随着信息技术的飞速发展,各式各样的电子设备应运而生,对能源的使用提出了新的要求。在能源短缺的大环境下,新能源的开发和利用成为了众多科研人员研究的重点。所谓的新能源,除了一些典型的可再生能源,如风能、太阳能、水能、潮汐能等,还有一种经常被人忽略,甚至被遗弃的——围绕在我们周围环境中的能源,如废热能和机械能等。为了收集这些能源,纳米发电机走入了人们的视线,并在能源收集领域展示出广阔的应用前景。根据不同的发电机理纳米发电机可被分为三种:摩擦电纳米发电机、压电纳米发电机、热释电纳米发电机。这种新型的纳米发电机将我们身边的废热能和机械能收集并转换为电能并能够驱动微小型电子设备,从而摆脱对电源的依赖而形成自供电分布式系统。这对目前迅速发展的物联网具有重要的意义和价值。在本论文中,我们使用柔性的PVDF薄膜制备了一种风力驱动下收集太阳能的光-热-电转换器件,该器件充分利用自然环境中的风能和太阳能的协同作用,利用氧化还原石墨烯的光热转换效应以及风能驱动的周期性光屏蔽使热释电PVDF薄膜形成温度的时间梯度变化,从而输出电能。论文中将热释电效应和海水淡化机理结合,制备了一款能够利用太阳辐射进行海水淡化的蒸发器,同时该装置还能收集蒸汽热能进行发电。该装置利用多孔氧化还原石墨烯的光热转换效应,形成蒸发效应而淡化海水,同时该装置利用蒸汽蒸发-冷凝产生的吸热放热效应在PVDF上产生温变进而通过热释电效应发电。热释电纳米发电机能够将环境中的温度变化转化为电能,而环境中的温度变化是很普遍的现象,因此热释电纳米发电机是环境能量收集的一种低成本,简易化和灵活性的方案。其对于自供电式分布式能源系统构建具有广阔的应用前景。论文对上述两种器件的工作原理做了详细的说明,对器件性能做了系统的测试,并对测试结果进行了深入的分析和讨论。