CN108517798A - 一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板 - Google Patents

一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，包括隔音挡板本体及连接在所述隔音挡板本体顶部的顶板，所述隔音挡板本体和所述顶板包括第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和隔音板，所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板基于一种染料敏化太阳能电池。

Description

一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板
技术领域
本发明涉及隔音板技术领域，尤其涉及一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板。
背景技术
由于人口的不断增长，人均土地面积在不断的缩小，导致居住面积不断缩小，人口密集度越来越大，很多的居民区会建设在道路的两旁，导致居民区的噪音比较大，会严重影响居民的正常生活，现有的主要解决手段是架设隔音挡板。
现有的隔音挡板，建设成本比较高，且除了隔音之外不具备其他的附属功能，实用性比较差，同样的现有的隔音挡板对于与日益严重的空气污染问题并没有相对应的解决办法，不能控制汽车尾气的排放。
发明内容
本发明旨在提供一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，包括隔音挡板本体及连接在所述隔音挡板本体顶部的顶板，所述隔音挡板本体和所述顶板包括第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和隔音板，所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板基于一种染料敏化太阳能电池，所述染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液；所述光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜；该TiO2复合薄膜中包括SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒；所述第一太阳能电池板和所述第二太阳能电池板分别设置在所述隔音挡板本体和所述顶板的两端表面，所述隔音板设置在所述第一太阳能电池板和所述第二太阳能电池板的内部，所述隔音挡板本体的底部设置有抽风机，所述抽风机通过输气管道连接汽车尾气净化器，所述汽车尾气净化器通过管道连接排气管道。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
1.该种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，在隔音板的两面均安装太阳能电池板，通过太阳能电池板进行发电，为路灯、红黄绿等用电装置提供电量；同时其内部设置有汽车尾气净化器，通过抽风机使路面的汽车尾气能抽取到汽车尾气净化器的内部，进行进一步的净化处理，减少气体污染；同时该装置在外表面设置LED显示屏，有助于城市建设；整个装置有效的减少噪音和气体污染，节能环保，提高附近居民的居住舒适度；有助于城市建设。
2.本发明中，通过对染料敏化太阳能电池的光阳极进行改进，创造性的将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒混合作为光阳极，其具有利于电子传输的通道，且，利于染料的吸附，减少电子的湮灭，取得了意料不到的有益效果。
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基于太阳能电池板的高速路环保隔音板的整体结构示意图；
图2是本发明实施例所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板的后视结构示意图；
图3是本发明实施例所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板尾气排放装置结构示意图；
图中标号：1、隔音挡板本体；2、顶板；3、第一太阳能电池板；4、警示指示灯；5、隔音板；6、排气管道；7、抽风机；8、LED显示屏；9、输气管道；10、汽车尾气净化器；11、排气总阀；12、第二太阳能电池板。
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。
如图1-3所示，本发明涉及的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，包括隔音挡板本体1及连接在隔音挡板本体1顶部的顶板2，隔音挡板本体1和顶板2包括第一太阳能电池板3、第二太阳能电池板12和隔音板5，第一太阳能电池板3和第二太阳能电池板12分别设置在隔音挡板本体1和顶板2的两端表面，隔音板5设置在第一太阳能电池板3和第二太阳能电池板12的内部，隔音挡板本体1的底部设置有抽风机7，抽风机7通过输气管道9连接汽车尾气净化器10，汽车尾气净化器10通过管道连接排气管道6。
排气管道6不少于两个，排气管道6设置在顶板2的顶部，排气管道6均通过排气总阀11连接汽车尾气净化器10。排气管道6不少于两个，排气管道6设置在顶板2的顶部，排气管道6均通过排气总阀11连接汽车尾气净化器10。第一太阳能电池板3的表面设置有警示指示灯4，第二太阳能电池板12的表面设置有LED显示屏8。
通过排气总阀11有效的控制净化后的气体的排放，同时通过多个排气管道6可防止挡板内部有气体残留；整个净化系统设置在隔音挡板本体1的内部，不再用空间，设计合理，有效的降低路面的汽车密度；警示指示灯4提示高速驾驶的汽车前方路况，LED显示屏8有助于城市的建设，提高城市化水平。
具体的，搭建时，首先固定好隔音板5，将净化系统安装在隔音板5的一侧，随后将第一太阳能电池板3和第二太阳能电池板12分别安装在隔音板5的两侧，连接输气管道9与抽风机7，将抽风机7在第一太阳能电池板3表面，最后将LED显示屏8和警示指示灯4分别安装。
该种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，在隔音板5的两面均安装太阳能电池板，通过太阳能电池板进行发电，为路灯、红黄绿等用电装置提供电量；同时其内部设置有汽车尾气净化器10，通过抽风机7使路面的汽车尾气能抽取到汽车尾气净化器10的内部，进行进一步的净化处理，减少气体污染；同时该装置在外表面设置LED显示屏8，有助于城市建设；整个装置有效的减少噪音和气体污染，节能环保，提高附近居民的居住舒适度；有助于城市建设。
同时，上述的第一太阳能电池板3、第二太阳能电池板12基于一种染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液。
具体的，该光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜。该TiO2复合薄膜中包括SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜。二氧化钛是一种直接带隙半导体过渡金属氧化物，其在传统领域，比如颜料、光电化学、传感器等领域使用广泛，现阶段由于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的光阳极中一直用二氧化钛浆料作为主要物质；而在本发明技术方案中，创造性的将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒混合作为光阳极，其具有利于电子传输的通道，且，利于染料的吸附，减少电子的湮灭，取得了意料不到的有益效果。
优选地，该SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒的质量比例为7:3；该TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。
所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，该Zn2SnO4纳米颗粒粒径为1000nm，所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:7。
在现有技术中，将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构应用于光阳极的技术方案不多，本发明技术方案中，创造性的将SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2结合，能够提高电子的传输效率，并且，提高光阳极的散射能力，从而提高了光电转换的效率，起到了意料不到的技术效果。在上述摩尔质量控制下，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2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。
该TiO2复合薄膜的厚度为25μm。
本技术方案同时对对电极进行了改进，该对电极包括Ti金属片、及设于Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜。该Ti金属片的厚度为0.2mm，纯度为≥99.7％。该Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜的形成过程为：首先，将二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，得到二氧化钛胶体，将该胶体刮涂到Ti金属片表面，对二氧化钛进行氨化处理，得到氮化钛纳米颗粒薄膜。通常是采用铂作为对电极材料，但是其成本较高，限制了其产业上的应用，本发明技术方案中，将氮化钛纳米颗粒薄膜替代铂修饰层，其具有良好的导电性，化学性质稳定，催化活性高，取得了积极的技术效果，为铂对电极提供了一种良好的替代材料。
上述氮化钛纳米颗粒薄膜厚度为25μm。
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，所述染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液；该光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜。
该TiO2复合薄膜中包括SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒；该SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒的质量比例为7:3；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜。该TiO2复合薄膜的厚度为25μm。
具体的，该TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。该SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，该Zn2SnO4纳米颗粒粒径为1000nm；所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:7。
该对电极包括Ti金属片、及设于Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜。该Ti金属片的厚度为0.2mm，纯度为≥99.7％。该Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜的形成过程为：首先，将二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，得到二氧化钛胶体，将该胶体刮涂到Ti金属片表面，对二氧化钛进行氨化处理，得到氮化钛纳米颗粒薄膜。
上述氮化钛纳米颗粒薄膜厚度为25μm。
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池光阳极的制备步骤：
步骤1，制备Zn2SnO4
在30ml水中溶解0.4g的L-色氨酸，然后将其置于65℃环境下，向其中加入质量分别为0.21g和0.263g的SnCl4·4H2O和Zn(CH3COO)2·4H2O，电磁搅拌30min，然后向混合液中加入5ml的1.45M的氢氧化钠水溶液，然后将混合液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在230℃下反应24h，自然冷却至室温，将沉淀物分离，然后将沉淀物用去离子水、无水乙醇清洗，清洗过后在70℃下干燥12h，得到Zn2SnO4；
步骤2，制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
量取钛酸四丁酯10ml，在室温下将其放入聚四氟乙烯反应釜中，在不断搅拌情况下加入49wt.％氢氟酸溶液1.4ml，然后在200℃下保温24h，得到白色沉淀，然后将其依次用超纯水和乙醇离心清洗，得到产物在70℃下干燥24h，得到TiO2纳米片；然后，将氢氧化锶完全溶于超纯水中，配置成浓度为13mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和Zn2SnO4，磁力搅拌50min后，再180℃保温20h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
步骤3，制备光阳极
配置浆料：将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒配置成TiO2复合浆料；
清洗基底：采用FTO基底作为光阳极基底，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；
丝网印刷：采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，达到所需厚度后，将旋涂好浆料的FTO基底在260℃干燥5h，然后在290℃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。
如下为本发明所述对电极的制备过程：
首先，将纳米二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，超声波处理1h，得到二氧化钛胶体，采用刮涂法将二氧化钛的纳米颗粒胶体涂覆在Ti金属片上制成厚度为25微米的二氧化钛薄膜，室温下干燥13h，将二氧化钛薄膜置于通有流动氨气的管式炉中，在温度为800℃下氨化1.4h，得到氮化钛纳米颗粒薄膜，即得到对电极；
组装染料敏化太阳能电池：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，得到所述染料敏化太阳能电池；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0.85V，短路电流密度为22.67mA/cm2，光电转换效率高达11.8％；可以看到，本实施例中，由于该TiO2复合薄膜中包含SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构，该对电极中包括氮化钛纳米颗粒薄膜，该SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2、氮化钛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，进而体现在提高了光电转换效率。
实施例2
本实施例中，所述染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液；该光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜。
该TiO2复合薄膜中包括SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒；该SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒的质量比例为7:3；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜。该TiO2复合薄膜的厚度为20μm。
具体的，该TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。该SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，该Zn2SnO4纳米颗粒粒径为1000nm；所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:7。
该对电极包括Ti金属片、及设于Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜。该Ti金属片的厚度为0.2mm，纯度为≥99.7％。该Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜的形成过程为：首先，将二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，得到二氧化钛胶体，将该胶体刮涂到Ti金属片表面，对二氧化钛进行氨化处理，得到氮化钛纳米颗粒薄膜。
上述氮化钛纳米颗粒薄膜厚度为25μm。
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池光阳极的制备步骤：
步骤1，制备Zn2SnO4
在30ml水中溶解0.4g的L-色氨酸，然后将其置于65℃环境下，向其中加入质量分别为0.21g和0.263g的SnCl4·4H2O和Zn(CH3COO)2·4H2O，电磁搅拌30min，然后向混合液中加入5ml的1.45M的氢氧化钠水溶液，然后将混合液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在230℃下反应24h，自然冷却至室温，将沉淀物分离，然后将沉淀物用去离子水、无水乙醇清洗，清洗过后在70℃下干燥12h，得到Zn2SnO4；
步骤2，制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
量取钛酸四丁酯10ml，在室温下将其放入聚四氟乙烯反应釜中，在不断搅拌情况下加入49wt.％氢氟酸溶液1.4ml，然后在200℃下保温24h，得到白色沉淀，然后将其依次用超纯水和乙醇离心清洗，得到产物在70℃下干燥24h，得到TiO2纳米片；然后，将氢氧化锶完全溶于超纯水中，配置成浓度为13mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和Zn2SnO4，磁力搅拌50min后，再180℃保温20h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
步骤3，制备光阳极
配置浆料：将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒配置成TiO2复合浆料；
清洗基底：采用FTO基底作为光阳极基底，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；
丝网印刷：采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，达到所需厚度后，将旋涂好浆料的FTO基底在260℃干燥5h，然后在290℃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。
如下为本发明所述对电极的制备过程：
首先，将纳米二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，超声波处理1h，得到二氧化钛胶体，采用刮涂法将二氧化钛的纳米颗粒胶体涂覆在Ti金属片上制成厚度为25微米的二氧化钛薄膜，室温下干燥13h，将二氧化钛薄膜置于通有流动氨气的管式炉中，在温度为800℃下氨化1.4h，得到氮化钛纳米颗粒薄膜，即得到对电极；
组装染料敏化太阳能电池：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，得到所述染料敏化太阳能电池；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0.83V，短路电流密度为21.22mA/cm2，光电转换效率高达10.65％；可以看到，本实施例中，由于该TiO2复合薄膜中包含SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构，该对电极中包括氮化钛纳米颗粒薄膜，该SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2、氮化钛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，进而体现在提高了光电转换效率。
实施例3
本实施例中，所述染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液；该光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜。
该TiO2复合薄膜中包括SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒；该SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒的质量比例为7:3；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜。该TiO2复合薄膜的厚度为15μm。
具体的，该TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。该SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，该Zn2SnO4纳米颗粒粒径为1000nm；所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:7。
该对电极包括Ti金属片、及设于Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜。该Ti金属片的厚度为0.2mm，纯度为≥99.7％。该Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜的形成过程为：首先，将二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，得到二氧化钛胶体，将该胶体刮涂到Ti金属片表面，对二氧化钛进行氨化处理，得到氮化钛纳米颗粒薄膜。
上述氮化钛纳米颗粒薄膜厚度为25μm。
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池光阳极的制备步骤：
步骤1，制备Zn2SnO4
在30ml水中溶解0.4g的L-色氨酸，然后将其置于65℃环境下，向其中加入质量分别为0.21g和0.263g的SnCl4·4H2O和Zn(CH3COO)2·4H2O，电磁搅拌30min，然后向混合液中加入5ml的1.45M的氢氧化钠水溶液，然后将混合液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在230℃下反应24h，自然冷却至室温，将沉淀物分离，然后将沉淀物用去离子水、无水乙醇清洗，清洗过后在70℃下干燥12h，得到Zn2SnO4；
步骤2，制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
量取钛酸四丁酯10ml，在室温下将其放入聚四氟乙烯反应釜中，在不断搅拌情况下加入49wt.％氢氟酸溶液1.4ml，然后在200℃下保温24h，得到白色沉淀，然后将其依次用超纯水和乙醇离心清洗，得到产物在70℃下干燥24h，得到TiO2纳米片；然后，将氢氧化锶完全溶于超纯水中，配置成浓度为13mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和Zn2SnO4，磁力搅拌50min后，再180℃保温20h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
步骤3，制备光阳极
配置浆料：将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒配置成TiO2复合浆料；
清洗基底：采用FTO基底作为光阳极基底，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；
丝网印刷：采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，达到所需厚度后，将旋涂好浆料的FTO基底在260℃干燥5h，然后在290℃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。
如下为本发明所述对电极的制备过程：
首先，将纳米二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，超声波处理1h，得到二氧化钛胶体，采用刮涂法将二氧化钛的纳米颗粒胶体涂覆在Ti金属片上制成厚度为25微米的二氧化钛薄膜，室温下干燥13h，将二氧化钛薄膜置于通有流动氨气的管式炉中，在温度为800℃下氨化1.4h，得到氮化钛纳米颗粒薄膜，即得到对电极；
组装染料敏化太阳能电池：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，得到所述染料敏化太阳能电池；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0.74V，短路电流密度为19.22mA/cm2，光电转换效率高达10.6％；可以看到，本实施例中，由于该TiO2复合薄膜中包含SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构，该对电极中包括氮化钛纳米颗粒薄膜，该SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2、氮化钛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，进而体现在提高了光电转换效率。
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 (9)

1.一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，包括隔音挡板本体及连接在所述隔音挡板本体顶部的顶板，其特征在于，所述隔音挡板本体和所述顶板包括第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和隔音板，所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板基于一种染料敏化太阳能电池，所述染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液；所述光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜；该TiO2复合薄膜中包括SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒；所述第一太阳能电池板和所述第二太阳能电池板分别设置在所述隔音挡板本体和所述顶板的两端表面，所述隔音板设置在所述第一太阳能电池板和所述第二太阳能电池板的内部，所述隔音挡板本体的底部设置有抽风机，所述抽风机通过输气管道连接汽车尾气净化器，所述汽车尾气净化器通过管道连接排气管道。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述排气管道不少于两个，所述排气管道设置在所述顶板的顶部，所述排气管道均通过排气总阀连接所述汽车尾气净化器。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述输气管道、所述汽车尾气净化器和排气总阀均设置在所述隔音挡板本体的内部。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述第一太阳能电池板的表面设置有警示指示灯，所述第二太阳能电池板的表面设置有LED显示屏。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒的质量比例为7:3；所述TiO2纳米颗粒的粒径为50nm；所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为纳米颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述TiO2纳米片边长为120nm，所述SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，所述Zn2SnO4纳米颗粒粒径为1000nm；所述SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:7。
7.根据权利要求6所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述TiO2复合薄膜的厚度为15-25μm。
8.根据权利要求1所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述对电极包括Ti金属片、及设于Ti金属片表面的氮化钛纳米颗粒薄膜；该Ti金属片的厚度为0.2mm，所述氮化钛纳米颗粒薄膜厚度为25μm。
9.根据权利要求1所述的一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池光阳极的制备步骤：
步骤1，制备Zn2SnO4
在30ml水中溶解0.4g的L-色氨酸，然后将其置于65℃环境下，向其中加入质量分别为0.21g和0.263g的SnCl4·4H2O和Zn(CH3COO)2·4H2O，电磁搅拌30min，然后向混合液中加入5ml的1.45M的氢氧化钠水溶液，然后将混合液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在230℃下反应24h，自然冷却至室温，将沉淀物分离，然后将沉淀物用去离子水、无水乙醇清洗，清洗过后在70℃下干燥12h，得到Zn2SnO4；
步骤2，制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
量取钛酸四丁酯10ml，在室温下将其放入聚四氟乙烯反应釜中，在不断搅拌情况下加入49wt.％氢氟酸溶液1.4ml，然后在200℃下保温24h，得到白色沉淀，然后将其依次用超纯水和乙醇离心清洗，得到产物在70℃下干燥24h，得到TiO2纳米片；然后，将氢氧化锶完全溶于超纯水中，配置成浓度为13mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和Zn2SnO4，磁力搅拌50min后，再180℃保温20h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
步骤3，制备光阳极
配置浆料：将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构和TiO2纳米颗粒配置成TiO2复合浆料；
清洗基底：采用FTO基底作为光阳极基底，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；
丝网印刷：采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，达到所需厚度后，将旋涂好浆料的FTO基底在260℃干燥5h，然后在290℃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。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1819005A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-15 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Ionic liquid electrolyte
CN205501864U (zh) * 2016-03-13 2016-08-24 张艺煌 一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板
CN107204153A (zh) * 2017-05-31 2017-09-26 深圳市创艺工业技术有限公司 一种基于太阳能应用的广告发布系统
CN207244482U (zh) * 2017-08-09 2018-04-17 广西华南建设集团有限公司 一种市政工程用隔音墙
CN107978457A (zh) * 2017-11-22 2018-05-01 陕西盛迈石油有限公司 一种染料敏化太阳能电池的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1819005A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-15 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Ionic liquid electrolyte
CN205501864U (zh) * 2016-03-13 2016-08-24 张艺煌 一种基于太阳能电池板的高速路环保隔音板
CN107204153A (zh) * 2017-05-31 2017-09-26 深圳市创艺工业技术有限公司 一种基于太阳能应用的广告发布系统
CN207244482U (zh) * 2017-08-09 2018-04-17 广西华南建设集团有限公司 一种市政工程用隔音墙
CN107978457A (zh) * 2017-11-22 2018-05-01 陕西盛迈石油有限公司 一种染料敏化太阳能电池的制备方法

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