本申請涉及交通指揮裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種基于太陽能蓄能的交通指示裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車等行業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是近年來，我國汽車保有量的不斷提升，公共交通的安全問題不斷凸顯。其中，交通信號(hào)燈是交通信號(hào)中的重要組成部分，是道路交通的基本語言。交通信號(hào)燈由紅燈、綠燈、黃燈組成，分為：機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈、閃光警告信號(hào)燈、道路與鐵路平面交叉道口信號(hào)燈等等。
通常情況下，紅綠燈的結(jié)構(gòu)都比較單一，結(jié)構(gòu)簡單。所以有必要提供基于太陽能蓄能的交通指示裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種基于太陽能蓄能的交通指示裝置，以解決上述提出問題。
本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種基于太陽能蓄能的交通指示裝置，包括支撐立柱、指示標(biāo)志模塊和太陽能蓄能模塊，該支撐立柱通過固定件進(jìn)行固定，該支撐立柱的頂部通過固定件連接指示標(biāo)志模塊，該指示標(biāo)志模塊的頂部設(shè)有太陽能蓄能模塊；該指示標(biāo)志模塊上設(shè)有指示裝置，該支撐立柱上設(shè)有充電接口；上述的太陽能蓄能模塊為一種染料敏化太陽能電池，該染料敏化太陽能電池包括光陽極、吸附在光陽極表面的染料敏化劑、與光陽極對置的對電極、及設(shè)置在光陽極和對電極之間的電解液；該光陽極為一種基于sno2納米材料的光陽極，該光陽極包括fto基底、sno2顆粒層、sno2納米線層，該sno2顆粒層設(shè)于fto基底表面，該sno2納米線層嵌入上述的sno2顆粒層并在其表面形成sno2納米線層。
本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：
本發(fā)明的通過設(shè)置帶有太陽能蓄能模塊的交通指示裝置，節(jié)能環(huán)保，該太陽能蓄能模塊為一種染料敏化太陽能電池，該染料敏化太陽能電池中的光陽極基于sno2納米顆粒和sno2納米線，其具有特殊的結(jié)構(gòu)特性，該光陽極具備良好的電子傳輸通道、較高的染料吸附率、較強(qiáng)的光散射性能，基于該光陽極的太陽能蓄能模塊的光電轉(zhuǎn)換效率大大提高，使得該交通指示裝置具有良好的太陽能利用效率，節(jié)能環(huán)保。
本申請附加的方面和優(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，或通過本申請的實(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。
附圖說明
利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
圖1是本發(fā)明交通指示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明太陽能蓄能模塊中光陽極的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，11-fto基底，12-sno2顆粒層，13-sno2納米線層，15-充電接口，16-指示裝置，17-太陽能蓄能模塊，18-指示標(biāo)志模塊，19-支撐立柱，
具體實(shí)施方式
這里將詳細(xì)地對示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，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。
本申請的實(shí)施例涉及一種基于太陽能蓄能的交通指示裝置，結(jié)合圖1，包括支撐立柱19、指示標(biāo)志模塊18和太陽能蓄能模塊17，該支撐立柱19通過固定件進(jìn)行固定，該支撐立柱19的頂部通過固定件連接指示標(biāo)志模塊18，該指示標(biāo)志模塊18的頂部設(shè)有太陽能蓄能模塊17；該指示標(biāo)志模塊18上設(shè)有指示裝置16，該支撐立柱19上設(shè)有充電接口15。
上述的太陽能蓄能模塊17為一種染料敏化太陽能電池；
上述的指示裝置16為led燈；
上述的指示裝置16若干led燈排列組成；
上述的充電接口15包括usb接口，電源插口；
上述的支撐立柱19的內(nèi)腔設(shè)有電力連接裝置；
本申請中，所述的太陽能蓄能模塊17為一種染料敏化太陽能電池，染料敏化太陽能電池是一種由光陽極、對電極夾著電解液的類“三明治”結(jié)構(gòu)的新型電池，影響染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的因素有很多，包括光陽極、對電極、染料敏化劑、氧化還原電解質(zhì)、電池封裝等，其中，光陽極對光電轉(zhuǎn)換效率有著至關(guān)重要的作用，目前，光陽極一般是采用tio2納米顆粒薄膜吸附染料構(gòu)成，然而，由于電子在納米顆粒薄膜中傳輸時(shí)要經(jīng)過大量的界面，增加了電子與電解液中i3＿離子的復(fù)合幾率，其限制了光電轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)一步提高；為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，可以從光陽極結(jié)構(gòu)的比表面積、電子傳輸性能及光散射性能等方面進(jìn)行改進(jìn)，具體來說，可以通過提高光陽極材料的比表面積來增加染料的吸附，進(jìn)而增加光生電子的數(shù)量，可以通過改善電極材料的電子傳輸性能，來提高對電子的收集效率，可以增強(qiáng)電極材料的光散射性來增加光程以利于光的捕獲。
本申請的太陽能蓄能模塊17為一種染料敏化太陽能電池，具體而言，該染料敏化太陽能電池包括光陽極、吸附在光陽極表面的染料敏化劑、與光陽極對置的對電極、及設(shè)置在光陽極和對電極之間的電解液；其中，該對電極是在fto基底的上表面印刷有鉑形成的，該染料敏化劑為n719釕染料，電解液中氧化還原對為i-/i3-。
上述所述的光陽極為一種基于sno2納米材料的光陽極，具體而言，該光陽極包括fto基底11、sno2顆粒層12、sno2納米線層13，具體如圖2光陽極結(jié)構(gòu)示意圖所示，該sno2顆粒層12設(shè)于fto基底11表面，該sno2納米線層13嵌入上述的sno2顆粒層12并在其表面形成sno2納米線層13。
在本申請的技術(shù)方案中，將sno2納米顆粒和sno2納米線的優(yōu)勢結(jié)合，在光陽極上設(shè)置了sno2顆粒層、sno2納米線層，結(jié)合圖2，首先在fto基底上采用刮涂法制備sno2顆粒層，然后通過水熱法在sno2顆粒層內(nèi)部嵌入sno2納米線，同時(shí)在sno2顆粒層表面形成了sno2納米線層，這樣所形成的納米顆粒結(jié)合納米線的光陽極結(jié)構(gòu)既具有大的比表面積，又具有良好的電子傳輸性能，能夠有效提高染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
優(yōu)選地，上述光陽極的sno2顆粒層厚度為20μm，粒徑為3μm，該sno2顆粒是以茶花花粉為模板通過水熱法制備的，表現(xiàn)為一種分層多孔的球狀結(jié)構(gòu)，該球狀結(jié)構(gòu)外殼表面具有類似茶花花粉的開放的孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
在該結(jié)構(gòu)中，一方面，該sno2顆粒具有高的比表面積和開放的孔狀結(jié)構(gòu)，能夠有效提高染料的吸附率，增強(qiáng)電子傳輸速率；在另一方面，該sno2顆粒能夠提高對光的散射性能，從而使得光能更好的被染料吸附，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)換效率。
優(yōu)選地，上述光陽極的sno2納米線層厚度為5μm，其以水熱法制備，該sno2納米線長度為5μm，直徑為100nm。
由于sno2半導(dǎo)體材料是一種具有特殊的光、電特性的材料，通常表現(xiàn)為一種靈敏度高的氣敏材料，其也能夠應(yīng)用于染料敏化太陽能電池中，正如上所述，常見于將其納米線或者納米顆粒單獨(dú)使用，而本申請中，將sno2納米線層和sno2顆粒層相結(jié)合，共同作為光陽極，得益于其特殊的結(jié)構(gòu)特性，該光陽極具備良好的電子傳輸通道、較高的染料吸附率、較強(qiáng)的光散射性能，該光陽極的光電轉(zhuǎn)換效率大大提高。
實(shí)施例1
在本實(shí)施例的太陽能蓄能模塊17中，所述太陽能蓄能模塊17的制備過程如下：
步驟1，制備對電極：
在本實(shí)施例的太陽能蓄能模塊中，該對電極采用鍍鉑的fto基底；
步驟2，制備電解液：
在本實(shí)施例的太陽能蓄能模塊中，該電解液制備過程為：稱取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1m的碘化鋰，0.1m的單質(zhì)碘，0.6m的4-叔丁基吡啶和0.6m的四丁基碘化銨，然后避光超聲10min，磁力攪拌，使其充分溶解；
步驟3，制備光陽極：
該光陽極包括fto基底、sno2顆粒層、sno2納米線層。
首先，篩選出直徑10μm的茶花花粉，取8g用酒精漂洗、干燥；然后，將15g氯化錫粉末(sncl4·5h2o)放入80ml無水酒精中，攪拌至澄清溶液得到前驅(qū)體溶液；將準(zhǔn)備好的花粉粒進(jìn)行兩步浸泡：第一步浸泡，將花粉放入上述前驅(qū)體溶液中強(qiáng)力攪拌14h，將溶液離心分離，酒精清洗三遍，無離子水清洗，在60℃的干燥箱中干燥3h；第二步浸泡，依照第一步浸泡方法，將浸泡過的花粉再放入前驅(qū)體溶液中浸泡8h；然后將花粉放入100ml酒精和100ml水的混合溶液中水解2h，離心分離后分散在酒精溶液中，在60℃的干燥箱中干燥4h，最后，將模板化的混合體在空氣退火爐中以3℃/min的升溫速率升到580℃煅燒3h，以去除花粉模板，收集白色粉末為sno2顆粒，粒徑為3μm。
然后，將fto基底清洗干凈，將清洗過的fto基底放入ticl4水溶液中，在70℃下保持30min取出，用去離子水反復(fù)清洗干凈，然后將fto基底放入馬弗爐中在400℃下退火1h；配置sno2漿料，采用刮涂法將sno2漿料涂覆在fto基底上，制成厚度為20μm的薄膜，晾干后放入空氣退火爐中350℃煅燒2h，得到sno2顆粒層；
最后，將一定量的草酸亞錫和聚乙烯屁咯烷酮分別溶解于乙二醇溶液中，然后把兩種溶液倒入燒杯中，攪拌均勻，再將上步得到的帶有sno2顆粒層的fto基底浸入燒杯中，加熱并控制溫度為165℃，使其反應(yīng)2.5h，待反應(yīng)完成后，靜止冷卻至室溫，將fto基底用無水乙醇反復(fù)清洗幾次，干燥后，將fto基底放入馬弗爐中430℃煅燒3h，在fto基底上得到sno2納米線層，進(jìn)而得到光陽極；
步驟4，光陽極吸附染料：該染料敏化劑的制備過程為：稱取50mg的n719粉末，使其加入30ml高純無水乙醇的溶液中，避光，攪拌12h，使其充分溶解；然后，將上述制備的光陽極放入上述染料溶液中，浸泡24h后取出用無水乙醇溶液進(jìn)行表面沖洗，晾干，使得光陽極表面吸附有染料敏化劑；
步驟5，封裝：
將光陽極和對電極相對放置，封裝在一起，形成三明治結(jié)構(gòu)，將電解液用注射器注入兩電極之間，形成染料敏化太陽能電池。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例的太陽能蓄能模塊17中，所述太陽能蓄能模塊17的制備過程如下：
步驟1，制備對電極：
在本實(shí)施例的太陽能蓄能模塊中，該對電極采用鍍鉑的fto基底；
步驟2，制備電解液：
在本實(shí)施例的太陽能蓄能模塊中，該電解液制備過程為：稱取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1m的碘化鋰，0.1m的單質(zhì)碘，0.6m的4-叔丁基吡啶和0.6m的四丁基碘化銨，然后避光超聲10min，磁力攪拌，使其充分溶解；
步驟3，制備光陽極：
該光陽極包括fto基底、sno2顆粒層。
首先，篩選出直徑10μm的茶花花粉，取8g用酒精漂洗、干燥；然后，將15g氯化錫粉末(sncl4·5h2o)放入80ml無水酒精中，攪拌至澄清溶液得到前驅(qū)體溶液；將準(zhǔn)備好的花粉粒進(jìn)行兩步浸泡：第一步浸泡，將花粉放入上述前驅(qū)體溶液中強(qiáng)力攪拌14h，將溶液離心分離，酒精清洗三遍，無離子水清洗，在60℃的干燥箱中干燥3h；第二步浸泡，依照第一步浸泡方法，將浸泡過的花粉再放入前驅(qū)體溶液中浸泡8h；然后將花粉放入100ml酒精和100ml水的混合溶液中水解2h，離心分離后分散在酒精溶液中，在60℃的干燥箱中干燥4h，最后，將模板化的混合體在空氣退火爐中以3℃/min的升溫速率升到580℃煅燒3h，以去除花粉模板，收集白色粉末為sno2顆粒，粒徑為3μm。
然后，將fto基底清洗干凈，將清洗過的fto基底放入ticl4水溶液中，在70℃下保持30min取出，用去離子水反復(fù)清洗干凈，然后將fto基底放入馬弗爐中在400℃下退火1h；配置sno2漿料，采用刮涂法將sno2漿料涂覆在fto基底上，制成厚度為20μm的薄膜，晾干后放入空氣退火爐中350℃煅燒2h，得到sno2顆粒層，進(jìn)而得到光陽極；
步驟4，光陽極吸附染料：
該染料敏化劑的制備過程為：稱取50mg的n719粉末，使其加入30ml高純無水乙醇的溶液中，避光，攪拌12h，使其充分溶解；然后，將上述制備的光陽極放入上述染料溶液中，浸泡24h后取出用無水乙醇溶液進(jìn)行表面沖洗，晾干，使得光陽極表面吸附有染料敏化劑；
步驟5，封裝：
將光陽極和對電極相對放置，封裝在一起，形成三明治結(jié)構(gòu)，將電解液用注射器注入兩電極之間，形成染料敏化太陽能電池。
其中，以實(shí)施例1所制備的光陽極得到的電池記為電池1，以實(shí)施例2所制備的光陽極得到的電池記為電池2。
采用keithley2400數(shù)字電源表和太陽光模擬器(光源500w的氙燈，am＝1.5)測試得到的電池1、2的i-v特征曲線，從測試結(jié)果中得到兩種染料電池的開路電壓voc，短路電流密度jsc，光電轉(zhuǎn)換效率η，其結(jié)果如下表1兩種不同染料敏化太陽能電池性能對照表。
表1兩種不同染料敏化太陽能電池性能對照表
對比電池1、2，可以發(fā)現(xiàn)，電池1以sno2顆粒層、sno2納米線層為光陽極制備的dssc，其開路電壓為0.71v，短路電流密度為19.53ma/cm2，光電轉(zhuǎn)換效率為8.75％，相較于電池2，表現(xiàn)較高的光電轉(zhuǎn)換效率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳方式，并不用以限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明的基本特征的宗旨下，本發(fā)明可體現(xiàn)為多種形式，本發(fā)明中的實(shí)施形態(tài)是用于說明而非限制，因此應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，所附權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)解釋為包括了落在本發(fā)明真正的精神和范圍內(nèi)所有這樣的替代、重排和等效形式。