能源转型技术展望系列报告：来自可再生电力的氢气

小米电视3s65英寸曲面电视则是今年初刚刚推出的年度新品，转型展望是小米最美的电视，也是首款曲面电视。

通过评估基于钙钛矿/聚偏氟乙烯对的TENGs在垂直接触分离模式下的电学输出性能和FOM (Figureofmerit)，技术确定了一系列钙钛矿的摩擦电荷亲和力。系列引言摩擦纳米发电机（TriboelectricNanogenerator,TENG）已经发展为能源收集的主流技术之一。

通常，报告在摩擦电序列中接触材料的极性差异越大可实现更高的摩擦电荷密度。自力图文简介图一碱金属离子掺杂钙钛矿TENG的电学输出性能及结构和工作机理。由于中心不对称以及较低的价电子结合能，可再理论上金属卤化物钙钛矿在静电场中易发生极化，可再存在电子、离子、偶极子和空间电荷四种极化方式，具有很好的介电特性。

生电(a-d)OutputperformancesofCs1-xAxPbBr3 (A=Li+,Na+,K+,Ru+)perovskiteTENGswithvariousdopingcontents.Comparisonamong(e) Voc,(f)Isc and(g) Qsc oftheCs1-xAxPbBr3 perovskiteTENGsatoptimaldopingcontent.(h1-h4)StructureofCs1-xAxPbBr3 /dielectricpolymerTENGandworkingmechanismforafullpress-releasecycle.(i)NumericalcalculationoftheelectricalpotentialdistributionofCs1-xAxPbBr3/perovskitebasedTENGatpressingstateusingCOMSOLsoftware.图二碱金属离子掺杂钙钛矿薄膜的形貌表征及其对电子特性的影响  (a1-a4)AFMcharacterizationsand(b)StatisticsofRMSvaluesfortheoptimaldopedCs1-xAxPbBr3 perovskitefilms.Insetof(b)isthecrystallatticeofone-unitcellCs1-xAxPbBr3 perovskitedemonstratingthepartialsubstitutionofCs+ byalkalimetalions(A+).(c)XRDpatternsand(d)high-resolutionXPSspectraofCs3dofthepreparedCsPbBr3 filmandCs1-xAxPbBr3 filmsatFTOglass.(e)BondenergybetweendopingalkalimetalionsandBr- ionintheperovskitecrystallattice. Electroncloudsmodeloftheinteratomicinteractionpotentialbetweentwoatomsandtheforcebetweenthetwowhentheyareat(f)equilibriumposition,(g)repulsiveregion,and(h)attractiveregion.图三 不同碱金属离子掺杂钙钛矿TENG的性能FOM及介电性TheV-Qplotsofthelargestpossibleoutputenergyperpress-releasecycleofTENGsbasedon(a)CsPbBr3,(b) Cs0.99Li0.01PbBr3,(c)Cs0.95Na0.05PbBr3,(d)Cs0.90K0.10PbBr3,and(e)Cs0.85Rb0.15PbBr3 atexternalloadresistanceof50MΩ.(f)CalculatedFOMp valuesforCs1-xAxPbBr3 TENGsatoptimaldosages.(g)Fermilevelpositionsand(h)frequencydependenceofdielectricconstantsoftheoptimizedCs0.99Li0.01PbBr3,Cs0.95Na0.05PbBr3,Cs0.90K0.10PbBr3,Cs0.85Rb0.15PbBr3perovskitesaswellasthepristineCsPbBr3perovskite.图四 掺杂钙钛矿的摩擦充电极性TriboelectricchargingpolarityoftheoptimizedCs1-xAxPbBr3 perovskites.Thetriboelectriccurrentpatternsof(a)CsPbBr3 (b) Cs0.99Li0.01PbBr3,(c)Cs0.95Na0.05PbBr3,(d)Cs0.90K0.10PbBr3,and(e)Cs0.85Rb0.15PbBr3 measuredbypairingwiththeselectedpolymers.图五 包含一系列金属卤化物钙钛矿的摩擦电序列。此外，氢气建立了一个定性的包含一系列无机金属卤化物钙钛矿(Cs1-xAxPbBr3、CsPb1-xMxBr3、CsPbX3)在内摩擦电序列。

转型展望TriboelectricbehaviorsoftheCs1-xAxPbBr3 perovskiteswithoptimaldopingcontents.TriboelectriccurrentandchargesignalsofTENGswith(a-c)topCs0.99Li0.01PbBr3-bottomCs0.85Rb0.15PbBr3,(d-f)topCs0.85Rb0.15PbBr3-bottomCs0.90K0.10PbBr3,(g-i)topCs0.90K0.10PbBr3-bottomCs0.95Na0.05PbBr3,(j-l)topCs0.95Na0.05PbBr3-bottomCsPbBr3 pairs.(m)Summarizedtriboelectricchargedensityofthealkalimetalions,alkalineearthionsdopantsandhalogenregulationofperovskiteTENGs.(n)SupplementedqualitativetriboelectricserieswithpristineCsPbBr3,alkalimetalionsdopedCs1-xAxPbBr3,alkalineearthionsdopedCsPb1-xMxBr3 andCsPbIxCl3-x perovskites.本文由作者投稿。

我们前期的研究结果显示，技术无机CsPbBr3钙钛矿是一种优秀的摩擦电材料，技术制备的TENG在超过90天的测试中可以保持优异稳定的电学输出性能，以及对温度和湿度变化保持很好的可逆性和适应性。国宝大熊猫的消失，系列标志着我国野生大熊猫种群数量正式告急。

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