图 5. a,b) PVDF 和 SS-PF 的分子结构变化取决于电极化和时间。c) f-PEH 的输出电压在机械弯曲变形时的时间稳定性：i) 基于 PVDF 的 f-PEH ii) 基于 SS-PF 的 f-PEH。
图 6. PVDF/PEDOT:PSS/PVDF 系统的原子结构和电荷密度图。
图 6. Zn||AC ZIC 在 (a) ZnSO4 和 (b) ZnSO4+POPSO-Na 电解质中不同扫描速率下的 CV 曲线。d) ZnSO4 和 (e) ZnSO4+POPSO-Na 电解质中 ZIC 的典型充放电曲线。f) 不同电流密度下不同电解质中 ZIC 的速率性能。
研究表明，相较于传统的单层PVDF，厚度为15μm的双层SS-PF可以提高压电性能。在两个压电PVDF层之间添加PEDOT:PSS导电层，可以增强PEDOT:PSS/PVDF界面的极化效应，从而提高PVDF的电活性。与传统PVDF薄膜相比，SS-PF表现出更高的有效压电系数（8.9 pmV-1）、残留极化（6.1 μC cm-2）和介电特性（13.5，100 Hz）。在受到机械弯曲力的作用下，基于SS-PF的柔性压电超级电容器(f-PEH)的输出电压和输出电流分别是基于单层PVDF薄膜的f-PEH的3.73倍和4.64倍。此外，基于单层PVDF的f-PEH会因为畴极化反向而导致输出电压明显下降，而基于SS-PF的f-PEH则不会，表现出超过6个月的出色时间稳定性。DFT模拟显示，PVDF/PEDOT:PSS界面之间的分子间作用力会导致PVDF中分子结构的取向变化，而PEDOT:PSS层中与电场有关的电荷排列可能导致PSS-PVDF界面的电荷积累和PEDOT-PVDF界面的电荷耗尽。总之，基于SS-PF的f-PEH具有优秀的振动感应能力，实现了与商用PVDF振动传感器相当的输出信号，为提高性能和耐用性的压电聚合物薄膜提出了新颖的设计策略。
H. Jang,
DOI: 10.1002/adfm.202415501
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