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Erschienen in: Journal of Electronic Materials 3/2021

03.01.2021 | Original Research Article

Ferroelectric BT–PVDF Composite Thick Films for Electrical Energy Storage

verfasst von: Hicham Ait Laasri, Didier Fasquelle, Amina Tachafine, Jean-Claude Carru, Mohamed Rguiti, Mohamed Elaatmani

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 3/2021

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Abstract

Hybrid composites have been elaborated by incorporation of BaTiO3 (BT) inorganic nanoparticles into polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer. BT–PVDF composite thick films with different volume fractions of BT (0%, 7%, 15%, and 30%) were deposited by spin-coating onto Pt/SiO2/Si substrates. The effects of the BT inorganic content in the PVDF polymeric matrix on the structural, dielectric, ferroelectric, and energy storage properties were investigated at room temperature. The crystal structure of the samples was identified by X-ray diffraction analysis, and their morphology was observed by scanning electron microscopy. Introduction of BT nanoparticles into the PVDF polymer led to a remarkable enhancement of the dielectric constant value and ferroelectric polarization. Additionally, the abnormal dielectric behavior observed for the composite with 30 vol.% BT nanoparticle volume fraction can be explained by the existence of a Debye relaxation domain at low frequency. Moreover, the stored energy density Wc was enhanced from 2.4 J/cm3 for pure PVDF polymer to 9 J/cm3 for the 30 vol.% BT nanoparticle volume fraction. Such BT–PVDF composite thick films are thus promising materials for the manufacture of electrostatic capacitors for electrical energy storage.

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Metadaten
Titel
Ferroelectric BT–PVDF Composite Thick Films for Electrical Energy Storage
verfasst von
Hicham Ait Laasri
Didier Fasquelle
Amina Tachafine
Jean-Claude Carru
Mohamed Rguiti
Mohamed Elaatmani
Publikationsdatum
03.01.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 3/2021
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-020-08657-y

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