电池以及其充电和放电的方法技术

提供一种具有所需特性的电池和充电/放电方法。根据本发明专利技术实施例的电池配备有：第一电极层(6)；第二电极层(7)；以及充电层(3)，对该充电层施加第一电极层(6)和第二电极层(7)之间的充电电压，并且该充电层通过在涂覆有绝缘材料的n型金属氧化物半导体中引发光致激发结构变化而在带隙中形成能级来捕获电子，其中在充电层(3)的表面上的设置有第二电极层(7)的区域被夹在未设置第二电极层(7)的区域之间。

Batteries and their charging and discharging methods

A battery and charging / discharging method with the required characteristics are provided. According to an embodiment of the present invention is equipped with batteries: the first electrode layer (6); the second electrode layer (7); and (3), the charging layer of the charge layer is applied to the first electrode layer (6) and the second electrode layer (7) between the charging voltage, and the charging layer coated with light caused by to stimulate structural changes and the formation of energy levels in the band gap to capture electronic n type metal oxide semiconductor insulating material, in which the charging layer (3) on the surface is provided with a second electrode layer (7) of the area is not set caught in the second electrode layer (7) between the area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池以及其充电和放电的方法
本专利技术涉及一种电池以及其充电和放电的方法。
技术介绍
本申请的申请人开发了一种电池(专利文献1和2)，该电池利用由紫外线照射引起的金属氧化物的光致激发结构变化(该电池在下文中称为量子电池)。专利文献1和2中公开的量子电池有望成为实现具有远超锂离子电池容量的容量的电池的技术。专利文献1和2中公开的蓄电池具有一种结构，其中，第一电极、n型金属氧化物半导体层、充电层、p型半导体层和第二电极被层叠在基板上。引文列表专利文献[专利文献1]国际专利公布文本WO2012/046325[专利文献2]国际专利公布文本WO2013/065093
技术实现思路
技术问题这种量子电池具有平行板型结构以实现薄型电池。具体地，充电层设置在第一电极和第二电极之间，并且在充电层的整个表面上形成第一电极和第二电极。为了控制充电和放电特性，需要调整氧化物半导体层和充电层的组分和厚度。因此，如果氧化物半导体层和充电层的组分和厚度是确定的，则存在难以调整充电和放电特性的问题。本专利技术是鉴于上述问题而完成的。根据本专利技术，可以提供具有所需特性的电池。技术方案根据本专利技术的一个方面的电池包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间。所述充电层包括n型金属氧化物半导体和绝缘材料。在所述充电层的表面上，形成有所述第二电极层的区域被夹在未形成所述第二电极层的区域之间。在上述电池中，在所述充电层的表面上沿任意方向交替布置形成有所述第二电极层的所述区域和未形成有所述第二电极层的所述区域。。根据本专利技术的一个方面的电池包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间。所述充电层包括n型金属氧化物半导体与绝缘材料。在所述充电层的表面上，沿任意方向交替布置形成有所述第二电极层的区域和未形成所述第二电极层的区域。根据本专利技术的一个方面的电池包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间。所述充电层包括n型金属氧化物半导体与绝缘材料。在所述充电层的表面上，形成有所述第二电极层的区域的至少一部分设置在未形成所述第二电极的区域之间。在所述充电层的表面上，未形成所述第二电极层的区域的至少一部分设置在形成有所述第二电极层的区域之间。在上述电池中，在所述充电层的表面上，所述第一电极层和第二电极层中的至少一个可以被分成多个图案。根据本专利技术的一个方面的电池包括：第一电极层；第二电极层；充电层，包括n型金属氧化物半导体和绝缘材料，在所述第一电极层和所述第二电极层之间产生的充电电压被施加到所述充电层。在所述充电层的表面上，局部形成所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一个。在上述电池中，在平面视图中，通过所述充电层可以交替形成所述第一电极层的图案和所述第二电极层的图案彼此重叠的重叠区域与所述第一电极层的图案和所述第二电极层的图案彼此不重叠的非重叠区域。根据本专利技术的一个方面的电池包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，包括n型金属氧化物半导体和绝缘材料，在所述第一电极层和所述第二电极层之间产生的充电电压被施加到所述充电层。所述第二电极层包括以彼此分离的形式形成的多个电极层图案。在充电期间，向所述多个电极图案中的每个电极图案提供所述充电电压，以及在放电期间，将负载连接至所述多个电极图案中的一些电极图案上。在上述电池中，可以使用自然能源发电所产生的功率对所述充电层进行充电。在上述电池中，可以使用来自马达的再生能源对所述充电层进行充电，并且将对所述充电层进行充电的功率用于所述马达的电源。根据本专利技术的一个方面的对电池进行充电和放电的方法是一种包括以下步骤的对电池进行充电和放电的方法：第一电极层；第二电极层；以及充电层，包括n型金属氧化物半导体和绝缘材料，在所述第一电极层和所述第二电极层之间产生的充电电压被施加到所述充电层，所述第二电极层包括以彼此分离的形式形成的多个图案，所述方法包括：通过向所述多个图案中的每个图案提供所述充电电压来对所述充电层进行充电；以及通过将负载连接至所述多个图案中的一些图案来对所述充电层进行放电。技术效果根据本专利技术，可以提供一种具有所需特性的电池以及其充电和放电的方法。附图说明图1是示出了量子电池的基本结构的透视图；图2是示出了量子电池的基本结构的截面图；图3是示意地示出了确认电子泄漏现象的实验中使用的电池的平面图；图4是用于说明电子泄漏现象的图；图5是用于说明电子泄漏现象的图；图6是用于说明电子泄漏现象的图；图7是用于说明电子泄漏现象的图。图8是示意性地示出了根据本专利技术实施例的量子电池的结构的透视图；图9是示意性地示出了根据本专利技术实施例的量子电池的结构的截面图；图10是示出了图9中用虚线表示的部分的示意图；图11是示出了放电特性与图案宽度W和图案间的距离L之间的关系的曲线图；图12是表示对电荷输入的响应性的图；图13是示出了根据第一布局示例的量子电池的结构的透视图；图14是示出了根据第一布局示例的量子电池的结构的平面图；图15是示出了根据第一布局示例的量子电池的结构的截面图；图16是示出了根据第二布局示例的量子电池的结构的透视图；图17是示出了根据第二布局示例的量子电池的结构的平面图；图18是示出了根据第二布局示例的量子电池的结构的截面图；图19是示出了根据第三布局示例的量子电池的结构的透视图；图20是示出了根据第三布局示例的量子电池的结构的平面图；图21是示出了根据第三布局示例的量子电池的结构的截面图；图22是简单地示出了使用量子电池的再生系统的图；图23是示出了再生系统中的充电曲线的曲线图；以及图24是示出了再生系统中的马达启动时的放电曲线的曲线图。具体实施方式将参考附图来描述本专利技术的实施例。以下所述实施例是本专利技术的示例。本专利技术不限于以下实施例。注意，在以下说明书和附图中由相同附图标记表示的部件表示相同的部件。(A)关于量子电池量子电池的技术应用于根据以下所述实施例的电池。因此，在描述实施例之前，将简要说明量子电池。量子电池是利用金属氧化物半导体的光致激发结构变化的金属氧化物半导体蓄电池。量子电池是基于通过在带隙中形成新的能级来捕获电子的工作原理的电池(蓄电池)。量子电池是一种全固态的物理蓄电池，其本身就起到电池的作用。图1和图2中示出了量子电池的结构的示例。图1是示出具有平行板型结构的量子电池11的结构的透视图，图2是其平面图。注意，在图1和图2中，省略了诸如正极端子和负极端子之类的端子部件和诸如覆盖部件和涂覆部件之类的安装部件的图示。量子电池11包括充电层3、第一电极层6和第二电极层7。充电层3设置在第一电极层6和第二电极层7之间。因此，在第一电极层6和第二电极层7之间产生的充电电压被施加到充电层3。充电层3通过充电操作积聚(捕获)电子，并且通过放电操作来发射积聚的电子。充电层3是在电池未被充电的状态下保持(存储)电子的层。充电层3通过应用光致激发结构变化的技术来形成。例如在国际专利公布文本WO2008/053561中描述了术语“光致激发结构改变”。光致激发结构变化是由光照射所激发的材料的原子之间的距离发生改变的现象。例如，作为诸如氧化锡之类的非晶态金属氧化物的n型金属氧化物半导体具有引起光致激发结构变化的性质。光致激发结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间，并且所述充电层包括n型金属氧化物半导体和绝缘材料，其中在所述充电层的表面上，形成有第二电极层的区域被夹在未形成有第二电极层的区域之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.02 JP 2015-1333511.一种电池，包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间，并且所述充电层包括n型金属氧化物半导体和绝缘材料，其中在所述充电层的表面上，形成有第二电极层的区域被夹在未形成有第二电极层的区域之间。2.根据权利要求1所述的电池，其中，在所述充电层的表面上沿任意方向交替布置形成有第二电极层的区域和未形成有第二电极层的区域。3.一种电池，包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间，并且所述充电层包括n型金属氧化物半导体与绝缘材料，其中在所述充电层的表面上，沿任意方向交替布置形成有第二电极层的区域和未形成第二电极层的区域。4.一种电池，包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，设置在所述第一电极层和所述第二电极层之间，并且所述充电层包括n型金属氧化物半导体与绝缘材料，其中在所述充电层的表面上，形成有第二电极层的区域的至少一部分设置在未形成第二电极的区域之间，以及在所述充电层的表面上，未形成第二电极层的区域的至少一部分设置在形成有第二电极层的区域之间。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电池，其中，所述第二电极层被分成多个图案。6.一种电池，包括：第一电极层；第二电极层；以及充电层，包括n型金属氧化物半导体和绝缘材料，并且在所述第一电极层和所述第二电极层之间产生的充电电压被施加到所述充电层...

【专利技术属性】
技术研发人员：小笠原树理，桧皮清康，
申请(专利权)人：日本麦可罗尼克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP