用于物联网设备的最佳光伏技术[] 来源: | 发布时间:1632114228 | 浏览次数： 美国科学家评估了三种不同的光伏技术——GaInP、GaAs和硅用于为无线温度传感器供电的情况，发现硅太阳能组件性能最低，并建议将其用于低电力需求的设备。 　　 　　物联网（IoT）指的是任何嵌入技术，可以实现外部环境和自身内部状态进行通信和感知或交互的物理对象网络。在这类网络中使用的设备大多是无线传感器、控制系统，以及用于家庭和建筑自动化的技术，而所有这些都要求智能、高效且廉价的电力形式。 　　 　　美国商务部国家标准技术研究所（NIST）的科学家们测试了三种不同的太阳能组件技术为无线温度传感器等物联网设备供电的能力。 　　 　　该研究小组特别测试了由12块独立的2cm×2cm的太阳能电池制成的三种专为低光能采集所定制的微型组件，它们分别采用硅、磷化镓铟（GaInP）和砷化镓（GaAs）材料。这三种组件的电力转换效率分别为9.3%、23.1%和14.1%。 　　 　　他们使用这些电池板来给为传感器供电的低容量电池充电，并“对所有三种电池技术，都采用三块电池串联，再四列电池并联的形式，以便提供满足充电电路的最低电压要求的电压，容纳电池的基板采用一块印刷电路板（PCB），每块电池都有一对镀金铜触点。” 　　 　　这些组件被放置在一个暖白色发光二极管（LED）下方，并置于一个阻挡外部光源的不透明黑箱里面。LED发光强度固定为1000勒克斯，相当于一个光线充足的房间里的光线水平。可充电锂离子电池的最大充电电压为4.2V，标称充电容量为40mAh，设计工作电压为3.6V。这个美国研究小组描述说，“电路设计为带有一个电容，用于在输出引脚提供突发电流，从而为电池充电。” 　　 　　测量结果显示，GaInP电池板能够为电路提供最大功率，达到3.05mW，而GaAs和硅面板分别只有1.34mW和1.36mW。GaInP组件也能够在最短时间内完成电池充电，领先于GaAs和硅组件。 　　 　　尽管硅面板的效率表现不佳，但研究小组决定对它进行第二次实验，因为硅面板与其他两种技术相比成本更低。他们尝试了解这种设备是否可能适用于低电力需求的物联网设备。他们将硅微型组件与一个功率要求较低的无线温度传感器相连，并置于与之前实验相同的照明条件下，传感器被打开后，会由光伏面板供电，并能将温度读数无线传送至附近的一台计算机。 　　 　　两小时后他们关掉黑箱内的光源，保持传感器继续运行。在这个过程中，电池电量以其充电速度的一半被消耗掉。NIST研究员AndrewShore表示，“即便使用效率较低的微型组件，我们发现，我们仍然可以提供比无线传感器消耗量更多的电量。我们几乎无时无刻不开着灯，随着我们更多地走向计算机化的商业建筑和家居环境，光伏可能是收集被浪费掉的部分光能，提高我们能源效率的一种方法。”

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