Revisión de películas delgadas y materiales basados en si para la recolección de energía termoeléctrica y su integración en dispositivos electrónicos para sistemas de gestión de energía
Autores: Ascencio-Hurtado, Carlos Roberto; Ambrosio Lázaro, Roberto C.; Estrada-López, Johan Jair; Torres Jacome, Alfonso
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Revisión de películas delgadas y materiales basados en si para la recolección de energía termoeléctrica y su integración en dispositivos electrónicos para sistemas de gestión de energía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Recolectores de energía
Medio ambiente
Materiales piezoeléctricos
PZT
Silicio
Termoeléctrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 50
Citaciones: Sin citaciones
Los recolectores de energía son sistemas autónomos capaces de capturar, procesar, almacenar y utilizar pequeñas cantidades de energía gratuita del entorno circundante. Tales recolectores de energía suelen implicar tres etapas fundamentales: un microgenerador o transductor de energía, un elevador de voltaje o convertidor de potencia, y un componente de almacenamiento de energía. En el caso de la recolección de vibraciones mecánicas del entorno, se han utilizado materiales piezoeléctricos como transductores. Por ejemplo, el PZT (plomo circonato titanato) es una cerámica piezoeléctrica ampliamente utilizada debido a su alto factor de acoplamiento electromecánico. Sin embargo, la integración de PZT en silicio plantea ciertas limitaciones, no solo en la etapa de recolección, sino también en la incorporación de un circuito electrónico de gestión de energía. Por otro lado, en la recolección de energía termoeléctrica (TE), un enfoque reciente implica el uso de materiales abundantes, respetuosos con el medio ambiente y de bajo costo que son compatibles con la tecnología CMOS, como las nanoestructuras de compuestos basados en silicio para dispositivos de películas delgadas TE. Por lo tanto, esta revisión tiene como objetivo presentar los avances actuales en la fabricación e integración de dispositivos de películas delgadas basados en Si para aplicaciones de recolección de energía TE. Además, este artículo también destaca algunos desarrollos recientes en arquitecturas electrónicas que tienen como objetivo mejorar la eficiencia general del sistema completo de recolección de energía.
Descripción
Los recolectores de energía son sistemas autónomos capaces de capturar, procesar, almacenar y utilizar pequeñas cantidades de energía gratuita del entorno circundante. Tales recolectores de energía suelen implicar tres etapas fundamentales: un microgenerador o transductor de energía, un elevador de voltaje o convertidor de potencia, y un componente de almacenamiento de energía. En el caso de la recolección de vibraciones mecánicas del entorno, se han utilizado materiales piezoeléctricos como transductores. Por ejemplo, el PZT (plomo circonato titanato) es una cerámica piezoeléctrica ampliamente utilizada debido a su alto factor de acoplamiento electromecánico. Sin embargo, la integración de PZT en silicio plantea ciertas limitaciones, no solo en la etapa de recolección, sino también en la incorporación de un circuito electrónico de gestión de energía. Por otro lado, en la recolección de energía termoeléctrica (TE), un enfoque reciente implica el uso de materiales abundantes, respetuosos con el medio ambiente y de bajo costo que son compatibles con la tecnología CMOS, como las nanoestructuras de compuestos basados en silicio para dispositivos de películas delgadas TE. Por lo tanto, esta revisión tiene como objetivo presentar los avances actuales en la fabricación e integración de dispositivos de películas delgadas basados en Si para aplicaciones de recolección de energía TE. Además, este artículo también destaca algunos desarrollos recientes en arquitecturas electrónicas que tienen como objetivo mejorar la eficiencia general del sistema completo de recolección de energía.