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用于摩擦纳米发电机能量收集的SSHI整流器
An SSHI Rectifier for Triboelectric Energy Harvesting
Xian Li · Ye Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文首次报道了一种基于电感同步开关收集(SSHI)技术的摩擦纳米发电机(TENG)整流器。TENG作为一种新兴的机械能收集技术,在将机械能转换为电能方面展现出巨大潜力。该研究提出的SSHI整流电路旨在优化TENG的能量提取效率,为微能源收集领域提供了新的电路拓扑解决方案。
解读: 该文献研究的SSHI技术主要针对微瓦级、高阻抗的摩擦纳米发电机能量收集,与阳光电源目前的大功率光伏逆变器、储能PCS及风电变流器等核心产品线在功率等级和应用场景上存在较大差异。虽然SSHI的同步开关控制思想在提升能量转换效率方面具有学术参考价值,但短期内难以直接应用于阳光电源现有的电力电子产品。建议...
一种基于双输出整流器的摩擦纳米发电机自供电接口电路
A Dual-Output Rectifier-Based Self-Powered Interface Circuit for Triboelectric Nanogenerators
Yirui Su · Masao Yanagisawa · Youhua Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
摩擦纳米发电机(TENGs)为物联网设备提供了一种低成本的能量收集方案。然而,其极高的输出电压、极低的本征电容、接口电路非自供电特性以及输出电压不对称导致的低传输效率限制了其实际应用。本文提出了一种新型接口电路以解决上述问题。
解读: 该文章研究的微能量收集技术与阳光电源现有的高功率光伏、储能及风电业务关联度较低。但其核心技术点——针对高阻抗、高电压源的自供电接口电路及整流拓扑,在阳光电源的iSolarCloud智能运维平台传感器供电、分布式物联网监测节点或未来微型能源采集终端的研发中具有一定的参考价值。建议关注其在低功耗、自供电...
摩擦纳米发电机的同步预偏置以增强能量提取
Synchronous Pre-biasing of Triboelectric Nanogenerator for Enhanced Energy Extraction
Madhav Pathak · Ratnesh Kumar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
摩擦纳米发电机(TENG)是一种用于收集环境机械能的装置,可延长传感器、可穿戴设备及物联网设备的电池寿命。本文研究了在工作周期开始时对TENG进行预偏置(预充电)的基本原理,旨在提升每个周期的能量提取效率。
解读: 该文献研究的摩擦纳米发电机(TENG)属于微纳能源收集领域,主要面向低功耗物联网传感器和可穿戴设备。阳光电源的核心业务聚焦于兆瓦级及千瓦级的光伏逆变器、大功率储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及风电变流器。TENG的能量密度与功率等级与阳光电源现有产品线存在显著差异,目前在工业...
摩擦纳米发电机电源管理系统研究进展
Current Progress on Power Management Systems for Triboelectric Nanogenerators
Tingshu Hu · Haifeng Wang · William Harmon · David Bamgboje 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文综述了摩擦纳米发电机(TENG)电源管理系统(PMS)的发展。TENG作为一种从环境和人体活动中收集机械能的新兴技术,旨在构建自供电系统。其具备高功率密度等显著优势,本文重点讨论了针对TENG特性的能量转换与管理电路设计。
解读: TENG技术目前处于前沿探索阶段,主要应用于微纳能源收集,与阳光电源现有的光伏、储能及风电等大功率电力电子产品线在应用场景和功率等级上存在较大差异。目前该技术尚不具备直接集成到PowerTitan或组串式逆变器中的条件。建议研发团队关注其在低功耗传感器供电方面的潜力,作为iSolarCloud智能运...
具有优化偏置的Bennet倍增扩展变换器用于增强摩擦纳米发电机的能量提取
Bennet's Doubler-Extended Converter With Optimized Bias for Enhanced Energy Extraction From Triboelectric Nanogenerators
Yirui Su · Youhua Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
Bennet倍增器(BD)通过在串并联配置间切换两个储存电容并施加偏置电压,显著提升了摩擦纳米发电机(TENG)的输出。然而,阻抗匹配及过高偏置电压导致的击穿风险限制了其能量提取效率。本文提出了一种优化偏置的扩展型BD变换器,旨在解决上述挑战,提升整体能量输出。
解读: 该研究聚焦于微能源采集与高效DC-DC变换技术,虽然目前阳光电源的主流业务集中在兆瓦级光伏逆变器和大型储能系统(如PowerTitan系列),但该拓扑中关于“阻抗匹配”与“偏置电压优化”的控制思路,对未来分布式能源采集及低功耗传感器供电具有参考价值。建议关注其在iSolarCloud智能运维平台中,...
一种用于收集多种环境机械能的叶片状摩擦纳米发电机
A Leaf-Shaped Triboelectric Nanogenerator for Multiple Ambient Mechanical Energy Harvesting
Dongdong Jiang · Chi Zhang · Guoxu Liu · Wenjian Li 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
为满足分布式可持续电源需求,环境机械能发电备受关注。本文基于摩擦起电与静电感应耦合效应,研究了一种叶片状摩擦纳米发电机(TENG)。该技术在收集波动幅度大及低频机械能方面具有显著优势,为微型能源采集提供了创新解决方案。
解读: 该技术属于微能源采集领域,目前与阳光电源主营的光伏逆变器、储能系统及充电桩等大功率电力电子设备业务关联度较低。然而,TENG在低频振动能量收集方面的特性,未来可探索应用于iSolarCloud智能运维平台下的传感器自供电节点,或作为小型环境监测设备的辅助电源。建议研发团队关注其在低功耗物联网(IoT...
通过同步电荷积累电路增强摩擦纳米发电机的能量存储与利用
Enhancing Energy Storage and Utilization of Triboelectric Nanogenerator by a Synchronized Charge Accumulation Circuit
Wenbo Li · Baosen Zhang · Zitang Yuan · Ping Shen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文针对摩擦纳米发电机(TENG)的能量采集应用,设计了一种同步电荷积累电路(SCAC)。该电路通过优化能量管理策略,有效提升了TENG的输出电流及能量转换效率,解决了TENG在实际应用中与负载匹配困难的问题,为微能源采集系统的功率管理提供了新方案。
解读: 该技术属于微能源采集与功率管理范畴,与阳光电源目前聚焦的GW级光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统及大功率风电变流器等核心产品线在功率等级和应用场景上存在较大差异。然而,SCAC电路中涉及的“同步电荷积累”与“高效能量管理”理念,对阳光电源在iSolarCloud智能运维平...
一种用于摩擦纳米发电机能量收集的高效扰动观察法高压电源管理芯片
A High-Voltage PMIC Using an Efficient Perturb and Observe Technique for Energy Harvesting of Triboelectric Nanogenerators
Seong-Yeon Moon · Arooba Shafique · Seneke Chamith Chandrarathna · Jong-Wook Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
摩擦纳米发电机(TENG)在回收振动和旋转等环境能源方面备受关注。然而,处理TENG的高压输入对于电源管理集成电路(PMIC)而言极具挑战性。本文提出了一种针对TENG特性的高效扰动观察(P&O)技术,旨在解决高压输入源对变换器结构的限制及能量转换效率问题。
解读: 该技术主要针对微小功率的摩擦纳米发电(TENG)场景,与阳光电源目前主营的大功率光伏逆变器、储能系统及充电桩业务在功率等级和应用场景上存在较大差异。然而,其核心的“高压输入处理”与“高效MPPT算法”逻辑在电路拓扑设计上具有参考价值。建议关注该技术在低功耗传感器供电或智能运维平台(iSolarClo...
基于极限概念的摩擦纳米发电机IC兼容高效率电源管理
IC-Compatible High-Efficiency Power Management for Triboelectric Nanogenerators Based on the Concept of Limit
Yuan Tu · Zerui Xu · Zhixing Xiao · Dongping Zheng 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
针对摩擦纳米发电机(TENG)在低压负载下效率低下及与集成电路(IC)兼容性差的问题,本文提出了一种基于“极限”概念的多释放同步电荷提取(MR-SCE)策略。该策略显著提升了能量转换效率,为TENG在微能源管理及低功耗电子设备中的应用提供了高效的IC兼容解决方案。
解读: 该研究聚焦于微能源收集与低功耗IC电源管理,与阳光电源目前核心的大功率光伏逆变器及储能系统业务关联度较低。然而,其提出的“基于极限概念的同步电荷提取”策略在提升能量转换效率方面的思路,可为阳光电源iSolarCloud智能运维平台下的微型传感器节点、无线监测设备或未来分布式能源采集终端提供技术参考,...
基于Ag/Bi2WO6的摩擦纳米发电机用于自供电乙醇传感器
Ag/Bi2WO6-based triboelectric nanogenerators for self-powered ethanol sensor
Xiaoran Gong · Haohao Zhang · Jiachen Ye · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年4月 · Vol.36.0
摩擦纳米发电机(TENG)作为气体传感器是一种无需外部电源的检测策略。本研究制备了Ag/Bi2WO6复合材料,并将其用作TENG器件中的摩擦电层。引入Ag颗粒显著提升了器件的输出性能。此外,基于2% Ag/Bi2WO6的自供电气体传感器(SPGS)对100 ppm乙醇表现出27.6%的响应值,响应时间和恢复时间分别为72.7秒和81秒。该传感器还具有较低的检测限(LOD),可达2.7 ppm。其气体敏感性能的提升归因于Ag的催化作用,该作用促进了乙醇气体分子的吸附与脱附过程。本工作展示了多元金属...
解读: 该自供电气体传感技术对阳光电源充电桩和储能系统安全监测具有应用价值。Ag/Bi2WO6摩擦纳米发电机可集成于充电站环境监测,实现无源乙醇等可燃气体检测,响应时间72.7秒、检测下限2.7ppm满足安全预警需求。该技术可启发iSolarCloud平台开发基于能量采集的分布式传感网络,利用设备振动或温差...
通过调控SmFeO3在PVDF中的浓度及紫外光照射增强摩擦纳米发电机的电压输出
Enhancing voltage output in triboelectric nanogenerators through SmFeO3 concentration in PVDF and UV-light exposure
Prabhakar Yadav · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年7月 · Vol.36.0
本研究探讨了将SmFeO3-PVDF作为功能层并结合紫外光辐照,以改善摩擦纳米发电机(TENG)器件输出电压特性的方法。实验中保持TiO2浓度恒定(4 wt%),并制备了两种不同SmFeO3浓度(1 wt%和2 wt%)的器件进行比较。结果表明,较高的SmFeO3浓度可导致更高的电压输出。含有1 wt% SmFeO3的器件1在无紫外光照射下输出电压为99.6 V,经紫外光照射后提升至111.3 V;而含有2 wt% SmFeO3的器件2在无紫外光照射下输出电压为105.5 V,经紫外光照射后达到...
解读: 该SmFeO3-PVDF复合材料摩擦纳米发电技术对阳光电源能量采集领域具有前瞻价值。紫外光照射下电压提升16.6%的特性,可启发iSolarCloud智能运维平台中微能量采集传感器的自供电方案设计。其电荷分离机制可为SG系列逆变器的漏电流抑制、ST储能变流器的绝缘监测提供新型材料解决思路。建议关注该...
通过介电与表面电势调控协同提升细菌纤维素基摩擦纳米发电机的输出性能
Synergistic improvement of output performance of bacterial cellulose-based triboelectric nanogenerators through dielectric and surface potential modulations
Zhongmei Zheng · Xinrong Li · Siyu Li · Shihong Xiao 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年6月 · Vol.36.0
在本研究中,将Sr0.7Bi0.2TiO3(SBT)弛豫铁电体和羟乙基纤维素(HEC)同时引入细菌纤维素(BC)基质中,旨在提高基于BC的摩擦纳米发电机(TENGs)的输出性能。优化后的开路电压和短路电流分别达到1320 V和36.12 µA,在基于BC/SBT/HEC复合材料的TENG中产生了高达7.14 W/m²的面积输出功率。该最优功率密度分别约为纯BC-TENGs、BC/SBT-TENGs和BC/HEC-TENGs的2.27、1.56和1.32倍,且优于使用类似摩擦层的其他TENGs。输...
解读: 该纤维素基摩擦纳米发电机技术对阳光电源储能及新能源系统具有启发意义。其通过介电常数与表面电位双重调控实现高功率密度输出(7.14 W/m²)的思路,可借鉴于ST系列PCS的电容薄膜优化和SiC/GaN功率器件的介电层设计,提升功率密度与转换效率。该复合材料技术路线也为iSolarCloud平台的振动...
凝胶材料在摩擦纳米发电机
TENG)中的性能与应用:研究进展与性能提升策略
Tao Chen · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
本文综述了凝胶材料在摩擦纳米发电机(TENG)中的应用及其性能提升策略。随着能源需求的增长和环境意识的增强,TENG作为一种新型自供能系统已引起广泛关注。由于凝胶材料具有优异的柔韧性、可调性以及良好的电学性能,已成为提升TENG性能的重要选择。本文首先介绍了TENG的工作原理;随后,根据凝胶材料组成与结构的调控方式,分类阐述了凝胶材料在TENG中的应用;最后,提出了优化凝胶导电性、增加表面粗糙度以及提高稳定性的方法,以提升TENG的输出性能。此外,本文还讨论了不同类型凝胶材料的应用实例及其实际性...
解读: 该凝胶基摩擦纳米发电机技术对阳光电源储能及充电桩产品具有创新启发价值。TENG的自供电特性可应用于ST系列储能系统的无线传感器节点供电,减少辅助电源需求;凝胶材料的柔性与导电性优化思路可借鉴于PowerTitan液冷系统的界面热管理材料开发;其能量采集原理可集成至充电桩触摸面板,实现微能量回收为控制...
基于磁铁矿纳米颗粒的摩擦纳米发电机用于自供电应用
Magnetite nanoparticles-based triboelectric nanogenerators for self-powering applications
Anu Kulandaivel · Supraja Potu · Navaneeth Madathil · Mahesh Velpula 等6人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年3月 · Vol.36.0
随着对低功耗电子设备可持续且高效电源的需求不断增长,摩擦纳米发电机(TENGs)受到了广泛关注。本研究致力于解决寻找合适材料以提高能量转换效率的同时保持低成本和简单合成工艺的挑战。我们报道了一种采用化学共沉淀法合成的纯磁铁矿(Fe3O4)纳米颗粒制备的TENG及其性能表现。对Fe3O4纳米颗粒的结构和形貌特征进行了全面分析。所构建的TENG器件(5 × 5 cm2)以Fe3O4纳米颗粒作为正摩擦电层,氟化乙烯丙烯(FEP)作为相对的摩擦层。该Fe3O4/FEP TENG实现了320 V的输出电压...
解读: 该磁性纳米颗粒摩擦纳米发电机技术为阳光电源储能系统提供了微能量采集方向的启发。其4.43 W/m²功率密度可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的辅助供电场景,如传感器节点、状态指示器等低功耗设备的自供电。Fe3O4纳米材料的摩擦电特性可集成到iSolarCloud智能运维平台的无线传...
基于氮掺杂MOF衍生In2O3核壳纤维结构的高性能自供电NO2传感器
High-Performance Self-powered NO2 Sensor with Nitrogen-doped MOF-derived In2O3 Core-shell Fiber Architecture
作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
可穿戴气体传感器的发展需要推进低功耗传感材料的研究,并集成能量收集技术以实现可持续供电。在此,本文提出了一种自供电的 NO₂ 传感器,其关键组件包括高性能氮掺杂金属有机框架衍生的 In₂O₃(N - MOF - In₂O₃)传感器和摩擦纳米发电机(MTP - TENG)。通过简单的溶剂热法,随后进行退火处理和 NO₂ 暴露,合成了多孔核壳纤维状的 N - MOF - In₂O₃。该材料在室温下对 1 ppm 的 NO₂ 实现了卓越的响应值(1460)以及快速的响应/恢复时间(320/220 秒)...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项自供电NO₂传感技术展现出与我们储能系统和智能运维领域的潜在协同价值。该技术的核心创新在于将高性能气体传感器与摩擦纳米发电机(TENG)集成,实现能量自给,这与我们在分布式能源管理和设备智能化方向的战略高度契合。 在光伏电站和储能电站的运维场景中,NO₂等有害气体的监...
基于优化偏置的贝内特倍压-扩展转换器以增强摩擦纳米发电机的能量提取
Bennet's Doubler-Extended Converter With Optimized Bias for Enhanced Energy Extraction From Triboelectric Nanogenerators
Yirui Su · Youhua Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本内特倍增器(BD)通过在串联和并联配置之间切换两个存储电容器,并向摩擦纳米发电机(TENG)施加偏置电压,显著提高了摩擦纳米发电机的输出。然而,诸如阻抗匹配以及偏置电压过高导致的击穿风险等问题,会显著降低总输出能量,进而降低能量转换效率,并增加意外放电的风险。为解决这些问题,我们提出了一种具有双输出的BD扩展电路以改善性能。该设计不仅考虑了TENG器件的击穿电压,还能在自供电模式下提高能量提取效率。我们在1.5 Hz和3 Hz的激励频率下,结合负载电阻和直流负载对我们的电路进行了评估。在3 H...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于Bennet倍压器的摩擦纳米发电机(TENG)能量提取技术,为我们在分布式能源采集和微能量管理领域提供了新的技术储备方向。 该技术的核心价值在于显著提升了TENG的能量转换效率,在3Hz工作频率下实现53.49%的转换效率,相比全波整流器在轻载条件下获得高达950...
通过电场极化的聚偏氟乙烯增强输出性能的增材制造摩擦纳米发电机
Additively manufactured triboelectric nanogenerator with enhanced output performance by electrically poled polyvinylidene fluoride for energy harvesting application
Dinesh Kumar contributed to the conceptualization · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年2月 · Vol.36.0
为可穿戴设备、柔性电子器件和物联网设备供电,对高性能摩擦纳米发电机(TENGs)的需求正在稳步增长。由于增材制造(AM)在构建复杂结构方面具有高度灵活性,其在TENG制造中的应用日益广泛。本文研究了采用熔融沉积成型工艺制备的聚酰胺-6(PA6)作为正摩擦材料和聚偏氟乙烯(PVDF)作为负摩擦材料所构成的TENG。为了提高TENG的性能,采用了两种不同的极化方法——接触极化和电晕极化,以增加PVDF的β相含量、介电常数以及电荷捕获能力。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼...
解读: 该增材制造摩擦纳米发电机技术对阳光电源储能及充电桩产品具有启发价值。其电晕极化PVDF材料的高介电特性与表面粗糙度优化思路,可应用于ST系列PCS的电容器介质改进,提升功率密度。摩擦发电原理可集成至充电桩停车场景,收集车辆压力能量作为辅助电源。增材制造的快速成型优势适合iSolarCloud平台的定...