CN108708507A - 一种环保智能建筑装置 - Google Patents

一种环保智能建筑装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108708507A
CN108708507A CN201810475666.0A CN201810475666A CN108708507A CN 108708507 A CN108708507 A CN 108708507A CN 201810475666 A CN201810475666 A CN 201810475666A CN 108708507 A CN108708507 A CN 108708507A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tio
sno
fixed
srtio
nanometer sheet
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
Application number
CN201810475666.0A
Other languages
English (en)
Inventor
乔东海
李杨
宋梅
孙颖慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810475666.0A priority Critical patent/CN108708507A/zh
Publication of CN108708507A publication Critical patent/CN108708507A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • 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
    • H01G9/2022—Light-sensitive devices characterized by he counter electrode
    • 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
    • H01G9/2036—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising mixed oxides, e.g. ZnO covered TiO2 particles
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • 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

本发明涉及一种环保智能建筑装置，包括建筑墙体、固定在所述建筑墙体顶部的楼板，所述楼板的顶部设置有太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列包括多个支撑架、固定在所述支撑架顶部的光伏板；所述光伏板基于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；所述光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜。

Description

一种环保智能建筑装置
技术领域
本发明涉及建筑环保装置技术领域，尤其涉及一种环保智能建筑装置。
背景技术
中国专利201520514126.0曾经公开了一种环保智能建筑装置，包括建筑墙体、楼板和隔热顶；还包括制冷部分和保温部分，其中制冷部分由太阳能电池板阵列、变电器和制冷装置构成，保温部分由太阳能集热器、热蒸发器和蒸汽管道组成，制冷部分和保温部分在控制器的控制下工作；在室内安装温度传感器，并可以通过无线方式向控制器发送感测到的温度信号，控制器根据接收到的室内温度信号控制太阳能集热器或太阳能电池阵列进行保温或制冷，从而控制室内保持在适当的温度范围。然而，其采用硅基太阳能电池，其复杂的制备工艺及昂贵的成本、造成的环境污染限制了其广泛的应用。
发明内容
本发明旨在提供一种环保智能建筑装置，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种环保智能建筑装置，包括建筑墙体、固定在所述建筑墙体顶部的楼板，所述楼板的顶部设置有太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列包括多个支撑架、固定在所述支撑架顶部的光伏板；
所述楼板的底部固定有吊灯，所述建筑墙体的内壁固定有电源箱，所述电源箱内固定有电源模块，所述太阳能电池阵列与所述电源模块电性连接，所述电源箱的外壁固定有开关按钮，所述电源模块、开关按钮、吊灯串联连接；其特征在于：所述楼板的底部固定有烟雾传感器、抽风机和除尘盒，所述电源箱内固定有用于接收和发送信号的控制器，所述控制器分别与所述烟雾传感器、抽风机电性连接，所述电源模块分别对控制器、抽风机供电，所述抽风机的出口通过管体与所述除尘盒的左端连接，所述除尘盒的右端固定有延伸至所述建筑墙体外的管道，所述除尘盒内填充有活性炭；所述除尘盒内从左往右依次固定有左挡板和右挡板，所述左挡板的顶部固定在所述除尘盒的顶部，底部与所述除尘盒的底端形成下气体通道，所述左挡板的底部固定在所述除尘盒的底部，顶部与所述除尘盒的顶端形成上气体通道；
所述光伏板基于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；所述光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有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：
1.本发明的烟雾传感器能够自动检测室内的烟雾浓度并将信号传递给控制器，当检测到的烟雾浓度达到控制器内的控制程序的预设值时，控制程序发出命令控制抽风机工作，将烟雾抽到除尘盒内除灰后，然后排到室外，自动化程度高；除尘盒内从左往右依次固定有左挡板和右挡板，左挡板的顶部固定在除尘盒的顶部，底部与除尘盒的底端形成下气体通道，左挡板的底部固定在除尘盒的底部，顶部与除尘盒的顶端形成上气体通道，这样设计延长了空气在除尘盒内的停留时间，从而提高了除尘效果。
2.本发明的染料敏化太阳能电池具有良好的光电转换性能。
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为本发明的结构示意图；
图2为图1中除尘盒的纵向剖视图；
图3为图1中电源箱的纵向剖视图；
图4为图1中抽插吊杆的结构示意图。
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环保智能建筑装置，
如图1、2、3、4所示，一种环保智能建筑装置，包括建筑墙体1、固定在建筑墙体1顶部的楼板11，楼板11的顶部设置有太阳能电池阵列2，太阳能电池阵列2包括多个支撑架21、固定在支撑架1顶部的光伏板22，建筑墙体1的内壁固定有电源箱3，电源箱3内固定有电源模块31，光伏板22与电源模块31电性连接。
楼板11的底部固定有吊灯，吊灯包括固定在楼板11底部的的抽插吊杆4、固定在抽插吊杆4底部的吊灯本体40，电源箱2的外壁固定有开关按钮20，电源模块31、开关按钮20、吊灯本体40串联连接。
抽插吊杆4包括固定在楼板11底部的杆体41、固定在吊灯本体40顶部的套管42，杆体41的底端延伸至套管42内，套管42的外壁通过螺纹连接有一锁紧螺丝43，锁紧螺丝43的端头延伸至套管42内腔中并与杆体41的外壁紧密接触。用户松开锁紧螺丝抽插杆体41，然后锁紧锁紧螺丝43即可实现吊灯本体40的高度调节。
本发明中的楼板11的底部固定有烟雾传感器51、抽风机52和除尘盒6，电源箱3内固定有用于接收和发送信号的控制器32，控制器32内嵌入有控制程序。
控制器32分别与烟雾传感器51、抽风机52电性连接，电源模块31分别对控制器32、抽风机52供电。
抽风机52的出口通过管体7与除尘盒6的左端连接，除尘盒6的右端固定有延伸至建筑墙体1外的管道61，除尘盒6内填充有活性炭62；除尘盒6内从左往右依次固定有左挡板63和右挡板64，左挡板63的顶部固定在除尘盒6的顶部，底部与除尘盒6的底端形成下气体通道65，左挡板63的底部固定在除尘盒6的底部，顶部与除尘盒6的顶端形成上气体通道66。
其中抽风机52的进口连接有喇叭状进口9，方便了气体进入到抽风机52内。
作为优选，本发明中所述的光伏板22基于染料敏化太阳能电池。
随着经济的不断发展，人类社会对能源的需求越来越多，而传统不可再生能源则逐渐消耗殆尽。因此，开发新能源成为人类所要解决的重要问题。
光电转换是太阳能利用的一种重要形式，太阳能电池就是实现这种光电转换的装置；目前，基于半导体硅及无机半导体化合物的太阳能电池光电转换效率已经高达40％，然而，其复杂的制备工艺及昂贵的成本、造成的环境污染限制了其广泛的应用。
染料敏化太阳能电池是一种现实的替代品，最为常见的染料敏化太阳能电池是由染料敏化TiO2多孔半导体薄膜，对电极及电解液溶液三部分构成的三明治结构。染料敏化太阳能电池的阳极是由吸附了敏化染料的宽禁带半导体多孔薄膜构成，对电极一般由镀了铂的导电玻璃构成，电池的基体是由导电玻璃组成，导电玻璃起着传输和收集电子的作用。
光阳极中的纳米TiO2多孔半导体薄膜和对电极中的铂电极是电池的关键，其性能的优劣直接影响到电池的效率，因此，对光阳极及对电极的改进可以增加光电转换效率。
在上述技术背景下，本发明在传统的染料敏化太阳能电池的基础上，对光阳极和对电极进行了改进，具体的：
该染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液。
关于光阳极，该光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜。
具体来说，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。
优选地，该TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。
优选地，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。
进一步优选地，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。
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。
优选地，该TiO2复合薄膜的厚度为25μm。
关于对电极，本申请的技术方案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。
上述氮化钛纳米颗粒薄膜厚度为25μm；
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。
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。
具体的，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的制备步骤：
步骤1，制备光阳极
a)制备Zn2SnO4
将0.4g的L-色氨酸溶解在30ml水中，使其置于65℃环境下，然后向上述溶液中加入0.21g的SnCl4·4H2O和0.263g的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，依次用去离子水、无水乙醇各清洗三次，然后70℃干燥12h，得到沉淀即为Zn2SnO4；
b)制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
通过水热法制备TiO2纳米片：在室温下，取10ml钛酸四丁酯，将其放入50ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后，在搅拌情况下加入1.4ml的49wt.％氢氟酸溶液，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，得到所述TiO2纳米片；
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，然后干燥得到所述的SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
c)制备光阳极
首先，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；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，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；
步骤2，制备对电极
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；
步骤3，封装
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15μm。
具体的，该TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。
具体的，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的制备步骤：
步骤1，制备光阳极
a)制备Zn2SnO4
将0.4g的L-色氨酸溶解在30ml水中，使其置于65℃环境下，然后向上述溶液中加入0.21g的SnCl4·4H2O和0.263g的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，依次用去离子水、无水乙醇各清洗三次，然后70℃干燥12h，得到沉淀即为Zn2SnO4；
b)制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
通过水热法制备TiO2纳米片：在室温下，取10ml钛酸四丁酯，将其放入50ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后，在搅拌情况下加入1.4ml的49wt.％氢氟酸溶液，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，得到所述TiO2纳米片；
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，然后干燥得到所述的SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
c)制备光阳极
首先，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；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，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；
步骤2，制备对电极
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；
步骤3，封装
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0.92V，短路电流密度为18.77mA/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。
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20μm。
具体的，该TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。
具体的，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的制备步骤：
步骤1，制备光阳极
a)制备Zn2SnO4
将0.4g的L-色氨酸溶解在30ml水中，使其置于65℃环境下，然后向上述溶液中加入0.21g的SnCl4·4H2O和0.263g的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，依次用去离子水、无水乙醇各清洗三次，然后70℃干燥12h，得到沉淀即为Zn2SnO4；
b)制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
通过水热法制备TiO2纳米片：在室温下，取10ml钛酸四丁酯，将其放入50ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后，在搅拌情况下加入1.4ml的49wt.％氢氟酸溶液，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，得到所述TiO2纳米片；
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，然后干燥得到所述的SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
c)制备光阳极
首先，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；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，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；
步骤2，制备对电极
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；
步骤3，封装
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0.81V，短路电流密度为20.43mA/cm2，光电转换效率高达10.8％；
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。
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)

1.一种环保智能建筑装置，包括建筑墙体、固定在所述建筑墙体顶部的楼板，所述楼板的顶部设置有太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列包括多个支撑架、固定在所述支撑架顶部的光伏板；
所述楼板的底部固定有吊灯，所述建筑墙体的内壁固定有电源箱，所述电源箱内固定有电源模块，所述太阳能电池阵列与所述电源模块电性连接，所述电源箱的外壁固定有开关按钮，所述电源模块、开关按钮、吊灯串联连接；其特征在于：所述楼板的底部固定有烟雾传感器、抽风机和除尘盒，所述电源箱内固定有用于接收和发送信号的控制器，所述控制器分别与所述烟雾传感器、抽风机电性连接，所述电源模块分别对控制器、抽风机供电，所述抽风机的出口通过管体与所述除尘盒的左端连接，所述除尘盒的右端固定有延伸至所述建筑墙体外的管道，所述除尘盒内填充有活性炭；所述除尘盒内从左往右依次固定有左挡板和右挡板，所述左挡板的顶部固定在所述除尘盒的顶部，底部与所述除尘盒的底端形成下气体通道，所述左挡板的底部固定在所述除尘盒的底部，顶部与所述除尘盒的顶端形成上气体通道；
所述光伏板基于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；所述光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO2复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述抽风机的进口连接有喇叭状进口。
3.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述吊灯包括固定在所述楼板底部的抽插吊杆、固定在所述抽插吊杆底部的吊灯本体，所述抽插吊杆包括固定在楼板底部的杆体、固定在所述吊灯本体顶部的套管，所述杆体的底端延伸至所述套管内，所述套管的外壁通过螺纹连接有一锁紧螺丝，所述锁紧螺丝的端头延伸至所述套管内腔中并与所述杆体的外壁紧密接触。
4.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述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，从而形成所述TiO2复合薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述TiO2复合薄膜的厚度为15-25μm。
6.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，TiO2复合薄膜中，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。
7.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述TiO2纳米颗粒的粒径为50nm。
8.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，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。
9.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池的制备步骤：
步骤1，制备光阳极
a)制备Zn2SnO4
将0.4g的L-色氨酸溶解在30ml水中，使其置于65℃环境下，然后向上述溶液中加入0.21g的SnCl4·4H2O和0.263g的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，依次用去离子水、无水乙醇各清洗三次，然后70℃干燥12h，得到沉淀即为Zn2SnO4；
b)制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
通过水热法制备TiO2纳米片：在室温下，取10ml钛酸四丁酯，将其放入50ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后，在搅拌情况下加入1.4ml的49wt.％氢氟酸溶液，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，得到所述TiO2纳米片；
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，然后干燥得到所述的SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
c)制备光阳极
首先，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；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，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；
步骤2，制备对电极
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；
步骤3，封装
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。
CN201810475666.0A 2018-05-17 2018-05-17 一种环保智能建筑装置 Pending CN108708507A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810475666.0A CN108708507A (zh) 2018-05-17 2018-05-17 一种环保智能建筑装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810475666.0A CN108708507A (zh) 2018-05-17 2018-05-17 一种环保智能建筑装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108708507A true CN108708507A (zh) 2018-10-26

Family

ID=63869283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810475666.0A Pending CN108708507A (zh) 2018-05-17 2018-05-17 一种环保智能建筑装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108708507A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115182623A (zh) * 2022-06-28 2022-10-14 象山电力实业有限公司 一种新能源电力营销智慧小屋

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1168136A (ja) * 1997-08-08 1999-03-09 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュール、その製造方法及び取付構造
US20140352765A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Dye-sensitized solar cell module, greenhouse, and building
CN106971852A (zh) * 2017-04-14 2017-07-21 上海为然环保科技有限公司 一种改进型光阳极结构的染料敏化太阳能电池
CN206376361U (zh) * 2017-01-16 2017-08-04 邢台职业技术学院 一种环保智能建筑装置
CN107026023A (zh) * 2017-04-14 2017-08-08 上海耐相智能科技有限公司 基于太阳能蓄能的交通指示装置
CN107039190A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海为然环保科技有限公司 一种包含二氧化钛空心球结构的染料敏化太阳能电池
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

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1168136A (ja) * 1997-08-08 1999-03-09 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュール、その製造方法及び取付構造
US20140352765A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Dye-sensitized solar cell module, greenhouse, and building
CN206376361U (zh) * 2017-01-16 2017-08-04 邢台职业技术学院 一种环保智能建筑装置
CN106971852A (zh) * 2017-04-14 2017-07-21 上海为然环保科技有限公司 一种改进型光阳极结构的染料敏化太阳能电池
CN107026023A (zh) * 2017-04-14 2017-08-08 上海耐相智能科技有限公司 基于太阳能蓄能的交通指示装置
CN107039190A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海为然环保科技有限公司 一种包含二氧化钛空心球结构的染料敏化太阳能电池
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115182623A (zh) * 2022-06-28 2022-10-14 象山电力实业有限公司 一种新能源电力营销智慧小屋
CN115182623B (zh) * 2022-06-28 2023-09-12 象山电力实业有限公司 一种新能源电力营销智慧小屋

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101702377B (zh) 一种氧化锌/二氧化钛杂化电极及其制备方法
CN104393103B (zh) 一种Cu2ZnSnS4半导体薄膜的制备方法及其应用
CN101894674B (zh) 一种染料敏化太阳能电池复合光阳极及其制备方法
CN105895378B (zh) 染料敏化太阳能电池双层二氧化钛光阳极的制备方法
CN108708507A (zh) 一种环保智能建筑装置
CN107633951B (zh) 一种利用四氯化钛水解制备同质阻挡层/骨架结构的方法及其应用
CN105489381B (zh) 染料敏化太阳能电池光散射层及其制备方法
CN106449984A (zh) 一种稳定的大面积钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN105244171B (zh) 一种原位合成ZnO纳米片光阳极膜及其制备方法
CN108511197B (zh) 基于三层TiO2复合薄膜的染料电池
CN106195885B (zh) 一种太阳能灯
CN108597879A (zh) 一种TiO2纳米线/NiO纳米片/卟啉复合材料的制备方法
CN109390159A (zh) 一种光能高效利用的染料敏化太阳能电池和系统
CN108899422B (zh) HxMoO3-y纳米材料、HxMoO3-y电极以及包含其的太阳能电池及制备方法
CN105957719B (zh) 一种节能型室外空气净化机
CN108551298A (zh) 一种环保智能建筑装置
CN106367796A (zh) 一种层叠形二氧化钛/硒化镉/金复合薄膜的制备方法
CN103896330B (zh) 改性二氧化钛、其制备方法和用其形成的太阳能电池
CN103346017A (zh) 一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法
CN108683404A (zh) 一种太阳能设备的抽拉式太阳能收集装置
CN104269273A (zh) 纳米中空刺球结构的TiO2、制备方法及用于太阳能电池光阳极
CN102254693A (zh) 染料敏化太阳电池光阳极的制备方法
CN108740084A (zh) 一种基于太阳能发电发热的茶叶加工设备
CN108506864A (zh) 一种物联网太阳能智能路灯
CN108649678A (zh) 用于建筑物的分布式太阳能照明供电系统

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: 20181026

RJ01 Rejection of invention patent application after publication