导语

水伏效应是一种通过纳米材料和各种形式的水（雨滴、波浪、流动水分的自然蒸发）之间的直接相互作用来发电的新兴技术。蒸发驱动的水伏效应是一个自发的、无处不在的过程，可以直接将周围环境中的热能转化为电能，而不需要额外的机械功，与其他效应相比显示出独特的优势。然而，由于其驱动力（蒸发或渗透）不明确以及不理想的反向扩散电流，此类装置的电流性能较差。2023年8月1日，Advanced Materials报道了一种基于水滴的毛细管渗透诱导水伏发电装置（WDHEG），其由带负电和带正电的材料形成的二极管状异质结组成。

检测结果表明，通过滴水在WDHEG上可实现连续发电，室温下单个装置的JSC（峰值电流密度）和VOC（开路电压）峰值可达到160 μA cm−2和0.7V。由二极管类异质结产生的离子整流使JSC在运行1000秒后超过35 μA cm−2，累积电荷接近60mC cm−2。通过提高水温和扩大器件面积，电流在6cm2时分别提高到400 μA cm−2和接近1mA。该项研究所构建的异质结具有离子二极管的特性，可以产生离子整流，提高电流输出，为毛细管渗透诱导的发电机提供了一种新的结构设计。

文中制备的WDHEG由底部电极、水活性层和从下到上的顶部电极组成，并且使用玻璃作为基板，方便了发电机的制造和测试。值得注意的事，底部电极由羟基化多壁碳纳米管（MWCNT-OH，购买自先丰纳米）和PEDOT：PSS的混合溶液真空过滤得到，其具有良好的润湿性和亲水性，从活性层中渗出的多余水很容易被吸收和蒸发。

文献名称：Ion Diode-like Heterojunction for Improving Electricity Generation from Water Droplets by Capillary Infiltration

文献链接：DOI: 10.1002/adma.202305438

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