CN108505699A - 利用太阳能发电的建筑栏板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用太阳能发电的建筑栏板，包括栏板，支撑栏板的立柱和连接所述立柱和栏板的夹具，所述栏板为太阳能光伏发电板、所述太阳能光伏板的厚度、大小需满足建筑栏板的强度和功能要求；所述太阳能光伏发电板为染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极及电解液，该光阳极包括基底，在基底上设有ZnO纳米线薄膜，在ZnO纳米线薄膜之上设有TiO2复合薄膜，所述基底为Zn片。

Description

利用太阳能发电的建筑栏板
技术领域
本发明涉及固定建筑外围护结构技术领域，尤其涉及一种利用太阳能发电的建筑栏板。
背景技术
建筑栏板作为建筑物安全设施的重要建筑构件，发展至今，已形成包括玻璃、金属等材质在内，点抓、夹片、槽口等安装方式实现的多类型栏板。目前常用的方式为栏板通过夹具同立杆连接，立杆起到了支撑栏板的作用。但是，存在以下问题：现有的栏板仅作为建筑物安全防护的一种建筑构件，功能单一。
发明内容
本发明旨在提供一种利用太阳能发电的建筑栏板，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种利用太阳能发电的建筑栏板，包括栏板，支撑栏板的立柱和连接所述立柱和栏板的夹具，所述栏板为太阳能光伏发电板、所述太阳能光伏板的厚度、大小需满足建筑栏板的强度和功能要求，所述夹具为不破坏所述太阳能光伏发电板及其回路的非穿孔夹具，所述太阳能光伏发电板底部通过槽口固定在建筑结构构件上，接线盒就近布置在所述太阳能光伏电板周边，和所述太阳能光伏发电板形成回路，所述立柱位于所述太阳能光伏电板的背光面后部；所述太阳能光伏发电板为染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极及电解液，该光阳极包括基底，在基底上设有ZnO纳米线薄膜，在ZnO纳米线薄膜之上设有TiO2复合薄膜，所述基底为Zn片。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明将太阳能光伏发电板直接应用到建筑物围护构件中，通过建筑一体化设计，整合清洁新能源技术及设施，节省建筑空间，收集太阳能能源，解决局部区域电能等能源紧缺状况，降低能源消耗对于环境的不良影响。
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是本发明的剖面图。
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。
本发明的实施例涉及一种利用太阳能发电的建筑栏板，包括栏板，支撑栏板的立柱和连接所述立柱和栏板的夹具，所述栏板为太阳能光伏发电板、所述太阳能光伏板的厚度、大小需满足建筑栏板的强度和功能要求，所述夹具为不破坏所述太阳能光伏发电板及其回路的非穿孔夹具，所述太阳能光伏发电板底部通过槽口固定在建筑结构构件上，接线盒就近布置在所述太阳能光伏电板周边，和所述太阳能光伏发电板形成回路，所述立柱位于所述太阳能光伏电板的背光面后部。
如图1所示，太阳能光伏发电板1通过非穿孔夹具4与立柱2连接，立柱2的下端锚固在建筑结构构件6上，立柱2的固定方式可为现有的任何一种栏杆立柱固定方式，不限于图示方式。太阳能光伏发电板1的下端通过槽口连接固定在建筑结构构件6上，卡入槽口5内，接线盒3设置在槽口5内，并与所述太阳能光伏发电板1形成回路。非穿孔夹具为不需要在太阳能光伏发电板上打孔，通过机械方式夹住的连接。
图1中所示的立柱位于太阳能光伏发电板的后部，当然也可以设置在太阳能光伏板的前部或两块太阳能光伏发电板的中间等位置。
可以单块太阳能光伏发电板配有一个接线盒，各太阳能光伏发电板对应的接线盒形成回路。也可以多块太阳能光伏发电板合用一个接线盒，只要能形成回路即可。接线盒的连接属于现有技术，不在本发明的保护范围内。
图1所示在立杆2顶端可设置扶手7，也可以根据建筑功能不予设置。
本发明中，太阳能光伏发电板可以为矩形、圆形、多变形等任意形状，只需其厚度和大小满足强度和受力要求。
优选地，上述的太阳能光伏发电板1采用染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极及电解液，具体对光阳极进行了优化；具体的，该光阳极包括基底，在基底上设有ZnO纳米线薄膜，在ZnO纳米线薄膜之上设有TiO2复合薄膜。
基底：
该基底为Zn片，Zn片的纯度为≥99.5％。本方案的实施方式中采用Zn片作为基底，Zn片不透光，因此，安装时，将光阳极朝下，对电极朝上，这样，太阳光可以从对电极透过。采用这种结构的优点之一是，太阳光能够深入到Zn片基底并且不能透过，然后太阳光可以经光阳极中薄膜物质的散射或反射，散射光或反射光能够进一步被光阳极中染料或薄膜物质吸收、利用，对于光电转换效率的提高起到意料不到的有益效果。
ZnO纳米线薄膜：
该ZnO纳米线薄膜生长于Zn片基底表面。本方案采用将Zn片、ZnO纳米线薄膜、TiO2复合薄膜结合的构造，这与传统的光阳极具有很大的不同：Zn片作为ZnO纳米线薄膜的承载体，与ZnO纳米线之间的电阻率较小，有利于电子的传输；ZnO纳米线薄膜一方面可以提供电子传输的通道，另一方面，ZnO纳米线薄膜具有大的比表面积，能够使得其上的TiO2复合薄膜及染料渗透其中，增大了染料与TiO2复合薄膜的吸附面积。
纳米线薄膜中，该ZnO纳米线的直径为180nm，ZnO纳米线的长度为12μm；经过实验，本方案中，采用纳米线直径为180nm取得了意料不到的有益效果，在该尺寸下，光电转换效率较佳。纳米线薄膜中，该ZnO纳米线纳米线密度约为4.8×108根/m2。本方案中，通过在Zn片基底与TiO2复合薄膜之间设置ZnO纳米线薄膜，对于电子的湮灭产生了阻滞作用，起到了意料不到的技术效果。
进一步优选地，所述ZnO纳米线表面设有一层CuxO壳结构，使得其表现为ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线。具体过程为：配置醋酸铜的乙醇溶液30ml，使得醋酸铜浓度为0.13mol/L，然后向其中加入10ml的超纯水，搅拌均匀，再将生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片放入，加入2ml的25wt.％氨水，之后将该混合溶液置于聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保温20h，自然冷却后，将Zn片取出，用无水乙醇洗涤5次，干燥后，在600℃下煅烧1h，得到ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线薄膜。氧化锌纳米材料具有诸多优点，本领域常规技术方案中，氧化锌常被用来作为染料电池的光阳极材料，然而，氧化锌材料本身具有缺点，比如，电子-空穴复合率较高等；本实施方式创造性的将ZnO纳米线与CuxO复合，形成异质结结构，可以有效促进电子转移，减少电子-空穴对的复合几率，对于光电转换效率的提高取得了较好的技术效果。
TiO2复合薄膜：
TiO2复合薄膜厚度为20μm，其中：
该TiO2复合薄膜包含BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维和TiO2纳米颗粒；具体为：将BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维和TiO2纳米颗粒混合制备成复合浆料，然后采用旋涂法将复合浆料涂覆在ZnO纳米线薄膜表面；该TiO2纳米颗粒取自购买，要求纯度在≥99.5％，粒径为50nm；该BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维为采用水热法制备：首先采用经典的静电纺丝法制备TiO2纳米纤维，然后将BaS、ZnS负载到TiO2纳米纤维表面，形成复合纳米纤维。
优选地，在TiO2复合薄膜中，BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维和TiO2纳米颗粒的质量比为3:1:14。
优选地，TiO2复合薄膜中，BaS-TiO2复合纤维的直径为400nm，纤维长度为10μm；BaS-TiO2复合纳米纤维中，BaS的粒径为100nm，负载量为12wt.％。
优选地，TiO2复合薄膜中，ZnS-TiO2复合纤维的直径为300nm，纤维长度为10μm；ZnS-TiO2复合纳米纤维中，ZnS的粒径为150nm，负载量为7wt.％。本实施方式中，创造性的分别将BaS、ZnS负载到TiO2纳米纤维表面，形成BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维，进而与TiO2纳米粒子结合制备成TiO2复合薄膜，对光电转换效率的提高起到了意料不到的技术效果。
一种优选实施方式为，该TiO2复合薄膜中还包括CaCO3纳米颗粒，BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维、TiO2纳米颗粒、CaCO3纳米颗粒的质量比为3:1:14:2。该CaCO3纳米颗粒粒径为400nm。
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
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池中光阳极的制备步骤：
步骤1、清洗Zn片
对Zn片进行裁剪、清洗；
步骤2、采用水热法在Zn片表面生长ZnO纳米线薄膜
配置其中含有有0.04mol醋酸锌、0.06mol乙二醇胺和100ml无水乙醇的混合溶液，在室温下，对混合溶液进行磁力搅拌30min，后将混合溶液放入70℃的油浴锅中，磁力搅拌12h，得到ZnO种子层溶液；然后将Zn片缓慢浸入ZnO种子层溶液中，静置20s，缓慢拉出，保持提拉速度为0.05cm/s，将提拉出的Zn片放置在60℃的烘箱中烘干，然后将Zn片放入马弗炉中高温450℃退火2h，其中，马弗炉升高温度到420℃的升温时间为60min，使得Zn片表面覆有一层ZnO种子层；配置含有40mmol Zn(NO3)2·6H2O、40mmol六次甲基四胺和40mmol去离子水的混合溶液，然后向混合溶液中加入1.2ml的氨水，氨水质量浓度为30.22％，搅拌3h后，将混合溶液转移至高压釜内胆中；然后将上述覆有ZnO种子层的Zn片浸入高压釜内胆的混合溶液中，密封后，将高压釜置于86℃环境中，反应31h，反应完成后自然冷却降温，取出Zn片，用去例子水清洗3次，得到生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片；
步骤3、制备ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线薄膜
将醋酸铜与乙醇混合，配置醋酸铜的乙醇溶液30ml，使得醋酸铜浓度为0.13mol/L，然后将10ml的超纯水加入其中，搅拌均匀，再将上步得到的生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片放入，加入2ml氨水，其中氨水为25wt.％，之后将该混合溶液置于聚四氟乙烯反应釜中，180℃下保温，保温时间为20h，自然冷却后，将Zn片取出，用无水乙醇洗涤5次，干燥后，在600℃下煅烧1h，得到ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线薄膜；
步骤4，制备复合纳米纤维
取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.667g的钛酸四丁酯，然后加入0.5g的冰醋酸，得到溶液A；取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.375g的聚乙烯吡咯烷酮，得到溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，剧烈搅拌10h，得到淡黄色透明溶胶，即为纺丝前驱体；用玻璃滴管吸取适量纺丝前驱体，并在滴管外壁包裹铝箔，与高压电源相连，另取一张铝箔作为接收装置，置于距离滴管尖部12cm位置处，与地线相连；调节电压为12kV，在灯光照射下可以观察到有射流从滴管尖端喷出，并被接收装置接收，形成纤维毡；纺丝完成后，将接收的纤维毡置于空气中24h，从铝箔上将其取下，置于马弗炉中，在500℃保温4h，自然冷却后，得到TiO2纳米纤维；
然后，取TiO2纳米纤维60mg，将其分散到60ml溶解有醋酸钡的水溶液中，剧烈搅拌30min，加入硫脲，继续搅拌30min，将混合溶液置于100ml水热反应釜中，将反应釜置于180℃恒温箱中恒温保温24h，取出反应釜，自然冷却，过滤，将其中沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，然后将沉淀在60℃真空环境下干燥30h，得到BaS-TiO2复合纳米纤维；
然后，取TiO2纳米纤维80mg，将其分散到80ml溶解有醋酸锌的水溶液中，剧烈搅拌30min，加入硫脲，继续搅拌30min，将混合溶液置于100ml水热反应釜中，将反应釜置于170℃恒温箱中恒温保温24h，取出反应釜，自然冷却，过滤，将其中沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，然后将沉淀在60℃真空环境下干燥30h，得到ZnS-TiO2复合纳米纤维；
步骤5，制备光阳极
取BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维、TiO2纳米颗粒、CaCO3纳米颗粒，按比例混合均匀，形成TiO2复合浆料，然后采用旋涂法将TiO2复合浆料涂覆在生长有ZnO/CuxO纳米线薄膜的Zn片表面，将Zn片放入马弗炉中，在130℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为20μm，然后将Zn片放入马弗炉中，330℃煅烧15min、360℃煅烧10min、430℃煅烧70min、480℃煅烧25min，形成TiO2复合薄膜，然后，将Zn片浸入到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。
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；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，0.6M 4-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。
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。
经测定，本实施例得到的染料敏化太阳能电池开路电压为0.93V，短路电流密度为23.66mA/cm2，光电转换效率高达12.4％；可以看到，本实施例中，由于采用ZnO/CuxO纳米线薄膜、TiO2复合薄膜的构造，其中，TiO2复合薄膜中包括BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维、TiO2纳米颗粒和CaCO3纳米颗粒，其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，进而体现在提高了光电转换效率。
实施例2
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池中光阳极的制备步骤：
步骤1、清洗Zn片
对Zn片进行裁剪、清洗；
步骤2、采用水热法在Zn片表面生长ZnO纳米线薄膜
配置其中含有有0.04mol醋酸锌、0.06mol乙二醇胺和100ml无水乙醇的混合溶液，在室温下，对混合溶液进行磁力搅拌30min，后将混合溶液放入70℃的油浴锅中，磁力搅拌12h，得到ZnO种子层溶液；然后将Zn片缓慢浸入ZnO种子层溶液中，静置20s，缓慢拉出，保持提拉速度为0.05cm/s，将提拉出的Zn片放置在60℃的烘箱中烘干，然后将Zn片放入马弗炉中高温450℃退火2h，其中，马弗炉升高温度到420℃的升温时间为60min，使得Zn片表面覆有一层ZnO种子层；配置含有40mmol Zn(NO3)2·6H2O、40mmol六次甲基四胺和40mmol去离子水的混合溶液，然后向混合溶液中加入1.2ml的氨水，氨水质量浓度为30.22％，搅拌3h后，将混合溶液转移至高压釜内胆中；然后将上述覆有ZnO种子层的Zn片浸入高压釜内胆的混合溶液中，密封后，将高压釜置于86℃环境中，反应31h，反应完成后自然冷却降温，取出Zn片，用去例子水清洗3次，得到生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片；
步骤4，制备复合纳米纤维
取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.667g的钛酸四丁酯，然后加入0.5g的冰醋酸，得到溶液A；取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.375g的聚乙烯吡咯烷酮，得到溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，剧烈搅拌10h，得到淡黄色透明溶胶，即为纺丝前驱体；用玻璃滴管吸取适量纺丝前驱体，并在滴管外壁包裹铝箔，与高压电源相连，另取一张铝箔作为接收装置，置于距离滴管尖部12cm位置处，与地线相连；调节电压为12kV，在灯光照射下可以观察到有射流从滴管尖端喷出，并被接收装置接收，形成纤维毡；纺丝完成后，将接收的纤维毡置于空气中24h，从铝箔上将其取下，置于马弗炉中，在500℃保温4h，自然冷却后，得到TiO2纳米纤维；
然后，取TiO2纳米纤维60mg，将其分散到60ml溶解有醋酸钡的水溶液中，剧烈搅拌30min，加入硫脲，继续搅拌30min，将混合溶液置于100ml水热反应釜中，将反应釜置于180℃恒温箱中恒温保温24h，取出反应釜，自然冷却，过滤，将其中沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，然后将沉淀在60℃真空环境下干燥30h，得到BaS-TiO2复合纳米纤维；
然后，取TiO2纳米纤维80mg，将其分散到80ml溶解有醋酸锌的水溶液中，剧烈搅拌30min，加入硫脲，继续搅拌30min，将混合溶液置于100ml水热反应釜中，将反应釜置于170℃恒温箱中恒温保温24h，取出反应釜，自然冷却，过滤，将其中沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，然后将沉淀在60℃真空环境下干燥30h，得到ZnS-TiO2复合纳米纤维；
步骤5，制备光阳极
取BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维、TiO2纳米颗粒、CaCO3纳米颗粒，按比例混合均匀，形成TiO2复合浆料，然后采用旋涂法将TiO2复合浆料涂覆在生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片表面，将Zn片放入马弗炉中，在130℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为20μm，然后将Zn片放入马弗炉中，330℃煅烧15min、360℃煅烧10min、430℃煅烧70min、480℃煅烧25min，形成TiO2复合薄膜，然后，将Zn片浸入到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。
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；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，0.6M 4-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。
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。
经测定，本实施例得到的染料敏化太阳能电池开路电压为0.66V，短路电流密度为14.79mA/cm2，光电转换效率为5.8％；可以看到，本实施例中，相较实施例1，由于采用ZnO纳米线薄膜、TiO2复合薄膜的构造，光电转换效率大幅降低。
实施例3
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池中光阳极的制备步骤：
步骤1、清洗Zn片
对Zn片进行裁剪、清洗；
步骤2、采用水热法在Zn片表面生长ZnO纳米线薄膜
配置其中含有有0.04mol醋酸锌、0.06mol乙二醇胺和100ml无水乙醇的混合溶液，在室温下，对混合溶液进行磁力搅拌30min，后将混合溶液放入70℃的油浴锅中，磁力搅拌12h，得到ZnO种子层溶液；然后将Zn片缓慢浸入ZnO种子层溶液中，静置20s，缓慢拉出，保持提拉速度为0.05cm/s，将提拉出的Zn片放置在60℃的烘箱中烘干，然后将Zn片放入马弗炉中高温450℃退火2h，其中，马弗炉升高温度到420℃的升温时间为60min，使得Zn片表面覆有一层ZnO种子层；配置含有40mmol Zn(NO3)2·6H2O、40mmol六次甲基四胺和40mmol去离子水的混合溶液，然后向混合溶液中加入1.2ml的氨水，氨水质量浓度为30.22％，搅拌3h后，将混合溶液转移至高压釜内胆中；然后将上述覆有ZnO种子层的Zn片浸入高压釜内胆的混合溶液中，密封后，将高压釜置于86℃环境中，反应31h，反应完成后自然冷却降温，取出Zn片，用去例子水清洗3次，得到生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片；
步骤3、制备ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线薄膜
将醋酸铜与乙醇混合，配置醋酸铜的乙醇溶液30ml，使得醋酸铜浓度为0.13mol/L，然后将10ml的超纯水加入其中，搅拌均匀，再将上步得到的生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片放入，加入2ml氨水，其中氨水为25wt.％，之后将该混合溶液置于聚四氟乙烯反应釜中，180℃下保温，保温时间为20h，自然冷却后，将Zn片取出，用无水乙醇洗涤5次，干燥后，在600℃下煅烧1h，得到ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线薄膜；
步骤4，制备复合纳米纤维
取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.667g的钛酸四丁酯，然后加入0.5g的冰醋酸，得到溶液A；取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.375g的聚乙烯吡咯烷酮，得到溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，剧烈搅拌10h，得到淡黄色透明溶胶，即为纺丝前驱体；用玻璃滴管吸取适量纺丝前驱体，并在滴管外壁包裹铝箔，与高压电源相连，另取一张铝箔作为接收装置，置于距离滴管尖部12cm位置处，与地线相连；调节电压为12kV，在灯光照射下可以观察到有射流从滴管尖端喷出，并被接收装置接收，形成纤维毡；纺丝完成后，将接收的纤维毡置于空气中24h，从铝箔上将其取下，置于马弗炉中，在500℃保温4h，自然冷却后，得到TiO2纳米纤维；
然后，取TiO2纳米纤维80mg，将其分散到80ml溶解有醋酸锌的水溶液中，剧烈搅拌30min，加入硫脲，继续搅拌30min，将混合溶液置于100ml水热反应釜中，将反应釜置于170℃恒温箱中恒温保温24h，取出反应釜，自然冷却，过滤，将其中沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，然后将沉淀在60℃真空环境下干燥30h，得到ZnS-TiO2复合纳米纤维；
步骤5，制备光阳极
取ZnS-TiO2复合纳米纤维、TiO2纳米颗粒、CaCO3纳米颗粒，按比例混合均匀，形成TiO2复合浆料，然后采用旋涂法将TiO2复合浆料涂覆在生长有ZnO/CuxO纳米线薄膜的Zn片表面，将Zn片放入马弗炉中，在130℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为20μm，然后将Zn片放入马弗炉中，330℃煅烧15min、360℃煅烧10min、430℃煅烧70min、480℃煅烧25min，形成TiO2复合薄膜，然后，将Zn片浸入到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。
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；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，0.6M 4-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。
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。
经测定，本实施例得到的染料敏化太阳能电池开路电压为0.65V，短路电流密度为16.33mA/cm2，光电转换效率为7.1％；可以看到，相较实施例1，本实施例中，由于采用ZnO/CuxO纳米线薄膜、TiO2复合薄膜的构造，其中，TiO2复合薄膜中包括不含BaS-TiO2复合纳米纤维，导致光电转换效率下降。
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 (7)

1.利用太阳能发电的建筑栏板，包括栏板，支撑栏板的立柱和连接所述立柱和栏板的夹具，其特征在于：所述栏板为太阳能光伏发电板、所述太阳能光伏板的厚度、大小需满足建筑栏板的强度和功能要求，所述夹具为不破坏所述太阳能光伏发电板及其回路的非穿孔夹具，所述太阳能光伏发电板底部通过槽口固定在建筑结构构件上，接线盒就近布置在所述太阳能光伏电板周边，和所述太阳能光伏发电板形成回路，所述立柱位于所述太阳能光伏电板的背光面后部；所述太阳能光伏发电板为染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极及电解液，该光阳极包括基底，在基底上设有ZnO纳米线薄膜，在ZnO纳米线薄膜之上设有TiO2复合薄膜，所述基底为Zn片。
2.根据权利要求1所述的建筑栏板，其特征在于，所述接线盒位于所述槽内。
3.根据权利要求1所述的建筑栏板，其特征在于，所述ZnO纳米线的直径为180nm，ZnO纳米线的长度为12μm；该ZnO纳米线纳米线密度约为4.8×108根/m2；所述ZnO纳米线表面设有一层CuxO壳结构，使得其表现为ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线。
4.根据权利要求3所述的建筑栏板，其特征在于，所述ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线的形成过程为：
配置其中含有有0.04mol醋酸锌、0.06mol乙二醇胺和100ml无水乙醇的混合溶液，在室温下，对混合溶液进行磁力搅拌30min，后将混合溶液放入70℃的油浴锅中，磁力搅拌12h，得到ZnO种子层溶液；然后将Zn片缓慢浸入ZnO种子层溶液中，静置20s，缓慢拉出，保持提拉速度为0.05cm/s，将提拉出的Zn片放置在60℃的烘箱中烘干，然后将Zn片放入马弗炉中高温450℃退火2h，其中，马弗炉升高温度到420℃的升温时间为60min，使得Zn片表面覆有一层ZnO种子层；配置含有40mmol Zn(NO3)2·6H2O、40mmol六次甲基四胺和40mmol去离子水的混合溶液，然后向混合溶液中加入1.2ml的氨水，氨水质量浓度为30.22％，搅拌3h后，将混合溶液转移至高压釜内胆中；然后将上述覆有ZnO种子层的Zn片浸入高压釜内胆的混合溶液中，密封后，将高压釜置于86℃环境中，反应31h，反应完成后自然冷却降温，取出Zn片，用去例子水清洗3次，得到生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片；
将醋酸铜与乙醇混合，配置醋酸铜的乙醇溶液30ml，使得醋酸铜浓度为0.13mol/L，然后将10ml的超纯水加入其中，搅拌均匀，再将上步得到的生长有ZnO纳米线薄膜的Zn片放入，加入2ml氨水，其中氨水为25wt.％，之后将该混合溶液置于聚四氟乙烯反应釜中，180℃下保温，保温时间为20h，自然冷却后，将Zn片取出，用无水乙醇洗涤5次，干燥后，在600℃下煅烧1h，得到ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线薄膜。
5.根据权利要求1所述的建筑栏板，其特征在于，所述TiO2复合薄膜包含BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维和TiO2纳米颗粒；具体为：将BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维和TiO2纳米颗粒混合制备成复合浆料，然后采用旋涂法将复合浆料涂覆在ZnO纳米线薄膜表面；在TiO2复合薄膜中，BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维和TiO2纳米颗粒的质量比为3:1:14；TiO2复合薄膜中，BaS-TiO2复合纤维的直径为400nm，纤维长度为10μm；BaS-TiO2复合纳米纤维中，BaS的粒径为100nm，负载量为12wt.％；TiO2复合薄膜中，ZnS-TiO2复合纤维的直径为300nm，纤维长度为10μm；ZnS-TiO2复合纳米纤维中，ZnS的粒径为150nm，负载量为7wt.％。
6.根据权利要求5所述的建筑栏板，其特征在于，所述TiO2复合薄膜中还包括CaCO3纳米颗粒，BaS-TiO2复合纳米纤维、ZnS-TiO2复合纳米纤维、TiO2纳米颗粒、CaCO3纳米颗粒的质量比为3:1:14:2。该CaCO3纳米颗粒粒径为400nm。
7.根据权利要求1所述的建筑栏板，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池中光阳极的制备步骤：
步骤1、清洗Zn片
对Zn片进行裁剪、清洗；
步骤2、采用水热法在Zn片表面生长ZnO纳米线薄膜；
步骤3、制备ZnO/CuxO杂化核壳结构纳米线薄膜；
步骤4，制备复合纳米纤维
取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.667g的钛酸四丁酯，然后加入0.5g的冰醋酸，得到溶液A；取4ml的无水甲醇，在其中溶解0.375g的聚乙烯吡咯烷酮，得到溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，剧烈搅拌10h，得到淡黄色透明溶胶，即为纺丝前驱体；用玻璃滴管吸取适量纺丝前驱体，并在滴管外壁包裹铝箔，与高压电源相连，另取一张铝箔作为接收装置，置于距离滴管尖部12cm位置处，与地线相连；调节电压为12kV，在灯光照射下可以观察到有射流从滴管尖端喷出，并被接收装置接收，形成纤维毡；纺丝完成后，将接收的纤维毡置于空气中24h，从铝箔上将其取下，置于马弗炉中，在500℃保温4h，自然冷却后，得到TiO2纳米纤维；
然后，取TiO2纳米纤维60mg，将其分散到60ml溶解有醋酸钡的水溶液中，剧烈搅拌30min，加入硫脲，继续搅拌30min，将混合溶液置于100ml水热反应釜中，将反应釜置于180℃恒温箱中恒温保温24h，取出反应釜，自然冷却，过滤，将其中沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，然后将沉淀在60℃真空环境下干燥30h，得到BaS-TiO2复合纳米纤维；
然后，取TiO2纳米纤维80mg，将其分散到80ml溶解有醋酸锌的水溶液中，剧烈搅拌30min，加入硫脲，继续搅拌30min，将混合溶液置于100ml水热反应釜中，将反应釜置于170℃恒温箱中恒温保温24h，取出反应釜，自然冷却，过滤，将其中沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，然后将沉淀在60℃真空环境下干燥30h，得到ZnS-TiO2复合纳米纤维；
步骤5，制备光阳极。
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