利用氧化锌光发电技术的开发

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1、利用氧化锌光发电技术的开发来源：大比特商务网摘要：1=1前，HEMS/BEMS主要致力于将能源消耗量可视化，今后将会结合传感器网络，用来检测室内人体活动，门窗打开或关闭等状态，在必要的场合使用能源，而不必要的场合能口动节约能源，实现舒适和节能的目标。关键字：传感器，电源，光发电技术前言现在HEMS、BEMS糾能源管理系统正在开发当屮。这是一种建筑物屮用來管理使用器械、设备运转的系统，其日的是为了减少建筑物屮的能源消耗。冃前，IIEMS/BEMS主要致力于将能源消耗量可视化，今后将会结合传感器网络,用來检测室内人体活动，门窗打开或关闭等状态，在必要的场合使用能

2、源，而不必要的场合能门动节约能源，实现舒适和节能的冃标。在传感器网络的实际使用中，电源是挑战课题么一。通过用来减少能耗的传感器节点达到节能的效果，为了更舒适的生活，我们从未放弃对节点口由安装的研究。村田制作所考虑到环境发电技术不适用于这种传感器节点的电源中，利用压电效应的振动发电、将温度差转换成电能的热电转换元件，还有木章介绍的光发电技术的多种发电设备正在开发当中。光发电技术人类活动的场所最好是有光线的。收集这种普遍存在于人们生活中的环保能源并转换成电能，运川于电子设备中的就是光发电技术。这种光发电技术一般使用非晶硅太阳能电池，而使用于传感器节点的电源即使是

3、室内微弱的灯光也可发电，其入射光的角度依赖性很小，并且以轻薄、不易断裂的发电设备为宗旨，这就是村田冃前正在开发的以氧化锌作为原料，色素增感型光发电技术叙。色素增感型光发电构造如图1所示。电路板上使用了树脂膜，在电路板上形成透明电极，而在工作电极端的上方则通过丝网印刷等过程形成多孔半导体月莫，这种膜吸附色素。相反电极是在透明电极上形成Pt等触媒，这样就形成了由2层电路板來密封电解质的构造。色素增感型光发电技术的发电原理即下面反复的氧化还原反应。1.对吸附色素的半导体膜上进行光照、色素发射电子。2.发射出的电子经山半导体膜、透明电极等移动到相反电极。3.通过和反

4、电极上电解质屮的三碘化物13-由催化剂作用述原成碘化物离了31-。4.碘化物离子31-被色素酸化又变回三碘化物13-。多孔半导体膜上吸阳着色素的膜图1：色素増感型光发电设备的构造我们在制作这种设备时，重点是尽可能将多孔半导体膜的表面积做大。一般來说要用二氧化钛作为半导体膜，并且需要经过400度以上的高温烧制过程，而作为电路板來说是不可能使用这种般的。因此，村山制作所以山形大学吉田司教授的技术指导为基础，利用了氧化锌在低温条件下可形成多孔半导体膜的原理，开发了使用树脂模，轻薄、不易断裂的色素增感型光发电设备（参照图2）。图2:色素増感型光发电设备的照片现在，电

5、解质、色素这类材料的组合、工艺条件进展的优化，目标是即使在2001ux以下微弱的室内光中，也能获得比非晶硅更多的发电量而优化的开发。可是目前在评价用的单元格屮、在2001ux门色LED照明下只能达到7^V/cm2以上的发电量，即与非晶硅同等或以上的发电量。使用光发电无线传感器网络的应用实例使用光发电技术收集室内光这种普遍存在于人们生活中的环保能源并转换成电能，面向无线传感器网络的应用实例介绍如下。未来通过HEMS/BEMS来谋求使用最少的能源获得舒适的生活，通过人体感应传感器、磁感应传感器以及温湿度传感器來检测人体活动，门窗闭合或开启的状态，房间的温湿度，检

6、测到的数据通过无线传输，从而能够口动控制。这就是「无线感知系统（参照图3）Jo这种「无线感知系统」「卩传感器节点的电源使川了光发电技术，还使用了无线通信来传输检测到的数据，不需要外部电源，可轻松设置。今后，为了实现免维护的传感器节点，在光发电技术的开发屮，将通过提高特性来实现设备小型化与长期高可靠性的结合。W*■■■■”艺囲开关传妄▼▼▼运:二艺WZ?二二空二王F壬fcigpc~M=人匕玄二==~-^=/C3-?土支=主二芟兰乏土发电人匕玄三W*■■■▼▼▼兀:二WM互更二艾=叵二芟匸乏I迫走逗互装IJTfcigpc图3:无线感知系统结语村田制作所在横浜的智

7、能社区和・智能小区糾内设置了安装该光发电技术的无线感知系统实验仪器（参考图4）,在接近实际环境的室内使用光发电技术來获得能源，除了评估能否稳定的传输和接收检测到的数据，从而把握客户需求，通过无线感知系统调杳所使用的电子元器件对性能和可靠性的需求。此外，将来还会对能量收集市场的技术开发以及新产胡的研发展开研究。产品示意图2FOHBaWnMa-^-UlS^TtMV>K内Clilflt壬传感器网络应用实例图4:横浜智能社区•智能小区陵置的「无线感知系统」1HEMS(HomeEnergyManagementSystem)、BEMS(BuildingEnergyMan

8、agementSystem)指使用于家庭、建筑物内，