CN107041106A - 一种节能环保的户外电气设备箱 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种节能环保的户外电气设备箱，包括箱体和箱盖，上述的箱盖上设置有太阳能板，该太阳能板为染料敏化太阳能电池；上述箱体的底部设有蓄电池和逆变器；上述箱体的一个侧壁的内壁上设有散热装置，其能将热量及时排除箱体外，有效降低箱体内的温度，避免了箱体内部元件的老化，从而让电气设备箱正常工作。

Description

一种节能环保的户外电气设备箱

技术领域

本申请涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种节能环保的户外电气设备箱。

背景技术

电气设备箱主要用于光缆及各类电缆和网络设备的连接、分配和调度，大多安装在小区、路边的绿化带中。

电气设备在工作过程当中会产生大量的热量，如果热量不能及时排出去，会导致箱体内温度的升高，进而使得箱体内部的电子元器件老化，减少电气设备箱及内部元器件的使用寿命。

发明内容

本发明旨在提供一种节能环保的户外电气设备箱，以解决上述提出问题。

本发明的实施例中提供了一种节能环保的户外电气设备箱，包括箱体和箱盖，上述的箱盖上设置有太阳能板，该太阳能板为染料敏化太阳能电池；上述箱体的底部设有蓄电池和逆变器；上述箱体的一个侧壁的内壁上设有散热装置，该散热装置的内部设有微处理器、温度传感器和风机，风机处的箱体侧壁上设有通风口；上述箱体的另一侧的侧壁上设有进风口，上述进风口与上述通风口处在同一水平线上；该太阳能板的输出端与逆变器的输入端电连接，该逆变器的输出端与蓄电池的输入端电连接，该蓄电池的输出端与微处理器的输入端电连接，该微处理器的输出端与风机的输入端电连接，温度传感器的输出端与微处理器的输入端电连接。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的电气设备箱内部设置有散热装置，其能将热量及时排除箱体外，有效降低箱体内的温度，避免了箱体内部元件的老化，从而让电气设备箱正常工作。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明电气设备箱的结构示意图；

其中，1-箱体，2-箱盖，3-蓄电池，4-逆变器，5-散热装置，6-微处理器，7-温度传感器，8-风机，9-通风口，10-进风口，11-太阳能板，12-防尘罩。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

参照图1，本申请的技术方案涉及一种节能环保的户外电气设备箱，包括箱体1和箱盖2，箱体1的底部设有蓄电池3和逆变器4，该箱体1一个侧壁的内壁上设有散热装置5，该散热装置5的内部设有微处理器6、温度传感器7和风机8，风机8处的箱体1侧壁上设有通风口9，该散热装置5能够将箱体1内的热量及时排出箱体1外，有效降低箱体1内的温度，避免了箱体1内部元器件的老化；该箱体1另一侧的侧壁上设有进风口10，进风口10与通风口9处在同一水平线上；上述的箱盖2上设置有太阳能板11，该太阳能板11为染料敏化太阳能电池；该太阳能板11的输出端与逆变器4的输入端电连接，该逆变器4的输出端与蓄电池3的输入端电连接，该蓄电池3的输出端与微处理器6的输入端电连接，该微处理器6的输出端与风机8的输入端电连接，温度传感器7的输出端与微处理器6的输入端电连接。

工作原理为：电气设备箱在使用时，当箱体内的温度过高时，温度传感器会将温度过高的信号传给微处理器，通过微处理器的处理，使得风机开始工作，风机将箱体内的热量排出，从而能够使得电气设备可以正常工作，该染料敏化太阳能电池的太阳能板为微处理器和风机提供电力支持。

优选地，在通风口和进风口的外侧设有防尘罩12。

优选地，该太阳能板为染料敏化太阳能电池，该太阳能板包括光阳极、对电极、电解液，光阳极与对电极相对封装设置，电解液设在光阳极与对电极之间，光阳极表面吸附有染料敏化剂。

该光阳极包括透光导电基片，在透光导电基片上依次设有TiO₂纳米棒层、TiO₂颗粒层，由于该TiO₂纳米棒之间存在空隙，该TiO₂颗粒能够将其填充，整体上该TiO₂纳米棒层和TiO₂颗粒层构成一种复合结构的光阳极。

在本申请的光阳极结构中，该TiO₂纳米棒与TiO₂颗粒相结合，实现了TiO₂光阳极的多功能化，最大限度地提高了其比表面积，增大了染料的吸附效率，进而对光电转换效率产生了积极的效果；

另一方面，该TiO₂纳米棒与TiO₂颗粒相结合，能够为电子提供顺畅的传输通道，从而提高载流子的迁移速率，提高光电转换效率；

另一方面，上层的TiO₂颗粒层具有高的光散射性，有利于光散射，增大染料对光能的吸附率。

优选地，该TiO₂纳米棒层厚度为5μm，TiO₂颗粒层厚度为40μm。

优选地，在TiO₂颗粒层中，其具有三维连续的孔结构，该孔结构的直径为500nm，孔壁厚度为500nm，该孔壁是由紧密团聚的TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒组成的。

上述的孔结构同时具有高的比表面积和易扩散网络通道的作用，能够为染料分子渗入到TiO₂颗粒层的深处提供理想的通道，从而使光阳极能够有效的吸附染料分子，其次，电解质溶液能够通过这些孔结构及时有效的还原氧化态的染料，保证电池循环有效的持续进行。

优选地，在TiO₂颗粒层中，TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒的粒径为4μm，TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒的物质的量比例为5:1。

TiO₂颗粒是一种常用的染料吸附剂，通常是在透光导电基片表面设置一层TiO₂颗粒薄膜用以吸附染料，进而构成光阳极，而本申请中，将TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒混合，并且整体呈现一种三维连续的孔结构，表现为分等级海绵状的大孔/介孔TiO₂，大大提升了比表面积，并且，该银包TiO₂颗粒中，由于银包层的设置，能够明显增强对光的散射、反射，使得更多的光被染料吸附，增加光电转换效率。

优选地，在TiO₂纳米棒层中，TiO₂纳米棒直径为300nm。

本申请中上述的TiO₂颗粒层中存在很多的空隙，如果将其直接涂覆于透光导电基片上，接触性能并不好，并且这些空隙增加了光生电子在TiO₂颗粒层与透光导电基片界面处与氧化还原电解液的复合，为解决上述问题，在本申请中，在TiO₂颗粒层与透光导电基片之间设有TiO₂纳米棒层，该TiO₂纳米棒能够同时与透光导电基片和TiO₂颗粒层相接触，其解决了TiO₂颗粒与导电基片接触性能不好的问题，并且提供了电子传输的通道，同时，TiO₂纳米棒与TiO₂颗粒同属TiO₂材料，有效提高了电子传输的连通性。

进一步优选地，该太阳能板的制备过程如下：

步骤1，制备对电极

透光导电基片选为FTO基片，将裁剪好的FTO基片清洗干净，然后在该FTO基片上印刷一层铂浆料，在马弗炉中420℃下烧结30min，得到负载有铂电极的对电极；

步骤2，制备电解液

称取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M的单质碘，0.6M的4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，然后避光超声10min，磁力搅拌，使其充分溶解；

步骤3，制备光阳极

a)透光导电基片选FTO基片，将其裁剪、然后放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗30min；取25ml的盐酸滴加到25ml的去离子水中，搅拌均匀，然后用移液枪取2ml的Ti(OC₄H₉)₄逐滴滴加到正在搅拌的盐酸水溶液中，搅拌30min，得到前驱体溶液，将此前驱体溶液转移到水热釜中，同时往水热釜中放入清洗干净的FTO基片，导电面朝上，200℃下水热2h，取出FTO基片用去离子水和乙醇反复清洗干净，在空气中晾干，即可在FTO基片上得到TiO₂纳米棒层；

b)将10ml的Ti(OC₄H₉)₄逐滴滴加到100ml的去例子水中，静置24h后，过滤得到白色沉淀物，将该白色沉淀物放到85℃干燥箱中干燥15h；取上述的白色沉淀物和一定量的银包TiO₂颗粒混合，得到混合颗粒，然后磁力搅拌均匀；取0.5g的混合颗粒，将其分散到90ml的去离子水中，然后转移到水热釜中，在195℃下水热30h，结束后，将水热釜中混合沉淀物过滤分离并用去离子水反复冲洗干净，最后，80℃干燥15h；将上述干燥后的混合沉淀物制备成浆料，涂覆于步骤a中得到的FTO基片表面，将其转移到马弗炉中在480℃退火30min，然后再510℃退火30min，自然晾干，即得光阳极，然后将制备好的光阳极放入50mmol/L N719钌染料的无水乙醇溶液中浸泡24h，取出后用无水乙醇洗去表面残留的染料敏化剂，吹干后避光保存；

步骤4，封装

将上述得到的吸附有染料的光阳极与对电极对叠，封装，注入电解液，组装成染料敏化太阳能电池。

然后在氙灯光源(光电流强度7.0mA)下进行测试，得到染料敏化太阳能电池的I-V特征曲线，从测试结果中得到开路电压V_oc，短路电流密度J_sc，光电转换效率η分别为0.93V、19.41mA/cm²、10.58％，表现良好的光电转换性能，表明，该太阳能电池板实用性强，能够为电气设备箱内的风机、微处理器等提供电力支持，节约能源，节能环保。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能环保的户外电气设备箱，包括箱体和箱盖，其特征在于，

上述的箱盖上设置有太阳能板，该太阳能板为染料敏化太阳能电池；

上述箱体的底部设有蓄电池和逆变器；

上述箱体的一个侧壁的内壁上设有散热装置，该散热装置的内部设有微处理器、温度传感器和风机，风机处的箱体侧壁上设有通风口；

上述箱体的另一侧的侧壁上设有进风口，

上述进风口与上述通风口处在同一水平线上；

该太阳能板的输出端与逆变器的输入端电连接，该逆变器的输出端与蓄电池的输入端电连接，该蓄电池的输出端与微处理器的输入端电连接，该微处理器的输出端与风机的输入端电连接，温度传感器的输出端与微处理器的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的电气设备箱，其特征在于，该太阳能板为染料敏化太阳能电池，该太阳能板包括光阳极、对电极、电解液，光阳极与对电极相对封装设置，电解液设在光阳极与对电极之间，光阳极表面吸附有染料敏化剂；该光阳极包括透光导电基片，在透光导电基片上依次设有TiO₂纳米棒层、TiO₂颗粒层。

3.根据权利要求2所述的电气设备箱，其特征在于，该TiO₂纳米棒层厚度为5μm，TiO₂颗粒层厚度为40μm。

4.根据权利要求3所述的电气设备箱，其特征在于，所述的TiO₂颗粒层具有三维连续的孔结构，该孔结构的直径为500nm，孔壁厚度为500nm，该孔壁是由紧密团聚的TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒组成的。

5.根据权利要求4所述的电气设备箱，其特征在于，所述的TiO₂颗粒层，TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒的粒径为4μm，TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒的物质的量比例为5:1。

6.根据权利要求5所述的电气设备箱，其特征在于，所述的TiO₂纳米棒层，TiO₂纳米棒直径为300nm。

7.根据权利要求2所述的电气设备箱，其特征在于，该太阳能板的制备过程如下：

步骤1，制备对电极

透光导电基片选为FTO基片，将裁剪好的FTO基片清洗干净，然后在该FTO基片上印刷一层铂浆料，在马弗炉中420℃下烧结30min，得到负载有铂电极的对电极；

步骤2，制备电解液

称取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M的单质碘，0.6M的4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，然后避光超声10min，磁力搅拌，使其充分溶解；

步骤3，制备光阳极

a)透光导电基片选FTO基片，将其裁剪、然后放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗30min；取25ml的盐酸滴加到25ml的去离子水中，搅拌均匀，然后用移液枪取2ml的Ti(OC₄H₉)₄逐滴滴加到正在搅拌的盐酸水溶液中，搅拌30min，得到前驱体溶液，将此前驱体溶液转移到水热釜中，同时往水热釜中放入清洗干净的FTO基片，导电面朝上，200℃下水热2h，取出FTO基片用去离子水和乙醇反复清洗干净，在空气中晾干，即可在FTO基片上得到TiO₂纳米棒层；

b)将10ml的Ti(OC₄H₉)₄逐滴滴加到100ml的去例子水中，静置24h后，过滤得到白色沉淀物，将该白色沉淀物放到85℃干燥箱中干燥15h；取上述的白色沉淀物和一定量的银包TiO₂颗粒混合，得到混合颗粒，然后磁力搅拌均匀；取0.5g的混合颗粒，将其分散到90ml的去离子水中，然后转移到水热釜中，在195℃下水热30h，结束后，将水热釜中混合沉淀物过滤分离并用去离子水反复冲洗干净，最后，80℃干燥15h；将上述干燥后的混合沉淀物制备成浆料，涂覆于步骤a中得到的FTO基片表面，将其转移到马弗炉中在480℃退火30min，然后再510℃退火30min，自然晾干，即得光阳极，然后将制备好的光阳极放入50mmol/L N719钌染料的无水乙醇溶液中浸泡24h，取出后用无水乙醇洗去表面残留的染料敏化剂，吹干后避光保存；

步骤4，封装

将上述得到的吸附有染料的光阳极与对电极对叠，封装，注入电解液，组装成染料敏化太阳能电池。

8.根据权利要求1所述的电气设备箱，其特征在于，在通风口和进风口的外侧设有防尘罩。