DOI: 10.1002/adfm.202011073

无机卤化钙钛矿由于其出色的光电性能，而成为一种可用于现代光电纳米器件的新兴材料。鉴于其巨大的介电和电学性能，本研究将无机CsPbBr3钙钛矿引入压电纳米发电机（PENG）中。对含CsPbBr3前体和聚偏氟乙烯（PVDF）的溶液进行一步静电纺丝，合成了含原位生长CsPbBr3纳米晶体的PVDF纤维（CsPbBr3@PVDF复合纤维），其具有高度均匀的尺寸和空间分布。CsPbBr3@PVDF复合纤维基PENG的开路电压（Voc）为103V，短路电流密度（Isc）为170µA/cm2，其中Voc与最先进的杂化复合压电纳米发电机（PENGs）相当，其Isc密度是先前报道的卤化钙钛矿的4.86倍。此外，CsPbBr3@PVDF复合纤维基PENG的热/水/酸碱稳定性从根本上得到了改善。这项研究表明，CsPbBr3@PVDF复合纤维是制备高性能PENGs的理想选择，有望应用于机械能量收集和运动传感技术中。

图1.a）配制用于原位生长法的CsPbBr3@PVDF前体溶液。b）配制用于两步生长法的CsPbBr3@PVDF前体溶液。c）柔性PENG的制备过程示意图。d）PENG结构示意图。e）原位生长法制备的PENG的横截面。f）显示步行时的能量收集。

图2.a-c）原位生长法制备的CsPbBr3@PVDF的SEM图像，（b）的插图为复合材料在365nm紫外线下的光学图像，（c）的插图为EDS。（d）原位生长法制备的CsPbBr3@PVDF的TEM图像。e）CsPbBr3 NCs的HRTEM图像。f）CsPbBr3 NCs的SAED图谱。

图3.a）CsPbBr3@PVDF复合纤维和b）PVDF聚合物纤维的典型XRD图。c）CsPbBr3@PVDF复合材料的XPS全扫描光谱，以及d）Cs3d，e）Br3d和f）Pb4f的高分辨率XPS光谱。

图4.空白、纯PVDF纤维和CsPbBr3@PVDF复合纤维基PENG的输出a）Voc和b）Isc密度的比较，（a）的插图是指叉电极上配备CsPbBr3@PVDF复合纤维的PENG（b）是空白PENG的Isc密度的局部放大。c）正向连接中CsPbBr3@PVDF复合纤维基PENG的压电输出电压。d）反向连接中PENG的压电输出电压。

图5.a）具有不同质量比的PVDF:CsPbBr3制备的复合纤维基PENGs的Isc密度。b）具有不同静电纺丝时间的PENGs的Isc密度。c）具有不同极化电压的PENGs的Isc密度，（c）的插图为在15kV电位下极化，电荷排列整齐。d）不同制备方法获得的PENGs的Isc密度。e）在10m/s的最终速度下进行20000次循环的稳定性试验。

图6.a）在不同最终速度下，PENG的Isc密度，（a）的插图为线性电机。b）在不同频率、10m/s的速度下，PENG的Isc密度。c，d）具有不同外部负载电阻的PENG的Voc和Isc密度。两个e）并联和e）串联的PENGs的Isc密度。

图7.a）PENG在不同温度下的Isc密度。b）在水中浸泡不同时间前后，PENG的Isc密度。c）在硫酸溶液中浸泡不同时间前后的PENG的Isc密度。d）在氢氧化钠溶液中浸泡不同时间前后的PENG的Isc密度。（b-d）的插图为复合材料在365nm紫外线下的光学图像。e）使用PENG对电容器进行充电，（e）的插图为使用PENG得到的整流电路图。f）步行时PENG的Isc密度，（f）的插图为一个人在PENG上行走的示意图。