CN103412351B - 高透明度发电镜片的制作方法 - Google Patents

Abstract

高透明度发电镜片的制作方法，包括以下步骤：其特征在于：1）加工镜片壳体与镜片后盖；2）超声波清洗；3）等离子处理；4）挂涂加硬液；5）蒸镀二氧化锡膜层；6）蒸镀三氧化二铟（In₂O₃）膜层；7）蒸镀氧化锆减反射膜层；8）涂复苯溶液9）、连接电极；10）注入电解液。本发明，可以在光线照射下发出直流电力，提供给特种功能眼镜上配备的用电器件电路电力能源，实现所需功能，具有绿色环保，节省自然资源，一镜两用的作用。

Description

高透明度发电镜片的制作方法

技术领域

本发明涉及特种镜片制作应用技术领域，特别是关于一种高透明度发电镜片及其制作方法。

背景技术

当前，使用单晶硅或多晶硅材料制作的硅太阳能电池以及采用染料敏化技术制作的太阳能电池已在社会上人们工作生活的众多领域得到或正在得到普及应用，可以粘贴在玻璃上发电的半透式柔性薄膜太阳能电池也陆续步入市场，上述太阳能发电产品的应用给人们的生活带来了不同的便利，比如人们常见的安装在马路两侧的太阳能路灯或太阳能道路交通标志灯就是太阳能发电应用的很好案例。以上所举各种不同的太阳能发电板本身所用的材料硅单晶是不透明的，采用染料敏化技术制作的柔性太阳能发电薄膜的可见光透过率当前已达到了70%，但如果把该项技术应用到眼镜镜片上制作发电镜片，也存在着透光率偏低的弊端，不能达到眼镜正常使用时的透光率达到85%以上的光学指标。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种高透明度发电镜片的制作方法，这种发电镜片使用高透明度光学塑料AS注塑制作镜片外壳和镜片后盖，以四苯基卟啉（TPP）为光照反应层，涂覆在镜片外壳内侧表面的二氧化锡（S_nO₂）半导体导电层上面，形成透明正电极，与对应另一侧镀有三氧化二铟（I_n2O₃）和二氧化锡（S_nO₂）蒸镀层的镜片后盖组成对电极，电极中间注入凝胶状电解质后组合密封，制成高透明度发电镜片。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：高透明度发电镜片的制作方法，包括以下步骤：其特征在于：

1）、按常规工艺在注塑机上加工出镜片壳体与镜片后盖；

2）、将注塑出的镜片壳体、镜片后盖在超声波清洗槽中加入清洗剂振动清洗，保持水温35-45℃，30分钟后取出，用去离子水洗净并在60℃烘箱内烘干半小时；

3）、将镜片壳体、镜片后盖正反面在等离子曲面处理机下处理2-3min，活化壳体内外表面，增加镀膜附着力；

4）、将镜片壳体、镜片后盖固定在挂架上面，浸入二氧化硅加硬液，内提拉法挂涂加硬液，挂涂厚度1-3um，进入电热烘干隧道中在80-120℃温度下、时间2小时固化加硬膜层；

5）、将镜片壳体外侧包裹塑膜保护层，放入真空镀膜机中给镜片壳体内侧蒸镀二氧化锡膜层，膜层厚度为20-50nm；

6）、将镜片后盖外侧包裹塑膜保护层，放入真空镀膜机内，给镜片后盖内侧蒸镀三氧化二铟（In₂O₃）膜层，镀层厚度20-50nm，再镀二氧化锡（SnO₂）膜层，镀层厚度为20-50nm；

7）、将镜片壳体、镜片后盖去掉外表面包裹层后扣合为一体，放入真空镀膜机中蒸镀壳体前后表面氧化锆减反射膜层，膜层厚度20-50nm；

8）、在镜片壳体内侧镀有二氧化锡（SnO₂）导电膜层的表面涂复含有0.15%（TPP）的苯溶液，涂层厚度60-100nm，形成四苯基卟啉（TPP）电子发射层；

9）、将导电银浆点滴在镜片壳体与镜片后盖内侧边缘的电极压接处，压上扁平柔性电极引线，抵接在镜片后盖上预留的压接点，将正负电极引线接触点与涂抹导电银浆处压接牢固，形成可靠电气连接；

10）、将正二价正三价铁离子Fe²⁺/ （Fe³⁺）、丙三醇（C₃H₈O₃）和去离子水（H₂O）按1:1：3:95比例配制的凝胶状电解质，注入镜片壳体内，注满后扣合镜片后盖，周边滴胶密封，固化后制成一只完整的高透明度发电镜片。

本发明，可以在光线照射下发出直流电力，提供给特种功能眼镜上配备的用电器件电路电力能源，实现所需功能，具有绿色环保，节省自然资源，一镜两用的作用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的侧视结构剖面图。

图中：1镜片外壳、2镜片后盖、3镜片正负电极、4凝胶状电解质、5二氧化锡（SnO₂）镀层、6四苯二甲基卟啉（TPP）浸染层、7三氧化二铟（In₂O₃）镀层、8二氧化硅加硬涂层、9氧化锆减反射镀层。

具体实施方式

由图1、图2知，一种高透明度发电镜片，由镜片壳体1、镜片后盖2、镜片正负电极3、凝胶状电解质4所组成，镜片壳体1、镜片后盖2为透明光学塑料，镜片壳体1的内侧蒸镀有复合膜层，镜片后盖2蒸镀In₂O₃镀层7和SnO₂镀层5，镜片中间灌注Fe²⁺/Fe³⁺与丙三醇和纯净水组成的凝胶状电解质4。镜片壳体1、镜片后盖2采用AS、PC、PE、PET、PMMA或透明光学塑料制成，镜片壳体1内侧复合膜层由二氧化锡（SnO₂）镀层5和四苯基卟啉（TPP）浸染层6组成。复合镀层由三氧化二铟（In₂O₃）镀层7和二氧化锡（SnO₂）镀层5形成。凝胶状电解质4由正二价、正三价铁离子Fe²⁺/Fe³⁺与丙三醇（C₃H₈O₃）溶解在去离子纯净水中配制，常温下搅拌制成，配制比例：1：1：3：95。镜片壳体1和镜片后盖2的外层均镀有8二氧化硅加硬涂层和9氧化锆减反射镀层。

本发明的制作方法如下：

1、在25克通用注塑机上注塑加工出镜片壳体与镜片后盖。

2、将注塑出的镜片壳体、镜片后盖在超声波清洗槽中加入清洗剂振动清洗，保持水温35-45℃，超声振动清洗30分钟后取出，用去离子水洗净在60℃烘箱内烘干半小时。

3、将镜片壳体、镜片后盖正反面在等离子曲面处理机下处理2-3min，活化壳体内外表面，增加镀膜附着力。

4、将镜片壳体、镜片后盖固定在挂架上面，浸入二氧化硅加硬液内提拉法挂涂加硬液，挂涂厚度1-3um，然后进入电热烘干隧道中80-120℃2小时固化加硬膜层。

5、将镜片壳体外侧包裹保护层，然后放入真空镀膜机中给镜片壳体内侧蒸镀二氧化锡膜层，膜层厚度20-50nm。

6、将镜片后盖外侧包裹保护层，放入真空镀膜机内，给镜片后盖内侧蒸镀三氧化二铟（In₂O₃）膜层，镀层厚度20-50nm，然后再镀二氧化锡（SnO₂）膜层，镀层厚度20-50nm。

7、将镜片壳体、镜片后盖去掉外表面包裹层扣合为一体，然后放入真空镀膜机中蒸镀壳体前后表面氧化锆减反射膜层，膜层厚度20-50nm。

8、在镜片壳体内侧镀有二氧化锡（SnO₂）导电膜层的表面涂复含有0.15%（TPP）的苯溶液，涂层厚度60-100nm，形成四苯基卟啉（TPP）电子发射层。

9、将导电银浆点滴在镜片壳体与镜片后盖内侧边缘的电极压接处，压上扁平柔性电极引线，抵接在镜片后盖上预留的压接点将正负电极引线接触点与涂抹导电银浆处压接牢固，形成可靠电气连接。

10、将正二价正三价铁离子Fe²⁺/ （Fe³⁺）、丙三醇（C₃H₈O₃）和去离子水（H₂O）按1:1：3:95比例配制的凝胶状电解质，注入镜片壳体内，注满后扣合镜片后盖，周边滴胶密封，固化后制成一只完整的高透明度发电镜片。

本发明的工作原理和过程表述如下：

当镜片受到光线照射时，产生的光电反应可表述为：

  在TPP——SnO₂电极

  TPP——TPP^*（光照下的TPP激发态）

  在TPP与溶液的界面

  TPP^*+ Fe³⁺—— TPP^*+ Fe²⁺

  在In₂O₃—SnO₂电极与溶液的界面

  Fe²⁺——Fe³⁺+e

电子通过外电路则TPP—SnO₂电极

TPP⁺+ e——TPP

把上述反应加起来，净反应为零，只是光能变成了电能。

实施例1：

制成发电防风镜，贮存电力用于夜间照明：将按照本发明提供的技术方案按一定的比例尺寸制成的高透明度发电镜片装配成防风镜，提供给野外工作者、海上船员等常年暴露在自然环境中的工作人员佩戴使用，白天防风镜在野外强光照射下每只镜片发出0.5V5-10mA左右的持续直流电力，两只镜片串联后输出连接到镜腿上内置的电压变换器，上升为4.2-5V为微型储存锂电池进行充电，锂电池电量充满后，作为夜间点亮LED眼镜灯照明使用，方便野外工作者看书学习或近距离照明使用。当镜片受到光照时，TPP分子吸收可见光而激发，发射电子并与凝胶状电解质溶液里的Fe²⁺/Fe³⁺进行电荷转移，起到半导体P型结的作用，通过对电极向外输出光电流，提供给眼镜上的用电器件使用，实现所需电路功能。

实施例2：

制作成电加热防雾眼镜：将按照本发明中提供的技术方案制成的高透明度发电镜片外表面加镀一层ITO或石墨烯转印制作的导电膜层，导电膜层的两侧与发电镜片的正负电极电气连接，当高透明度发电镜片受到光照时发出光电流加到镜片表面ITO或石墨烯导电膜层时发出一定的热量，提高了镜片的表面温度，防止了因温差造成的镜片表面结雾对视觉观察造成的影响，给配镜者带来极大的方便。

实施例3：

按本发明提供的技术方案制作的高透明度发电镜片，装配成镜腿内置电能存储和语音提醒电路装置的司机防瞌睡提醒眼镜，当司机驾车疲劳低头打瞌睡时，防瞌睡眼镜发出告警声，唤醒司机安全驾驶，预防交通事故的发生。

实施例4:

按本发明提供的技术方案制作的高透明度发电镜片，装配成镜腿内置电能存储和雷电告警装置的防雷电预警眼镜，当佩戴者在野外作业时，可以探测到周边20公里内云层的暗放电噪声，从而及时进行躲避，防止被雷电击中造成的意外伤害，保护人身安全。

实施例5:

按本发明提供的技术方案制作的高透明度发电镜片，装配成在镜腿内置GPS导航功能的微型电路系统，佩戴者可以随时按照个人需求接听了解个人所需的方位信息，安全到达目的地。

实施例6:

按本发明提供的技术方案制作的高透明度发电镜片，装配成在镜腿内置MP3、调频收音功能电路的娱乐眼镜，可以给佩戴者接听广播、播放存贮音乐、微型拍照等工作、生活中的信息获取和精神娱乐不同层次不同方面的需求提供便利。

Claims (1)

1.高透明度发电镜片的制作方法，包括以下步骤：其特征在于：

1）、按常规工艺在注塑机上加工出镜片壳体与镜片后盖；

2）、将注塑出的镜片壳体、镜片后盖在超声波清洗槽中加入清洗剂振动清洗，保持水温35-45℃，30分钟后取出，用去离子水洗净并在60℃烘箱内烘干半小时；

3）、将镜片壳体、镜片后盖正反面在等离子曲面处理机下处理2-3min，活化壳体内外表面，增加镀膜附着力；

4）、将镜片壳体、镜片后盖固定在挂架上面，浸入二氧化硅加硬液，内提拉法挂涂加硬液，挂涂厚度1-3um，进入电热烘干隧道中在80-120℃温度下、时间2小时固化加硬膜层；

5）、将镜片壳体外侧包裹塑膜保护层，放入真空镀膜机中给镜片壳体内侧蒸镀二氧化锡膜层，膜层厚度为20-50nm；

6）、将镜片后盖外侧包裹塑膜保护层，放入真空镀膜机内，给镜片后盖内侧蒸镀三氧化二铟（In₂O₃）膜层，镀层厚度20-50nm，再镀二氧化锡（SnO₂）膜层，镀层厚度为20-50nm；

7）、将镜片壳体、镜片后盖去掉外表面包裹层后扣合为一体，放入真空镀膜机中蒸镀壳体前后表面氧化锆减反射膜层，膜层厚度20-50nm；

8）、在镜片壳体内侧镀有二氧化锡（SnO₂）导电膜层的表面涂复含有0.15%四苯基卟啉（TPP）的苯溶液，涂层厚度60-100nm，形成四苯基卟啉（TPP）电子发射层；

9）、将导电银浆点滴在镜片壳体与镜片后盖内侧边缘的电极压接处，压上扁平柔性电极引线，抵接在镜片后盖上预留的压接点，将正负电极引线接触点与涂抹导电银浆处压接牢固，形成可靠电气连接；

10）、将正二价正三价铁离子Fe²⁺/ （Fe³⁺）、丙三醇（C₃H₈O₃）和去离子水（H₂O）按1:1：3:95比例配制的凝胶状电解质，注入镜片壳体内，注满后扣合镜片后盖，周边滴胶密封，固化后制成一只完整的高透明度发电镜片。