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“實現免維護的綠色傳感器網絡終端的超小型高效率獨立電源系統開發”為題發表了演講，本文就來自演講內容。

　　無線傳感器網絡用傳感器終端的電源如果使用現有的一次電池，則需要定期更換，要從設備外部供電則需要線纜。這樣就實現不了免維護又省空間的傳感器終端。
　　于是奧良彰的研究小組決定，利用從傳感器終端設置場所的周圍環境獲得能量的“能量采集”方法為終端供電。由此可以構成更高效率的小型電源，便可免去傳感器終端的維護。
　　傳感器終端設置在室內。與室外相比，能從周邊環境獲得的能量要小，發電元件生成的電荷量比較少，這是必須要料到的。因此需要能抑制所產生的電荷損失的能量采集元件。
　　作為能利用室內光高效率發電的元件，我們選擇了染料敏化太陽能電池。存儲發電電力的蓄電元件采用雙電層電容器。并且，還優化了電源電路，開發出了構成簡單的小型獨立電源。
　　尺寸為2cm×5cm，目標是在熒光燈的500勒克斯照度環境下，使平均輸出功率達到150μW以上。
　　染料敏化太陽能電池是由色素吸收光產生電荷來發電的。表面以色素包裹的氧化鈦（TiO2）作為光半導體聚集電荷，使電流流向電極。
　　但由于電解液是造成電荷再結合導致損失的原因，所以對開發的染料敏化太陽能電池，在透明導電膜上形成了數nm厚的阻擋層，抑制了這種損失（圖1）。另外，通過改良電解液的成分，提高了電壓。

　　并且，為了增加入射光，在玻璃基板的表面設了低反射層。這樣就減少了玻璃表面向外部反射的無助于發電的光。
　　首先，試制了串聯四個電池單元的太陽能電池。設法提高了輸出密度，將最大輸出功率提高至約191μW（圖2）。


作者：加藤伸一 來源：日經bp社 責任編輯：wutongyufg