,所述Cr膜的厚度為300nm,所述Ni膜的厚度為7nm;③利用CVD法,CH4為碳源,Ni為催化劑,生長碳納米管;
[0078]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;
[0079]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2:1的乙腈和丙烯碳酸脂混合液;
[0080]S4:組裝:將對(duì)電極覆蓋在光陽極上,兩者之間形成30μπι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;
[0081 ]所述氣體傳感器模塊的制備包括以下步驟:
[0082]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 ;
[0083]②采用電化學(xué)法腐蝕硅片,配制腐蝕液,腐蝕液為體積比2:3的氫氟酸(40%)和去離子水的混合液,腐蝕電流為40mA/cm2,腐蝕時(shí)間為2h,在硅片襯底表面形成大小1.5cmXIcm的多孔硅區(qū)域;
[0084]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;
[0085]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60nm。
[0086]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(cè)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(cè)裝置檢測(cè)到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測(cè)數(shù)據(jù)基站;
[0087]進(jìn)一步的,所述自供能感測(cè)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(cè)構(gòu)件構(gòu)成,所述氣體檢測(cè)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(cè)構(gòu)件的制備步驟如下:
[0088]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;
[0089]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;
[0090]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;
[0091 ] 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;
[0092]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。
[0093]測(cè)試數(shù)據(jù):
[0094]所制得器件中,染料敏化太陽能電池的對(duì)電極上碳納米管的長度約為7μπι,氣體傳感器中多孔硅的孔徑約5?25nm;測(cè)試時(shí),將該器件放入Im3的不透光密閉測(cè)試容器,取I OOmW/cm2的氙燈光源模擬太陽光,分別向測(cè)試容器中通入不同濃度的NO2氣體。
[0095]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(cè)試氣體時(shí)器件中的電流大小。
[0096]測(cè)試得到,染料敏化太陽能電池的最優(yōu)轉(zhuǎn)化效率約10.5%,測(cè)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8.1%,重復(fù)性好;當(dāng)氣體傳感器工作溫度約40°C時(shí),其對(duì)氣體的選擇性和靈敏度均表現(xiàn)最佳,其中,對(duì)N O 2氣體的探測(cè)極限為12 P P m,對(duì)10ppm的NO2,靈敏度為52,響應(yīng)時(shí)間9s ;對(duì)NH3氣體的探測(cè)極限為9ppm,對(duì)10(^111的順3,靈敏度達(dá)50,響應(yīng)時(shí)間8s。
[0097]實(shí)施例3
[0098]本發(fā)明的實(shí)施例所提供的一種具有尚重復(fù)性檢測(cè)功能的加油站油觸,該加油站油罐的外部表面安裝檢測(cè)裝置,所述檢測(cè)裝置基于自供能感測(cè)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(cè)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(duì)電極、光陽極以及填充于所述對(duì)電極和光陽極之間的電解液,所述對(duì)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280nm;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(cè)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。
[0099]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:
[0100]S1:對(duì)電極制備:①選用厚度為0.3mm的規(guī)格為5cmX5cm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260nm,所述Ni膜的厚度為15nm;③利用CVD法,CH4為碳源,Ni為催化劑,生長碳納米管;
[0101]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;
[0102]S3:電解液配制:0.5M碘化鋰、0.06M碘、0.2M 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;
[0103]S4:組裝:將對(duì)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;
[0104]所述氣體傳感器模塊的制備包括以下步驟:
[0?05]①切割娃片襯底尺寸至2cmX 2cm,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 ;
[0106]②采用電化學(xué)法腐蝕硅片,配制腐蝕液,腐蝕液為體積比1:5的氫氟酸(40%)和去離子水的混合液,腐蝕電流為20mA/cm2,腐蝕時(shí)間為lh,在硅片襯底表面形成大小1.5cmXIcm的多孔硅區(qū)域;
[0107]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)猓肅VD法450°C生長氧化鎢納米線;
[0108]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。
[0109]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(cè)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(cè)裝置檢測(cè)到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測(cè)數(shù)據(jù)基站;
[0110]進(jìn)一步的,所述自供能感測(cè)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(cè)構(gòu)件構(gòu)成,所述氣體檢測(cè)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(cè)構(gòu)件的制備步驟如下:
[0111]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;
[0112]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;
[0113]S 3: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ID 2.0 m m 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;
[0114]S4:擴(kuò)散控制膜的準(zhǔn)備:采用0.5mm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;
[0115]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。
[0116]測(cè)試數(shù)據(jù):
[0117]所制得器件中,染料敏化太陽能電池的對(duì)電極