钙钛矿光伏供电的 RFID:实现低成本自供能物联网传感器
信号处理
2019-09-23 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
光伏(PV)电池有潜力作为低功耗物联网设备的板上电源。在此,我们探索使用钙钛矿太阳能电池为功耗需求在几 {\mu}W 量级的基于射频(RF)反向散射的物联网设备供电。钙钛矿适用于低成本、高性能、低温加工和柔性光能量收集,有可能显著扩展当前反向散射技术(如射频识别,RFID)的通信范围和寿命。基于这些原因,钙钛矿太阳能电池是未来低功耗无线应用的重要候选者。我们报告实现了一种功能性的钙钛矿供电无线温度传感器,通信距离为 4 米。我们使用一个效率为 10.1% 的钙钛矿光伏模块,在 AM 1.5G 光谱、1 个太阳光照下,有效面积为 1.06 cm2,产生 4.3 V 的输出电压,为一个需要 10 - 45 {\mu}W 功率的商用现成 RFID IC 供电。板上能量采集器提供了额外能量,以提升传感器的通信范围(5 倍),此外还提供了进行大容量传感器测量(每分钟数百次测量)的能量。我们对原型的评估表明,钙钛矿光伏电池能够满足能量需求,以实现未来完全自主的低功耗射频反向散射应用。最后,我们展望了一系列应用,我们设想这些应用将利用钙钛矿光伏与 RFID 结合所提供的协同效应。
引用
@article{arxiv.1909.09197,
title = {Perovskite PV-powered RFID: enabling low-cost self-powered IoT sensors},
author = {Sai Nithin R. Kantareddy and Ian Mathews and Shijing Sun and Mariya Layurova and Janak Thapa and Juan-Pablo Correa-Baena and Rahul Bhattacharyya Tonio Buonassisi and Sanjay E. Sarma and Ian Marius Peters},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09197},
year = {2019}
}