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一種太陽(yáng)能燈的制作方法

文檔序號(hào):11942615閱讀:1213來(lái)源:國(guó)知局
一種太陽(yáng)能燈的制作方法與工藝

本申請(qǐng)涉及照明領(lǐng)域,尤其涉及一種太陽(yáng)能燈。



背景技術(shù):

照明是利用各種光源照亮工作和生活場(chǎng)所或個(gè)別物體的措施。

此外,太陽(yáng)能資源依賴于太陽(yáng)光,是一種取之不盡的的清潔能源。近年,太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,開(kāi)發(fā)廉價(jià)、高效的太陽(yáng)能電池已經(jīng)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)活動(dòng)、企業(yè)活動(dòng)的研究熱點(diǎn)。將太陽(yáng)能資源應(yīng)用于建筑照明領(lǐng)域能夠減少能耗,更可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作的目的。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N太陽(yáng)能燈。

本申請(qǐng)通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):

一種太陽(yáng)能燈,包括安裝架、太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置、照明裝置和支撐桿,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置和所述照明裝置均安裝在所述安裝架上,所述安裝架與所述支撐桿固定相連。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置包括太陽(yáng)能電池板、控制電路、電池,所述太陽(yáng)能電池板與所述控制電路相連,所述電池與所述控制電路相連,所述照明裝置與所述電池相連。

優(yōu)選地,所述照明裝置包括LED燈。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能電池板基于染料敏化太陽(yáng)電池,所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、對(duì)電極和電解液構(gòu)成;所述光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)為由外而內(nèi)的FTO基底、生長(zhǎng)于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結(jié)構(gòu),核為氧化鎢納米線,殼為氧化鈦;所述對(duì)電極為由外而內(nèi)的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。

優(yōu)選地,所述染料敏化太陽(yáng)電池的制備步驟如下:

步驟一,制作FTO基底:

a)清洗FTO基底:選擇FTO導(dǎo)電玻璃作為光陽(yáng)極的基底,首先,切割FTO導(dǎo)電玻璃,用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導(dǎo)電一面,去除表面存在的油污、塵埃等雜質(zhì),然后用去離子水反復(fù)沖洗數(shù)次,直至將洗潔精清洗干凈,將其放入臭氧清洗機(jī)中,臭氧處理10min,接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min,用氮?dú)鈽尨蹈纱茫?/p>

b)生長(zhǎng)氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術(shù)在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長(zhǎng)源,同時(shí)使用陶瓷模板實(shí)現(xiàn)鎢膜的定域生長(zhǎng),磁控濺射過(guò)程中將陶瓷模板貼附在FTO表面,其中,陶瓷模板的孔隙直徑為2μm,間距為50μm,磁控濺射電流為2A;氧化鎢納米線生長(zhǎng)采用熱氧化方法,將鍍有鎢膜的FTO導(dǎo)電玻璃放入熱蒸發(fā)爐中,在惰性氣體的保護(hù)下,400℃保溫5h,自然冷卻后取出;

c)制備核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線:稱量100ml的無(wú)水乙醇溶液,加入1ml的C16H36O4Ti,在70℃水浴下攪拌均勻,將生長(zhǎng)有氧化鎢納米線的FTO導(dǎo)電玻璃放入溶液中,靜置11s,然后快速取出,該浸入溶液過(guò)程重復(fù)五次,以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結(jié)構(gòu),接著將取出的樣品在400℃退火1h,自然冷卻后即得帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底;

步驟二,吸附玻璃微珠:

取20g購(gòu)買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5~10μm)用去離子水清洗,干燥,加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾,用去離子水清洗至中性后干燥,取去離子水100ml,依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子,隨后加入氨水調(diào)節(jié)pH值為6,將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中,在60℃下,磁力攪拌2h,反應(yīng)后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中,水浴80℃下靜置5h,即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結(jié)合核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線材料。

步驟三,制備對(duì)電極:

選取與光陽(yáng)極相同尺寸的FTO導(dǎo)電玻璃,然后在其表面磁控濺射一層Ag,作為反光層,Ag厚度為400nm,然后再蒸鍍Pt催化劑層,Pt催化劑層厚度為50nm。

步驟四,組裝染料敏化太陽(yáng)電池:

電解液應(yīng)用傳統(tǒng)的碘/碘三負(fù)離子電解液:首先稱取100ml的乙腈溶液,向其中加入0.1M的碘化鋰,0.1M單質(zhì)碘,0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨,避光超聲5min,使其充分溶解,然后稱取8g的納米TiO2納米粒子,在水浴70攝氏度下,將TiO2納米粒子加入電解質(zhì)溶液中,最后加入5ml防凍劑正丙醇,超聲30min,使其充分混合均勻;

染料溶液:稱取N719粉末50mg,無(wú)水乙醇30ml,將N719加入無(wú)水乙醇中,充分溶解,避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中,然后將FTO基底進(jìn)入該棕色玻璃皿中,避光在60℃下敏化3h,取出,然后對(duì)電極與該光陽(yáng)極封裝在一起,封裝材料采用熱封膜,將電解液從對(duì)電極一端的小孔注入,封裝小孔,連接導(dǎo)線,形成本發(fā)明的改進(jìn)型染料敏化太陽(yáng)能電池。

本申請(qǐng)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果:

1.本發(fā)明的太陽(yáng)能燈的染料敏化太陽(yáng)電池光陽(yáng)極中采用核殼結(jié)構(gòu)的氧化鎢納米線材料,其中,氧化鎢屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,能夠保證電子快速的傳輸;另外,氧化鎢納米線采用核殼結(jié)構(gòu),可以有效的阻礙電子的復(fù)合,同時(shí)該結(jié)構(gòu)能夠有效的降低酸性染料對(duì)氧化鎢納米線的腐蝕,提高染料電池的穩(wěn)定性;染料敏化太陽(yáng)電池光陽(yáng)極中,在核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的空隙吸附有玻璃微珠粒子,形成微珠-納米線結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可以有效增加太陽(yáng)光的散射,使得染料對(duì)太陽(yáng)光的吸收率大大提高,進(jìn)而提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

2.本發(fā)明太陽(yáng)能燈的染料敏化太陽(yáng)電池的電解液中,加入了TiO2納米粒子,該納米粒子的粒徑為30~70nm,其可以對(duì)太陽(yáng)光起到散射作用,使得染料對(duì)太陽(yáng)光的吸收效率提高,從而提高該電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

3.染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極中氧化鎢納米線具有一定的密度,并且采用簡(jiǎn)單的模板法實(shí)現(xiàn)定域生長(zhǎng),操作簡(jiǎn)單,成本低廉,具有一定的市場(chǎng)前景。

本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過(guò)本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是,以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的,并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說(shuō)明

此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分,示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例,并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明太陽(yáng)能燈的結(jié)構(gòu)示意圖。其中,1-安裝架,2-太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置,3-照明裝置,4-支撐桿。

圖2是本發(fā)明太陽(yáng)能燈的染料敏化太陽(yáng)電池制作流程圖。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明,其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí),除非另有表示,不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反,它們僅是與如所附權(quán)利要求書(shū)中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本申請(qǐng)的公開(kāi),下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然,它們僅僅為示例,并且目的不在于限制本申請(qǐng)。此外,本申請(qǐng)可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的,其本身不只是所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外,本申請(qǐng)?zhí)峁┝说母鞣N特定的工藝和材料的例子,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的可應(yīng)用性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征值“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例,這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

在本申請(qǐng)的描述中,需要說(shuō)明的是,除非另有規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是機(jī)械連接或電連接,也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通,可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。

能源是人類社會(huì)一切生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ),隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類對(duì)能源的需求正變得日益加劇。傳統(tǒng)能源的儲(chǔ)量有限,其含量正在變得越來(lái)越枯竭,并且由于傳統(tǒng)能源在利用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害氣體、固體等,已經(jīng)成為日益嚴(yán)重的環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)??;诖?,發(fā)展新能源和可再生能源是二十一世紀(jì)的研究重點(diǎn)。其中,太陽(yáng)能資源依賴于太陽(yáng)光,是一種取之不盡的的清潔能源。近年,太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,開(kāi)發(fā)廉價(jià)、高效的太陽(yáng)能電池已經(jīng)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)活動(dòng)、企業(yè)活動(dòng)的研究熱點(diǎn)。

染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)是一種納米結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換器件,其一般由五部分組成,分別為透明導(dǎo)電基底、納米半導(dǎo)體薄膜、染料敏化劑、電解質(zhì)和對(duì)電極。染料敏化劑實(shí)現(xiàn)光吸收的功能,染料分子吸收太陽(yáng)光之后,電子發(fā)生躍遷并注入納米半導(dǎo)體薄膜的導(dǎo)帶中,隨后由經(jīng)電極流出,產(chǎn)生工作電流,空穴留在氧化態(tài)的染料分子中被電解質(zhì)中的氧化還原對(duì)還原,染料分子躍遷回基態(tài),從而再次吸收光子;氧化態(tài)的電解質(zhì)則擴(kuò)散至對(duì)電極,由于對(duì)電極表面涂覆有催化劑薄膜,在催化劑作用下電解質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng),至此完成光電化學(xué)反應(yīng)的循環(huán)。

染料敏化太陽(yáng)電池由于制作過(guò)程簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,效率高,具備十分廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。然而,由于電解質(zhì)溶液一般呈酸性,會(huì)對(duì)納米半導(dǎo)體薄膜產(chǎn)生腐蝕作用,影響染料敏化太陽(yáng)電池的工作穩(wěn)定性;另外,一般的染料敏化太陽(yáng)電池中采用TiO2顆粒作為納米半導(dǎo)體薄膜,由于TiO2納米顆粒薄膜大的比表面積和缺陷存在,容易引起電子的復(fù)合,從而降低光電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明基于染料敏化太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極結(jié)構(gòu),首先在光陽(yáng)極的透明電極表面磁控濺射一層定域的氧化鎢薄膜,經(jīng)過(guò)納米線生長(zhǎng),并將納米線做成核殼結(jié)構(gòu)后,在其表面設(shè)置有玻璃微珠結(jié)構(gòu),產(chǎn)生了意想不到的有益效果。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1:

如圖1,本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能燈,包括安裝架1、太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2、照明裝置3和支撐桿4,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2和所述照明裝置3均安裝在所述安裝架1上,所述安裝架1與所述支撐桿4固定相連。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2包括太陽(yáng)能電池板、控制電路、電池,所述太陽(yáng)能電池板與所述控制電路相連,所述電池與所述控制電路相連,所述照明裝置與所述電池相連。

優(yōu)選地,所述照明裝置3包括LED燈。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能電池板基于染料敏化太陽(yáng)電池,所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、對(duì)電極和電解液構(gòu)成;所述光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)為由外而內(nèi)的FTO基底、生長(zhǎng)于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結(jié)構(gòu),核為氧化鎢納米線,殼為氧化鈦;所述對(duì)電極為由外而內(nèi)的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。

優(yōu)選地,結(jié)合圖2,所述染料敏化太陽(yáng)電池的制備步驟如下:

步驟一,制作FTO基底:

a)清洗FTO基底:選擇FTO導(dǎo)電玻璃作為光陽(yáng)極的基底,首先,切割FTO導(dǎo)電玻璃,用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導(dǎo)電一面,去除表面存在的油污、塵埃等雜質(zhì),然后用去離子水反復(fù)沖洗數(shù)次,直至將洗潔精清洗干凈,將其放入臭氧清洗機(jī)中,臭氧處理10min,接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min,用氮?dú)鈽尨蹈纱茫?/p>

b)生長(zhǎng)氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術(shù)在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長(zhǎng)源,同時(shí)使用陶瓷模板實(shí)現(xiàn)鎢膜的定域生長(zhǎng),磁控濺射過(guò)程中將陶瓷模板貼附在FTO表面,其中,陶瓷模板的孔隙直徑為2μm,間距為50μm,磁控濺射電流為2A;氧化鎢納米線生長(zhǎng)采用熱氧化方法,將鍍有鎢膜的FTO導(dǎo)電玻璃放入熱蒸發(fā)爐中,在惰性氣體的保護(hù)下,400℃保溫5h,自然冷卻后取出;

c)制備核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線:稱量100ml的無(wú)水乙醇溶液,加入1ml的C16H36O4Ti,在70℃水浴下攪拌均勻,將生長(zhǎng)有氧化鎢納米線的FTO導(dǎo)電玻璃放入溶液中,靜置11s,然后快速取出,該浸入溶液過(guò)程重復(fù)五次,以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結(jié)構(gòu),接著將取出的樣品在400℃退火1h,自然冷卻后即得帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底;

步驟二,吸附玻璃微珠:

取20g購(gòu)買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5~10μm)用去離子水清洗,干燥,加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾,用去離子水清洗至中性后干燥,取去離子水100ml,依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子,隨后加入氨水調(diào)節(jié)pH值為6,將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中,在60℃下,磁力攪拌2h,反應(yīng)后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中,水浴80℃下靜置5h,即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結(jié)合核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線材料。

步驟三,制備對(duì)電極:

選取與光陽(yáng)極相同尺寸的FTO導(dǎo)電玻璃,然后在其表面磁控濺射一層Ag,作為反光層,Ag厚度為400nm,然后再蒸鍍Pt催化劑層,Pt催化劑層厚度為50nm。

步驟四,組裝染料敏化太陽(yáng)電池:

電解液應(yīng)用傳統(tǒng)的碘/碘三負(fù)離子電解液:首先稱取100ml的乙腈溶液,向其中加入0.1M的碘化鋰,0.1M單質(zhì)碘,0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨,避光超聲5min,使其充分溶解,然后稱取8g的納米TiO2納米粒子,在水浴70攝氏度下,將TiO2納米粒子加入電解質(zhì)溶液中,最后加入5ml防凍劑正丙醇,超聲30min,使其充分混合均勻;

染料溶液:稱取N719粉末50mg,無(wú)水乙醇30ml,將N719加入無(wú)水乙醇中,充分溶解,避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中,然后將FTO基底進(jìn)入該棕色玻璃皿中,避光在60℃下敏化3h,取出,然后對(duì)電極與該光陽(yáng)極封裝在一起,封裝材料采用熱封膜,將電解液從對(duì)電極一端的小孔注入,封裝小孔,連接導(dǎo)線,形成本發(fā)明的改進(jìn)型染料敏化太陽(yáng)能電池。

優(yōu)選的,在FTO基底上,當(dāng)經(jīng)過(guò)熱氧化法生長(zhǎng)的氧化鎢納米線長(zhǎng)度在1~10μm,直徑20nm,密度為108根/cm2,本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池是能量轉(zhuǎn)換器件,其性能測(cè)試在AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)光譜下進(jìn)行性能測(cè)試,該器件短路電流密度約16.21mA/cm2,開(kāi)路電壓約0.74V,光電能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)18.1%;重復(fù)測(cè)量500h后其電流衰減小于5%,在大氣中放置30天后,測(cè)試其能量轉(zhuǎn)換效率衰減為初始值的94%;測(cè)試表明,該方案的染料敏化太陽(yáng)能電池電流密度較高,光電轉(zhuǎn)換效率較高,器件的穩(wěn)定性良好。

通過(guò)測(cè)試,本發(fā)明的太陽(yáng)能燈中染料敏化太陽(yáng)電池可以高效的實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,并且重復(fù)性好,衰減小,該電能可以用來(lái)提供照明燈具工作或者儲(chǔ)存在蓄電池中,用作備用,并且該照明設(shè)備防凍效果好,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)光的充分利用,有效節(jié)約了能源。

實(shí)施例2:

如圖1,本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能燈,包括安裝架1、太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2、照明裝置3和支撐桿4,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2和所述照明裝置3均安裝在所述安裝架1上,所述安裝架1與所述支撐桿4固定相連。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2包括太陽(yáng)能電池板、控制電路、電池,所述太陽(yáng)能電池板與所述控制電路相連,所述電池與所述控制電路相連,所述照明裝置與所述電池相連。

優(yōu)選地,所述照明裝置3包括LED燈。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能電池板基于染料敏化太陽(yáng)電池,所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、對(duì)電極和電解液構(gòu)成;所述光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)為由外而內(nèi)的FTO基底、生長(zhǎng)于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結(jié)構(gòu),核為氧化鎢納米線,殼為氧化鈦;所述對(duì)電極為由外而內(nèi)的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。

優(yōu)選地,結(jié)合圖2,所述染料敏化太陽(yáng)電池的制備步驟如下:

步驟一,制作FTO基底:

a)清洗FTO基底:選擇FTO導(dǎo)電玻璃作為光陽(yáng)極的基底,首先,切割FTO導(dǎo)電玻璃,用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導(dǎo)電一面,去除表面存在的油污、塵埃等雜質(zhì),然后用去離子水反復(fù)沖洗數(shù)次,直至將洗潔精清洗干凈,將其放入臭氧清洗機(jī)中,臭氧處理10min,接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min,用氮?dú)鈽尨蹈纱茫?/p>

b)生長(zhǎng)氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術(shù)在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長(zhǎng)源,同時(shí)使用陶瓷模板實(shí)現(xiàn)鎢膜的定域生長(zhǎng),磁控濺射過(guò)程中將陶瓷模板貼附在FTO表面,其中,陶瓷模板的孔隙直徑為2μm,間距為50μm,磁控濺射電流為2A;氧化鎢納米線生長(zhǎng)采用熱氧化方法,將鍍有鎢膜的FTO導(dǎo)電玻璃放入熱蒸發(fā)爐中,在惰性氣體的保護(hù)下,400℃保溫5h,自然冷卻后取出;

c)制備核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線:稱量100ml的無(wú)水乙醇溶液,加入1ml的C16H36O4Ti,在70℃水浴下攪拌均勻,將生長(zhǎng)有氧化鎢納米線的FTO導(dǎo)電玻璃放入溶液中,靜置11s,然后快速取出,該浸入溶液過(guò)程重復(fù)五次,以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結(jié)構(gòu),接著將取出的樣品在400℃退火1h,自然冷卻后即得帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底;

步驟二,吸附玻璃微珠:

取20g購(gòu)買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5~10μm)用去離子水清洗,干燥,加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾,用去離子水清洗至中性后干燥,取去離子水100ml,依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子,隨后加入氨水調(diào)節(jié)pH值為6,將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中,在60℃下,磁力攪拌2h,反應(yīng)后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中,水浴80℃下靜置5h,即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結(jié)合核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線材料。

步驟三,制備對(duì)電極:

選取與光陽(yáng)極相同尺寸的FTO導(dǎo)電玻璃,然后在其表面磁控濺射一層Ag,作為反光層,Ag厚度為400nm,然后再蒸鍍Pt催化劑層,Pt催化劑層厚度為50nm。

步驟四,組裝染料敏化太陽(yáng)電池:

電解液應(yīng)用傳統(tǒng)的碘/碘三負(fù)離子電解液:首先稱取100ml的乙腈溶液,向其中加入0.1M的碘化鋰,0.1M單質(zhì)碘,0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨,避光超聲5min,使其充分溶解,然后稱取8g的納米TiO2納米粒子,在水浴70攝氏度下,將TiO2納米粒子加入電解質(zhì)溶液中,最后加入5ml防凍劑正丙醇,超聲30min,使其充分混合均勻;

染料溶液:稱取N719粉末50mg,無(wú)水乙醇30ml,將N719加入無(wú)水乙醇中,充分溶解,避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中,然后將FTO基底進(jìn)入該棕色玻璃皿中,避光在60℃下敏化3h,取出,然后對(duì)電極與該光陽(yáng)極封裝在一起,封裝材料采用熱封膜,將電解液從對(duì)電極一端的小孔注入,封裝小孔,連接導(dǎo)線,形成本發(fā)明的改進(jìn)型染料敏化太陽(yáng)能電池。

優(yōu)選的,在FTO基底上,當(dāng)經(jīng)過(guò)熱氧化法生長(zhǎng)的氧化鎢納米線長(zhǎng)度在1~10μm,直徑30nm,密度為108根/cm2,本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池是能量轉(zhuǎn)換器件,其性能測(cè)試在AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)光譜下進(jìn)行性能測(cè)試,該器件短路電流密度約16.21mA/cm2,開(kāi)路電壓約0.74V,光電能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)17.7%;重復(fù)測(cè)量500h后其電流衰減小于6%,在大氣中放置30天后,測(cè)試其能量轉(zhuǎn)換效率衰減為初始值的94%;測(cè)試表明,該方案的染料敏化太陽(yáng)能電池電流密度較高,光電轉(zhuǎn)換效率較高,器件的穩(wěn)定性良好。

通過(guò)測(cè)試,本發(fā)明的太陽(yáng)能燈中染料敏化太陽(yáng)電池可以高效的實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,并且重復(fù)性好,衰減小,該電能可以用來(lái)提供照明燈具工作或者儲(chǔ)存在蓄電池中,用作備用,并且該照明設(shè)備防凍效果好,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)光的充分利用,有效節(jié)約了能源。

實(shí)施例3:

如圖1,本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能燈,包括安裝架1、太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2、照明裝置3和支撐桿4,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2和所述照明裝置3均安裝在所述安裝架1上,所述安裝架1與所述支撐桿4固定相連。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2包括太陽(yáng)能電池板、控制電路、電池,所述太陽(yáng)能電池板與所述控制電路相連,所述電池與所述控制電路相連,所述照明裝置與所述電池相連。

優(yōu)選地,所述照明裝置3包括LED燈。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能電池板基于染料敏化太陽(yáng)電池,所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、對(duì)電極和電解液構(gòu)成;所述光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)為由外而內(nèi)的FTO基底、生長(zhǎng)于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結(jié)構(gòu),核為氧化鎢納米線,殼為氧化鈦;所述對(duì)電極為由外而內(nèi)的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。

優(yōu)選地,結(jié)合圖2,所述染料敏化太陽(yáng)電池的制備步驟如下:

步驟一,制作FTO基底:

a)清洗FTO基底:選擇FTO導(dǎo)電玻璃作為光陽(yáng)極的基底,首先,切割FTO導(dǎo)電玻璃,用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導(dǎo)電一面,去除表面存在的油污、塵埃等雜質(zhì),然后用去離子水反復(fù)沖洗數(shù)次,直至將洗潔精清洗干凈,將其放入臭氧清洗機(jī)中,臭氧處理10min,接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min,用氮?dú)鈽尨蹈纱茫?/p>

b)生長(zhǎng)氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術(shù)在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長(zhǎng)源,同時(shí)使用陶瓷模板實(shí)現(xiàn)鎢膜的定域生長(zhǎng),磁控濺射過(guò)程中將陶瓷模板貼附在FTO表面,其中,陶瓷模板的孔隙直徑為2μm,間距為50μm,磁控濺射電流為2A;氧化鎢納米線生長(zhǎng)采用熱氧化方法,將鍍有鎢膜的FTO導(dǎo)電玻璃放入熱蒸發(fā)爐中,在惰性氣體的保護(hù)下,400℃保溫5h,自然冷卻后取出;

c)制備核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線:稱量100ml的無(wú)水乙醇溶液,加入1ml的C16H36O4Ti,在70℃水浴下攪拌均勻,將生長(zhǎng)有氧化鎢納米線的FTO導(dǎo)電玻璃放入溶液中,靜置11s,然后快速取出,該浸入溶液過(guò)程重復(fù)五次,以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結(jié)構(gòu),接著將取出的樣品在400℃退火1h,自然冷卻后即得帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底;

步驟二,吸附玻璃微珠:

取20g購(gòu)買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5~10μm)用去離子水清洗,干燥,加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾,用去離子水清洗至中性后干燥,取去離子水100ml,依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子,隨后加入氨水調(diào)節(jié)pH值為6,將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中,在60℃下,磁力攪拌2h,反應(yīng)后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中,水浴80℃下靜置5h,即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結(jié)合核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線材料。

步驟三,制備對(duì)電極:

選取與光陽(yáng)極相同尺寸的FTO導(dǎo)電玻璃,然后在其表面磁控濺射一層Ag,作為反光層,Ag厚度為400nm,然后再蒸鍍Pt催化劑層,Pt催化劑層厚度為50nm。

步驟四,組裝染料敏化太陽(yáng)電池:

電解液應(yīng)用傳統(tǒng)的碘/碘三負(fù)離子電解液:首先稱取100ml的乙腈溶液,向其中加入0.1M的碘化鋰,0.1M單質(zhì)碘,0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨,避光超聲5min,使其充分溶解,然后稱取8g的納米TiO2納米粒子,在水浴70攝氏度下,將TiO2納米粒子加入電解質(zhì)溶液中,最后加入5ml防凍劑正丙醇,超聲30min,使其充分混合均勻;

染料溶液:稱取N719粉末50mg,無(wú)水乙醇30ml,將N719加入無(wú)水乙醇中,充分溶解,避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中,然后將FTO基底進(jìn)入該棕色玻璃皿中,避光在60℃下敏化3h,取出,然后對(duì)電極與該光陽(yáng)極封裝在一起,封裝材料采用熱封膜,將電解液從對(duì)電極一端的小孔注入,封裝小孔,連接導(dǎo)線,形成本發(fā)明的改進(jìn)型染料敏化太陽(yáng)能電池。

優(yōu)選的,在FTO基底上,當(dāng)經(jīng)過(guò)熱氧化法生長(zhǎng)的氧化鎢納米線長(zhǎng)度在1~10μm,直徑40nm,密度為109根/cm2,本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池是能量轉(zhuǎn)換器件,其性能測(cè)試在AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)光譜下進(jìn)行性能測(cè)試,該器件短路電流密度約16.21mA/cm2,開(kāi)路電壓約0.74V,光電能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)16.5%;重復(fù)測(cè)量500h后其電流衰減小于6%,在大氣中放置30天后,測(cè)試其能量轉(zhuǎn)換效率衰減為初始值的94%;測(cè)試表明,該方案的染料敏化太陽(yáng)能電池電流密度較高,光電轉(zhuǎn)換效率較高,器件的穩(wěn)定性良好。

通過(guò)測(cè)試,本發(fā)明的太陽(yáng)能燈中染料敏化太陽(yáng)電池可以高效的實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,并且重復(fù)性好,衰減小,該電能可以用來(lái)提供照明燈具工作或者儲(chǔ)存在蓄電池中,用作備用,并且該照明設(shè)備防凍效果好,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)光的充分利用,有效節(jié)約了能源。

實(shí)施例4:

如圖1,本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能燈,包括安裝架1、太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2、照明裝置3和支撐桿4,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2和所述照明裝置3均安裝在所述安裝架1上,所述安裝架1與所述支撐桿4固定相連。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2包括太陽(yáng)能電池板、控制電路、電池,所述太陽(yáng)能電池板與所述控制電路相連,所述電池與所述控制電路相連,所述照明裝置與所述電池相連。

優(yōu)選地,所述照明裝置3包括LED燈。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能電池板基于染料敏化太陽(yáng)電池,所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、對(duì)電極和電解液構(gòu)成;所述光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)為由外而內(nèi)的FTO基底、生長(zhǎng)于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結(jié)構(gòu),核為氧化鎢納米線,殼為氧化鈦;所述對(duì)電極為由外而內(nèi)的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。

優(yōu)選地,結(jié)合圖2,所述染料敏化太陽(yáng)電池的制備步驟如下:

步驟一,制作FTO基底:

a)清洗FTO基底:選擇FTO導(dǎo)電玻璃作為光陽(yáng)極的基底,首先,切割FTO導(dǎo)電玻璃,用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導(dǎo)電一面,去除表面存在的油污、塵埃等雜質(zhì),然后用去離子水反復(fù)沖洗數(shù)次,直至將洗潔精清洗干凈,將其放入臭氧清洗機(jī)中,臭氧處理10min,接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min,用氮?dú)鈽尨蹈纱茫?/p>

b)生長(zhǎng)氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術(shù)在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長(zhǎng)源,同時(shí)使用陶瓷模板實(shí)現(xiàn)鎢膜的定域生長(zhǎng),磁控濺射過(guò)程中將陶瓷模板貼附在FTO表面,其中,陶瓷模板的孔隙直徑為2μm,間距為50μm,磁控濺射電流為2A;氧化鎢納米線生長(zhǎng)采用熱氧化方法,將鍍有鎢膜的FTO導(dǎo)電玻璃放入熱蒸發(fā)爐中,在惰性氣體的保護(hù)下,400℃保溫5h,自然冷卻后取出;

c)制備核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線:稱量100ml的無(wú)水乙醇溶液,加入1ml的C16H36O4Ti,在70℃水浴下攪拌均勻,將生長(zhǎng)有氧化鎢納米線的FTO導(dǎo)電玻璃放入溶液中,靜置11s,然后快速取出,該浸入溶液過(guò)程重復(fù)五次,以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結(jié)構(gòu),接著將取出的樣品在400℃退火1h,自然冷卻后即得帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底;

步驟二,吸附玻璃微珠:

取20g購(gòu)買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5~10μm)用去離子水清洗,干燥,加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾,用去離子水清洗至中性后干燥,取去離子水100ml,依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子,隨后加入氨水調(diào)節(jié)pH值為6,將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中,在60℃下,磁力攪拌2h,反應(yīng)后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中,水浴80℃下靜置5h,即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結(jié)合核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線材料。

步驟三,制備對(duì)電極:

選取與光陽(yáng)極相同尺寸的FTO導(dǎo)電玻璃,然后在其表面磁控濺射一層Ag,作為反光層,Ag厚度為400nm,然后再蒸鍍Pt催化劑層,Pt催化劑層厚度為50nm。

步驟四,組裝染料敏化太陽(yáng)電池:

電解液應(yīng)用傳統(tǒng)的碘/碘三負(fù)離子電解液:首先稱取100ml的乙腈溶液,向其中加入0.1M的碘化鋰,0.1M單質(zhì)碘,0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨,避光超聲5min,使其充分溶解,然后稱取8g的納米TiO2納米粒子,在水浴70攝氏度下,將TiO2納米粒子加入電解質(zhì)溶液中,最后加入5ml防凍劑正丙醇,超聲30min,使其充分混合均勻;

染料溶液:稱取N719粉末50mg,無(wú)水乙醇30ml,將N719加入無(wú)水乙醇中,充分溶解,避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中,然后將FTO基底進(jìn)入該棕色玻璃皿中,避光在60℃下敏化3h,取出,然后對(duì)電極與該光陽(yáng)極封裝在一起,封裝材料采用熱封膜,將電解液從對(duì)電極一端的小孔注入,封裝小孔,連接導(dǎo)線,形成本發(fā)明的改進(jìn)型染料敏化太陽(yáng)能電池。

優(yōu)選的,在FTO基底上,當(dāng)經(jīng)過(guò)熱氧化法生長(zhǎng)的氧化鎢納米線長(zhǎng)度在1~10μm,直徑50nm,密度為109根/cm2,本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池是能量轉(zhuǎn)換器件,其性能測(cè)試在AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)光譜下進(jìn)行性能測(cè)試,該器件短路電流密度約16.21mA/cm2,開(kāi)路電壓約0.74V,光電能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)15.7%;重復(fù)測(cè)量500h后其電流衰減小于6%,在大氣中放置30天后,測(cè)試其能量轉(zhuǎn)換效率衰減為初始值的94%;測(cè)試表明,該方案的染料敏化太陽(yáng)能電池電流密度較高,光電轉(zhuǎn)換效率較高,器件的穩(wěn)定性良好。

通過(guò)測(cè)試,本發(fā)明的太陽(yáng)能燈中染料敏化太陽(yáng)電池可以高效的實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,并且重復(fù)性好,衰減小,該電能可以用來(lái)提供照明燈具工作或者儲(chǔ)存在蓄電池中,用作備用,并且該照明設(shè)備防凍效果好,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)光的充分利用,有效節(jié)約了能源。

實(shí)施例5:

如圖1,本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能燈,包括安裝架1、太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2、照明裝置3和支撐桿4,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2和所述照明裝置3均安裝在所述安裝架1上,所述安裝架1與所述支撐桿4固定相連。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)裝置2包括太陽(yáng)能電池板、控制電路、電池,所述太陽(yáng)能電池板與所述控制電路相連,所述電池與所述控制電路相連,所述照明裝置與所述電池相連。

優(yōu)選地,所述照明裝置3包括LED燈。

優(yōu)選地,所述太陽(yáng)能電池板基于染料敏化太陽(yáng)電池,所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、對(duì)電極和電解液構(gòu)成;所述光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)為由外而內(nèi)的FTO基底、生長(zhǎng)于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結(jié)構(gòu),核為氧化鎢納米線,殼為氧化鈦;所述對(duì)電極為由外而內(nèi)的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。

優(yōu)選地,結(jié)合圖2,所述染料敏化太陽(yáng)電池的制備步驟如下:

步驟一,制作FTO基底:

a)清洗FTO基底:選擇FTO導(dǎo)電玻璃作為光陽(yáng)極的基底,首先,切割FTO導(dǎo)電玻璃,用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導(dǎo)電一面,去除表面存在的油污、塵埃等雜質(zhì),然后用去離子水反復(fù)沖洗數(shù)次,直至將洗潔精清洗干凈,將其放入臭氧清洗機(jī)中,臭氧處理10min,接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min,用氮?dú)鈽尨蹈纱茫?/p>

b)生長(zhǎng)氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術(shù)在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長(zhǎng)源,同時(shí)使用陶瓷模板實(shí)現(xiàn)鎢膜的定域生長(zhǎng),磁控濺射過(guò)程中將陶瓷模板貼附在FTO表面,其中,陶瓷模板的孔隙直徑為2μm,間距為50μm,磁控濺射電流為2A;氧化鎢納米線生長(zhǎng)采用熱氧化方法,將鍍有鎢膜的FTO導(dǎo)電玻璃放入熱蒸發(fā)爐中,在惰性氣體的保護(hù)下,400℃保溫5h,自然冷卻后取出;

c)制備核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線:稱量100ml的無(wú)水乙醇溶液,加入1ml的C16H36O4Ti,在70℃水浴下攪拌均勻,將生長(zhǎng)有氧化鎢納米線的FTO導(dǎo)電玻璃放入溶液中,靜置11s,然后快速取出,該浸入溶液過(guò)程重復(fù)五次,以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結(jié)構(gòu),接著將取出的樣品在400℃退火1h,自然冷卻后即得帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底;

步驟二,吸附玻璃微珠:

取20g購(gòu)買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5~10μm)用去離子水清洗,干燥,加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾,用去離子水清洗至中性后干燥,取去離子水100ml,依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子,隨后加入氨水調(diào)節(jié)pH值為6,將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中,在60℃下,磁力攪拌2h,反應(yīng)后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中,水浴80℃下靜置5h,即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結(jié)合核殼結(jié)構(gòu)氧化鎢納米線材料。

步驟三,制備對(duì)電極:

選取與光陽(yáng)極相同尺寸的FTO導(dǎo)電玻璃,然后在其表面磁控濺射一層Ag,作為反光層,Ag厚度為400nm,然后再蒸鍍Pt催化劑層,Pt催化劑層厚度為50nm。

步驟四,組裝染料敏化太陽(yáng)電池:

電解液應(yīng)用傳統(tǒng)的碘/碘三負(fù)離子電解液:首先稱取100ml的乙腈溶液,向其中加入0.1M的碘化鋰,0.1M單質(zhì)碘,0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨,避光超聲5min,使其充分溶解,然后稱取8g的納米TiO2納米粒子,在水浴70攝氏度下,將TiO2納米粒子加入電解質(zhì)溶液中,最后加入5ml防凍劑正丙醇,超聲30min,使其充分混合均勻;

染料溶液:稱取N719粉末50mg,無(wú)水乙醇30ml,將N719加入無(wú)水乙醇中,充分溶解,避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中,然后將FTO基底進(jìn)入該棕色玻璃皿中,避光在60℃下敏化3h,取出,然后對(duì)電極與該光陽(yáng)極封裝在一起,封裝材料采用熱封膜,將電解液從對(duì)電極一端的小孔注入,封裝小孔,連接導(dǎo)線,形成本發(fā)明的改進(jìn)型染料敏化太陽(yáng)能電池。

優(yōu)選的,在FTO基底上,當(dāng)經(jīng)過(guò)熱氧化法生長(zhǎng)的氧化鎢納米線長(zhǎng)度在1~10μm,直徑60nm,密度為108根/cm2,本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池是能量轉(zhuǎn)換器件,其性能測(cè)試在AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)光譜下進(jìn)行性能測(cè)試,該器件短路電流密度約16.21mA/cm2,開(kāi)路電壓約0.74V,光電能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)15.4%;重復(fù)測(cè)量500h后其電流衰減小于8%,在大氣中放置30天后,測(cè)試其能量轉(zhuǎn)換效率衰減為初始值的94%;測(cè)試表明,該方案的染料敏化太陽(yáng)能電池電流密度較高,光電轉(zhuǎn)換效率較高,器件的穩(wěn)定性良好。

通過(guò)測(cè)試,本發(fā)明的太陽(yáng)能燈中染料敏化太陽(yáng)電池可以高效的實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,并且重復(fù)性好,衰減小,該電能可以用來(lái)提供照明燈具工作或者儲(chǔ)存在蓄電池中,用作備用,并且該照明設(shè)備防凍效果好,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)光的充分利用,有效節(jié)約了能源。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書(shū)及實(shí)踐這里公開(kāi)的發(fā)明后,將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化,這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本申請(qǐng)未公開(kāi)的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例僅被視為示例性的,本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu),并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。

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