CN108447693A - 利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置 - Google Patents
利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108447693A CN108447693A CN201810172936.0A CN201810172936A CN108447693A CN 108447693 A CN108447693 A CN 108447693A CN 201810172936 A CN201810172936 A CN 201810172936A CN 108447693 A CN108447693 A CN 108447693A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tio
- solar panels
- collecting device
- solar
- laminated film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 19
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 15
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 15
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical class [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229940071575 silver citrate Drugs 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- QUTYHQJYVDNJJA-UHFFFAOYSA-K trisilver;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[Ag+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O QUTYHQJYVDNJJA-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 7
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 6
- 229940031098 ethanolamine Drugs 0.000 claims description 6
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 6
- 235000013675 iodine Nutrition 0.000 claims description 6
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- CQLFBEKRDQMJLZ-UHFFFAOYSA-M silver acetate Chemical compound [Ag+].CC([O-])=O CQLFBEKRDQMJLZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229940071536 silver acetate Drugs 0.000 claims description 6
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 6
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 5
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 claims description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- 229960001031 glucose Drugs 0.000 claims description 3
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 3
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 3
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 3
- 229940116315 oxalic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 3
- DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;iodide Chemical compound [I-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 3
- RRXWRHLYVPTSIF-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid;silver Chemical compound [Ag].OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O RRXWRHLYVPTSIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 description 2
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 231100000489 sensitizer Toxicity 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000606 toothpaste Substances 0.000 description 1
- 229940034610 toothpaste Drugs 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
- H02S30/20—Collapsible or foldable PV modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Abstract
本发明涉及一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，所述太阳能收集装置设于太阳能设备的顶部，所述太阳能收集装置包括第一太阳能板和设于第一太阳能板两端的导轨，所述第一太阳能板下还设有第二太阳能板，所述第二太阳能板两端设有与导轨配合的第一滑块；所述第一太阳能板下还设有第三太阳能板，所述第三太阳能板两端设有与导轨配合的第二滑块；所述第一太阳能板、第二太阳能板、第三太阳能板均为一种染料敏化太阳能电池，其光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，且，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有Ag金属网；所述TiO2复合薄膜中包括Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置。
背景技术
太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，其作为一种清洁的、新兴的可再生能源，发展前景极为可观。现时市场上已经推出了大批的太阳能设备，可以将收集到的太阳能转化为可用能源，然而太阳能的转化率本来就较低，而现有的太阳能设备都因为空间的局限或者是太阳能板的制板技术的局限无法将太阳能收集面的表面积增大，使得原本就转化率较低的太阳能，在接受的环节就无法达到令人满意的程度。
发明内容
本发明旨在提供一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，所述太阳能收集装置设于太阳能设备的顶部，所述太阳能收集装置包括第一太阳能板和设于第一太阳能板两端的导轨，所述第一太阳能板下还设有第二太阳能板，所述第二太阳能板两端设有与导轨配合的第一滑块；所述第一太阳能板下还设有第三太阳能板，所述第三太阳能板两端设有与导轨配合的第二滑块；所述第一太阳能板、第二太阳能板、第三太阳能板均为一种染料敏化太阳能电池，其光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，且，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有Ag金属网；所述TiO2复合薄膜中包括Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒。
优选地，所述Ag纳米颗粒是这样形成的：采用乙酸银、柠檬酸银、乙醇胺、葡萄糖、草酸制备有机银导电溶液，然后在180℃下煅烧100min后形成Ag纳米颗粒，该Ag纳米颗粒粒径为20nm。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的通过在太阳能收集装置的第一太阳能板的两端设置导轨、并在第一太阳能板的下方设置第二太阳能板和第三太阳能板、在第二太阳能板和第三太阳能板的两端与导轨配合设置第一滑块和第二滑块的方式，使得太阳能设备在收集太阳能的过程中，在保证第一太阳能板正常接受太阳能的同时，在空间允许的范围内可选择的抽拉出第二太阳能板和第三太阳能板，使得太阳能设备能接受到现有技术三倍的太阳能，且不影响太阳能设备的收放，只需将第二太阳能板和第三太阳能板推入即可。
本发明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，或通过本发明的实践了解到。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，并不能限制本发明。
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为本发明实施方式中所述太阳能收集装置的结构示意图；
图2为本发明安装于太阳能设备上时的使用状态图主视图；
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。
结合图1-2，本发明的实施例涉及一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，该太阳能收集装置设于太阳能设备的顶部，所述太阳能收集装置包括第一太阳能板1和设于第一太阳能板1两端的导轨2，所述第一太阳能板1下还设有第二太阳能板3，所述第二太阳能板3两端设有与导轨2配合的第一滑块4。
所述第一太阳能板1下还设有第三太阳能板5，所述第三太阳能板5两端设有与导轨2配合的第二滑块6。
所述第一太阳能板1为倾斜设置，所述导轨2设于第一太阳能板1的上端和下端。
本发明通过在太阳能收集装置的第一太阳能板1的两端设置导轨2、并在第一太阳能板1的下方设置第二太阳能板3和第三太阳能板5、在第二太阳能板3和第三太阳能板5的两端与导轨2配合设置第一滑块4和第二滑块6的方式，使得太阳能设备在收集太阳能的过程中，在保证第一太阳能板1正常接受太阳能的同时，在空间允许的范围内可选择的抽拉出第二太阳能板3和第三太阳能板5，使得太阳能设备能接受到现有技术三倍的太阳能，且不影响太阳能设备的收放，只需将第二太阳能板3和第三太阳能板5推入即可。
太阳能收集装置为倾斜设置，亦是为了能更大程度的接受太阳能。在不占用更多空间的前提下，通过在太阳能收集板的两侧设置导轨2，使得在相同的时间下能接受现有技术同种产品的若干倍的太阳能，太阳能的利用率更高。
优选实施方式为，该第一太阳能板1、第二太阳能板3、第三太阳能板5均为一种染料敏化太阳能电池，其光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，且，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有Ag金属网。
优选地，该Ag金属网为500目，单根Ag直径为30μm。
具体的，该TiO2复合薄膜是通过丝网印刷TiO2复合浆料所形成的，TiO2复合浆料中包括Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒。
更具体的，该Ag纳米颗粒是这样形成的：采用乙酸银、柠檬酸银、乙醇胺、葡萄糖、草酸制备有机银导电溶液，然后在180℃下煅烧100min后形成Ag纳米颗粒，该Ag纳米颗粒粒径为20nm。通过上述方法制备的Ag纳米颗粒，导电性好，一方面，能够很好的与TiO2纳米颗粒结合，促进TiO2纳米颗粒的光生载流子的吸收和传输；另一方面，能够很好的与Ag金属网结合，促进Ag金属网形成三维的导电网络，从而提高光电转换效率。
二氧化钛是一种宽带隙半导体过渡金属氧化物。现阶段，二氧化钛纳米材料应用范围不断扩大，在传统领域如颜料、牙膏、涂料和近年快速发展的光电化学电池、染料敏化太阳能电池、光催化、抗菌、气体传感器、场发射器件、微波吸收材料等都有广泛的应用。由于TiO2具有较好的物理化学稳定性，耐强酸碱腐蚀，而且纳米尺寸的TiO2在电荷传输分离、染料吸附等方面都显示出优异的性能，因此，染料敏化太阳能电池中光阳极中一直用二氧化钛浆料作为主要物质。具体到太阳能方面，二氧化钛是染料敏化太阳能电池中光阳极的主要材料。染料敏化太阳能电池一般由光阳极和对电极夹着电解质组成，光阳极通常由FTO玻璃作为基板，涂覆有TiO2纳米颗粒薄膜，然后表面吸附有染料，其是电池的核心部件。对于染料电池，光子的捕获是由敏化剂染料完成的，而收集和传输光生载流子则是由纳米晶多孔半导体材料，即TiO2纳米颗粒薄膜来实现。现有技术中，染料敏化太阳能电池的性能会随着电池尺寸的增加而降低，主要是载流子在大面积的电极中传输受到损失，从而导致电池性能下降。
本发明的方案中，通过在TiO2复合浆料中镶嵌有Ag金属网，该Ag金属网能够作为电子在阳极中传输的通道，有效减小了由于电极面积扩大使得电子传输降低的技术问题，取得了意料不到的技术效果。此外，由于将Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒结合，该Ag纳米颗粒能够有效降低TiO2纳米颗粒间的势垒，对于电子在TiO2纳米颗粒间传输起到积极效果，发挥了意料不到的提高电子传输效率、减小电子湮灭的效果。
TiO2复合薄膜中在质量比例方面，该Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒的质量比为5:17。现有技术中，将Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒结合应用于光阳极的技术方案不多，本发明公开的光阳极中，该Ag纳米颗粒除了能够提高电子传输效率之外，还对太阳光具有一定的散射能力，同时具有较大的比表面积，对于染料的吸附能够大大提高，增加染料对光的利用，从而提高了光电转换的效率，起到了意料不到的技术效果。在上述质量控制下，Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒结合能够发挥最佳的技术效果，提高电子传输效率、减小电子湮灭。
TiO2复合薄膜在厚度方面，该TiO2复合薄膜厚度为50μm，该TiO2纳米颗粒的粒径为30nm。本发明技术方案中，通过对上述TiO2复合薄膜及Ag金属网尺寸的限制，该光阳极产生了意料不到的技术效果，Ag金属网附近的电子能够及时被收集，有效降低光生载流子的复合几率，对于光电转换效率和短路电流密度的提高产生积极影响。
优选实施方式为，该Ag金属网表面吸附有所述同样的Ag纳米颗粒，Ag金属网与Ag纳米颗粒质量比为100:7。
通过Ag金属网吸附Ag纳米颗粒，更进一步使得Ag纳米颗粒成为Ag金属网与TiO2纳米颗粒之间的导电桥梁，更加促进了Ag金属网对电子的收集，从而提高光电转换效率。
优选实施方式为，所述TiO2复合薄膜厚度为100μm，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有一层Ti金属网。
优选实施方式为，所述TiO2复合薄膜厚度为200μm，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有五层Ti金属网。
多层金属网设置的情况下，各层金属网均构成导电平面，各导电平面之间通过Ag纳米颗粒连接，最大的增强了对电子的吸收。
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池的制备步骤：
步骤1、将Ag金属网裁剪成需要尺寸，用丙酮、乙醇、去离子水清洗干净，然后用氮气吹干；将质量分数为30％的氢氟酸与去例子水混合，两者体积比为HF：去离子水＝1:28，然后将清洗好的Ag金属网放入HF水溶液中，化学腐蚀，使得Ag丝直径减小到30μm，然后用乙醇和去离子水清洗Ag金属网，氮气吹干，压平，得到所需Ag金属网；
步骤2、取11.3g硝酸银和6.1g的二水柠檬酸三钠，分别将其溶解在250ml、290ml的去离子水中；将上述柠檬酸三钠水溶液放入磁力搅拌器中室温下搅拌20min，再将硝酸银水溶液缓慢滴入柠檬酸三钠水溶液中，白色沉淀生成，全部滴加完毕后，再搅拌30min，立即抽滤，用去离子水进行洗涤2次，乙醇洗涤2次，在真空烘箱中35℃下避光干燥12h，得到干燥的柠檬酸银粉末；称取上述柠檬酸银粉末0.68g和0.25g的乙酸银，将其溶解在40ml去离子水和19ml乙醇构成的混合溶液A中；将上述混合溶液A置于冰水浴中，搅拌2h，然后向混合溶液中快速加入1ml的乙醇胺，全部滴加完毕后快速搅拌30min，得混合溶液B；然后再向上述混合溶液B中加入0.2g草酸和0.7ml的葡萄糖，搅拌50min后得到有机银溶液；将上述有机银溶液在210℃下烧结100min后，得到所述Ag纳米颗粒；
步骤3、将Ag纳米颗粒与TiO2纳米颗粒混合构成TiO2复合浆料；然后将Ag纳米颗粒吸附在上述Ag金属网上；光阳极基底为FTO基底，将其切割，清洗干净，然后配置0.04M的TiCl4水溶液，将清洗干净的FTO基底放入TiCl4水溶液中，在80℃下保持1h，取出，用去离子水反复冲洗，然后将FTO基底放入马弗炉中，在400℃退火1h；采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，然后将处理过的Ag金属网压入TiO2复合浆料中，然后在表面继续涂覆浆料，达到所需厚度，将旋涂好浆料的FTO基底在250℃干燥5h，然后在270℃煅烧40min、310℃煅烧15min、360℃煅烧50min、450℃煅烧30min、500℃煅烧20min；将煅烧后的FTO基底浸入到0.05mM染料N-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极；
步骤4、对电极为分散有铂的FTO基底，将对电极切割成与光阳极相同的尺寸，并在所需的位置钻孔，然后清洗备用；
步骤5将光阳极与对电极对置，在两电极之间注入电解液，共同组成一个三明治结构的电池，两电极之间进行封装；电解液应用碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M单质碘，0.6M4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的所述Ag纳米颗粒，将其加入混合溶液中，充分混合。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
本实施例中，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、与光阳极对置的对电极，填充在光阳极与对电极之间的电解液。其中，该光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，且，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有Ag金属网。该TiO2复合薄膜是通过丝网印刷TiO2复合浆料所形成的，TiO2复合浆料中包括Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒；Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒的质量比为5:17。该TiO2复合薄膜厚度为50μm，该TiO2纳米颗粒的粒径为30nm，该Ag纳米颗粒的粒径为20nm。该Ag金属网为500目，单根Ag直径为30μm；该Ag金属网表面吸附有所述的Ag纳米颗粒，Ag金属网与Ag纳米颗粒质量比为100:7。
本发明所述染料敏化太阳能电池的制备步骤：
步骤1、将Ag金属网裁剪成需要尺寸，用丙酮、乙醇、去离子水清洗干净，然后用氮气吹干；将质量分数为30％的氢氟酸与去例子水混合，两者体积比为HF：去离子水＝1:28，然后将清洗好的Ag金属网放入HF水溶液中，化学腐蚀，使得Ag丝直径减小到30μm，然后用乙醇和去离子水清洗Ag金属网，氮气吹干，压平，得到所需Ag金属网；
步骤2、取11.3g硝酸银和6.1g的二水柠檬酸三钠，分别将其溶解在250ml、290ml的去离子水中；将上述柠檬酸三钠水溶液放入磁力搅拌器中室温下搅拌20min，再将硝酸银水溶液缓慢滴入柠檬酸三钠水溶液中，白色沉淀生成，全部滴加完毕后，再搅拌30min，立即抽滤，用去离子水进行洗涤2次，乙醇洗涤2次，在真空烘箱中35℃下避光干燥12h，得到干燥的柠檬酸银粉末；称取上述柠檬酸银粉末0.68g和0.25g的乙酸银，将其溶解在40ml去离子水和19ml乙醇构成的混合溶液A中；将上述混合溶液A置于冰水浴中，搅拌2h，然后向混合溶液中快速加入1ml的乙醇胺，全部滴加完毕后快速搅拌30min，得混合溶液B；然后再向上述混合溶液B中加入0.2g草酸和0.7ml的葡萄糖，搅拌50min后得到有机银溶液；将上述有机银溶液在210℃下烧结100min后，得到所述Ag纳米颗粒；
所需试验材料如下：
步骤3、将Ag纳米颗粒与TiO2纳米颗粒混合构成TiO2复合浆料；然后将Ag纳米颗粒吸附在上述Ag金属网上；光阳极基底为FTO基底，将其切割，清洗干净，然后配置0.04M的TiCl4水溶液，将清洗干净的FTO基底放入TiCl4水溶液中，在80℃下保持1h，取出，用去离子水反复冲洗，然后将FTO基底放入马弗炉中，在400℃退火1h；采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，然后将处理过的Ag金属网压入TiO2复合浆料中，然后在表面继续涂覆浆料，达到所需厚度，将旋涂好浆料的FTO基底在250℃干燥5h，然后在270℃煅烧40min、310℃煅烧15min、360℃煅烧50min、450℃煅烧30min、500℃煅烧20min；将煅烧后的FTO基底浸入到0.05mM染料N-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极；
步骤4、对电极为分散有铂的FTO基底，将对电极切割成与光阳极相同的尺寸，并在所需的位置钻孔，然后清洗备用；
步骤5将光阳极与对电极对置，在两电极之间注入电解液，共同组成一个三明治结构的电池，两电极之间进行封装；电解液应用碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M单质碘，0.6M4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的所述Ag纳米颗粒，将其加入混合溶液中，充分混合。
实施例2
参照实施例1，不同之处在于，该Ag金属网表面没有吸附所述的Ag纳米颗粒。
实施例3
参照实施例1，不同之处在于，所述TiO2复合薄膜厚度为100μm，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有一层Ti金属网。
实施例4
参照实施例1，不同之处在于，所述TiO2复合薄膜厚度为200μm，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有五层Ti金属网。
染料敏化太阳能电池的光电性能主要是由测定电池的短路电流密度-开路电压来表现，测试是在模拟标准太阳光照射下进行的，在AM1.5的标准光源下，对所得染料敏化太阳能电池性能进行测试，结果如表1所示，记录参数有开路电压、短路电流、转换效率，从中可知，本发明技术方案得到的染料敏化太阳能电池具有较高的光电转换效率。
表1实施例1-4的太阳能电池的性能表征结果
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 (10)
1.一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，所述太阳能收集装置设于太阳能设备的顶部，其特征在于，所述太阳能收集装置包括第一太阳能板和设于第一太阳能板两端的导轨，所述第一太阳能板下还设有第二太阳能板，所述第二太阳能板两端设有与导轨配合的第一滑块；所述第一太阳能板下还设有第三太阳能板，所述第三太阳能板两端设有与导轨配合的第二滑块；所述第一太阳能板、第二太阳能板、第三太阳能板均为一种染料敏化太阳能电池，其光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，且，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有Ag金属网；所述TiO2复合薄膜中包括Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述TiO2复合薄膜厚度为50μm，该TiO2纳米颗粒的粒径为30nm，所述Ag金属网为500目，单根Ag直径为30μm。
3.如权利要求2所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述Ag纳米颗粒和TiO2纳米颗粒的质量比为5:17。
4.如权利要求1所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述第一太阳能板为倾斜设置，所述导轨设于第一太阳能板的上端和下端。
5.如权利要求2所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述Ag纳米颗粒是这样形成的：采用乙酸银、柠檬酸银、乙醇胺、葡萄糖、草酸制备有机银导电溶液，然后在180℃下煅烧100min后形成Ag纳米颗粒，该Ag纳米颗粒粒径为20nm。
6.如权利要求5所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池的制备步骤：
步骤1、将Ag金属网裁剪成需要尺寸，用丙酮、乙醇、去离子水清洗干净，然后用氮气吹干；将质量分数为30％的氢氟酸与去例子水混合，两者体积比为HF：去离子水＝1:28，然后将清洗好的Ag金属网放入HF水溶液中，化学腐蚀，使得Ag丝直径减小到30μm，然后用乙醇和去离子水清洗Ag金属网，氮气吹干，压平，得到所需Ag金属网；
步骤2、将Ag纳米颗粒与TiO2纳米颗粒混合构成TiO2复合浆料；然后将Ag纳米颗粒吸附在上述Ag金属网上；光阳极基底为FTO基底，将其切割，清洗干净，然后配置0.04M的TiCl4水溶液，将清洗干净的FTO基底放入TiCl4水溶液中，在80℃下保持1h，取出，用去离子水反复冲洗，然后将FTO基底放入马弗炉中，在400℃退火1h；采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，然后将处理过的Ag金属网压入TiO2复合浆料中，然后在表面继续涂覆浆料，达到所需厚度，将旋涂好浆料的FTO基底在250℃干燥5h，然后在270℃煅烧40min、310℃煅烧15min、360℃煅烧50min、450℃煅烧30min、500℃煅烧20min；将煅烧后的FTO基底浸入到0.05mM染料N-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极；
步骤3、对电极为分散有铂的FTO基底，将对电极切割成与光阳极相同的尺寸，并在所需的位置钻孔，然后清洗备用；
步骤4、将光阳极与对电极对置，在两电极之间注入电解液，共同组成一个三明治结构的电池，两电极之间进行封装；电解液应用碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M单质碘，0.6M4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的所述Ag纳米颗粒，将其加入混合溶液中，充分混合。
7.如权利要求5、6中任一项所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述所述Ag纳米颗粒制备过程为：
取11.3g硝酸银和6.1g的二水柠檬酸三钠，分别将其溶解在250ml、290ml的去离子水中；将上述柠檬酸三钠水溶液放入磁力搅拌器中室温下搅拌20min，再将硝酸银水溶液缓慢滴入柠檬酸三钠水溶液中，白色沉淀生成，全部滴加完毕后，再搅拌30min，立即抽滤，用去离子水进行洗涤2次，乙醇洗涤2次，在真空烘箱中35℃下避光干燥12h，得到干燥的柠檬酸银粉末；称取上述柠檬酸银粉末0.68g和0.25g的乙酸银，将其溶解在40ml去离子水和19ml乙醇构成的混合溶液A中；将上述混合溶液A置于冰水浴中，搅拌2h，然后向混合溶液中快速加入1ml的乙醇胺，全部滴加完毕后快速搅拌30min，得混合溶液B；然后再向上述混合溶液B中加入0.2g草酸和0.7ml的葡萄糖，搅拌50min后得到有机银溶液；将上述有机银溶液在210℃下烧结100min后，得到所述Ag纳米颗粒。
8.如权利要求1所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述Ag金属网表面吸附有Ag纳米颗粒，Ag金属网与Ag纳米颗粒质量比为100:7。
9.如权利要求7所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述TiO2复合薄膜厚度为100μm，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有一层Ti金属网。
10.如权利要求7所述的一种利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置，其特征在于，所述TiO2复合薄膜厚度为200μm，所述TiO2复合薄膜中镶嵌有五层Ti金属网。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810172936.0A CN108447693A (zh) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810172936.0A CN108447693A (zh) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108447693A true CN108447693A (zh) | 2018-08-24 |
Family
ID=63193428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810172936.0A Pending CN108447693A (zh) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108447693A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101877279A (zh) * | 2009-04-28 | 2010-11-03 | 北京大学 | 一种电极和其制备方法以及含有该电极的染料敏化太阳能电池 |
| CN102280268A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-12-14 | 湖北大学 | 一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法 |
| CN102303125A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-01-04 | 南京林业大学 | 一种粘稠介质中制备纳米银粉的方法 |
| CN103310992A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-18 | 东莞上海大学纳米技术研究院 | 一种染料敏化太阳能电池的光阳极及其制备方法 |
| CN105977035A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-09-28 | 杨炳 | 一种新型电极结构的染料敏化太阳电池 |
| CN206135802U (zh) * | 2016-10-26 | 2017-04-26 | 惠安县冠威机械设备有限公司 | 一种便于携带的太阳能电池 |
-
2018
- 2018-03-01 CN CN201810172936.0A patent/CN108447693A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101877279A (zh) * | 2009-04-28 | 2010-11-03 | 北京大学 | 一种电极和其制备方法以及含有该电极的染料敏化太阳能电池 |
| CN102280268A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-12-14 | 湖北大学 | 一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法 |
| CN102303125A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-01-04 | 南京林业大学 | 一种粘稠介质中制备纳米银粉的方法 |
| CN103310992A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-18 | 东莞上海大学纳米技术研究院 | 一种染料敏化太阳能电池的光阳极及其制备方法 |
| CN105977035A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-09-28 | 杨炳 | 一种新型电极结构的染料敏化太阳电池 |
| CN206135802U (zh) * | 2016-10-26 | 2017-04-26 | 惠安县冠威机械设备有限公司 | 一种便于携带的太阳能电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101521114B (zh) | 染料敏化太阳能电池叠层光阳极膜的制备方法 | |
| CN104966781B (zh) | 一种钙钛矿纳米纤维膜太阳能电池及其制备方法 | |
| CN101567268B (zh) | 一种三元双层二氧化钛膜的制备方法 | |
| CN102074373B (zh) | 一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法 | |
| CN107256809A (zh) | 一种透明柔性超级电容器的制备方法 | |
| CN109768167A (zh) | 无电流迟滞的钙钛矿太阳电池及其制备方法 | |
| CN107742580B (zh) | 一种基于吸光涂料制备量子点太阳电池的方法 | |
| CN103794377B (zh) | 一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法和应用 | |
| CN101777430A (zh) | 一种染料敏化太阳能电池光阳极用二氧化钛膜的制备方法 | |
| CN104538191B (zh) | 染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法及染料敏化太阳能电池光阳极和染料敏化太阳能电池 | |
| CN108447692A (zh) | 一种改进的光阳极以及染料敏化太阳能电池 | |
| CN108511197B (zh) | 基于三层TiO2复合薄膜的染料电池 | |
| CN108447693A (zh) | 利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置 | |
| CN101572190A (zh) | 一种有机载体体系的TiO2浆料的制备方法 | |
| CN108364579B (zh) | 方便夜间使用的建筑安全警示牌 | |
| CN106159096B (zh) | 一种双面受光大面积钙钛矿太阳电池及其制备方法 | |
| CN108448702A (zh) | 可分体移动式太阳能应急电源 | |
| CN108878548A (zh) | 一种涤纶纤维基柔性太阳能电池的制备方法 | |
| CN103066345A (zh) | 一种光电化学电池电极及其制备方法和应用 | |
| CN203706890U (zh) | 一种染料敏化太阳能电池光阳极 | |
| CN108597882A (zh) | 一种改进光阳极的染料太阳能电池 | |
| CN108332152A (zh) | 一种太阳能路灯系统 | |
| CN108269693B (zh) | 基于优化光阳极的染料敏化太阳能电池 | |
| CN103280319B (zh) | 一种染料敏化太阳能电池中透明碳电极的制备方法 | |
| CN108443803A (zh) | 基于太阳能跟踪器的太阳能路灯 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180824 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |