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具有光强校准?？榈母咝阅芄夥馄衅教?

DOI：10.1021/acssensors.9b02565 期刊：ACS Sensors 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 尽管无电池气体传感器（如光伏或摩擦电传感器）近期已出现以解决传统化学电阻式传感器的功耗问题，但仍存在严重的技术障碍。特别是其信号随光照强度等环境条件变化，限制了传感器的应用。此前无电池传感器的灵敏度不足（响应低且检测速率慢）也阻碍了实际使用。本文展示了一种光伏氢气（H2）传感平台，其检测响应不受光照条件影响。该平台由两个光伏单元组成：(1) 覆盖微孔沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）薄膜的钯（Pd）修饰n-IGZO/p-Si光电二极管；(2) 相同器件结构但无Pd催化剂作为基准，用于校准传感器(1)的基线电流。经校准后，该平台能实时输出精确响应值，无需知晓未知辐照度。此外，本平台的检测性能（如在1% H2浓度下响应达1.57×104%，响应时间<15秒）与传统电阻式H2传感器相当，这在光伏H2传感器中是前所未有的成果。
作者： Hyeonghun Kim，Woochul Kim，Ryeri Lee，Sungjun Cho，Jiyoon Park，Yusin Pak，Gun Young Jung
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为解决传统化学电阻器的功耗问题，并开发一种无论光照条件如何都能保持恒定传感响应的光伏氢（H2）传感平台。

研究成果

该研究成功展示了一种基于Pd修饰的n-IGZO/p-Si光伏电池并涂覆功能性微孔ZIF-8层的高性能无电池H2气体传感器。该传感器表现出优异的性能指标，包括在1% H2浓度下1.57×104%的传感响应、快速响应/恢复特性（<15秒）以及0.0035%的最低检测限（LDL）。ZIF-8层对提升传感器性能和稳定性起到了关键作用。

研究不足

该研究承认基于钯的气体传感器在重复氢气测量下易发生性能退化，以及湿度对传感器性能的影响。

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