(57)【要約】      （修正有）【課題】エレクトレット製造プロセスとＭＥＭＳ構造作成プロセスとの混合による制約があっても、エレクトレットの固定電荷密度向上が図れる発電装置を提供する。【解決手段】発電装置１００の等価回路は、固定容量Ｃｆと可変容量Ｃｖを含み、それらが直列に接続される。固定容量は、エレクトレット１０２と第１電極１０４とを含む。可変容量は、第２電極１０６と第３電極１０８とを含み、振動に応じて変化する静電容量を有する。第３電極１０８が変位すると、第２電極１０６と第３電極１０８のオーバーラップする面積が変化し、可変容量が変化する。その結果、第２電極１０６の電荷Ｑが変化し、出力端子１１０から電力として取り出すことができる。【選択図】図４
2019097381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトレットと、
前記エレクトレットを支持し、または対向配置される第１電極と、
前記第１電極と電気的に接続される第２電極と、
前記第２電極との間に静電容量を形成する第３電極と、
を備え、前記第２電極と前記第３電極が形成する前記静電容量が可変に構成されることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記エレクトレットの面積は、前記第２電極の面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記エレクトレットと前記第１電極のペアが複数個、電気的に並列に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記エレクトレットと前記第１電極のペアは、積層されることを特徴とする請求項３に記載の発電装置。
【請求項５】
前記第２電極と前記第３電極を含む第１構造体と、
前記エレクトレットと前記第１電極を含む第２構造体と、
を備え、
前記第２構造体が、前記第１構造体の上に積層されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発電装置。
【請求項６】
前記第２電極が固定され、前記第３電極が振動可能に支持されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発電装置。
【請求項７】
半導体基板と、
請求項５に記載の発電装置と、
前記半導体基板に形成され、前記発電装置の出力を負荷に供給する電源管理回路と、
を備え、
前記発電装置の前記第１構造体が、前記半導体基板の上に形成されており、
前記発電装置の前記第２構造体が、前記第１構造体の上に実装されていることを特徴とするエネルギーハーベストデバイス。
【請求項８】
前記半導体基板の上に形成される前記負荷であるセンサをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のエネルギーハーベストデバイス。
【請求項９】
エレクトレットを含む固定容量と、振動に応じて変化する静電容量を有する可変容量とが直列接続されてなることを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
複数の前記固定容量が電気的に並列に接続されることを特徴とする請求項９に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光、熱、振動などの再生可能エネルギー（環境エネルギーともいう）を有効活用するために、環境発電素子（エネルギーハーベスト素子とも称される）の開発が進められている。
【０００３】
環境発電素子のひとつとして、環境振動により発電する振動発電装置がある。図１は、従来のエレクトレット発電装置を備える発電システムのブロック図である。エレクトレット発電装置１０は、エレクトレット電極１２と、対向する金属電極１４のペアで構成される。エレクトレット電極１２は、強い誘電性を有する絶縁体に電界を印加し、その結果生ずる恒久的あるいは半恒久的な電気分極により帯電が保たれる物質である。エレクトレット電極１２と金属電極１４は相対的に変位可能である。図１では、エレクトレット電極１２が固定電極、金属電極１４が可動電極であり、金属電極１４にはバネ１６が取り付けられ、図中、矢印の方向に振動可能となっている。
【０００４】
エレクトレット電極１２と金属電極１４が正対していると、静電誘導により金属電極１４にエレクトレット電極１２と同量の逆極性の誘導電荷が蓄えられる。振動によって、エレクトレット電極１２と金属電極１４のオーバーラップ面積が変化すると、それに応じた電気信号を外部に取り出すことができる。
【０００５】
電源管理回路２０は、エレクトレット発電装置１０から出力される電荷を整流、平滑化し、負荷３０に供給する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】D. Yamane et. al., "Design of sub-1g microelectromechanical systems accelerometers"、Applied Physics Letters 104, 074102 (2014)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは従来のエレクトレット発電装置１０について検討した結果、いくつかの課題を認識するに至った。
【０００８】
図１のエレクトレット発電装置１０の最大発電出力は、固定電極であるエレクトレットの表面電荷密度の２乗に比例する。表面電荷密度を高めるには、エレクトレットの材料、形成方法、帯電方法を最適化するなどのアプローチを取りうる。
【０００９】
ところが、エレクトレット発電装置１０の可動電極をＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術で作成する場合、エレクトレットの製造プロセスとＭＥＭＳ構造作成プロセスが混在することになり、エレクトレットの材料選択、製造方法、帯電方法がＭＥＭＳ構造によって制約され、固定電荷密度を高めることが難しい場合もある。また、エレクトレットの製膜後に、それを帯電させる工程において、高電圧を印加する必要があり、ＭＥＭＳ構造も、このような高電圧に耐えうるものとしなければならず、設計に少なからず制約が生ずる。
【００１０】
本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、従来のエレクトレット発電装置の問題の少なくともひとつを解決可能な発電装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある態様は発電装置に関する。発電装置は、エレクトレットと、エレクトレットを支持し、または対向配置される第１電極と、第１電極と電気的に接続される第２電極と、第２電極と対向配置される第３電極と、を備え、第２電極と第３電極が相対的に変位可能に構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のある態様によれば、従来のエレクトレット発電装置の問題の少なくともひとつを解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のエレクトレット発電装置を備える発電システムのブロック図である。
【図２】実施の形態に係る発電装置を模式的に示す図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、可変容量Ｃｖの構成例を示す図である。
【図４】図２の発電装置の等価回路図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、図２の発電装置の動作を説明する図である。
【図６】一実施例に係る発電装置の等価回路図である。
【図７】図６の発電装置の第１の構成例を示す断面図である。
【図８】図６の発電装置の第２の構成例を示す断面図である。
【図９】発電装置を備えるエネルギーハーベストデバイスの断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、作製した発電装置を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、作製した第１構造体を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、発電装置の動作を説明する図である。
【図１３】発電装置の発電特性の測定系のブロック図である。
【図１４】発電装置の周波数特性（測定結果）を示す図である。
【図１５】発電装置の出力電圧の測定波形図である。
【図１６】図１６（ａ）は、振動発生器が発生する振動の振幅と、測定される電圧の振幅の関係を示す図であり、図１６（ｂ）は、発電装置の出力電力の負荷依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態の概要）
本明細書の一実施の形態には、発電装置が開示される。この発電装置は、エレクトレットと、エレクトレットを支持し、または対向配置される第１電極と、第１電極と電気的に接続される第２電極と、第２電極との間に静電容量を形成する第３電極と、を備え、第２電極と第３電極が形成する静電容量が可変に構成される。
【００１５】
エレクトレットに生ずる固定電荷を−Ｑとするとき、第１電極には、逆極性の誘導電荷＋Ｑが発生する。第１電極と第２電極の電荷保存の法則から、第２電極には−Ｑの電荷が発生する。第２電極と第３電極が形成する静電容量が変化することにより、第３電極に生ずる電荷が変化し、電力を取り出すことができる。
【００１６】
エレクトレットの面積は、第２電極の面積より大きくてもよい。これにより、第２電極の表面電荷密度を高めることができ、ひいては最大発電出力を高めることができる。
【００１７】
エレクトレットと第１電極のペアが複数個、電気的に並列に接続されてもよい。これにより、エレクトレットの総面積を、ペアの個数に応じて設計できる。
【００１８】
エレクトレットと第１電極のペアは、積層されてもよい。これにより、パッケージ面積を増やすことなく、最大発電出力を増やすことができる。
【００１９】
発電装置は、第２電極と第３電極を含む第１構造体とエレクトレットと第１電極を含む第２構造体とを備えてもよい。第２構造体は、第１構造体の上に積層されてもよい。第１構造体と第２構造体を個別に製造することにより、ＭＥＭＳプロセスと、エレクトレットの製造プロセスを分離することができる。このことは、各製造プロセスや材料の選択が、互いに制約を受けないことを意味し、従来よりも高性能な発電装置の設計が可能となる。
【００２０】
第２電極が固定され、第３電極が振動可能に支持されてもよい。
【００２１】
（実施の形態）
以下、実施形態についていくつかの図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００２２】
また図面に記載される各部材の寸法（厚み、長さ、幅など）は、理解の容易化のために適宜、拡大縮小されている場合がある。さらには複数の部材の寸法は、必ずしもそれらの大小関係を表しているとは限らず、図面上で、ある部材Ａが、別の部材Ｂよりも厚く（長く）描かれていても、部材Ａが部材Ｂよりも薄い（短い）こともあり得る。
【００２３】
図２は、実施の形態に係る発電装置１００を模式的に示す図である。発電装置１００は、エレクトレット１０２、第１電極１０４、第２電極１０６、第３電極１０８を備える。
【００２４】
エレクトレット１０２には、固定電荷−Ｑ０が帯電している。エレクトレット１０２は第１電極１０４によって支持されている。第１電極１０４には、エレクトレット１０２の固定電荷−Ｑ０に対応する誘導電荷＋Ｑ０が発生する。第２電極１０６は、第１電極１０４と電気的に接続される。電荷保存の法則により、第１電極１０４と第２電極１０６の総電荷量はゼロであるから、第２電極１０６の電荷量は−Ｑ０である。
【００２５】
第３電極１０８は、第２電極１０６と対向配置され、静電容量Ｃｖを形成する。第２電極１０６と第３電極１０８は、それらが形成する静電容量（以下、可変容量ともいう）Ｃｖが、振動等の外力に応じて可変となるように構成される。第３電極１０８の電荷量Ｑは、可変容量Ｃｖに応じて変化し、したがって出力端子１１０から電力を取り出すことができる。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、可変容量Ｃｖの構成例を示す図である。図３（ａ）、（ｂ）では、第２電極１０６と第３電極１０８の物理的な位置が、相対的に変位可能となっている。図３（ａ）では、第２電極１０６と第３電極１０８の少なくとも一方を、面内方向に変位可能とし、それらのオーバーラップする面積が可変である。図３（ｂ）では、第２電極１０６と第３電極１０８の少なくとも一方を、面外方向（面直方向）に変位可能とし、それらの距離が可変となっている。
【００２７】
図３（ｃ）では、第２電極１０６と第３電極１０８の間の空間の誘電率を、振動等の外力に応じて可変としてもよい。たとえば第２電極１０６と第３電極１０８の間に、誘電体１０９を挿入し、誘電体１０９を外力に応じて面内方向に変位可能としてもよい。
【００２８】
なお、可変容量Ｃｖの構成は図３（ａ）〜（ｃ）に限定されない。
【００２９】
図４は、図２の発電装置１００の等価回路図である。第２電極１０６と第３電極１０８が可変容量Ｃｖを形成するのに対して、エレクトレット１０２と第１電極１０４は、固定的な静電容量（以下、固定容量）Ｃｆを形成するものとみなすことができる。すなわち、発電装置１００は、エレクトレット１０２を含む固定容量Ｃｆと、可変容量Ｃｖの直列接続と把握することができる。
【００３０】
以上が発電装置１００の基本構成である。続いてその動作原理を説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、図２の発電装置１００の動作を説明する図である。ここでは図３（ａ）に示すように、第２電極１０６が固定電極であり、第３電極１０８が面内方向に変位する可動電極とする。
【００３１】
図５（ａ）は第３電極１０８の変位量がゼロの状態を、図５（ｂ）は第３電極１０８が面内方向にΔｘ変位した状態を示す。図５（ａ）に示すように、エレクトレット１０２に固定電荷−Ｑ０が帯電するとき、第２電極１０６にも同じ誘導電荷−Ｑ０が現れ、これは実質的に一定とみなすことができ、擬似的な固定電荷として扱うことができる。第３電極１０８には、第２電極１０６の擬似的な固定電荷−Ｑ０に対応する誘導電荷＋Ｑが現れる。変位量Δｘ＝０のとき、第２電極１０６に現れる誘導電荷Ｑは、Ｑ０と等しい。
【００３２】
図５（ｂ）に示すように第３電極１０８がＸ方向に変位すると、第２電極１０６と第３電極１０８のオーバーラップする面積が変化し、可変容量Ｃｖが変化する。その結果、第２電極１０６の電荷Ｑが変化し、出力端子１１０から電力として取り出すことができる。
【００３３】
以上が発電装置１００の動作である。続いて発電装置１００の利点を説明する。
【００３４】
発電装置１００の第１の利点は、第２電極１０６の電荷量が、第２電極１０６の面積に依存せずに、エレクトレット１０２に帯電する電荷量−Ｑ０で決まる点である。このことは、可動部分（第３電極１０８）の面積を大きくしなくても、エレクトレット１０２の電荷量Ｑ０を大きくすれば、最大発電出力を高めることができることを意味する。言い換えれば、第２電極１０６の面積を小さくして、固定電極側の電荷密度を高めることが可能である。
【００３５】
発電装置１００の第２の利点は、エレクトレット１０２を含む固定容量Ｃｆの部分と、ＭＥＭＳ構造を有する可変容量Ｃｖの部分を分離可能であることである。これによりエレクトレット１０２の製造プロセスと、ＭＥＭＳ構造の製造プロセスを分離することができ、それぞれのプロセスを、他方のプロセスの影響を受けずに最適化することができる。例えば従来では、ＭＥＭＳ構造は、エレクトレットを帯電させるために印加される高電圧に耐えうるように設計する必要があったが、２つの部分を分離することにより、そのような制約から開放される。また、エレクトレット１０２の製膜プロセスについても、ＭＥＭＳ構造から制約を受けなくなるため、従来よりも材料選択、製膜方法、帯電方法の選択の自由度が高まり、性能向上に資することとなる。
【００３６】
本発明は、図２の断面図や図４の等価回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例や変形例を説明する。
【００３７】
図６は、一実施例に係る発電装置１００Ａの等価回路図である。発電装置１００Ａは、エレクトレット１０２と第１電極１０４からなる固定容量Ｃｆを複数Ｎ個（Ｎ≧２）備え、それらが電気的に並列に接続される。
【００３８】
固定容量Ｃｆ１〜ＣｆＮそれぞれの電荷量をＱ１〜ＱＮとする。このとき第２電極１０６に生ずる擬似的な固定電荷は、Ｑ１＋Ｑ２＋・・・ＱＮ＝ΣＱｉとなる。図４の発電装置１００と第２電極１０６の面積が等しい場合、表面電荷密度を高めることができる。なお、固定容量Ｃｆ１〜ＣｆＮの個数を増やすことは、単純にエレクトレット１０２の総面積が増えるだけであるから、製造上の困難性はない。
【００３９】
図７は、図６の発電装置の第１の構成例（１００Ｂ）を示す断面図である。図７において、複数の固定容量Ｃｆ１〜ＣｆＮは積層される。これにより、実効的な面積（フットプリント）を維持したまま、第２電極１０６の表面電荷密度を高めることができる。
【００４０】
可変容量Ｃｖを含む部分（第１構造体）１２０と、複数の固定容量Ｃｆ１〜ＣｆＮを含む部分（第２構造体）１２２は、別々のチップとして構成してもよい。これにより、２つの製造プロセスを完全に分離することができる。
【００４１】
なお、第１構造体１２０と第２構造体１２２は、別々のパッケージに分離してもよいし、ひとつのパッケージに隣接して収容してもよい。
【００４２】
図８は、図６の発電装置の第２の構成例（１００Ｃ）を示す断面図である。図８では、図７の第１構造体１２０と第２構造体１２２が積層されている。これにより、図７に比べてさらにデバイスのフットプリントを小さくできる。
【００４３】
図９は、発電装置を備えるエネルギーハーベストデバイス２００の断面図である。エネルギーハーベストデバイス２００は、発電装置１００Ｄに加えて、電源管理回路２１０、さらには負荷回路２２０を備える。発電装置１００Ｄは、図８と同様に、第１構造体１２０と第２構造体１２２の積層構造を有する。第１構造体１２０は、半導体基板１３０上に構成される。半導体基板１３０には、さまざまな回路を集積化することができる。好ましくは半導体基板１３０に、発電装置１００Ｄの出力電力を負荷回路２２０に中継する電源管理回路２１０を集積化するとよい。
【００４４】
第１構造体１２０は、半導体基板１３０上にＭＥＭＳプロセスを利用して形成される。第２電極１０６は、半導体基板１３０上に固定的に形成される。第１構造体１２０は、第３電極１０８に加えて、ばね１３４と、錘１３６を備える。ばね１３４は、錘１３６を水平方向に振動可能に支持する。発電装置１００Ｄの最大発電出力は、錘１３６の質量に比例するため、錘１３６は高密度な金属で形成するとよい。たとえば錘１３６は、金（Ａｕ）を用いることができる。錘１３６を導電性の高い金属で構成する場合、錘１３６が第３電極１０８を兼ねることができる。錘１３６として非金属、あるいは導電性の低い金属を選択した場合、錘１３６の面上に、第２電極１０６と対向して第３電極１０８を形成するとよい。
【００４５】
第１構造体１２０のＭＥＭＳ製造プロセスは、特に限定されず、公知の、あるいは将来利用可能な技術を用いることができるが、たとえば非特許文献１に記載の技術を用いてもよい。
【００４６】
第１構造体１２０の上には、第２構造体１２２が搭載される。第２構造体１２２は、半導体基板１３０および第１構造体１２０とは独立に製造した後に、第２構造体１２２の上に実装される。
【００４７】
上述のように、第２構造体１２２は積層されたＮ個の固定容量Ｃｆ１〜ＣｆＮを含む。たとえば各固定容量Ｃｆは、支持基板１１２の上に形成された第１電極１０４と、第１電極１０４の上に形成されたエレクトレット１０２を含む。複数の固定容量Ｃｆ１〜ＣｆＮの電気的接続は、ポスト（ビアホール）１１４を介して行われる。
【００４８】
半導体基板１３０の上には、第２構造体１２２と隣接して負荷回路２２０を形成してもよい。たとえば負荷回路２２０は小型のセンサであり、図９では加速度センサが示される。加速度センサと第２構造体１２２は、類似の構造を有するため、共通の製造プロセスで形成することができ、特に集積化するメリットが大きいといえる。
【００４９】
（サンプルの作製および評価）
本発明者らは、図８の発電装置１００Ｂのサンプル（符号３００を付す）を作製し、その評価を行った。図１０（ａ）〜（ｃ）は、作製した発電装置３００を示す図である。
【００５０】
図１０（ａ）は、発電装置１００Ｂのサンプル（符号３００を付す）の構造を示す。発電装置３００は、第１構造体３１０および第２構造体３２０を備える。第１構造体３１０は、図７の第１構造体１２０に対応しており、櫛形の固定電極３１２、可動電極３１４およびバネ３１６を備える。第１構造体３１０はＭＥＭＳプロセスを用いて、Ｓｉ半導体基板上に形成されている。
【００５１】
第２構造体３２０は、図７の第２構造体１２２に対応しており、オフチップエレクトレットと称される。作製したサンプルでは、図７における固定容量Ｃｆの個数Ｎは１とした。第２構造体３２０は、エレクトレット層３２６および誘電体層３２８を２枚の導体３２２，３２４で挟み込む構造をとっている。エレクトレット層３２６の材料はＣＹＴＯＰ（登録商標）であり、厚みは１０μｍである。誘電体層３２８の材料はＳＵ−８であり、厚みは４００μｍである。２枚の導体３２２，３２４は、Ｎ型の不純物をドープしたシリコンウェハである。ウェハの直径は４インチである。
【００５２】
第２構造体３２０の製造方法を説明する。上側の導体３２２にＣＹＴＯＰをスピンコートにより塗布し、ベークを行う作業を繰り返し、上側の構造体を作製する。また、下側の導体３２４に、ＳＵ−８をスピンコートにより塗布し、アニールを行う作業を繰り返し、下側の構造体を作製する。そして、ＳＵ−８を加熱した状態で、ＣＹＴＯＰとＳＵ−８を貼り合わせることで、それらを接着させた。
【００５３】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の発電装置３００の等価回路を示す。ＣＡは、誘電体層３２８の容量を表し、ＣＭは、固定電極３１２と可動電極３１４とが形成する容量を表す。ＣＰ１〜ＣＰ３は寄生容量を表しており、ＣＰ１は主として電極３２２とエレクトレット層３２６が形成する寄生容量を、ＣＰ２は容量ＣＭと並列な寄生容量を表し、ＣＰ３は発電装置３００の出力ＯＵＴと接地間の寄生容量を表す。
【００５４】
図１０（ｃ）は、より簡略化された等価回路を示す。図１０（ｃ）の容量ＣＢは、図１０（ｂ）に示される容量の内、ＣＡ以外の容量ＣＭ，ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３の合成容量である。ＣＡの設計値は３５０ｐＦ、ＣＢの設計値は３００〜４００ｐＦである。
【００５５】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、作製した第１構造体３１０を示す図である。図１１（ａ）は、第１構造体３１０の全体を示す。図１１（ｂ）は櫛形の電極部分を示す。
【００５６】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、発電装置３００の動作を説明する図である。振動が発生すると、容量ＣＭが変化し、容量ＣＢが変化する。図１２（ａ）〜（ｃ）には、ＣＢ＞ＣＡ、ＣＢ＝ＣＡ、ＣＢ＜ＣＡの状態が示される。振動によって、図１２（ａ）〜（ｃ）の状態を遷移することにより、交流の電力を取り出すことができる。
【００５７】
図１３は、発電装置３００の発電特性の測定系４００のブロック図である。振動発生器４１０は、第１構造体３１０に振動を与えて、固定電極３１２と可動電極３１４の間の容量ＣＭを変化させる。発電装置３００の出力端子には、負荷４１２として抵抗（抵抗値をＲＬＯＡＤとする）が接続される。ボルテージフォロア４１４は、ゲイン１のアンプであり、負荷４１２に発生する電圧を受け、オシロスコープ４１６に出力する。
【００５８】
図１４は、発電装置３００の周波数特性を示す図である。負荷４１２としてＲＬＯＡＤ＝１０ＭΩの抵抗を用いている。振動発生器４１０により、加速度０．２Ｇの振動を発生し、周波数をスイープしている。この結果から、共振周波数が３０９Ｈｚであることがわかる。
【００５９】
図１５は、発電装置３００の出力電圧の測定波形図である。実線（i）は、発電装置３００の出力電圧の波形を示す。比較のために、第２構造体３２０を取り外したときの波形を破線（ii）で示す。加速度０．２Ｇ、周波数３０９Ｈｚの入力振動を与え、ＲＬＯＡＤ＝１０ＭΩの条件で測定した。第２構造体３２０の有無により、発電能力が大きく変化していることが確認できる。
【００６０】
図１６（ａ）は、振動発生器４１０が発生する振動の振幅と、測定される電圧の振幅の関係を示す図である。振動の周波数は、共振周波数と等しい３０９Ｈｚ、負荷４１２は１０ＭΩの抵抗である。
【００６１】
図１６（ｂ）は、発電装置３００の出力電力の負荷依存性を示す図である。横軸は負荷４１２の抵抗値ＲＬＯＡＤを、縦軸は、発電装置３００から取り出される電力Ｐを表す。電力Ｐは、Ｖ２／ＲＬＯＡＤから計算できる。出力電力はＲＬＯＡＤ＝１０ＭΩ付近において最大となっている。
【００６２】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００６３】
（変形例１）
実施の形態では、エレクトレット１０２が第１電極１０４によって支持される構成としたが、その限りでなく、第１電極１０４とエレクトレット１０２は静電容量を形成すればよい。したがってエレクトレット１０２と第１電極１０４は対向配置されてもよい。
【００６４】
（変形例２）
図９においてエネルギーハーベストデバイス２００に集積化する負荷回路２２０は、加速度センサには限定されない。加速度センサに代えて、あるいはそれに加えて、照度センサ、温度センサなどを集積化してもよい。
【００６５】
（変形例３）
図９では、発電装置１００Ｄ、電源管理回路２１０、負荷回路２２０をモジュール化したが、その限りでなく、発電装置１００Ｄと電源管理回路２１０をモジュール化し、負荷回路２２０は外付けとしてもよい。この場合、エネルギーハーベストデバイスの汎用性を高めることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１００  発電装置
１０２  エレクトレット
１０４  第１電極
１０６  第２電極
１０８  第３電極
１１０  出力端子
１１２  支持基板
Ｃｖ  静電容量
１２０  第１構造体
１２２  第２構造体
１３０  半導体基板
１３２  電源管理回路
１３４  ばね
１３６  錘
２００  エネルギーハーベストデバイス
２１０  電源管理回路
２２０  負荷回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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