基于电致变色器件的高速公路收费识别装置及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于交通领域，更具体涉及一种基于电致变色器件的高速公路收费识别装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]高速公路收费中车牌识别的作用是减少通行时间，提高收费管理系统技术含量及辅助人员管理防止卡流失、漏费等。
[0003]然而，现有收费识别装置表面受太阳光等影响较大，容易造成识别准确度降低，从而引起效率不高、漏费等现象。
【发明内容】
[0004]本发明针对【背景技术】存在的问题，提供基于电致变色器件的高速公路收费识别装置及其制作方法，其对自供能电致变色器件的结构和制作工艺都进行了改进，从而制得响应时间短，光电能量转换效率极高，寿命延长的高速公路收费识别装置。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0006]—种基于电致变色器件的高速公路收费识别装置的制造方法，是在识别装置镜头前端紧密的增加一层电致变色器件面板，具体包括:组装收费识别装置、电致变色器件面板和控制装置:
[0007]一、控制装置的制作步骤如下:
[0008](1)制作可调开关，用于连接电致变色器件和控制电路；
[0009](2)制作控制电路，用于根据外界光强能够连续调节施加电致变色器件的电流，当外界光变强时调大电流，当外界光变弱时调小电流；
[0010]二、识别装置的电致变色器件面板的制作步骤如下:
[0011](1)W03纳米薄膜材料电致变色电极制备:
[0012]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为320_360nm ；
[0013]b.对其进行高温退火处理，得到强度较高的FT0导电玻璃，然后按照超纯水、丙酮、乙醇的顺序将FT0导电玻璃依次超声清洗15min，烘干备用；然后，利用磁控溅射法在FT0玻璃上镀W膜，其厚度为200-220nm ；ff膜用作胃03纳米线的生长源；
[0014]c.配制0.2mol/L的钨酸钠水溶液，然后滴加3mol/L的盐酸至不再产生沉淀为止，将所得沉淀经离心洗涤后溶于双氧水中得到透明溶胶，将透明溶胶涂于镀有W膜的ΙΤ0导电玻璃表面，在400-420°C下煅烧40min得到W03晶种层；
[0015]d.将上述得到的带有评03晶种层的FT0导电玻璃放入箱式高温炉中，通入Ar保护气，加热至400-420°C，保温4-4.5小时，后自然降温至室温，即得到圆柱形胃03纳米棒阵列薄膜，即得到电致变色电极；
[0016]其中纳米棒长度为0.5-0.6 μ m，纳米棒密度约106/cm2。
[0017](2)改进的ZnO纳米线薄膜光敏电极制备:
[0018]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为500-525nm，然后对其进行高温退火处理，得到强度较高的FT0导电玻璃，然后用乙醇超声清洗20分钟后再用紫外臭氧清洗机清洗10分钟，取出后在N2气氛中吹干；
[0019]b.将FT0玻璃放入喷金仪中，在FT0表面喷镀一层金膜作为催化剂，金膜厚度约为l-2nm，后对FT0玻璃依照a步骤的方法再次清洗；
[0020]c.采用二水合醋酸锌(Zn (CH3C00) 2-2H20)和乙醇胺(Monoethanolamine)以乙二醇甲醚(2-methoxyethanol)为溶剂，配置成50mM等摩尔比的溶胶，然后再缓慢滴入
0.02-0.03倍体积的10g/L的海藻糖水溶液，并搅拌均匀形成均匀混合状态，旋涂到洗净的FT0基底上，旋涂3次以获得连续的纳米粒子薄膜，每次旋涂之间将基板用红外灯加热促进溶剂挥发，最后将基板在大气中385°C退火半小时，形成大面积均匀分布的ZnO纳米粒子种子层，所述种子层的厚度为22-28nm ；
[0021 ] d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用浓氨水溶液调节pH值到10，将ΙΤ0基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小时候取出，用去离子水清洗，晾干后即得氧化锌纳米线；
[0022]e.将纯有机吲哚啉染料D102溶解到体积比为1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，浓度为0.5mM，将ZnO纳米线浸泡在D102中，避光保存5小时，取出之后，用无水乙醇冲洗D102敏化后的ZnO纳米线，以充分去除通过物理吸附方式吸附到ZnO纳米线表面的D102分子，得到改进的光敏电极；
[0023](3)电解液制备:
[0024]配成0.1M Lil和0.001M 12的PC溶液，作为自供能电致变色器件的支持电解液。
[0025](4)器件组装:
[0026]将电致变色电极和光敏电极的有效工作面相对，两端留出5mm左右宽度的空白导电玻璃作为预留接入外电路的电极，四周用直径为100 μπι的玻璃珠混合的双组份航空胶涂抹压实，使两个电极间留有ΙΟΟμπι的空间，并在此空间内填充电解液，待胶全部固化后得到自供能电致变色器件。
[0027]—种基于电致变色器件的高速公路收费识别装置的制造方法，是在识别装置镜头前端紧密的增加一层电致变色器件面板，具体包括:组装收费识别装置、电致变色器件面板和控制装置:
[0028]一、控制装置的制作步骤如下:
[0029](1)制作可调开关，用于连接电致变色器件和控制电路；
[0030](2)制作控制电路，用于根据外界光强能够连续调节施加电致变色器件的电流，当外界光变强时调大电流，当外界光变弱时调小电流；
[0031]二、识别装置的电致变色器件面板的制作步骤如下:
[0032](1)W03纳米薄膜材料电致变色电极制备:
[0033]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为360nm ；
[0034]b.对其进行高温退火处理，得到强度较高的FT0导电玻璃，然后按照超纯水、丙酮、乙醇的顺序将FT0导电玻璃依次超声清洗15min，烘干备用；然后，利用磁控溅射法在FT0玻璃上镀W膜，其厚度为200nm ；ff膜用作胃03纳米线的生长源；
[0035]c.配制0.2mol/L的钨酸钠水溶液，然后滴加3mol/L的盐酸至不再产生沉淀为止，将所得沉淀经离心洗涤后溶于双氧水中得到透明溶胶，将透明溶胶涂于镀有W膜的ΙΤ0导电玻璃表面，在420°C下煅烧40min得到W03晶种层；
[0036]d.将上述得到的带有评03晶种层的FT0导电玻璃放入箱式高温炉中，通入Ar保护气，加热至400°C，保温4.5小时，后自然降温至室温，即得到圆柱形W03纳米棒阵列薄膜，即得到电致变色电极；
[0037]其中纳米棒长度为0.5 μ m，纳米棒密度约106/cm2。
[0038](2)改进的ZnO纳米线薄膜光敏电极制备:
[0039]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为525nm，然后对其进行高温退火处理，得到强度较高的FT0导电玻璃，然后用乙醇超声清洗20分钟后再用紫外臭氧清洗机清洗10分钟，取出后在N2气氛中吹干；
[0040]b.将FT0玻璃放入喷金仪中，在FT0表面喷镀一层金膜作为催化剂，金膜厚度约为lnm，后对FT0玻璃依照a步骤的方法再次清洗；
[0041]c.采用二水合醋酸锌和乙醇胺以乙二醇甲醚为溶剂，配置成50mM等摩尔比的溶胶，然后再缓慢滴入0.03倍体积的10g/L的海藻糖水溶液，并搅拌均匀形成均匀混合状态，旋涂到洗净的FT0基底上，旋涂3次以获得连续的纳米粒子薄膜，每次旋涂之间将基板用红外灯加热促进溶剂挥发，最后将基板在大气中385°C退火半小时，形成大面积均匀分布的ZnO纳米粒子种子层，所述种子层的厚度为22nm ；
[0042]d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用浓氨水溶液调节pH值到10，将ΙΤ0基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小时候取出，用去离子水清洗，晾干后即得氧化锌纳米线；
[0043]e.将纯有机吲哚啉染料D102溶解到体积比为1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，浓度为0.5mM，将ZnO纳米线浸泡在D102中，避光保存5小时，取出之后，用无水乙醇冲洗D102敏化后的ZnO纳米线，以充分去除通过物理吸附方式吸附到ZnO纳米线表面的D102分子，得到改进的光敏电极；
[0044](3)电解液制备:
[0045]配成0.1M Lil和0.001M 12的PC溶液，作为自供能电致变色器件的支持电解液。
[0046](4)器件组装:
[0047]将电致变色电极和光敏电极的有效工作面相对，两端留出5mm左右宽度的空白导电玻璃作为预留接入外电路的电极，四周用直径为100 μπι的玻璃珠混合的双组份航空胶涂抹压实，使两个电极间留有ΙΟΟμπι的空间，并在此空间内填充电解液，待胶全部固化后得到自供能电致变色器件。
[0048]采用上述制作方法制备得到的高速公路收费识别装置。
[0049]选用无机的胃03纳米棒阵列薄膜的好处:
[0050]1)有机电致变色材料存在化学性质不稳定、与衬底粘合不够紧密、抗紫外辐射能力不强等缺点；
[0051]2)无机电致变色材料(三氧化钨、五氧化二钒、氧化