"太陽エネルギ及び力学的エネルギを電気エネルギに変換する圧電-光起電力構造体であって、光起電力層及び圧電基材を含む、複数の重ね合わされた層を備えていることを特徴とする圧電-光起電力構造体。前記圧電基材が、上部電極及び下部電極の間に挟まれている請求項1に記載の圧電-光起電力構造体。前記光起電力層が、外側のアノード層及び内側のカソード層の間に挟まれている請求項1または2に記載の圧電-光起電力構造体。前記アノード層及び前記カソード層が金属製であり、前記アノード層が、前記カソード層よりも高い仕事関数を有する請求項3に記載の圧電-光起電力構造体。前記アノード層の材料が、前記光起電力層の一部のみを覆うように分布している請求項3または4に記載の圧電-光起電力構造体。前記アノード層の材料が、格子状または櫛状構造の形態で前記光起電力層上に分布している請求項3乃至5のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。絶縁層が、前記圧電基材並びに前記上部電極及び前記下部電極を、前記光起電力層、前記カソード層及び前記アノード層から分離している請求項3乃至6のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。挿入されたリチウムフッ化物の層によって、前記カソード層と前記光起電力層とが分離されている請求項3乃至7のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。前記光起電力層が、透明な電子遮断正孔抽出ポリマの外側副層の電子遮断ポリマ層並びに電子ドナー及び電子アクセプタドナーアクセプタポリマの内側副層の電子ドナーアクセプタポリマ層を備えている請求項1乃至8のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。前記電子ドナーアクセプタポリマ層が、分散カーボンナノチューブを含む請求項9に記載の圧電-光起電力構造体。同心的に重ね合わされた前記複数の層を備えた、細長い実質的に円柱状の本体部を備えている請求項1乃至10のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。前記細長い実質的に円柱状の本体部が、ファイバである請求項10に記載の圧電-光起電力構造体。織る、編むその他の方法でアレンジされて織物状またはコード状にされている、複数の前記ファイバを備えている請求項11に記載の圧電-光起電力構造体。前記複数の層が、実質的に平行に重ね合わされた平らな本体部を備えている請求項1乃至13のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。前記平らな本体部は、シートまたはフィルムである請求項13に記載の圧電-光起電力構造体。前記圧電基材は、ポリマを含んでいる請求項1乃至15のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。前記圧電基材が、分散圧電セラミック粒子を含む請求項16に記載の圧電-光起電力構造体。前記光起電力層が、色素増感太陽電池を備えている請求項1乃至17のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体。圧電基材を準備するステップと、前記圧電基材の上に光起電力層を重ね合わせるステップとを含む圧電-光起電力構造体の形成方法。前記光起電力層を重ね合わせるステップの前に、前記圧電基材上に上部電極及び下部電極を形成するステップを含む請求項19に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記上部電極及び前記下部電極が、金属製であり、且つ、熱蒸着によって前記圧電基材上に形成されている請求項20に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記光起電力層を重ね合わせるステップの前に、前記圧電基材上に絶縁層を重ね合わせるステップを含む請求項19乃至21のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記光起電力層を重ね合わせるステップが、カソード層をオーバーレイするステップと、前記カソード層上に電子ドナー及び電子アクセプタポリマを含む電子ドナーアクセプタポリマ層をオーバーレイするステップと、前記電子ドナーアクセプタポリマ層上に透明な電子遮断正孔抽出ポリマ層を形成するステップと、前記透明な電子遮断ポリマ層上にアノード層を形成するステップとを含む請求項19乃至22のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記カソード層上に前記電子ドナーアクセプタポリマ層を形成するステップの前に、前記カソード層上にリチウムフッ化物の層を形成するステップを含む請求項23に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記カソード層が、金属製であり、且つ、熱蒸着によって形成されている請求項23または24に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記アノード層が、金属製であり、且つ、前記透明な電子遮断正孔抽出ポリマ層上に熱蒸着によって形成されている請求項23乃至25のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。回転塗布、浸漬塗布、鋳造、スクリーン印刷、ドクターブレード、またはインクジェット印刷の方法を用いてポリマ溶液のコーティングを形成することで、前記電子ドナーアクセプタポリマ層が形成されている請求項23乃至26のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記電子ドナーアクセプタポリマ層は、ポリ3-ヘキシルチオフェンP3HTと[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステルPCBM、または、ポリP-フェニレンビニレンPPVとポリ2-メトキシ-5-プロピルオキシ-スルホン酸-1,4-フェニレン-ビニレンMPS-PPV、または、ポリ[2-メトキシ-5-2 ́-エチル-ヘキシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン]MEH-PPVとPCBM、または、ポリ[2-メトキシ-5-3 ́,7 ́-ジメチルオクチルオキシル]-1,4-フェニレンビニレンMDMO-PPVとPCBM、または、PPVとフラーレンC60、または、ポリ3-オクチルチオフェンP3OTとPCBM、または、PCBMとポリ[2,6-4,4-ビス-2-エチルヘキシル-4H-シクロペンタ[2,1-b;3,4-b ́]ジチオフェン-オルト-4,7-2,1,3-ベンゾチアジアゾール]PCDTBT、または、ポリ[N-ドデシル-2,5-ビス2 ́-チエニルピロール-2,1,3-ベンゾチアジアゾールPTPTBとPCBM、の混合物を含むポリマ溶液から形成されており、前記混合物は、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、または、クロロホルムに溶解している請求項23乃至27のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記電子ドナーアクセプタポリマ層は、P3HTとPCBMが重量比1:1の割合で混合された混合物を含むポリマ溶液から形成されている請求項23乃至28のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記電子ドナーアクセプタポリマ層は、分散カーボンナノチューブを含むポリマ溶液から形成されている請求項23乃至29のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記電子ドナーアクセプタポリマ層をアニーリングするステップを含む請求項23乃至30のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。回転塗布または浸漬塗布の方法を用いてポリマ溶液のコーティングを形成することで、前記電子遮断正孔抽出ポリマ層が形成されている請求項23乃至31のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。PEDOT:PSSまたはPTFE溶液を含むコーティングを形成することで、前記電子遮断正孔抽出ポリマ層が形成されている請求項23乃至32のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記電子遮断層をアニーリングするステップを含む請求項23乃至33のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記圧電基材を準備するステップは、前記圧電基材を押出プロセスにより形成することを含む請求項19乃至34のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。前記圧電基材は、ポリママトリックスに分散した圧電セラミック粒子を含む顆粒合成物を含む供給材料を押出加工して形成されている請求項35に記載の圧電-光起電力構造体の形成方法。太陽エネルギ及び力学的エネルギを電気エネルギに変換するパワー変換システムであって、光起電力層及び圧電基材を含む複数の重ね合わされた層を有する圧電-光起電力構造体と、前記圧電基材の上部電極及び下部電極に接続された第1の回路と、前記光起電力層のアノード及びカソードに接続された第2の回路とを備えていることを特徴とするパワー変換システム。前記第1の回路が、整流器を含む請求項37に記載のパワー変換システム。前記第2の回路が、充電制御部を含む請求項37または38に記載のパワー変換システム。前記第1及び第2の回路の一方または両方が、エネルギ貯蔵デバイスの端子に接続されている請求項37乃至39のいずれか1項に記載のパワー変換システム。力学的エネルギまたは太陽エネルギを電気エネルギに変換するために、請求項37乃至40のいずれか1項に記載のパワー変換システムを用いるステップと、前記第1及び第2の回路の一方または両方を、配電回路、配電ネットワーク、電気負荷、または、エネルギ貯蔵デバイスに接続するステップとを含む電気エネルギを発生、貯蔵、配給または消費する方法。力学的エネルギまたは太陽エネルギを電気エネルギに変換するために、請求項40に記載のパワー変換システムを用いるステップと、前記エネルギ貯蔵デバイスを、配電回路、配電ネットワークまたは電気負荷に接続するステップとを含む電気エネルギを発生及び配給する方法。太陽エネルギ及び力学的エネルギを電気エネルギに変換するパワー変換システムであって、光起電力素子及び圧電素子を有する圧電-光起電力構造体と、前記圧電基材に接続された第1の回路と、前記光起電力層に接続された第2の回路とを備え、前記第1及び第2の回路の一方または両方が、DC-DCコンバータに接続されていることを特徴とするパワー変換システム。前記圧電-光起電力構造体が、請求項1乃至18のいずれか1項に記載の圧電-光起電力構造体である請求項43に記載のパワー変換システム。前記第1の回路が、整流器を含む請求項43または44に記載のパワー変換システム。前記整流器が、集積チップである、または集積チップの一部である請求項45に記載のパワー変換システム。前記第1の回路が、貯蔵用キャパシタと並列に、DC-DCコンバータと接続されている請求項43乃至46のいずれか1項に記載のパワー変換システム。前記DC-DCコンバータは、降圧コンバータである請求項47に記載のパワー変換システム。前記DC-DCコンバータが、集積チップである、または、集積チップの一部である請求項47または48に記載のパワー変換システム。単一の集積チップが、前記DC-DCコンバータ及び前記整流器の両方を備えている請求項46に従属する請求項49に記載のパワー変換システム。前記第2の回路が、前記貯蔵用キャパシタと並列に、前記DC-DCコンバータと接続されている請求項47乃至50のいずれか1項に記載のパワー変換システム。前記第2の回路が、第2の貯蔵用キャパシタと並列に、第2のDC-DCコンバータと接続されている請求項47乃至50のいずれか1項に記載のパワー変換システム。前記第2の回路が、電圧レギュレータを含む請求項43乃至52のいずれか1項に記載のパワー変換システム。前記電圧レギュレータが、前記光起電力素子と直列接続されたダイオードである請求項53に記載のパワー変換システム。前記ダイオードが、ショットキーダイオードである請求項54に記載のパワー変換システム。前記第1の回路が、複数の前記圧電素子及び複数の前記整流器を備えており、1以上の前記圧電素子は、それぞれの前記整流器に接続されており、前記複数の整流器は、相互に並列接続されている請求項43乃至55のいずれか1項に記載のパワー変換システム。前記第2の回路は、直列接続された複数の前記光起電力素子を備えている請求項43乃至56のいずれか1項に記載のパワー変換システム。1つの前記DC-DCコンバータ、または、少なくとも1つの前記DC-DCコンバータが、出力を平滑する平滑回路に接続されている請求項47乃至52のいずれか1項に記載のパワー変換システム、または、請求項47乃至52のいずれか1項に従属する請求項53乃至57のいずれか1項に記載のパワー変換システム。1つの前記平滑回路、または、少なくとも1つの前記平滑回路が、平滑キャパシタ及びインダクタンスを備えている請求項58に記載のパワー変換システム。バイパスダイオードが、1つの前記DC-DCコンバータ、若しくは、それぞれの前記DC-DCコンバータの一対の出力端子を接続する、または、1つの前記平滑回路、若しくは、それぞれの前記平滑回路の一対の出力端子を接続する、請求項47乃至52のいずれか1項に記載のパワー変換システム、または、請求項47乃至52のいずれか1項に従属する請求項55乃至59のいずれか1項に記載のパワー変換システム。1つの前記バイパスダイオード、または、それぞれの前記バイパスダイオードが、ショットキーダイオードである請求項60に記載のパワー変換システム。それぞれの出力端子で直列接続された、請求項43乃至61に記載のパワー変換システムのセットを備えたパワー変換アレイ。前記直列接続された前記パワー変換システムのセットが、最終DC-DCコンバータと接続されている請求項62に記載のパワー変換アレイ。前記最終DC-DCコンバータが、昇圧コンバータである請求項63に記載のパワー変換アレイ。それぞれが、前記直列接続された前記パワー変換システムのセットに接続された入力端子と、電力線バスに接続された出力端子とを有する、複数の前記最終DC-DCコンバータを備えた請求項63または64に記載のパワー変換アレイ。前記直列接続された前記パワー変換システムのセットが、DC-ACインバータに接続されている請求項62に記載のパワー変換アレイ。それぞれが、前記直列接続された前記パワー変換システムのセットに接続された入力端子と、電力線バスに接続された出力端子とを有する、複数の前記DC-ACインバータを備えた請求項66に記載のパワー変換アレイ。本発明の各実施の形態の目的は、太陽及び力学的なエネルギ源の両方から収集された電気エネルギを貯蔵、消費及び/または発生させる、改良された方法を提供することである。本発明の各実施の形態の他の目的は、そのような方法において使用する、太陽エネルギ及び力学的エネルギの両方を収穫する、改良されたパワー発生システムを提供することである。本発明の各実施の形態の更に他の目的は、そのようなシステムにおいて使用する、圧電性及び光起電力性の特徴を有するハイブリッド構造体を提供することである。本発明の各実施の形態の更に他の目的は、そのような構造体の製造方法を提供することである。本発明の第1の考慮されるべき特徴によれば、太陽エネルギ及び力学的エネルギを電気エネルギに変換する圧電-光起電力構造体であって、光起電力層及び圧電基材を含む、複数の重ね合わされた層superposedlayerを備えていることを特徴とする圧電-光起電力構造体が提供される。このようなハイブリッド構造体は、多数のエネルギ源からエネルギを得ることができる単一のエネルギキャプチャシステムを通して、複数の再生可能なエネルギ源からエネルギを収穫するように機能する。このことにより、より効率的にエネルギを収集することができる、または、比較可能な単一のエネルギ源からエネルギを得るエネルギキャプチャシステムよりも、費用効率がよい、丈夫な、軽量な、展開可能なエネルギキャプチャシステムを得ることができる。圧電基材は、上部電極topelectrode及び下部電極bottomelectrodeの間に直接挟まれていると有利である。光起電力層は、外側のアノード層anodelayer及び内側のカソード層cathodelayerの間に挟まれていることが望ましい。絶縁層insulatinglayerが、圧電基材並びに上部電極及び下部電極を、光起電力層、カソード層及びアノード層から分離してもよい。光起電力層が、さらに、透明な電子遮断正孔抽出ポリマtransparentelectronblockerpolymerの外側副層の電子遮断ポリマ層並びに電子ドナー及び電子アクセプタドナーアクセプタポリマelectrondonorandelectronacceptorpolymersの内側副層の電子ドナーアクセプタポリマ層を備えると有利である。電子遮断ポリマ層は、ポリ3,4-エチレンジオキシ-チオフェンとポリスチレンスルホン酸PEDOT:PSSを含んでいてもよく、または、ポリテトラフルオロエチレンPTFEを含んでいてもよい。電子ドナーアクセプタポリマ層は、ポリ3-ヘキシルチオフェンpolyと[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステル66phenylC61butyricacidmethylesterP3HTPCBMを含んでいてもよく、または、ポリP-フェニレンビニレンpolyとポリ2-メトキシ-5-プロピルオキシ-スルホン酸-1,4-フェニレン-ビニレンpolyPPVMPS-PPVを含んでいてもよく、または、ポリ[2-メトキシ-5-2 ́-エチル-ヘキシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン]poly2methoxy514phenylenevinyleneと[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステルMEH-PPVPCBMを含んでいてもよく、または、ポリ[2-メトキシ-5-3 ́,7 ́-ジメチルオクチルオキシル]-1,4-フェニレンビニレンpoly2methoxy5l4phenylenevinyleneと[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステルMDMO-PPVPCBMを含んでいてもよく、または、ポリP-フェニレンビニレンとフラーレンfullerenePPVC60を含んでいてもよく、または、ポリ3-オクチルチオフェンpolyと[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステルP3OTPCBMを含んでいてもよく、または、[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステルとポリ[2,6-4,4-ビス-2-エチルヘキシル-4H-シクロペンタ[2,1-b;3,4-b ́]ジチオフェン-オルト-4,7-2,1,3-ベンゾチアジアゾール]poly264Hcyclopenta2lb34bdithiophenealt47PCBMPCDTBTを含んでいてもよく、または、ポリ[N-ドデシル-2,5-ビス2 ́-チエニルピロール-2,1,3-ベンゾチアジアゾールpolyNdodecyl25bispyrroleと[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステルPTPTBPCBMを含んでいてもよい。電子ドナーアクセプタポリマ層は、分散カーボンナノチューブdispersedcarbonnanotubesを含んでいてもよい。アノード層及びカソード層が金属製であり、アノード層が、カソード層よりも高い仕事関数workfunctionを有することが望ましい。アノード層の材料が、光起電力層の一部のみを覆うように分布していると有利である。アノード層の材料が、格子状latticeまたは櫛状comb構造の形態で光起電力層上に分布していることが望ましい。アノード層は、銅製であると有利である。カソード層は、アルミニウムであることが望ましい。本発明の1つの好ましい実施の形態では、圧電-光起電力構造体が、同心的に重ね合わされた前述の複数の層を備えた、細長い実質的に円柱状の本体部を備えている。細長い実質的に円柱状の本体部は、ファイバであってもよい。圧電-光起電力構造体は、織る、編むその他の方法でアレンジされて織物状またはコード状にされている、前述の複数のファイバを備えていてもよい。他の実施の形態では、複数の層が、実質的に平行に重ね合わされた平らな本体部を備えていてもよい。平らな本体部は、シートまたはフィルムであってもよい。上部電極及び下部電極は、金属製であることが望ましい。上部電極及び下部電極がアルミニウムであると都合がよい。カソード層と光起電力層とが、挿入されたリチウムフッ化物lithiumfluorideの層によって分離されていると有利である。圧電部材は、ポリマを含んでいてもよい。圧電基材は、ポリフッ化ビニリデンpolyPVDF、ポリプロピレンpolypropylene、またはナイロンnylonを含んでいることが望ましい。圧電基材は、分散圧電セラミック粒子dispersedpiezoelectricceramicparticlesを含んでいてもよい。光起電力層は、色素増感太陽電池を備えていてもよい。本発明の第2の考慮されるべき特徴によれば、圧電基材を準備するステップと、圧電基材の上に光起電力層を重ね合わせるステップとを含む圧電-光起電力構造体の形成方法が提供される。光起電力層を重ね合わせるステップの前に、圧電基材上に上部電極及び下部電極を形成するdepositingステップを含むと有利である。光起電力層を重ね合わせるステップの前に、圧電基材上に絶縁層を重ね合わせるステップを含んでいてもよい。光起電力層を重ね合わせるステップが、カソード層をオーバーレイするステップと、カソード層上に電子ドナー及び電子アクセプタポリマを含む電子ドナーアクセプタポリマ層をオーバーレイするステップと、電子ドナーアクセプタポリマ層上に透明な電子遮断正孔抽出ポリマ層を形成するステップと、透明な電子遮断ポリマ層上にアノード層を形成するステップとを含んでいてもよい。カソード層上に電子ドナーアクセプタポリマ層を形成するステップの前に、カソード層上にリチウムフッ化物の層を形成するステップを含むと有利である。上部電極及び下部電極は、金属製であり、且つ、熱蒸着thermalevaporationによって圧電基材上に形成されていることが望ましい。カソード層は、金属製であり、且つ、熱蒸着によって形成されていると有利である。アノード層は、金属製であり、透明な電子遮断正孔抽出ポリマ層上に熱蒸着によって形成されていると都合がよい。圧電基材を準備するステップは、圧電基材を押出プロセスextrusionprocessにより形成することを含むことが望ましい。圧電基材は、ポリマ顆粒polymergranulesを含む供給材料を押出加工して形成されていてもよい。圧電基材は、ポリママトリックスpolymermatrixに分散した圧電セラミック粒子を含む顆粒合成物compositegranulesを含む供給材料を押出加工して形成されていてもよい。回転塗布spincoatingまたは浸漬塗布dipcoatingの方法を用いて、ポリマ溶液のコーティングを形成することで、電子ドナーアクセプタポリマ層を形成すれば有利である。代わりに、鋳造casting、スクリーン印刷screenprinting、ドクターブレードdoctorblading、またはインクジェット印刷inkjetprintingの方法を用いてポリマ溶液のコーティングを形成することで、電子ドナーアクセプタポリマ層を形成することもできる。電子ドナーアクセプタポリマ層を形成するのに使用するポリマ溶液は、ポリ3-ヘキシルチオフェンP3HTと[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステルPCBM、または、ポリP-フェニレンビニレンPPVとポリ2-メトキシ-5-プロピルオキシ-スルホン酸-1,4-フェニレン-ビニレンMPS-PPV、または、ポリ[2-メトキシ-5-2 ́-エチル-ヘキシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン]MEH-PPVとPCBM、または、ポリ[2-メトキシ-5-3 ́,7 ́-ジメチルオクチルオキシル]-1,4-フェニレンビニレンMDMO-PPVとPCBM、または、PPVとフラーレンC60、または、ポリ3-オクチルチオフェンP3OTとPCBM、または、PCBMとポリ[2,6-4,4-ビス-2-エチルヘキシル-4H-シクロペンタ[2,1-b;3,4-b ́]ジチオフェン-オルト-4,7-2,1,3-ベンゾチアジアゾール]PCDTBT、または、ポリ[N-ドデシル-2,5-ビス2 ́-チエニルピロール-2,1,3-ベンゾチアジアゾールPTPTBとPCBM、の混合物を含んでいてもよい。混合物は、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、または、クロロホルムに溶解している。電子ドナーアクセプタポリマ層を形成するのに使用するポリマ溶液は、P3HTとPCBMが重量比1:1の割合で混合された混合物を含んでいると有利である。電子ドナーアクセプタポリマ層を形成するのに使用するポリマ溶液は、分散カーボンナノチューブを含んでいてもよい。圧電-光起電力構造体の形成方法は、電子ドナーアクセプタポリマ層をアニーリングするannealingステップを含んでいることが望ましい。回転塗布または浸漬塗布の方法を用いてポリマ溶液のコーティングを形成することで、電子遮断正孔抽出ポリマ層が形成されていると都合がよい。PEDOT:PSSまたはPTFE溶液を含むコーティングを形成することで、電子遮断ポリマ層が形成されていると有利である。圧電-光起電力構造体の形成方法は、電子遮断層をアニーリングするステップを含んでいることが望ましい。本発明の第3の考慮されるべき特徴によれば、太陽エネルギ及び力学的エネルギを電気エネルギに変換するパワー変換システムpowerconversionsystemであって、光起電力層及び圧電基材を含む複数の重ね合わされた層を有する圧電-光起電力構造体と、圧電基材の上部電極及び下部電極に接続された第1の回路と、光起電力層のアノード及びカソードに接続された第2の回路とを備えていることを特徴とするパワー変換システムが提供される。第1の回路は、整流器rectifierを含むと有利である。第2の回路は、充電制御部を含むと都合がよい。第1及び第2の回路の一方または両方が、エネルギ貯蔵デバイスenergystoragedeviceの端子に接続されていてもよい。エネルギ貯蔵デバイスが、バッテリであると都合がよい。本発明の第4の考慮されるべき特徴によれば、力学的エネルギまたは太陽エネルギを電気エネルギに変換するために、前述のパワー変換システムを用いるステップと、第1及び第2の回路の一方または両方を、配電回路electricitydistributioncircuit、配電ネットワークelectricitydistributionnetwork、電気負荷electricalload、または、エネルギ貯蔵デバイスに接続するステップとを含む電気エネルギを発生、貯蔵、配給または消費する方法が提供される。本発明の第5の考慮されるべき特徴によれば、力学的エネルギまたは太陽エネルギを電気エネルギに変換するために、前述のパワー変換システムを用いるステップと、第1及び第2の回路の一方または両方を、配電回路、配電ネットワーク、電気負荷、または、エネルギ貯蔵デバイスに接続するステップとを含む電気エネルギを発生、貯蔵、配給または消費する方法が提供される。本発明の第6の考慮されるべき特徴によれば、太陽エネルギ及び力学的エネルギを電気エネルギに変換するパワー変換システムであって、光起電力素子及び圧電素子を有する圧電-光起電力構造体と、圧電基材に接続された第1の回路と、光起電力層に接続された第2の回路とを備え、第1及び第2の回路の一方または両方が、DC-DCコンバータに接続されていることを特徴とするパワー変換システムが提供される。圧電素子は、圧電基材であってもよく、第1の回路が圧電基材の上部電極及び下部電極に接続されている。光起電力素子は、光起電力層であってもよく、第2の回路が光起電力層のアノード及びカソードに接続されている。圧電-光起電力構造体は、第1の考慮されるべき特徴に基づく圧電-光起電力構造体であってもよい。第1の回路は、整流器を含んでもよく、整流器は、ブリッジ形整流器bridgerectifierであってもよい。ブリッジ形整流器は、低損失ブリッジ形全波整流器lowdropfullwavebridgerectifierであると都合がよい。整流器は、集積チップintegratedchipであってもよく、または、集積チップの一部であってもよい。第1の回路は、貯蔵用キャパシタstoragecapacitorと並列に、DC-DCコンバータと接続されていてもよい。DC-DCコンバータは、降圧コンバータstepdownconverterであってもよい。DC-DCコンバータは、集積チップであってもよく、または、集積チップの一部であってもよい。DC-DCコンバータ及び整流器が、単一の集積チップを構成してもよい。単一の集積チップは、リニアテクノロジ社カリフォルニア州、ミルピタスLinearTechnologyCorporationによって供給されているLTC3588集積チップまたはこれと同等のものであれば都合がよい。第1の回路は、複数の圧電素子及び複数の整流器を備えていてもよく、1以上の圧電素子は、それぞれの整流器に接続されており、複数の整流器は、相互に並列接続されている。第2の回路は、電圧レギュレータvoltageregulatorを含んでいてもよく、電圧レギュレータは、光起電力素子と直列接続されたダイオードであってもよい。ダイオードは、ショットキーダイオードShottkydiodeであると都合がよい。第2の回路は、直列接続された複数の光起電力素子を備えていてもよい。第2の回路は、貯蔵用キャパシタと並列に、DC-DCコンバータと接続されていてもよい。代わりに、第2の回路は、第2の貯蔵用キャパシタと並列に、第2のDC-DCコンバータと接続されていてもよく、2つのコンバータは出力端子が接続されている。1つのDC-DCコンバータ、または、少なくとも1つのDC-DCコンバータは、出力を平滑する平滑回路smoothingcircuitに接続されていてもよい。1つの平滑回路、または、少なくとも1つの平滑回路は、平滑キャパシタreservoircapacitor及びインダクタンスinductanceを備えていてもよい。バイパスダイオードbypassdiodeが、1つのDC-DCコンバータ、若しくは、それぞれのDC-DCコンバータの一対の出力端子を接続する、または、1つの平滑回路、若しくは、それぞれの平滑回路の一対の出力端子を接続すると都合がよい。1つのバイパスダイオード、または、それぞれのバイパスダイオードは、ショットキーダイオードであってもよい。本発明の第7の考慮されるべき特徴によれば、それぞれの出力端子で直列接続された、第6の考慮されるべき特徴によるパワー変換システムのセットを備えたパワー変換アレイpowerconversionarrayが提供される。直列接続されたパワー変換システムのセットは、最終DC-DCコンバータfinalDCDCconverterと接続されていてもよい。最終DC-DCコンバータは、昇圧コンバータstepupconverterであってもよい。パワー変換アレイは、さらに、それぞれが、直列接続されたパワー変換システムのセットsetofseriesconnectedpowerconversionsystemsに接続された入力端子と、電力線バスpowerlinebusに接続された出力端子とを有する、複数の最終DC-DCコンバータを備えていてもよい。代わりに、直列接続されたパワー変換システムのセットは、DC-ACインバータに接続されていてもよい。パワー変換アレイは、さらに、それぞれが、直列接続されたパワー変換システムのセットに接続された入力端子と、電力線バスに接続された出力端子とを有する、複数のDC-ACインバータを備えていてもよい。本発明をはっきりと理解するために、本発明の実施の態様を、例として、添付の図を参照して示す:図1及び図2は、それぞれ、フィルム及びファイバのような、積層構造及び同心的に重ね合わされたハイブリッド圧電-光起電力構造体を示している。このファイバまたはフィルムは、光起電力セルの基材として、PVDFのような圧電性ポリマを用いて製造されている。逆型有機太陽電池invertedorganicsolarcellを作成するために、P3HT及びPCBMのような有機系の電荷のドナー及びアクセプタの光起電力材料、並びに、アルミニウム及び銅のような電極材料を、PVDFからなるファイバまたはフィルム上に交互に積層depositedlayerbylayerする。図3に示すように、以下では、このようなファイバやフィルムを製造する方法の詳細を示す。I.圧電性ポリマへの電極の形成:ファイバ9やフィルム7の形態の圧電分極されたPVDF基材ApiezoelectricallypolarisedPVDFsubstrateに、一対の電極6,8を形成し、更に絶縁層5,10を積層する。2つの電極は、それぞれ、フィルムの基材の上面及び底面の大部分を覆ってもよく、また、ファイバの基材の表面の上部180度及び底部180度の大部分を覆ってもよい。フィルムの厚さが25μmの場合に、電荷変位係数chargedisplacementcoefficientd33がおよそ35pC/Nである周知の圧電性ポリマであるため、基材としてPVDFが選択されている。高いd33定数を有していることは別にして、PVDFは、非常に安定したポリマである。PVDFは、175°Cという比較的低い融点を有しており、溶融押出しすることで、薄いフィルムやファイバにすることが容易である。圧電基材の代替材料は、ポリプロピレン、ナイロン等、適切な弾力を有し、且つ、安定した基材のファイバやフィルムを形成すること、且つ、圧電分極が生じるその他のポリマを含んでもよい。圧電基材に形成された電極は、導電性のよい材料を熱蒸着することによって形成されている。代わりに、基材がフィルム状である場合、電極は、導電性ペーストをドクターブレードすることにより形成されていてもよい。フィルムの場合には、電気絶縁層5が、圧電部分の上部電極上に積層される。ファイバの場合には、絶縁体10は、ファイバの大部分を囲むように両電極上に積層される。II.積層された圧電部分へのカソードの形成:アルミニウムカソード4,11は、積層された圧電部分7,9の上に、熱蒸着によって形成されている。カソードの材料は、アノードの材料よりも低い仕事関数を有すべきである。アルミニウムは、銅の仕事関数よりも低い仕事関数を有しているため、カソードの材料として選択されている。好ましい実施の形態では、積層された圧電PVDFフィルム7またはファイバ9の上に、厚みが少なくとも250nmあるアルミニウム製の薄いフィルムが形成されている。III.電子ドナーアクセプタ材料の被覆を形成するための溶液:P3HT及びPCBMが、クロロベンゼンに、重量比1:1の割合で混ぜられており、これは、太陽電池の量子変換を最大化すると考えられている。この溶液は、他のいかなる濃縮物よりも高い量子効率quantumefficiencyを生み出すと考えられている、10mg/mlのP3HTPCBMアクティブ材料の濃縮物concentrationから調製されているprepared。その後、この溶液は、200rpmで9時間、撹拌される。この混合物は、撹拌工程の間、不透明なopaque、気密のコンテナ内に収められている。IV.回転/浸漬塗布を用いた電子ドナーアクセプタ層の塗布:P3HTPCBMアクティブ層activelayer3,12は、回転塗布または浸漬塗布設備を用いて、アルミニウムが塗布されたPVDF基材上に形成されている。回転塗布により、1000rpmの速度で、クロロベンゼンに溶解した濃度10mg/mlのP3HT及びPCBMから、100~150nmの厚みのアクティブ層を生成することができる。この厚みは、高い量子変換効率を得るために最適な厚みであると考えられている。アクティブ材料を被覆するために、初めに200rpmの速度で10秒間、次に、500rpmの速度で10秒間、そして、最終的に1000rpmの速度で40秒間、回転塗布を行う。この複数ステップからなる工程は、均一な厚みを得るために導入されている。塗布工程の間、構造体はマスクmaskによって覆われており、特定の範囲にアクティブ材料が存在しないようにして、後ほどリード線を接続するアルミニウムカソードにアクセスできるようにしている。V.ステップIからIVによって作成した構造体のアニーリング:有機アクティブ光起電力材料をアニーリングすることで、太陽電池の量子変換効率が向上することが証明されている。上記ステップIからIVによって作り上げられた構造体に対して、110°Cの温度でアニールを行う。250°Cの温度でアニーリングを行えば、この低い温度によるアニーリングよりも高い効率のものを得られる。しかしながら、250°Cは、PVDFの融点及びキュリー点Curiepointを超えているため、圧電基材を損傷してしまう。そのため、最大温度110°Cが選択されている。VI.回転/浸漬塗布を用いた電子遮断正孔抽出層の塗布:PEDOT:PSS層2,13は、アクティブ層から太陽電池のアノードへの正孔注入/抽出層holeinjectorextractorlayerとして用いられている。PEDOT:PSS層は、拡散した電子がアノードに向かってドリフトするdriftことを妨げる電子遮断層としても機能する。PEDOT:PSS溶液は、およそ40~50nmの厚みを得るために、最大5000rpmの高速回転でアクティブ層上に回転塗布される。ステップIV及びVIの両ステップでは、積層/フィルム構造体には、回転塗布が望ましい。構造体がファイバである場合には、両ステップで、浸漬塗布が望ましい。VII.ステップIからVIによって作成された構造体のアニーリング:電子遮断材料または正孔抽出材料をアニーリングすると、太陽電池の量子変換効率を向上させる。上記ステップIからVIに沿って作り上げられた構造体に対して、短時間、例えば、およそ30分間、110°Cの温度でアニールを行う。PEDOT:PSSをアニールする時間及び温度は、有機太陽電池の効率にあまり影響を与えない。VIII.銅製櫛状構造1及び14の熱蒸着:太陽電池の上部に形成されるアノードは、太陽光をなるべく遮断しないように、まばらに分布させるべきである。図1に示すように、スパイン部spineから伸びる細い複数のフィンガー部fingersを有する櫛状構造は、太陽光の遮断を最小限にしながら、アノード金属への電子輸送を良好にすることができる。図2に示したファイバを覆っているアノードも、櫛状または格子状構造の形態で、まばらに分布した形態にすべきである図示せず。カソードの材料であるアルミニウムよりも仕事関数が高いため、アノードの材料として、銅が選択されている。銅アノードは、熱蒸着設備を用いて、室温で形成されている。太陽電池と接続されるリード線間の抵抗値を比較的低くするために、銅の厚みは、200nmよりも厚いことが望ましい。使用時には、ハイブリッド構造体の光起電力部分は、太陽光に応答して、アノードとカソード間に電流を発生させる。ハイブリッド構造体の圧電部分は、動きに応答して、電極間に、変動する電圧fluctuatingvoltageを発生させる。光起電力部分からの電流と圧電部分からの電圧は、それぞれ独立して、太陽エネルギ源または力学的エネルギ源から、電気エネルギを提供することが可能である。このエネルギは、以下に説明するように、例えば、貯蔵、または、使用することができる。1つの実施の形態では、PCBMP3HTアクティブ層3,12を塗布する前に、アルミニウムカソード4,11上に、LiFリチウムフッ化物の層を形成することでハイブリッド構造体の効率が向上する。この層は、正孔遮断層として機能する。他の実施の形態では、単層または多層カーボンナノチューブSWCNT及びMWCNTのコロイド溶液が、アクティブ材料の混合物に含められている。これにより、アクティブ材料から電極までの電荷キャリアの拡散を向上させ、有機太陽電池の効率を向上させることができる。さらに他の実施の形態では、ハイブリッドセルの圧電部分を形成するPVDFフィルムまたはファイバ7,9基材の上部に、色素増感太陽電池が配置されている。PVDFの代わりに、PFC圧電性ファイバコンポジットpiezoelectricfibrecomposite、圧電性ポリプロピレンpiezoelectricpolypropylenePP、ナイロン等、様々な他のタイプの可撓性を有する圧電基材を用いることも可能である。IX.太陽エネルギ及び圧電エネルギを結合させる基本回路:図4に示した実施の形態では、ハイブリッド構造体の光起電力部分のアノード1及びカソード4が充電制御部14に接続されており、同様に、充電制御部は、エネルギ貯蔵ユニット、例えば、バッテリ16またはキャパシタに接続されている。充電制御部は、太陽光がない場合に、バッテリが放電することを防止することができる。ハイブリッド構造体の圧電部分の上部電極及び下部電極6,8は、整流回路15に接続されており、同様に、整流回路はバッテリまたはその他の貯蔵用デバイス16に接続されている。2つの回路のそれぞれは、同じ貯蔵用デバイスに接続されていてもよく、別々の貯蔵用デバイスに接続されていてもよい。図5に示した整流回路は、4つのダイオード18からなるブリッジ整流器と、キャパシタ17とを備えていてもよい。ダイオードとキャパシタによって、変動する周波数と電圧の振幅の信号を、より安定したDC電圧信号に変換することができる。圧電部分15のエネルギ変換回路は、変動する周波数と電圧から、より一定のDC電圧に変換するさらに効率的な変換のために、インダクタ及びデジタルスイッチインダクタを蓄積状態にする同期スイッチを追加して改良してもよい。他の実施の形態では、エネルギは、バッテリやキャパシタのような貯蔵用デバイスに貯蔵されず、そのまま利用されているutilisedonline。例えば、太陽エネルギ及び/または風、潮汐、波、または雨のような力学的エネルギが十分であり、及び/または、エネルギの消費が少ない場合、貯蔵用デバイスを必要とせず、発電された電気を直接使用することが可能である。X.エネルギハーベスティング及び送電のための更なる回路:他の実施の形態は、圧電部分及び光起電力部分によって生じた電圧を一定のDC電圧に変換し、且つ、デバイスの圧電部分及び光起電力部分によって貯蔵されたエネルギが放出されることを防ぐ回路に関するものである。これにより、本デバイスは、力学的エネルギ及び太陽エネルギから変換されたパワーを効率的に供給する、高効率なエネルギハーベスティングデバイスとして機能することが可能となる。図6には、エネルギハーベスタの光起電力部分21及び圧電部分22によって別々に、それぞれの整流素子23,24によって、電荷が収集される回路の配置概略が示してある。ハイブリッドセルの光起電力部分21は、一定のDC電圧を発生するため、使用される整流素子23は、普通のショットキータイプの単一のダイオード整流器ordinarySchottkytypeofsingledioderectifierでよい。一方、ハイブリッドセルの圧電部分22は、不規則に変化するAC信号を一定のDC電圧に変換するために、低損失ブリッジ形全波整流器からなる、高効率バックコンバータbuckconverterと結合されたリニアテクノロジ社カリフォルニア州、ミルピタスのLTC3588集積チップ27を使用している。集積チップICは、1.8V、2.5V、3.3V及び3.6Vの4つの異なる出力電圧を有しており、入力電圧は20Vに設定され、保護用シャントprotectiveshuntを有している。光起電力部分21及び圧電部分22に接続された両整流素子23,24は、貯蔵用キャパシタ25に接続されており、貯蔵用キャパシタは、高効率DC-DCバックコンバータ26と接続されている。図7は、ハイブリッドエネルギハーベスタの各ユニットセル30が直列接続されている回路図を示している。各ユニットセル30は、ハイブリッドセルの光起電力部分21からの電圧を制限するためのショットキーダイオード23を備えている。ダイオードからLTC3588IC27から接続されたキャパシタは、さらに、ハイブリッドセル22の圧電部分によっても接続されている。エネルギハーベスタの圧電部分は、PZ1ピン及びPZ2ピンを通じて、LTC3588ICに接続されている。デバイスの光起電力部分は、Vinピン及びGNDピンを通じて、LTC3588ICに接続されている。光起電力部分からの電荷/電気エネルギは、ダイオードを通して、キャパシタC2に貯蔵されている。同じキャパシタは、LTC3588ICと統合された4ダイオード全波整流器を通して、エネルギハーベスタの圧電部分からの電荷/電気エネルギも貯蔵している。LTC3588ICのピン4における電気入力Vinは、ハイブリッドエネルギハーベスタの光起電力部分及び圧電部分の両方からの電荷/電気エネルギの和である。LTC3588ICのピン6における電圧出力端子Voutは、出力電圧を制限する平滑回路を形成するインダクタL229及びキャパシタC425に接続されている。この出力電圧は、次に、ダイオードD228間に接続されており、電流の逆流を防止する働きをする。ピン7における他のVinICのバックコンバータNMOSスイッチのためのゲートドライブとして機能する内部低電圧レール[rail]は、キャパシタC3を通して、ハイブリッドハーベスタの光起電力部分の他方の電極に接続されている。これは、次に、LTC3588ICのグラウンドGNDに接続されており、同様に、ピン9及びピン8にも接続されているこれは、両電極がそれぞれICのPZT1端子及びPZT2端子と接続されている圧電部分とは対照的である。。詳細に示している実施の形態では、LTC3588のグラウンドGNDピン及びピン6の出力電圧は、およそ1.8Vである。図7には、複数nの基本ユニットセル30が直列接続されていることが示されている。直列接続されている全体の合計電圧は、1つのユニットセルの出力電圧のn倍、すなわち、n×1.8Vである。ユニットの損傷や、太陽エネルギのレベルが不十分であること等に起因して、基本ユニットのうち、1つが動作していない場合、そのユニットセルが有しているバイパスダイオードD228を経由して、そのユニットセルはバイパスされる。そのため、直列接続の出力電圧は、n-1×1.8Vとなる。光起電力による電荷を収集し、エネルギ貯蔵デバイスに貯蔵する、商用の太陽電池において一般的に使用されている電気回路は、アレイに複数接続されているセルのうち1つが動作しない場合、完全に役に立たなくなる。バイパスダイオードD228を有する直列配置は、太陽電池が多数直列接続されたアレイのうち、1つまたは少数のユニットセルが故障したとしても、エネルギハーベスティングデバイスの動作を妨げない。それどころか、アレイは、まだ動作している残りの太陽電池によって発電された電力の供給を継続するため、有利である。図7に示した基本ユニットセルは、例えば、フィルム状素子やストリップ状素子のような、ハイブリッド圧電-光起電力素子が比較的大規模な形態のハイブリッド光起電力圧電エネルギハーベスタ向きのものである。ファイバ状のような小規模素子の場合、素子のそれぞれがハイブリッドハーベスタセルとして機能するため、それぞれLTC3588IC27を必要とするが、これは、コストまたはスペースの問題を生じる。この問題を解決するために、複数のファイバまたは複数のファイバの一部のような、いくつかのまたは多数の圧電素子22のそれぞれは、図8に示したように、それぞれ高効率ブリッジ形全波整流器24に接続されていてもよい。ブリッジ形全波整流器は、次に、貯蔵用キャパシタC2に並列接続されている。図8に示したように、いくつかのハイブリッドセルの光起電力部分21がダイオードD1に対して直列接続されていてもよい。ICに接続する前の並列接続されるファイバの数は、ICの入力電圧の上限によって制限されている。LTC3588の場合には、この入力電圧の上限は20Vである。多数のファイバを使用する場合、LTC3588に似た適切な商用の入手可能なICを選択することで、または、図9に示すようにLTC3588を2つの低出力DC-DCコンバータで置き換えることで、この上限を上げることができる。ハイブリッドセルの圧電部分22のいくつかは、それぞれの、高効率全波整流器24に接続されている。これらの整流器は直列接続されており、高電圧低出力のDC-DCコンバータ32に接続されたキャパシタC2に、最終的な電圧/電荷が貯蔵される。ハイブリッドファイバの光起電力部分は直列接続されており、低電圧低出力のDC-DCコンバータ33に接続されたキャパシタC1に、電圧/電荷が貯蔵される。図10は、複数のユニットセル30からなる複数のコラムcolumnsを示す概略図である。各コラムは、要求される負荷の種類に応じて、DC-DCコンバータまたはDC-ACインバータのいずれかと直列接続された複数のユニットセルのセットから構成されている。これらいくつかのコラムは、次に、エネルギハーベスタが要求する定格電流currentratingに応じて、出力電力線バスに対して並列接続されている。いくつかのハイブリッド素子が1つの整流回路に直列接続されている部分では、素子がそれぞれ整流回路に接続されている場合に比べて、変換効率は相当低くなる。図6乃至図10に示した実施の形態では、この問題は、図6乃至図9に示したように、ハーベスタの各ユニットセル30内のDC-DCコンバータと結合されている貯蔵用キャパシタに整流回路を接続する前に、個々の圧電素子をそれぞれの整流回路に接続することで対処される。このことにより、変換効率を著しく落とすことなく、多数の圧電素子を使用することが可能になる。さらに、このことにより、図10に示したように、いくつかの、または、多数のそのようなユニットセルを、負荷、DC-DCコンバータ、または、DC-ACインバータに対して直接、直列接続することを可能にし、効率よく電荷を収集することができる。本発明の利用法の例の1つとして、ハイブリッド圧電-光起電力材料からなるファイバ及び/またはフィルムは、木や枝の葉状leavesのアレイまたはクラスタclustersとして組み上げられてもよい。例えば、図10に示した光起電力素子及び圧電素子を備えたユニットセルのアレイ30、または、図9に示したハイブリッド素子のアレイ34は、木、枝または木構造の葉を形成してもよい。環境からエネルギを収集し、貯蔵または配給するために、これらは太陽光、風及び/または雨にさらされる。上記の実施の形態は、例示としてのみ開示されている。添付の請求の範囲に定めたように、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変形例が可能である。"