DOI: 10.1002/adfm.202011073
無機鹵化鈣鈦礦由于其出色的光電性能，而成為一種可用于現代光電納米器件的新興材料。鑒于其巨大的介電和電學性能，本研究將無機CsPbBr3鈣鈦礦引入壓電納米發電機（PENG）中。對含CsPbBr3前體和聚偏氟乙烯（PVDF）的溶液進行一步靜電紡絲，合成了含原位生長CsPbBr3納米晶體的PVDF纖維（CsPbBr3@PVDF復合纖維），其具有高度均勻的尺寸和空間分布。CsPbBr3@PVDF復合纖維基PENG的開路電壓（Voc）為103V，短路電流密度（Isc）為170μA/cm2，其中Voc與最先進的雜化復合壓電納米發電機（PENGs）相當，其Isc密度是先前報道的鹵化鈣鈦礦的4.86倍。此外，CsPbBr3@PVDF復合纖維基PENG的熱/水/酸堿穩定性從根本上得到了改善。這項研究表明，CsPbBr3@PVDF復合纖維是制備高性能PENGs的理想選擇，有望應用于機械能量收集和運動傳感技術中。
圖1.a）配制用于原位生長法的CsPbBr3@PVDF前體溶液。b）配制用于兩步生長法的CsPbBr3@PVDF前體溶液。c）柔性PENG的制備過程示意圖。d）PENG結構示意圖。e）原位生長法制備的PENG的橫截面。f）顯示步行時的能量收集。
圖2.a-c）原位生長法制備的CsPbBr3@PVDF的SEM圖像，（b）的插圖為復合材料在365nm紫外線下的光學圖像，（c）的插圖為EDS。（d）原位生長法制備的CsPbBr3@PVDF的TEM圖像。e）CsPbBr3 NCs的HRTEM圖像。f）CsPbBr3 NCs的SAED圖譜。
圖3.a）CsPbBr3@PVDF復合纖維和b）PVDF聚合物纖維的典型XRD圖。c）CsPbBr3@PVDF復合材料的XPS全掃描光譜，以及d）Cs3d，e）Br3d和f）Pb4f的高分辨率XPS光譜。
圖4.空白、純PVDF纖維和CsPbBr3@PVDF復合纖維基PENG的輸出a）Voc和b）Isc密度的比較，（a）的插圖是指叉電極上配備CsPbBr3@PVDF復合纖維的PENG（b）是空白PENG的Isc密度的局部放大。c）正向連接中CsPbBr3@PVDF復合纖維基PENG的壓電輸出電壓。d）反向連接中PENG的壓電輸出電壓。
圖5.a）具有不同質量比的PVDF:CsPbBr3制備的復合纖維基PENGs的Isc密度。b）具有不同靜電紡絲時間的PENGs的Isc密度。c）具有不同極化電壓的PENGs的Isc密度，（c）的插圖為在15kV電位下極化，電荷排列整齊。d）不同制備方法獲得的PENGs的Isc密度。e）在10m/s的最終速度下進行20000次循環的穩定性試驗。
圖6.a）在不同最終速度下，PENG的Isc密度，（a）的插圖為線性電機。b）在不同頻率、10m/s的速度下，PENG的Isc密度。c，d）具有不同外部負載電阻的PENG的Voc和Isc密度。兩個e）并聯和e）串聯的PENGs的Isc密度。
圖7.a）PENG在不同溫度下的Isc密度。b）在水中浸泡不同時間前后，PENG的Isc密度。c）在硫酸溶液中浸泡不同時間前后的PENG的Isc密度。d）在氫氧化鈉溶液中浸泡不同時間前后的PENG的Isc密度。（b-d）的插圖為復合材料在365nm紫外線下的光學圖像。e）使用PENG對電容器進行充電，（e）的插圖為使用PENG得到的整流電路圖。f）步行時PENG的Isc密度，（f）的插圖為一個人在PENG上行走的示意圖。
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