本课题研究的目的是为了解决MEMS微系统(传感器和执行器)中能量供给难题,研究MEMS微能源技术基础问题。依据合同任务书,课题主要对片上集成光电微能源能量转换、存储和输配管理论及集成设计进行了深入的研究。根据传感器节点的功耗及其工作特点,深入研究了光伏MEMS微能源能量转换、存储和管理相关控制理论和机理,建立了设计模型。设计和研究了具有高效的缓存式和存储式光伏MEMS微能源系统,研究了镍-锌微电池的充放电规律及相应的储能管理与控制。通过智能化能源管理理论和技术基础研究,在设计的缓存式和存储式能源管理系统中,光伏电池工作在最大输出功率区,提高了光伏电池的输出效率和太阳能利用率。优化了光伏MEMS微能源集成器件的结构和制备工艺条件或参数,具有较好的工艺兼容性。利用课题研究的理论与设计技术,设计与模拟分析表明,光伏电池的转换效率可达13.4%,设计研究了岛膜结构和岛膜-凹圆结构电容式压力传感器及其电路特性,岛膜-凹圆结构电容式压力传感器的灵敏度可达0.0066pF/kpa,线性度可达0.99。通过项目的研究,共发表研究论文9篇,其中SCI收录1篇,EI收录5篇。申请专利13项,授权3项。
英文主题词photoelectrical MEMS micro-power supply; on-chip integration; design model; capacitive pressure sensor