IDT 전극 패턴 임베디드 압전 에너지 하베스터의 특성 (Energy Harvesting Characteristics of Interdigitated (IDT) Electrode Pattern Embedded Piezoelectric Energy Harvester)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 29권 / 9호 / 581 ~ 588페이지
· 저자명 : 정영훈, 이민선, 김창일, 윤지선, 박운익, 홍연우, 백종후, 조정호, 박용호, 장용호, 최범진

초록

소프트계 상용 PZT 압전 소재를 이용한 압전 세라믹 후막 필름을 테잎 캐스팅 제조법을 활용하여 제조하였다. 25 마이크로미터 두께의 제조한 압전 후막 필름 표면에 Ag-Pd을 이용한 IDT 전극 패턴을 프린팅 공정으로 상온에서 인쇄하였다. 그런 후, 10층의 IDT 패턴이 인쇄된 압전 후막 시트를 1,100℃와 1,150℃에서 각각 동시 소성하였다. 이를 이용하여 3-3 모드 진동 구현이 가능한 IDT 전극 패턴 임베디드 압전 에너지 하베스터를 캔틸레버 형으로 제작하였다. 120 Hz, 1 g의 가진 조건에서 10 kΩ에서 200 kΩ까지 부하 저항을 변화시키면서 제조한 에너지 하베스터의 성능을 평가하였다. 부하 저항의 증가에 따라 전압은 포물선 형태로 증가하였으며 전류는 선형적으로 감소하는 경향을 나타내었으며, 1,150℃에서 동시 소성한 압전 라미네이트를 이용하여 제조한 에너지 하베스터의 경우 100 kΩ에서 3.64 mW의 높은 출력전력 특성을 나타내었다.

영어초록

Piezoelectric thick films of a soft Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) based commercial material were produced by a conventional tape casting method. Thereafter, the interdigitated (IDT) Ag-Pd electrode pattern was printed on the 25 ㎛ thick piezoelectric film at room temperature. Co-firing of the 10-layer laminated piezoelectric thick films was conducted at 1,100℃ and 1,150℃ for 1 h, respectively. Piezoelectric cantilever energy harvesters were successfully fabricated using the IDT electrode pattern embedded piezoelectric laminates for 3-3 operation mode. Their energy harvesting characteristics were investigated with an excitation of 120 Hz and 1 g under various resistive loads (ranging from 10 kΩ to 200 kΩ). A parabolic increase of voltage and a linear decrease of current were shown with an increase of resistive load for all the energy harvesters. In particular, a high output power of 3.64 mW at 100 kΩ was obtained from the energy harvester (sintered at 1,150℃).

참고자료

· 없음