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以靈活選擇第一電極層和第二電極層中的任一個或兩個作為電能輸出端。當(dāng)選擇其中的一個電極層作為電能輸出端時，該電極層與外電路中的接地點共同形成電能(電壓和/或電流)回路；當(dāng)選擇其中的兩個電極層作為電能輸出端時，由于該兩個電極層之間具有電勢差而形成電能(電壓和/或電流)回路。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

在實施例四中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以靈活選擇第一電極層、第二電極層和居間電極層中的任一個或任兩個或三個作為電能輸出端。當(dāng)選擇其中的一個電極層作為電能輸出端時，該電極層與外電路中的接地點共同形成電能(電壓和/或電流)回路；當(dāng)選擇其中的兩個電極層作為電能輸出端時，由于該兩個電極層之間具有電勢差而形成電能(電壓和/或電流)回路。當(dāng)選擇三個電極層作為電能輸出端時，可以將其中的每兩個電極作為一組輸出端，由多組輸出端串聯(lián)或并聯(lián)后作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端。例如，可以將第一電極層和居間電極層作為一組輸出端，第二電極層和居間電極層作為另一組輸出端，兩組輸出端相互串聯(lián)或并聯(lián)后作為壓電和摩擦電混合發(fā)電機的電能輸出端，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。

綜上所述，在本實用新型提供的壓電和摩擦電混合發(fā)電機中，通過在摩擦發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置至少一個壓電層，將壓電發(fā)電和摩擦發(fā)電兩種方式結(jié)合，使單位面積上的能量收集和輸出效率得到了提高。且本實用新型的壓電和摩擦電混合發(fā)電機結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然上述說明中，為便于理解，對方法的步驟采用了順序性描述，但是應(yīng)當(dāng)指出，對于上述步驟的順序并不作嚴(yán)格限制。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，如：ROM/RAM、磁碟、光盤等。

還可以理解的是，附圖或?qū)嵤├兴镜难b置結(jié)構(gòu)僅僅是示意性的，表示邏輯結(jié)構(gòu)。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。