[發明專利]一種基于自供能檢測的建筑屋頂裝飾材料

在審

• 申請號: 201610023409.4
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105675662A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 蔡權
• 申請（專利權）人: 蔡權
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;H01G9/042;H01G9/20
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明涉及裝飾材料領域，更具體涉及一種基于自供能檢測的建筑屋頂裝飾材料。

背景技術

建筑裝飾材料又稱為建筑飾面材料，主要是指鋪設或涂裝在建筑表面起到裝飾和美化作 用的材料，建筑屋頂裝飾材料特制用于建筑物屋頂的裝飾材料。其可以實現整體效果和裝飾 功能的實現。

然而，目前，建筑屋頂裝飾材料出現了不同的功能，比如吸聲、耐污染、防霉、耐酸堿 等，一般不具備氣體檢測和高效利用太陽能的功能

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種基于自供能檢測的建筑屋頂裝 飾材料。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基于自供能檢測的建筑屋頂裝飾材料，該建筑屋頂裝飾材料的外表面安裝檢測裝置， 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，對其產生自供能的 效果，進而可以實現對建筑屋頂裝飾材料所處環境中特定的有害氣體的快速檢測，靈敏度高， 同時達到高效利用太陽能的目的。

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電催化層、設置于所述導電催 化層上的碳納米管，所述光陽極包括ITO導電玻璃基底和位于ITO導電玻璃基底上的TiO₂粒子和染料分子層，所述TiO₂粒子的粒徑約75nm，所述對電極上碳納米管的長度為8μm； 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 有多孔硅區域，所述多孔硅區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 合敏感材料，所述多孔硅的孔徑為15～30nm；所述染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模 塊設置于表面有一直徑為0.5cm的進氣孔的規格為5cm×5cm×1cm的鋁制的長方體框架 內，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、數據讀取模塊設置于所述框架內部，所述染料敏化太陽能電池模塊、 所述氣體傳感器模塊和數據讀取模塊通過導線連接。

優選地，所述染料敏化太陽能電池模塊的制作包括如下步驟：

S1：對電極制備：①選用厚度為0.3mm的規格為5cm×5cm的不銹鋼基底，用砂紙拋 光，經過丙酮、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膜形成導電催化層，所述Cr膜的厚度為300nm，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；

S2：光陽極的制備：①分別取無水乙醇50ml、乙二醇胺2ml，在50℃水浴中攪拌使 其充分混合，在混合溶液中加入鈦酸丁酯9ml，繼續在水浴中攪拌1h，然后加入無水乙醇 10ml，在水浴中攪拌1h，靜置12h，得到TiO₂溶液，將其過濾，干燥；②取5g步驟①中 干燥的TiO₂粒子、10ml乙醇、2ml乙酰丙酮混合，放入研缽中研磨充分，制得TiO₂漿料； ③取步驟②中的適量的TiO₂漿料刮涂在清洗后的規格為5cm×5cm的ITO導電玻璃基底 上，經過110℃下處理2h，然后將其浸漬在N719的乙醇溶液中6h，即得光陽極；

S3：電解液配制：0.5M碘化鋰、0.06M碘、0.1M4-叔基吡啶和0.3M1-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；

S4：組裝：將對電極覆蓋在光陽極上，兩者之間形成50μm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；

所述氣體傳感器模塊的制備包括以下步驟：

①切割硅片襯底尺寸至2cm×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10min，再依次用丙酮、乙醇、去離子水分別超聲清洗20min；