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導語

水伏效應是一種通過納米材料和各種形式的水（雨滴、波浪、流動水分的自然蒸發）之間的直接相互作用來發電的新興技術。蒸發驅動的水伏效應是一個自發的、無處不在的過程，可以直接將周圍環境中的熱能轉化為電能，而不需要額外的機械功，與其他效應相比顯示出獨特的優勢。然而，由于其驅動力（蒸發或滲透）不明確以及不理想的反向擴散電流，此類裝置的電流性能較差。2023年8月1日，Advanced Materials報道了一種基于水滴的毛細管滲透誘導水伏發電裝置（WDHEG），其由帶負電和帶正電的材料形成的二極管狀異質結組成。

檢測結果表明，通過滴水在WDHEG上可實現連續發電，室溫下單個裝置的JSC（峰值電流密度）和VOC（開路電壓）峰值可達到160 μA cm?2和0.7V。由二極管類異質結產生的離子整流使JSC在運行1000秒后超過35 μA cm?2，累積電荷接近60mC cm?2。通過提高水溫和擴大器件面積，電流在6cm2時分別提高到400 μA cm?2和接近1mA。該項研究所構建的異質結具有離子二極管的特性，可以產生離子整流，提高電流輸出，為毛細管滲透誘導的發電機提供了一種新的結構設計。

文中制備的WDHEG由底部電極、水活性層和從下到上的頂部電極組成，并且使用玻璃作為基板，方便了發電機的制造和測試。值得注意的事，底部電極由羥基化多壁碳納米管（MWCNT-OH，購買自先豐納米）和PEDOT：PSS的混合溶液真空過濾得到，其具有良好的潤濕性和親水性，從活性層中滲出的多余水很容易被吸收和蒸發。

文獻名稱：Ion Diode-like Heterojunction for Improving Electricity Generation from Water Droplets by Capillary Infiltration

文獻鏈接：DOI: 10.1002/adma.202305438

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