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Eletrônica

Microchip gera sua própria energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/12/2010

Microchip gera sua própria energia
Com a colocação de uma célula solar diretamente em cima da eletrônica, o chip fica totalmente autônomo, dispensando as baterias ou outras fontes de alimentação.
[Imagem: UTwente]

Há um interesse crescente no desenvolvimento de sensores ambientais, capazes de monitorar não apenas a natureza, mas também o interior de edifícios e a estrutura de grandes obras civis.

Essa tecnologia de sensores agora teve um novo impulso, com a possibilidade de fabricação de microchips que coletam a energia do ambiente, dispensando as baterias.

Integração energética

Um grupo de pesquisadores holandeses e chineses conseguiu pela primeira vez fabricar um processador com uma célula solar de alta eficiência integrada no mesmo chip.

A solução mais simples parece ser fabricar as células solares separadamente e depois encaixá-las em cima do circuito eletrônico, como fizeram pesquisadores norte-americanos ao criar o seu "microssensor perpétuo".

Mas a equipe afirma que esse não é o processo de produção mais eficiente e decidiram partir para a integração total, construindo as células solares camada por camada por cima do processador.

A técnica não apenas utiliza menos materiais como também permite um melhor desempenho do circuito, que passa a consumir menos energia.

Silício amorfo

Mas a integração não está livre de problemas: há sempre o risco de que as etapas da produção da célula solar danifiquem os componentes eletrônicos, eventualmente não a ponto de impedir seu funcionamento, mas o suficiente para anular os ganhos de desempenho.

Por esta razão, os pesquisadores decidiram usar células solares feitas de silício amorfo - em oposição ao silício cristalino tradicional -, mais conhecido como CIGS (cobre - índio - gálio - seleneto).

O processo de fabricação dessas células não influencia a eletrônica, e elas produzem uma quantidade razoável de energia mesmo com a luz disponível em ambientes fechados.

Fora dos processadores, as células solares à base de CIGS, que são totalmente flexíveis, já alcançaram um nível de desenvolvimento suficiente para serem fabricadas em grande escala.

Sensores inteligentes

Com a colocação de uma célula solar diretamente em cima da eletrônica, o chip fica totalmente autônomo, dispensando as baterias ou outras fontes de alimentação.

Desta forma, um sensor pode ter a "inteligência" necessária para coletar e fazer um processamento inicial dos dados, e até mesmo uma antena para comunicação sem fio.

A única restrição desse "sensor inteligente" é que seu consumo deve ficar bem abaixo de 1 miliwatt.

Um enfoque alternativo para o funcionamento de sensores que dispensam baterias são os minigeradores que tiram energia das vibrações do meio ambiente.

Bibliografia:

Artigo: Above-CMOS a-Si and CIGS Solar Cells for Powering Autonomous Microsystems
Autores: J. Lu, W. Liu, C.H.M. van der Werf, A.Y. Kovalgin, Y. Sun, R.E.I. Schropp, J. Schmitz
Revista: International Electron Device Meeting Proceedings
Data: December 2010






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