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    改進染料敏化太陽能電池,室內光發電效率倍增

    2015-11-11 09:48:42 太陽能發電網
      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%。
    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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