一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法
一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电技术领域，设及太阳能-电能的转换技术，特别设及一种电磁感 应将太阳能转换为电能的方法，本发明是一种利用太阳光驱动双层聚合物复合薄膜悬臂梁 的周期性摆动，实现电感线圈和磁场的相对运动，通过电磁感应原理，高效地将太阳能转化 为电能的方法。本发明可应用于太阳能的光电转换领域。
【背景技术】
[0002] 随着社会的进步和经济的发展，人们对能源需求在日益增长，因此对太阳能的开 发利用备受学术界和工业界的重视。近年来，就太阳光发电和太阳热发电该两个领域，相继 研究和开发了一些太阳能发电的技术和设备。现有技术中，专利CN201584913U利用聚光 装置将太阳光会聚，通过集光装置将太阳能福射热折射至热能接收装置，然后再折射至加 热装置，通过加热装置产生的蒸汽动能使发动机发动而产生交流电，达到将太阳能转换为 电能的功效。该设备中设及聚光装置、集光装置、热能接收装置和加热装置等，设备较为复 杂，并且设及到两次折射过程，途中会有光能与热能的损耗，对太阳能的利用不充分。专利 CN102005972B公开了一种太阳能转换为电能的装置，包括光电转换模块和热点转换模块， 光电转换模块和热电转换模块分别设置有与外部电路连接的导线，光电转换模块设置于热 电转换模块的外侧，还包括相变层，相变层与热电转换模块连接，实现太阳能中的光能和热 能转换为电能。该方法中的光电转换模块、热电转换模块W及相变层的连接上有一定难度， 并且存在相变层液体渗漏的隐患。由于含有偶氮苯等光敏基团的液晶聚合物具有太阳光光 致异构化反应，合理的设计可W使材料过偶氮苯基团的光致异构化实现光致形变，前人们 通过此类分子的光化学反应已经实现了光能-机械能的转变，在人工肌肉、光驱动器和微 型光机械等领域有巨大的应用前景。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种电磁感应将太阳能转换为电 能的方法。本发明将具有光敏特性的聚合物材料的太阳能形变过程与电磁感应发电有效地 结合起来，实现太阳能转换为电能，为光致变形液晶聚合物开辟了一个全新的应用领域，从 而提供一种新型、高效的太阳能转换为电能的方法。
[0004] 本发明的内容是；一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是步骤如 下：
[0005] a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0006]b、在聚合物基膜表面（均匀地）涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥 (即使涂覆的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合 物膜的双层复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为 1 ~10)(例如；长X宽X厚为 50mmX20mmX40Um);
[0007] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%~lOwt%的光活 性聚合物的四氨快喃溶液；
[0008] C、取=维移动平台A和=维移动平台B;在=维移动平台A上固定永磁体形成定 组，与定组相对应地，在=维移动平台B上固定（可W采用固定夹具等方式固定）所述长条 形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端，即所述长 条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台A和=维移 动平台B来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应线圈摆动范围内 都有（强的）电磁感应作用；
[0009] t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0010] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[0011] 工作中，悬臂梁初始为水平静止，将一束太阳光经透镜会聚后，使光束照射在悬臂 梁有光活性聚合物膜（光活性层）的一面的近端适当位置，双层复合膜朝光照方向弯曲，带 动感应动组摆动，从而与定组发生相对运动，产生电磁感应而获得电压和电流，将太阳能转 换为电能。当光照停止时，弯曲的双层复合膜恢复到原来的平直状态，可再次带动感应动组 与定组发生相对运动。
[0012] 本发明的内容中：所述步骤C可W替换为：取=维移动平台A和=维移动平台B; 在=维移动平台A上固定一组感应线圈（或称电感线圈）形成定组，与定组相对应地，在= 维移动平台B上固定（可W采用固定夹具等方式固定）所述长条形双层复合膜的近端（或 称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端，即所述长条形双层复合膜的另一 端）粘附永磁体形成为动组，通过移动=维移动平台A和=维移动平台B来调整定组与动 组的相对位置，使定组的感应线圈能在动组的永磁体摆动范围内都有（强的）电磁感应作 用。
[0013] 本发明的内容中；步骤a中所述的表面带有沟槽的聚合物基膜，较好的是聚合 物基膜表面形成沿长度方向的微槽，该微槽的宽度在10皿至50ym之间、深度在10皿至 10ym之间；所使用的砂纸型号较好的是在1000#W上。
[0014] 本发明的内容中；步骤b中所述长条形双层复合膜（的长度方向与膜的打磨方向 有关）中，聚合物基膜中的沟槽方向与长条形双层复合膜的长度方向夹角较好的是<10°。
[0015] 本发明的内容中；步骤a中所述的聚合物基膜是非光活性聚合物膜，该聚合物基 膜的厚度较好的是在10ym至100ym之间，可W是：聚己締膜（简称阳，生产企业如：四川 兴达塑料有限公司，牌号：兴5)、聚酷亚胺膜（简称PI，生产企业如；江苏亚宝绝缘材料股 份有限公司，H型牌号）、聚己締醇膜（简称PVA，生产企业如；济南泉泰包装材料有限公司， PVA膜）、W及聚醋膜（简称PET,生产企业如；升杰包装材料，PET膜）中的任一种，光照时 该聚合物基膜不发生任何物理和化学反应。
[0016] 本发明的内容中：步骤b中所述光活性聚合物（为两种光活性单体的共聚物）的 制备方法可W是；取单体丙締酷氧基）十一烷氧基-4' -己氧基）偶氮苯与交联 剂4-(3-丙締酷氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1，4-苯醋（商品名为RM257,天津华远信泰 化工科技有限公司生产）并按9:1的质量比例（即；单体丙締酷氧基）十一烧氧 基-4' -己氧基）偶氮苯；交联剂4-(3-丙締酷氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1，4-苯醋的 质量比为9 ;1)混合，溶于10倍单体质量的溶剂四氨快喃中，再加入单体质量1 %的偶氮二 异了膳为催化剂，于65~70°C的温度下（通过自由基共聚）反应24小时，倒入（约）反应 物4倍体积的甲醇中沉淀后过滤，固体物经（可W在真空40°C的条件下）干燥，即制得光活 性聚合物（即侧链含偶氮苯基团的交联聚合物），该聚合物的玻璃化转变温度约为70°C、数 均分子量为6000~100000。
[0017] 本发明的内容中；步骤C中所述的永磁体可W为（通用商业化的）铁氧体永磁体 或稀±永磁体，形状为条形或马蹄形，永磁体的磁场强度可W为600~1000G。
[001引本发明的内容中：步骤C中所述的感应线圈为（通用商业化的）漆包线绕制的电 感线圈，漆包线的直径，绕制的应数与悬臂梁的尺寸和永磁体的磁性相匹配，W利于最大的 电磁感应。
[0019] 本发明的内容中：所述的太阳光光束经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层 复合膜上，提供太阳光能，照射在长条形双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/m2~ 900 0W/m2。
[0020] 本发明的内容中；步骤C中所述的太阳光可W替换为氣灯灯光，该氣灯灯光模拟 太阳光束，经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层复合膜上，提供光能，照射在长条形 双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/m2~9000W/m2。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
[0022] (1)采用本发明，光活性聚合物膜（即光活性层）中偶氮苯类具有光活性的分子在 经过太阳光照后，偶氮苯从反式结构转变为順式结构，在光活性层内产生宏观收缩应力，双 层复合膜沿取向方向弯曲，带动感应部件运动，感生电压和电流，当停止光照后，偶氮苯从 順式结构转变为反式结构，双层复合膜恢复原来到原来的形态，带动感应部件运动，感生电 压和电流；进一步地，通过调整膜的长径比和光照强度，光照开始时，双层复合膜产生弯曲 形变，当双层复合膜的弯曲程度大于某一临界角度，光束将照射在双层复合膜远端的背面 的聚合物基膜（即非光活性层），该样光活性层的曝光被阻挡而发生恢复弯曲形变，光束将 再一次照射在双层复合膜的光活性层近端，从而实现双层复合膜带的周期性摆动，实现将 持续的将太阳能转化为电能；
[002引似采用本发明，利用光活性聚合物的光敏特性，采用太阳光照射使双层复合膜产 生弯曲，带动电磁感应动组与定组发生相对运动，改变感应线圈内的磁通量变化发生电磁 感应，快速高效地将太阳能转化为电能。目前广泛使用的发电厂用的电磁感应发电机一般 用燃料、风能、水能等驱动，本发明用提供的太阳能驱动的电磁感应发电机具有质量轻、高 效环保等优点，特别适用于航天器件中的发电，同时将具有光敏特性的光活性聚合物材料 的形变过程与太阳能发电有效地结合起来，为光活性聚合物开辟了一个全新的应用领域；
[0024] (3)本发明利用太阳光照驱动双层聚合物悬臂梁产生弯曲或摆动，运用法拉第电 磁感应原理实现将太阳能转化为电能，使用方便，实用性强。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明中所述光活性聚合物的化学结构通式；所述的光活性聚合物具有光 响应形变，其化学结构特征为聚合物主链或侧链中含有光活性的偶氮苯基团的线性聚合物 或交联聚合物，式中：
为光活性基团，……为聚合物链，聚合 物的数均分子量为6000~100000,该光活性聚合物也可用其他商业化或合成的有类似化 学结构的聚合物替代。
[0026]图2是本发明的光驱动电磁感应装置的主视结构示意图；
[0027]图中；1一感应线圈引出电极、2-悬臂梁、3-驱动悬臂梁的光照区域、4-悬臂梁 的固定夹具、5-永磁体、6-感应线圈、71-S维移动平台A、72-S维移动平台B;
[0028]该示意图是永磁铁固定、感应线圈固定于悬臂梁末端、悬臂梁运动时带动线圈发 生相对于固定永磁体的相对运动产生感应电动势的光电转换装置（光驱动电磁感应装 置），该示意图所示原理同样适应于将永磁体固定于悬臂梁末端、感应线圈固定于永磁体周 围、悬臂梁运动时带动永磁体在线圈内摆动，动产生感应电流，将太阳能转换为电能。
[0029]图3是利用脉冲光照产生的感应电流；
[0030]结合图2所不装置,厚度为40ym的双层复合胺（基胺20ym,活性层20ym) (W下简称膜），裁剪成40mmX10mmX40ym(长X宽X厚）大小的膜，然后将感应线圈（O =10mm,m= 135mg,由巫=2ym的单股铜吃、漆包线绕制100应形成）垂直黏附胺的一 端，膜的另一端用固定于=维移动平台，悬臂梁初始状态为平直膜，通过调节=维移动平台 使感应线圈处在永磁体形成的磁场中；采用脉冲光照照射（图2)3所示的区域，光照强度 为900W/m2,光照为水平方向垂直于膜正面，光斑正好照射到悬臂梁固定端2mmW内的宽度， 线圈所处的磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检测感应线圈两极产生的短路电 流；光照开始后，在初始的0. 3s时间内，膜朝光照方向弯曲约70度后停止弯曲，线圈的在膜 弯曲时与磁场发生相对运动，产生一个感应电流信号，然后持续的光照膜保持弯曲的状态， 电感线圈禁止因而无感应电流产生；光照时间持续Is后停止时，膜在无光照时恢复到原来 的平直状态并在惯性作用下产生摆动，带动线圈在图2所示的装置中产生前后的弧形摆动 而产生震荡的电流信号；
[003。图4是与图3的装置及光照条件相同，测得的感应电压；
[003引图5是将图2所示的永磁体磁场N，S极对换方向后，其他条件与图2相同，测得的 感应电流；
[003引图6是与图5的装置及光照条件相同，测得的感应电压；
[0034]图7是持续光照产生的周期性持续感应电压；
[0035]结合图2所不装置,厚度为40ym的双层夏合胺（基胺20ym,活性层20ym)(W下简称膜），裁剪成40mmX5mmX40ym(长X宽X厚）大小，然后将感应线圈（巫=10mm， m=135mg，由〇 =2 y m的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂直黏附膜的一端，膜的另一 端用固定于=维移动平台，悬臂梁初始状态为平直膜，通过调节=维移动平台使感应线圈 处在磁场中央；采用持续光照照射（图2) 3所示的区域，光照强度为900W/m2,光照为水平方 向垂直于膜正面，光斑正好照射到悬臂梁固定端2mmW内的宽度，线圈所处的磁场强度为 1000G，通过安捷伦34411A万用表检测感应线圈两极产生的短路电流；光照开始后，在初始 的0. 5s时间内，膜朝光照方向产生超高90度的弯曲，此时光束将照射在双层膜远端的背面 非光活性层，该样光活性层的曝光被阻挡，双层膜将产生平直的恢复运动而垂直与纸面后 方向弯曲，从而使光束再一次照射在膜的光活性层近端，进而实现双层复合膜带动感应线 圈的周期性摆动，产生持续的周期的感应电流和电压，实现将持续的将太阳能转化为电能。
【具体实施方式】
[0036] 下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围 的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调 整，仍属于本发明的保护范围。
[0037] 实施例1 ;参见图1、2、3和4。
[0038] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0039]a、制备聚合物双层复合膜；采用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己締（简称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于水、无水己醇、丙酬中超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风干燥2化， 然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性聚合物膜 (或称光活性层）（厚度20ym)，光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为 lOwt%的光活性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将 制备好的双层复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，制得总厚度为40ym的双层复合膜；
[0040]b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX40ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l〇mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附在双层复合膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72 ;在S维移动 平台A71上固定永磁体；
[0041] C、采用氣灯光源照射，光照度为900W/m2,通过调节=维移动平台（指=维移动平 台A71和S维移动平台B72,后同）使光斑正好照射到光活性聚合物膜的固定端2mmW内的 宽度，磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检测感应线圈两极产生的短路电流与 开路电压，其结果如图3、图4所示。
[004引实施例2;参见图1、2和5。
[0043] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0044]a、制备聚合物双层夏合胺；义用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己細（间称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于水、无水己醇、丙酬中超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风干燥2化， 然后将光活性聚合物的四 氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性聚合物膜 (或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为lOwt%光活 性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将制备好的双层 复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得总厚度为30ym的双层复合膜；
[004引 b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX30ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l0mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固 定永磁体；
[0046] C、采用氣灯光源照射，光照度为lOOW/m2,通过调节S维移动平台使光斑正好照射 到光活性聚合物的固定端2mmW内的宽度，磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检 测其产生的开路电压，其结果如图5所示。
[0047] 实施例3;参见图1、2和6。
[004引一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0049]a、制备聚合物双层复合膜；采用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己締（简称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于清水，无水己醇，丙酬中超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风干燥2化， 然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性聚合物膜 (或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为lOwt%光活 性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将制备好的双层 复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得厚度为30ym的双层复合膜。
[0050]b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX30ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l〇mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附在双层复合膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72 ;在S维移动 平台A71上固定永磁体；
[0051] C、采用氣灯光源照射，光照度为100W/m2,通过调节S维移动平台使光斑正好照射 到光活性聚合物的固定端2mmW内的宽度，磁场强度为1000G，磁通量方向与实施例2的方 向相反，通过安捷伦34411A万用表检测其产生的短路电流与开路电压，其结果如图6所示。 [005引实施例4;参见图1、2和7。
[0053] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0054]a、制备聚合物双层复合膜；采用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己締（简称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将 打磨后的PE膜依次置于清水、无水己醇、丙酬中分别进行超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓 风干燥2化，然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活 性聚合物膜（或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为 lOwt%光活性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将制 备好的双层复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得厚度为40ym的双层复合膜。
[005引 b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX5mmX40ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l0mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附在双层复合膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72 ;在S维移动 平台A71上固定永磁体；
[0056] C、采用氣灯光源照射，光照度为900W/m2,通过调节S维移动平台使光斑照射与光 活性聚合物的固定端ImmW内的宽度，磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检测其 产生的短路电流与开路电压，其结果如图7所示。
[0057] 实施例5;
[0058] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0059]a、制备聚合物双层夏合胺；义用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己細（间称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于清水、无水己醇、丙酬中分别进行超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风 干燥2化，然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性 聚合物膜（或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度采用 溶液为lOwt%光活性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全 后，将制备好的双层复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得厚度为20ym膜双层复合膜。
[0060]b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX30ym(长X宽X厚）大小，然后 将永磁片（4mmX4mmXlmm，长X宽X厚，磁场强度为100G)黏附在双层复合膜的一端，双 层复合膜的另一端用固定于S维移动平台B72 ;将感应线圈（〇 =30mm，由〇 =2ym的单 股铜巧漆包线绕制100应形成）用S维移动平台A71固定，使悬臂梁的磁体处于线圈的中 间。
[0061] C、采用氣灯光源照射，光照度为900W/m2,通过调节S维移动平台使光斑照射与光 活性聚合物的固定端1mmW内的宽度，通过安捷伦34411A万用表检测其产生的短路电流与 开路电压。
[0062] 实施例6~10 ;
[0063] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，
[0064] 通过调节光照的强度介于500~9000W/m2之间，磁场的强度介于600~1000G，光 活性层的厚度在1~50ym，线圈的应数在1~200应等参数，调节输出电压和电流，其它同 实施例1~5中任一；各实施例中的参数见下表：
[0065]
[0066]
[0067] 实施例11;参见图1和2。
[0068] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0069]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0070]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为5)(例如；长 X宽X厚为 100mmx20mmx40ym);
[0071] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为5wt%的光活性聚合物的 四氨快喃溶液；
[0072]C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0073]t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0074] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[007引 实施例12 ;参见图1和2。
[0076]-种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0077]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0078]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为1)(例如；长 X宽X厚为 20mmX20mmX40ym);
[0079] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%的光活性聚合物的 四氨快喃溶液；
[0080]C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0081]t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0082] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[008引实施例13;参见图1和2。
[0084] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0085]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0086]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为10)(例如： 长X宽X厚为 100mmxlOmmx40ym);
[0087] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为lOwt%的光活性聚合物 的四氨快喃溶液；
[0088] C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0089] t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0090] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[0091] 实施例14~20;参见图1和2。
[0092] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0093]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0094]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（实施例14~20中；该膜的长宽比的比值 分别为 2、3、4、6、7、8、9);
[0095] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%~lOwt% (实施例 14~20中；浓度分别为2*1%、3*1%、4*1%、6*1%、7*1%、8*1%、9*1%)的光活性聚合物 的四氨快喃溶液；
[0096] C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0097] t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0098] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[009引实施例21 ;
[0100] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，所述步骤C替换为：取S维移动平台 A71和S维移动平台B72 ;在S维移动平台A71上固定一组感应线圈（或称电感线圈）形成 定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定）所述 长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端，即所 述长条形双层复合膜的另一端）粘附永磁体形成为动组，通过移动=维移动平台A71和= 维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的感应线圈能在动组的永磁体摆动 范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0101] 其它同实施例1-4、11-20中任一，省略。
[0102] 上述实施例中：步骤a中所述的表面带有沟槽的聚合物基膜，是聚合物基膜表面 形成沿长度方向的微槽，该微槽的宽度可W在10皿至50ym之间任一、深度可W在10皿至 10ym之间任一；所使用的砂纸型号较好的是在1000#W上。
[0103] 上述实施例中：步骤b中所述长条形双层复合膜（的长度方向与膜的打磨方向有 关） 中，聚合物基膜中的沟槽方向与长条形双层复合膜的长度方向夹角较好的为<10°。
[0104] 上述实施例11~21中；步骤a中所述的聚合物基膜是非光活性聚合物膜，该聚合 物基膜的厚度可W在10ym至100ym之间任一，可W是：聚己締膜（简称阳，生产企业如： 四川兴达塑料有限公司，牌号：兴5)、聚酷亚胺膜（简称PI，生产企业如；江苏亚宝绝缘材 料股份有限公司，H型牌号）、聚己締醇膜（简称PVA，生产企业如；济南泉泰包装材料有限 公司，PVA膜）、W及聚醋膜（简称PET，生产企业如；升杰包装材料，PET膜）中的任一种， 光照时该聚合物基膜不发生任何物理和化学反应。
[0105] 上述实施例11~21中；步骤b中所述光活性聚合物（为两种光活性单体的共聚 物）的制备方法可W是；取单体（4-Q1-丙締酷氧基）十一烷氧基-4'-己氧基）偶氮苯 与交联剂4-(3-丙締酷氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1,4-苯醋（商品名为RM257,天津华 远信泰化工科技有限公司生产）并按9 ; 1的质量比例混合，溶于10倍单体质量的溶剂四氨 快喃中，再加入单体质量1 %的偶氮二异了膳为催化剂，于65~70°C的温度下（通过自由 基共聚）反应24小时，倒入（约）反应物4倍体积的甲醇中沉淀后过滤，固体物经（可W 在真空40°C的条件下）干燥，即制得光活性聚合物（即侧链含偶氮苯基团的交联聚合物）， 该聚合物的玻璃化转变温度约为7〇°C、数均分子量可W为6000~100000。
[0106] 上述实施例11~21中；步骤C中所述的永磁体为（通用商业化的）铁氧体永磁 体或稀±永磁体，形状可W为条形或马蹄形，永磁体的磁场强度可W为600~1000G。
[0107] 上述实施例11~21中；步骤C中所述的感应线圈为（通用商业化的）漆包线绕 制的电感线圈，漆包线的直径，绕制的应数与悬臂梁的尺寸和永磁体的磁性相匹配，W利于 最大的电磁感应。
[010引上述实施例11~21中：所述的太阳光光束经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形 双层复合膜上，提供太阳光能，照射在长条形双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/ m2~9000W/m2。
[0109] 上述实施例11~21中；步骤C中所述的太阳光可W替换为氣灯灯光，该氣灯灯光 模拟太阳光束，经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层复合膜上，提供光能，照射在长 条形双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/m2~9000W/m2。
[0110] 上述实施例中：所采用的各物质原料均为市售产品。
[0111] 上述实施例中；各步骤中的工艺参数（光强、膜厚、磁场强度、线圈应数等）和各数 值为范围的，任一点均可适用；所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量（重量）百分 比例或本领域技术人员公知的百分比例；
[0112] 本
【发明内容】
及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
[0113] 本发明不限于上述实施例，本
【发明内容】
所述均可实施并具有所述良好效果。
【主权项】
1. 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是步骤如下： a、 取聚合物膜，用摩擦滚或砂纸将聚合物膜打磨，清洗，制成表面带有沟槽的聚合物基 膜； b、 在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氢呋喃溶液，经干燥，即制得在聚合 物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合 膜； 所述光活性聚合物的四氢呋喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%~10wt%的光活性聚 合物的四氢呋喃溶液； c、 取三维移动平台A和三维移动平台B;在三维移动平台A上固定永磁体形成定组，与 定组相对应地，在三维移动平台B上固定所述长条形双层复合膜的近端形成悬臂梁，在该 悬臂梁的远端粘附感应线圈形成为动组，通过移动三维移动平台A和三维移动平台B来调 整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应线圈摆动范围内都有电磁感应 作用； d、 将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在光照 下，由于光活性聚合物膜在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光活性、不产生光致 收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条形双层复合膜朝 光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得电压和电流，将太 阳能转换为电能。2. 按权利要求1所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：所述步骤c 替换为：取三维移动平台A和三维移动平台B;在三维移动平台A上固定一组感应线圈形成 定组，与定组相对应地，在三维移动平台B上固定所述长条形双层复合膜的近端形成悬臂 梁，在该悬臂梁的远端粘附永磁体形成为动组，通过移动三维移动平台A和三维移动平台B 来调整定组与动组的相对位置，使定组的感应线圈能在动组的永磁体摆动范围内都有电磁 感应作用。3. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤a中 所述的表面带有沟槽的聚合物基膜，是聚合物基膜表面形成沿长度方向的微槽，该微槽的 宽度在10nm至50ym之间、深度在10nm至10ym之间。4. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤b中 所述长条形双层复合膜中，聚合物基膜中的沟槽方向与长条形双层复合膜的长度方向夹角 〈10。。5. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤a中 所述的聚合物基膜是非光活性聚合物膜，该聚合物基膜的厚度在10Um至100ym之间。6. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤b中 所述光活性聚合物的制备方法是：取单体（4-(11-丙烯酰氧基）^^一烷氧基-4' -己氧基） 偶氮苯与交联剂4-(3-丙烯酰氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1，4-苯酯并按9:1的质量比 例混合，溶于10倍单体质量的溶剂四氢呋喃中，再加入单体质量1%的偶氮二异丁腈为催化 剂，于65~70°C的温度下反应24小时，倒入反应物4倍体积的甲醇中沉淀后过滤，固体物 经干燥，即制得光活性聚合物，该聚合物的数均分子量为6000~100000。7. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c中 所述的永磁体为铁氧体永磁体或稀土永磁体，形状为条形或马蹄形，永磁体的磁场强度为 600 ~1000 G08. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c中 所述的感应线圈为漆包线绕制的电感线圈。9. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c中 所述的太阳光光束经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层复合膜上，照射在长条形双 层复合膜表面的光束能量在50W/m2~9000W/m2。10. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c 中所述的太阳光替换为氙灯灯光，该氙灯灯光经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层 复合膜上，提供光能，照射在长条形双层复合膜表面的光束能量在50W/m2~9000W/m2。
【专利摘要】本发明公开了一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：将聚合物膜打磨、清洗，制成表面带有沟槽的聚合物基膜；在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物，制成在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层复合膜；在三维移动平台A上固定永磁体形成定组，在三维移动平台B上固定双层复合膜的近端形成悬臂梁，在悬臂梁的远端粘附感应线圈形成为动组；将一束太阳光经凸透镜会聚后照射悬臂梁近端，光活性聚合物膜发生收缩变形，聚合物基膜不收缩，使双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，与定组产生电磁感应而获得电压和电流，从而将太阳能转换为电能。本发明为光活性聚合物开辟了一个新用途，可应用于太阳能的光电转换领域。
【IPC分类】H02S40/20, H01L31/0216, H02N11/00, H01L31/048
【公开号】CN104900738
【申请号】CN201510218826
【发明人】刘剑, 唐榕, 刘子仪, 贾娈娈
【申请人】西南科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电技术领域，设及太阳能-电能的转换技术，特别设及一种电磁感 应将太阳能转换为电能的方法，本发明是一种利用太阳光驱动双层聚合物复合薄膜悬臂梁 的周期性摆动，实现电感线圈和磁场的相对运动，通过电磁感应原理，高效地将太阳能转化 为电能的方法。本发明可应用于太阳能的光电转换领域。
【背景技术】
[0002] 随着社会的进步和经济的发展，人们对能源需求在日益增长，因此对太阳能的开 发利用备受学术界和工业界的重视。近年来，就太阳光发电和太阳热发电该两个领域，相继 研究和开发了一些太阳能发电的技术和设备。现有技术中，专利CN201584913U利用聚光 装置将太阳光会聚，通过集光装置将太阳能福射热折射至热能接收装置，然后再折射至加 热装置，通过加热装置产生的蒸汽动能使发动机发动而产生交流电，达到将太阳能转换为 电能的功效。该设备中设及聚光装置、集光装置、热能接收装置和加热装置等，设备较为复 杂，并且设及到两次折射过程，途中会有光能与热能的损耗，对太阳能的利用不充分。专利 CN102005972B公开了一种太阳能转换为电能的装置，包括光电转换模块和热点转换模块， 光电转换模块和热电转换模块分别设置有与外部电路连接的导线，光电转换模块设置于热 电转换模块的外侧，还包括相变层，相变层与热电转换模块连接，实现太阳能中的光能和热 能转换为电能。该方法中的光电转换模块、热电转换模块W及相变层的连接上有一定难度， 并且存在相变层液体渗漏的隐患。由于含有偶氮苯等光敏基团的液晶聚合物具有太阳光光 致异构化反应，合理的设计可W使材料过偶氮苯基团的光致异构化实现光致形变，前人们 通过此类分子的光化学反应已经实现了光能-机械能的转变，在人工肌肉、光驱动器和微 型光机械等领域有巨大的应用前景。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种电磁感应将太阳能转换为电 能的方法。本发明将具有光敏特性的聚合物材料的太阳能形变过程与电磁感应发电有效地 结合起来，实现太阳能转换为电能，为光致变形液晶聚合物开辟了一个全新的应用领域，从 而提供一种新型、高效的太阳能转换为电能的方法。
[0004] 本发明的内容是；一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是步骤如 下：
[0005] a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0006]b、在聚合物基膜表面（均匀地）涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥 (即使涂覆的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合 物膜的双层复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为 1 ~10)(例如；长X宽X厚为 50mmX20mmX40Um);
[0007] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%~lOwt%的光活 性聚合物的四氨快喃溶液；
[0008] C、取=维移动平台A和=维移动平台B;在=维移动平台A上固定永磁体形成定 组，与定组相对应地，在=维移动平台B上固定（可W采用固定夹具等方式固定）所述长条 形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端，即所述长 条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台A和=维移 动平台B来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应线圈摆动范围内 都有（强的）电磁感应作用；
[0009] t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0010] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[0011] 工作中，悬臂梁初始为水平静止，将一束太阳光经透镜会聚后，使光束照射在悬臂 梁有光活性聚合物膜（光活性层）的一面的近端适当位置，双层复合膜朝光照方向弯曲，带 动感应动组摆动，从而与定组发生相对运动，产生电磁感应而获得电压和电流，将太阳能转 换为电能。当光照停止时，弯曲的双层复合膜恢复到原来的平直状态，可再次带动感应动组 与定组发生相对运动。
[0012] 本发明的内容中：所述步骤C可W替换为：取=维移动平台A和=维移动平台B; 在=维移动平台A上固定一组感应线圈（或称电感线圈）形成定组，与定组相对应地，在= 维移动平台B上固定（可W采用固定夹具等方式固定）所述长条形双层复合膜的近端（或 称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端，即所述长条形双层复合膜的另一 端）粘附永磁体形成为动组，通过移动=维移动平台A和=维移动平台B来调整定组与动 组的相对位置，使定组的感应线圈能在动组的永磁体摆动范围内都有（强的）电磁感应作 用。
[0013] 本发明的内容中；步骤a中所述的表面带有沟槽的聚合物基膜，较好的是聚合 物基膜表面形成沿长度方向的微槽，该微槽的宽度在10皿至50ym之间、深度在10皿至 10ym之间；所使用的砂纸型号较好的是在1000#W上。
[0014] 本发明的内容中；步骤b中所述长条形双层复合膜（的长度方向与膜的打磨方向 有关）中，聚合物基膜中的沟槽方向与长条形双层复合膜的长度方向夹角较好的是<10°。
[0015] 本发明的内容中；步骤a中所述的聚合物基膜是非光活性聚合物膜，该聚合物基 膜的厚度较好的是在10ym至100ym之间，可W是：聚己締膜（简称阳，生产企业如：四川 兴达塑料有限公司，牌号：兴5)、聚酷亚胺膜（简称PI，生产企业如；江苏亚宝绝缘材料股 份有限公司，H型牌号）、聚己締醇膜（简称PVA，生产企业如；济南泉泰包装材料有限公司， PVA膜）、W及聚醋膜（简称PET,生产企业如；升杰包装材料，PET膜）中的任一种，光照时 该聚合物基膜不发生任何物理和化学反应。
[0016] 本发明的内容中：步骤b中所述光活性聚合物（为两种光活性单体的共聚物）的 制备方法可W是；取单体丙締酷氧基）十一烷氧基-4' -己氧基）偶氮苯与交联 剂4-(3-丙締酷氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1，4-苯醋（商品名为RM257,天津华远信泰 化工科技有限公司生产）并按9:1的质量比例（即；单体丙締酷氧基）十一烧氧 基-4' -己氧基）偶氮苯；交联剂4-(3-丙締酷氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1，4-苯醋的 质量比为9 ;1)混合，溶于10倍单体质量的溶剂四氨快喃中，再加入单体质量1 %的偶氮二 异了膳为催化剂，于65~70°C的温度下（通过自由基共聚）反应24小时，倒入（约）反应 物4倍体积的甲醇中沉淀后过滤，固体物经（可W在真空40°C的条件下）干燥，即制得光活 性聚合物（即侧链含偶氮苯基团的交联聚合物），该聚合物的玻璃化转变温度约为70°C、数 均分子量为6000~100000。
[0017] 本发明的内容中；步骤C中所述的永磁体可W为（通用商业化的）铁氧体永磁体 或稀±永磁体，形状为条形或马蹄形，永磁体的磁场强度可W为600~1000G。
[001引本发明的内容中：步骤C中所述的感应线圈为（通用商业化的）漆包线绕制的电 感线圈，漆包线的直径，绕制的应数与悬臂梁的尺寸和永磁体的磁性相匹配，W利于最大的 电磁感应。
[0019] 本发明的内容中：所述的太阳光光束经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层 复合膜上，提供太阳光能，照射在长条形双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/m2~ 900 0W/m2。
[0020] 本发明的内容中；步骤C中所述的太阳光可W替换为氣灯灯光，该氣灯灯光模拟 太阳光束，经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层复合膜上，提供光能，照射在长条形 双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/m2~9000W/m2。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
[0022] (1)采用本发明，光活性聚合物膜（即光活性层）中偶氮苯类具有光活性的分子在 经过太阳光照后，偶氮苯从反式结构转变为順式结构，在光活性层内产生宏观收缩应力，双 层复合膜沿取向方向弯曲，带动感应部件运动，感生电压和电流，当停止光照后，偶氮苯从 順式结构转变为反式结构，双层复合膜恢复原来到原来的形态，带动感应部件运动，感生电 压和电流；进一步地，通过调整膜的长径比和光照强度，光照开始时，双层复合膜产生弯曲 形变，当双层复合膜的弯曲程度大于某一临界角度，光束将照射在双层复合膜远端的背面 的聚合物基膜（即非光活性层），该样光活性层的曝光被阻挡而发生恢复弯曲形变，光束将 再一次照射在双层复合膜的光活性层近端，从而实现双层复合膜带的周期性摆动，实现将 持续的将太阳能转化为电能；
[002引似采用本发明，利用光活性聚合物的光敏特性，采用太阳光照射使双层复合膜产 生弯曲，带动电磁感应动组与定组发生相对运动，改变感应线圈内的磁通量变化发生电磁 感应，快速高效地将太阳能转化为电能。目前广泛使用的发电厂用的电磁感应发电机一般 用燃料、风能、水能等驱动，本发明用提供的太阳能驱动的电磁感应发电机具有质量轻、高 效环保等优点，特别适用于航天器件中的发电，同时将具有光敏特性的光活性聚合物材料 的形变过程与太阳能发电有效地结合起来，为光活性聚合物开辟了一个全新的应用领域；
[0024] (3)本发明利用太阳光照驱动双层聚合物悬臂梁产生弯曲或摆动，运用法拉第电 磁感应原理实现将太阳能转化为电能，使用方便，实用性强。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明中所述光活性聚合物的化学结构通式；所述的光活性聚合物具有光 响应形变，其化学结构特征为聚合物主链或侧链中含有光活性的偶氮苯基团的线性聚合物 或交联聚合物，式中：
为光活性基团，……为聚合物链，聚合 物的数均分子量为6000~100000,该光活性聚合物也可用其他商业化或合成的有类似化 学结构的聚合物替代。
[0026]图2是本发明的光驱动电磁感应装置的主视结构示意图；
[0027]图中；1一感应线圈引出电极、2-悬臂梁、3-驱动悬臂梁的光照区域、4-悬臂梁 的固定夹具、5-永磁体、6-感应线圈、71-S维移动平台A、72-S维移动平台B;
[0028]该示意图是永磁铁固定、感应线圈固定于悬臂梁末端、悬臂梁运动时带动线圈发 生相对于固定永磁体的相对运动产生感应电动势的光电转换装置（光驱动电磁感应装 置），该示意图所示原理同样适应于将永磁体固定于悬臂梁末端、感应线圈固定于永磁体周 围、悬臂梁运动时带动永磁体在线圈内摆动，动产生感应电流，将太阳能转换为电能。
[0029]图3是利用脉冲光照产生的感应电流；
[0030]结合图2所不装置,厚度为40ym的双层复合胺（基胺20ym,活性层20ym) (W下简称膜），裁剪成40mmX10mmX40ym(长X宽X厚）大小的膜，然后将感应线圈（O =10mm,m= 135mg,由巫=2ym的单股铜吃、漆包线绕制100应形成）垂直黏附胺的一 端，膜的另一端用固定于=维移动平台，悬臂梁初始状态为平直膜，通过调节=维移动平台 使感应线圈处在永磁体形成的磁场中；采用脉冲光照照射（图2)3所示的区域，光照强度 为900W/m2,光照为水平方向垂直于膜正面，光斑正好照射到悬臂梁固定端2mmW内的宽度， 线圈所处的磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检测感应线圈两极产生的短路电 流；光照开始后，在初始的0. 3s时间内，膜朝光照方向弯曲约70度后停止弯曲，线圈的在膜 弯曲时与磁场发生相对运动，产生一个感应电流信号，然后持续的光照膜保持弯曲的状态， 电感线圈禁止因而无感应电流产生；光照时间持续Is后停止时，膜在无光照时恢复到原来 的平直状态并在惯性作用下产生摆动，带动线圈在图2所示的装置中产生前后的弧形摆动 而产生震荡的电流信号；
[003。图4是与图3的装置及光照条件相同，测得的感应电压；
[003引图5是将图2所示的永磁体磁场N，S极对换方向后，其他条件与图2相同，测得的 感应电流；
[003引图6是与图5的装置及光照条件相同，测得的感应电压；
[0034]图7是持续光照产生的周期性持续感应电压；
[0035]结合图2所不装置,厚度为40ym的双层夏合胺（基胺20ym,活性层20ym)(W下简称膜），裁剪成40mmX5mmX40ym(长X宽X厚）大小，然后将感应线圈（巫=10mm， m=135mg，由〇 =2 y m的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂直黏附膜的一端，膜的另一 端用固定于=维移动平台，悬臂梁初始状态为平直膜，通过调节=维移动平台使感应线圈 处在磁场中央；采用持续光照照射（图2) 3所示的区域，光照强度为900W/m2,光照为水平方 向垂直于膜正面，光斑正好照射到悬臂梁固定端2mmW内的宽度，线圈所处的磁场强度为 1000G，通过安捷伦34411A万用表检测感应线圈两极产生的短路电流；光照开始后，在初始 的0. 5s时间内，膜朝光照方向产生超高90度的弯曲，此时光束将照射在双层膜远端的背面 非光活性层，该样光活性层的曝光被阻挡，双层膜将产生平直的恢复运动而垂直与纸面后 方向弯曲，从而使光束再一次照射在膜的光活性层近端，进而实现双层复合膜带动感应线 圈的周期性摆动，产生持续的周期的感应电流和电压，实现将持续的将太阳能转化为电能。
【具体实施方式】
[0036] 下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围 的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调 整，仍属于本发明的保护范围。
[0037] 实施例1 ;参见图1、2、3和4。
[0038] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0039]a、制备聚合物双层复合膜；采用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己締（简称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于水、无水己醇、丙酬中超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风干燥2化， 然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性聚合物膜 (或称光活性层）（厚度20ym)，光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为 lOwt%的光活性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将 制备好的双层复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，制得总厚度为40ym的双层复合膜；
[0040]b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX40ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l〇mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附在双层复合膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72 ;在S维移动 平台A71上固定永磁体；
[0041] C、采用氣灯光源照射，光照度为900W/m2,通过调节=维移动平台（指=维移动平 台A71和S维移动平台B72,后同）使光斑正好照射到光活性聚合物膜的固定端2mmW内的 宽度，磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检测感应线圈两极产生的短路电流与 开路电压，其结果如图3、图4所示。
[004引实施例2;参见图1、2和5。
[0043] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0044]a、制备聚合物双层夏合胺；义用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己細（间称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于水、无水己醇、丙酬中超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风干燥2化， 然后将光活性聚合物的四 氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性聚合物膜 (或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为lOwt%光活 性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将制备好的双层 复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得总厚度为30ym的双层复合膜；
[004引 b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX30ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l0mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固 定永磁体；
[0046] C、采用氣灯光源照射，光照度为lOOW/m2,通过调节S维移动平台使光斑正好照射 到光活性聚合物的固定端2mmW内的宽度，磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检 测其产生的开路电压，其结果如图5所示。
[0047] 实施例3;参见图1、2和6。
[004引一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0049]a、制备聚合物双层复合膜；采用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己締（简称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于清水，无水己醇，丙酬中超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风干燥2化， 然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性聚合物膜 (或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为lOwt%光活 性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将制备好的双层 复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得厚度为30ym的双层复合膜。
[0050]b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX30ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l〇mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附在双层复合膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72 ;在S维移动 平台A71上固定永磁体；
[0051] C、采用氣灯光源照射，光照度为100W/m2,通过调节S维移动平台使光斑正好照射 到光活性聚合物的固定端2mmW内的宽度，磁场强度为1000G，磁通量方向与实施例2的方 向相反，通过安捷伦34411A万用表检测其产生的短路电流与开路电压，其结果如图6所示。 [005引实施例4;参见图1、2和7。
[0053] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0054]a、制备聚合物双层复合膜；采用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己締（简称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将 打磨后的PE膜依次置于清水、无水己醇、丙酬中分别进行超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓 风干燥2化，然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活 性聚合物膜（或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度为 lOwt%光活性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全后，将制 备好的双层复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得厚度为40ym的双层复合膜。
[005引 b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX5mmX40ym(长X宽X厚）大小，然后 将感应线圈（巫=l0mm，m= 135mg，由巫=2ym的单股铜巧漆包线绕制100应形成）垂 直黏附在双层复合膜的一端，双层复合膜的另一端固定于S维移动平台B72 ;在S维移动 平台A71上固定永磁体；
[0056] C、采用氣灯光源照射，光照度为900W/m2,通过调节S维移动平台使光斑照射与光 活性聚合物的固定端ImmW内的宽度，磁场强度为1000G，通过安捷伦34411A万用表检测其 产生的短路电流与开路电压，其结果如图7所示。
[0057] 实施例5;
[0058] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0059]a、制备聚合物双层夏合胺；义用1000目的砂纸在厚度为20ym的聚己細（间称 P巧膜（即聚合物膜）表面沿着一个方向进行打磨，在PE膜形成微米级别的微槽，然后将打 磨后的PE膜依次置于清水、无水己醇、丙酬中分别进行超声清洗lOmin，放入烘箱40°C鼓风 干燥2化，然后将光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液铸膜的方法在PE膜上沉积光活性 聚合物膜（或称光活性层），光活性聚合物的四氨快喃溶液采用溶液质量百分比浓度采用 溶液为lOwt%光活性聚合物的无水四氨快喃溶液，待PE膜表面的四氨快喃溶液挥发完全 后，将制备好的双层复合膜转至烘箱于40°C恒温2化，得厚度为20ym膜双层复合膜。
[0060]b、将所制得的双层复合膜裁剪成40mmX10mmX30ym(长X宽X厚）大小，然后 将永磁片（4mmX4mmXlmm，长X宽X厚，磁场强度为100G)黏附在双层复合膜的一端，双 层复合膜的另一端用固定于S维移动平台B72 ;将感应线圈（〇 =30mm，由〇 =2ym的单 股铜巧漆包线绕制100应形成）用S维移动平台A71固定，使悬臂梁的磁体处于线圈的中 间。
[0061] C、采用氣灯光源照射，光照度为900W/m2,通过调节S维移动平台使光斑照射与光 活性聚合物的固定端1mmW内的宽度，通过安捷伦34411A万用表检测其产生的短路电流与 开路电压。
[0062] 实施例6~10 ;
[0063] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，
[0064] 通过调节光照的强度介于500~9000W/m2之间，磁场的强度介于600~1000G，光 活性层的厚度在1~50ym，线圈的应数在1~200应等参数，调节输出电压和电流，其它同 实施例1~5中任一；各实施例中的参数见下表：
[0065]
[0066]
[0067] 实施例11;参见图1和2。
[0068] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0069]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0070]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为5)(例如；长 X宽X厚为 100mmx20mmx40ym);
[0071] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为5wt%的光活性聚合物的 四氨快喃溶液；
[0072]C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0073]t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0074] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[007引 实施例12 ;参见图1和2。
[0076]-种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下；
[0077]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0078]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为1)(例如；长 X宽X厚为 20mmX20mmX40ym);
[0079] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%的光活性聚合物的 四氨快喃溶液；
[0080]C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0081]t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0082] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[008引实施例13;参见图1和2。
[0084] -种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0085]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0086]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（该膜的长宽比的比值可W为10)(例如： 长X宽X厚为 100mmxlOmmx40ym);
[0087] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为lOwt%的光活性聚合物 的四氨快喃溶液；
[0088] C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0089] t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0090] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[0091] 实施例14~20;参见图1和2。
[0092] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，步骤如下：
[0093]a、取聚合物膜，用摩擦滚（或称橡胶棍）或（细）砂纸将聚合物膜打磨，清洗（可 W是依次在水、己醇、丙酬中超声清洗），制成表面带有沟槽的聚合物基膜；
[0094]b、在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氨快喃溶液，经干燥（即使涂覆 的光活性聚合物中的溶剂挥发），即制得在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层 复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合膜（实施例14~20中；该膜的长宽比的比值 分别为 2、3、4、6、7、8、9);
[0095] 所述光活性聚合物的四氨快喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%~lOwt% (实施例 14~20中；浓度分别为2*1%、3*1%、4*1%、6*1%、7*1%、8*1%、9*1%)的光活性聚合物 的四氨快喃溶液；
[0096] C、取S维移动平台A71和S维移动平台B72;在S维移动平台A71上固定永磁体 形成定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定） 所述长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端， 即所述长条形双层复合膜的另一端）粘附感应线圈形成为动组，通过移动=维移动平台 A71和=维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应 线圈摆动范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0097] t将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在 光照下，由于光活性聚合物膜（光活性层）在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光 活性、不产生光致收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条 形双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得 电压和电流，将太阳能转换为电能。
[0098] 进一步地，调整悬臂梁长条形双层复合膜的光活性聚合物膜（即光活性层）的厚 度和长径比，使光照膜的弯曲程度大于90度，光束将照射在长条形双层复合膜远端背面的 聚合物基膜（非光活性层），该样光活性聚合物膜（光活性层）的曝光被阻挡而发生恢复弯 曲形变，光束将再一次照射在复合膜的光活性聚合物膜（光活性层），从而实现复合膜带的 周期性摆动，实现将持续的将太阳能转化为电能。
[009引实施例21 ;
[0100] 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，所述步骤C替换为：取S维移动平台 A71和S维移动平台B72 ;在S维移动平台A71上固定一组感应线圈（或称电感线圈）形成 定组，与定组相对应地，在=维移动平台B72上固定（可W采用固定夹具等方式固定）所述 长条形双层复合膜的近端（或称一端）形成悬臂梁，在该悬臂梁的远端（或称另一端，即所 述长条形双层复合膜的另一端）粘附永磁体形成为动组，通过移动=维移动平台A71和= 维移动平台B72来调整定组与动组的相对位置，使定组的感应线圈能在动组的永磁体摆动 范围内都有（强的）电磁感应作用；
[0101] 其它同实施例1-4、11-20中任一，省略。
[0102] 上述实施例中：步骤a中所述的表面带有沟槽的聚合物基膜，是聚合物基膜表面 形成沿长度方向的微槽，该微槽的宽度可W在10皿至50ym之间任一、深度可W在10皿至 10ym之间任一；所使用的砂纸型号较好的是在1000#W上。
[0103] 上述实施例中：步骤b中所述长条形双层复合膜（的长度方向与膜的打磨方向有 关） 中，聚合物基膜中的沟槽方向与长条形双层复合膜的长度方向夹角较好的为<10°。
[0104] 上述实施例11~21中；步骤a中所述的聚合物基膜是非光活性聚合物膜，该聚合 物基膜的厚度可W在10ym至100ym之间任一，可W是：聚己締膜（简称阳，生产企业如： 四川兴达塑料有限公司，牌号：兴5)、聚酷亚胺膜（简称PI，生产企业如；江苏亚宝绝缘材 料股份有限公司，H型牌号）、聚己締醇膜（简称PVA，生产企业如；济南泉泰包装材料有限 公司，PVA膜）、W及聚醋膜（简称PET，生产企业如；升杰包装材料，PET膜）中的任一种， 光照时该聚合物基膜不发生任何物理和化学反应。
[0105] 上述实施例11~21中；步骤b中所述光活性聚合物（为两种光活性单体的共聚 物）的制备方法可W是；取单体（4-Q1-丙締酷氧基）十一烷氧基-4'-己氧基）偶氮苯 与交联剂4-(3-丙締酷氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1,4-苯醋（商品名为RM257,天津华 远信泰化工科技有限公司生产）并按9 ; 1的质量比例混合，溶于10倍单体质量的溶剂四氨 快喃中，再加入单体质量1 %的偶氮二异了膳为催化剂，于65~70°C的温度下（通过自由 基共聚）反应24小时，倒入（约）反应物4倍体积的甲醇中沉淀后过滤，固体物经（可W 在真空40°C的条件下）干燥，即制得光活性聚合物（即侧链含偶氮苯基团的交联聚合物）， 该聚合物的玻璃化转变温度约为7〇°C、数均分子量可W为6000~100000。
[0106] 上述实施例11~21中；步骤C中所述的永磁体为（通用商业化的）铁氧体永磁 体或稀±永磁体，形状可W为条形或马蹄形，永磁体的磁场强度可W为600~1000G。
[0107] 上述实施例11~21中；步骤C中所述的感应线圈为（通用商业化的）漆包线绕 制的电感线圈，漆包线的直径，绕制的应数与悬臂梁的尺寸和永磁体的磁性相匹配，W利于 最大的电磁感应。
[010引上述实施例11~21中：所述的太阳光光束经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形 双层复合膜上，提供太阳光能，照射在长条形双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/ m2~9000W/m2。
[0109] 上述实施例11~21中；步骤C中所述的太阳光可W替换为氣灯灯光，该氣灯灯光 模拟太阳光束，经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层复合膜上，提供光能，照射在长 条形双层复合膜表面的光束能量较好的是在50W/m2~9000W/m2。
[0110] 上述实施例中：所采用的各物质原料均为市售产品。
[0111] 上述实施例中；各步骤中的工艺参数（光强、膜厚、磁场强度、线圈应数等）和各数 值为范围的，任一点均可适用；所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量（重量）百分 比例或本领域技术人员公知的百分比例；
[0112] 本
【发明内容】
及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
[0113] 本发明不限于上述实施例，本
【发明内容】
所述均可实施并具有所述良好效果。
【主权项】
1. 一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是步骤如下： a、 取聚合物膜，用摩擦滚或砂纸将聚合物膜打磨，清洗，制成表面带有沟槽的聚合物基 膜； b、 在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物的四氢呋喃溶液，经干燥，即制得在聚合 物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层复合膜，将双层复合膜裁剪成长条形双层复合 膜； 所述光活性聚合物的四氢呋喃溶液是质量百分比浓度为Iwt%~10wt%的光活性聚 合物的四氢呋喃溶液； c、 取三维移动平台A和三维移动平台B;在三维移动平台A上固定永磁体形成定组，与 定组相对应地，在三维移动平台B上固定所述长条形双层复合膜的近端形成悬臂梁，在该 悬臂梁的远端粘附感应线圈形成为动组，通过移动三维移动平台A和三维移动平台B来调 整定组与动组的相对位置，使定组的永磁体能在动组的感应线圈摆动范围内都有电磁感应 作用； d、 将一束太阳光经凸透镜会聚后照射所述悬臂梁近端，所述长条形双层复合膜在光照 下，由于光活性聚合物膜在太阳光照下发生收缩变形，聚合物基膜没有光活性、不产生光致 收缩，从而使长条形双层复合膜在厚度方向上出现形变梯度，因而使长条形双层复合膜朝 光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，从而与定组产生电磁感应而获得电压和电流，将太 阳能转换为电能。2. 按权利要求1所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：所述步骤c 替换为：取三维移动平台A和三维移动平台B;在三维移动平台A上固定一组感应线圈形成 定组，与定组相对应地，在三维移动平台B上固定所述长条形双层复合膜的近端形成悬臂 梁，在该悬臂梁的远端粘附永磁体形成为动组，通过移动三维移动平台A和三维移动平台B 来调整定组与动组的相对位置，使定组的感应线圈能在动组的永磁体摆动范围内都有电磁 感应作用。3. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤a中 所述的表面带有沟槽的聚合物基膜，是聚合物基膜表面形成沿长度方向的微槽，该微槽的 宽度在10nm至50ym之间、深度在10nm至10ym之间。4. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤b中 所述长条形双层复合膜中，聚合物基膜中的沟槽方向与长条形双层复合膜的长度方向夹角 〈10。。5. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤a中 所述的聚合物基膜是非光活性聚合物膜，该聚合物基膜的厚度在10Um至100ym之间。6. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤b中 所述光活性聚合物的制备方法是：取单体（4-(11-丙烯酰氧基）^^一烷氧基-4' -己氧基） 偶氮苯与交联剂4-(3-丙烯酰氧基丙氧基）苯甲酸2-甲基-1，4-苯酯并按9:1的质量比 例混合，溶于10倍单体质量的溶剂四氢呋喃中，再加入单体质量1%的偶氮二异丁腈为催化 剂，于65~70°C的温度下反应24小时，倒入反应物4倍体积的甲醇中沉淀后过滤，固体物 经干燥，即制得光活性聚合物，该聚合物的数均分子量为6000~100000。7. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c中 所述的永磁体为铁氧体永磁体或稀土永磁体，形状为条形或马蹄形，永磁体的磁场强度为 600 ~1000 G08. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c中 所述的感应线圈为漆包线绕制的电感线圈。9. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c中 所述的太阳光光束经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层复合膜上，照射在长条形双 层复合膜表面的光束能量在50W/m2~9000W/m2。10. 按权利要求1或2所述的电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：步骤c 中所述的太阳光替换为氙灯灯光，该氙灯灯光经聚焦透镜会聚后，照射到所述长条形双层 复合膜上，提供光能，照射在长条形双层复合膜表面的光束能量在50W/m2~9000W/m2。
【专利摘要】本发明公开了一种电磁感应将太阳能转换为电能的方法，其特征是：将聚合物膜打磨、清洗，制成表面带有沟槽的聚合物基膜；在聚合物基膜表面涂覆一层光活性聚合物，制成在聚合物基膜表面形成有光活性聚合物膜的双层复合膜；在三维移动平台A上固定永磁体形成定组，在三维移动平台B上固定双层复合膜的近端形成悬臂梁，在悬臂梁的远端粘附感应线圈形成为动组；将一束太阳光经凸透镜会聚后照射悬臂梁近端，光活性聚合物膜发生收缩变形，聚合物基膜不收缩，使双层复合膜朝光照方向发生弯曲，带动远端动组运动，与定组产生电磁感应而获得电压和电流，从而将太阳能转换为电能。本发明为光活性聚合物开辟了一个新用途，可应用于太阳能的光电转换领域。
【IPC分类】H02S40/20, H01L31/0216, H02N11/00, H01L31/048
【公开号】CN104900738
【申请号】CN201510218826
【发明人】刘剑, 唐榕, 刘子仪, 贾娈娈
【申请人】西南科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
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