一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括太陽(yáng)能生物光伏電池、導(dǎo)線和多功能控制器。太陽(yáng)能光伏電池包括光合膜蛋白PSI、電極、電極底座；多功能控制器包括顯示屏、控制面板、電流輸出接口。主要發(fā)電原理是：將光合膜蛋白PSI固定于電極上，光照PSI驅(qū)動(dòng)電子定向移動(dòng)形成電勢(shì)差。新型生物光伏發(fā)電裝置光電轉(zhuǎn)化效率高，應(yīng)用材料廣泛，環(huán)保等特點(diǎn)，可以代替昂貴的硅基太陽(yáng)能電池，甚至可以作為化石能源的輔助能源，可廣泛用于各種有足夠光照的場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，特別是一種可以利用能進(jìn)行光合作用生物的光合膜蛋白進(jìn)行發(fā)電的新型生物光伏發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界化石能源日趨枯竭，化石能源帶來(lái)了嚴(yán)重的污染問(wèn)題。太陽(yáng)能的利用可以從根本上解決上述問(wèn)題。高效太陽(yáng)能電池的研制是新型能源研究的熱點(diǎn)。
[0003]眾所周知，光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)。光合膜蛋白吸收傳遞效率達(dá)到90%-98%。光合反應(yīng)中心能量轉(zhuǎn)化的量子效率幾乎能達(dá)到100%。
[0004]如果把PSI與電子供體連接，光照PSI將驅(qū)動(dòng)電子注入到電極，產(chǎn)生電勢(shì)差，即是PSI基太陽(yáng)能光伏元件?；谶@種想法2004年MIT的張曙光等將菠菜PSI固定于納米Ti02電極上，制成了第一個(gè)PSI基生物光伏元件，2007年日本學(xué)者Nao Terasaki等成功的將PSII固定在涂有金納米顆粒的電極上，研制成了第一個(gè)PSII基太陽(yáng)能電池。目前，中國(guó)科學(xué)院的植物所、化學(xué)所、技術(shù)物理所以及國(guó)家納米中心等單位正著手研制新型的生物光伏電池。
[0005]目前，商品化的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)成本高，光電轉(zhuǎn)化效率低，限制了太陽(yáng)能電池的廣泛應(yīng)用。隨著對(duì)太陽(yáng)能制品需求量的增加，生物太陽(yáng)能電池應(yīng)運(yùn)而生。這種基于光合原理的太陽(yáng)能電池，在理論上有高的光電轉(zhuǎn)化率和很強(qiáng)的可塑性。此外，環(huán)?？稍偕彩谴朔N電池的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)目前化石能源日趨枯竭，化石能源帶來(lái)了嚴(yán)重的污染問(wèn)題，提供一種新型生物光伏發(fā)電裝置，可以廣泛的用于日常的生產(chǎn)和生活。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:該裝置包括太陽(yáng)能生物光伏電池、導(dǎo)線4和多功能控制器6。太陽(yáng)能光伏電池包括光合膜蛋白PSI1、電極2、電極底座3 ;多功能控制器6包括顯示屏8、控制面板5、電流輸出接口 7。
[0008]光合膜蛋白PSIl固定在電極2上，電極2固定在絕緣底座3上，電極2的兩端通過(guò)電線4與多功能控制器6相接。多功能控制器6帶有顯示屏8、控制面板5、電流輸出接口 7，可以將發(fā)電裝置產(chǎn)生的電流進(jìn)行升壓、降壓等變化，以滿足不同場(chǎng)合，不同使用者的要求。
[0009]采用了蔗糖密度梯度離心的方法，分離得到較高活性的PSI，并對(duì)PSI進(jìn)行各種光譜及亞基組成表征。
[0010]將光合膜蛋白與染料敏化電池結(jié)合，改變了傳統(tǒng)敏化劑的光譜響應(yīng)范圍窄、光電轉(zhuǎn)化效率低和環(huán)境污染等缺陷。
[0011]通過(guò)對(duì)不同表面活性劑的篩選，得出不同表面活性劑的穩(wěn)定效果，其中短肽表面活性劑I5K2對(duì)PSI有最好的穩(wěn)定效果，本裝置也主要使用該類活性劑。[0012]與一般的染料敏化太陽(yáng)能電池相比，光合膜蛋白基電池以復(fù)雜的光合膜蛋白PSI為光敏劑，來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬釕配合物和卟啉類配合物光敏劑。
[0013]本發(fā)明所具備的優(yōu)勢(shì)是:轉(zhuǎn)化效率很高，接近100%;捕光范圍幾乎覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)(380 nm-750 nm) ;PSI環(huán)保，可自然降解，不存在對(duì)環(huán)境污染；新型生物光伏發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低。適用于大功率發(fā)電系統(tǒng)、家庭發(fā)電系統(tǒng)；無(wú)線電力、無(wú)線通訊；計(jì)算機(jī)、手錶、電動(dòng)玩具、收音機(jī)等的電力供應(yīng)以及汽車、船舶、交通標(biāo)志、道路照明、燈塔等。新型生物光伏發(fā)電裝置光電轉(zhuǎn)化效率高，應(yīng)用材料廣泛，環(huán)保等特點(diǎn)，可以代替昂貴的硅基太陽(yáng)能電池，甚至可以作為化石能源的輔助能源，可廣泛用于各種有足夠光照的場(chǎng)合。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是光伏發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)圖
其中:1.光合膜蛋白PSI 2.電極3.電極底座4.導(dǎo)線5.控制面板6.多功能控制盒7.電流輸出接口 8.顯示屏
【具體實(shí)施方式】
[0015]本裝置適用于大功率發(fā)電系統(tǒng)、家庭發(fā)電系統(tǒng)；無(wú)線電力、無(wú)線通訊；計(jì)算機(jī)、手錶、電動(dòng)玩具、收音機(jī)等的電力供應(yīng)以及汽車、船舶、交通標(biāo)志、道路照明、燈塔等。新型生物光伏發(fā)電裝置光電轉(zhuǎn)化效率高，應(yīng)用材料廣泛，環(huán)保等特點(diǎn)，可以代替昂貴的硅基太陽(yáng)能電池，甚至可以作為化石能源的輔助能源，可廣泛用于各種有足夠光照的場(chǎng)合。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:該發(fā)電裝置使用生物太陽(yáng)能電池，該生物電池將光合膜蛋白PSI固定于電極上，光照PSI驅(qū)動(dòng)電子定向移動(dòng)形成電勢(shì)差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的發(fā)電裝置，其特征在于:通過(guò)對(duì)不同表面活性劑的篩選，主要使用短肽表面活性劑I5K2，其對(duì)PSI有最好的穩(wěn)定效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電裝置，其特征在于:將光合膜蛋白與染料敏化電池結(jié)合，改變了傳統(tǒng)敏化劑的光譜響應(yīng)范圍窄、光電轉(zhuǎn)化效率低和環(huán)境污染等缺陷。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電裝置，其特征在于:通過(guò)對(duì)不同表面活性劑的篩選，主要使用短肽表面活性劑I5K2，其對(duì)PSI有最好的穩(wěn)定效果。
【文檔編號(hào)】H02S10/00GK103812425SQ201210459819
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】王悅 申請(qǐng)人:上海市閔行區(qū)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)協(xié)會(huì)