CN114927614A - 一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法 - Google Patents
一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114927614A CN114927614A CN202210421960.XA CN202210421960A CN114927614A CN 114927614 A CN114927614 A CN 114927614A CN 202210421960 A CN202210421960 A CN 202210421960A CN 114927614 A CN114927614 A CN 114927614A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar cell
- electrode
- drain
- grid
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 38
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 22
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 77
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 12
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 10
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 10
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 230000007830 nerve conduction Effects 0.000 claims description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- HQOWCDPFDSRYRO-CDKVKFQUSA-N CCCCCCc1ccc(cc1)C1(c2cc3-c4sc5cc(\C=C6/C(=O)c7ccccc7C6=C(C#N)C#N)sc5c4C(c3cc2-c2sc3cc(C=C4C(=O)c5ccccc5C4=C(C#N)C#N)sc3c12)(c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1 Chemical compound CCCCCCc1ccc(cc1)C1(c2cc3-c4sc5cc(\C=C6/C(=O)c7ccccc7C6=C(C#N)C#N)sc5c4C(c3cc2-c2sc3cc(C=C4C(=O)c5ccccc5C4=C(C#N)C#N)sc3c12)(c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1 HQOWCDPFDSRYRO-CDKVKFQUSA-N 0.000 claims description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-IDEBNGHGSA-N chlorobenzene Chemical group Cl[13C]1=[13CH][13CH]=[13CH][13CH]=[13CH]1 MVPPADPHJFYWMZ-IDEBNGHGSA-N 0.000 claims description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Substances ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 4
- JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N hydrocortisone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3[C@@H](O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003693 cell processing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 2
- 229960000890 hydrocortisone Drugs 0.000 claims description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 abstract description 5
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 abstract description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 abstract description 5
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 abstract description 5
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 48
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 230000036541 health Effects 0.000 description 5
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 4
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
- G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法，电化学传感器包括衬底，所述衬底上设置有源极、漏极、栅极、半导体沟道层以及太阳能电池，通过对半导体沟道层涂覆钙离子选择膜和栅极涂覆葡萄糖氧化酶实现对泪液中钙离子和葡萄糖的检测。而太阳能电池包括漏极太阳能电池和栅极太阳能电池，其中源极和漏极太阳能电池、栅极太阳能电池的底电极连接，漏极和漏极太阳能电池的顶电极连接，栅极和栅极太阳能电池的顶电极连接。通过栅极太阳能电池光电转换层材料的选择实现对栅极电压的调制，使得传感器获得最大的检测灵敏度。本发明化学传感器可以在太阳光和室内光照下检测泪液中钙离子和葡萄糖浓度，并且可以扩展到多种化学生理信号的检测。
Description
技术领域
本发明属于传感器领域，涉及一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法。
背景技术
能够实时监测人体健康状态和理化信号的生物电子器件，在过去几十年里一直是实验室的研究重点。目前已经开发出诸多穿戴式电子设备在实验室中成功监测了人体的脑电、心电、脉搏以及葡萄糖浓度变化情况。然而这些穿戴式电子设备仍然受到硬质电路元件、终端信息交互以及长期供电电源等因素的限制，使得这些穿戴式电子设备大多只能在体外穿戴检测，检测对象多以物理生理信号为主，从中获取的健康信息有限。而人体的体液中包含了丰富的化学信号，和人体的健康状况息息相关，而这些刚性设备用于体液检测时，往往带来人体的不适感，因此，需要开发生物兼容性良好的体内穿戴式传感器。
电源问题是传感器用于人体健康监测不可避免的问题，在体外检测设备中常用的锂电池由于续航问题无法长期用于体内监测，因此需要开发可以自供电的无线电源。
目前研究人员开发出了基于交流线圈供电、生物燃料电池以及纳米摩擦发电等技术的自供电电源。交流线圈供电利用互感原理实现体外向体内穿戴式设备供电，其问题在于需要额外的交流线圈设备，器件结构复杂，便携性不强。此外，互感原理的供电效率不高，能量损失严重，损失的能量容易造成热效应，危害人体健康；生物燃料电池利用体液中葡萄糖、乳酸等物质的氧化还原反应产生电能，其缺点在于能量密度不高；纳米摩擦发电技术也有着同样的问题，输出功率低并且不稳定。此外，由于体内化学生理信号较多，发生氧化反应的电势需求也各有差别，因此自供电电源的输出要有很强的调制能力，以满足检测不同化学生理信号的要求。鉴于以上情况，业界迫切需要一种输出功率密度高、输出电压调制能力强、加工工艺简单的自供电传感器用于人体体液中化学生理信号的检测。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法，该电化学传感器的检测灵敏度高，尤其适用于泪液中组分浓度检测，其太阳能电池的电压输出调制范围广，且通过溶液法和真空热蒸镀法制备，工艺简单。
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
第一方面，提供一种自供电的电化学传感器，包括衬底，所述衬底上设置有源极、漏极、栅极、半导体沟道层以及太阳能电池；
所述太阳能电池包括用于给漏极供电的漏极太阳能电池以及用于给栅极供电的栅极太阳能电池；所述漏极太阳能电池包括漏极太阳能电池底电极以及层叠设置在漏极太阳能电池底电极上的漏极太阳能电池底电极修饰层、漏极太阳能电池光电转换活性层、漏极太阳能电池顶电极修饰层、漏极太阳能电池顶电极；所述栅极太阳能电池包括栅极太阳能电池底电极以及层叠设置在栅极太阳能电池底电极上的栅极太阳能电池底电极修饰层、栅极太阳能电池光电转换活性层、栅极太阳能电池顶电极修饰层、栅极太阳能电池顶电极；
所述源极、漏极、栅极平行排布，且漏极位于源极和栅极之间，并与源极和栅极之间留有空隙；所述半导体沟道层覆盖设置在源极和漏极形成的空隙上方；所述源极分别与漏极太阳能电池底电极以及栅极太阳能电池底电极连接；所述漏极与漏极太阳能电池顶电极连接；所述的栅极与栅极太阳能电池顶电极连接；通过采集所述源极和所述漏极之间形成的电流大小，参照待测物浓度的相对电流变化得到待测物的浓度值。
作为优选，所述半导体沟道层的长度为3mm～5mm，宽度为0.5mm～1mm，厚度为100mm～200nm；所述栅极的长度为3mm～5mm，宽度为3mm～5mm；所述漏极的长度为3mm～5mm，宽度为1mm～2mm；所述源极的长度为3mm～5mm，宽度为1mm～2mm。
作为优选，所述漏极太阳能电池顶电极和栅极太阳能电池顶电极的长度为5mm～9mm，宽度为3mm～5mm。
作为优选，所述源极、漏极采用金电极，栅极采用铂电极，半导体沟道层采用PEDOT：PSS PH1000。
作为优选，所述漏极太阳能电池底电极和栅极太阳能电池底电极采用氧化铟锡或PEDOT：PSS PH1000；所述漏极太阳能电池底电极修饰层为PEDOT：PSS AL4083；所述漏极太阳能电池光电转换活性层为P3HT和PCBM的共混材料；所述漏极太阳能电池顶电极修饰层为聚合物电子修饰材料，包括PDINO、ZrAcac、PFN-Br中的任一种；所述栅极太阳能电池底电极修饰层为ZnO；所述栅极太阳能电池光电转换活性层为有机半导体共混材料，根据检测物的氧化反应电势选择，包括P3HT：PCBM、PTB7-Th：ITIC、PM6：BTPCl中的任一种；所述漏极太阳能电池顶电极和栅极太阳能电池顶电极采用铝或者银电极。
第二方面，提供一种所述自供电的电化学传感器的加工方法，该自供电的电化学传感器用于泪液组分浓度检测，包括以下步骤：
在衬底上以真空热蒸镀或磁控溅射沉积金属形成源极、漏极和栅极；
使用溶液旋涂法沉积半导体沟道层；
通过高温退火工艺增强聚合物半导体沟道层的结晶；
根据泪液组分在所述半导体沟道层上使用溶液旋涂法制备待测离子选择膜涂层，用于选择性检测待测离子浓度并抑制其他离子进入；在所述栅极上用溶液旋涂法制备泪液能量物质或神经传导物质检测层，用于选择性检测泪液能量物质或神经传导物质。
作为优选，所述使用溶液旋涂法沉积半导体沟道层的步骤包括：先将PEDOT：PSSPH1000溶液滴加在源极和漏极的上方，以1000rpm-3000rpm的转速形成均匀的半导体沟道材料薄膜；再将半导体沟道材料薄膜放置在90℃-200℃的热台上完成加热处理，得到半导体沟道层。
作为优选，所述待测离子包括钙离子、钠离子、钾离子，所述能量物质包括葡萄糖，所述神经传导物质包括多巴胺、皮质醇。
第三方面，提供一种所述自供电的电化学传感器的太阳能电池加工方法，包括以下步骤：
在衬底上制备漏极太阳能电池底电极和栅极太阳能电池底电极；
在漏极太阳能电池底电极上制备漏极太阳能电池底电极修饰层；
在漏极太阳能电池底电极修饰层上制备漏极太阳能电池光电转换活性层；
在漏极太阳能电池光电转换活性层上制备漏极太阳能电池顶电极修饰层；
在栅极太阳能电池底电极上制备栅极太阳能电池底电极修饰层；
在栅极太阳能电池底电极修饰层上制备栅极太阳能电池光电转换活性层；
在栅极太阳能电池光电转换活性层上制备栅极太阳能电池顶电极修饰层；
在漏极太阳能电池顶电极修饰层和栅极太阳能电池顶电极修饰层上制备漏极太阳能电池顶电极和栅极太阳能电池顶电极，得到太阳能电池。
作为优选，所述在衬底上制备漏极太阳能电池底电极和栅极太阳能电池底电极的步骤包括：在衬底的表面前端滴加溶液，使吸附在涂布头上的玻璃片通过溶液，形成均匀的有机半导体薄膜，所述有机半导体薄膜的宽度为3mm～5mm，通过调整吸附在涂布头上的玻璃片宽度来控制；
所述在漏极太阳能电池底电极上制备漏极太阳能电池底电极修饰层的步骤包括：在漏极太阳能电池底电极上使用溶液剪切加工制备一层PEDOT：PSS AL4083薄膜形成漏极太阳能电池底电极修饰层，溶液剪切加工时的溶液涂布基底温度为55℃～65℃，速度为5mm/s～10mm/s,涂布头与基底间距为50μm～100μm；
所述在漏极太阳能电池底电极修饰层上制备漏极太阳能电池光电转换活性层的步骤包括：在漏极太阳能电池底电极修饰层上通过溶液剪切加工制备一层P3HT：PCBM薄膜形成漏极太阳能电池光电转换活性层，溶液涂布基底温度为50℃～60℃，速度为10mm/s～20mm/s，涂布头与基底间距为200μm～300μm，所述P3HT：PCBM溶液的给体材料和受体材料质量比为1:(0.9～1.1)，溶剂为氯苯，溶质与溶剂质量比为28mg/mL～32mg/mL；
所述在漏极太阳能电池光电转换活性层上制备漏极太阳能电池顶电极修饰层的步骤包括：在漏极太阳能电池光电转换活性层上通过溶液剪切加工制备漏极太阳能电池顶电极修饰层，涂布基底温度为室温，速度为5mm/s～10mm/s，涂布头与基底间距为50μm～100μm；
所述在栅极太阳能电池底电极上制备栅极太阳能电池底电极修饰层的步骤包括：在栅极太阳能电池底电极上使用溶液剪切加工ZnO前驱体薄膜形成栅极太阳能电池底电极修饰层，涂布基底温度为55℃～65℃，速度为5mm/s～10mm/s,涂布头与基底间距为50μm～100μm；
所述在栅极太阳能电池底电极修饰层上制备栅极太阳能电池光电转换活性层的步骤包括：在栅极太阳能电池底电极修饰层上通过溶液剪切加工制备有机半导体共混薄膜形成栅极有机太阳能电池光电转换层，涂布基底温度为50℃～60℃，速度为10mm/s～20mm/s，涂布头与基底间距为200μm～300μm，所述有机半导体共混薄膜中溶液给体材料和受体材料质量比为1:(0.9～1.1)，溶剂为氯苯，溶质与溶剂质量比为18mg/mL～22mg/mL；
在栅极太阳能电池光电转换活性层上通过真空热蒸镀沉积栅极太阳能电池顶电极修饰层；漏极太阳能电池顶电极修饰层和栅极太阳能电池顶电极修饰层上通过真空热蒸镀沉积漏极太阳能电池顶电极和栅极太阳能电池顶电极。
相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：
基于有机半导体的有机电化学传感器，由于其高的检测灵敏度以及有机材料本征的柔性和通过改性实现生物兼容性的特点，在下一代穿戴式电子设备上有很好的应用前景。本发明自供电的电化学传感器采用太阳能电池提供电量，可以在太阳光和室内光环境下工作，不存在离子电池等化学电源的续航问题。本发明的电化学传感器可以通过对沟道或栅极的修饰拓展到多种泪液组分浓度的选择性检测，包括葡萄糖、钙离子、钠离子、钾离子、多巴胺等。
更进一步的，本发明电化学传感器的太阳能电池可以根据要检测的泪液组分，通过调整栅极太阳能电池光电转换活性层的有机半导体共混材料，调整太阳能电池的输出电压，使得电化学传感器在最大灵敏度的输入要求下工作。
更进一步的，本发明自供电的电化学传感器结构简单，太阳能电池通过溶液法和真空蒸镀法制备，工艺简单，制备成本低廉，利于大批次生产。
附图说明
图1为本发明自供电的电化学传感器的结构示意图；
图2为本发明漏极太阳能电池侧面结构示意图；
图3为本发明栅极太阳能电池侧面结构示意图；
图4为本发明自供电的电化学传感器的加工方法流程图；
图5为本发明自供电的电化学传感器在LED灯光下不同钙离子浓度的电流响应图；
图6为本发明自供电的电化学传感器在LED灯光下校正的钙离子浓度的工作曲线图；
图7为本发明自供电的电化学传感器在LED灯光下不同葡萄糖浓度的电流响应图；
图8为本发明自供电的电化学传感器在LED灯光下校正的葡萄糖浓度的工作曲线图；
图9为本发明自供电的电化学传感器检测空腹时泪液中的钙离子浓度图；
图10为本发明自供电的电化学传感器检测空腹时泪液中的葡萄糖浓度图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
请参阅图1至图3，本发明提出的一种自供电的电化学传感器，包括衬底1，衬底1上设置有源极2、漏极3、栅极4以及半导体沟道层5构成电化学传感器，还设置有用于给电化学传感器进行供电的太阳能电池。太阳能电池包括用于给漏极3供电的漏极太阳能电池以及用于给栅极4供电的栅极太阳能电池；漏极太阳能电池包括漏极太阳能电池底电极6以及层叠设置在漏极太阳能电池底电极6上的漏极太阳能电池底电极修饰层7、漏极太阳能电池光电转换活性层8、漏极太阳能电池顶电极修饰层9、漏极太阳能电池顶电极10；栅极太阳能电池包括栅极太阳能电池底电极11以及层叠设置在栅极太阳能电池底电极11上的栅极太阳能电池底电极修饰层12、栅极太阳能电池光电转换活性层13、栅极太阳能电池顶电极修饰层14、栅极太阳能电池顶电极15。源极2、漏极3、栅极4平行排布，且漏极3位于源极2和栅极4之间，并与源极2和栅极4之间留有空隙；半导体沟道层5覆盖设置在源极2和漏极3形成的空隙上方。源极2分别与漏极太阳能电池底电极6以及栅极太阳能电池底电极11连接；漏极3与漏极太阳能电池顶电极10连接；栅极4与栅极太阳能电池顶电极15连接。使用时，源极2和栅极3连接外电路电流表，读取电流，通过采集源极2和漏极3之间形成的电流大小，计算和参照待测物浓度的相对电流变化得到待测物的浓度值。
在一种可能的实施方式中，源极2与漏极3之间的半导体沟道层5长度为3mm～5mm，宽度为0.5mm～1mm，厚度为100mm～200nm。栅极4的长度为3mm～5mm，宽度为3mm～5mm。漏极3的长度为3mm～5mm，宽度为1mm～2mm。源极2的长度为3mm～5mm，宽度为1mm～2mm。在本实施例当中，源极2、漏极3、栅极4采用金电极，半导体沟道层采用PEDOT：PSS PH1000。关于太阳能电池的结构如下，漏极太阳能电池顶电极10的长度为5mm～9mm，宽度为3mm～5mm，采用铝电极；漏极太阳能电池底电极6采用氧化铟锡，漏极太阳能电池底电极修饰层7采用PEDOT：PSS AL4083，漏极太阳能电池光电转换活性层8采用P3HT：PCBM，漏极太阳能电池顶电极修饰层9采用PDINO。栅极太阳能电池顶电极15的长度为5mm～9mm，宽度为3mm～5mm，采用铝电极，栅极太阳能电池底电极11采用氧化铟锡，栅极太阳能电池底电极修饰层12采用ZnO，栅极太阳能电池光电转换活性层13采用PTB7-Th：ITIC，漏极太阳能电池顶电极修饰层14采用MOO3。
本发明电化学传感器采用太阳能电池作为自供电电源，可以在太阳光和室内光下工作，通过替换栅极太阳能电池光电转换活性层13的材料调制输出0.4～0.8V的任意电压，使得电化学传感器对泪液组分的检测能力达到最大。该传感器加工工艺简单，可应用在多种泪液组分的检测，扩展性强，与无线通信模块集成可以用于人体泪液中特定组分的长期持续检测。
实施例2
参见图4，本发明自供电的电化学传感器具体加工方法如下：
步骤1，在衬底1上溅射氧化铟锡制备漏极太阳能电池底电极6和栅极太阳能电池底电极11，对溅射有漏极太阳能电池底电极6和栅极太阳能电池底电极11的衬底1进行清洗：将衬底1依次置于肥皂水，去离子水，丙酮，异丙醇中各自超声清洗两遍，清洗时长30分钟；
步骤2，源极2、漏极3及栅极4由掩模真空热蒸镀沉积在清洗干净的衬底1上：
首先以0.01nm/s沉积5nm铬作为粘附层，以增强上层金与衬底的结合力，之后以0.1nm/s的速度沉积65nm金；
步骤3，配置PEDOT：PSS PH1000溶液，加入5％体积比乙二醇，1％体积比GOPS和0.1％体积比DBSA，搅拌2小时；
搅拌均匀后，取35μL溶液滴加在源极2和漏极3上方，使用溶液旋涂法以2000rpm的速度旋转60s形成均匀的半导体沟道层5薄膜；
步骤4，将半导体沟道层5薄膜置于120℃的热台上退火30分钟，以增强沟道层结晶；
步骤5，将衬底1置于50℃基底上，在栅极太阳能电池底电极11的表面前端滴加ZnO前驱体溶液，控制吸附在涂布头上玻璃片以7mm/s的速度通过前驱体溶液形成前驱体薄膜，涂布头与基底间距为50μm，随后将薄膜置于200℃的热台上退火30分钟，前驱体发生反应生成ZnO膜层；
步骤6，将衬底1置于60℃的基底上，在漏极太阳能电池底电极6表面前端滴加PEDOT：PSS AL4083溶液，控制吸附在涂布头上玻璃片以6mm/s的速度通过前驱体溶液形成前驱体薄膜，涂布头与基底间距为50μm，随后将薄膜置于140℃热台上退火15分钟；
步骤7，配置漏极有机太阳能电池光电转换层溶液，搅拌过夜。对于漏极太阳能电池，其优选材料为P3HT和PCBM，质量比为1:1，浓度为30mg/mL；
充分溶解后，将衬底置于60℃基底上，在漏极太阳能电池底电极修饰层7表面前端滴加P3HT：PCBM溶液，控制吸附在涂布头上玻璃片以14mm/s的速度通过前驱体溶液形成前驱体薄膜，涂布头与基底间距为200μm；
步骤8，配置栅极有机太阳能电池光电转换层溶液，搅拌过夜。对于栅极太阳能电池，优选的有机半导体共混溶液材料为P3HT：PCBM，PTB7-Th：ITIC和PM6：BTPCl，质量比为1:1，浓度为20mg/mL；
充分溶解后，将衬底置于60℃基底上，在栅极太阳能电池底电极修饰层表面12前端滴加溶液，控制吸附在涂布头上玻璃片以20mm/s的速度通过前驱体溶液形成前驱体薄膜，涂布头与基底间距为200μm；
将薄膜置于100℃热台上退火10分钟，以增强太阳能电池光电转换层结晶；
步骤9，使用掩模真空热蒸镀法以MOO3沉积栅极太阳能电池顶电极修饰层14，沉积速度为0.01nm/s；
步骤10，使用掩模真空热蒸镀法同时以铝沉积漏极太阳能电池顶电极10和栅极太阳能电池顶电极15，沉积速度为0.1nm/s。
下面将以实施例说明本发明自供电的电化学传感器检测泪液中钙离子和葡萄糖的浓度。
本实施例中本发明自供电的电化学传感器加工方法如实施例2所述，根据待测泪液成分对自供电电化学传感器进行功能化修饰和校正，具体方法如下：
步骤1，配置钙离子选择膜溶液，配置方法如下，将63mg PVC，4mg钙离子载体溶解在2mL的四氢呋喃溶液中，加入120μL阴离子排除剂，50℃搅拌过夜；
搅拌均匀后，取35μL溶液滴加在半导体沟道层5的上方，使用溶液旋涂法以4000rpm的速度旋转60s形成均匀的钙离子选择薄膜，用于泪液中钙离子浓度检测；
步骤2，配置葡萄糖氧化酶溶液，配置方法如下，将葡萄糖氧化酶以14mg/mL的浓度溶于PBS缓冲液中，搅拌1小时，将壳聚糖溶于含0.05M乙酸的去离子水中，浓度为5mg/mL，搅拌1小时，将二者按1:1的体积比混合，超声30分钟，取14μL混合溶液滴在栅极4的表面。放入氮气环境中干燥一夜，用于泪液中葡萄糖浓度检测；
步骤3，配置不同浓度的钙离子溶液，获取自供电电化学传感器检测不同浓度钙离子溶液时的漏极和源极之间的电流，如图5所示，当钙离子浓度从0.1mM增大到10mM，沟道电流从127.9μA降低到了110.2μA。将浓度为0.1mM的钙离子溶液的测试电流作为参考电流，计算不同浓度下的电流相对变化值，绘制钙离子检测工作曲线，如图6所示，钙离子浓度改变两个数量级时，沟道电流相对变化15％；
步骤4，配置不同浓度的葡萄糖溶液，获取自供电电化学传感器检测不同浓度葡萄糖溶液时的漏极和源极之间的电流，如图7所示，当葡萄糖浓度从0.1mM增大到1mM，沟道电流从19.5μA降低到了17.2μA。将浓度为0.1mM的葡萄糖溶液的测试电流作为参考电流，计算不同浓度下的电流相对变化值，绘制葡萄糖检测工作曲线，如图7所示，葡萄糖浓度改变一个数量级时，沟道电流相对变化13％；
步骤5，取10uL泪液滴加在用于泪液钙离子浓度检测的自供电电化学传感器的钙离子选择膜表面，获取漏极和源极之间的电流，根据工作曲线计算泪液中的钙离子浓度，如图9所示，计算得到空腹时泪液中的钙离子浓度为1.15±0.01mM。
步骤6，取10uL泪液滴加在用于泪液葡萄糖浓度检测的自供电电化学传感器的葡萄糖氧化酶表面，获取漏极和源极之间的电流，根据工作曲线计算泪液中的葡萄糖浓度，如图10所示，计算得到空腹时泪液中的葡萄糖浓度为0.74±0.03mM。
以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自供电的电化学传感器，其特征在于，包括衬底(1)，所述衬底(1)上设置有源极(2)、漏极(3)、栅极(4)、半导体沟道层(5)以及太阳能电池；
所述太阳能电池包括用于给漏极(3)供电的漏极太阳能电池以及用于给栅极(4)供电的栅极太阳能电池；所述漏极太阳能电池包括漏极太阳能电池底电极(6)以及层叠设置在漏极太阳能电池底电极(6)上的漏极太阳能电池底电极修饰层(7)、漏极太阳能电池光电转换活性层(8)、漏极太阳能电池顶电极修饰层(9)、漏极太阳能电池顶电极(10)；所述栅极太阳能电池包括栅极太阳能电池底电极(11)以及层叠设置在栅极太阳能电池底电极(11)上的栅极太阳能电池底电极修饰层(12)、栅极太阳能电池光电转换活性层(13)、栅极太阳能电池顶电极修饰层(14)、栅极太阳能电池顶电极(15)；
所述源极(2)、漏极(3)、栅极(4)平行排布，且漏极(3)位于源极(2)和栅极(4)之间，并与源极(2)和栅极(4)之间留有空隙；所述半导体沟道层(5)覆盖设置在源极(2)和漏极(3)形成的空隙上方；所述源极(2)分别与漏极太阳能电池底电极(6)以及栅极太阳能电池底电极(11)连接；所述漏极(3)与漏极太阳能电池顶电极(10)连接；所述的栅极(4)与栅极太阳能电池顶电极(15)连接；通过采集所述源极(2)和所述漏极(3)之间形成的电流大小，参照待测物浓度的相对电流变化得到待测物的浓度值。
2.根据权利要求1所述自供电的电化学传感器，其特征在于，所述半导体沟道层(5)的长度为3mm～5mm，宽度为0.5mm～1mm，厚度为100mm～200nm；所述栅极(4)的长度为3mm～5mm，宽度为3mm～5mm；所述漏极(3)的长度为3mm～5mm，宽度为1mm～2mm；所述源极(2)的长度为3mm～5mm，宽度为1mm～2mm。
3.根据权利要求1所述自供电的电化学传感器，其特征在于，所述漏极太阳能电池顶电极(10)和栅极太阳能电池顶电极(15)的长度为5mm～9mm，宽度为3mm～5mm。
4.根据权利要求1所述自供电的电化学传感器，其特征在于，所述源极(2)、漏极(3)采用金电极，栅极(4)采用铂电极，半导体沟道层(5)采用PEDOT：PSS PH1000。
5.根据权利要求1所述自供电的电化学传感器，其特征在于，所述漏极太阳能电池底电极(6)和栅极太阳能电池底电极(11)采用氧化铟锡或PEDOT：PSS PH1000；所述漏极太阳能电池底电极修饰层(7)为PEDOT：PSS AL4083；所述漏极太阳能电池光电转换活性层(8)为P3HT和PCBM的共混材料；所述漏极太阳能电池顶电极修饰层(9)为聚合物电子修饰材料，包括PDINO、ZrAcac、PFN-Br中的任一种；所述栅极太阳能电池底电极修饰层(12)为ZnO；所述栅极太阳能电池光电转换活性层(13)为有机半导体共混材料，根据检测物的氧化反应电势选择，包括P3HT：PCBM、PTB7-Th：ITIC、PM6：BTPCl中的任一种；所述漏极太阳能电池顶电极(10)和栅极太阳能电池顶电极(15)采用铝或者银电极。
6.一种如权利要求1至5中任一项所述自供电的电化学传感器的加工方法，其特征在于，该自供电的电化学传感器用于泪液组分浓度检测，包括以下步骤：
在衬底(1)上以真空热蒸镀或磁控溅射沉积金属形成源极(2)、漏极(3)和栅极(4)；
使用溶液旋涂法沉积半导体沟道层(5)；
通过高温退火工艺增强聚合物半导体沟道层(5)的结晶；
根据泪液组分在所述半导体沟道层(5)上使用溶液旋涂法制备待测离子选择膜涂层，用于选择性检测待测离子浓度并抑制其他离子进入；在所述栅极(4)上用溶液旋涂法制备泪液能量物质或神经传导物质检测层，用于选择性检测泪液能量物质或神经传导物质。
7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述使用溶液旋涂法沉积半导体沟道层(5)的步骤包括：先将PEDOT：PSS PH1000溶液滴加在源极(2)和漏极(3)的上方，以1000rpm-3000rpm的转速形成均匀的半导体沟道材料薄膜；再将半导体沟道材料薄膜放置在90℃-200℃的热台上完成加热处理，得到半导体沟道层(5)。
8.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述待测离子包括钙离子、钠离子、钾离子，所述能量物质包括葡萄糖，所述神经传导物质包括多巴胺、皮质醇。
9.一种如权利要求1至5中任一项所述自供电的电化学传感器的太阳能电池加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底(1)上制备漏极太阳能电池底电极(6)和栅极太阳能电池底电极(11)；
在漏极太阳能电池底电极(6)上制备漏极太阳能电池底电极修饰层(7)；
在漏极太阳能电池底电极修饰层(7)上制备漏极太阳能电池光电转换活性层(8)；
在漏极太阳能电池光电转换活性层(8)上制备漏极太阳能电池顶电极修饰层(9)；
在栅极太阳能电池底电极(11)上制备栅极太阳能电池底电极修饰层(12)；
在栅极太阳能电池底电极修饰层(12)上制备栅极太阳能电池光电转换活性层(13)；
在栅极太阳能电池光电转换活性层(13)上制备栅极太阳能电池顶电极修饰层(14)；
在漏极太阳能电池顶电极修饰层(9)和栅极太阳能电池顶电极修饰层(14)上制备漏极太阳能电池顶电极(10)和栅极太阳能电池顶电极(15)，得到太阳能电池。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池加工方法，其特征在于，所述在衬底(1)上制备漏极太阳能电池底电极(6)和栅极太阳能电池底电极(11)的步骤包括：在衬底(1)的表面前端滴加溶液，使吸附在涂布头上的玻璃片通过溶液，形成均匀的有机半导体薄膜，所述有机半导体薄膜的宽度为3mm～5mm，通过调整吸附在涂布头上的玻璃片宽度来控制；
所述在漏极太阳能电池底电极(6)上制备漏极太阳能电池底电极修饰层(7)的步骤包括：在漏极太阳能电池底电极(6)上使用溶液剪切加工制备一层PEDOT：PSS AL4083薄膜形成漏极太阳能电池底电极修饰层(7)，溶液剪切加工时的溶液涂布基底温度为55℃～65℃，速度为5mm/s～10mm/s,涂布头与基底间距为50μm～100μm；
所述在漏极太阳能电池底电极修饰层(7)上制备漏极太阳能电池光电转换活性层(8)的步骤包括：在漏极太阳能电池底电极修饰层(7)上通过溶液剪切加工制备一层P3HT：PCBM薄膜形成漏极太阳能电池光电转换活性层(8)，溶液涂布基底温度为50℃～60℃，速度为10mm/s～20mm/s，涂布头与基底间距为200μm～300μm，所述P3HT：PCBM溶液的给体材料和受体材料质量比为1:(0.9～1.1)，溶剂为氯苯，溶质与溶剂质量比为28mg/mL～32mg/mL；
所述在漏极太阳能电池光电转换活性层(8)上制备漏极太阳能电池顶电极修饰层(9)的步骤包括：在漏极太阳能电池光电转换活性层(8)上通过溶液剪切加工制备漏极太阳能电池顶电极修饰层(9)，涂布基底温度为室温，速度为5mm/s～10mm/s，涂布头与基底间距为50μm～100μm；
所述在栅极太阳能电池底电极(11)上制备栅极太阳能电池底电极修饰层(12)的步骤包括：在栅极太阳能电池底电极(11)上使用溶液剪切加工ZnO前驱体薄膜形成栅极太阳能电池底电极修饰层(12)，涂布基底温度为55℃～65℃，速度为5mm/s～10mm/s,涂布头与基底间距为50μm～100μm；
所述在栅极太阳能电池底电极修饰层(12)上制备栅极太阳能电池光电转换活性层(13)的步骤包括：在栅极太阳能电池底电极修饰层(12)上通过溶液剪切加工制备有机半导体共混薄膜形成栅极有机太阳能电池光电转换层(13)，涂布基底温度为50℃～60℃，速度为10mm/s～20mm/s，涂布头与基底间距为200μm～300μm，所述有机半导体共混薄膜中溶液给体材料和受体材料质量比为1:(0.9～1.1)，溶剂为氯苯，溶质与溶剂质量比为18mg/mL～22mg/mL；
在栅极太阳能电池光电转换活性层(13)上通过真空热蒸镀沉积栅极太阳能电池顶电极修饰层(14)；漏极太阳能电池顶电极修饰层(9)和栅极太阳能电池顶电极修饰层(14)上通过真空热蒸镀沉积漏极太阳能电池顶电极(10)和栅极太阳能电池顶电极(15)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210421960.XA CN114927614B (zh) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210421960.XA CN114927614B (zh) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114927614A true CN114927614A (zh) | 2022-08-19 |
| CN114927614B CN114927614B (zh) | 2024-05-24 |
Family
ID=82806854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210421960.XA Active CN114927614B (zh) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114927614B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102447069A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-05-09 | 华北电力大学 | 聚合物太阳能电池阴极修饰材料及应用该修饰材料的电池 |
| CN102810639A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-12-05 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种并联式聚合物太阳能电池及其制备方法 |
| WO2018094779A1 (zh) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 深圳大学 | 一种光电化学生物传感器及其制备方法 |
| WO2020054920A1 (ko) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 계명대학교 산학협력단 | 전도성 고분자를 활용한 반투명 유기태양광전지 및 그 제조방법 |
| CN111785787A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-16 | 西安电子科技大学 | 无电子传输层和空穴传输层钙钛矿太阳能电池及制作方法 |
-
2022
- 2022-04-21 CN CN202210421960.XA patent/CN114927614B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102810639A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-12-05 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种并联式聚合物太阳能电池及其制备方法 |
| CN102447069A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-05-09 | 华北电力大学 | 聚合物太阳能电池阴极修饰材料及应用该修饰材料的电池 |
| WO2018094779A1 (zh) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 深圳大学 | 一种光电化学生物传感器及其制备方法 |
| WO2020054920A1 (ko) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 계명대학교 산학협력단 | 전도성 고분자를 활용한 반투명 유기태양광전지 및 그 제조방법 |
| CN111785787A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-16 | 西安电子科技大学 | 无电子传输层和空穴传输层钙钛矿太阳能电池及制作方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 彭瑛;李永舫;: "聚合物太阳能电池阴极修饰层研究进展", 中国科学:化学, no. 05, 20 May 2017 (2017-05-20) * |
| 杨少鹏;柴老大;李占峰;刘贤豪;邹竞;李晓苇;傅广生;: "采用高传导率银铜镍网格电极的柔性聚合物太阳能电池", 应用光学, no. 02, 15 March 2010 (2010-03-15) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114927614B (zh) | 2024-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chakraborty et al. | Glucose and hydrogen peroxide dual-mode electrochemical sensing using hydrothermally grown CuO nanorods | |
| SoYoon et al. | Novel Cu/CuO/ZnO hybrid hierarchical nanostructures for non-enzymatic glucose sensor application | |
| Zang et al. | Core–shell In2O3/ZnO nanoarray nanogenerator as a self-powered active gas sensor with high H2S sensitivity and selectivity at room temperature | |
| Yang et al. | Detection signal amplification strategies at nanomaterial-based photoelectrochemical biosensors | |
| Zhang et al. | A highly sensitive nonenzymatic glucose sensor based on CuO nanowires | |
| Ansari et al. | Effect of nanostructure on the urea sensing properties of sol–gel synthesized ZnO | |
| Feng et al. | Self-powered cathodic photoelectrochemical aptasensor comprising a photocathode and a photoanode in microfluidic analysis systems | |
| Sun et al. | Wearable textile supercapacitors for self-powered enzyme-free smartsensors | |
| Wei et al. | Novel anti-interference strategy for a self-powered sensor: mediator-free and biospecific photocathode interface | |
| CN102148267B (zh) | 一种氧化钨半导体电池及其制备方法 | |
| CN112098485B (zh) | 一种基于传感分离策略的光电化学适配体传感器及其制备方法与应用 | |
| Wang et al. | The Au/ZnSe/ZnO heterojunction improves the electron transfer behavior to enhance the detection performance of ascorbic acid | |
| Mudusu et al. | Multifunctional metal‐oxide integrated monolayer graphene heterostructures for planar, flexible, and skin‐mountable device applications | |
| CN105651836B (zh) | 一种自驱动全固态葡萄糖生物传感器及其制备方法 | |
| Ren et al. | A laser-induced graphene-based flexible and all-carbon organic electrochemical transistor | |
| Ke et al. | Towards self-driven and enzyme-free sweat glucose photoelectrochemical sensing via decorating CuO nanoparticles on TiO2 hierarchical nanotubes | |
| Zhao et al. | Flexible organic electrochemical transistors for bioelectronics | |
| CN114927614B (zh) | 一种自供电的电化学传感器及其太阳能电池与加工方法 | |
| CN109738502A (zh) | 一种Fe2O3薄膜电极的制备方法及其在光电化学葡萄糖传感器的应用 | |
| Zang et al. | Enhanced photoelectrochemical behavior of CdS/WS2 heterojunction for sensitive glutathione biosensing in human serum | |
| Huh et al. | Glucose sensor using periodic nanostructured hybrid 1D Au/ZnO arrays | |
| Li et al. | Flexible Self-Powered Photoelectrochemical Photodetectors Based on Cellulose-Based Hydrogel Electrolytes and Bi2O2Se Nanosheets | |
| Wang et al. | Enhanced ion sensing stability with nanotextured biosensors | |
| CN112701225A (zh) | 一种可拉伸光电探测器及其制备方法 | |
| Liu et al. | Investigation of AlGaZnO pH sensors fabricated by using cosputtering system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |