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半導(dǎo)體所設(shè)計(jì)出新型具有穩(wěn)壓效應(yīng)的超級(jí)電容器系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2014-06-23 來源:半導(dǎo)體所 收藏

  隨著科技不斷飛速地發(fā)展,人類對(duì)高性能多功能集成器件產(chǎn)生了迫切的需求。創(chuàng)新性的集成系統(tǒng)不僅能夠避免空間和能量的浪費(fèi),而且通過多種器件的集成化能夠獲得新的特性,從而有利于實(shí)現(xiàn)未來電子與光電子器件的尺寸最小化和功能最大化。作為新型能源存儲(chǔ)器件之一的憑借高功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和高安全性等優(yōu)勢(shì)而獲得廣泛的關(guān)注。但在放電使用過程中的電壓會(huì)出現(xiàn)顯著降低,因而造成它不能穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)其他電子/光電子器件。為解決這一問題,需要將與穩(wěn)壓元件連接來獲得穩(wěn)壓特性。遺憾的是,現(xiàn)有的穩(wěn)壓系統(tǒng)普遍存在一些不足之處,如需要繁雜的電路、較高的成本以及較復(fù)雜的制備過程等。新興的憶阻器被譽(yù)為第四種基本電路元件,具有對(duì)電阻的時(shí)間記憶特性。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/248642.htm

  中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈國(guó)震研究員與武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室陳娣教授、徐智謀教授等團(tuán)隊(duì)合作,利用憶阻器對(duì)電阻的時(shí)間記憶特性,創(chuàng)新性地提出了將憶阻器與超級(jí)電容器集成,成功地實(shí)現(xiàn)了具有穩(wěn)壓特性的超級(jí)電容器系統(tǒng)。在這項(xiàng)工作中,首先采用納米壓印技術(shù)構(gòu)建了基于PCBM的柔性超級(jí)電容器,該器件顯示出良好的循環(huán)壽命(1000次循環(huán)的容量衰減率為6.4%)、提升的電容值(33mFcm-2)和穩(wěn)定的機(jī)械穩(wěn)定性和較高的柔性。由于沒有穩(wěn)壓?jiǎn)卧@種柔性超級(jí)電容器在放電過程顯示了顯著的電壓降低現(xiàn)象。為解決這一問題,研究人員將其與基于SnO2納米顆粒薄膜的憶阻器集成到一起,所得到的超級(jí)電容器系統(tǒng)顯示了明顯改善的壓降特性,在200秒的放電過程中表現(xiàn)出極低的電壓降低現(xiàn)象(約0.06V),這揭示出了這種新型的超級(jí)電容器系統(tǒng)擁有較好的穩(wěn)壓特性。

  圖1.采用納米壓印制作柔性超級(jí)電容器的工藝流程。

  圖2.集成了憶阻器的超級(jí)電容器系統(tǒng)具有顯著的穩(wěn)壓效應(yīng)。

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