面向新型電力傳感器的能量收集技術(shù)

摘 要：電力傳感器作為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)是保證能源互聯(lián)網(wǎng)高效運(yùn)行的前提。然而，傳統(tǒng)供電方式存在諸多局限。全面梳理了面向新型電力傳感器的能量收集技術(shù)，包括振動(dòng)能量收集、溫差能量收集、光伏能量收集和電磁能量收集等，這些技術(shù)利用環(huán)境中的分布式能源，通過不同的轉(zhuǎn)換機(jī)理為傳感器提供電力，有望解決供電難題。闡述了各種能量收集技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了目前所面臨的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，如能量轉(zhuǎn)換效率低、工作條件要求苛刻、器件可靠性和集成度有待提高等；探討了未來能量收集技術(shù)的創(chuàng)新方向，包括開發(fā)新型高性能材料、優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用復(fù)合式收集技術(shù)等，以期實(shí)現(xiàn)更高的能量利用效率，滿足新型電力傳感器的實(shí)際需求，推動(dòng)智能電網(wǎng)等相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。

關(guān) 鍵 詞：能量收集技術(shù)；電力傳感器；分布式能源；振動(dòng)能量收集；溫差能量收集；光伏能量收集；電磁能量收集；轉(zhuǎn)化效率；可靠性；集成度

中圖分類號(hào)：ＴＭ３４３ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 文章編號(hào)：１０００－１６４６（２０２４）０５－０５６８－１１

電力傳感器作為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在感知電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)，電力傳感器在配電自動(dòng)化、用戶側(cè)能源管理等新興應(yīng)用場(chǎng)景中的需求也在不斷攀升。然而，電力傳感器的供電問題一直影響其廣泛的應(yīng)用和發(fā)展［１］。傳統(tǒng)的有線供電和電池供電方式各有局限。有線供電雖然可靠性高，但對(duì)于需要頻繁部署和移動(dòng)的傳感器應(yīng)用場(chǎng)景來說，布線工作量大、維護(hù)成本高等問題嚴(yán)重限制了系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。而電池供電方式則面臨能量密度低、使用壽命短、更換頻繁等問題，不僅增加了運(yùn)維成本，還存在安全隱患，尤其對(duì)于布置在偏遠(yuǎn)或地下管線的傳感器來說，更換電池的成本和難度更大。這些供電問題不僅影響了電力傳感器的性能，也阻礙了智能電網(wǎng)等新型電力應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展［１－２］。

近年來，隨著先進(jìn)制造技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微能量收集技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，為解決電力傳感器供電難題提供了新契機(jī)。電力應(yīng)用場(chǎng)景中豐富的風(fēng)能、光能、振動(dòng)能、溫差能等可再生能源，為能量收集技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。通過有效利用這些環(huán)境能量為電力傳感器供電，不僅可以解決其持續(xù)穩(wěn)定供電的問題，還能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自供電和無源化，從而降低運(yùn)維成本、提高設(shè)備的可靠性，甚至可以帶來一些新的應(yīng)用場(chǎng)景［３－５］。因此，深入研究新型電力傳感器的能量收集技術(shù)，梳理其發(fā)展現(xiàn)狀，分析應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，對(duì)于推動(dòng)電力傳感器及相關(guān)智能電網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。本文將從新型電力傳感器的特點(diǎn)與能量需求分析、能量收集技術(shù)在電力傳感器中的應(yīng)用現(xiàn)狀、能量收集技術(shù)的研究難點(diǎn)和創(chuàng)新方向３個(gè)方面入手，全面梳理這一領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和未來趨勢(shì)，為相關(guān)技術(shù)研究提供有價(jià)值的參考。

１ 能量收集技術(shù)綜述

面向新型電力傳感器，能量收集技術(shù)被視為解決其持續(xù)穩(wěn)定供電問題的有效方案，能量收集技術(shù)利用環(huán)境中各種形式的分布式可再生能源，通過特定的轉(zhuǎn)換機(jī)理，將其轉(zhuǎn)化為可直接使用的電能，為電力傳感器等設(shè)備提供持續(xù)穩(wěn)定的供電。電力傳感器的應(yīng)用環(huán)境中蘊(yùn)藏著豐富的動(dòng)能、熱能、太陽能和電磁能等，其產(chǎn)生條件、分布特征和能量密度各不相同，具體情況如表１所示。

針對(duì)不同類型的分布式能源，能量收集技術(shù)采用不同的轉(zhuǎn)換機(jī)理實(shí)現(xiàn)能量收集。振動(dòng)發(fā)電利用壓電、靜電或電磁效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；熱電發(fā)電基于熱電效應(yīng)原理，從溫差中直接獲取電能；太陽能電池通過光伏效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光能－電能轉(zhuǎn)換；電磁感應(yīng)技術(shù)從交流電流的磁場(chǎng)中收集能量。上述技術(shù)分別對(duì)應(yīng)力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)等不同的物理學(xué)領(lǐng)域。通過多年發(fā)展，這些主流能量收集技術(shù)已經(jīng)逐步成熟。

１.１ 振動(dòng)能量收集技術(shù)

振動(dòng)能量收集技術(shù)可將振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能進(jìn)而為傳感器供電，振動(dòng)能量具有分布范圍廣、持續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此受到廣泛關(guān)注。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的機(jī)理不同，振動(dòng)能量收集技術(shù)主要包括靜電式、壓電式和摩擦式３種類型［６］。

１.１.１ 靜電式振動(dòng)能量收集技術(shù)

靜電式振動(dòng)能量收集的基本機(jī)理是利用帶電運(yùn)動(dòng)部件在電場(chǎng)中的逆位移變化產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種方式通常需要在電容器兩極板之間施加初始電壓偏置，以產(chǎn)生基礎(chǔ)電勢(shì)差。其３種典型的結(jié)構(gòu)如圖１所示，當(dāng)外部振動(dòng)作用于裝置時(shí)，電容器極板發(fā)生相對(duì)位移，引起電容值的變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流輸出。早在２００１年，ＭＥＮＩＮＧＥＲ等［８］研究了基于靜電轉(zhuǎn)換的能量收集裝置，包括庫侖阻尼諧振發(fā)電機(jī)和電壓阻尼諧振發(fā)電機(jī)等。靜電式振動(dòng)能量收集不需要使用新型功能材料，更容易實(shí)現(xiàn)與微機(jī)電系統(tǒng)（ＭＥＭＳ）集成，且無須考慮諧振效應(yīng)，具有較寬的頻帶收集范圍，但需要在電容器兩極板間施加初始電壓偏置，無法實(shí)現(xiàn)完全的自供電，而且其輸出特點(diǎn)為高電壓低電流，加工工藝比較復(fù)雜，能量轉(zhuǎn)換效率較低。

為克服以上缺點(diǎn)，部分研究者開始研究采用駐極體的微型靜電式振動(dòng)能量收集裝置，駐極體在受到振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電荷分離進(jìn)而產(chǎn)生電壓輸出，因此不需要額外供電。２００７年，ＳＴＥＲＫＥＮ等［９］利用微加工技術(shù)制作了這種駐極體能量收集器，可在１ｇ加速度、５００Ｈｚ振動(dòng)頻率和１ＭΩ負(fù)載下輸出２ｎＷ 的功率。隨后，ＮＡＲＵＳＥ等和ＫＬＯＵＢ等［１０－１１］也相繼提出了基于ＭＥＭＳ技術(shù)的低頻靜電式微型能量收集裝置，并分別取得了４０μＷ 和５μＷ 的輸出功率。這些研究表明，利用駐極體效應(yīng)可以在一定程度上解決靜電式振動(dòng)能量收集裝置需要外部電源偏置的問題。總的來說，靜電式振動(dòng)能量收集技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于集成的優(yōu)點(diǎn)，但其發(fā)電功率較低，無法完全實(shí)現(xiàn)自供電，因此主要應(yīng)用于芯片內(nèi)部的振動(dòng)發(fā)電，需要進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)換效率，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

１.１.２ 壓電式振動(dòng)能量收集技術(shù)

壓電式振動(dòng)能量收集是基于壓電材料的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)壓電材料受到外部振動(dòng)力作用而發(fā)生形變時(shí)，材料內(nèi)部產(chǎn)生電極化，會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷，從而產(chǎn)生電勢(shì)差并輸出電能。根據(jù)所受載荷方向的不同，壓電材料通常可以分為３種工作模式：受力方向垂直于極化方向的ｄ３１模式、受力方向平行于極化方向的ｄ３３模式和利用剪切方向載荷的ｄ１５模式。其中ｄ３１模式能在較小力作用下產(chǎn)生較大形變，因此常用于振動(dòng)能量收集［１２］。壓電材料的性能參數(shù)（如能量密度、機(jī)電耦合系數(shù)和轉(zhuǎn)換效率等）的變化，直接影響振動(dòng)能量收集裝置的輸出性能。目前應(yīng)用較為廣泛的壓電材料包括鋯鈦酸鉛（ＰＺＴ）和氟乙烯（ＰＶＤＦ）。ＰＺＴ具有較高的能量密度和轉(zhuǎn)換效率，但易碎且在高頻振動(dòng)下容易疲勞斷裂。相比之下，ＰＶＤＦ具有更好的韌性和使用壽命，但能量密度略低。

除了材料選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是提升壓電納米發(fā)電機(jī)輸出性能的重要途徑。在壓電式振動(dòng)能量收集裝置設(shè)計(jì)中，最為典型的懸臂梁結(jié)構(gòu)如圖２所示。當(dāng)懸臂梁受到振動(dòng)激勵(lì)時(shí)，壓電材料隨之發(fā)生彎曲變形，從而產(chǎn)生電壓輸出。相比于電磁式和靜電式，壓電式振動(dòng)能量收集具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)電轉(zhuǎn)換性能好、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，因此更適用于新型電力傳感器的供電。研究人員在壓電式振動(dòng)能量收集技術(shù)方面取得了不少進(jìn)展。２００６年，ＦＡＮＧ等［１３］基于ＭＥＭＳ技術(shù)設(shè)計(jì)了一種微型壓電懸臂梁收集器，在１ｇ加速度和６.９Ｈｚ頻率下可輸出０.８９８Ｖ和２.１６μＷ 的電壓和功率。２００８年，ＳＨＥＮ等［１４］提出了一種基于ＭＥＭＳ的多層ＰＺＴ結(jié)構(gòu)懸臂式收集器，在２ｇ加速度和４６１.１５Ｈｚ頻率下可輸出２.１５μＷ的功率。為了提高壓電式振動(dòng)能量收集的性能，學(xué)者們還提出了多壓電懸臂梁、寬頻壓電收集器等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新［１５－１７］。此外，近年來針對(duì)可植入電子設(shè)備的應(yīng)用，也出現(xiàn)了基于ＺｎＯ和ＰＺＴ的柔性壓電振動(dòng)能量收集器［１４，１８］?？偟膩碚f，壓電式振動(dòng)能量收集技術(shù)具有較高的能量密度和轉(zhuǎn)換效率，是新型電力傳感器供電的較好選擇之一。但需要進(jìn)一步提高其性能，如擴(kuò)大頻率響應(yīng)范圍、提高集成度等，以滿足新型電力傳感器的實(shí)際需求。

１.１.３ 摩擦式振動(dòng)能量收集技術(shù)

摩擦式振動(dòng)能量收集是基于摩擦起電與靜電感應(yīng)的耦合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。其核心結(jié)構(gòu)是由２種摩擦電性不同的材料組成，在振動(dòng)作用下周期性接觸分離，產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓，從而將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電能。這種收集方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)［２０］，且可利用廣泛存在的各種振動(dòng)形式，因此近年來備受關(guān)注。目前主要有接觸－分離式［２１－２２］和平面滑動(dòng)式［２３－２４］２種工作模式，其工作原理如圖３所示。

２０１２年，中國(guó)科學(xué)院王中林團(tuán)隊(duì)首次提出了摩擦納米發(fā)電機(jī)的概念，并開展了相關(guān)研究［２５］。隨后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)這種新型振動(dòng)能量收集方式進(jìn)行了深入探索，取得了較大進(jìn)展。ＣＨＥＮ等［２６］研究了基于“接觸－分離”工作模式的諧振式摩擦納米發(fā)電機(jī)，在１４.５Ｈｚ共振頻率下可輸出２８７.４Ｖ高電壓和７２６.１ｍＷ／ｍ２ 的功率密度。ＹＡＮＧ等［２７］則提出了采用浮動(dòng)鐵塊的多方向?qū)掝l摩擦納米發(fā)電機(jī)，可同時(shí)收集垂直和水平方向的振動(dòng)能量。盡管摩擦式振動(dòng)能量收集技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也有輸出電壓高、電流較小以及容易受環(huán)境因素影響的缺點(diǎn)，因此限制了其實(shí)際應(yīng)用?？赏ㄟ^優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇性能更佳的摩擦材料等方式來提高其性能。

１.１.４ 復(fù)合式振動(dòng)能量收集技術(shù)

上述幾種振動(dòng)能量收集技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了充分利用不同機(jī)理的優(yōu)勢(shì)，研究人員提出了將２種或多種機(jī)理結(jié)合的復(fù)合式振動(dòng)能量收集裝置（ＨＶＥＨ）［２８－３１］。這種復(fù)合式設(shè)計(jì)可以有效地結(jié)合壓電、電磁、摩擦納米發(fā)電等多種機(jī)理，從而提高能量收集效率和輸出特性。例如，壓電－電磁ＨＶＥＨ結(jié)合了２種機(jī)理的優(yōu)勢(shì)，在同等激勵(lì)條件下，其輸出功率可較單一機(jī)理提高３８％ ～１１８％［２９－３０］。此外，還有基于壓電－電磁－摩擦納米發(fā)電的３種機(jī)理復(fù)合的ＨＶＥＨ，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)可拓寬頻帶響應(yīng)，提高電學(xué)輸出性能［３１］。這種多機(jī)理復(fù)合的方式為振動(dòng)能量收集技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了新的思路。總的來說，復(fù)合式振動(dòng)能量收集技術(shù)是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一，其有望實(shí)現(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)換效率和更寬的頻率響應(yīng)范圍，為微型電子設(shè)備、傳感器等系統(tǒng)的自供電提供可行的解決方案。未來可能會(huì)有更多創(chuàng)新的復(fù)合式振動(dòng)能量收集裝置出現(xiàn)。

１.２ 溫差能量收集技術(shù)

溫差能量收集技術(shù)基于塞貝克效應(yīng)的半導(dǎo)體溫差發(fā)電原理來實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換，又被稱為熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)。當(dāng)熱電材料兩端存在明顯溫差時(shí)，材料內(nèi)部的載流子（電子和空穴）會(huì)在溫差驅(qū)動(dòng)下從熱端向冷端擴(kuò)散，從而在材料兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，進(jìn)而為電力傳感器供電；反之在材料兩端施加電壓則會(huì)形成溫差［３２］。與傳統(tǒng)太陽能、風(fēng)能等可再生能源相比，溫差能具有分布廣泛、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，非常適用于電力傳感器的供電需求。

目前應(yīng)用于電力傳感器的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)主要采用熱電發(fā)電片作為能量轉(zhuǎn)換媒介。熱電片由多個(gè)π型熱電器件以電串聯(lián)熱并聯(lián)的方式組成，以提高整體的輸出電壓和功率。典型的熱電器件由以下幾個(gè)主要部分構(gòu)成：

１）熱電臂。材料采用具有良好熱電性能的半導(dǎo)體，如低溫區(qū)采用Ｂｉ２Ｔｅ３、中溫區(qū)采用半赫斯勒合金、高溫區(qū)采用ＳｉＧｅ等。

２）導(dǎo)電電極。一般為銅或鋁，表面可鍍金以減小接觸電阻。

３）焊料層。采用錫膏或銀基焊料，用于連接電極和熱電臂。

４）陶瓷基板。通常采用氮化鋁或氧化鋁材料，提供機(jī)械支撐。

相比其他能量收集技術(shù)，溫差發(fā)電技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：無須外部光照或風(fēng)力驅(qū)動(dòng)，可在各種環(huán)境下穩(wěn)定工作；體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可集成于小型傳感器設(shè)備中；無噪聲污染，綠色環(huán)保。但目前溫差發(fā)電技術(shù)仍存在一些問題有待解決。首先，現(xiàn)有熱電器件的能量轉(zhuǎn)換效率較低，通常只有５％ ～７％；其次，熱電器件需要兩端溫差超過５℃才能啟動(dòng)工作，而電力應(yīng)用場(chǎng)景中的溫差往往較小，很難滿足啟動(dòng)條件［３２］；此外，溫差發(fā)電技術(shù)的可靠性也有待提高，因?yàn)闊犭娖骷啥藴夭钶^大，會(huì)導(dǎo)致材料的熱膨脹系數(shù)不匹配，從而影響使用壽命［３２－３３］。溫差能量收集裝置結(jié)構(gòu)如圖４所示。

目前，溫差能量收集技術(shù)正朝著提高能量轉(zhuǎn)換效率、降低啟動(dòng)溫差、增強(qiáng)可靠性等方向不斷發(fā)展，為電力傳感器供電等應(yīng)用場(chǎng)景提供新的解決方案。但仍需進(jìn)一步完善熱電材料性能、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及創(chuàng)新性能量收集技術(shù)，以滿足實(shí)際應(yīng)用需求，目前溫差能量收集技術(shù)的具體研究工作正朝以下幾個(gè)方向開展：

１）開發(fā)新型高性能熱電材料。研究人員不斷開發(fā)低溫碲化鉍、中溫半赫斯勒合金以及高溫硅鍺合金等單段式熱電材料，通過優(yōu)化材料組成、晶體結(jié)構(gòu)和制備工藝，顯著提升了熱電優(yōu)值（無量綱）且達(dá)到１.５［３４－３６］。同時(shí)，采用梯度式熱電材料的方法，如載流子濃度梯度、多級(jí)結(jié)構(gòu)梯度和分段式梯度，可大幅擴(kuò)展材料的有效工作溫度范圍，并顯著提高熱電轉(zhuǎn)換效率，最高達(dá)到１２％［３７］。

２）優(yōu)化溫?zé)犭娖骷Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。熱電器件的性能和可靠性除了受材料性能影響，也受器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備工藝的綜合影響。針對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，研究人員通過采用夾層、散熱翅片等措施增大熱端和冷端溫差，提高輸出功率；利用接觸界面改性技術(shù)降低接觸熱阻，改善熱量傳遞開發(fā)適合小溫差環(huán)境的器件結(jié)構(gòu)等［３２］。同時(shí)還需要解決熱電片兩端材料熱膨脹系數(shù)不匹配問題。

３）創(chuàng)新型溫差能量收集方案。除了熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)本身的發(fā)展，研究人員還提出了一些創(chuàng)新性的溫差能量收集方案。如利用溫差能量收集與熱電制冷效應(yīng)的耦合來實(shí)現(xiàn)自供電制冷系統(tǒng)［３８］，滿足電力傳感器對(duì)環(huán)境調(diào)控的需求；開發(fā)適用于微小溫差環(huán)境的溫差發(fā)電技術(shù)，如利用溫差驅(qū)動(dòng)的熱對(duì)流或熱管傳熱現(xiàn)象來降低啟動(dòng)溫差條件，從而擴(kuò)大應(yīng)用范圍［３９－４０］。

１.３ 光伏能量收集技術(shù)

光伏能量收集技術(shù)作為一種成熟的可再生能源轉(zhuǎn)換方式，在新型電力傳感器供電方面具有廣闊的應(yīng)用前景。光伏電池可以直接將光能轉(zhuǎn)換為電能，為傳感器節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定的供電。相比傳統(tǒng)的電池供電，光伏發(fā)電具有無須更換、無污染等優(yōu)點(diǎn)，大大延長(zhǎng)了傳感器的工作壽命，降低了維護(hù)成本。光伏發(fā)電系統(tǒng)通常包括光伏電池陣列、電力轉(zhuǎn)換電路和儲(chǔ)能裝置等部件，可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整整體體積和質(zhì)量，以適應(yīng)不同類型傳感器的集成需求。但是，普通的硅基光伏電池板體積較大、模組結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，很難直接集成到微型傳感器之中。因此，研究人員提出了多種新型集成設(shè)計(jì)方案，如將柔性的薄膜光伏電池貼附在傳感器表面或?qū)⑿滦透咝⑿凸夥姵啬＝M嵌入傳感器外殼內(nèi)部等，實(shí)現(xiàn)了緊湊高效的集成設(shè)計(jì)［４１］。這種設(shè)計(jì)不僅便于安裝部署，還能充分利用傳感器外圍空間進(jìn)行光能收集。同時(shí)，由于光伏技術(shù)無須復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，能夠提高整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠性。

需要指出的是，光伏發(fā)電存在一定的間歇性，無法持續(xù)穩(wěn)定地為傳感器供電。為克服這一缺點(diǎn)，研究者提出了將光伏技術(shù)與其他微型發(fā)電方式相結(jié)合的混合供電方案。例如，可以將光伏電池與振動(dòng)發(fā)電機(jī)、熱電發(fā)電等其他能量收集裝置集成在同一傳感器節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)多種能量來源的互補(bǔ)供給［４１－４２］。這種混合供電系統(tǒng)不僅能提高整體的能量轉(zhuǎn)換效率，還能增強(qiáng)在不同環(huán)境條件下的供電可靠性。此外，針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)工作環(huán)境的特點(diǎn)，研究人員還針對(duì)光伏電池本身的性能進(jìn)行了優(yōu)化創(chuàng)新。例如，提出了基于柔性基板的薄膜光伏電池［４３］，能夠適應(yīng)傳感器設(shè)備的彎曲變形；開發(fā)了抗高溫、抗腐蝕的特種光伏電池材料，提高了在惡劣環(huán)境下的適用性［４４］。這些技術(shù)的突破為光伏能量收集在新型電力傳感器中的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

１.４ 電磁能量收集技術(shù)

電磁能量收集技術(shù)是一種利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，可分為傳統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)換、磁致伸縮轉(zhuǎn)換和磁電復(fù)合式３種形式。傳統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)換式由永磁體、線圈和彈性支撐結(jié)構(gòu)組成，當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)永磁體在線圈中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)法拉第定律永磁體在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無須外加電源、輸出電流大，但輸出電壓較低、體積大、存在電磁干擾。磁致伸縮式則利用磁致伸縮材料在振動(dòng)作用下變形導(dǎo)致磁場(chǎng)變化，進(jìn)而在線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、無電磁干擾，但傳統(tǒng)磁致伸縮材料性能一般，新型材料如Ｔｂ０.３Ｄｙ０.７Ｆｅ１.９２（Ｔｅｒｆｅｎｏｌ-Ｄ）和鎳鐵鋁合金（Ｇａｌｆｅｎｏｌ）表現(xiàn)更佳。２００１年，ＲＹＵ等［４５］提出了一種典型的層狀磁電復(fù)合材料，由２層ＴｅｒｆｅｎｏｌＤ和１層ＰＺＴ組成，通過電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)振動(dòng)能量的電能轉(zhuǎn)換，磁電復(fù)合式結(jié)合磁致伸縮式與壓電式兩種機(jī)理，利用磁致伸縮材料的形變引起的磁場(chǎng)變化和壓電材料的應(yīng)變誘發(fā)的電荷輸出共同耦合，能夠互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)提高整體轉(zhuǎn)換效率，這是該技術(shù)的未來發(fā)展方向。

近些年來，電磁能量收集技術(shù)取得了重要進(jìn)展。在傳統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)換方面，根據(jù)振動(dòng)部件不同，研究者將裝置分為動(dòng)鐵、動(dòng)圈和鐵圈同振３種類型，有利于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。值得關(guān)注的是，２０１０年王佩紅［４６］利用ＭＥＭＳ技術(shù)制作出了新型電磁式裝置并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，提出了一種帶有空氣通道的三明治結(jié)構(gòu)的電磁式振動(dòng)能量采集器的新型設(shè)計(jì)，其最大輸出功率達(dá)２１２μＷ。在磁致伸縮轉(zhuǎn)換方面，研究人員開發(fā)出Ｔｅｒｆｅｎｏｌ-Ｄ、Ｇａｌｆｅｎｏｌ和ＦｅＢＳｉ合金（Ｍｅｔｇｌａｓ）等性能優(yōu)異的超磁致伸縮材料，克服了傳統(tǒng)材料能量密度低、轉(zhuǎn)換效率差的缺陷?；谶@些新材料，提出直驅(qū)式和懸臂式２種典型結(jié)構(gòu)如圖５所示，為實(shí)現(xiàn)高效收集奠定基礎(chǔ)［４７－４８］。其中，ＷＡＮＧ等［４９］基于Ｍｅｔｇｌａｓ材料設(shè)計(jì)的懸臂梁式裝置最高輸出功率為５７６μＷ；ＭＡＴＳＵＩ等［５０］利用自由落體沖擊設(shè)計(jì)的ＴｅｒｆｅｎｏｌＤ裝置最大輸出功率為１０３Ｗ；ＫＩＴＡ等［５１］設(shè)計(jì)的Ｇａｌｆｅｎｏｌ懸臂梁式結(jié)構(gòu)在特定條件下最大瞬時(shí)功率達(dá)到０.７３Ｗ，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到３５％。在磁電復(fù)合式轉(zhuǎn)換技術(shù)方面，近年來，ＢＡＩ等［５２］設(shè)計(jì)了螺旋梁的懸臂梁新型寬頻結(jié)構(gòu)，降低了結(jié)構(gòu)的諧振頻率；ＪＵ等［５３］基于Ｎｉ-ＭｎＧａ／ＰＺＴ磁電復(fù)合材料研究了磁浮式的能量收集裝置，推進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展。此外，針對(duì)電磁式振動(dòng)能量收集裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化也是研究熱點(diǎn)之一。ＫＵＬＫＡＲＮＩ等［５４］在２００６年利用ＭＥＭＳ技術(shù)制作了硅懸臂梁平臺(tái)，并采用不同的永磁體布置方式設(shè)計(jì)了２種微型電磁式收集器，最高輸出功率分別達(dá)到７０μＷ 和８５μＷ。針對(duì)傳統(tǒng)單一頻帶的收集缺點(diǎn)，ＳＡＲＩ等［５５－５６］在２００８年采用ＭＥＭＳ工藝制作了懸臂梁陣列式電磁收集器，通過調(diào)整各梁長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)了較寬的頻帶響應(yīng)，最大輸出功率達(dá)到０.４μＷ。ＫＵＬＡＨ等［５７］還提出利用頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)的方法，將低頻率振動(dòng)轉(zhuǎn)換為較高頻率振動(dòng)，以提高收集效率。

總的來說，電磁能量收集技術(shù)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于集成、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，相比其他能量收集技術(shù)，電磁式能量收集裝置的能量轉(zhuǎn)換效率通常較高，一般可達(dá)３０％ ～５０％；其裝置由永磁體、線圈和彈性結(jié)構(gòu)等簡(jiǎn)單部件組成，無須電池或其他易損耗部件，易于與監(jiān)測(cè)設(shè)備集成，有利于設(shè)備的小型化和智能化，具有良好的可靠性和使用壽命。但電磁能量收集技術(shù)也存在一些不足：

１）對(duì)振動(dòng)頻率敏感。電磁式能量收集裝置的工作頻率與結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān)，對(duì)特定頻段的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換效率較高。

２）輸出功率有限。相比于其他能量收集技術(shù)，電磁式能量收集裝置的輸出功率通常較低，難以滿足某些高功率設(shè)備的需求。

３）受環(huán)境因素影響較大。電磁式能量收集裝置容易受到溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，因此需要采取防護(hù)措施。目前聚焦于提高輸出功率、拓寬工作頻帶、增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性等方面的研究，以進(jìn)一步滿足新型電力傳感器對(duì)能量供給的需求。

各種能量收集技術(shù)對(duì)比結(jié)果如表２所示。

２ 技術(shù)挑戰(zhàn)

能量收集技術(shù)為解決新型電力傳感器持續(xù)穩(wěn)定供電問題提供了有效途徑，針對(duì)不同形式的環(huán)境能源，主要包括振動(dòng)能量、溫差能量和光伏能量等。盡管面向新型電力傳感器的能量收集技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，但仍存在一些關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)亟待解決。

２.１ 能量轉(zhuǎn)換效率較低

目前各類能量收集技術(shù)的能量轉(zhuǎn)換效率普遍較低，最高約為１０％［３７］，這嚴(yán)重限制了能量收集技術(shù)在電力傳感器供電中的應(yīng)用推廣。造成能量轉(zhuǎn)換效率偏低的主要原因包括：

１）材料性能限制?，F(xiàn)有的能量轉(zhuǎn)換材料，如壓電陶瓷、熱電材料、摩擦電材料等，其機(jī)電耦合系數(shù)、熱電性能系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)還有待進(jìn)一步提升。材料性能將直接影響了能量收集裝置的能量轉(zhuǎn)換效率。

２）器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化不足?，F(xiàn)有的能量收集裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化方面還有很大提升空間。如何實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換機(jī)理、材料特性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有機(jī)結(jié)合，是提高能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵。

３）能量管理電路需優(yōu)化。能量收集裝置與負(fù)載之間通常需要能量管理電路來實(shí)現(xiàn)有效的能量傳輸和轉(zhuǎn)換。目前這方面的技術(shù)還不成熟，能量損耗較大，限制了整體的能量轉(zhuǎn)換效率。

２.２ 適應(yīng)性和可靠性差

不同電力傳感器應(yīng)用場(chǎng)景的環(huán)境條件各不相同，如振動(dòng)特性、溫差等差異較大?，F(xiàn)有的能量收集裝置往往只能適用于特定環(huán)境，適應(yīng)性有限。此外，材料疲勞、環(huán)境腐蝕等因素也會(huì)影響能量收集裝置的使用壽命和可靠性。

１）環(huán)境適應(yīng)性差。電力傳感器可能部署在地下管線、高空變電站等復(fù)雜多變的環(huán)境中，溫度、濕度、振動(dòng)頻率等條件差異較大，而現(xiàn)有的能量收集技術(shù)往往只針對(duì)特定條件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，無法兼顧不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

２）使用可靠性差。材料疲勞、環(huán)境腐蝕等因素會(huì)顯著影響能量收集裝置的使用壽命和可靠性，尤其對(duì)布置在偏遠(yuǎn)地區(qū)或地下管線等難以維護(hù)的傳感器來說影響更大。

３）系統(tǒng)穩(wěn)定性差。能量收集裝置輸出的電能通常存在電壓波動(dòng)、功率脈動(dòng)等情況，這會(huì)對(duì)電力傳感器的正常工作產(chǎn)生干擾。

２.３ 與傳感器系統(tǒng)的集成度差

能量收集裝置與電力傳感器的集成設(shè)計(jì)仍需進(jìn)一步優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等目標(biāo)，充分利用有限的空間資源。同時(shí)還要考慮兩者功耗、電壓匹配等因素，提高整體供電系統(tǒng)的性能。

１）體積質(zhì)量?jī)?yōu)化亟待實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的能量收集裝置尺寸較大，且與傳感器分開布置，嚴(yán)重降低了其在實(shí)際應(yīng)用中的靈活性和集成度。需要通過微納制造技術(shù)，開發(fā)集成度更高的能量收集模塊，與傳感器芯片緊湊集成，實(shí)現(xiàn)大幅縮小裝置的體積、質(zhì)量。

２）電氣特性匹配有待優(yōu)化。傳感器系統(tǒng)對(duì)供電的電壓、電流有特定需求，能量收集裝置輸出的電能特性通常難以直接滿足，因此需要采用高效的電能調(diào)理電路，實(shí)現(xiàn)電氣特性的優(yōu)化匹配，確保能量供給與傳感器需求的完美契合。

３）功耗平衡亟待把握?，F(xiàn)有的能量收集技術(shù)通常無法完全彌補(bǔ)傳感器的全部功耗，還需依賴輔助電源支持。需要進(jìn)一步降低傳感器自身的功耗，同時(shí)提高能量收集效率，實(shí)現(xiàn)兩者的動(dòng)態(tài)功耗平衡，最終實(shí)現(xiàn)完全自供電。

２.４ 特殊場(chǎng)景應(yīng)用性低

現(xiàn)有的能量收集技術(shù)主要針對(duì)常規(guī)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境條件，而對(duì)于高溫、高濕、腐蝕等惡劣環(huán)境下的電力傳感器供電需求，仍缺乏適用的解決方案。

１）高溫環(huán)境供電亟待突破。電力傳感器可能部署在變電站、發(fā)電廠等高溫場(chǎng)所，常規(guī)的壓電、熱電等能量收集技術(shù)在高溫下性能會(huì)大幅下降。

２）抗腐蝕供電亟待解決。一些電力傳感器部署于地下管線、海洋環(huán)境等，存在嚴(yán)重的腐蝕問題。現(xiàn)有的能量收集裝置通常無法抵御腐蝕性環(huán)境的侵害。

３）抗沖擊供電亟待實(shí)現(xiàn)。針對(duì)一些特種傳感器，如裝備在運(yùn)載火箭、航天器等飛行器上的傳感器，需要能承受較大的振動(dòng)沖擊，而現(xiàn)有的能量收集技術(shù)在抗沖擊性能方面還比較薄弱。

４）低功耗供電亟待提升。一些低功率傳感器，如無線傳感器節(jié)點(diǎn)，對(duì)供電功率有嚴(yán)格要求，但現(xiàn)有的能量收集技術(shù)普遍還無法滿足這類低功耗設(shè)備的供電需求。

３ 未來發(fā)展趨勢(shì)

針對(duì)目前遇到的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，面向新型電力傳感器的能量收集技術(shù)可能會(huì)朝以下幾個(gè)方向發(fā)展。

３.１ 開發(fā)高性能材料和器件

通過優(yōu)化材料組分、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等手段，進(jìn)一步提高不同能量轉(zhuǎn)換機(jī)理的能量轉(zhuǎn)換效率，如提高壓電材料的耦合系數(shù)、開發(fā)高熱電優(yōu)值的熱電材料等。同時(shí)還要增強(qiáng)這些材料的耐高溫、抗疲勞等性能，提高能量收集裝置的可靠性。例如，研究人員近年來開發(fā)了一種基于聚合物基復(fù)合材料的壓電能量收集器件，其峰值功率密度可達(dá)到１０ｍＷ／ｃｍ３，是目前商用壓電陶瓷的１０倍以上［５８］。這種高性能的壓電復(fù)合材料為提高能量轉(zhuǎn)換效率奠定了基礎(chǔ)。未來，通過材料基因組工程等手段，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換材料，進(jìn)一步推動(dòng)能量收集技術(shù)的性能提升。同時(shí)，器件結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新優(yōu)化也是提高效率的關(guān)鍵著力點(diǎn)，如研發(fā)新型的換能機(jī)構(gòu)、能量管理電路等。

３.２ 融合多種能量收集機(jī)理

通過將振動(dòng)能量收集、溫差能量收集、光伏能量收集等不同技術(shù)集成在同一傳感器節(jié)點(diǎn)上，這些技術(shù)發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建高效穩(wěn)定的混合供電系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境條件。例如，有研究者提出了一種集成壓電、熱電和光伏效應(yīng)于一體的混合能量收集裝置［５９］。該裝置可同時(shí)收集振動(dòng)、溫差以及光照等各類環(huán)境能量，并通過智能電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化管理，實(shí)現(xiàn)綜合供電。這種融合創(chuàng)新的方式，不僅能提高總體的能量轉(zhuǎn)換效率，還能增強(qiáng)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。依托先進(jìn)的微納制造和集成電路技術(shù)，將不同機(jī)理的能量收集模塊集成在同一平臺(tái)上，構(gòu)建智能、高效的混合供電系統(tǒng)。

３.３ 提升系統(tǒng)集成度

通過先進(jìn)的微納制造技術(shù)，將能量收集模塊與傳感器芯片緊湊集成，進(jìn)一步減小裝置的體積、質(zhì)量，提高其可靠性。同時(shí)優(yōu)化能量管理電路，確保能量供給與傳感器需求的完美匹配。例如，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)最近報(bào)告了一種集成了壓電能量收集和信號(hào)調(diào)理電路的單片硅芯片［６０］。該芯片將壓電換能器與電子電路高度集成在同一硅基底上，大幅縮小了整體尺寸。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，該芯片能從微小的機(jī)械振動(dòng)中收集高達(dá)１ｍＷ 的電能，滿足低功耗傳感器的供電需求。未來，可以預(yù)見集成度更高的能量收集－傳感一體化器件會(huì)不斷問世。通過將能量收集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、傳感元件等集成在同一芯片上，不僅能顯著提高供電可靠性，還能大幅簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低成本。這種高度集成的供電解決方案，是面向新型電力傳感器的發(fā)展趨勢(shì)之一。

３.４ 拓展應(yīng)用場(chǎng)景

應(yīng)對(duì)高溫、高濕、腐蝕等惡劣環(huán)境條件，研究人員應(yīng)開發(fā)適用于特種傳感器的能量收集裝置，滿足其供電需求。如開發(fā)高溫耐受的熱電發(fā)電技術(shù)、抗腐蝕的摩擦納米發(fā)電機(jī)等。美國(guó)馬德里大學(xué)的研究人員最近開發(fā)了一種基于鈣鈦礦材料的高溫?zé)犭姲l(fā)電技術(shù)［６１］。該技術(shù)可在７００℃以上的高溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，為高溫傳感器提供可靠供電。此外，青島大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)則提出了一種基于水凝膠復(fù)合材料的摩擦納米發(fā)電機(jī)，在酸堿腐蝕環(huán)境下仍能保持良好輸出性能［６２］。通過材料、結(jié)構(gòu)、集成等方面的創(chuàng)新，使能量收集裝置能夠在苛刻環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，為電力傳感器在特殊應(yīng)用場(chǎng)景中的部署提供強(qiáng)有力的支撐。

通過上述技術(shù)創(chuàng)新，面向新型電力傳感器的能量收集技術(shù)將在提高能量轉(zhuǎn)換效率、增強(qiáng)適應(yīng)性與可靠性、實(shí)現(xiàn)緊湊集成以及拓展特殊應(yīng)用場(chǎng)景等方面取得重大突破，為電力傳感器及其相關(guān)智能電網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展注入新動(dòng)力，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。

４ 結(jié)束語

本文全面梳理了面向新型電力傳感器的幾種主要能量收集技術(shù)及其研究進(jìn)展。振動(dòng)能量收集技術(shù)根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換機(jī)理，可分為靜電式、壓電式和摩擦式等。其中，壓電式憑借較高的能量密度和轉(zhuǎn)換效率被廣泛研究；而摩擦納米發(fā)電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度高而備受關(guān)注。此外，復(fù)合式收集器有望結(jié)合多種機(jī)理的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。溫差能量收集技術(shù)利用熱電效應(yīng)原理，以溫差發(fā)電片為主要轉(zhuǎn)換器件，其無須外部驅(qū)動(dòng)，體積小巧且綠色環(huán)保，非常適合電力傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景。光伏能量收集技術(shù)則直接利用光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是較為成熟的收集途徑。電磁能量收集技術(shù)從電磁感應(yīng)的角度收集來自電流傳輸線路等的電磁能，也為電力設(shè)備供電提供了一種新的思路。雖然上述技術(shù)取得了一定進(jìn)展，但仍面臨能量轉(zhuǎn)換效率低、工作條件要求苛刻、器件可靠性和集成度不高等挑戰(zhàn)。未來需要從材料、結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)層面持續(xù)創(chuàng)新，提高整體收集和轉(zhuǎn)換性能，并根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的技術(shù)路線，最終為新型電力傳感器提供可靠的能量支撐。

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［７］ＢＥＥＢＹＳＰ，ＴＵＤＯＲＭ Ｊ，ＷＨＩＴＥＮＭ．Ｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，１７（１２）：１７５－１９５．

［８］ＭＥＮＩＮＧＥＲＳ，ＭＵＲＭＩＲＡＮＤＡＪＯ，ＡＭＩＲＴＨＡＲＡＪＡＨＲ，ｅｔａｌ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＶｅｒｙＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（ＶＬＳＩ）Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００１，９（１）：６４－７６．

［９］ＳＴＥＲＫＥＮＴ，ＦＩＯＲＩＮＩＰ，ＡＬＴＥＮＡＧ，ｅｔａｌ．Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｎｅｒｇｙｆｒｏｍｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｂｙａｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄｅｌｅｃｔｒｅｔｇｅｎｅｒａｔｏｒ［Ｃ］／／ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲＳ２００７２００７ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＳｅｎｓｏｒｓ，ＡｃｔｕａｔｏｒｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｌｙｏｎ，Ｆｒａｎｃｅ：ＩＥＥＥ，２００７：１２９－１３２．

［１０］ＮＡＲＵＳＥＹ，ＭＡＴＳＵＢＡＲＡＮ，ＭＡＢＵＣＨＩＫ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｍｉｃｒｏ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，１９（９）：１－６．

［１１］ＫＬＯＵＢＨ，ＨＯＦＦＭＡＮＮ Ｄ，ＦＯＬＫＭＥＲＢ，ｅｔａｌ．Ａｍｉｃｒｏｃａｐａｃｉｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｆｏｒｌｏｗｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ２００９ＰｏｗｅｒＭＥＭＳ．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２００９：１６５－１６８．

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（ＸＵＺＬ，ＳＨＡＮＸＢ，ＸＩＥＴ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｂｒｏａｄｂａｎｄｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋ，２０１８，３７（８）：１９０－１９９．）

［１３］ＦＡＮＧＨＢ，ＬＩＵＪＱ，ＸＵＺＹ，ｅｔａｌ．ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＥＭＳｂａｓｅｄｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＪｏｕｒｎａｌ，２００６，３７（１１）：１２８０－１２８４．

［１４］ＳＨＥＮＤＮ，ＰＡＲＫＪＨ，ＡＪＩＴＳＡＲＩＡＪ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａＭＥＭＳＰＺＴｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｗｉｔｈａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｉｐｒｏｏｆｍａｓｓｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，１８（５）：１７－２４．

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（ＸＩＥＴ，ＹＵＡＮ ＪＢ，ＳＨＡＮ Ｘ Ｂ，ｅｔａｌ．Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｍｕｌｔｉｐｌｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓｉｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１０，４４（２）：９８－１０１．）

［１６］王海，邱皖群，周璇，等．多質(zhì)量塊寬頻壓電能量收集器［Ｊ］．壓電與聲光，２０１５，３７（６）：１００３－１００８．

（ＷＡＮＧ Ｈ，ＱＩＵ Ｗ Ｑ，ＺＨＯＵ Ｘ，ｅｔａｌ．Ａ ｍｕｌｔｉｐｌｅｍａｓｓｂｒｏａｄｂａｎｄｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ＆ Ａｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉｃｓ，２０１５，３７（６）：１００３－１００８．）

［１７］ＣＵＩＹ，ＺＨＡＮＧＱＹ，ＹＡＯＭ Ｌ，ｅｔａｌ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｗｉｔｈｍｕｌｔｉｂｅａｍ ［Ｊ］．ＡＩＰＡｄｖａｎｃｅｓ，２０１５，５（４）：３２－３８．

［１８］ＤＡＧＤＥＶＩＲＥＮＣ，ＨＷＡＮＧ ＳＷ，ＳＵ Ｙ Ｗ，ｅｔａｌ．Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ，ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｓｂａｓｅｄｏｎＺｎＯ［Ｊ］．Ｓｍａｌｌ，２０１３，９（２０）：３９８－４０４．

［１９］ＲＯＵＮＤＹＳ，ＷＲＩＧＨＴＰＫ．Ａｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ［Ｊ］．ＳｍａｒｔＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００４，１３（５）：１３１－１４２．

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（ＤＩＮＧＹＦ，ＣＨＥＮＸＹ．Ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒｂａｓｅｄｗｅａｒａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＰｈｙｓｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２０，６９（１７）：１－２１．）

［２１］ＺＨＯＮＧＪＷ，ＺＨＯＮＧ Ｑ Ｚ，ＦＡＮ ＦＲ，ｅｔａｌ．ＦｉｎｇｅｒｔｙｐｉｎｇｄｒｉｖｅｎｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒａｎｄｉｔｓｕｓｅｆｏｒｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｌｙｌｉｇｈｔｉｎｇｕｐＬＥＤｓ［Ｊ］．ＮａｎｏＥｎｅｒｇｙ，２０１３，２（４）：４９１－４９７．

［２２］ＺＨＡＮＧＸＳ，ＨＡＮＭ Ｄ，ＷＡＮＧＲＸ，ｅｔａｌ．Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎｈｉｇｈｏｕｔｐｕｔｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｙ ｐｏｗｅｒｉｎｇ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＮａｎｏＬｅｔｔｅｒｓ，２０１３，１３（３）：１１６８－１１７２．

［２３］ＸＩＥＹＮ，ＷＡＮＧＳＨ，ＮＩＵＳＭ，ｅｔａｌ．Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄｄｉｓｋｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ［Ｊ］．ＮａｎｏＥｎｅｒｇｙ，２０１４，３（６）：１２９－１３６．

［２４］ＬＩＮＬ，ＷＡＮＧ ＳＨ，ＸＩＥ Ｙ Ｎ，ｅｔａｌ．Ｓｅｇｍｅｎｔａｌｌｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｄｉｓｋｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｒｏｔａｔｉｏｎａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｅｒｇｙ［Ｊ］．ＮａｎｏＬｅｔｔｅｒｓ，２０１３，１３（６）：９１６－９２３．

［２５］ＦＡＮＦＲ，ＴＩＡＮＺＱ，ＷＡＮＧＺＬ．Ｆｌｅｘｉｂｌｅｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｇｅｎｅｒａｔｏｒ［Ｊ］．ＮａｎｏＥｎｅｒｇｙ，２０１２，１（２）：３２８－３３４．

［２６］ＣＨＥＮＪ，ＺＨＵ Ｇ，ＹＡＮＧ Ｗ Ｑ，ｅｔａｌ．Ｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｏｎａｔｏｒｂａｓｅｄｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒａｓａｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅａｎｄａｓｅｌｆｐｏｗｅｒｅｄａｃｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１３，２５（４２）：９４－９９．

［２７］ＹＡＮＧＪ，ＣＨＥＮＪ，ＹＡＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｂｒｏａｄｂａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｂａｓｅｄｏｎａｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１４，４（６）：２２－２７．

［２８］李志宏，王良，徐圣，等．壓電電磁復(fù)合式振動(dòng)能量采集器模型的研究［Ｊ］．壓電與聲光，２０１７，３９（４）：５２５－５３０．

（ＬＩＺＨ，ＷＡＮＧＬ，ＸＵＳ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｈｙｂｒｉｄｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒ［Ｊ］．Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ＆Ａｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉｃｓ，２０１７，３９（４）：５２５－５３０．）

［２９］陳東紅，劉立，王二偉，等．復(fù)合式微型能量采集器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)［Ｊ］．傳感器與微系統(tǒng)，２０１７，３６（１）：１０１－１０４．

（ＣＨＥＮＤＨ，ＬＩＵＬ，ＷＡＮＧＥＷ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｈｙｂｒｉｄｍｉｃｒｏｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｏｒ［Ｊ］．ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，２０１７，３６（１）：１０１－１０４．）

［３０］ＹＡＮＧＢ．Ｈｙｂｒｉｄｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ［Ｊ］．Ｎａｎｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＭＥＭＳ，ａｎｄＭＯＥＭＳ，２０１０，９（２）：１０２－１０８．

［３１］ＨＥＸＭ，ＷＥＮＱ，ＳＵＮＹＦ，ｅｔａｌ．Ａｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｈｙｂｒｉｄｂｒｏａｄｂａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒ［Ｊ］．ＮａｎｏＥｎｅｒｇｙ，２０１７，４０（３）：３００－３０７．

［３２］陳立東，劉睿恒，史訊．熱電材料與器件［Ｍ］．北京：科學(xué)出版社，２０１８．

（ＣＨＥＮＬＤ，ＬＩＵＲＨ，ＳＨＩＸ．Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｄｅｖｉｃｅｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＳｃｉｅｎｃｅＰｒｅｓｓ，２０１８．）

［３３］石峰，鄒佳樸，吳子華，等．熱電器件各界面優(yōu)化方法研究綜述［Ｊ］．材料導(dǎo)報(bào)，２０２１，３５（１９）：４９－５４．

（ＳＨＩＦ，ＺＯＵＪＰ，ＷＵＺＨ，ｅｔａｌ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｄｅｖｉｃｅ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｐｏｒｔｓ，２０２１，３５（１９）：４９－５４．）

［３４］ＫＨＯＶＡＹＬＯＶＶ，ＫＯＲＯＬＫＯＶＴＡ，ＶＯＲＯＮＩＮＡＩ，ｅｔａｌ．ＲａｐｉｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＩｎｘＣｏ４Ｓｂ１２ ｗｉｔｈａｒｅｃｏｒｄｂｒｅａｋｉｎｇＺＴ＝１５：ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｔｈｅｉｎｏｖｅｒｆｉｌｌｉｎｇｆｒａｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔａｎｄＳｂｏｖｅｒｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＡ，２０１７，５（７）：３５４１－３５４６．

［３５］ＪＩＡＮＧＱＨ，ＹＡＮ Ｈ Ｘ，ＫＨＡＬＩＱ Ｊ，ｅｔａｌ．ＬａｒｇｅＺＴｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｉｎｈｏｔｆｏｒｇｅｄｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｐｔｙｐｅＢｉ０５Ｓｂ１５Ｔｅ３ｂｕｌｋａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＡ，２０１４，２（１６）：５７８５－５７９０．

［３６］ＷＵＨＪ，ＺＨＡＯＬＤ，ＺＨＥＮＧＦＳ，ｅｔａｌ．Ｂｒｏａｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｌａｔｅａｕ ｆｏｒｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｇｕｒｅｏｆｍｅｒｉｔＺＴ＞２ｉｎｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｅｄＰｂＴｅ０７Ｓ０３［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１４，５：４５１５－４５２１．

［３７］ＺＨＡＮＧＱＨ，ＬＩＡＯＪＣ，ＴＡＮＧＹＳ，ｅｔａｌ．Ｒｅａｌｉｚｉｎｇａｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆ１２％ ｉｎｂｉｓｍｕｔｈ ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ／ｓｋｕｔｔｅｒｕｄｉｔｅ ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ ｍｏｄｕｌｅｓｔｈｒｏｕｇｈｆｕｌｌｐａｒａｍｅｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｎｅｒｇｙｌｏｓｓｍｉｎｉｍｉｚｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１７，１０（４）：９５６－９６３．

［３８］王亞玲，王靜，吳莉莉，等．柔性可自愈高性能熱電發(fā)電及制冷器件研究［Ｊ］．電子元件與材料，２０２３，４２（８）：９９６－１００２．

（ＷＡＮＧＹＬ，ＷＡＮＧＪ，ＷＵＬＬ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｌｅｘｉｂｌｅｓｅｌｆｈｅａｌｉｎｇｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０２３，４２（８）：９９６－１００２．）

［３９］ＬＩＮＱＬ，ＣＨＥＮＹＣ，ＣＨＥＮＦＬ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆａｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒｓｍａｒｔｂｕｉｌｄｉｎｇｅｎｖｅｌｏｐｅ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＥｎｅｒｇｙ，２０２２，３０５：７９１－８０３．

［４０］ＸＩＥＨＤ，ＺＨＡＮＧ Ｙ Ｙ，ＧＡＯ Ｐ．ＴｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｅｄｓｅｎｓｏｒｓｆｏｒＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｓ，２０２２，１４（１）：３１－１８．

［４１］潘劍鋒，胡松，唐愛坤，等．熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)裝置性能分析［Ｊ］．中國(guó)機(jī)械工程，２０１４，２５（５）：５９２－５９６．

（ＰＡＮＪＦ，ＨＵＳ，ＴＡＮＧＡＫ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｍｏｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｄｅｖｉｃｅｓｗｉｔｈｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，２５（５）：５９２－５９６．）

［４２］萬云霞，王宏霞，高寧，等．基于光伏發(fā)電與壓電發(fā)電技術(shù)的便攜式電源裝置［Ｊ］．吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），２０１５，３３（５）：５５９－５６３．

（ＷＡＮＹ Ｘ，ＷＡＮＧ Ｈ Ｘ，ＧＡＯ Ｎ，ｅｔａｌ．Ｐｏｒｔａｂｌｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｄｅｖｉｃｅｂａｓｅｄｏｎｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｎｄｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１５，３３（５）：５５９－５６３．）

［４３］ＳＨＡＩＫＨＳＦ，ＧＨＵＬＥＢ Ｇ，ＮＡＫＡＴＥＵ Ｔ，ｅｔａｌ．ＬｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｏｎｉｃｌａｙｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｇｒｏｗｎａｎａｔａｓｅＴｉＯ２ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｆｉｌｍｓｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌａｎｄｇａｓｓｅｎｓｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１８，８：１１０１６－１１０２０．

［４４］ＺＨＡＮＧＣＹ，ＬＩＡＮＧＳＸ，ＬＩＵＷ，ｅｔａｌ．Ｔｉ１ｇｒａｐｈｅｎｅｓｉｎｇｌｅａｔｏｍｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｄｅｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌａｌｉｇｎｍｅｎｔｉｎｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＥｎｅｒｇｙ，２０２１，６（１２）：１１５４－１１６３．

［４５］ＲＹＵＪ，ＣＡＲＡＺＯＡＶ，ＵＣＨＩＮＯＫ，ｅｔａｌ．Ｍａｇｎｅｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｎｄｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅｌａｍｉｎａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，２００１，４０（８）：４９４８－４９５２．

［４６］王佩紅．基于ＭＥＭＳ技術(shù)的微型電磁式振動(dòng)能量采集器的研究［Ｄ］．上海：上海交通大學(xué)，２０１０．

（ＷＡＮＧＰＨ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＭＥＭＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｄ］．Ｓｈａｎｇｈａｉ：ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏ Ｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１０．）

［４７］ＥＬＨＡＭＩＭ，ＧＬＹＮＮＥＪＯＮＥＳ Ｐ，ＷＨＩＴＥ Ｎ Ｍ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎｅｗｖｉｂｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ，２００１，９２：３３５－３４２．

［４８］ＰＥＲＥＺＲＯＤＲＩＧＵＥＺＡ，ＳＥＲＲＥＣ，ＦＯＮＤＥＶＩＬＬＡＮ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｅｒｔｉａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｆｏｒｅｎｅｒｇｙ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ，２００４，１３：４２９－４４０．

［４９］ＷＡＮＧＬ，ＹＵＡＮＦＧ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｂｙｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．ＳｍａｒｔＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００８，１７（４）：９－１４．

［５０］ＭＡＴＳＵＩＡ，ＹＡＭＡＭＯＴＯ Ｙ，ＭＡＴＳＵＩＹ．Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｅｃｏｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｕｓｉｎｇｇｉａｎｔｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌ［Ｃ］／／２０１１ＦｏｕｒｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇ，ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．ＫｕａｌａＬｕｍｐｕｒ，Ｍａｌａｙｓｉａ：ＩＥＥＥ，２０１１：１－５．

［５１］ＫＩＴＡＳ，ＵＥＮＯ Ｔ，ＹＡＭＡＤＡ Ｓ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｆｏｒｃｅｆａｃｔｏｒｏｆｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，２０１５，１１７（１７）：５０８－５１３．

［５２］ＢＡＩＸＬ，ＷＥＮＹＭ，ＬＩＰ，ｅｔａｌ．Ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｕｔｉｌｉｚｉｎｇｓｐｉｒａｌｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｗｉｔｈｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ，２０１４，２０９：７８－８６．

［５３］ＪＵＳＮ，ＣＨＡＥＳＨ，ＣＨＯＩＹ，ｅｔａｌ．Ａｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｕｓｉｎｇｍａｇｎｅｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｌａｍｉｎａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［Ｊ］．ＳｍａｒｔＭａｔｅｒｉａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１３，２２（１１）：３７－４３．

［５４］ＫＵＬＫＡＲＮＩＳ，ＲＯＹＳ，Ｏ′ＤＯＮＮＥＬＬＴ，ｅｔａｌ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｉｃｒｏｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｏｎｓｉｌｉｃｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，２００６，９９（８）：５１１－５１７．

［５５］ＳＡＲＩＩ，ＢＡＬＫＡＮＴ，ＫＵＬＡＨＨ．Ａｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｉｃｒｏｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｗｉｄｅｂａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓａｎｄ ＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ，２００８，１４５：４０５－４１３．

［５６］ＳＡＲＩＩ，ＢＡＬＫＡＮＴ，ＫＵＬＡＨＨ．Ａｗｉｄｅｂａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｉｃｒｏｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］／／ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲＳ２００７２００７ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＳｅｎｓｏｒｓ，ＡｃｔｕａｔｏｒｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｌｙｏｎ，Ｆｒａｎｃｅ：ＩＥＥＥ，２００７：２７５－２７８．

［５７］ＫＵＬＡＨＨ，ＮＡＪＡＦＩＫ．Ｅｎｅｒｇｙｓｃａｖｅｎｇｉｎｇｆｒｏｍｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｂｙｕｓｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ ＳｅｎｓｏｒｓＪｏｕｒｎａｌ，２００８，８（３）：２６１－２６８．

［５８］ＨＡＮＡＮＩＺ，ＩＺＡＮＺＡＲ Ｉ．Ｆｌｅｘｉｂｌｅ，ｓｅｌｆｐｏｌｅｄ ａｎｄｕｌｔｒａｓｅｎｓｉｔｉｖｅｌｅａｄｆｒｅｅｐｉｅｚｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ＳＳＲＮＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＪｏｕｒｎａｌ，２０２２，１２（３）：１１－１８．

［５９］ＷＡＮＧＪ，ＸＩＡＯＦ，ＺＨＡＯＨ．Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ，ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｎｄｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｐａｖｅｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｊ］．ＲｅｎｅｗａｂｌｅａｎｄＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｖｉｅｗｓ，２０２１，１５１：５２２－５２９．

［６０］ＫＨＡＮＭ ＩＷ，ＬＥＥＥ，ＭＯＮＲＯＥＮＭ，ｅｔａｌ．Ａｄｕａｌａｎｔｅｎｎａ，２６３ＧＨｚｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｉｎＣＭＯＳｆｏｒｕｌｔｒａｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄｐｌａｔｆｏｒｍｓｗｉｔｈ１３６％ ＲＦｔｏＤＣｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｔ８ｄＢｍ ｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒ［Ｃ］／／２０２２ＩＥＥＥＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＳｙｍｐｏｓｉｕｍ（ＲＦＩＣ）．Ｄｅｎｖｅｒ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０２２：２９１－２９４．

［６１］ＳＨＵＨＡＩＢＪＨ，ＦＥＲＮ？ＮＤＥＺＪＦ，ＢＯＤＥＧＡＪ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｏｐｔｉｃａｌｂａｎｄｇａｐａｎｄｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｒ１＋ｘＴｉＳ３－ｙｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈＢｕｌｌｅｔｉｎ，２０２３，１６７：４０５－４１０．

［６２］ＺＨＯＵＬＮ，ＳＯＮＧ Ｗ Ｚ，ＳＵＮ Ｄ Ｊ，ｅｔａｌ．Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ，ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ，ａｎｄｒｅｃｙｃｌａｂｌｅｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｎａｎｏｇｅｎｅｒａｔｏｒｂａｓｅｄｏｎａｎａｃｉｄａｎｄａｌｋａｌｉｒｅｓｉｓｔａｎｔｈｙｄｒｏｇｅｌ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２３，５（１）：２１６－２２６．

（責(zé)任編輯：楊 樹 英文審校：尹淑英）

特邀專家 吳翊，男，１９７５年１１月生，１９９８年本科畢業(yè)于西安交通大學(xué)，２００２年碩士畢業(yè)于沈陽工大電機(jī)與電器專業(yè)，２００６年博士畢業(yè)于西安交通大學(xué)。現(xiàn)為西安交通大學(xué)電氣學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏﹄娮优c直流開斷技術(shù)、熱電半導(dǎo)體技術(shù)。入選國(guó)家杰青、教育部新世紀(jì)人才計(jì)劃、陜西省科技創(chuàng)新領(lǐng)軍計(jì)劃；主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（課題）等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目１０多項(xiàng)；擔(dān)任國(guó)際“電流零點(diǎn)俱樂部成員”委員、“氣體放電及其應(yīng)用”國(guó)際學(xué)術(shù)組織科學(xué)委員會(huì)委員、陜西省高電壓大電流測(cè)試技術(shù)及裝備工程實(shí)驗(yàn)室副主任；出版專著２部；作國(guó)際會(huì)議特邀報(bào)告１２次；獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)１項(xiàng)、教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)１項(xiàng)、陜西省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)２項(xiàng)。