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初级热释电效应和二级热释电效应是热释电发电机的两种工作原理。
初级热释电效应是指在无应力作用的情况下，初级热释电效应主导PZT, BTO等铁电材料的热释电响应，基于热诱导的电偶子在其平衡轴附件随机振动，振动幅度随温度的升高而。热释电发电机，在室温下，由于电偶子只在平衡定轴随机摆动，热释电发电机没有输出。当温度逐渐升高，电偶子会在定轴附近做延伸振动，振动幅度相应地，总的电偶子自发化强度降低，电上的感应电荷随之减少。反之，当温度降低时，电偶子的振动幅度减小，总的电偶子自发化强度，电上的感应电荷增加。
在二级热释电效应中，温度的变化会使得ZnO,CdS等无对称中心结构的材料发生热形变，从而产生电势差，驱动电子的流动。热释电发电机的特使得其作为自供能温度传感器，测量温度的变化等方向有广阔的前景。
的半导体质，使得它与金属尖部接触时会形成肖特基势垒。对于n型的半导体材料，当金属电接触到负电势区域时，电子从Zn0线表面流向电，而当电接触正电势区域时，则没有电生。对于P型半导体材料，会产生相反的现象。近几年来，压电发电机的能不断改善，它的输出已经能够直接驱动LED及一些小型的电子设备。

目前广泛研究的发电机和微纳自供能系统有以下几种:压电式，电磁式热释电式以及电式。其中压电式发电，电磁式微型发电机,发电机能将机械能转换为电能，而热释电发电机能将温度的变化产生热能转换为电能。
(1)压电发电机
压电发电机是王中林教授小组于2006年提出，它是利用尺寸的纤锌矿压电材料(柱，线，块等)的非对称化结构，将外部环境中施加的机械能转换为电能。

压电发电机的工作过程如下:当垂直于基底生长的材料受到一个外力作用时，线发生形变弯曲，材料的晶体结构中阳离子与阴离子产生了相对应的位移，所以弯曲形变会产生应变电场，这种现象为Zn0线的压电效应。被拉伸的外表面会产生正电势，相反的，被压缩的内表面会产生负电势，所以Zn0线的表面会产生电势分布，而线的底端由于接地呈现电中。

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