改進染料敏化太陽能電池，室內光發電效率倍增
在無線傳感器網絡方面，為終端供電是課題。無需布線、無需更換的電源不可或缺。羅姆等就開發出了這樣的電源。在NMEMS技術研究機構與新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的共同研究事業“綠色傳感器網絡系統技術開發項目”（2011年度～2014年度）的最終成果報告會（2月26日舉行）上，羅姆的奧良彰以“實現
提高活性炭的密度，降低電阻由于能發電的電力不大，因此在蓄電方面的工夫也非常重要。此次沒有使用鋰離子蓄電池，而是選擇了雙電層電容器。目的是獲得高輸出功率。為了充分發揮其特點，設法降低了電阻和漏電流（圖3）。
圖3：降低EDLC電阻的三項措施
提高了材料的密合性（出處：羅姆奧良彰）
為降低電阻，采取了三項措施。都是提高材料密合性的措施。第一，形成活性層時，追加了滾壓（Roll Press）處理。由此活性炭材料變得更加致密，降低了內部電阻。
第二，在層積活性炭的工序中，改變了烘干方法。把原來的暖風烘干換成了紅外線烘干。
第三，把封裝方法由層壓封裝改為真空封裝。
上述兩方面的措施不但通過提高活性炭的密合性降低電阻，還有助于降低漏電流。
除此之外，還降低了界面電阻及輸入輸出電荷時的擴散電阻等。通過這些措施，體電阻降低約24％，界面電阻基本消失，離子擴散電阻也降低約60％，實現了低電阻化（圖4）。漏電流削減了約90％。電壓保持率提高至約93％。
第二，在層積活性炭的工序中，改變了烘干方法。把原來的暖風烘干換成了紅外線烘干。
第三，把封裝方法由層壓封裝改為真空封裝。
上述兩方面的措施不但通過提高活性炭的密合性降低電阻，還有助于降低漏電流。
除此之外，還降低了界面電阻及輸入輸出電荷時的擴散電阻等。通過這些措施，體電阻降低約24％，界面電阻基本消失，離子擴散電阻也降低約60％，實現了低電阻化（圖4）。漏電流削減了約90％。電壓保持率提高至約93％。
圖4：同時降低了EDLC的電阻和漏電流 降低了界面電阻和擴散電阻（出處：羅姆奧良彰）
將這些發電及蓄放電元件組合起來構成了電源。例如，太陽能電池的輸出功率為150μW時，計算以2V的輸出電壓和75μA的電流獲取電力時的二極管損失，以及電容器漏電流的損失等，可制成最佳的電源系統（圖5）。
圖5：輸出電壓等的研究
優化提取效率，降低損失（出處：羅姆奧良彰）
輸出電壓為3.3V時，最終提取效率約為77％。因此還開發了輸出電壓為1.8V的電源。在1.8V電源下，DC-DC轉換器用于降壓，而不是升壓，因此有望提高轉換效率。
作者：加藤伸一 來源：日經bp社 責任編輯：wutongyufg
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