[发明专利]全基于激光诱导石墨烯工艺的自供能传感微系统

权利要求书

1.一种全基于激光诱导石墨烯工艺的自供能传感微系统，其特征在于，包括：

激光诱导石墨烯LIG储能元件层、聚酰亚胺PI衬底层和LIG功能及采能元件层，PI衬底层作为LIG储能元件层、LIG功能及采能元件层的结构连接层与电学绝缘层，将LIG传感功能元件与LIG采能元件制备在系统的正面，将LIG储能元件制备在系统的背面，PI衬底层作为激光诱导前驱体，对LIG传感功能元件、LIG储能元件及LIG采能元件分别选取特异性的参数进行LIG电极诱导；

LIG储能元件层、PI衬底层和LIG功能及采能元件层采用岛桥状构型及蛇形互连线结构，相关电路集成在岛桥状构型的正中间岛上；

所述LIG功能及采能元件层中包括LIG传感多模态功能元件及对应的信号处理电路、无线数据传输电路，LIG复合采能元件及相应的能量管理电路；LIG储能元件层中包括非对称平面微型超级电容器MSC阵列，

所述LIG功能及采能元件层中的LIG传感功能元件、LIG采能元件与LIG储能元件层中的LIG储能元件之间实现有效对接及量化配置，LIG采能元件和LIG储能元件之间利用针对且匹配的能量管理电路将LIG采能元件收集到的能量最大化转换成平面微型超级电容器MSC能够存储的形式；各个LIG传感功能元件在信号能分辨的前提下，将组件之间的互连引线的串联电阻降到最低，根据LIG传感功能元件的峰值功耗密度，调整LIG采能元件和LIG储能元件的总体积及单位体积能量输出密度；

选取75μm厚的PI衬底层进行双面LIG诱导，得到以PI衬底为间隔的正反面工作组件电极，在引出极板处加大激光诱导功率，使正反面LIG极板相互连通构成互连孔，并用导电银胶保护及降低通孔处电阻。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量管理电路中包括比较器和LC振荡电路，当输出电位达到比较器的要求，LC振荡电路才对能量进行传递，使得系统的能量输出曲线最大程度展宽。

3.根据权利要求1至2任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括基于LIG工艺的物理传感功能元件、电化学传感功能元件及两者的耦合元件；摩擦纳米发电机TENG采能元件、电磁发电机EMG采能元件和非对称MSC储能元件。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在基于LIG工艺的非对称MSC中，以LIG作为MSC的引出电极，在电极一侧修饰氧化还原反应材料，并且在电解质中掺入易化学反应的物质提升存储电荷上限，得到非对称电极构型的MSC，并将TENG与EMG采集自然界及人体行进过程中的机械能存储在非对称MSC中。