การนำเสนอแหล่งไฟฟ้าที่ยั่งยืนเป็นหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่สุดของศตวรรษนี้ พื้นที่วิจัยในวัสดุเก็บเกี่ยวพลังงานเกิดจากแรงจูงใจนี้รวมถึง ThermoElectric1, photovoltaic2 และ Thermophotovoltaics3 แม้ว่าเราจะขาดวัสดุและอุปกรณ์ที่สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานในช่วงจูลได้ แต่วัสดุ pyroelectric ที่สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นระยะนั้นถือว่าเป็นเซ็นเซอร์ 4 และผู้เก็บเกี่ยวพลังงาน 5,6,7 ที่นี่เราได้พัฒนาเครื่องเก็บเกี่ยวพลังงานความร้อนด้วยกล้องจุลทรรศน์ในรูปแบบของตัวเก็บประจุหลายชั้นที่ทำจากตะกั่วสกอตสแกนดิเนี่ยมาตอเรต 42 กรัมผลิตพลังงานไฟฟ้า 11.2 J ต่อวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ แต่ละโมดูล pyroelectric สามารถสร้างความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าได้สูงถึง 4.43 J CM-3 ต่อรอบ นอกจากนี้เรายังแสดงให้เห็นว่าโมดูลสองโมดูลที่มีน้ำหนัก 0.3 กรัมนั้นเพียงพอที่จะให้พลังงานอย่างต่อเนื่องกับผู้เก็บเกี่ยวพลังงานอิสระด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์แบบฝังและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ในที่สุดเราแสดงให้เห็นว่าสำหรับช่วงอุณหภูมิ 10 K ตัวเก็บประจุหลายชั้นเหล่านี้สามารถเข้าถึงประสิทธิภาพของ Carnot 40% คุณสมบัติเหล่านี้เกิดจาก (1) การเปลี่ยนแปลงเฟสเฟอร์โรอิเล็กทริกเพื่อประสิทธิภาพสูง (2) กระแสการรั่วไหลต่ำเพื่อป้องกันการสูญเสียและ (3) แรงดันไฟฟ้าที่สลายตัวสูง เครื่องเก็บเกี่ยวพลังงาน pyroelectric ที่ปรับขนาดได้และมีประสิทธิภาพเหล่านี้กำลังปรับเปลี่ยนการผลิตพลังงานเทอร์โมอิเล็กทริก
เมื่อเปรียบเทียบกับการไล่ระดับอุณหภูมิเชิงพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกการเก็บเกี่ยวพลังงานของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกต้องใช้การขี่จักรยานอุณหภูมิเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งหมายถึงวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ซึ่งอธิบายได้ดีที่สุดโดยเอนโทรปี-อุณหภูมิ (T) ไดอะแกรม รูปที่ 1A แสดงพล็อต ST ทั่วไปของวัสดุ pyroelectric (NLP) ที่ไม่เป็นเชิงเส้นแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนเฟสเฟอร์เฟอร์โปรไฟล์เฟอร์โรอิเล็กทริกที่ขับเคลื่อนด้วยสนามใน Scandium lead lead tantalate (PST) ส่วนสีน้ำเงินและสีเขียวของวัฏจักรบนแผนภาพ ST สอดคล้องกับพลังงานไฟฟ้าที่ถูกแปลงในรอบโอลสัน (สองไอโซเทอร์มอลและสองส่วนไอโซโพล) ที่นี่เราพิจารณาสองรอบที่มีการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าเดียวกัน (เปิดและปิดสนาม) และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิΔTแม้ว่าจะมีอุณหภูมิเริ่มต้นที่แตกต่างกัน วงจรสีเขียวไม่ได้อยู่ในภูมิภาคการเปลี่ยนเฟสและมีพื้นที่เล็กกว่ารอบสีน้ำเงินที่อยู่ในภูมิภาคการเปลี่ยนเฟส ในแผนภาพเซนต์ยิ่งพื้นที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเท่านั้นพลังงานที่เก็บรวบรวม ดังนั้นการเปลี่ยนเฟสจะต้องรวบรวมพลังงานมากขึ้น ความจำเป็นในการขี่จักรยานพื้นที่ขนาดใหญ่ใน NLP นั้นคล้ายกับความต้องการแอปพลิเคชันไฟฟ้า 9, 10, 11, 12 โดยที่ตัวเก็บประจุหลายชั้น PST (MLCs) และ Terpolymers ที่ใช้ PVDF ได้แสดงประสิทธิภาพย้อนกลับที่ยอดเยี่ยมเมื่อเร็ว ๆ นี้ สถานะประสิทธิภาพการระบายความร้อนในรอบ 13,14,15,16 ดังนั้นเราได้ระบุ PST MLCs ที่น่าสนใจสำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานความร้อน ตัวอย่างเหล่านี้ได้รับการอธิบายอย่างสมบูรณ์ในวิธีการและโดดเด่นในหมายเหตุเสริม 1 (กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสแกน), 2 (การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์) และ 3 (แคลอรี่)
A, ร่างของพล็อตเอนโทรปี-อุณหภูมิ (T) พล็อตกับสนามไฟฟ้าเปิดและปิดใช้กับวัสดุ NLP ที่แสดงการเปลี่ยนเฟส สองรอบการรวบรวมพลังงานจะแสดงในสองโซนอุณหภูมิที่แตกต่างกัน รอบสีน้ำเงินและสีเขียวเกิดขึ้นทั้งภายในและภายนอกการเปลี่ยนเฟสตามลำดับและสิ้นสุดในภูมิภาคที่แตกต่างกันมากของพื้นผิว B, สองเดอ PST MLC วงแหวน unipolar หนา 1 มม. วัดระหว่าง 0 ถึง 155 kV cm-1 ที่ 20 ° C และ 90 ° C ตามลำดับและรอบ Olsen ที่สอดคล้องกัน ตัวอักษร ABCD อ้างถึงสถานะที่แตกต่างกันในวงจร Olson AB: MLCs ถูกเรียกเก็บเงินถึง 155 kV cm-1 ที่ 20 ° C BC: MLC ได้รับการบำรุงรักษาที่ 155 kV cm-1 และอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 90 ° C CD: MLC ปล่อยที่ 90 ° C DA: MLC แช่เย็นถึง 20 ° C ในสนามศูนย์ พื้นที่สีน้ำเงินสอดคล้องกับพลังงานอินพุตที่จำเป็นในการเริ่มต้นรอบ พื้นที่สีส้มคือพลังงานที่เก็บรวบรวมในหนึ่งรอบ C, แผงด้านบน, แรงดันไฟฟ้า (สีดำ) และปัจจุบัน (สีแดง) เมื่อเทียบกับเวลาถูกติดตามในระหว่างรอบ Olson เดียวกันกับ B เม็ดมีดทั้งสองแสดงถึงการขยายแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่จุดสำคัญในรอบ ในแผงด้านล่างเส้นโค้งสีเหลืองและสีเขียวแสดงถึงอุณหภูมิและเส้นโค้งพลังงานที่สอดคล้องกันตามลำดับสำหรับ MLC หนา 1 มม. พลังงานคำนวณจากเส้นโค้งปัจจุบันและเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าที่แผงด้านบน พลังงานเชิงลบสอดคล้องกับพลังงานที่รวบรวม ขั้นตอนที่สอดคล้องกับตัวอักษรตัวใหญ่ในตัวเลขทั้งสี่นั้นเหมือนกับในวงจรโอลสัน รอบ AB'CD สอดคล้องกับวัฏจักรสเตอร์ลิง (หมายเหตุเพิ่มเติม 7)
โดยที่ E และ D เป็นสนามไฟฟ้าและสนามไฟฟ้ากำจัดตามลำดับ ND สามารถรับทางอ้อมจากวงจร DE (รูปที่ 1B) หรือโดยตรงโดยเริ่มต้นวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ วิธีการที่มีประโยชน์มากที่สุดถูกอธิบายโดย Olsen ในงานบุกเบิกของเขาในการรวบรวมพลังงาน pyroelectric ในปี 1980S17
ในรูปที่ 1B แสดงตัวอย่าง PST-MLC หนาสอง monopolar de ที่มีความหนา 1 มม. ที่อุณหภูมิ 20 ° C และ 90 ° C ตามลำดับในช่วง 0 ถึง 155 kV cm-1 (600 V) สองรอบนี้สามารถใช้ในการคำนวณพลังงานทางอ้อมที่รวบรวมโดยวัฏจักรโอลสันที่แสดงในรูปที่ 1A ในความเป็นจริงวัฏจักร Olsen ประกอบด้วยสองสาขา Isofield (ที่นี่ศูนย์ศูนย์ในสาขา DA และ 155 kV cm-1 ในสาขา BC) และสองสาขา isothermal (ที่นี่ 20 °сและ 20 °сในสาขา AB) C ในสาขา CD) พลังงานที่เก็บรวบรวมในระหว่างรอบสอดคล้องกับภูมิภาคสีส้มและสีน้ำเงิน (EDD integral) พลังงาน ND ที่รวบรวมคือความแตกต่างระหว่างอินพุตและพลังงานเอาท์พุทนั่นคือเฉพาะพื้นที่สีส้มในรูปที่ 1b. วัฏจักร Olson นี้ให้ความหนาแน่นพลังงาน ND ที่ 1.78 J CM-3 วัฏจักรสเตอร์ลิงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับวัฏจักรโอลสัน (หมายเหตุเพิ่มเติม 7) เนื่องจากขั้นตอนการชาร์จคงที่ (วงจรเปิด) สามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้นความหนาแน่นของพลังงานที่สกัดจากรูปที่ 1B (รอบ AB'CD) ถึง 1.25 J CM-3 นี่เป็นเพียง 70% ของสิ่งที่ Olson Cycle สามารถรวบรวมได้ แต่อุปกรณ์เก็บเกี่ยวแบบง่าย ๆ ทำได้
นอกจากนี้เรายังวัดพลังงานที่เก็บรวบรวมได้โดยตรงในระหว่างรอบ Olson โดยเพิ่มพลังให้กับ PST MLC โดยใช้ขั้นตอนการควบคุมอุณหภูมิ LinkAM และเครื่องวัดแหล่งที่มา (วิธีการ) รูปที่ 1C ที่ด้านบนและในสิ่งที่ใส่เข้าไปในลำดับแสดงกระแสไฟฟ้า (สีแดง) และแรงดันไฟฟ้า (สีดำ) ที่เก็บรวบรวมบน PST MLC หนา 1 มม. เดียวกันเช่นเดียวกับการวนซ้ำที่จะผ่านวงจร Olson เดียวกัน กระแสและแรงดันไฟฟ้าทำให้สามารถคำนวณพลังงานที่รวบรวมได้และเส้นโค้งจะแสดงในรูปที่ 1C, ด้านล่าง (สีเขียว) และอุณหภูมิ (สีเหลือง) ตลอดวงจร ตัวอักษร ABCD เป็นตัวแทนของวงจร Olson เดียวกันในรูปที่ 1. การชาร์จ MLC เกิดขึ้นระหว่างขา AB และดำเนินการที่กระแสต่ำ (200 µA) ดังนั้น sourcemeter สามารถควบคุมการชาร์จได้อย่างเหมาะสม ผลที่ตามมาของกระแสเริ่มต้นคงที่นี้คือเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า (เส้นโค้งสีดำ) ไม่ได้เป็นเส้นตรงเนื่องจากสนามการกระจัดที่ไม่ใช่เชิงเส้น D PST (รูปที่ 1C, สิ่งที่ใส่เข้าไปด้านบน) ในตอนท้ายของการชาร์จพลังงานไฟฟ้า 30 MJ จะถูกเก็บไว้ใน MLC (จุด B) จากนั้น MLC จะร้อนขึ้นและกระแสลบ (และดังนั้นกระแสลบ) จะถูกสร้างขึ้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้ายังคงอยู่ที่ 600 V หลังจาก 40 วินาทีเมื่ออุณหภูมิถึงที่ราบสูง 90 ° C กระแสนี้ได้รับการชดเชยแม้ว่าตัวอย่างขั้นตอนที่ผลิตในวงจรพลังงานไฟฟ้า 35 MJ แรงดันไฟฟ้าของ MLC (Branch CD) จะลดลงส่งผลให้งานไฟฟ้าเพิ่มอีก 60 MJ พลังงานเอาท์พุททั้งหมดคือ 95 MJ พลังงานที่รวบรวมคือความแตกต่างระหว่างอินพุตและพลังงานเอาท์พุทซึ่งให้ 95 - 30 = 65 MJ สิ่งนี้สอดคล้องกับความหนาแน่นของพลังงาน 1.84 J CM-3 ซึ่งอยู่ใกล้กับ ND ที่สกัดจากแหวนเดอ ความสามารถในการทำซ้ำของวัฏจักรโอลสันนี้ได้รับการทดสอบอย่างกว้างขวาง (หมายเหตุเพิ่มเติม 4) ด้วยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิเราได้รับ 4.43 J CM-3 โดยใช้ Olsen Cycles ใน PST MLC หนา 0.5 มม. ในช่วงอุณหภูมิ 750 V (195 kV cm-1) และ 175 ° C (หมายเหตุเสริม 5) นี่คือมากกว่าประสิทธิภาพที่ดีที่สุดสี่เท่าในวรรณคดีสำหรับวัฏจักรโอลสันโดยตรงและได้รับจากฟิล์มบาง ๆ ของ PB (Mg, NB) O3-PBTIO3 (PMN-PT) (1.06 J CM-3) 18 (CM. Supplementary ตารางที่ 1 สำหรับค่านิยมเพิ่มเติมในวรรณคดี) ประสิทธิภาพนี้มาถึงเนื่องจากกระแสการรั่วไหลต่ำมากของ MLCs เหล่านี้ (<10−7 A ที่ 750 V และ 180 ° C ดูรายละเอียดในหมายเหตุเสริม 6) - จุดสำคัญที่กล่าวถึงโดย Smith et al.19 - ตรงกันข้ามกับวัสดุที่ใช้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ 17,20 ประสิทธิภาพนี้มาถึงเนื่องจากกระแสการรั่วไหลต่ำมากของ MLCs เหล่านี้ (<10−7 A ที่ 750 V และ 180 ° C ดูรายละเอียดในหมายเหตุเสริม 6) - จุดสำคัญที่กล่าวถึงโดย Smith et al.19 - ตรงกันข้ามกับวัสดุที่ใช้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ 17,20 этихарактеристикииостигнутыагодаряоченьнизкомутокутечкиэтих mlc (<10–7 вополнителномримечании 6) - критическиймомент, уомянутыйсмитомир 19 - вотличиеоткматериалм, исполованнымволололнихисследованиях17,20 ลักษณะเหล่านี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากกระแสการรั่วไหลต่ำมากของ MLCs เหล่านี้ (<10–7 A ที่ 750 V และ 180 ° C ดูหมายเหตุเสริม 6 สำหรับรายละเอียด) - จุดวิกฤติที่กล่าวถึงโดย Smith et al 19 - ตรงกันข้ามกับวัสดุที่ใช้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ 17,20MLC 的泄漏电流非常低（在 750 V 和 180 ° C 时 <10-7 A， 请参见补充说明请参见补充说明 6 中的详细信息）） ap由于 mlc 的泄漏 （在 750 V 和 180 ° C 时 <10-7 A，， 补充说明说明说明）））））））））））））））相比之下， 已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料 17.20 。 посколкуันттечкиэтих mlc ченьнизкий (<10–7 кевоййомент, уомянутыйсмитомβ 19 - дясравнения, ыиостигнутыытихарактеристики เนื่องจากกระแสรั่วไหลของ MLCs เหล่านี้ต่ำมาก (<10–7 A ที่ 750 V และ 180 ° C ดูหมายเหตุเสริม 6 สำหรับรายละเอียด) - จุดสำคัญที่กล่าวถึงโดย Smith et al 19 - สำหรับการเปรียบเทียบการแสดงเหล่านี้ประสบความสำเร็จสำหรับวัสดุที่ใช้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ 17,20
เงื่อนไขเดียวกัน (600 V, 20–90 ° C) นำไปใช้กับรอบสเตอร์ลิง (หมายเหตุเพิ่มเติม 7) ตามที่คาดไว้จากผลลัพธ์ของวัฏจักร DE ผลผลิตคือ 41.0 MJ หนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของวัฏจักรสเตอร์ลิงคือความสามารถในการขยายแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นผ่านเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริก เราสังเกตเห็นแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 39 (จากแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นที่ 15 V ถึงแรงดันไฟฟ้าปลายสูงถึง 590 V ดูรูปที่ 7.2 เสริม)
คุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งของ MLC เหล่านี้คือพวกมันเป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่พอที่จะรวบรวมพลังงานในช่วงจูล ดังนั้นเราจึงสร้างเครื่องเก็บเกี่ยวต้นแบบ (HARV1) โดยใช้ความหนา 28 mLC PST 1 มม. ตามการออกแบบแผ่นขนานเดียวกันที่อธิบายโดย Torello et al.14 ในเมทริกซ์ 7 × 4 ดังแสดงในรูปที่อุณหภูมิที่เก็บรักษาด้วยความร้อน รวบรวมได้ถึง 3.1 J โดยใช้วงจร Olson ที่อธิบายไว้ในรูปที่ 2a, ภูมิภาคอุณหภูมิความร้อนที่ 10 ° C และ 125 ° C และภูมิภาค Isofield ที่ 0 และ 750 V (195 kV cm-1) สิ่งนี้สอดคล้องกับความหนาแน่นของพลังงาน 3.14 J CM-3 การใช้การรวมกันนี้จะทำการวัดภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ (รูปที่ 2B) โปรดทราบว่า 1.8 J ได้รับในช่วงอุณหภูมิ 80 ° C และแรงดันไฟฟ้า 600 V (155 kV cm-1) นี่เป็นข้อตกลงที่ดีกับ 65 MJ ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้สำหรับ PST MLC หนา 1 มม. ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน (28 × 65 = 1820 MJ)
A, การตั้งค่าการทดลองของต้นแบบ HARV1 ที่ประกอบขึ้นตาม 28 MLC PSTS หนา 1 มม. (4 แถว× 7 คอลัมน์) ที่ทำงานบนวงจร Olson สำหรับแต่ละขั้นตอนสี่รอบอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้ามีให้ในต้นแบบ คอมพิวเตอร์ขับเคลื่อนปั๊ม peristaltic ที่หมุนเวียนของเหลวอิเล็กทริกระหว่างอ่างเก็บน้ำเย็นและร้อนวาล์วสองวาล์วและแหล่งพลังงาน คอมพิวเตอร์ยังใช้เทอร์โมคัปเปิลเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ส่งไปยังต้นแบบและอุณหภูมิของการรวมจากแหล่งจ่ายไฟ B, พลังงาน (สี) ที่รวบรวมโดยต้นแบบ 4 × 7 MLC ของเรากับช่วงอุณหภูมิ (แกน x) และแรงดันไฟฟ้า (แกน y) ในการทดลองที่แตกต่างกัน
Harvester รุ่นใหญ่ (HARV2) ที่มีความหนา 60 PST MLC 1 มม. และ 160 PST MLC หนา 0.5 มม. (วัสดุ pyroelectric ที่ใช้งานอยู่ 41.7 กรัม) ให้ 11.2 J (หมายเหตุเสริม 8) ในปี 1984 Olsen ได้ทำการเก็บเกี่ยวพลังงานจาก 317 กรัมของสารประกอบ Pb (Zr, Ti) 317 กรัมที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 6.23 J ที่อุณหภูมิประมาณ 150 ° C (อ้างอิง 21) สำหรับการรวมกันนี้นี่เป็นค่าอื่น ๆ ที่มีอยู่ในช่วงจูล มันมีมูลค่ามากกว่าครึ่งหนึ่งที่เราประสบความสำเร็จและมีคุณภาพเกือบเจ็ดเท่า ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่นของพลังงานของ HARV2 สูงกว่า 13 เท่า
รอบระยะเวลา HARV1 คือ 57 วินาที สิ่งนี้ผลิตพลังงาน 54 เมกะวัตต์ด้วย 4 แถว 7 คอลัมน์ของชุด MLC หนา 1 มม. ในการก้าวไปอีกขั้นหนึ่งเราได้สร้างการรวมตัวที่สาม (HARV3) ด้วย PST MLC หนา 0.5 มม. และการตั้งค่าที่คล้ายกันกับ HARV1 และ HARV2 (หมายเหตุเสริม 9) เราวัดเวลาการทำให้เกิดความร้อน 12.5 วินาที สิ่งนี้สอดคล้องกับรอบเวลา 25 วินาที (รูปที่ 9 เสริม) พลังงานที่รวบรวมได้ (47 MJ) ให้พลังงานไฟฟ้า 1.95 mW ต่อ mLC ซึ่งจะช่วยให้เราจินตนาการว่า HARV2 ผลิต 0.55 W (ประมาณ 1.95 mW × 280 PST MLC 0.5 มม.) นอกจากนี้เราจำลองการถ่ายเทความร้อนโดยใช้การจำลององค์ประกอบไฟไนต์ (COMSOL, หมายเหตุเพิ่มเติม 10 และตารางเสริม 2–4) ที่สอดคล้องกับการทดลองของ HARV1 การสร้างแบบจำลององค์ประกอบไฟไนต์ทำให้สามารถทำนายค่าพลังงานได้เกือบเป็นลำดับของขนาดที่สูงขึ้น (430 mW) สำหรับจำนวนคอลัมน์ PST เท่ากันโดยการทำให้ผอมบาง MLC เป็น 0.2 มม. โดยใช้น้ำเป็นสารหล่อเย็นและกู้คืนเมทริกซ์เป็น 7 แถว คอลัมน์× 4 (นอกจากนี้ยังมี 960 MW เมื่อถังอยู่ถัดจากการรวมรูปที่ 10B)
เพื่อแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของนักสะสมนี้วัฏจักรสเตอร์ลิงถูกนำไปใช้กับผู้สาธิตแบบสแตนด์อโลนซึ่งประกอบด้วย PST MLCs หนา 0.5 มม. เพียงสองตัวเป็นตัวสะสมความร้อนสวิตช์แรงดันไฟฟ้าสูงสวิตช์แรงดันไฟฟ้าต่ำพร้อมตัวเก็บประจุที่เก็บของตัวแปลง DC/DC วงจรต้องการตัวเก็บประจุจัดเก็บที่จะถูกชาร์จที่ 9V จากนั้นทำงานอย่างอิสระในขณะที่อุณหภูมิของ MLCs สองช่วงตั้งแต่ -5 ° C ถึง 85 ° C ที่นี่ในรอบ 160 วินาที (หลายรอบแสดงในหมายเหตุเพิ่มเติม 11) MLC สองตัวที่มีน้ำหนักเพียง 0.3G สามารถควบคุมระบบขนาดใหญ่นี้ได้อย่างอิสระ คุณสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งคือตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ำสามารถแปลง 400V เป็น 10-15V ด้วยประสิทธิภาพ 79% (หมายเหตุเสริม 11 และรูปที่ 11.3 เสริม)
ในที่สุดเราประเมินประสิทธิภาพของโมดูล MLC เหล่านี้ในการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า ปัจจัยคุณภาพηของประสิทธิภาพถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าที่รวบรวม ND ต่อความหนาแน่นของความร้อนที่ให้มา (หมายเหตุเพิ่มเติม 12):
รูปที่ 3a, b แสดงประสิทธิภาพηและประสิทธิภาพสัดส่วนηrของวัฏจักร Olsen ตามลำดับเป็นฟังก์ชันของช่วงอุณหภูมิของ PST หนา 0.5 มม. ชุดข้อมูลทั้งสองจะได้รับสำหรับสนามไฟฟ้า 195 kV cm-1 ประสิทธิภาพ \ (\ this \) ถึง 1.43% ซึ่งเทียบเท่ากับ 18% ของηr อย่างไรก็ตามสำหรับช่วงอุณหภูมิ 10 K จาก 25 ° C ถึง 35 ° C, ηrถึงค่าสูงถึง 40% (เส้นโค้งสีน้ำเงินในรูปที่ 3B) นี่เป็นสองเท่าของค่าที่รู้จักสำหรับวัสดุ NLP ที่บันทึกไว้ในภาพยนตร์ PMN-PT (ηr = 19%) ในช่วงอุณหภูมิ 10 K และ 300 kV cm-1 (อ้างอิง 18) ช่วงอุณหภูมิต่ำกว่า 10 K ไม่ได้รับการพิจารณาเนื่องจาก hysteresis ความร้อนของ PST MLC อยู่ระหว่าง 5 และ 8 K การรับรู้ผลบวกของการเปลี่ยนเฟสต่อประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ ในความเป็นจริงค่าที่เหมาะสมที่สุดของηและηrนั้นเกือบทั้งหมดได้รับที่อุณหภูมิเริ่มต้น Ti = 25 ° C ในรูปที่ 3a, b. นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนเฟสปิดเมื่อไม่มีการใช้ฟิลด์และอุณหภูมิ Curie TC อยู่ที่ประมาณ 20 ° C ใน MLCs เหล่านี้ (หมายเหตุเพิ่มเติม 13)
A, B, ประสิทธิภาพηและประสิทธิภาพตามสัดส่วนของวงจร Olson (A) \ ({\ eta} _ {{\ rm {r}}} = \ eta /{\ eta} _ {{\ rm {carnot}} }} \, \) (b) สำหรับ MPC PST หนา 0.5 มม. ขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิΔtspan
การสังเกตหลังมีผลกระทบที่สำคัญสองประการ: (1) การปั่นจักรยานที่มีประสิทธิภาพใด ๆ จะต้องเริ่มต้นที่อุณหภูมิสูงกว่า TC สำหรับการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากสนาม (2) วัสดุเหล่านี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในเวลาทำงานใกล้กับ TC แม้ว่าประสิทธิภาพขนาดใหญ่จะแสดงในการทดลองของเรา แต่ช่วงอุณหภูมิที่ จำกัด ไม่อนุญาตให้เราได้รับประสิทธิภาพสัมบูรณ์ขนาดใหญ่เนื่องจากขีด จำกัด Carnot (\ (\ delta t/t \)) อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมที่แสดงให้เห็นโดย PST MLCs เหล่านี้แสดงให้เห็นถึง Olsen เมื่อเขากล่าวว่า“ มอเตอร์เทอร์โมอิเล็กทริกแบบปฏิรูประดับ 20 ในอุดมคติที่ทำงานที่อุณหภูมิระหว่าง 50 ° C และ 250 ° C สามารถมีประสิทธิภาพ 30%” 17 ในการเข้าถึงค่าเหล่านี้และทดสอบแนวคิดมันจะเป็นประโยชน์ในการใช้ PST ที่มีเจือด้วย TC ที่แตกต่างกันตามที่ศึกษาโดย Shebanov และ Borman พวกเขาแสดงให้เห็นว่า TC ใน PST อาจแตกต่างกันไปจาก 3 ° C (SB ยาสลบ) ถึง 33 ° C (Ti Doping) 22 ดังนั้นเราจึงตั้งสมมติฐานว่าตัวสร้าง pyroelectric รุ่นต่อไปตาม PST MLCs เจือหรือวัสดุอื่น ๆ ที่มีการเปลี่ยนเฟสลำดับแรกที่แข็งแกร่งสามารถแข่งขันกับผู้เก็บเกี่ยวพลังงานที่ดีที่สุด
ในการศึกษานี้เราตรวจสอบ MLCs ที่ทำจาก PST อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยชุดของอิเล็กโทรด PT และ PST โดยตัวเก็บประจุหลายตัวเชื่อมต่อแบบขนาน PST ได้รับเลือกเพราะเป็นวัสดุ EC ที่ยอดเยี่ยมดังนั้นจึงเป็นวัสดุ NLP ที่ยอดเยี่ยม มันแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนเฟสเฟอร์โรอิเล็กทริกอิเล็กทริกลำดับแรกที่คมชัดประมาณ 20 ° C แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีนั้นคล้ายกับที่แสดงในรูปที่ 1 MLCs ที่คล้ายกันได้รับการอธิบายอย่างสมบูรณ์สำหรับอุปกรณ์ EC13,14 ในการศึกษานี้เราใช้ 10.4 × 7.2 × 1 mm³และ 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³ MLCs MLCs ที่มีความหนา 1 มม. และ 0.5 มม. ทำจาก 19 และ 9 ชั้นของ PST ที่มีความหนา 38.6 µm ตามลำดับ ในทั้งสองกรณีชั้น PST ด้านในถูกวางไว้ระหว่างขั้วไฟฟ้าทองคำขาวหนา 2.05 ไมโครเมตร การออกแบบของ MLCs เหล่านี้ถือว่า 55% ของ PSTs มีการใช้งานซึ่งสอดคล้องกับชิ้นส่วนระหว่างขั้วไฟฟ้า (หมายเหตุเสริม 1) พื้นที่อิเล็กโทรดที่ใช้งานอยู่คือ 48.7 mm2 (ตารางเสริม 5) MLC PST จัดทำขึ้นโดยการทำปฏิกิริยาเฟสของแข็งและวิธีการหล่อ รายละเอียดของกระบวนการเตรียมการได้รับการอธิบายในบทความก่อนหน้านี้ 14 หนึ่งในความแตกต่างระหว่าง PST MLC และบทความก่อนหน้าคือลำดับของ B-sites ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของ EC ใน PST ลำดับของ B-sites ของ PST MLC คือ 0.75 (หมายเหตุเพิ่มเติม 2) ที่ได้รับจากการเผาที่ 1400 ° C ตามด้วยการหลอมนานหลายร้อยชั่วโมงที่ 1,000 ° C สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ PST MLC โปรดดูหมายเหตุเพิ่มเติม 1-3 และตารางเสริม 5
แนวคิดหลักของการศึกษานี้ขึ้นอยู่กับวัฏจักรของ Olson (รูปที่ 1) สำหรับวัฏจักรดังกล่าวเราต้องการอ่างเก็บน้ำร้อนและเย็นและแหล่งจ่ายไฟที่สามารถตรวจสอบและควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสในโมดูล MLC ต่างๆ วัฏจักรโดยตรงเหล่านี้ใช้การกำหนดค่าที่แตกต่างกันสองแบบคือ (1) โมดูล LinkAM ความร้อนและการระบายความร้อนหนึ่ง MLC ที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน Keithley 2410 และ (2) ต้นแบบสามตัว (HARV1, HARV2 และ HARV3) ในแบบขนานกับพลังงานแหล่งเดียวกัน ในกรณีหลังของเหลวอิเล็กทริก (น้ำมันซิลิโคนที่มีความหนืด 5 ซีพีที่ 25 ° C ซื้อจาก Sigma Aldrich) ใช้สำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างอ่างเก็บน้ำทั้งสอง (ร้อนและเย็น) และ MLC อ่างเก็บน้ำความร้อนประกอบด้วยภาชนะแก้วที่เต็มไปด้วยของเหลวอิเล็กทริกและวางไว้บนแผ่นความร้อน ห้องเย็นประกอบด้วยอ่างน้ำที่มีท่อเหลวที่มีของเหลวอิเล็กทริกในภาชนะพลาสติกขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยน้ำและน้ำแข็ง วาล์วสองทางสองทาง (ซื้อจากฟลูอิดิคส์ชีวภาพ) ถูกวางไว้ที่ปลายแต่ละด้านของการรวมกันเพื่อสลับของเหลวอย่างถูกต้องจากอ่างเก็บน้ำหนึ่งไปยังอีกอันหนึ่ง (รูปที่ 2A) เพื่อให้แน่ใจว่าสมดุลความร้อนระหว่างแพ็คเกจ PST-MLC และสารหล่อเย็นระยะเวลารอบจะขยายออกไปจนถึงเทอร์โมคัปเปิลทางเข้าและทางออก (ใกล้เคียงกับแพ็คเกจ PST-MLC) แสดงอุณหภูมิเดียวกัน สคริปต์ Python จัดการและซิงโครไนซ์เครื่องมือทั้งหมด (แหล่งที่มา, ปั๊ม, วาล์วและเทอร์โมคัปเปิล) เพื่อเรียกใช้วงจร Olson ที่ถูกต้องเช่นลูปน้ำหล่อเย็นเริ่มขี่จักรยานผ่านสแต็ก PST หลังจากเครื่องวัดแหล่งที่มาถูกชาร์จ
อีกทางเลือกหนึ่งเราได้ยืนยันการวัดโดยตรงของพลังงานที่รวบรวมด้วยวิธีการทางอ้อม วิธีการทางอ้อมเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการกระจัดไฟฟ้า (D) - สนามไฟฟ้า (E) ลูปสนามที่เก็บรวบรวมที่อุณหภูมิที่แตกต่างกันและโดยการคำนวณพื้นที่ระหว่างสองลูปหนึ่งสามารถประเมินได้อย่างแม่นยำว่าสามารถรวบรวมพลังงานได้อย่างถูกต้องตามที่แสดงในรูป ในรูปที่ 2 .1b DE Loops เหล่านี้ยังถูกรวบรวมโดยใช้ Keithley Source Meters
PST MLCs หนายี่สิบแปดมม. ถูกรวมเข้าด้วยกันในโครงสร้างแผ่นขนานขนาด 4 แถว 7 คอลัมน์ตามการออกแบบที่อธิบายไว้ในการอ้างอิง 14. ช่องว่างของเหลวระหว่างแถว PST-MLC คือ 0.75 มม. นี่คือความสำเร็จโดยการเพิ่มแถบของเทปสองด้านเป็นตัวเว้นวรรคของเหลวรอบ ๆ ขอบของ PST MLC PST MLC เชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าควบคู่ไปกับสะพานอีพอกซีสีเงินเมื่อสัมผัสกับตะกั่วอิเล็กโทรด หลังจากนั้นสายไฟก็ถูกจับด้วยอีพอกซีเรซินสีเงินไปยังแต่ละด้านของขั้วอิเล็กโทรดเพื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ ในที่สุดแทรกโครงสร้างทั้งหมดลงในท่อโพลีโอเลฟิน หลังถูกจับไปที่หลอดของเหลวเพื่อให้แน่ใจว่าการปิดผนึกที่เหมาะสม ในที่สุดเทอร์โมคัปเปิล K-type หนา 0.25 มม. ถูกสร้างขึ้นในแต่ละปลายของโครงสร้าง PST-MLC เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของเหลวทางเข้าและทางออก ในการทำเช่นนี้ท่อจะต้องได้รับการเจาะรูก่อน หลังจากติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลให้ใช้กาวเดียวกันกับก่อนหน้าระหว่างท่อเทอร์โมคัปเปิลและลวดเพื่อคืนค่าซีล
มีการสร้างต้นแบบแยกต่างหากแปดแบบซึ่งสี่ตัวมี MLC PST หนา 40 0.5 มม. กระจายเป็นแผ่นขนานที่มี 5 คอลัมน์และ 8 แถวและส่วนที่เหลืออีกสี่ตัวมี MLC หนา 15 1 มม. ในโครงสร้างแผ่นขนาน 3 คอลัมน์× 5 แถว จำนวนทั้งหมดของ PST MLCs ที่ใช้คือ 220 (หนา 160 0.5 มม. และความหนา 60 PST MLC 1 มม.) เราเรียกสองหน่วยย่อย HARV2_160 และ HARV2_60 ช่องว่างของเหลวในต้นแบบ HARV2_160 ประกอบด้วยเทปสองด้านสองด้านหนา 0.25 มม. ที่มีลวดหนา 0.25 มม. ระหว่างพวกเขา สำหรับต้นแบบ HARV2_60 เราทำซ้ำขั้นตอนเดียวกัน แต่ใช้ลวดหนา 0.38 มม. สำหรับสมมาตร, HARV2_160 และ HARV2_60 มีวงจรของเหลวของตัวเองปั๊มวาล์วและด้านเย็น (หมายเหตุเสริม 8) สองหน่วย HARV2 แบ่งปันอ่างเก็บน้ำความร้อนภาชนะบรรจุ 3 ลิตร (30 ซม. x 20 ซม. x 5 ซม.) บนแผ่นร้อนสองแผ่นพร้อมแม่เหล็กหมุน ต้นแบบทั้งแปดตัวเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าแบบขนาน หน่วยย่อย HARV2_160 และ HARV2_60 ทำงานพร้อมกันในวัฏจักรโอลสันทำให้เกิดการเก็บเกี่ยวพลังงาน 11.2 J.
วาง PST MLC หนา 0.5 มม. ลงในท่อ polyolefin ด้วยเทปสองด้านและลวดทั้งสองด้านเพื่อสร้างพื้นที่สำหรับของเหลวในการไหล เนื่องจากมีขนาดเล็กต้นแบบจึงถูกวางไว้ถัดจากวาล์วอ่างเก็บน้ำร้อนหรือเย็นซึ่งลดเวลารอบ
ใน PST MLC จะใช้สนามไฟฟ้าคงที่โดยใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่กับสาขาเครื่องทำความร้อน เป็นผลให้กระแสความร้อนเชิงลบถูกสร้างขึ้นและเก็บพลังงาน หลังจากให้ความร้อนกับ PST MLC สนามจะถูกลบออก (V = 0) และพลังงานที่เก็บไว้ในนั้นจะถูกส่งกลับไปยังตัวนับต้นฉบับซึ่งสอดคล้องกับการสนับสนุนอีกหนึ่งพลังงานที่เก็บรวบรวม ในที่สุดด้วยแรงดันไฟฟ้า V = 0 ใช้ MLC PST จะถูกทำให้เย็นลงกับอุณหภูมิเริ่มต้นเพื่อให้วัฏจักรสามารถเริ่มต้นได้อีกครั้ง ในขั้นตอนนี้พลังงานจะไม่ถูกรวบรวม เราวิ่งรอบ Olsen โดยใช้ Keithley 2410 Sourcemeter ชาร์จ PST MLC จากแหล่งแรงดันไฟฟ้าและตั้งค่าการจับคู่ปัจจุบันเป็นค่าที่เหมาะสมเพื่อให้เก็บคะแนนได้เพียงพอในระหว่างขั้นตอนการชาร์จสำหรับการคำนวณพลังงานที่เชื่อถือได้
ในรอบสเตอร์ลิง PST MLCs ถูกเรียกเก็บเงินในโหมดแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่ค่าสนามไฟฟ้าเริ่มต้น (แรงดันเริ่มต้น VI> 0) กระแสการปฏิบัติตามที่ต้องการเพื่อให้ขั้นตอนการชาร์จใช้เวลาประมาณ 1 วินาที (และมีการรวบรวมคะแนนเพียงพอสำหรับการคำนวณพลังงานที่เชื่อถือได้) และอุณหภูมิเย็น ในรอบสเตอร์ลิง PST MLCs ถูกเรียกเก็บเงินในโหมดแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่ค่าสนามไฟฟ้าเริ่มต้น (แรงดันเริ่มต้น VI> 0) กระแสการปฏิบัติตามที่ต้องการเพื่อให้ขั้นตอนการชาร์จใช้เวลาประมาณ 1 วินาที (และมีการรวบรวมคะแนนเพียงพอสำหรับการคำนวณพลังงานที่เชื่อถือได้) และอุณหภูมิเย็น виклахстирлинга PST mlc заряжалисьимежимеисточниканапряженияриначачамрзененикаченสาธารณะ (началноенапрoveжение vi> 0), желаемомодатливоธรอน достаточноеоличествоточекяถึงคน ในรอบ PST MLC สเตอร์ลิงพวกเขาถูกเรียกเก็บเงินในโหมดแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่ค่าเริ่มต้นของสนามไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น VI> 0) กระแสอัตราผลตอบแทนที่ต้องการเพื่อให้ระยะการชาร์จใช้เวลาประมาณ 1 วินาที (และมีจำนวนคะแนนเพียงพอสำหรับการคำนวณพลังงานที่เชื่อถือได้) และอุณหภูมิเย็น在斯特林循环中， PST MLC 在电压源模式下以初始电场值（初始电压 VI> 0) 充电， 所需的顺应电流使得充电步骤大约需要 1 秒（并且收集了足够的点以可靠地计算能量）） 和低温。和低温。）) ในวัฏจักรหลัก PST MLC จะถูกชาร์จที่ค่าสนามไฟฟ้าเริ่มต้น (แรงดันเริ่มต้น VI> 0) ในโหมดแหล่งแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้กระแสการปฏิบัติตามกฎระเบียบที่ต้องการใช้เวลาประมาณ 1 วินาทีสำหรับขั้นตอนการชาร์จ (และเรารวบรวมคะแนนเพียงพอที่จะคำนวณได้อย่างน่าเชื่อถือ (พลังงาน) และอุณหภูมิต่ำ виклестирлинга PST mlc заряжаетсяврежимеисточниканапряженияสอบ напряжение vi> 0), тебемыйтокодатливоститакоค่อนข้างสมบูรณ์ количествоточек, чтоынадежнорассчитатьнергию) инизкиетературы) ในรอบสเตอร์ลิง PST MLC จะถูกชาร์จในโหมดแหล่งแรงดันไฟฟ้าด้วยค่าเริ่มต้นของสนามไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น VI> 0) กระแสการปฏิบัติตามที่จำเป็นนั้นเป็นเช่นนั้นขั้นตอนการชาร์จใช้เวลาประมาณ 1 วินาที (และจำนวนคะแนนที่เพียงพอก่อนที่ PST MLC จะร้อนขึ้นให้เปิดวงจรโดยใช้กระแสการจับคู่ของ I = 0 Ma (กระแสการจับคู่ขั้นต่ำที่แหล่งวัดของเราสามารถจัดการได้คือ 10 Na) เป็นผลให้ประจุยังคงอยู่ใน PST ของ MJK และแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเมื่อตัวอย่างร้อนขึ้น ไม่มีการเก็บพลังงานในแขน BC เพราะ i = 0 ma หลังจากถึงอุณหภูมิสูงแรงดันไฟฟ้าใน MLT ft จะเพิ่มขึ้น (ในบางกรณีมากกว่า 30 เท่าดูรูปที่ 7.2 เพิ่มเติม) MLK ft จะถูกปล่อยออกมา (V = 0) และพลังงานไฟฟ้าจะถูกเก็บไว้ในนั้นเช่นเดียวกับประจุเริ่มต้น การติดต่อในปัจจุบันเดียวกันจะถูกส่งกลับไปยังแหล่งเมตร เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับพลังงานที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิสูงสูงกว่าสิ่งที่ให้ไว้ในช่วงเริ่มต้นของวัฏจักร ดังนั้นพลังงานได้มาจากการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า
เราใช้ Keithley 2410 SourceMeter เพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ใช้กับ PST MLC พลังงานที่สอดคล้องกันถูกคำนวณโดยการรวมผลิตภัณฑ์ของแรงดันไฟฟ้าและการอ่านปัจจุบันโดยเครื่องวัดแหล่งที่มาของ Keithley, \ (e = {\ int} _ {0}^{\ tau} {i} _ ({\ rm {meas)}} \ left (t \ ขวา) τเป็นช่วงเวลาของระยะเวลา บนเส้นโค้งพลังงานของเราค่าพลังงานเชิงบวกหมายถึงพลังงานที่เราต้องให้กับ MLC PST และค่าลบหมายถึงพลังงานที่เราสกัดจากพวกเขาและดังนั้นพลังงานที่ได้รับ พลังงานสัมพัทธ์สำหรับวงจรการรวบรวมที่กำหนดนั้นถูกกำหนดโดยการหารพลังงานที่รวบรวมไว้ตามช่วงเวลาτของรอบทั้งหมด
ข้อมูลทั้งหมดจะถูกนำเสนอในข้อความหลักหรือในข้อมูลเพิ่มเติม ตัวอักษรและคำขอสำหรับวัสดุควรถูกนำไปยังแหล่งที่มาของข้อมูล AT หรือ ED ที่ให้มาพร้อมกับบทความนี้
Ando Junior, OH, Maran, Alo & Henao, NC การทบทวนการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ microgenerators thermoelectric สำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงาน Ando Junior, OH, Maran, Alo & Henao, NC การทบทวนการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ microgenerators thermoelectric สำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานAndo Junior, Ohio, Maran, Alo และ Henao, NC ภาพรวมของการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ microgenerator thermoelectric สำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงาน Ando Junior, Oh, Maran, Alo & Henao, NC 回顾用于能量收集的热电微型发电机的开发和应用。 Ando Junior, Oh, Maran, Alo & Henao, NCAndo Junior, Ohio, Maran, Alo และ Henao, NC กำลังพิจารณาการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ microgenerators thermoelectric สำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานประวัติย่อ. สนับสนุน. Energy Rev. 91, 376–393 (2018)
Polman, A. , Knight, M. , Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ WC: ประสิทธิภาพปัจจุบันและความท้าทายในอนาคต Polman, A. , Knight, M. , Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ WC: ประสิทธิภาพปัจจุบันและความท้าทายในอนาคตPolman, A. , Knight, M. , Garnett, Ek, Ehrler, B. และ Sinke, วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ VK: ประสิทธิภาพในปัจจุบันและความท้าทายในอนาคต Polman, A. , Knight, M. , Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC 光伏材料： 目前的效率和未来的挑战。目前的效率和未来的挑战。 Polman, A. , Knight, M. , Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, วัสดุแสงอาทิตย์ WC: ประสิทธิภาพในปัจจุบันและความท้าทายในอนาคตPolman, A. , Knight, M. , Garnett, Ek, Ehrler, B. และ Sinke, วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ VK: ประสิทธิภาพในปัจจุบันและความท้าทายในอนาคตวิทยาศาสตร์ 352, Aad4424 (2016)
Song, K. , Zhao, R. , Wang, Zl & Yang, Y. เอฟเฟกต์ pyro-piezoelectric ร่วมกันสำหรับอุณหภูมิพร้อมกันและการตรวจจับแรงดัน Song, K. , Zhao, R. , Wang, Zl & Yang, Y. ผลกระทบ Pyro-piezoelectric สำหรับอุณหภูมิพร้อมกันและการตรวจจับแรงดันSong K. , Zhao R. , Wang Zl และ Yan Yu ผลรวมของ pyropiezoelectric สำหรับการวัดอุณหภูมิและความดันพร้อมกัน Song, K. , Zhao, R. , Wang, Zl & Yang, Y. 用于自供电同时温度和压力传感的联合热压电效应。 Song, K. , Zhao, R. , Wang, Zl & Yang, Y. สำหรับการขับเคลื่อนด้วยตนเองในเวลาเดียวกันกับอุณหภูมิและความดันSong K. , Zhao R. , Wang Zl และ Yan Yu ผลกระทบของ Thermopiezoelectric รวมกันสำหรับการวัดอุณหภูมิและความดันพร้อมกันซึ่งไปข้างหน้า. Alma Mater 31, 1902831 (2019)
Sebald, G. , Pruvost, S. & Guyomar, D. การเก็บเกี่ยวพลังงานตามวัฏจักรของ Ericsson Pyroelectric ในเซรามิก ferroelectric ที่ผ่อนคลาย Sebald, G. , Pruvost, S. & Guyomar, D. การเก็บเกี่ยวพลังงานตามวัฏจักรของ Ericsson Pyroelectric ในเซรามิก ferroelectric ที่ผ่อนคลายSebald G. , Prouvost S. และ Guyomar D. การเก็บเกี่ยวพลังงานตามวัฏจักรของ pyroelectric Ericsson ในเซรามิก ferroelectric relaxorSebald G. , Prouvost S. และ Guyomar D. การเก็บเกี่ยวพลังงานในเซรามิก ferroelectric ที่ผ่อนคลายบนพื้นฐานของ Ericsson pyroelectric ปั่นจักรยาน โรงเรียนอัลมาสมาร์ท โครงสร้าง. 17, 15012 (2007)
Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, RW Electrocaloric รุ่นต่อไปและวัสดุ pyroelectric สำหรับการเชื่อมต่อพลังงานของโซลิดสเตต Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, RW Electrocaloric รุ่นต่อไปและวัสดุ pyroelectric สำหรับการเชื่อมต่อพลังงานของโซลิดสเตต Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, rw эектрокалорическиеиироэектрическиетериаыก็ได้ Взаимногореобразованиятвердотелнойектротермическойнергиииииичектротероgle Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, RW Next Electrocaloric และวัสดุ pyroelectric สำหรับการเชื่อมต่อพลังงานไฟฟ้าของสถานะของแข็ง Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, RW 用于固态电热能相互转换的下一代电热和热释电材料。 Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, rw эектрокалорическиеиироэектрическиетериаыก็ได้ Взаимногореобразованиятвердотелнойектротермическойнергиииииичектротероgle Alpay, SP, Mantese, J. , Trolier-McKinstry, S. , Zhang, Q. & Whatmore, RW Next Electrocaloric และวัสดุ pyroelectric สำหรับการเชื่อมต่อพลังงานไฟฟ้าของสถานะของแข็งเลดี้บูล 39, 1099–1109 (2014)
Zhang, K. , Wang, Y. , Wang, ZL & Yang, Y. Standard และรูปแบบของ Merit สำหรับการหาปริมาณประสิทธิภาพของ pyroelectric nanogenerators Zhang, K. , Wang, Y. , Wang, ZL & Yang, Y. Standard และรูปแบบของ Merit สำหรับการหาปริมาณประสิทธิภาพของ pyroelectric nanogeneratorsZhang, K. , Wang, Y. , Wang, ZL และ Yang, Yu คะแนนมาตรฐานและคุณภาพสำหรับการหาปริมาณประสิทธิภาพของ pyroelectric nanogenerators Zhang, K. , Wang, Y. , Wang, Zl & Yang, Y. 用于量化热释电纳米发电机性能的标准和品质因数。 Zhang, K. , Wang, Y. , Wang, Zl & Yang, Y.Zhang, K. , Wang, Y. , Wang, ZL และ Yang, Yu เกณฑ์และมาตรการประสิทธิภาพสำหรับการหาปริมาณประสิทธิภาพของ nanogenerator pyroelectricNano Energy 55, 534–540 (2019)
Crossley, S. , Nair, B. , Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Electrocaloric Cooling รอบในตะกั่ว Scandium tantalate ด้วยการฟื้นฟูที่แท้จริงผ่านการเปลี่ยนแปลงของสนาม Crossley, S. , Nair, B. , Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Electrocaloric Cooling รอบในตะกั่ว Scandium tantalate ด้วยการฟื้นฟูที่แท้จริงผ่านการเปลี่ยนแปลงของสนามCrossley, S. , Nair, B. , Watmore, RW, Moya, X. และ Mathur, ND Electrocaloric Cooling Cyling ในสแตนเทียม tantalate ด้วยการฟื้นฟูที่แท้จริงโดยการปรับเปลี่ยนภาคสนาม Crossley, S. , Nair, B. , Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, Nd 钽酸钪铅的电热冷却循环， 通过场变化实现真正的再生。通过场变化实现真正的再生。 Crossley, S. , Nair, B. , Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND แทนทาลัม酸钪钪钪钪钪钪钪钪电求的电池水水水水水气水在电影在在线电影。Crossley, S. , Nair, B. , Watmore, RW, Moya, X. และ Mathur, และวงจรการระบายความร้อนด้วยไฟฟ้าของ Scandium-Lead Tantalate สำหรับการฟื้นฟูที่แท้จริงผ่านการกลับรายการภาคสนามฟิสิกส์รายได้ x 9, 41002 (2019)
Moya, X. , Kar-Narayan, S. & Mathur, วัสดุแคลอรี่ ND ใกล้กับการเปลี่ยนเฟส Ferroic Moya, X. , Kar-Narayan, S. & Mathur, วัสดุแคลอรี่ ND ใกล้กับการเปลี่ยนเฟส FerroicMoya, X. , Kar-Narayan, S. และ Mathur, วัสดุแคลอรี่ ND ใกล้กับการเปลี่ยนเฟส Ferroid Moya, X. , Kar-Narayan, S. & Mathur, ND 铁质相变附近的热量材料。 Moya, X. , Kar-Narayan, S. & Mathur, วัสดุความร้อน ND ใกล้กับโลหะโลหะMoya, X. , Kar-Narayan, S. และ Mathur, วัสดุความร้อน ND ใกล้กับการเปลี่ยนเฟสเหล็กนัต Alma Mater 13, 439–450 (2014)
Moya, X. & Mathur, วัสดุแคลอรี่ ND สำหรับการระบายความร้อนและความร้อน Moya, X. & Mathur, วัสดุแคลอรี่ ND สำหรับการระบายความร้อนและความร้อนMoya, X. และ Mathur, วัสดุความร้อน ND สำหรับการระบายความร้อนและความร้อน Moya, X. & Mathur, nd 用于冷却和加热的热量材料。 Moya, X. & Mathur, วัสดุความร้อนและความร้อนและความร้อนMoya X. และ Mathur ND วัสดุความร้อนสำหรับการระบายความร้อนและความร้อนวิทยาศาสตร์ 370, 797–803 (2020)
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric Coolers: บทวิจารณ์ Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric Coolers: บทวิจารณ์Torello, A. และ Defay, E. Electrocaloric Chillers: บทวิจารณ์ Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器： 评论。评论。 Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器： 评论。评论。Torello, A. และ Defay, E. electrothermal coolers: รีวิวขั้นสูง. อิเล็กทรอนิกส์ โรงเรียนเก่า 8. 2101031 (2022)
Nuchokgwe, Y. et al. ประสิทธิภาพการใช้พลังงานมหาศาลของวัสดุไฟฟ้าใน Scandium-Scandium-lead การสื่อสารระดับชาติ 12, 3298 (2021)
Nair, B. et al. เอฟเฟกต์ไฟฟ้าของตัวเก็บประจุหลายชั้นออกไซด์มีขนาดใหญ่ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ธรรมชาติ 575, 468–472 (2019)
Torello, A. et al. ช่วงอุณหภูมิขนาดใหญ่ในเครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้า วิทยาศาสตร์ 370, 125–129 (2020)
Wang, Y. et al. ระบบทำความเย็น Elegtrothermal State Solid Performance วิทยาศาสตร์ 370, 129–133 (2020)
Meng, Y. et al. คาสเคดอุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยความร้อนด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก พลังงานแห่งชาติ 5, 996–1002 (2020)
Olsen, RB & Brown, DD การแปลงโดยตรงของการเปลี่ยนแปลงความร้อนโดยตรงกับการวัด pyroelectric ที่เกี่ยวข้องกับพลังงานไฟฟ้า Olsen, RB & Brown, DD การแปลงความร้อนโดยตรงอย่างมีประสิทธิภาพสูงเป็นการวัด pyroelectric ที่เกี่ยวข้องกับพลังงานไฟฟ้าOlsen, RB และ Brown, DD การแปลงความร้อนโดยตรงอย่างมีประสิทธิภาพสูงเป็นพลังงานไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการวัด pyroelectric Olsen, RB & Brown, DD 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量。 Olsen, RB & Brown, DDOlsen, RB และ Brown, DD การแปลงโดยตรงของความร้อนเป็นไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการวัด pyroelectricFerroelectrics 40, 17–27 (1982)
Pandya, S. และคณะ ความหนาแน่นพลังงานและพลังงานในฟิล์ม ferroelectric แบบผ่อนคลาย โรงเรียนเก่าแห่งชาติ https://doi.org/10.1038/S41563-018-0059-8 (2018)
Smith, AN & Hanrahan, BM Cascaded Pyroelectric Conversion: เพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนเฟสเฟอร์โรอิเล็กทริกและการสูญเสียทางไฟฟ้า Smith, AN & Hanrahan, BM Cascaded Pyroelectric Conversion: เพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนเฟสเฟอร์โรอิเล็กทริกและการสูญเสียทางไฟฟ้าSmith, AN และ HANRAHAN, BM Cascaded Pyroelectric Conversion: การเปลี่ยนเฟสเฟอร์โรอิเล็กทริกและการเพิ่มประสิทธิภาพการสูญเสียทางไฟฟ้า Smith, An & Hanrahan, BM 级联热释电转换： 优化铁电相变和电损耗。 Smith, An & Hanrahan, BMSmith, AN และ HANRAHAN, BM Cascaded Pyroelectric Conversion: การเพิ่มประสิทธิภาพของการเปลี่ยนเฟสเฟอร์โรอิเล็กทริกและการสูญเสียทางไฟฟ้าJ. แอปพลิเคชัน ฟิสิกส์. 128, 24103 (2020)
Hoch, SR การใช้วัสดุ ferroelectric เพื่อแปลงพลังงานความร้อนเป็นไฟฟ้า กระบวนการ. IEEE 51, 838–845 (1963)
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Cascaded Pyroelectric Energy Converter Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Cascaded Pyroelectric Energy ConverterOlsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM และ Dullea, J. Cascade Pyroelectric Power Converter Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器。 Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器。Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM และ Dullea, J. Cascaded Pyroelectric Power ConvertersFerroelectrics 59, 205–219 (1984)
Shebanov, L. & Borman, K. ในสารละลายทึบตะกั่ว-สแตนเทียมที่มีเอฟเฟกต์ไฟฟ้าสูง Shebanov, L. & Borman, K. ในสารละลายทึบตะกั่ว-สแตนเทียมที่มีเอฟเฟกต์ไฟฟ้าสูงShebanov L. และ Borman K. ในการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งของ lead-scandium tantalate ที่มีเอฟเฟกต์ไฟฟ้าสูง Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Shebanov, L. & Borman, K.Shebanov L. และ Borman K. ในการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็ง-Lead-Lead-Scandium ที่มีเอฟเฟกต์ไฟฟ้าสูงFerroelectrics 127, 143–148 (1992)
เราขอบคุณ N. Furusawa, Y. Inoue และ K. Honda สำหรับความช่วยเหลือในการสร้าง MLC PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB และ ED ขอบคุณมูลนิธิวิจัยแห่งชาติลักเซมเบิร์ก (FNR) สำหรับการสนับสนุนงานนี้ผ่าน Camelheat C17/MS/11703691/Defay, Massena Pride/15/10935404/Defay Bridges2021/MS/16282302/CECOHA/Defay
กรมวิจัยและเทคโนโลยีสถาบันเทคโนโลยีลักเซมเบิร์ก (LIST), Belvoir, ลักเซมเบิร์ก