C@T蒸发产电装置实际应用情况分析

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：蒸发产电装置的串并联集成如图4.75所示。考虑到以C@T材料为主体的蒸发产电器件具有良好的光响应性，将其应用于自供电光控开关。在太阳光照下蒸发产电装置的FIV将迅速降低至零，得到的电信号经放大器放大后传递到继电器上，促使继电器进行相应响应，触发电路断路，导致灯泡处于“关闭”状态。

从理论上讲，通过串联和并联的方式连接多个器件可以提高电压和电流，进而扩大器件的应用范围。蒸发产电装置的串并联集成如图4.75所示。当两个、三个和四个产电器件串联后，FIV可以高达3.2 V、4.7 V和6.2 V；当并联时，FIC可以高达280 nA、400 nA和550 nA，符合串联和并联物理电学规律；当18个产电器件串联时，可以获得高达20 V的FIV，且得到的电压输出较为稳定，如图4.75（c）和4.75（d）所示。对产电器件进行实际应用一直是研究者们努力的目标。科研人员在研究时发现，蒸发产电器件作为一种能够产生电压和电流的器件，可以为商业电容器充电并进行应用。一个蒸发产电器件为商用电容器充电后（图4.75（e））就能够驱动商业计算器和发光二极管（LED）正常工作（图4.75（f）和图4.75（g））。

由于TiO2纳米线具有良好的紫外光响应特性，因此C@T材料也具有较为优异的紫外光响应性。考虑到以C@T材料为主体的蒸发产电器件具有良好的光响应性，将其应用于自供电光控开关。如图4.76（a），光控开关电路由EPG装置、灯泡、放大器、继电器和外接电源组成，外接电源与继电器、灯泡处于另一个电路。通过阳光的照射进而控制灯泡的明暗。当有光照射时，由于C@T的光敏感性，TiO2中的价带电极跃迁至导带，然后与C@T表面的氢离子结合，导致电压降低，进而触发继电器工作，熄灭灯泡；当无阳光照射时，电压恢复正常值，再次触发继电器，灯泡点亮。图4.76（b）和图4.76（c）很好地展示了由上述电路构成的自供电光控开关在白天和夜间的应用。在太阳光照下蒸发产电装置的FIV将迅速降低至零，得到的电信号经放大器放大后传递到继电器上，促使继电器进行相应响应，触发电路断路，导致灯泡处于“关闭”状态。当环境光强度较弱或完全黑暗时，产电装置将正常工作，产生的信号同样经放大器传递到继电器上，控制电路连接，灯泡可以再次被点亮。在实际应用中，蒸发产电装置可被用作为智能控制器，允许设备指示灯在黑暗环境中自动点亮，并在环境亮度足够时自动熄灭。

图4.75　蒸发产电装置的串并联集成

（a）1～4个器件串联连接的FIV；（b）1～4个器件并联连接的FIC；（c）18个EPG设备串联集成在一起；（d）18个EPG设备产生的高FIV曲线；（e）单个产电器件同时为两个容量为100 μF的电容器充电，并为电子设备和LED灯泡供电；（f）电子设备；（g）LED灯泡

图4.76　由蒸发产电装置、灯泡、放大器和继电器组成的光控开关电路

（a）电路示意图，其中灯泡的ON/ OFF状态可以通过外部光强度的变化来控制；（b）光控开关（关闭状态）示意图（当EPG设备处于光照下时，灯泡不能点亮）；（c）自供电光控开关（开启状态）示意图（黄昏时，灯泡可以点亮）

C@T蒸发产电装置实际应用情况分析

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