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射频识别(RFID)技术是一种新兴的无线识别技术,通过无线射频非接触的方式进行通信,无需人工干扰便可达到目标识别和数据交换的目的。UHF RFID标签作为射频识别技术中的关键部分,其能量获取技术一直被人们所关注。近年来有许多关于利用片上集成太阳能电池为RFID标签供电的研究。基于此目的,本文研制了一种可与RFID标签芯片集成的CMOS工艺兼容太阳能电池。文章首先对UHF RFID标签系统进行了分析,分析了无源UHF RFID标签的射频整流方式,提出了UHF RFID标签由片上集成太阳能电池供电的方式。其次,研究分析了标准CMOS工艺制造太阳能电池的可行性,提出了CMOS工艺兼容的太阳能电池模型,并对提出的CMOS工艺太阳能电池模型进行了器件级仿真分析。最后,分别使用UMC和CSMC两种标准CMOS工艺制造了不同尺寸和结构的CMOS工艺太阳能电池,并进行了光谱响应特性和伏安特性测试分析。测试结果显示,由于CMOS工艺存在衬底寄生效应,UMC0.18μm CMOS工艺制备的串联CMOS太阳能电池没有达到串联升压的效果;CSMC0.18μm CMOS工艺制备的单体尺寸为50μm×50μm的单级太阳能电池阵列具有相对较高的效率,在AM1.5、1000W/m2、25℃标准测试条件下测得其开路电压为0.49V,短路电流密度为76.61μA/mm2,可获得约29.435μW/mm2的输出功率,转换效率为2.943%。论文的创新之处在于设计实现了CMOS工艺太阳能电池,该太阳能电池阵列的制造与标准CMOS工艺相兼容,可与UHF RFID标签芯片集成实现片上供电,从而提高RFID标签的性能。这种片上集成太阳能电池技术在RFID标签、传感器节点、物联网等领域具有广泛的应用前景。