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Manifestation of Flexible p–i–n Solar Cells Fabricated Using HWCVD in WSN Application
Wireless Personal Communications ( IF 2.2 ) Pub Date : 2021-05-21 , DOI: 10.1007/s11277-021-08599-6
Mohit Agarwal , Amit Munjal , Nilesh Wadibhasme , Rajiv Dusane

The wireless sensor network (WSN) consist of battery-powered sensor nodes which are self-configured and are deployed for monitoring several physical or environmental conditions such as temperature, pressure, humidity, vibration, pollutants etc. The major constraint in most of the WSN applications is the replacement/recharging of the battery contained by the node once it gets exhausted. This limitation reduces the lifetime of WSN. The placement of energy harvesting device within the sensor node may be the best probable solution to recharge the exhausted battery. In this paper, the integration of low cost, light weight and foldable flexible solar cells with WSN has been focused. The aim of this paper is to fabricate the flexible solar cells and showing the potential use of them in WSN. Moreover, the use of flexible solar cell is the better selection for emerging wearable WSN. This paper also describes the various issues in the already developed energy harvesting models and suggested a self-powered model for energy management based on finite state machine (FSM). The proposed models completely avoid the overcharging and the frequent charging of the batteries. This optimal utilization of the battery maximizes the lifetime of WSN network. In the proposed model, the flexible p–i–n solar cells are used to convert solar energy into electrical energy that can charge the battery of the WSN node. Finally, it can be concluded that the node will continue to function actively till the battery lifetime i.e. approximately 25–30 years.



中文翻译:

在WSN应用中使用HWCVD制备的柔性p–i–n太阳能电池的表现

无线传感器网络(WSN)由电池供电的传感器节点组成,这些传感器节点是自配置的,并部署为监视多个物理或环境条件,例如温度,压力,湿度,振动,污染物等。应用程序是节点耗尽后对节点中包含的电池进行更换/充电。此限制会缩短WSN的寿命。能量收集设备在传感器节点内的放置可能是对耗尽的电池进行充电的最佳解决方案。在本文中,低成本,轻量和可折叠的柔性太阳能电池与WSN的集成已成为人们关注的重点。本文的目的是制造柔性太阳能电池并展示其在WSN中的潜在用途。而且,对于新兴的可穿戴无线传感器网络,柔性太阳能电池的使用是更好的选择。本文还描述了已经开发的能量收集模型中的各种问题,并提出了一种基于有限状态机(FSM)的自供电能量管理模型。所提出的模型完全避免了电池的过度充电和频繁充电。电池的这种最佳利用可以最大程度地延长WSN网络的使用寿命。在建议的模型中,柔性p–i–n太阳能电池用于将太阳能转换为可以为WSN节点的电池充电的电能。最后,可以得出结论,该节点将继续积极起作用,直到电池寿命(即大约25–30年)为止。本文还描述了已经开发的能量收集模型中的各种问题,并提出了一种基于有限状态机(FSM)的自供电能量管理模型。所提出的模型完全避免了电池的过度充电和频繁充电。电池的这种最佳利用可以最大程度地延长WSN网络的使用寿命。在建议的模型中,柔性p–i–n太阳能电池用于将太阳能转换为可以为WSN节点的电池充电的电能。最后,可以得出结论,该节点将继续积极起作用,直到电池寿命(即大约25–30年)为止。本文还描述了已经开发的能量收集模型中的各种问题,并提出了一种基于有限状态机(FSM)的自供电能量管理模型。所提出的模型完全避免了电池的过度充电和频繁充电。电池的这种最佳利用可以最大程度地延长WSN网络的使用寿命。在建议的模型中,柔性p–i–n太阳能电池用于将太阳能转换为可以为WSN节点的电池充电的电能。最后,可以得出结论,该节点将继续积极起作用,直到电池寿命(即大约25–30年)为止。电池的这种最佳利用可以最大程度地延长WSN网络的使用寿命。在建议的模型中,柔性p–i–n太阳能电池用于将太阳能转换为可以为WSN节点的电池充电的电能。最后,可以得出结论,该节点将继续积极起作用,直到电池寿命(即大约25–30年)为止。电池的这种最佳利用可以最大程度地延长WSN网络的使用寿命。在建议的模型中,柔性p–i–n太阳能电池用于将太阳能转换为可以为WSN节点的电池充电的电能。最后,可以得出结论,该节点将继续积极起作用,直到电池寿命(即大约25–30年)为止。

更新日期:2021-05-22
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