编号：CYYJ03827
篇名：氮化铝绝缘层改性的聚偏氟乙烯基复合薄膜储能性能研究
作者：刘鹏 张天栋 张昌海 冯宇 张月 李长明 迟庆国
关键词： P(VDF-TrFE-TFE) 磁控溅射 氮化铝 热压 多层结构 储能性能
机构： 工程电介质及其应用教育部重点实验室（哈尔滨理工大学）
摘要： 聚偏氟乙烯(poly(vinylidene fluoride),PVDF)及其共聚物因具有高介电常数而备受关注,然而高电场下严重极化损耗和电导损耗限制了其更广泛的应用。在该研究中,应用磁控溅射技术将氮化铝(aluminum nitride,AlN)薄层沉积到聚(偏氟乙烯–三氟乙烯–氯氟乙烯)(poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorofluoroethylene),P(VDF-TrFE-CFE),PVTC)薄膜表面,并制备三明治结构复合薄膜AlN/PVTC/AlN(APA)和多层复合薄膜AlN/PVTC/AlN/PVTC/AlN(APAPA)。系统地研究AlN薄层对PVTC薄膜储能性能的影响规律。实验结果表明,APAPA复合薄膜表现出较优异的介电和储能特性,其相对介电常数达到11.28(103Hz),是纯PVTC的1.49倍,介电损耗仍保持较低水平(tanδ=0.016)。此外,施加530kV/mm电场时,薄膜储能密度和效率分别达到16.62J/cm3和63.8%,明显优于纯PVTC薄膜。由于宽禁带AlN薄层可以抑制电极处电荷注入及其在薄膜内部传输及热压工艺导致复合薄膜的晶相转变,使储能性能得到提升。该文所作研究为提高含氟铁电聚合物薄膜的储能性能提供一种表面改性方法。
