CN207729433U - 一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及消防安全技术领域，特指一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，包括可固定于墙体上的壳体与设于壳体外表面的钙钛矿光能薄膜电池，钙钛矿光能薄膜电池与壳体之间设有LED灯板与电路模块，钙钛矿光能薄膜电池与LED灯板分别电联接于电路模块。以钙钛矿光能薄膜电池为电源，在弱光环境下具有很高的光能利用率，既使处于室内环境下，钙钛矿光能薄膜电池仍然可利用灯光等弱光获取能源并可通过电路模块进行电量存储，为LED灯板提供足够的电能，使独立消防安全出口指示灯达到免充电的效果，相比传统的基于镍镉电池组的独立安全出口指示灯相比，不需要市电供电，有效节省了能源。

Description

一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯

技术领域

本实用新型涉及消防安全技术领域，特指一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯。

背景技术

随着世界人口的增长，工业的发展和城市化步伐的加快，全球范围的能源消耗持续增长，环境污染日益严重，如何利用新型能源来减少对于传统能源的依赖，改善环境，十分重要。现有的独立消防安全出口指示灯利用市电供电，电能来源依旧是传统能源，会加重对传统能源的消耗，并且，它采用的镍镉电池组中含重金属镍镉，会对环境有污染。现有技术中也有采用单晶硅太阳能能电池的独立安全出口指示灯，然而其成本过高，且在室内弱光的情况下，性能不够明显。因此，为了节能和环保，有必要对现有技术进行改进。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，其节能环保，且可在室内储能使用，实用性强。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，包括可固定于墙体上的壳体与设于壳体外表面的钙钛矿光能薄膜电池，钙钛矿光能薄膜电池与壳体之间设有LED灯板与电路模块，钙钛矿光能薄膜电池与LED灯板分别电联接于电路模块。

进一步而言，所述钙钛矿光能薄膜电池包括由外至内依次设置的透明衬底、FTO层、电子传输层、钙钛矿光敏层、绝缘层与碳电极层，碳电极层上覆盖有透明薄膜层，透明薄膜层粘附于壳体上。

进一步而言，所述透明衬底外表面上设有路线指示箭头与安全出口字符。

进一步而言，所述碳电极层上覆盖的透明薄膜层采用紫外固化胶。

进一步而言，所述电路模块包括稳压器、电路开关、微储能电池、电源管理电路与光敏电阻，钙钛矿光能薄膜电池、稳压器、电路开关与微储能电池依次电路串联，电源管理电路电联于电路开关。

进一步而言，所述壳体的厚度为1.0cm。

本实用新型有益效果：

1.以钙钛矿光能薄膜电池为电源，在弱光环境下具有很高的光能利用率，既使处于室内环境下，钙钛矿光能薄膜电池仍然可利用灯光等弱光获取能源并可通过电路模块进行电量存储，为LED灯板提供足够的电能，使独立消防安全出口指示灯达到免充电的效果，相比传统的基于镍镉电池组的独立安全出口指示灯相比，不需要市电供电，有效节省了能源；

2.相比传统的基于单晶硅太阳能电池的独立安全出口指示灯来说，本实用新型的成本低，经济实用，节能环保，而且在弱光下的性能更是优于单晶硅太阳能电池；

3.电池的厚度和壳体的厚度很大程度上决定了独立安全出口指示灯的厚度，钙钛矿光能薄膜电池的厚度小，甚至可低至十纳米左右，本实用新型所述壳体厚度仅1cm，这直接减小了独立安全出口指示灯的厚度，本实用新型更加小巧精致；

4.本实用新型结构简单合理，可行性好，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型整体结构图；

图2是钙钛矿光能薄膜电池结构图；

图3是电路模块电路图。

1.钙钛矿光能薄膜电池；2.电路模块；3.壳体；4.透明衬底；5.FTO层；6.电子传输层；7.钙钛矿光敏层；8.绝缘层；9.碳电极层；10.稳压器；11.电路开关；12.微储能电池；13.电源管理电路；14.光敏电阻。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

如图1所示，本实用新型所述一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，包括可固定于墙体上的壳体3与设于壳体3外表面的钙钛矿光能薄膜电池1，钙钛矿光能薄膜电池1与壳体3之间设有LED灯板与电路模块2，钙钛矿光能薄膜电池1与LED灯板分别电联接于电路模块2。以上所述构成本实用新型基本结构。

本实用新型采用这样的结构设置，其工作原理是：通过壳体3固定于室内墙体上，以钙钛矿光能薄膜电池1为电源，在弱光环境下具有很高的光能利用率，既使处于室内环境下，钙钛矿光能薄膜电池1仍然可利用灯光等弱光获取能源并可通过电路模块2进行电量存储，为LED灯板提供足够的电能，使独立消防安全出口指示灯达到免充电的效果，相比传统的基于镍镉电池组的独立安全出口指示灯相比，不需要市电供电，有效节省了能源；相比传统的基于单晶硅太阳能电池的独立安全出口指示灯来说，本实用新型的成本更低，经济实用，节能且环保，而且在弱光下的性能更是优于单晶硅太阳能电池。

如图2所示，所述钙钛矿光能薄膜电池1包括由外至内依次设置的透明衬底4、FTO层5、电子传输层6、钙钛矿光敏层7、绝缘层8与碳电极层9，碳电极层9上覆盖有透明薄膜层，透明薄膜层粘附于壳体3上。采用这样的结构设置，钙钛矿光能薄膜电池1的发电原理是：在接受室内弱光照射时，钙钛矿光能薄膜电池1的钙钛矿光敏层7首先吸收光子产生未复合的电子和空穴对，这些未复合的电子和空穴对分别被电子传输层6和绝缘层8收集，即电子从钙钛矿光敏层7传输到电子传输层6，被FTO层5收集，空穴对从钙钛矿光敏层7传输到绝缘层8，最后被碳电极层9收集，并通过FTO层5和碳电极层9的电路而产生不电流。本实用新型所述钙钛矿光能薄膜电池1在室内微光(接近0.001个太阳光)的环境下仍能保持7％的光电转化率。

更具体而言，所述透明衬底4外表面上设有路线指示箭头与安全出口字符。采用这样的结构设置，透明衬底4为受光面，其置于电池最外层，通过LED灯可将透明衬底4外表面上设有的路线指示箭头与安全出口字符照亮，起到提醒功能。

更具体而言，所述碳电极层9上覆盖的透明薄膜层采用紫外固化胶。紫外固化胶具有固化快、耗能少、无溶剂污染等优点，是一种新型的节能环保胶粘剂。

如图3所示，所述电路模块2包括稳压器10、电路开关11、微储能电池12、电源管理电路13与光敏电阻14，钙钛矿光能薄膜电池1、稳压器10、电路开关11与微储能电池12依次电路串联，电源管理电路13电联于电路开关11。本实用新型所述电路模块2从逻辑功能上可以分为光能的采集与电能的转换、前期电能的处理、储能电池的充电与放电电路、负载电路以及对整个系统的能源进行管理和控制的电源管理和总控制电路这几个部分。本实用新型电路连接后带加入了测试电路和强制模式电路，测试电路即模拟指示灯需要工作的情况，用以检验此指示灯是否可以正常工作；强制模式电路即在在储能电池尚有余能时，通过电路开关能强制指示灯工作，以此满足某些特殊的情况下的需求。

更具体而言，电池的厚度和壳体的厚度很大程度上决定了独立安全出口指示灯的厚度，钙钛矿光能薄膜电池的厚度小，甚至可低至十纳米左右，本实用新型所述壳体厚度仅1cm，这直接减小了独立安全出口指示灯的厚度，本实用新型更加小巧精致。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，其特征在于：包括可固定于墙体上的壳体(3)与设于壳体(3)外表面的钙钛矿光能薄膜电池(1)，所述钙钛矿光能薄膜电池(1)与壳体(3)之间设有LED灯板与电路模块(2)，所述钙钛矿光能薄膜电池(1)与LED灯板分别电联接于电路模块(2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，其特征在于：所述钙钛矿光能薄膜电池(1)包括由外至内依次设置的透明衬底(4)、FTO层(5)、电子传输层(6)、钙钛矿光敏层(7)、绝缘层(8)与碳电极层(9)，所述碳电极层(9)上覆盖有透明薄膜层，所述透明薄膜层粘附于壳体(3)上。

3.根据权利要求2所述的一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，其特征在于：所述透明衬底(4)外表面上设有路线指示箭头与安全出口字符。

4.根据权利要求2所述的一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，其特征在于：所述碳电极层(9)上覆盖的透明薄膜层采用紫外固化胶。

5.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，其特征在于：所述电路模块(2)包括稳压器(10)、电路开关(11)、微储能电池(12)、电源管理电路(13)与光敏电阻(14)，所述钙钛矿光能薄膜电池(1)、稳压器(10)、电路开关(11)与微储能电池(12)依次电路串联，所述电源管理电路(13)电联于电路开关(11)。

6.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿光能薄膜电池的独立消防安全出口指示灯，其特征在于：所述壳体(3)的厚度为1.0cm。