为了提升电能转化效率，研究团队花费了两年时间开发 DEG。其瞬时功率密度可以达到 50.1 W/m2，比没有使用类似 FET 设计的其他类似装置高数千倍，并且能量转化效率显著提升。

香港城市大学的王教授指出，这项发明有两个关键因素。第一，团队发现，水滴持续撞击一种带有准永久电荷的驻极体材料聚四氟乙烯（PTFE），为高密度表面电荷的累积和存储提供了一种新方法。他们发现，当水滴持续撞击 PTFE 表面时，生成的表面电荷累积并逐渐达到饱和。这项新发现有助于克服之前研究中遇到的低电荷密度的瓶颈。

这项研究的另一个关键特征就是一套类似 FET 的独特结构。FET 是一项于1956年获得诺贝尔物理学奖的创新，如今已经变成了构成现代电子器件的基本单元。该装置由一个铝电极和一个 PTFE 薄膜沉积在其上的氧化铟锡（ITO）电极组成。PTFE/ITO 电极负责电荷的生成、存储和感应。当一滴水落到 PTFE/ITO 电极表面上并扩散开来时，“接通”了铝电极和 PTFE/ITO 电极，将原始的系统转化成一个闭环电路。

下图a为水滴发电机的原理示意图：氧化铟锡（ITO）玻璃片上加上了一层聚四氟乙烯（PTFE），并在上面放置铝电极。当水滴撞击玻璃片表面时，充当晶体管的栅极，就“接通”了电路。下图b为四个并排的水滴发电机装置。

通过这种特殊的设计，持续的水滴撞击使 PTFE 上积存了密度很高的表面电荷。与此同时，当水滴扩散开来“接通”两个电极时，所有积存在 PTFE 上的电荷全部都被释放，产生了电流。因此，瞬时功率密度和能量转化效率都会大幅提升。

王教授表示：“我们的研究表明，100微升（1微升等于百万分之一升）的水滴从15厘米的高度落下，可以产生超过140V的电压。生成的电力足以点亮100盏小LED灯。”

他补充道，瞬时功率密度的提升并不是由额外的能量引起的，而是由水本身的动能转化引起的。“下落的水滴所牵涉的动能是由重力引起的，可以被认为是免费以及可再生的。它应该得到更好利用。”

他们的研究也表明，相对湿度的降低不会影响发电效率。此外，雨水和海水都可以用于发电。