CN207409501U - 一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗 - Google Patents
一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，包括从下至上依次设置的玻璃衬底层、第一网格状Ag纳米线电极层、n型ZnO薄膜层、P型ZnMgO薄膜层、第二网格状Ag纳米线电极层、Ag纳米粒子薄膜层，本实用新型通过Ag纳米粒子薄膜层作为掩膜，促进横向过生长，诱导位错湮灭，提高P型ZnMgO薄膜层的质量，同时，Ag纳米粒子层具有局域表面等离子体增强效应，在提高太阳能转换效率的同时，还具有自清洁功能，从而进一步降低了后期的维护成本，另外通过n型ZnO薄膜层与P型ZnMgO薄膜层构成单节太阳能电池吸收储存太阳能，另外，由于Ag粒子对红外线具有优异的反射特性，Ag纳米线和Ag纳米粒子可以将室内的大部分红外线反射回来，起到冬暖的作用。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗。
背景技术
目前，智能窗主要分为两种类型，一种为电致变色玻璃，另一种为lowe玻璃。
前者是通过电场控制玻璃颜色的变化，控制光的通过量，从而起到光线的调控作用，虽然在夏天可以起到降温的作用，但是在冬天却没有保暖的功能，而且不能很好的利用太阳光，后期成本较高。
Lowe玻璃虽然可以将照射的太阳光反射回去，可以将室内红外反射回来，但是其只能通过反射太阳光或者红外光达到保温和散热的功能，不能很好的利用太阳能，而且由于后期需要对该智能窗进行清理，进一步增加了后期智能窗的维护成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，该智能窗通过将太阳能转化为电能存储，从而充分利用太阳光。
本实用新型的技术方案为：一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，包括玻璃衬底层，所述的玻璃衬底层上设置有作为智能窗负极的第一网格状Ag纳米线电极层，所述的第一网格状Ag纳米线电极层上生长有n型ZnO薄膜层，所述的n型ZnO薄膜层上生长有P型ZnMgO薄膜层，通过n型ZnO薄膜层与P型ZnMgO薄膜层构成一个单节太阳能电池，从而用于吸收太阳能、并将太阳能转化为电能进行存储，
所述的P型ZnMgO薄膜层上设置有作为智能窗正极的第二网格状Ag纳米线电极层，所述的第二网格状Ag纳米线电极层上喷涂有Ag纳米粒子薄膜层，通过Ag纳米粒子薄膜层作为掩膜，促进横向过生长，诱导位错湮灭，提高P型ZnMgO薄膜层的质量，同时，由于Ag纳米粒子薄膜层具有局域表面等离子体增强效应，在提高太阳能转换效率的同时，还具有自清洁功能，从而进一步降低了后期的维护成本。
进一步的，所述的第一网格状Ag纳米线电极层与第二网格状Ag纳米线电极层的厚度均为50-800nm。
进一步的，所述的n型ZnO薄膜层的厚度为500-1500nm。
进一步的，所述的P型ZnMgO薄膜层的厚度为300-900nm。
进一步的，所述的Ag纳米粒子薄膜层的厚度为2-10nm。
本实用新型的有益效果为：
1、通过Ag纳米粒子薄膜层作为掩膜，促进横向过生长，诱导位错湮灭，提高P型ZnMgO薄膜层的质量，同时，Ag纳米粒子层具有局域表面等离子体增强效应，在提高太阳能转换效率的同时，还具有自清洁功能，从而进一步降低了后期的维护成本。
2、通过n型ZnO薄膜层与P型ZnMgO薄膜层构成单节太阳能电池，夏天透明太阳能电池工作，吸收太阳光转化电能进行存储，可以起到夏凉的效果；同时，通过控制太阳能电池的吸收转换效率，可以调控室内的亮度。冬天利用太阳能电池夏天存储的太阳能，提高室内亮度，并能提供热量；此外，由于Ag粒子对红外线具有优异的反射特性，Ag纳米线和Ag纳米粒子可以将室内的大部分红外线反射回来，起到冬暖的作用。
附图说明
图1为本实用新型智能窗的结构示意图。
图中，1-玻璃衬底层，2-第一网格状Ag纳米线电极层，3-n型ZnO薄膜层，4-P型ZnMgO薄膜层，5-第二网格状Ag纳米线电极层，6-Ag纳米粒子薄膜层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本实用新型提供一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，包括从下至上依次设置的玻璃衬底层1、第一网格状Ag纳米线电极层2、n型ZnO薄膜层3、P型ZnMgO薄膜层4、第二网格状Ag纳米线电极层5、Ag纳米粒子薄膜层6，其中，第一网格状Ag纳米线电极层2作为智能窗的负极使用，第二网格状Ag纳米线电极层5作为智能窗的正极使用，并且通过n型ZnO薄膜层3与P型ZnMgO薄膜层4构成一个单节太阳能电池，从而用于吸收太阳能、并将太阳能转化为电能进行存储，另外，通过Ag纳米粒子薄膜层6作为掩膜，促进横向过生长，诱导位错湮灭，提高P型ZnMgO薄膜层4的质量，同时，由于Ag纳米粒子薄膜层6具有局域表面等离子体增强效应，在提高太阳能转换效率的同时，还具有自清洁功能，从而进一步降低了后期的维护成本。
进一步的，所述的第一网格状Ag纳米线电极层2与第二网格状Ag纳米线电极层5的厚度均为50-800nm。
进一步的，所述的n型ZnO薄膜层3的厚度为500-1500nm。
进一步的，所述的P型ZnMgO薄膜层4的厚度为300-900nm。
进一步的，所述的Ag纳米粒子薄膜层6的厚度为2-10nm。
该智能窗可通过以下步骤制备得到，具体为：
S1)、通过使用静电纺丝仪在常用玻璃衬底层1上制备第一网格状Ag纳米线电极层2，然后真空炉300-600℃退火30-120min，使得Ag纳米线和玻璃衬底层键合在一起，所述的第一网格状Ag纳米线电极层2作为智能窗的负极使用；
S2)、在生长温度为300-600℃的条件下，通入醋酸锌、氧离子、掺杂源三甲基铝，并利用PECVD在第一网格状Ag纳米线电极层2上生长n型ZnO薄膜层3，其中通过醋酸锌的流量为150-600sccm，氧离子的流量为150-300sccm，掺杂源三甲基铝的流量为50-150sccm；
S3)、然后在生长温度为300-600℃的条件下，继续通入醋酸锌、氧离子、二茂镁，在n型ZnO薄膜层3上生长P型ZnMgO薄膜层4，从而得到吸收带宽为1.17eV的单节太阳能电池，通过醋酸锌的流量为150-600sccm，氧离子的流量为150-300sccm，二茂镁的流量为50-150sccm；
S4)、通过使用静电纺丝仪在P型ZnMgO薄膜层4上制备第二网格状Ag纳米线电极层5，然后真空炉400℃退火60min，使得Ag纳米线和P型ZnMgO薄膜层4键合在一起；
S5)、使用Ag纳米粒子墨水，通过喷涂的方式，将Ag纳米粒子均匀分布在第二网格状Ag纳米线电极层5上端，得到Ag纳米粒子薄膜层6，真空炉300-600℃退火，墨水挥发，使得Ag纳米粒子薄膜层6键合在P型ZnMgO薄膜层4和Ag纳米线上端。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (5)
1.一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，其特征在于：包括玻璃衬底层，所述的玻璃衬底层上设置有作为智能窗负极的第一网格状Ag纳米线电极层，所述的第一网格状Ag纳米线电极层上生长有n型ZnO薄膜层，所述的n型ZnO薄膜层上生长有P型ZnMgO薄膜层，通过n型ZnO薄膜层与P型ZnMgO薄膜层构成一个单节太阳能电池，所述的P型ZnMgO薄膜层上设置有作为智能窗正极的第二网格状Ag纳米线电极层，所述的第二网格状Ag纳米线电极层上喷涂有Ag纳米粒子薄膜层。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，其特征在于：所述的第一网格状Ag纳米线电极层与第二网格状Ag纳米线电极层的厚度均为50-800nm。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，其特征在于：所述的n型ZnO薄膜层的厚度为500-1500nm。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，其特征在于：所述的P型ZnMgO薄膜层的厚度为300-900nm。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗，其特征在于：所述的Ag纳米粒子薄膜层的厚度为2-10nm。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108022982A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-05-11 | 五邑大学 | 一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗及其制备方法 |
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2017
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108022982A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-05-11 | 五邑大学 | 一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗及其制备方法 |
| CN108022982B (zh) * | 2017-11-02 | 2024-08-09 | 珠海市惠尔美智能家居有限公司 | 一种基于ZnO基透明太阳能电池的智能窗及其制备方法 |
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