專利名稱：一種釩鈦太陽能電動自行車發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釩鈦太陽能電動自行車發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
電動自行車在各城市中數(shù)量日益增多，但也存在相應(yīng)問題一、充一次電只能跑50-70公里，很不方便，尤其是在郊外充電不便時；二、電池長期處于放電狀態(tài)，壽命只有一 年多就需更換，價格貴，成本高，現(xiàn)有的電動自行車發(fā)電裝置，安裝于車后輪，僅能在下坡時 (電動機不起作用)發(fā)電，如摩擦發(fā)電等發(fā)電量小，作用不大?，F(xiàn)有太陽能電池光電池效率 低、價格貴；染料敏化太陽電池主要是模仿光合作用原理，研制出來的一種新型太陽電池， 其主要優(yōu)勢是原材料豐富、成本低、工藝技術(shù)相對簡單，在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大 的優(yōu)勢，同時所有原材料和生產(chǎn)工藝都是無毒、無污染的，部分材料可以得到充分的回收， 對保護人類環(huán)境具有重要的意義，以前都是基于二維的平面結(jié)構(gòu)，從而限制了此類光電池 效率的進一步提高。從物理學(xué)的角度來看，以納米線為基礎(chǔ)的二維染料太陽能電池的表面 面積較小，從而限制了染料的加載和對太陽光的吸收。增加納米線的長度可以增大表面積， 但納米線的長度受到材料制備和電子擴散長度的限制。

發(fā)明內(nèi)容
一種釩鈦太陽能電動自行車發(fā)電裝置，由電動自行車發(fā)電裝置、釩鈦電池、三維染 料太陽能電池組成，其特征在于電動自行車前輪中心部位設(shè)置有汽車用大功率發(fā)電機，齒 輪轉(zhuǎn)動裝置及開關(guān)電源，在電動車運行時，將前輪轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為36V直流電，對蓄電池充電； 包括汽車用發(fā)電機；發(fā)電機轉(zhuǎn)子齒輪，齒輪安裝于發(fā)電機轉(zhuǎn)子上；中間傳動齒輪；前輪內(nèi) 側(cè)齒輪；前輪；車前軸；設(shè)置有直流——高頻方波變換電路用以將12V直流變換為高頻方 波；高頻變壓器用以將高頻方波變換為38V電壓；2極管橋式整流電路用以整流輸出36V 直流電壓；前輪內(nèi)沿齒輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)子齒輪的轉(zhuǎn)速比為1 20，發(fā)電機設(shè)置有固定外盤，車 前軸固定外盤上；電動自行車前部設(shè)置有太陽能電池板，為釩鈦電池、三維染料太陽能電池 并聯(lián)組成。釩鈦太陽能電池，其特征在于由光-熱轉(zhuǎn)換部分和熱-電轉(zhuǎn)換部分構(gòu)成，兩部分 為并接連接方式；光-熱轉(zhuǎn)換部分將提釩尾渣與通常陶瓷原料混合，提釩尾渣35%的重 量，混入纖維材料以滾壓或半干壓方法成型為厚度3. 2mm，投影面積不少于0. 1平方米素坯 板，經(jīng)干燥、以1100°C的溫度燒成為釩鈦黑瓷平板，將兩塊平板平行相隔一定距離，兩端設(shè) 置進出通道口和端頭板，四周和中間襯板等各接合部之間以膠粘劑或燒成溫度低于釩鈦黑 瓷的結(jié)合材料封接，經(jīng)固化或燒成得到釩鈦黑瓷大尺寸中空板，將比中空板尺寸略大的玻 璃平板放在耐熱凹模上加熱，加壓使玻璃板隨模下凹，將中空板經(jīng)預(yù)熱置于玻璃上，調(diào)節(jié)溫 度、壓力使玻璃板與空中板封接，也可采用將玻璃板先成型再封接的辦法，將玻璃板與中空 板間形成的空腔抽真空封閉；熱-電轉(zhuǎn)換部分使用容易獲取的鈦酸鍶為原料，用精密超薄 的薄膜技術(shù)，鈦酸鍶本身屬于絕緣體，但加入少量鈮后，就會產(chǎn)生自由電子，其具體步驟為a、鈮-檸檬酸乙二醇溶液制備將氧化鈮置于氫氟酸中，于76°C下攪拌使其充分溶解形成 氧化鈮溶液，向溶液中滴加氨水形成白色氫氧化鈮沉淀物，陳化5. 5小時；過濾后，取沉淀 物用3. 5%的稀氨水洗滌，于真空中脫水干燥；將干燥后的沉淀物于71°C下溶解于檸檬酸 的乙二醇溶液中并充分攪拌，得鈮-檸檬酸乙二醇溶液；b、摻鈮鈦酸鍶前驅(qū)液的制備按摩 爾比 Sr 丨[2+] Ti 丨[4+] Nb 丨[5+] = 1 l-χ χ，χ = 0. 1 0. 005，分別量取 乙酸鍶、鈦酸丁酯以及a步中制備的鈮_檸檬酸乙二醇溶液；將乙酸鍶溶于乙酸中形成溶 液A ；向鈦酸丁酯中先滴加Ti丨[4+]離子摩爾量0.95倍以上的乙酰丙酮，然后再加入乙 二醇甲醚溶劑形成溶液B ；溶液A、B混合后，攪拌均勻，再向其中加入鈮-檸檬酸乙二醇溶 液并攪拌均勻形成混合溶液；向混合溶液中加入乙二醇和丙三醇，乙二醇和丙三醇的比例 為3.5 1，加入的總量為使溶液濃度至Sr丨[2+]離子0.15 0.40摩爾/升的量，并攪 拌均勻，形成摻鈮鈦酸鍶前驅(qū)液；c、熱分解與燒結(jié)將b步的摻鈮鈦酸鍶前驅(qū)液涂覆在基片 上，經(jīng)熱分解處理后，再進行燒結(jié)成相處理；將已產(chǎn)生電子的厚度為0. 4nm的鈦酸鍶超薄薄 膜夾在兩片絕緣體鈦酸鍶中間，形成如三明治的結(jié)構(gòu)，使電子成功地滯留其中，薄膜為3-5 層；動力蓄電池的輸入端接太陽能電池，太陽能電池為多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)，正極輸出端串聯(lián)有二 極管。光纖和納米線混合結(jié)構(gòu)的三維染料太陽能電池，包括光纖和垂直生長于光纖表面 的氧化鋅納米線陣列，入射光在光纖內(nèi)傳播過程中多次反射，入射光會通過氧化鋅納米線 與其表面附著的染料相互作用，從而大大增加了對光線的吸收以及光電子的輸運效率；多 束光纖并聯(lián)使用，蓄電池的輸入端接太陽能電池，太陽能電池的正極輸出端串聯(lián)有二極管。 本發(fā)明將市場現(xiàn)有產(chǎn)品大功率汽車發(fā)電機(14V350W等)、開關(guān)電源(用以將發(fā)電 機輸出電壓變換為電動自行車所需電壓)及齒輪轉(zhuǎn)動裝置有機結(jié)合，達到發(fā)電目的。自行 車前輪轉(zhuǎn)動時，通過中間齒輪帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，發(fā)電機輸出14V三相交流電壓，經(jīng)整流 后(發(fā)電機自帶電路)，直流輸出12V直流電壓，經(jīng)開關(guān)電源變換為36V直流電壓。開關(guān)電源 為市場現(xiàn)有產(chǎn)品，設(shè)置有直流——高頻方波變換電路(用以將12V直流變換為高頻方波)； 高頻變壓器(用以將高頻方波變換為38V電壓)；2極管橋式整流電路(用以整流輸出36V 直流電壓)。前輪內(nèi)沿齒輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)子齒輪的轉(zhuǎn)速比為1 20，發(fā)電機設(shè)置有固定外盤， 車前軸固定外盤上。本技術(shù)使電動車行程顯著加大，并延長了蓄電池壽命。
四

圖1為電動自行車發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為釩鈦太陽能電池結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為光纖和納米線混合結(jié)構(gòu)的三維染料太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。
五具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明在圖1中，1為汽車用發(fā)電機；2為發(fā)電機轉(zhuǎn)子齒輪(齒 輪安裝于發(fā)電機轉(zhuǎn)子上)；3為中間傳動齒輪；4為前輪內(nèi)側(cè)齒輪；5為前輪；6為車前軸；7 為三維染料太陽能電池。在圖2中，1為太陽光；2為太陽能電池輸出端；3為光-熱轉(zhuǎn)換部 分；4為熱-電轉(zhuǎn)換部分。在圖3中1為光線；2為光纖；3為垂直生長于光纖表面的氧化鋅 納米線陣列。本發(fā)明將市場現(xiàn)有產(chǎn)品大功率汽車發(fā)電機(14V350W等)、開關(guān)電源(用以將發(fā)電機輸出電壓變換為電動自行車所需電壓)及齒輪轉(zhuǎn)動裝置、太陽能電池有機結(jié)合，達到發(fā)電目的。自行車前輪轉(zhuǎn)動時，通過中間齒輪帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，發(fā)電機輸出14V三相交流電壓，經(jīng)整流后(發(fā)電機自帶電路)，直流輸出12V直流電壓，經(jīng)開關(guān)電源變換為36V直流電壓。開關(guān)電源為市場現(xiàn)有產(chǎn)品，設(shè)置有直流——高頻方波變換電路(用以將12V直流 變換為高頻方波)；高頻變壓器(用以將高頻方波變換為38V電壓)；2極管橋式整流電路(用以整流輸出36V直流電壓)。前輪內(nèi)沿齒輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)子齒輪的轉(zhuǎn)速比為1 20，發(fā)電機設(shè)置有固定外盤，車前軸固定外盤上。
權(quán)利要求
一種釩鈦太陽能電動自行車發(fā)電裝置，由電動自行車發(fā)電裝置、釩鈦電池、三維染料太陽能電池組成，其特征在于電動自行車前輪中心部位設(shè)置有汽車用大功率發(fā)電機，齒輪轉(zhuǎn)動裝置及開關(guān)電源，在電動車運行時，將前輪轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為36V直流電，對蓄電池充電；包括汽車用發(fā)電機；發(fā)電機轉(zhuǎn)子齒輪，齒輪安裝于發(fā)電機轉(zhuǎn)子上；中間傳動齒輪；前輪內(nèi)側(cè)齒輪；前輪；車前軸；設(shè)置有直流——高頻方波變換電路用以將12V直流變換為高頻方波；高頻變壓器用以將高頻方波變換為38V電壓；2極管橋式整流電路用以整流輸出36V直流電壓；前輪內(nèi)沿齒輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)子齒輪的轉(zhuǎn)速比為1∶20，發(fā)電機設(shè)置有固定外盤，車前軸固定外盤上；電動自行車前部設(shè)置有太陽能電池板，為釩鈦電池、三維染料太陽能電池并聯(lián)組成釩鈦太陽能電池，其特征在于由光-熱轉(zhuǎn)換部分和熱-電轉(zhuǎn)換部分構(gòu)成，兩部分為并接連接方式；光-熱轉(zhuǎn)換部分將提釩尾渣與通常陶瓷原料混合，提釩尾渣35％的重量，混入纖維材料以滾壓或半干壓方法成型為厚度3.2mm，投影面積不少于0.1平方米素坯板，經(jīng)干燥、以1100℃的溫度燒成為釩鈦黑瓷平板，將兩塊平板平行相隔一定距離，兩端設(shè)置進出通道口和端頭板，四周和中間襯板等各接合部之間以膠粘劑或燒成溫度低于釩鈦黑瓷的結(jié)合材料封接，經(jīng)固化或燒成得到釩鈦黑瓷大尺寸中空板，將比中空板尺寸略大的玻璃平板放在耐熱凹模上加熱，加壓使玻璃板隨模下凹，將中空板經(jīng)預(yù)熱置于玻璃上，調(diào)節(jié)溫度、壓力使玻璃板與空中板封接，也可采用將玻璃板先成型再封接的辦法，將玻璃板與中空板間形成的空腔抽真空封閉；熱-電轉(zhuǎn)換部分使用容易獲取的鈦酸鍶為原料，用精密超薄的薄膜技術(shù)，鈦酸鍶本身屬于絕緣體，但加入少量鈮后，就會產(chǎn)生自由電子，其具體步驟為a、鈮-檸檬酸乙二醇溶液制備將氧化鈮置于氫氟酸中，于76℃下攪拌使其充分溶解形成氧化鈮溶液，向溶液中滴加氨水形成白色氫氧化鈮沉淀物，陳化5.5小時；過濾后，取沉淀物用3.5％的稀氨水洗滌，于真空中脫水干燥；將干燥后的沉淀物于71℃下溶解于檸檬酸的乙二醇溶液中并充分攪拌，得鈮-檸檬酸乙二醇溶液；b、摻鈮鈦酸鍶前驅(qū)液的制備按摩爾比Sr↑[2+]∶Ti↑[4+]∶Nb↑[5+]＝1∶1-x∶x，x＝0.1～0.005，分別量取乙酸鍶、鈦酸丁酯以及a步中制備的鈮-檸檬酸乙二醇溶液；將乙酸鍶溶于乙酸中形成溶液A；向鈦酸丁酯中先滴加Ti↑[4+]離子摩爾量0.95倍以上的乙酰丙酮，然后再加入乙二醇甲醚溶劑形成溶液B；溶液A、B混合后，攪拌均勻，再向其中加入鈮-檸檬酸乙二醇溶液并攪拌均勻形成混合溶液；向混合溶液中加入乙二醇和丙三醇，乙二醇和丙三醇的比例為3.5∶1，加入的總量為使溶液濃度至Sr↑[2+]離子0.15～0.40摩爾/升的量，并攪拌均勻，形成摻鈮鈦酸鍶前驅(qū)液；c、熱分解與燒結(jié)將b步的摻鈮鈦酸鍶前驅(qū)液涂覆在基片上，經(jīng)熱分解處理后，再進行燒結(jié)成相處理；將已產(chǎn)生電子的厚度為0.4nm的鈦酸鍶超薄薄膜夾在兩片絕緣體鈦酸鍶中間，形成如三明治的結(jié)構(gòu)，使電子成功地滯留其中，薄膜為3-5層；動力蓄電池的輸入端接太陽能電池，太陽能電池為多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)，正極輸出端串聯(lián)有二極管；光纖和納米線混合結(jié)構(gòu)的三維染料太陽能電池，包括光纖和垂直生長于光纖表面的氧化鋅納米線陣列，入射光在光纖內(nèi)傳播過程中多次反射，入射光會通過氧化鋅納米線與其表面附著的染料相互作用，從而大大增加了對光線的吸收以及光電子的輸運效率；多束光纖并聯(lián)使用，蓄電池的輸入端接太陽能電池，太陽能電池的正極輸出端串聯(lián)有二極管。
全文摘要
一種釩鈦太陽能電動自行車發(fā)電裝置，由電動自行車發(fā)電裝置、三維染料太陽能電池組成，其特征在于電動自行車前輪中心部位設(shè)置有汽車用大功率發(fā)電機，齒輪轉(zhuǎn)動裝置及開關(guān)電源，在電動車運行時，將前輪轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為36V直流電，對蓄電池充電；電動自行車前部設(shè)置有太陽能電池板，太陽能電池結(jié)構(gòu)為光纖和納米線混合結(jié)構(gòu)的三維染料太陽能電池結(jié)構(gòu)，包括光纖和垂直生長于光纖表面的氧化鋅納米線陣列，入射光在光纖內(nèi)傳播過程中多次反射，入射光會通過氧化鋅納米線與其表面附著的染料相互作用，從而大大增加了對光線的吸收以及光電子的輸運效率；多束光纖并聯(lián)使用，蓄電池的輸入端接太陽能電池，太陽能電池的正極輸出端串聯(lián)有二極管；使電動車行程顯著加大，并延長了蓄電池壽命。
文檔編號B62M6/85GK101797949SQ201010139469
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者李代虹 申請人:成都市獵戶座科技有限責(zé)任公司