改进染料敏化太阳能电池，室内光发电效率倍增
在无线传感器网络方面，为终端供电是课题。无需布线、无需更换的电源不可或缺。罗姆等就开发出了这样的电源。在NMEMS技术研究机构与新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的共同研究事业“绿色传感器网络系统技术开发项目”（2011年度～2014年度）的最终成果报告会（2月26日举行）上，罗姆的奥良彰以“实现
提高活性炭的密度，降低电阻由于能发电的电力不大，因此在蓄电方面的工夫也非常重要。此次没有使用锂离子蓄电池，而是选择了双电层电容器。目的是获得高输出功率。为了充分发挥其特点，设法降低了电阻和漏电流（图3）。
图3：降低EDLC电阻的三项措施
提高了材料的密合性（出处：罗姆奥良彰）
为降低电阻，采取了三项措施。都是提高材料密合性的措施。第一，形成活性层时，追加了滚压（Roll Press）处理。由此活性炭材料变得更加致密，降低了内部电阻。
第二，在层积活性炭的工序中，改变了烘干方法。把原来的暖风烘干换成了红外线烘干。
第三，把封装方法由层压封装改为真空封装。
上述两方面的措施不但通过提高活性炭的密合性降低电阻，还有助于降低漏电流。
除此之外，还降低了界面电阻及输入输出电荷时的扩散电阻等。通过这些措施，体电阻降低约24％，界面电阻基本消失，离子扩散电阻也降低约60％，实现了低电阻化（图4）。漏电流削减了约90％。电压保持率提高至约93％。
第二，在层积活性炭的工序中，改变了烘干方法。把原来的暖风烘干换成了红外线烘干。
第三，把封装方法由层压封装改为真空封装。
上述两方面的措施不但通过提高活性炭的密合性降低电阻，还有助于降低漏电流。
除此之外，还降低了界面电阻及输入输出电荷时的扩散电阻等。通过这些措施，体电阻降低约24％，界面电阻基本消失，离子扩散电阻也降低约60％，实现了低电阻化（图4）。漏电流削减了约90％。电压保持率提高至约93％。
图4：同时降低了EDLC的电阻和漏电流 降低了界面电阻和扩散电阻（出处：罗姆奥良彰）
将这些发电及蓄放电元件组合起来构成了电源。例如，太阳能电池的输出功率为150μW时，计算以2V的输出电压和75μA的电流获取电力时的二极管损失，以及电容器漏电流的损失等，可制成最佳的电源系统（图5）。
图5：输出电压等的研究
优化提取效率，降低损失（出处：罗姆奥良彰）
输出电压为3.3V时，最终提取效率约为77％。因此还开发了输出电压为1.8V的电源。在1.8V电源下，DC-DC转换器用于降压，而不是升压，因此有望提高转换效率。
作者：加藤伸一 来源：日经bp社 责任编辑：wutongyufg
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