用下，將電解液中I3—還原為I—，如此循環(huán)。
[0040]基于此，本發(fā)明器件的工作原理為:染料敏化太陽能電池與氣體傳感器、數(shù)據(jù)讀取模塊串聯(lián)。在陽光照射下，染料敏化太陽能電池中染料分子吸收光能，被激發(fā)，釋放的電子經(jīng)過光陽極流向外電路，通過多孔硅基氣體傳感器、數(shù)據(jù)檢測模塊形成回路，在對電極，經(jīng)過碳納米管的催化作用，還原電解質(zhì)中I3—離子，如此形成工作循環(huán);對于氣體傳感器，在被檢測氣體環(huán)境下，多孔硅與氧化鎢會(huì)吸附氣體分子，導(dǎo)致其電導(dǎo)率發(fā)生變化，進(jìn)而作用于電流的變化，此時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊會(huì)檢測到變化，最后實(shí)時(shí)顯現(xiàn)出該氣體濃度。
[0041]本發(fā)明提供一種具有高重復(fù)性檢測功能的加油站油罐，該加油站油罐的外部表面安裝檢測裝置，所述檢測裝置基于自供能感測元件，該自供能感測元件包括染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模塊;染料敏化太陽能模塊可以作為氣體傳感器模塊的工作電源，對其產(chǎn)生自供能的效果，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對加油站油罐工作環(huán)境中有害氣體的快速檢測，靈敏度高，并且重復(fù)性高，同時(shí)達(dá)到高效利用太陽能的目的。
[0042]結(jié)合圖例對本發(fā)明做出進(jìn)一步說明:
[0043]圖1為本發(fā)明加油站油罐示意圖。檢測裝置2安裝于加油站油罐I的外部表面。
[0044]圖2是本發(fā)明的染料敏化太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖3是本發(fā)明的氣體傳感器模塊俯視示意圖。
[0046]圖4是本發(fā)明的氣體傳感器模塊的截面圖。
[0047]圖5是本發(fā)明的染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模塊的結(jié)合示意圖。
[0048]圖6是本發(fā)明的氣體識(shí)別模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]其中:10-不銹鋼基底，11-硅片襯底，12-硅片襯底，13-染料敏化太陽能電池模塊，20-導(dǎo)電催化層，21-多孔硅區(qū)域，23-氣體傳感器模塊，30-電解液，31-Au電極，32-氧化鎢納米線，33-數(shù)據(jù)讀取模塊，40-1T0導(dǎo)電玻璃基底，43-框架，50-對電極上碳納米管，53-進(jìn)氣孔，60-Ti02粒子層和染料分子層，70-氣體識(shí)別模塊，71-外殼體，72-氣體檢測構(gòu)件，73-擴(kuò)散控制膜層，74-指示載體粉末，75-玻璃管。
[0050]結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0051 ] 實(shí)施例1
[0052]本發(fā)明的實(shí)施例所提供的一種具有尚重復(fù)性檢測功能的加油站油觸，該加油站油罐的外部表面安裝檢測裝置，所述檢測裝置基于自供能感測元件，并且還包括數(shù)據(jù)讀取模塊和氣體識(shí)別模塊;該自供能感測元件包括染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模塊；所述染料敏化太陽能電池模塊包括對電極、光陽極以及填充于所述對電極和光陽極之間的電解液，所述對電極包括不銹鋼基底、緊鄰不銹鋼基底的導(dǎo)電催化層、設(shè)置于所述導(dǎo)電催化層上的碳納米管，所述光陽極包括ITO導(dǎo)電玻璃基底和位于ITO導(dǎo)電玻璃基底上的T12粒子和染料分子層，所述Ti02粒子的粒徑約300nm，；所述氣體傳感器模塊包括娃片襯底、氧化媽納米線和Au電極，所述硅片襯底的表面上腐蝕有多孔硅區(qū)域，所述多孔硅區(qū)域的表面蒸鍍有一層氧化鎢膜與多孔硅一起作為檢測氣體的復(fù)合敏感材料;所述染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模塊設(shè)置于表面有一直徑為0.5cm的進(jìn)氣孔的規(guī)格為5cm X 5cm X I cm的招制的長方體框架內(nèi)，所述染料敏化太陽能電池模塊通過粘合劑粘合至所述框架的外表面，并使光陽極朝上，所述氣體傳感器模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊設(shè)置于所述框架內(nèi)部，所述染料敏化太陽能電池模塊、所述氣體傳感器模塊和數(shù)據(jù)讀取模塊通過導(dǎo)線連接。
[0053]優(yōu)選地，所述染料敏化太陽能電池模塊的制作包括如下步驟:
[0054]S1:對電極制備:①選用厚度為0.3mm的規(guī)格為5cm X 5cm的不銹鋼基底，用砂紙拋光，經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗;②利用磁控濺射法在不銹鋼基底上鍍金屬Cr膜和Ni膜形成導(dǎo)電催化層，所述Cr膜的厚度為500nm，所述Ni膜的厚度為1nm;③利用CVD法，CH4為碳源，Ni為催化劑，生長碳納米管；
[0055]S2:光陽極的制備:①分別取無水乙醇50ml、乙二醇胺2ml，在50°C水浴中攪拌使其充分混合，在混合溶液中加入鈦酸丁酯9ml，繼續(xù)在水浴中攪拌Ih，然后加入無水乙醇1ml，在水浴中攪拌Ih，靜置12h，得到T12溶液，將其過濾，干燥;②取5g步驟①中干燥的T12粒子、I Oml乙醇、2ml乙酰丙酮混合，放入研缽中研磨充分，制得T i O2楽料;③取步驟②中的適量的T12漿料刮涂在清洗后的規(guī)格為5cm X 5cm的ITO導(dǎo)電玻璃基底上，經(jīng)過110°C下處理2h，然后將其浸漬在N719的乙醇溶液中6h，S卩得光陽極；
[0056]S3:電解液配制:0.5M碘化鋰、0.06M碘、0.1M 4-叔基吡啶和0.3M 1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽，溶劑為體積比1:1的乙腈和丙烯碳酸脂混合液；
[0057]S4:組裝:將對電極覆蓋在光陽極上，兩者之間形成50μπι的空腔，邊緣利用絕緣體封裝，將電解液注入到空腔中，形成染料敏化太陽能電池模塊；
[0058]所述氣體傳感器模塊的制備包括以下步驟:
[0059]①切割娃片襯底尺寸至2cmX2cm，放入清洗液中超聲清洗40min，清洗液為體積比為3:1的98%濃硫酸和40%雙氧水;取出硅片襯底用去離子水沖洗干凈，再放入氫氟酸中浸泡I Omin，再依次用丙酮、乙醇、去離子水分別超聲清洗20min ；
[0060]②采用電化學(xué)法腐蝕硅片，配制腐蝕液，腐蝕液為體積比1:3的氫氟酸(40%)和去離子水的混合液，腐蝕電流為45mA/cm2，腐蝕時(shí)間為Ih，在娃片襯底表面形成大小1.5cm XIcm的多孔硅區(qū)域；
[0061]③將硅片襯底放入磁控濺射儀中，在其多孔硅區(qū)域表面蒸鍍一層鎢膜，厚度為200nm，然后將硅片襯底放入管式爐中，密封常壓下通入氮?dú)?，利用CVD法450°C生長氧化鎢納米線；
[0062]④使用磁控濺射法在多孔硅區(qū)域上制作兩個(gè)圓點(diǎn)狀的Au電極，所述Au電極的直徑為1mm，厚度為I OOnm。
[0063]所述數(shù)據(jù)讀取模塊通過無線通信模塊發(fā)送至設(shè)置于所述檢測裝置內(nèi)部的控制器模塊，所述控制器模塊通過無線通信模塊和GPRS模塊通信，并將由所述檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測數(shù)據(jù)基站；
[0064]進(jìn)一步的，所述自供能感測元件還設(shè)置有一個(gè)氣體識(shí)別模塊，所述氣體識(shí)別模塊通過導(dǎo)線和所述數(shù)據(jù)讀取模塊連接，所述氣體識(shí)別模塊主要由外殼體和與外殼體拆卸式連接的氣體檢測構(gòu)件構(gòu)成，所述氣體檢測構(gòu)件由擴(kuò)散控制膜層、指示載體粉末和玻璃管構(gòu)成；所述氣體檢測構(gòu)件的制備步驟如下:
[0065]S1:載體的處理與活化:將篩分好的硅膠載體(90?100目)置于在600°C馬弗爐中煅燒2h，冷卻后，裝瓶待用；
[0066]S2:指示載體的制備:量取一定量的原始液放入一容器中，倒入一定量的活化載體，邊加邊攪拌，直至混合均勻，上層清液較少為止。在空氣中自然干燥后，裝入密閉容器中待用；
[0067]S3:玻璃管的準(zhǔn)備:遴選內(nèi)徑均勻、透明度好的玻璃管(規(guī)格為ID2.0mm X0D4.0mm)，截取成長度為30mm的玻璃管若干段，用砂紙將兩側(cè)打毛，然后依次用肥皂水、清水、蒸餾水將玻璃管清洗干凈，晾干待用；
[0068]S4:擴(kuò)散控制膜的準(zhǔn)備:采用0.5_厚的聚酯膜作為擴(kuò)散控制膜，待聚脂膜干燥后，用模具沖壓成外徑為2.0mm的圓形薄膜；
[0069]S5:氣體識(shí)別模塊的裝配:將擴(kuò)散控制膜用粘合劑粘合到玻璃管的一側(cè)，然后稱取一定量指示載體粉末慢慢裝入玻璃管內(nèi)至玻璃管無空隙，平整后粘合另一側(cè)擴(kuò)散控制膜。
[0070]測試數(shù)據(jù):
[0071 ]所制得器件中，染料敏化太陽能電池的對電極上碳納米管的長度約為13μπι，氣體傳感器中多孔硅的孔徑約50?10nm;測試時(shí)，將該器件放入Im3的不透光密閉測試容器，取I OOmW/cm2的氙燈光源模擬太陽光，分別向測試容器中通入不同濃度的NO2氣體。
[0072]氣體的靈敏度用下式表示:1?% = (1()±1*/1())\100%，式中，在光源功率不變的情況下，1為沒有通入N02時(shí)器件中的電流大小，It為通入N02測試氣體時(shí)器件中的電流大小。
[0073]測試得到，染料敏化太陽能電池的最優(yōu)轉(zhuǎn)化效率約11.4%，測試重復(fù)2000次后發(fā)現(xiàn)，染料敏化太陽能電池轉(zhuǎn)化效率下降到7.3%，重復(fù)性好；當(dāng)氣體傳感器工作溫度約40°C時(shí)，其對氣體的選擇性和靈敏度均表現(xiàn)最佳，其中，對NO2氣體的探測極限為9ppm，對10ppm的NO2，靈敏度為79，響應(yīng)時(shí)間7s;對NH3氣體的探測極限為5ppm，對10ppm的NH3，靈敏度達(dá)56，響應(yīng)時(shí)間4s。
[0074]實(shí)施例2:
[0075]本發(fā)明的實(shí)施例所提供的一種具有尚重復(fù)性檢測功能的加油站油觸，該加油站油罐的外部表面安裝檢測裝置，所述檢測裝置基于自供能感測元件，并且還包括數(shù)據(jù)讀取模塊和氣體識(shí)別模塊;該自供能感測元件包括染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模塊；所述染料敏化太陽能電池模塊包括對電極、光陽極以及填充于所述對電極和光陽極之間的電解液，所述對電極包括不銹鋼基底、緊鄰不銹鋼基底的導(dǎo)電催化層、設(shè)置于所述導(dǎo)電催化層上的碳納米管，所述光陽極包括ITO導(dǎo)電玻璃基底和位于ITO導(dǎo)電玻璃基底上的T12粒子和染料分子層，所述T12粒子的粒徑約290nm;所述氣體傳感器模塊包括硅片襯底、氧化鎢納米線和Au電極，所述硅片襯底的表面上腐蝕有多孔硅區(qū)域，所述多孔硅區(qū)域的表面蒸鍍有一層氧化鎢膜與多孔硅一起作為檢測氣體的復(fù)合敏感材料;所述染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模塊設(shè)置于表面有一直徑為0.5cm的進(jìn)氣孔的規(guī)格為5cm X 5cm X I cm的招制的長方體框架內(nèi)，所述染料敏化太陽能電池模塊通過粘合劑粘合至所述框架的外表面，并使光陽極朝上，所述氣體傳感器模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊設(shè)置于所述框架內(nèi)部，所述染料敏化太陽能電池模塊、所述氣體傳感器模塊和數(shù)據(jù)讀取模塊通過導(dǎo)線連接。
[0076]優(yōu)選地，所述染料敏化太陽能電池模塊的制作包括如下步驟:
[0077]S1:對電極制備:①選用厚度為0.3mm的規(guī)格為5cm X 5cm的不銹鋼基底，用砂紙拋光，經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗;②利用磁控濺射法在不銹鋼基底上鍍金屬Cr膜和Ni膜形成導(dǎo)電催化層