CN108506864A - 一种物联网太阳能智能路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种物联网太阳能智能路灯，包括路灯本体，所述路灯本体包括基座、灯杆、太阳能支架、太阳能电池板和灯头；所述太阳能电池板为染料敏化太阳能电池，包括光阳极、对电极及电解液；其中，光阳极包括基底、生长于基底表面的WS2/CuxO纳米片薄膜和设于纳米片薄膜之上的TiO2复合薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及物联网应用技术领域，尤其涉及一种物联网太阳能智能路灯。
背景技术
随着传统能源的日益紧缺，太阳能的应用越来越广泛，尤其太阳能发电领域在短短的数年时间内已发展成为成熟的产业，同时，随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的双重优势，太阳能路灯的应用己经渐成规模，太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给灯源供电使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，同时太阳能路灯各自为一个循环，无需担心像普通路灯线路断了而整体不亮。
现有技术中的太阳能路灯，整体结构较为复杂，生产成本较高，且太阳能路灯安装不牢固，同时，现有技术中的太阳能路灯通常采用光敏开关控制电路，使其白天储能、晚上亮灯，而在无人经过的时段，也会亮灯，从而造成了能源的浪费。
发明内容
本发明旨在提供一种物联网太阳能智能路灯，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种物联网太阳能智能路灯，包括路灯本体，所述路灯本体包括基座、灯杆、太阳能支架、太阳能电池板和灯头；所述太阳能电池板为染料敏化太阳能电池，包括光阳极、对电极及电解液；其中，光阳极包括基底、生长于基底表面的WS2/CuxO纳米片薄膜和设于纳米片薄膜之上的TiO2复合薄膜。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明采用将太阳能技术与物联网技术结合，可以远程通过手机等通讯设备进行调节LED灯亮度，因此方便工作人员进行管理，能够起到节约能源的作用，通过蓄电池，可以提供电量，保证工作的正常进行，通过感光装置，可以将光照信息发送到控制系统，然后控制系统作出处理后将信息作用到LED灯上，并将信息发送到无线发射设备，然后无线发射设备通过无线与手机等通讯设备联系在一起，方便工作人员操作管理，节约资源。
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是本发明实施例所述的一种物联网太阳能智能路灯整体结构示意图。
图2是本发明实施例所述的一种物联网太阳能智能路灯太阳能电池板和太阳能支架结构示意图。
图3是本发明实施例所述的一种物联网太阳能智能路灯运行示意图。
图中标号：1、路灯本体；2、螺栓；3、基座；4、灯杆；5、无线发射设备；6、感光装置；7、路灯控制器；8、太阳能电池板；9、蓄电池；10、支架；11、灯罩；12、LED灯；13、灯头架；14、灯头；15、散热孔；16、太阳能支架。
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物联网太阳能智能路灯，请参阅图1-3，包括路灯本体1，所述路灯本体1包括基座3、灯杆4、太阳能支架16、太阳能电池板8和灯头14，所述基座3底部通过螺栓2与灯杆4连接，所述灯杆4一侧设有无线发射设备5，所述无线发射设备5顶部设有感光装置6，所述感光装置6与灯杆4连接，所述灯杆4顶部与太阳能支架16连接，所述太阳能支架16顶部与太阳能电池板8连接，所述太阳能支架16底部设有控制系统7，所述控制系统7与支架10连接，所述支架10与灯杆4连接，所述支架10一侧与蓄电池9连接，所述灯杆4一侧与灯头架13连接，所述灯头架13一端与灯头14连接，所述灯头14包括外罩11和LED灯12。
所述灯杆4、灯头架13和基座3表层设有防锈漆，所述基座3上设有防腐层，所述灯头14表层设有除尘装置，所述LED灯12之间并联，所述蓄电池9与控制系统7、感光装置6、LED灯12和无线发射设备5线接，所述无线发射设备5与手机等通讯设备无线连接，所述控制系统7与感光装置6连接，所述控制系统7与LED灯12连接，所述控制系统7与无线发射设备5连接，所述蓄电池9表层设有防水层，所述太阳能电池板8与蓄电池9连接，所述太阳能电池板8表层设有散热孔15，通过蓄电池9，可以提供电量，保证工作的正常进行，通过感光装置6，可以将光照信息发送到控制系统7，然后控制系统7作出处理后将信息作用到LED灯12上，并将信息发送到无线发射设备5，然后无线发射设备5通过无线与手机等通讯设备联系在一起，方便工作人员操作管理，节约资源。
需要说明的是，本发明为一种物联网太阳能智能路灯，工作时，将太阳能技术与物联网技术结合，可以远程通过手机等通讯设备进行调节LED灯12亮度，因此方便工作人员进行管理，能够起到节约能源的作用，通过蓄电池9，可以提供电量，保证工作的正常进行，通过感光装置6，可以将光照信息发送到控制系统7，然后控制系统7作出处理后将信息作用到LED灯12上，并将信息发送到无线发射设备5，然后无线发射设备5通过无线与手机等通讯设备联系在一起，方便工作人员操作管理，节约资源。
需要说明的是，该太阳能电池板8为一种染料敏化太阳能电池，现阶段，染料敏化太阳能电池的研究已经取得很大进展，光电转换效率大大提高到10％以上。在产业方面，光电转换效率、寿命、以及成本是关键，进而，优化染料敏化太阳能电池系统的半导体薄膜光阳极、染料、电解液以及对电极是提高光电转换效率的重要途径。随着纳米技术的发展，各种纳米材料被引用到光电极的制备中，从而调控对光的吸收及电子的收集、转移，有效提高了光电转换效率。
基于上述技术背景，本申请的实施方式中公开了一种染料敏化太阳能电池，对光阳极进行了优化，从而为光阳极的选择提供了更多可能性。
具体来讲，在现有技术情况下，本申请的染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极及电解液，其中光阳极包括基底、生长于基底表面的WS2/CuxO纳米片薄膜和设于纳米片薄膜之上的TiO2复合薄膜；WS2/CuxO纳米片薄膜和TiO2复合薄膜共同构成半导体薄膜电极，半导体薄膜电极表面吸附有染料敏化剂。
该基底为W片，W片的纯度为≥99.5％。传统的光阳极中，通常是采用透光的FTO导电玻璃或者ITO导电玻璃作为基底材料，允许光透过，而本申请的技术方案中，采用W片基底，该基底不透光，因此，在染料电池组装完毕后，太阳光是从对电极的透明基底透过，采用这种进光结构的优点在于太阳光从对电极进入并且能够深入到W片基底，太阳光在W片基底反射或者散射时，反射光或者散射光能够被染料或光阳极半导体薄膜电极有效利用，对于光电转换效率的提高起到意料不到的有益效果；此外，采用金属的W片基底能够与其它衬底容易的结合在一起，方便安装使用。
具体到半导体薄膜电极，本实施方式中，采用WS2/CuxO纳米片薄膜、TiO2复合薄膜的构造，这与传统的光阳极采用单一的TiO2薄膜不同：
WS2/CuxO纳米片薄膜竖直生长在W片表面，相较纳米线或纳米颗粒，其具有较大的片状结构，能够形成利于电子传输的通道，电子被TiO2复合薄膜收集后能够顺畅的到达W片，进而导出；此外，片状结构还有利于染料的吸附，从而提高单位面积光电转换效率。
优选实施方式中，WS2/CuxO纳米片薄膜厚度为500nm，其中，WS2/CuxO纳米片为核壳结构，WS2纳米片为核结构，CuxO为壳结构；WS2纳米片的厚度为60nm，壳层CuxO厚度为50nm。
WS2/CuxO纳米片薄膜是这样形成的：首先利用热蒸发法，以WO3和S粉为蒸发源，在W片基底表面生长WS2纳米片薄膜，然后经过溶剂热法在WS2纳米片表面杂化CuxO壳结构，形成所述的WS2/CuxO纳米片薄膜。
在上述结构中，WS2与CuxO结合，构成核壳纳米片结构，该WS2/CuxO纳米片具有较大的比表面积，能够提高染料的负载率，充分提高光吸收能力，增大光生载流子分离能力，提高光电转换效率，起到了意料不到的有益效果。
优选实施方式中，TiO2复合薄膜厚度为15μm，该TiO2复合薄膜中包括TiO2纳米粒子和Cu/TiO2复合纤维，其是将TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维混合制备成复合浆料，然后采用旋涂法将复合浆料涂覆在WS2/CuxO纳米片薄膜表面，经过煅烧后形成的；其中，TiO2纳米粒子取自商用，Cu/TiO2复合纤维的制备过程为：首先采用经典的静电纺丝法制备TiO2纳米纤维，然后将金属Cu负载到TiO2纳米纤维表面，形成Cu/TiO2复合纤维。
优选地，TiO2复合薄膜中，TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维的质量比为5:3；
优选地，TiO2复合薄膜中，TiO2纳米粒子的粒径为100nm；
优选地，TiO2复合薄膜中，Cu/TiO2复合纤维的直径为300nm，纤维长度为10μm；
进一步地，Cu/TiO2复合纤维中，Cu的负载量为6wt.％。
本实施方式中，创造性的将金属Cu负载到TiO2纳米纤维表面，形成Cu/TiO2复合纤维，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。原因可能是Cu的加入可以扩展TiO2复合薄膜对光的吸收频率，有效减少光生电子-空穴对的复合几率，从而提高光电转换效率。
一种优选实施方式为，该TiO2复合薄膜中还包括多壁碳纳米管，TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维、多壁碳纳米管的质量比为5:3:2。
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，W片清洗
首先，将W片裁剪成与对电极尺寸相同，依次采用0.5mol/L稀盐酸、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗20min，用氮气枪吹干，备用；
步骤2，生长WS2纳米片薄膜
所用设备为真空管式炉；
取2g的WO3粉和1.6g的S粉，将其分别放置在两个瓷舟A、B中，然后将瓷舟A放置在真空管式炉加热区的中央，将瓷舟B放置在瓷舟A的气流上方9cm的位置，将W片放置在气流下方距离瓷舟A10cm的位置；放置好瓷舟后，将真空管式炉密封，先交替抽真空和通Ar气多次，将管式炉中的气体排出，然后在Ar气流量为200sccm的情况下，加热，升温速率为5℃/min，升温到1300℃，保温3h，然后在Ar气流量为200sccm保护的情况下，自然降温，在W片上得到所述的WS2纳米片薄膜；
步骤3，制备WS2/CuxO纳米片薄膜
配置20ml的醋酸铜乙醇溶液，醋酸铜浓度为0.06mol/L，将20ml的醋酸铜乙醇溶液与10ml的超纯水混合，得到前驱体混合溶液A；将生长有WS2纳米片薄膜的W片浸入前驱体混合溶液A，然后将1.5ml的25wt.％氨水加入前驱体混合溶液A，之后将前驱体混合溶液A置于聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保温12h，待自然冷却至室温后，将W片用无水乙醇洗涤5次，在60℃下干燥20h，然后将W片在空气中550℃煅烧2h，即在W片表面得到所述WS2/CuxO纳米片薄膜；
步骤4，制备TiO2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，另取一张滤波作为接收装置，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；
步骤5，制备Cu/TiO2复合纤维
从上步得到的TiO2纳米纤维中取40mg，将其分散在浓度为2mmol/L的硝酸铜溶液中，90℃下磁力搅拌5h；然后将该混合溶液置于紫外灯下光照1h后，过滤，将沉淀分别用去离子水和无水乙醇各清洗3次，并将其置于真空干燥箱中在70℃下干燥24h，得到Cu/TiO2复合纤维；
步骤6，制备光阳极
取TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维、多壁碳纳米管，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WS2/CuxO纳米片薄膜的W片表面，将W片放入马弗炉中，在150℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为15μm，然后将W片放入马弗炉中，350℃煅烧20min、390℃煅烧10min、450℃煅烧1h、470℃煅烧25min，形成TiO2复合薄膜，然后，将W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。
其中，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；
其中，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0.95V，短路电流密度为22.66mA/cm2，光电转换效率高达12.2％；
可以看到，本实施例中，由于采用WS2/CuxO纳米片薄膜、TiO2复合薄膜的构造，其中，TiO2复合薄膜中包括TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维和多壁碳纳米管，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，W片清洗
首先，将W片裁剪成与对电极尺寸相同，依次采用0.5mol/L稀盐酸、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗20min，用氮气枪吹干，备用；
步骤2，生长WS2纳米片薄膜
所用设备为真空管式炉；
取2g的WO3粉和1.6g的S粉，将其分别放置在两个瓷舟A、B中，然后将瓷舟A放置在真空管式炉加热区的中央，将瓷舟B放置在瓷舟A的气流上方9cm的位置，将W片放置在气流下方距离瓷舟A10cm的位置；放置好瓷舟后，将真空管式炉密封，先交替抽真空和通Ar气多次，将管式炉中的气体排出，然后在Ar气流量为200sccm的情况下，加热，升温速率为5℃/min，升温到1300℃，保温3h，然后在Ar气流量为200sccm保护的情况下，自然降温，在W片上得到所述的WS2纳米片薄膜；
步骤3，制备TiO2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，另取一张滤波作为接收装置，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；
步骤4，制备Cu/TiO2复合纤维
从上步得到的TiO2纳米纤维中取40mg，将其分散在浓度为2mmol/L的硝酸铜溶液中，90℃下磁力搅拌5h；然后将该混合溶液置于紫外灯下光照1h后，过滤，将沉淀分别用去离子水和无水乙醇各清洗3次，并将其置于真空干燥箱中在70℃下干燥24h，得到Cu/TiO2复合纤维；
步骤5，制备光阳极
取TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维、多壁碳纳米管，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WS2纳米片薄膜的W片表面，将W片放入马弗炉中，在150℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为15μm，然后将W片放入马弗炉中，350℃煅烧20min、390℃煅烧10min、450℃煅烧1h、470℃煅烧25min，形成TiO2复合薄膜，然后，将W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。
其中，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；
其中，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0.76V，短路电流密度为16.98mA/cm2，光电转换效率为8.4％；
可以看到，本实施例中，由于采用WS2纳米片薄膜，而并没有制备WS2/CuxO纳米片薄膜，导致光电转换效率降低。
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，W片清洗
首先，将W片裁剪成与对电极尺寸相同，依次采用0.5mol/L稀盐酸、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗20min，用氮气枪吹干，备用；
步骤2，生长WS2纳米片薄膜
所用设备为真空管式炉；
取2g的WO3粉和1.6g的S粉，将其分别放置在两个瓷舟A、B中，然后将瓷舟A放置在真空管式炉加热区的中央，将瓷舟B放置在瓷舟A的气流上方9cm的位置，将W片放置在气流下方距离瓷舟A10cm的位置；放置好瓷舟后，将真空管式炉密封，先交替抽真空和通Ar气多次，将管式炉中的气体排出，然后在Ar气流量为200sccm的情况下，加热，升温速率为5℃/min，升温到1300℃，保温3h，然后在Ar气流量为200sccm保护的情况下，自然降温，在W片上得到所述的WS2纳米片薄膜；
步骤3，制备WS2/CuxO纳米片薄膜
配置20ml的醋酸铜乙醇溶液，醋酸铜浓度为0.06mol/L，将20ml的醋酸铜乙醇溶液与10ml的超纯水混合，得到前驱体混合溶液A；将生长有WS2纳米片薄膜的W片浸入前驱体混合溶液A，然后将1.5ml的25wt.％氨水加入前驱体混合溶液A，之后将前驱体混合溶液A置于聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保温12h，待自然冷却至室温后，将W片用无水乙醇洗涤5次，在60℃下干燥20h，然后将W片在空气中550℃煅烧2h，即在W片表面得到所述WS2/CuxO纳米片薄膜；
步骤4，制备TiO2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，另取一张滤波作为接收装置，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；
步骤5，制备光阳极
取TiO2纳米粒子、TiO2复合纤维、多壁碳纳米管，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WS2/CuxO纳米片薄膜的W片表面，将W片放入马弗炉中，在150℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为15μm，然后将W片放入马弗炉中，350℃煅烧20min、390℃煅烧10min、450℃煅烧1h、470℃煅烧25min，形成TiO2复合薄膜，然后，将W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。
其中，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；
其中，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光电转换效率为6.3％；可以看到，本实施例中，由于TiO2复合纤维并没有负载Cu，导致光电转换效率降低。
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)
1.一种物联网太阳能智能路灯，包括路灯本体，其特征在于，所述路灯本体包括基座、灯杆、太阳能支架、太阳能电池板和灯头；所述太阳能电池板为染料敏化太阳能电池，包括光阳极、对电极及电解液；其中，光阳极包括基底、生长于基底表面的WS2/CuxO纳米片薄膜和设于纳米片薄膜之上的TiO2复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述基座底部通过螺栓与灯杆连接，所述灯杆一侧设有无线发射设备，所述无线发射设备顶部设有感光装置，所述感光装置与灯杆连接，所述灯杆顶部与太阳能支架连接，所述太阳能支架顶部与太阳能电池板连接，所述太阳能支架底部设有控制系统，所述控制系统与支架连接，所述支架与灯杆连接，所述支架一侧与蓄电池连接，所述灯杆一侧与灯头架连接，所述灯头架一端与灯头连接，所述灯头包括外罩和LED灯。
3.根据权利要求2所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述灯杆、灯头架和基座表层设有防锈漆，所述基座上设有防腐层，所述灯头表层设有除尘装置，所述LED灯之间并联；所述蓄电池与控制系统、感光装置、LED灯和无线发射设备线接，所述无线发射设备与手机等通讯设备无线连接。
4.根据权利要求3所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述控制系统与感光装置连接，所述控制系统与LED灯连接，所述控制系统与无线发射设备连接；所述蓄电池表层设有防水层，所述太阳能电池板与蓄电池连接。
5.根据权利要求1所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述基底为W片，W片的纯度为≥99.5％。
6.根据权利要求5所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述WS2/CuxO纳米片薄膜厚度为500nm，其中，WS2/CuxO纳米片为核壳结构，WS2纳米片为核结构，CuxO为壳结构；WS2纳米片的厚度为60nm，壳层CuxO厚度为50nm。
7.根据权利要求6所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述TiO2复合薄膜厚度为15μm，所述TiO2复合薄膜中包括TiO2纳米粒子和Cu/TiO2复合纤维，所述TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维的质量比为5:3。
8.根据权利要求7所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述Cu/TiO2复合纤维的直径为300nm，纤维长度为10μm；Cu/TiO2复合纤维中，Cu的负载量为6wt.％。
9.根据权利要求8所述的一种物联网太阳能智能路灯，其特征在于，所述TiO2复合薄膜中还包括多壁碳纳米管，TiO2纳米粒子、Cu/TiO2复合纤维、多壁碳纳米管的质量比为5:3:2。
10.根据权利要求9所述的一种物联网太阳能智能路灯，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，W片清洗；
步骤2，制备WS2/CuxO纳米片薄膜：首先利用热蒸发法，以WO3和S粉为蒸发源，在W片基底表面生长WS2纳米片薄膜，然后经过溶剂热法在WS2纳米片表面杂化CuxO壳结构，形成所述的WS2/CuxO纳米片薄膜。
步骤3，制备TiO2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，另取一张滤波作为接收装置，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；
步骤4，制备Cu/TiO2复合纤维
从上步得到的TiO2纳米纤维中取40mg，将其分散在浓度为2mmol/L的硝酸铜溶液中，90℃下磁力搅拌5h；然后将该混合溶液置于紫外灯下光照1h后，过滤，将沉淀分别用去离子水和无水乙醇各清洗3次，并将其置于真空干燥箱中在70℃下干燥24h，得到Cu/TiO2复合纤维；
步骤5，制备光阳极。
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