IC和蓄电技术相结合的光电转换器件

作者：时间：2011-09-15来源：网络收藏

最适合传感器网络

　　罗姆现在将DSC定位于从周围环境获取能源的能量采集器件在开发。比如，为便携产品的充电器供电，作为小型音频播放器、遥控器及挂钟的电源等（图3）。如果能作为稳定电源使用，那么在室内就无需布置为小电器供电的电线了，还可省去更换电池的麻烦。

图3：在室内使用DSC

　　设想作为便携式小型电器、遥控器及钟表等的电源使用。图根据罗姆的资料绘制而成。

　　其他被寄予厚望的用途是传感器网络用电源。因为在人活动的场所基本都有照明，因此与振动发电和热电转换等其他能量采集方式相比，DSC能够稳定确保电源。如果如下文所述与蓄电器件组合，还能在就寝后的黑暗场所使用。

　　由于DSC轻便且设计性高，因此适合作为在人感传感器、测量室内环境的温湿度计及保健用传感器等上组合有通信模块的室内用及人体用传感器节点的电源使用。

　　DSC适合利用照明光线的原因在于其发电特性。普通Si型太阳能发电面板利用的是以波长在1100nm左右的近红外线为中心的光。而DSC利用荧光灯及LED等主要发出400n～700nm以上波长的光线发电。DSC虽然赶不上转换效率在20％以上的Si型太阳能发电面板，但如果限定于波长400n～700nm的光线，DSC的转换效率却是Si型太阳能发电面板的数倍＊。

　　＊　DSC难以大型化，是其用途锁定在部件电源、便携设备及在室内使用的电器的电源上的原因之一。可使用室内光的太阳能发电面板还有非晶Si型，但目前DSC获得的电流比非晶Si型高2～3成

与IC和蓄电技术相结合合

　　罗姆开始开发DSC是在2009年。源于其收购的原冲半导体拥有有机薄膜成形技术。不过，DSC的原理以前就广为人知，其他公司也在开发。因此，罗姆提出了将DSC与其所擅长的IC和其他元件组合，作为模块提供以发挥优势的战略。

　　如果将DSC与能快速充放电的双电层电容器（EDLC）组合使用，则能够以DSC为缓冲平均输出功率。就上述的传感器节点而言，小面板的输出功率很难满足常开传感器和无线通信功能的功耗，但在EDLC上蓄电进行间歇驱动就可行。如果一下子释放，还能够像摄影用闪光灯那样使用。

　　与现有IC 技术组合也有望实现乘积效应。比如，该公司已在提供太阳能发电用，配备有MPPT（Maximum Power Point Tracking）功能的充电控制用IC。MPPT是相应于连接到太阳能发电面板的负荷状态和照度变化，控制电压以使太阳能发电面板的输出功率最大化的功能。如果在其基础上开发DSC用充电控制IC，则能够进一步发挥DSC的作用。另外，从事传感器用IC等业务的该公司的优势在于，能够将DSC与这些技术组合，提供传感器网络用模块。

转换效率和可靠性是关键

　　罗姆已多次在展会上展出试制品，基础技术已基本确立（图4）。现在正根据需求，着眼于数年后的实用化进行开发。目前面临的课题是提高转换效率和提高可靠性。虽然在室内光的波长范围内拥有较高的转换效率，但DSC仍赶不上Si型。并且，如果设想在家庭中使用，那么就不只是像办公室那样照度接近1000lx的明亮场所，还需要将200～300lx左右的低照度也能作为电源使用的转换效率。“现在以1000lx的照度，发电能力不足50μW/cm2，但希望2、3年内提高2～3成”（奥良彰）。