本申請(qǐng)涉及充電站領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能充電站。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能等清潔型能源已經(jīng)越來(lái)越受到重視，但真正在社會(huì)生活中實(shí)際使用的卻很少，同時(shí)，目前已經(jīng)有一些僅靠電力來(lái)提供動(dòng)力的汽車等工具，但這類工具充電卻較為麻煩，尤其是居住在城市樓房里人，電力汽車和電瓶車等充電都很麻煩。

現(xiàn)階段太陽(yáng)能的資源最豐富，也最普遍，其受季節(jié)、地形的影響較小，并且太陽(yáng)能使用清潔，可以極大的減少溫室氣體和有毒氣體等的產(chǎn)生。隨著今天先進(jìn)科技的發(fā)展，太陽(yáng)能技術(shù)的研究正處理蓬勃發(fā)展的階段，太陽(yáng)能電池技術(shù)是如今利用太陽(yáng)能的最有效方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N太陽(yáng)能充電站。

本申請(qǐng)通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種太陽(yáng)能充電站，包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池和充電設(shè)備，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板與所述蓄電池電性連接，所述充電設(shè)備與蓄電池電性連接，所述太陽(yáng)能電池板設(shè)置在向陽(yáng)處用于吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，充電設(shè)備用于為其他耗電設(shè)備充電。

本申請(qǐng)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

1.在本申請(qǐng)的太陽(yáng)能充電站中，染料敏化太陽(yáng)電池采用碳納米材料作為光陽(yáng)極的導(dǎo)電層，其表面絲網(wǎng)印刷一層大顆粒TiO2；碳納米材料采用簡(jiǎn)單的旋涂法和火焰法制備，其中，采用十二烷基硫酸鈉(K12)作為造孔劑，制得的碳納米材料同時(shí)含有碳納米管和碳納米纖維，其具有分層多孔結(jié)構(gòu)，電阻值較低，碳納米材料的分層多孔結(jié)構(gòu)具有大的表面積，利于提高大顆粒TiO2的均勻性、分散性，進(jìn)一步地，可以更多的吸附染料分子，從提高染料分子的密度方面有利于提高太陽(yáng)光的光電轉(zhuǎn)換效率。

2.本申請(qǐng)涉及的太陽(yáng)能充電站中，在染料敏化太陽(yáng)電池的對(duì)電極方面，同時(shí)采用與光陽(yáng)極相同的碳納米材料和金屬Ni作為對(duì)電極的催化層，碳納米材料具有分層的多孔結(jié)構(gòu)，金屬Ni可以很好的分散在其中，大大提高了對(duì)電解液還原反應(yīng)的催化效率；并且在對(duì)電極Ti基底與碳納米材料之間磁控濺射一層Cr膜；碳納米材料由于具有分層的多孔結(jié)構(gòu)，其有利于對(duì)電解質(zhì)還原反應(yīng)催化效率的提高；此外，對(duì)電極基底與碳納米材料之間增加一層Cr膜，其作為過(guò)渡層，增加了碳納米材料與Ti基底的吸附粘度，同時(shí)在界面處形成兩個(gè)歐姆接觸，增加了對(duì)電極的導(dǎo)電性。

本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說(shuō)明

此處的附圖被并入說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明太陽(yáng)能充電站中的染料敏化太陽(yáng)電池制作流程圖。

其中，1-太陽(yáng)能電池板，2-蓄電池，3-充電設(shè)備。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本申請(qǐng)的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本申請(qǐng)。此外，本申請(qǐng)可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不只是所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本申請(qǐng)?zhí)峁┝说母鞣N特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的可應(yīng)用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征值“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

在本申請(qǐng)的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。

眾所周知，傳統(tǒng)能源包括各種化石能源，比如煤、石油、天然氣等，傳統(tǒng)能源在短時(shí)間內(nèi)不具備可再生性，隨著持續(xù)的開(kāi)發(fā)利用，其儲(chǔ)量逐漸減少；另一方面，傳統(tǒng)能源的提煉過(guò)程一般會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)、溫室氣體等，從而破壞生態(tài)環(huán)境，造成環(huán)境污染，現(xiàn)如今生態(tài)問(wèn)題與極端氣候，已經(jīng)給人類使用傳統(tǒng)能源的方式敲響了警鐘。因此，積極尋找、開(kāi)發(fā)利用可替代的新能源成為迫切需要。

現(xiàn)今，研究較多的新能源包括水能、風(fēng)能、核能、潮汐能、生物質(zhì)能和太陽(yáng)能。這其中，太陽(yáng)能的資源最豐富，也最普遍，其受季節(jié)、地形的影響較小，并且太陽(yáng)能使用清潔，可以極大的減少溫室氣體和有毒氣體等的產(chǎn)生。隨著今天先進(jìn)科技的發(fā)展，太陽(yáng)能技術(shù)的研究正處理蓬勃發(fā)展的階段，太陽(yáng)能電池技術(shù)是如今利用太陽(yáng)能的最有效方式。太陽(yáng)能電池經(jīng)歷了大概三個(gè)發(fā)展階段：硅太陽(yáng)能電池、薄膜太陽(yáng)能電池和染料敏化太陽(yáng)能電池。硅太陽(yáng)能電池現(xiàn)今應(yīng)用最廣泛，其轉(zhuǎn)換效率高，性能穩(wěn)定，但是提煉高純硅需要消耗大量能源；薄膜太陽(yáng)能電池的制造成本相比傳統(tǒng)能源價(jià)格較高，制備原料多有毒性，生產(chǎn)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。

染料敏化太陽(yáng)電池(DSSC)一般為三明治結(jié)構(gòu)，包括光陽(yáng)極、對(duì)電極和電解質(zhì)。光陽(yáng)極一般是由透明導(dǎo)電基底和位于導(dǎo)電基底上的納米薄膜構(gòu)成，導(dǎo)電基底一般為ITO、FTO等導(dǎo)電玻璃，納米薄膜表面吸附有染料分子，染料分子主要作用是吸收光子的能量，產(chǎn)生電子；對(duì)電極一般由導(dǎo)電基底和位于其表面的催化材料組成，與光陽(yáng)極相同，導(dǎo)電基底一般為ITO、FTO等導(dǎo)電玻璃或其它導(dǎo)電材料，催化材料一般為貴金屬鉑，催化材料用來(lái)還原電解質(zhì)中氧化-還原對(duì)，保證染料電池的循環(huán)能夠順利進(jìn)行；電解質(zhì)一般為含有氧化-還原對(duì)的液體，其中比較典型的為碘負(fù)/碘三負(fù)離子，通過(guò)被氧化與被還原參與循環(huán)過(guò)程。

目前，對(duì)染料敏化太陽(yáng)電池的研究主要集中在各部分材料的最優(yōu)化選擇與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，比如，光陽(yáng)極研究方面，可以引入散射層、增加染料對(duì)光譜的吸收范圍，對(duì)電極研究方面，有催化層材料的替換、電極結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等。傳統(tǒng)的DSSC的對(duì)電極使用價(jià)格昂貴的金屬鉑為催化材料，由于成本問(wèn)題，其不利于大規(guī)模應(yīng)用；另外，光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)對(duì)DSSC光電轉(zhuǎn)換效率有很大的影響，有目的的改變納米材料的結(jié)構(gòu)是一種提高染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的有效手段。

本發(fā)明中太陽(yáng)能充電站所涉及的染料敏化太陽(yáng)電池，針對(duì)現(xiàn)有染料敏化太陽(yáng)電池中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)制備了一種具有新型電極結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽(yáng)電池，采用碳納米材料作為光陽(yáng)極染料分子的承載層，同時(shí)作為對(duì)電極的催化層，其碳納米材料制備過(guò)程簡(jiǎn)單，制備的染料敏化太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率高，太陽(yáng)電池工作穩(wěn)定性好。

實(shí)施例一：

由圖1，本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能充電站，包括太陽(yáng)能電池板1、蓄電池2和充電設(shè)備3，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板1與所述蓄電池2電性連接，所述充電設(shè)備3與蓄電池2電性連接，所述太陽(yáng)能電池板1設(shè)置在向陽(yáng)處用于吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，充電設(shè)備3用于為其他耗電設(shè)備充電。

優(yōu)選地，所述充電設(shè)備3分為電力汽車充電設(shè)備、手機(jī)充電設(shè)備、筆記本電腦充電設(shè)備以及電瓶車充電設(shè)備。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能電池板1為染料敏化太陽(yáng)電池。

優(yōu)選地，所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、電解液和對(duì)電極構(gòu)成；所述光陽(yáng)極由外而內(nèi)依次為ITO基底、碳納米材料、大顆粒TiO2、染料分子；所述對(duì)電極由外而內(nèi)依次為Ti基底、Cu薄膜、碳納米材料、Ni薄膜；所述光陽(yáng)極與所述對(duì)電極間距為100μm；所述Ni厚度為5nm。

優(yōu)選地，圖2示出了所述染料敏化太陽(yáng)電池制作流程圖，其具體制備步驟如下：

S1，制作對(duì)電極：

a)清洗、處理Ti基底：

采用Ti作為對(duì)電極的基底，選取合適大小(如5cm×5cm)的Ti片，清洗后，然后用砂紙打磨，砂紙的目數(shù)遞增，每種目數(shù)的砂紙打磨20min，使得Ti基底表面去除明顯的雜質(zhì)，并且存在凹凸度，利用磁控濺射法在其表面蒸鍍一層金屬Cu薄膜，厚度為300nm，然后，將Ti基底放入鹽酸溶液浸泡30min，用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將Ti基底自然晾干；

b)Ti基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

80℃下，配制NiSO4溶液和十二烷基硫酸鈉(K12)溶液，濃度分別為21％～42％和18％～35％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，然后各取200ml，在磁力攪拌下混合均勻，利用勻膠機(jī)將其旋涂于a步得到的Ti基底表面，干燥2h后，將其放在火焰表面處理20min，即在Ti基底表面形成碳納米材料；

c)制作催化劑Ni薄膜

取上述得到的Ti基底，放入磁控濺射儀中，蒸鍍一層Ni薄膜，其中，本底真空為1.5×10-3pa，即得對(duì)電極；

S2，制作光陽(yáng)極：

a)清洗、處理ITO基底：

光陽(yáng)極基底采用ITO玻璃，選取與對(duì)電極Ti基底相同尺寸的ITO基底，按照步驟一中，用砂紙打磨ITO基底，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將ITO基底自然晾干；

b)ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

采用步驟一b)中相同方法，在ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料，

c)絲網(wǎng)印刷大顆粒TiO2：

取15g的大顆粒(900nm)TiO2納米顆粒和5ml冰醋酸混合均勻，然后逐滴加入去離子水和乙醇研磨，研磨時(shí)間為4h，將研磨好的混合溶液中加入松油醇，在超聲清洗機(jī)中進(jìn)行超聲分散，隨后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中將多余的無(wú)水乙醇蒸出，然后將剩下的漿料繼續(xù)研磨3h，即得到大顆粒TiO2漿料；利用絲網(wǎng)印刷的方法將制得的大顆粒TiO2漿料旋涂于生長(zhǎng)有碳納米材料的ITO基底上，大顆粒TiO2漿料厚度為2500nm，然后將ITO基底放入馬弗爐中400℃煅燒30min

d)吸附染料：

取N719與叔丁醇和乙腈的混合溶液(體積比1:1)配置成0.6mM的染料溶液，將煅燒后的ITO基底放入染料溶液中，經(jīng)過(guò)28h的染料浸泡后取出，用乙腈沖洗2min，烘干，即得光陽(yáng)極；

S3，填充電解質(zhì)溶液及封裝：

將吸附染料的光陽(yáng)極與對(duì)電極相對(duì)放置，用沙林樹(shù)脂將其封裝在一起，光陽(yáng)極與對(duì)電極之間厚度為100μm，最后向其間隙灌注電解液，電解質(zhì)溶液為0.06M的單質(zhì)碘，1.2M的1-甲基-3丙基咪唑碘，0.7M的硫氰酸胍，0.6M的叔丁基吡啶的乙腈溶液，灌裝完畢后封堵電解質(zhì)灌注口，完成染料敏化太陽(yáng)電池的制備。

優(yōu)選地，本發(fā)明太陽(yáng)能充電站中的染料敏化太陽(yáng)電池中對(duì)電極與光陽(yáng)極均采用了相同的碳納米材料。碳納米材料的下部接近基底部分相對(duì)致密甚至呈板結(jié)，呈現(xiàn)致密層，上部分，彼此分開(kāi)，呈現(xiàn)多孔層，致密層與多孔層厚度比例為1:3。對(duì)該染料敏化太陽(yáng)電池進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量，模擬太陽(yáng)光通過(guò)模擬太陽(yáng)光產(chǎn)生器形成，光強(qiáng)為100mWcm-2，且光譜滿足AM1.5標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試的到，該染料敏化太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓為0.72±0.05V，短路電流密度為9.6±0.1mAcm-2，轉(zhuǎn)換效率為12.3％。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站中，染料敏化太陽(yáng)電池采用制作過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉的碳納米材料作為對(duì)電極的催化層和光陽(yáng)極的導(dǎo)電層，該碳納米材料具有獨(dú)特的致密層和多孔層，應(yīng)用于對(duì)電極，其多孔結(jié)構(gòu)有利于電解質(zhì)還原反應(yīng)的催化，并且其與過(guò)渡層Cr形成歐姆接觸，具有較低的電阻，應(yīng)用于光陽(yáng)極，其大大增加了大顆粒TiO2的分散性、均勻性，進(jìn)一步地提高了染料的吸附率，采用該電極結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽(yáng)電池表現(xiàn)出更高的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)光的高效利用，并且該重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，光電轉(zhuǎn)換效率高，具備很大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

實(shí)施例二：

由圖1，本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能充電站，包括太陽(yáng)能電池板1、蓄電池2和充電設(shè)備3，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板1與所述蓄電池2電性連接，所述充電設(shè)備3與蓄電池2電性連接，所述太陽(yáng)能電池板1設(shè)置在向陽(yáng)處用于吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，充電設(shè)備3用于為其他耗電設(shè)備充電。

優(yōu)選地，所述充電設(shè)備3分為電力汽車充電設(shè)備、手機(jī)充電設(shè)備、筆記本電腦充電設(shè)備以及電瓶車充電設(shè)備。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能電池板1為染料敏化太陽(yáng)電池。

優(yōu)選地，所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、電解液和對(duì)電極構(gòu)成；所述光陽(yáng)極由外而內(nèi)依次為ITO基底、碳納米材料、大顆粒TiO2、染料分子；所述對(duì)電極由外而內(nèi)依次為Ti基底、Cu薄膜、碳納米材料、Ni薄膜；所述光陽(yáng)極與所述對(duì)電極間距為100μm；所述Ni厚度為5nm。

優(yōu)選地，圖2示出了所述染料敏化太陽(yáng)電池制作流程圖，其具體制備步驟如下：

S1，制作對(duì)電極：

a)清洗、處理Ti基底：

采用Ti作為對(duì)電極的基底，選取合適大小(如5cm×5cm)的Ti片，清洗后，然后用砂紙打磨，砂紙的目數(shù)遞增，每種目數(shù)的砂紙打磨20min，使得Ti基底表面去除明顯的雜質(zhì)，并且存在凹凸度，利用磁控濺射法在其表面蒸鍍一層金屬Cu薄膜，厚度為300nm，然后，將Ti基底放入鹽酸溶液浸泡30min，用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將Ti基底自然晾干；

b)Ti基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

80℃下，配制NiSO4溶液和十二烷基硫酸鈉(K12)溶液，濃度分別為21％～42％和18％～35％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，然后各取200ml，在磁力攪拌下混合均勻，利用勻膠機(jī)將其旋涂于a步得到的Ti基底表面，干燥2h后，將其放在火焰表面處理20min，即在Ti基底表面形成碳納米材料；

c)制作催化劑Ni薄膜

取上述得到的Ti基底，放入磁控濺射儀中，蒸鍍一層Ni薄膜，其中，本底真空為1.5×10-3pa，即得對(duì)電極；

S2，制作光陽(yáng)極：

a)清洗、處理ITO基底：

光陽(yáng)極基底采用ITO玻璃，選取與對(duì)電極Ti基底相同尺寸的ITO基底，按照步驟一中，用砂紙打磨ITO基底，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將ITO基底自然晾干；

b)ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

采用步驟一b)中相同方法，在ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料，

c)絲網(wǎng)印刷大顆粒TiO2：

取15g的大顆粒(900nm)TiO2納米顆粒和5ml冰醋酸混合均勻，然后逐滴加入去離子水和乙醇研磨，研磨時(shí)間為4h，將研磨好的混合溶液中加入松油醇，在超聲清洗機(jī)中進(jìn)行超聲分散，隨后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中將多余的無(wú)水乙醇蒸出，然后將剩下的漿料繼續(xù)研磨3h，即得到大顆粒TiO2漿料；利用絲網(wǎng)印刷的方法將制得的大顆粒TiO2漿料旋涂于生長(zhǎng)有碳納米材料的ITO基底上，大顆粒TiO2漿料厚度為2500nm，然后將ITO基底放入馬弗爐中400℃煅燒30min

d)吸附染料：

取N719與叔丁醇和乙腈的混合溶液(體積比1:1)配置成0.6mM的染料溶液，將煅燒后的ITO基底放入染料溶液中，經(jīng)過(guò)28h的染料浸泡后取出，用乙腈沖洗2min，烘干，即得光陽(yáng)極；

S3，填充電解質(zhì)溶液及封裝：

將吸附染料的光陽(yáng)極與對(duì)電極相對(duì)放置，用沙林樹(shù)脂將其封裝在一起，光陽(yáng)極與對(duì)電極之間厚度為100μm，最后向其間隙灌注電解液，電解質(zhì)溶液為0.06M的單質(zhì)碘，1.2M的1-甲基-3丙基咪唑碘，0.7M的硫氰酸胍，0.6M的叔丁基吡啶的乙腈溶液，灌裝完畢后封堵電解質(zhì)灌注口，完成染料敏化太陽(yáng)電池的制備。

優(yōu)選地，本發(fā)明太陽(yáng)能充電站的染料敏化太陽(yáng)電池中對(duì)電極與光陽(yáng)極均采用了相同的碳納米材料。碳納米材料的下部接近基底部分相對(duì)致密甚至呈板結(jié)，呈現(xiàn)致密層，上部分，彼此分開(kāi)，呈現(xiàn)多孔層，致密層與多孔層厚度比例為1:1。對(duì)本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)電池進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量，模擬太陽(yáng)光通過(guò)模擬太陽(yáng)光產(chǎn)生器形成，光強(qiáng)為100mWcm-2，且光譜滿足AM1.5標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試的到，該染料敏化太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓為0.72±0.05V，短路電流密度為9.6±0.1mAcm-2，轉(zhuǎn)換效率為10.6％。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站中，染料敏化太陽(yáng)電池采用制作過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉的碳納米材料作為對(duì)電極的催化層和光陽(yáng)極的導(dǎo)電層，該碳納米材料具有獨(dú)特的致密層和多孔層，應(yīng)用于對(duì)電極，其多孔結(jié)構(gòu)有利于電解質(zhì)還原反應(yīng)的催化，并且其與過(guò)渡層Cr形成歐姆接觸，具有較低的電阻，應(yīng)用于光陽(yáng)極，其大大增加了大顆粒TiO2的分散性、均勻性，進(jìn)一步地提高了染料的吸附率，采用該電極結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽(yáng)電池表現(xiàn)出更高的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)光的高效利用，并且該重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，光電轉(zhuǎn)換效率高，具備很大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

實(shí)施例三：

由圖1，本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能充電站，包括太陽(yáng)能電池板1、蓄電池2和充電設(shè)備3，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板1與所述蓄電池2電性連接，所述充電設(shè)備3與蓄電池2電性連接，所述太陽(yáng)能電池板1設(shè)置在向陽(yáng)處用于吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，充電設(shè)備3用于為其他耗電設(shè)備充電。

優(yōu)選地，所述充電設(shè)備3分為電力汽車充電設(shè)備、手機(jī)充電設(shè)備、筆記本電腦充電設(shè)備以及電瓶車充電設(shè)備。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能電池板1為染料敏化太陽(yáng)電池。

優(yōu)選地，所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、電解液和對(duì)電極構(gòu)成；所述光陽(yáng)極由外而內(nèi)依次為ITO基底、碳納米材料、大顆粒TiO2、染料分子；所述對(duì)電極由外而內(nèi)依次為Ti基底、Cu薄膜、碳納米材料、Ni薄膜；所述光陽(yáng)極與所述對(duì)電極間距為100μm；所述Ni厚度為5nm。

優(yōu)選地，圖2示出了所述染料敏化太陽(yáng)電池制作流程圖，其具體制備步驟如下：

S1，制作對(duì)電極：

a)清洗、處理Ti基底：

采用Ti作為對(duì)電極的基底，選取合適大小(如5cm×5cm)的Ti片，清洗后，然后用砂紙打磨，砂紙的目數(shù)遞增，每種目數(shù)的砂紙打磨20min，使得Ti基底表面去除明顯的雜質(zhì)，并且存在凹凸度，利用磁控濺射法在其表面蒸鍍一層金屬Cu薄膜，厚度為300nm，然后，將Ti基底放入鹽酸溶液浸泡30min，用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將Ti基底自然晾干；

b)Ti基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

80℃下，配制NiSO4溶液和十二烷基硫酸鈉(K12)溶液，濃度分別為21％～42％和18％～35％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，然后各取200ml，在磁力攪拌下混合均勻，利用勻膠機(jī)將其旋涂于a步得到的Ti基底表面，干燥2h后，將其放在火焰表面處理20min，即在Ti基底表面形成碳納米材料；

c)制作催化劑Ni薄膜

取上述得到的Ti基底，放入磁控濺射儀中，蒸鍍一層Ni薄膜，其中，本底真空為1.5×10-3pa，即得對(duì)電極；

S2，制作光陽(yáng)極：

a)清洗、處理ITO基底：

光陽(yáng)極基底采用ITO玻璃，選取與對(duì)電極Ti基底相同尺寸的ITO基底，按照步驟一中，用砂紙打磨ITO基底，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將ITO基底自然晾干；

b)ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

采用步驟一b)中相同方法，在ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料，

c)絲網(wǎng)印刷大顆粒TiO2：

取15g的大顆粒(900nm)TiO2納米顆粒和5ml冰醋酸混合均勻，然后逐滴加入去離子水和乙醇研磨，研磨時(shí)間為4h，將研磨好的混合溶液中加入松油醇，在超聲清洗機(jī)中進(jìn)行超聲分散，隨后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中將多余的無(wú)水乙醇蒸出，然后將剩下的漿料繼續(xù)研磨3h，即得到大顆粒TiO2漿料；利用絲網(wǎng)印刷的方法將制得的大顆粒TiO2漿料旋涂于生長(zhǎng)有碳納米材料的ITO基底上，大顆粒TiO2漿料厚度為2500nm，然后將ITO基底放入馬弗爐中400℃煅燒30min

d)吸附染料：

取N719與叔丁醇和乙腈的混合溶液(體積比1:1)配置成0.6mM的染料溶液，將煅燒后的ITO基底放入染料溶液中，經(jīng)過(guò)28h的染料浸泡后取出，用乙腈沖洗2min，烘干，即得光陽(yáng)極；

S3，填充電解質(zhì)溶液及封裝：

將吸附染料的光陽(yáng)極與對(duì)電極相對(duì)放置，用沙林樹(shù)脂將其封裝在一起，光陽(yáng)極與對(duì)電極之間厚度為100μm，最后向其間隙灌注電解液，電解質(zhì)溶液為0.06M的單質(zhì)碘，1.2M的1-甲基-3丙基咪唑碘，0.7M的硫氰酸胍，0.6M的叔丁基吡啶的乙腈溶液，灌裝完畢后封堵電解質(zhì)灌注口，完成染料敏化太陽(yáng)電池的制備。

優(yōu)選地，本發(fā)明太陽(yáng)能充電站的染料敏化太陽(yáng)電池中對(duì)電極與光陽(yáng)極均采用了相同的碳納米材料。碳納米材料的下部接近基底部分相對(duì)致密甚至呈板結(jié)，呈現(xiàn)致密層，上部分，彼此分開(kāi)，呈現(xiàn)多孔層，致密層與多孔層厚度比例為1:2。對(duì)本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)電池進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量，模擬太陽(yáng)光通過(guò)模擬太陽(yáng)光產(chǎn)生器形成，光強(qiáng)為100mWcm-2，且光譜滿足AM1.5標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試的到，該染料敏化太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓為0.72±0.05V，短路電流密度為9.6±0.1mAcm-2，轉(zhuǎn)換效率為9.1％。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站中，染料敏化太陽(yáng)電池采用制作過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉的碳納米材料作為對(duì)電極的催化層和光陽(yáng)極的導(dǎo)電層，該碳納米材料具有獨(dú)特的致密層和多孔層，應(yīng)用于對(duì)電極，其多孔結(jié)構(gòu)有利于電解質(zhì)還原反應(yīng)的催化，并且其與過(guò)渡層Cr形成歐姆接觸，具有較低的電阻，應(yīng)用于光陽(yáng)極，其大大增加了大顆粒TiO2的分散性、均勻性，進(jìn)一步地提高了染料的吸附率，采用該電極結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽(yáng)電池表現(xiàn)出更高的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)光的高效利用，并且該重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，光電轉(zhuǎn)換效率高，具備很大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

實(shí)施例四：

由圖1，本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能充電站，包括太陽(yáng)能電池板1、蓄電池2和充電設(shè)備3，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板1與所述蓄電池2電性連接，所述充電設(shè)備3與蓄電池2電性連接，所述太陽(yáng)能電池板1設(shè)置在向陽(yáng)處用于吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，充電設(shè)備3用于為其他耗電設(shè)備充電。

優(yōu)選地，所述充電設(shè)備3分為電力汽車充電設(shè)備、手機(jī)充電設(shè)備、筆記本電腦充電設(shè)備以及電瓶車充電設(shè)備。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能電池板1為染料敏化太陽(yáng)電池。

優(yōu)選地，所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、電解液和對(duì)電極構(gòu)成；所述光陽(yáng)極由外而內(nèi)依次為ITO基底、碳納米材料、大顆粒TiO2、染料分子；所述對(duì)電極由外而內(nèi)依次為Ti基底、Cu薄膜、碳納米材料、Ni薄膜；所述光陽(yáng)極與所述對(duì)電極間距為100μm；所述Ni厚度為5nm。

優(yōu)選地，圖2示出了所述染料敏化太陽(yáng)電池制作流程圖，其具體制備步驟如下：

S1，制作對(duì)電極：

a)清洗、處理Ti基底：

采用Ti作為對(duì)電極的基底，選取合適大小(如5cm×5cm)的Ti片，清洗后，然后用砂紙打磨，砂紙的目數(shù)遞增，每種目數(shù)的砂紙打磨20min，使得Ti基底表面去除明顯的雜質(zhì)，并且存在凹凸度，利用磁控濺射法在其表面蒸鍍一層金屬Cu薄膜，厚度為300nm，然后，將Ti基底放入鹽酸溶液浸泡30min，用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將Ti基底自然晾干；

b)Ti基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

80℃下，配制NiSO4溶液和十二烷基硫酸鈉(K12)溶液，濃度分別為21％～42％和18％～35％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，然后各取200ml，在磁力攪拌下混合均勻，利用勻膠機(jī)將其旋涂于a步得到的Ti基底表面，干燥2h后，將其放在火焰表面處理20min，即在Ti基底表面形成碳納米材料；

c)制作催化劑Ni薄膜

取上述得到的Ti基底，放入磁控濺射儀中，蒸鍍一層Ni薄膜，其中，本底真空為1.5×10-3pa，即得對(duì)電極；

S2，制作光陽(yáng)極：

a)清洗、處理ITO基底：

光陽(yáng)極基底采用ITO玻璃，選取與對(duì)電極Ti基底相同尺寸的ITO基底，按照步驟一中，用砂紙打磨ITO基底，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將ITO基底自然晾干；

b)ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

采用步驟一b)中相同方法，在ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料，

c)絲網(wǎng)印刷大顆粒TiO2：

取15g的大顆粒(900nm)TiO2納米顆粒和5ml冰醋酸混合均勻，然后逐滴加入去離子水和乙醇研磨，研磨時(shí)間為4h，將研磨好的混合溶液中加入松油醇，在超聲清洗機(jī)中進(jìn)行超聲分散，隨后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中將多余的無(wú)水乙醇蒸出，然后將剩下的漿料繼續(xù)研磨3h，即得到大顆粒TiO2漿料；利用絲網(wǎng)印刷的方法將制得的大顆粒TiO2漿料旋涂于生長(zhǎng)有碳納米材料的ITO基底上，大顆粒TiO2漿料厚度為2500nm，然后將ITO基底放入馬弗爐中400℃煅燒30min

d)吸附染料：

取N719與叔丁醇和乙腈的混合溶液(體積比1:1)配置成0.6mM的染料溶液，將煅燒后的ITO基底放入染料溶液中，經(jīng)過(guò)28h的染料浸泡后取出，用乙腈沖洗2min，烘干，即得光陽(yáng)極；

S3，填充電解質(zhì)溶液及封裝：

將吸附染料的光陽(yáng)極與對(duì)電極相對(duì)放置，用沙林樹(shù)脂將其封裝在一起，光陽(yáng)極與對(duì)電極之間厚度為100μm，最后向其間隙灌注電解液，電解質(zhì)溶液為0.06M的單質(zhì)碘，1.2M的1-甲基-3丙基咪唑碘，0.7M的硫氰酸胍，0.6M的叔丁基吡啶的乙腈溶液，灌裝完畢后封堵電解質(zhì)灌注口，完成染料敏化太陽(yáng)電池的制備。

優(yōu)選地，本發(fā)明太陽(yáng)能充電站的染料敏化太陽(yáng)電池中對(duì)電極與光陽(yáng)極均采用了相同的碳納米材料。碳納米材料的下部接近基底部分相對(duì)致密甚至呈板結(jié)，呈現(xiàn)致密層，上部分，彼此分開(kāi)，呈現(xiàn)多孔層，致密層與多孔層厚度比例為1:4。對(duì)本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)電池進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量，模擬太陽(yáng)光通過(guò)模擬太陽(yáng)光產(chǎn)生器形成，光強(qiáng)為100mWcm-2，且光譜滿足AM1.5標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試的到，該染料敏化太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓為0.72±0.05V，短路電流密度為9.6±0.1mAcm-2，轉(zhuǎn)換效率為10.4％。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站中，染料敏化太陽(yáng)電池采用制作過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉的碳納米材料作為對(duì)電極的催化層和光陽(yáng)極的導(dǎo)電層，該碳納米材料具有獨(dú)特的致密層和多孔層，應(yīng)用于對(duì)電極，其多孔結(jié)構(gòu)有利于電解質(zhì)還原反應(yīng)的催化，并且其與過(guò)渡層Cr形成歐姆接觸，具有較低的電阻，應(yīng)用于光陽(yáng)極，其大大增加了大顆粒TiO2的分散性、均勻性，進(jìn)一步地提高了染料的吸附率，采用該電極結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽(yáng)電池表現(xiàn)出更高的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)光的高效利用，并且該重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，光電轉(zhuǎn)換效率高，具備很大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

實(shí)施例五：

由圖1，本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能充電站，包括太陽(yáng)能電池板1、蓄電池2和充電設(shè)備3，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板1與所述蓄電池2電性連接，所述充電設(shè)備3與蓄電池2電性連接，所述太陽(yáng)能電池板1設(shè)置在向陽(yáng)處用于吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，充電設(shè)備3用于為其他耗電設(shè)備充電。

優(yōu)選地，所述充電設(shè)備3分為電力汽車充電設(shè)備、手機(jī)充電設(shè)備、筆記本電腦充電設(shè)備以及電瓶車充電設(shè)備。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能電池板1為染料敏化太陽(yáng)電池。

優(yōu)選地，所述染料敏化太陽(yáng)電池由光陽(yáng)極、電解液和對(duì)電極構(gòu)成；所述光陽(yáng)極由外而內(nèi)依次為ITO基底、碳納米材料、大顆粒TiO2、染料分子；所述對(duì)電極由外而內(nèi)依次為Ti基底、Cu薄膜、碳納米材料、Ni薄膜；所述光陽(yáng)極與所述對(duì)電極間距為100μm；所述Ni厚度為5nm。

優(yōu)選地，圖2示出了所述染料敏化太陽(yáng)電池制作流程圖，其具體制備步驟如下：

S1，制作對(duì)電極：

a)清洗、處理Ti基底：

采用Ti作為對(duì)電極的基底，選取合適大小(如5cm×5cm)的Ti片，清洗后，然后用砂紙打磨，砂紙的目數(shù)遞增，每種目數(shù)的砂紙打磨20min，使得Ti基底表面去除明顯的雜質(zhì)，并且存在凹凸度，利用磁控濺射法在其表面蒸鍍一層金屬Cu薄膜，厚度為300nm，然后，將Ti基底放入鹽酸溶液浸泡30min，用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將Ti基底自然晾干；

b)Ti基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

80℃下，配制NiSO4溶液和十二烷基硫酸鈉(K12)溶液，濃度分別為21％～42％和18％～35％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，然后各取200ml，在磁力攪拌下混合均勻，利用勻膠機(jī)將其旋涂于a步得到的Ti基底表面，干燥2h后，將其放在火焰表面處理20min，即在Ti基底表面形成碳納米材料；

c)制作催化劑Ni薄膜

取上述得到的Ti基底，放入磁控濺射儀中，蒸鍍一層Ni薄膜，其中，本底真空為1.5×10-3pa，即得對(duì)電極；

S2，制作光陽(yáng)極：

a)清洗、處理ITO基底：

光陽(yáng)極基底采用ITO玻璃，選取與對(duì)電極Ti基底相同尺寸的ITO基底，按照步驟一中，用砂紙打磨ITO基底，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗20min，隨后將ITO基底自然晾干；

b)ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料：

采用步驟一b)中相同方法，在ITO基底表面生長(zhǎng)碳納米材料，

c)絲網(wǎng)印刷大顆粒TiO2：

取15g的大顆粒(900nm)TiO2納米顆粒和5ml冰醋酸混合均勻，然后逐滴加入去離子水和乙醇研磨，研磨時(shí)間為4h，將研磨好的混合溶液中加入松油醇，在超聲清洗機(jī)中進(jìn)行超聲分散，隨后將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中將多余的無(wú)水乙醇蒸出，然后將剩下的漿料繼續(xù)研磨3h，即得到大顆粒TiO2漿料；利用絲網(wǎng)印刷的方法將制得的大顆粒TiO2漿料旋涂于生長(zhǎng)有碳納米材料的ITO基底上，大顆粒TiO2漿料厚度為2500nm，然后將ITO基底放入馬弗爐中400℃煅燒30min

d)吸附染料：

取N719與叔丁醇和乙腈的混合溶液(體積比1:1)配置成0.6mM的染料溶液，將煅燒后的ITO基底放入染料溶液中，經(jīng)過(guò)28h的染料浸泡后取出，用乙腈沖洗2min，烘干，即得光陽(yáng)極；

S3，填充電解質(zhì)溶液及封裝：

將吸附染料的光陽(yáng)極與對(duì)電極相對(duì)放置，用沙林樹(shù)脂將其封裝在一起，光陽(yáng)極與對(duì)電極之間厚度為100μm，最后向其間隙灌注電解液，電解質(zhì)溶液為0.06M的單質(zhì)碘，1.2M的1-甲基-3丙基咪唑碘，0.7M的硫氰酸胍，0.6M的叔丁基吡啶的乙腈溶液，灌裝完畢后封堵電解質(zhì)灌注口，完成染料敏化太陽(yáng)電池的制備。

優(yōu)選地，本發(fā)明太陽(yáng)能充電站的染料敏化太陽(yáng)電池中對(duì)電極與光陽(yáng)極均采用了相同的碳納米材料。碳納米材料的下部接近基底部分相對(duì)致密甚至呈板結(jié)，呈現(xiàn)致密層，上部分，彼此分開(kāi)，呈現(xiàn)多孔層，致密層與多孔層厚度比例為1:5。對(duì)本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)電池進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量，模擬太陽(yáng)光通過(guò)模擬太陽(yáng)光產(chǎn)生器形成，光強(qiáng)為100mWcm-2，且光譜滿足AM1.5標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試的到，該染料敏化太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓為0.72±0.05V，短路電流密度為9.6±0.1mAcm-2，轉(zhuǎn)換效率為8.3％。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站中，染料敏化太陽(yáng)電池采用制作過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉的碳納米材料作為對(duì)電極的催化層和光陽(yáng)極的導(dǎo)電層，該碳納米材料具有獨(dú)特的致密層和多孔層，應(yīng)用于對(duì)電極，其多孔結(jié)構(gòu)有利于電解質(zhì)還原反應(yīng)的催化，并且其與過(guò)渡層Cr形成歐姆接觸，具有較低的電阻，應(yīng)用于光陽(yáng)極，其大大增加了大顆粒TiO2的分散性、均勻性，進(jìn)一步地提高了染料的吸附率，采用該電極結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽(yáng)電池表現(xiàn)出更高的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的太陽(yáng)能充電站能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)光的高效利用，并且該重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，光電轉(zhuǎn)換效率高，具備很大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書及實(shí)踐這里公開(kāi)的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本申請(qǐng)未公開(kāi)的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。