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Fabrication and performance of MEMS-based piezoelectric power generator for vibration energy harvesting

机译：基于MEMS的压电能量收集器的制造与性能

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A MEMS-based energy harvesting device, micro piezoelectric power generator, is designed to convert ambient vibration energy to electrical power via piezoelectric effect. In this work, the generator structure of composite cantilever with nickel metal mass is devised. Micro-electronic-mechanical systems (MEMS) related techniques such as sol-gel, RIE dry etching, wet chemical etching, UV-LIGA are developed to fabricate the device and then its performance is measured on vibration testing setup. The investigation shows that the designed device is expected to resonantly operate in low-frequency environmental vibration through tailoring the structure dimension. Under the resonant operation with frequency of about 608 Hz, a first prototype of the generator result in about 0.89 V AC peak-peak voltage output to overcome germanium diode rectifier toward energy storage, and its power output is in microwatt level of 2.16 μW.
机译：一种基于MEMS的能量收集设备，即微型压电发电机，旨在通过压电效应将环境振动能量转换为电能。在这项工作中，设计了具有镍金属质量的复合悬臂的发生器结构。开发了与微电子机械系统（MEMS）相关的技术，例如溶胶-凝胶，RIE干法刻蚀，湿法化学刻蚀，UV-LIGA，以制造该器件，然后在振动测试装置上测量其性能。研究表明，设计的器件有望通过调整结构尺寸而在低频环境振动中共振运行。在频率约为608 Hz的谐振操作下，该发电机的第一个原型产生了约0.89 V AC峰峰值电压输出，以克服锗二极管整流器的储能问题，其功率输出为2.16μW的微瓦级。

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