研究目的
研究基于PVDF的光压传感器制备与表征,采用溶液法制备透明电极,用于自供电无线传感器节点。
研究成果
基于压电和热释电效应、采用透明电极制造的传感器,其压力灵敏度为80毫伏/帕,光灵敏度为42伏·厘米2/瓦。这些数值优于或相当于铝基电极,且具有直接在敏感薄膜上定义电极的优势。当有效PVDF面积为8平方厘米时,压电和热释电效应产生的最大均方根功率分别为1微瓦和0.42微瓦。最后,我们展示了一个由这些器件收集的能量供电的无线传感网络,证明此类器件足以驱动一个能源自给的无线传感网络。
研究不足
聚偏氟乙烯(PVDF)的最高工作温度约为80°C,这限制了其在热能收集或温度传感方面的应用。
1:实验设计与方法选择:
本研究聚焦于采用不同电极材料制备并表征基于PVDF的传感器与能量收集器。
2:样本选择与数据来源:
使用厚度约39微米的商用预极化PVDF薄膜。
3:实验设备与材料清单:
PVDF薄膜、银纳米线(AgNWs)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)及商用铝电极。
4:实验流程与操作步骤:
通过喷涂法施加电极,并利用自制装置对器件的压电与热电效应进行表征。
5:数据分析方法:
从灵敏度与输出功率两方面评估器件性能。
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获取完整内容-
PEDOT:PSS
Clevios PH1000
Heraeus
Used as transparent electrode material.
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PVDF foil
Kureha Corporation
Used as the base material for the sensors and energy harvesters.
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Silver nanowires
ECD0X3
RAS Materials
Used as transparent electrode material.
-
Spray robot
PVA350
Werner Wirth
Used for the deposition of electrode materials.
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General Purpose Spray Valve
781S
Nordson
Used for the deposition of electrode materials.
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