ＣＯ2─Sensing Device Based on Tungsten Trioxide Electrochromic Thin Film

Abstract

我們利用ＷＯ3的電色特性來製作ＣＯ2的微型氣體感測元件。由於ＷＯ3在外加負偏 壓時，注入Ｈ+離子會使ＷＯ3的顏色從淡黃色改變成為深藍色。根據此原理，我們在 白金微電極上測鍍ＷＯ3薄膜，並在薄膜上披覆上一層固態電解質（PVA），而此電解 質是由透明可透氣的聚乙烯醇和弱鹼性的碳酸氫鉀所組成。當二氧化碳溶解於PVA所 含之殘留水份時，會產生酸化作用，並解離出氫離子使ＷＯ3薄膜產生電色反應。藉 此，可以完成對二氧化碳的偵測。而此時電解質的PH值與溶解其間之二氧化碳會達成 動態平衡亦和被偵測之二氧化碳濃度達成平衡。在光學實驗中，薄膜對光的穿透率改 變量隨著濺鍍溫度愈高、薄膜厚度愈厚、外加偏壓愈大和二氧化碳濃度愈大等條件而 增加。當外加偏壓為－ 1.3V，可使穿透率改變達20％。藉由量測光之穿透率改變量 ，我們可間接偵測出二氧化碳的濃度。