一種具有調溫功能的電氣柜的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種具有調溫功能的電氣柜，包括電氣柜、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統，所述電氣柜內部設置發泡劑填充和外部夾層，所述太陽能供電系統包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。
【專利說明】
一種具有調溫功能的電氣柜
技術領域
[0001]本申請涉及電氣柜領域，尤其涉及一種具有調溫功能的電氣柜。
【背景技術】
[0002]目前，電氣柜的使用一般為常年置于戶外，其內部的電子元件比較脆弱，在嚴酷環境下，柜內溫度會超出電子元件工作范圍，加速其老化，影響正常工作和使用壽命，給電力系統的安全帶來隱患。
[0003]并且，能源是人類社會一切生產活動的基礎，隨著現代經濟的發展，人類對能源的需求正變得日益加劇。傳統能源的儲量有限，其含量正在變得越來越枯竭，并且由于傳統能源在利用過程中會產生大量有毒有害氣體、固體等，已經成為日益嚴重的環境污染的罪魁禍首。基于此，發展新能源和可再生能源是二十一世紀的研究重點。其中，太陽能資源依賴于太陽光，是一種取之不盡的的清潔能源。近年，太陽能光伏產業得到了快速發展，開發廉價、高效的太陽能電池已經成為當前學術活動、企業活動的研究熱點。
【發明內容】
[0004]為克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種具有調溫功能的電氣柜。
[0005]本申請通過以下技術方案實現:
[0006]—種具有調溫功能的電氣柜，包括電氣柜、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統。
[0007]優選地，所述電氣柜內部設置發泡劑填充和外部夾層。
[0008]優選地，所述太陽能供電系統包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。
[0009]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極的結構為由外而內的FTO基底、生長于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結構，核為氧化鎢納米線，殼為氧化鈦;所述對電極為由外而內的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。
[0010]優選地，所述染料敏化太陽電池的制備步驟如下:
[0011]步驟一，制作FTO基底:
[0012]a)清洗FTO基底:選擇FTO導電玻璃作為光陽極的基底，首先，切割FTO導電玻璃，用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導電一面，去除表面存在的油污、塵埃等雜質，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，將其放入臭氧清洗機中，臭氧處理1min，接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min，用氮氣槍吹干待用；
[0013]b)生長氧化媽納米線:使用磁控派射鍍膜技術在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長源，同時使用陶瓷模板實現鎢膜的定域生長，磁控濺射過程中將陶瓷模板貼附在FTO表面，其中，陶瓷模板的孔隙直徑為2μπι，間距為50μπι，磁控濺射電流為2Α;氧化鎢納米線生長采用熱氧化方法，將鍍有鎢膜的FTO導電玻璃放入熱蒸發爐中，在惰性氣體的保護下，400°C保溫5h，自然冷卻后取出；
[0014]c )制備核殼結構氧化鎢納米線:稱量10ml的無水乙醇溶液，加入Iml的C16H3604Ti，在70°C水浴下攪拌均勻，將生長有氧化鎢納米線的FTO導電玻璃放入溶液中，靜置11s，然后快速取出，該浸入溶液過程重復五次，以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結構，接著將取出的樣品在400°C退火lh，自然冷卻后即得帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底;
[0015]步驟二，吸附玻璃微珠:
[0016]取20g購買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5?ΙΟμπι)用去離子水清洗，干燥，加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾，用去離子水清洗至中性后干燥，取去離子水10ml，依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子，隨后加入氨水調節pH值為6，將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中，在60°C下，磁力攪拌2h，反應后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中，水浴80°C下靜置5h，即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結合核殼結構氧化鎢納米線材料。
[0017]步驟三，制備對電極:
[0018]選取與光陽極相同尺寸的FTO導電玻璃，然后在其表面磁控派射一層Ag，作為反光層，Ag厚度為300nm，然后再蒸鍍Pt催化劑層，Pt催化劑層厚度為50nmo
[0019]步驟四，組裝染料敏化太陽電池:
[0020]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液:首先稱取10ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解，然后稱取8g的納米Ti02納米粒子，在水浴70攝氏度下，將Ti02納米粒子加入電解質溶液中，最后加入5ml防凍劑正丙醇，超聲30min，使其充分混合均勾；
[0021 ] 染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將FTO基底進入該棕色玻璃皿中，避光在600C下敏化3h，取出，然后對電極與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0022]本申請的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果:
[0023]1.本發明的電氣柜的染料敏化太陽電池光陽極中采用核殼結構的氧化鎢納米線材料，其中，氧化鎢屬于寬禁帶半導體材料，具有優良的導電性，能夠保證電子快速的傳輸；另外，氧化鎢納米線采用核殼結構，可以有效的阻礙電子的復合，同時該結構能夠有效的降低酸性染料對氧化鎢納米線的腐蝕，提高染料電池的穩定性;染料敏化太陽電池光陽極中，在核殼結構氧化鎢納米線的空隙吸附有玻璃微珠粒子，形成微珠-納米線結構，該結構可以有效增加太陽光的散射，使得染料對太陽光的吸收率大大提高，進而提高太陽能電池的光電轉換效率。
[0024]2.本發明電氣柜的染料敏化太陽電池的電解液中，加入了Ti02納米粒子，該納米粒子的粒徑為30?70nm，其可以對太陽光起到散射作用，使得染料對太陽光的吸收效率提高，從而提高該電池的光電轉換效率。
[0025]3.染料敏化太陽能電池光陽極中氧化鎢納米線具有一定的密度，并且采用簡單的模板法實現定域生長，操作簡單，成本低廉，具有一定的市場前景。
[0026]本申請附加的方面和優點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，或通過本申請的實踐了解到。應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0027]此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。
[0028]圖1是本發明電氣柜結構示意圖。其中，1-電氣柜，2-太陽能供電系統，3-溫度控制系統。
[0029]圖2是本發明電氣柜中的染料敏化太陽電池制作流程圖。
【具體實施方式】
[0030]這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0031]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本申請的不同結構。為了簡化本申請的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本申請。此外，本申請可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不只是所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此夕卜，本申請提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用性和/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”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0032]在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0033]能源是人類社會一切生產活動的基礎，隨著現代經濟的發展，人類對能源的需求正變得日益加劇。傳統能源的儲量有限，其含量正在變得越來越枯竭，并且由于傳統能源在利用過程中會產生大量有毒有害氣體、固體等，已經成為日益嚴重的環境污染的罪魁禍首。基于此，發展新能源和可再生能源是二十一世紀的研究重點。其中，太陽能資源依賴于太陽光，是一種取之不盡的的清潔能源。近年，太陽能光伏產業得到了快速發展，開發廉價、高效的太陽能電池已經成為當前學術活動、企業活動的研究熱點。
[0034]染料敏化太陽能電池(DSSC)是一種納米結構的光電轉換器件，其一般由五部分組成，分別為透明導電基底、納米半導體薄膜、染料敏化劑、電解質和對電極。染料敏化劑實現光吸收的功能，染料分子吸收太陽光之后，電子發生躍迀并注入納米半導體薄膜的導帶中，隨后由經電極流出，產生工作電流，空穴留在氧化態的染料分子中被電解質中的氧化還原對還原，染料分子躍迀回基態，從而再次吸收光子;氧化態的電解質則擴散至對電極，由于對電極表面涂覆有催化劑薄膜，在催化劑作用下電解質發生還原反應，至此完成光電化學反應的循環。
[0035]染料敏化太陽電池由于制作過程簡單，價格低廉，效率高，具備十分廣闊的市場應用前景。然而，由于電解質溶液一般呈酸性，會對納米半導體薄膜產生腐蝕作用，影響染料敏化太陽電池的工作穩定性;另外，一般的染料敏化太陽電池中采用Ti02顆粒作為納米半導體薄膜，由于Ti02納米顆粒薄膜大的比表面積和缺陷存在，容易引起電子的復合，從而降低光電轉換效率。
[0036]本發明基于染料敏化太陽能電池的光陽極結構，首先在光陽極的透明電極表面磁控濺射一層定域的氧化鎢薄膜，經過納米線生長，并將納米線做成核殼結構后，在其表面設置有玻璃微珠結構，產生了意想不到的有益效果。
[0037]下面結合實施例對本發明做進一步的說明。
[0038]實施例1:
[0039]如圖1，本申請的實施例涉及一種具有調溫功能的電氣柜，包括電氣柜1、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統2和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統3。
[0040]優選地，所述電氣柜I內部設置發泡劑填充和外部夾層。
[0041]優選地，所述太陽能供電系統2包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。
[0042]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極的結構為由外而內的FTO基底、生長于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結構，核為氧化鎢納米線，殼為氧化鈦;所述對電極為由外而內的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。
[0043]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備步驟如下:
[0044]步驟一，制作FTO基底:
[0045]a)清洗FTO基底:選擇FTO導電玻璃作為光陽極的基底，首先，切割FTO導電玻璃，用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導電一面，去除表面存在的油污、塵埃等雜質，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，將其放入臭氧清洗機中，臭氧處理1min，接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min，用氮氣槍吹干待用；
[0046]b)生長氧化媽納米線:使用磁控派射鍍膜技術在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長源，同時使用陶瓷模板實現鎢膜的定域生長，磁控濺射過程中將陶瓷模板貼附在FTO表面，其中，陶瓷模板的孔隙直徑為2μπι，間距為50μπι，磁控濺射電流為2Α;氧化鎢納米線生長采用熱氧化方法，將鍍有鎢膜的FTO導電玻璃放入熱蒸發爐中，在惰性氣體的保護下，400°C保溫5h，自然冷卻后取出；
[0047]c )制備核殼結構氧化鎢納米線:稱量10ml的無水乙醇溶液，加入Iml的C16H3604Ti，在70°C水浴下攪拌均勻，將生長有氧化鎢納米線的FTO導電玻璃放入溶液中，靜置11s，然后快速取出，該浸入溶液過程重復五次，以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結構，接著將取出的樣品在400°C退火lh，自然冷卻后即得帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底;
[0048]步驟二，吸附玻璃微珠:
[0049]取20g購買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5?ΙΟμπι)用去離子水清洗，干燥，加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾，用去離子水清洗至中性后干燥，取去離子水10ml，依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子，隨后加入氨水調節pH值為6，將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中，在60°C下，磁力攪拌2h，反應后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中，水浴80°C下靜置5h，即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結合核殼結構氧化鎢納米線材料。
[0050]步驟三，制備對電極:
[0051]選取與光陽極相同尺寸的FTO導電玻璃，然后在其表面磁控濺射一層Ag，作為反光層，Ag厚度為300nm，然后再蒸鍍Pt催化劑層，Pt催化劑層厚度為50nmo
[0052]步驟四，組裝染料敏化太陽電池:
[0053 ]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液:首先稱取I OOml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解，然后稱取8g的納米Ti02納米粒子，在水浴70攝氏度下，將Ti02納米粒子加入電解質溶液中，最后加入5ml防凍劑正丙醇，超聲30min，使其充分混合均勾；
[0054]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將FTO基底進入該棕色玻璃皿中，避光在600C下敏化3h，取出，然后對電極與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0055]優選的，在FTO基底上，當經過熱氧化法生長的氧化鎢納米線長度在I?ΙΟμπι，直徑50nm，密度為19根/cm2，本發明染料敏化太陽能電池是能量轉換器件，其性能測試在AM1.5G的標準光譜下進行性能測試，該器件短路電流密度約16.21mA/cm2，開路電壓約0.74V，光電能量轉換效率可達18.6% ;重復測量500h后其電流衰減小于5%，在大氣中放置30天后，測試其能量轉換效率衰減為初始值的94%;測試表明，該方案的染料敏化太陽能電池電流密度較高，光電轉換效率較高，器件的穩定性良好。
[0056]通過測試，本發明的電氣柜中染料敏化太陽電池可以高效的實現光電轉換，并且重復性好，衰減小，該電能可以用來控制電氣柜溫度控制系統，實現對柜內制冷或制熱的功能，從而保證柜內溫度在電器元件的工作溫度范圍之內，本發明實現了太陽光的充分利用，有效節約了能源。
[0057]實施例2:
[0058]如圖1，本申請的實施例涉及一種具有調溫功能的電氣柜，包括電氣柜1、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統2和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統3。
[0059]優選地，所述電氣柜I內部設置發泡劑填充和外部夾層。
[0060]優選地，所述太陽能供電系統2包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。
[0061]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極的結構為由外而內的FTO基底、生長于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結構，核為氧化鎢納米線，殼為氧化鈦;所述對電極為由外而內的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。
[0062]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備步驟如下:
[0063]步驟一，制作FTO基底:
[0064]a)清洗FTO基底:選擇FTO導電玻璃作為光陽極的基底，首先，切割FTO導電玻璃，用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導電一面，去除表面存在的油污、塵埃等雜質，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，將其放入臭氧清洗機中，臭氧處理1min，接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min，用氮氣槍吹干待用；
[0065]b)生長氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長源，同時使用陶瓷模板實現鎢膜的定域生長，磁控濺射過程中將陶瓷模板貼附在FTO表面，其中，陶瓷模板的孔隙直徑為2μπι，間距為50μπι，磁控濺射電流為2Α;氧化鎢納米線生長采用熱氧化方法，將鍍有鎢膜的FTO導電玻璃放入熱蒸發爐中，在惰性氣體的保護下，400°C保溫5h，自然冷卻后取出；
[0066]C )制備核殼結構氧化媽納米線:稱量I O O m I的無水乙醇溶液，加入I m I的C16H3604Ti，在70°C水浴下攪拌均勻，將生長有氧化鎢納米線的FTO導電玻璃放入溶液中，靜置11s，然后快速取出，該浸入溶液過程重復五次，以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結構，接著將取出的樣品在400°C退火lh，自然冷卻后即得帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底;
[0067]步驟二，吸附玻璃微珠:
[0068]取20g購買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5?ΙΟμπι)用去離子水清洗，干燥，加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾，用去離子水清洗至中性后干燥，取去離子水10ml，依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子，隨后加入氨水調節pH值為6，將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中，在60°C下，磁力攪拌2h，反應后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中，水浴80°C下靜置5h，即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結合核殼結構氧化鎢納米線材料。
[0069]步驟三，制備對電極:
[0070]選取與光陽極相同尺寸的FTO導電玻璃，然后在其表面磁控濺射一層Ag，作為反光層，Ag厚度為300nm，然后再蒸鍍Pt催化劑層，Pt催化劑層厚度為50nmo
[0071 ]步驟四，組裝染料敏化太陽電池:
[0072 ]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液:首先稱取I OOml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解，然后稱取8g的納米Ti02納米粒子，在水浴70攝氏度下，將Ti02納米粒子加入電解質溶液中，最后加入5ml防凍劑正丙醇，超聲30min，使其充分混合均勾；
[0073]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將FTO基底進入該棕色玻璃皿中，避光在600C下敏化3h，取出，然后對電極與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0074]優選的，在FTO基底上，當經過熱氧化法生長的氧化媽納米線長度在I?6μηι，直徑60nm，密度為18根/cm2，本發明染料敏化太陽能電池是能量轉換器件，其性能測試在AM1.5G的標準光譜下進行性能測試，該器件短路電流密度約16.21mA/cm2，開路電壓約0.74V，光電能量轉換效率可達17.9% ;重復測量500h后其電流衰減小于6%，在大氣中放置30天后，測試其能量轉換效率衰減為初始值的94%;測試表明，該方案的染料敏化太陽能電池電流密度較高，光電轉換效率較高，器件的穩定性良好。
[0075]通過測試，本發明的電氣柜中染料敏化太陽電池可以高效的實現光電轉換，并且重復性好，衰減小，該電能可以用來控制電氣柜溫度控制系統，實現對柜內制冷或制熱的功能，從而保證柜內溫度在電器元件的工作溫度范圍之內，本發明實現了太陽光的充分利用，有效節約了能源。
[0076]實施例3:
[0077]如圖1，本申請的實施例涉及一種具有調溫功能的電氣柜，包括電氣柜1、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統2和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統3。
[0078]優選地，所述電氣柜I內部設置發泡劑填充和外部夾層。
[0079]優選地，所述太陽能供電系統2包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。
[0080]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極的結構為由外而內的FTO基底、生長于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結構，核為氧化鎢納米線，殼為氧化鈦;所述對電極為由外而內的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。
[0081]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備步驟如下:
[0082]步驟一，制作FTO基底:
[0083]a)清洗FTO基底:選擇FTO導電玻璃作為光陽極的基底，首先，切割FTO導電玻璃，用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導電一面，去除表面存在的油污、塵埃等雜質，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，將其放入臭氧清洗機中，臭氧處理1min，接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min，用氮氣槍吹干待用；
[0084]b)生長氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長源，同時使用陶瓷模板實現鎢膜的定域生長，磁控濺射過程中將陶瓷模板貼附在FTO表面，其中，陶瓷模板的孔隙直徑為2μπι，間距為50μπι，磁控濺射電流為2Α;氧化鎢納米線生長采用熱氧化方法，將鍍有鎢膜的FTO導電玻璃放入熱蒸發爐中，在惰性氣體的保護下，400°C保溫5h，自然冷卻后取出；
[0085]c)制備核殼結構氧化鎢納米線:稱量10ml的無水乙醇溶液，加入Iml的C16H3604Ti，在70°C水浴下攪拌均勻，將生長有氧化鎢納米線的FTO導電玻璃放入溶液中，靜置11s，然后快速取出，該浸入溶液過程重復五次，以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結構，接著將取出的樣品在400°C退火lh，自然冷卻后即得帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底;
[0086]步驟二，吸附玻璃微珠:
[0087]取20g購買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5?ΙΟμπι)用去離子水清洗，干燥，加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾，用去離子水清洗至中性后干燥，取去離子水10ml，依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子，隨后加入氨水調節pH值為6，將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中，在60°C下，磁力攪拌2h，反應后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中，水浴80°C下靜置5h，即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結合核殼結構氧化鎢納米線材料。
[0088]步驟三，制備對電極:
[0089]選取與光陽極相同尺寸的FTO導電玻璃，然后在其表面磁控濺射一層Ag，作為反光層，Ag厚度為300nm，然后再蒸鍍Pt催化劑層，Pt催化劑層厚度為50nmo
[0090]步驟四，組裝染料敏化太陽電池:
[0091]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液:首先稱取IOOml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解，然后稱取8g的納米Ti02納米粒子，在水浴70攝氏度下，將Ti02納米粒子加入電解質溶液中，最后加入5ml防凍劑正丙醇，超聲30min，使其充分混合均勾；
[0092]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將FTO基底進入該棕色玻璃皿中，避光在600C下敏化3h，取出，然后對電極與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0093]優選的，在FTO基底上，當經過熱氧化法生長的氧化鎢納米線長度在I?5μπι，直徑70nm，密度為19根/cm2，本發明染料敏化太陽能電池是能量轉換器件，其性能測試在AM1.5G的標準光譜下進行性能測試，該器件短路電流密度約16.21mA/cm2，開路電壓約0.74V，光電能量轉換效率可達17.2% ;重復測量500h后其電流衰減小于6%，在大氣中放置30天后，測試其能量轉換效率衰減為初始值的94%;測試表明，該方案的染料敏化太陽能電池電流密度較高，光電轉換效率較高，器件的穩定性良好。
[0094]通過測試，本發明的電氣柜中染料敏化太陽電池可以高效的實現光電轉換，并且重復性好，衰減小，該電能可以用來控制電氣柜溫度控制系統，實現對柜內制冷或制熱的功能，從而保證柜內溫度在電器元件的工作溫度范圍之內，本發明實現了太陽光的充分利用，有效節約了能源。
[0095]實施例4:
[0096]如圖1，本申請的實施例涉及一種具有調溫功能的電氣柜，包括電氣柜1、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統2和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統3。
[0097]優選地，所述電氣柜I內部設置發泡劑填充和外部夾層。
[0098]優選地，所述太陽能供電系統2包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。
[0099]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極的結構為由外而內的FTO基底、生長于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結構，核為氧化鎢納米線，殼為氧化鈦;所述對電極為由外而內的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。
[0100]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備步驟如下:
[0101]步驟一，制作FTO基底:
[0102]a)清洗FTO基底:選擇FTO導電玻璃作為光陽極的基底，首先，切割FTO導電玻璃，用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導電一面，去除表面存在的油污、塵埃等雜質，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，將其放入臭氧清洗機中，臭氧處理1min，接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min，用氮氣槍吹干待用；
[0103]b)生長氧化媽納米線:使用磁控派射鍍膜技術在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長源，同時使用陶瓷模板實現鎢膜的定域生長，磁控濺射過程中將陶瓷模板貼附在FTO表面，其中，陶瓷模板的孔隙直徑為2μπι，間距為50μπι，磁控濺射電流為2Α;氧化鎢納米線生長采用熱氧化方法，將鍍有鎢膜的FTO導電玻璃放入熱蒸發爐中，在惰性氣體的保護下，400°C保溫5h，自然冷卻后取出；
[0104]c )制備核殼結構氧化鎢納米線:稱量10ml的無水乙醇溶液，加入Iml的C16H3604Ti，在70°C水浴下攪拌均勻，將生長有氧化鎢納米線的FTO導電玻璃放入溶液中，靜置11s，然后快速取出，該浸入溶液過程重復五次，以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結構，接著將取出的樣品在400°C退火lh，自然冷卻后即得帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底;
[0105]步驟二，吸附玻璃微珠:
[0106]取20g購買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5?ΙΟμπι)用去離子水清洗，干燥，加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾，用去離子水清洗至中性后干燥，取去離子水10ml，依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子，隨后加入氨水調節pH值為6，將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中，在60°C下，磁力攪拌2h，反應后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中，水浴80°C下靜置5h，即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結合核殼結構氧化鎢納米線材料。
[0107]步驟三，制備對電極:
[0108]選取與光陽極相同尺寸的FTO導電玻璃，然后在其表面磁控派射一層Ag，作為反光層，Ag厚度為300nm，然后再蒸鍍Pt催化劑層，Pt催化劑層厚度為50nmo
[0109]步驟四，組裝染料敏化太陽電池:
[0110]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液:首先稱取10ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解，然后稱取8g的納米Ti02納米粒子，在水浴70攝氏度下，將Ti02納米粒子加入電解質溶液中，最后加入5ml防凍劑正丙醇，超聲30min，使其充分混合均勾；
[0111]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將FTO基底進入該棕色玻璃皿中，避光在600C下敏化3h，取出，然后對電極與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0112]優選的，在FTO基底上，當經過熱氧化法生長的氧化媽納米線長度在I?4μηι，直徑80nm，密度為19根/cm2，本發明染料敏化太陽能電池是能量轉換器件，其性能測試在AM1.5G的標準光譜下進行性能測試，該器件短路電流密度約16.21mA/cm2，開路電壓約
0.74V，光電能量轉換效率可達15.1%；重復測量500h后其電流衰減小于6%，在大氣中放置30天后，測試其能量轉換效率衰減為初始值的94%;測試表明，該方案的染料敏化太陽能電池電流密度較高，光電轉換效率較高，器件的穩定性良好。
[0113]通過測試，本發明的電氣柜中染料敏化太陽電池可以高效的實現光電轉換，并且重復性好，衰減小，該電能可以用來控制電氣柜溫度控制系統，實現對柜內制冷或制熱的功能，從而保證柜內溫度在電器元件的工作溫度范圍之內，本發明實現了太陽光的充分利用，有效節約了能源。
[0114]實施例5:
[0115]如圖1，本申請的實施例涉及一種具有調溫功能的電氣柜，包括電氣柜1、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統2和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統3。
[0116]優選地，所述電氣柜I內部設置發泡劑填充和外部夾層。
[0117]優選地，所述太陽能供電系統2包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。
[0118]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極的結構為由外而內的FTO基底、生長于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結構，核為氧化鎢納米線，殼為氧化鈦;所述對電極為由外而內的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。
[0119]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備步驟如下:
[0120]步驟一，制作FTO基底:
[0121]a)清洗FTO基底:選擇FTO導電玻璃作為光陽極的基底，首先，切割FTO導電玻璃，用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導電一面，去除表面存在的油污、塵埃等雜質，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，將其放入臭氧清洗機中，臭氧處理1min，接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min，用氮氣槍吹干待用；
[0122]b)生長氧化媽納米線:使用磁控派射鍍膜技術在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長源，同時使用陶瓷模板實現鎢膜的定域生長，磁控濺射過程中將陶瓷模板貼附在FTO表面，其中，陶瓷模板的孔隙直徑為2μπι，間距為50μπι，磁控濺射電流為2Α;氧化鎢納米線生長采用熱氧化方法，將鍍有鎢膜的FTO導電玻璃放入熱蒸發爐中，在惰性氣體的保護下，400°C保溫5h，自然冷卻后取出；
[0123]c )制備核殼結構氧化鎢納米線:稱量10ml的無水乙醇溶液，加入Iml的C16H3604Ti，在70°C水浴下攪拌均勻，將生長有氧化鎢納米線的FTO導電玻璃放入溶液中，靜置11s，然后快速取出，該浸入溶液過程重復五次，以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結構，接著將取出的樣品在400°C退火lh，自然冷卻后即得帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底;
[0124]步驟二，吸附玻璃微珠:
[0125]取20g購買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5?ΙΟμπι)用去離子水清洗，干燥，加入到20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾，用去離子水清洗至中性后干燥，取去離子水10ml，依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子，隨后加入氨水調節pH值為6，將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中，在60°C下，磁力攪拌2h，反應后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中，水浴80°C下靜置5h，即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結合核殼結構氧化鎢納米線材料。
[0126]步驟三，制備對電極:
[0127]選取與光陽極相同尺寸的FTO導電玻璃，然后在其表面磁控濺射一層Ag，作為反光層，Ag厚度為300nm，然后再蒸鍍Pt催化劑層，Pt催化劑層厚度為50nmo
[0128]步驟四，組裝染料敏化太陽電池:
[0129]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液:首先稱取IOOml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解，然后稱取8g的納米Ti02納米粒子，在水浴70攝氏度下，將Ti02納米粒子加入電解質溶液中，最后加入5ml防凍劑正丙醇，超聲30min，使其充分混合均勾；
[0130]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將FTO基底進入該棕色玻璃皿中，避光在600C下敏化3h，取出，然后對電極與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0131]優選的，在FTO基底上，當經過熱氧化法生長的氧化鎢納米線長度在5?ΙΟμπι，直徑90nm，密度為18根/cm2，本發明染料敏化太陽能電池是能量轉換器件，其性能測試在AM1.5G的標準光譜下進行性能測試，該器件短路電流密度約16.21mA/cm2，開路電壓約
0.74V，光電能量轉換效率可達15.4% ;重復測量500h后其電流衰減小于8%，在大氣中放置30天后，測試其能量轉換效率衰減為初始值的94%;測試表明，該方案的染料敏化太陽能電池電流密度較高，光電轉換效率較高，器件的穩定性良好。
[0132]通過測試，本發明的電氣柜中染料敏化太陽電池可以高效的實現光電轉換，并且重復性好，衰減小，該電能可以用來控制電氣柜溫度控制系統，實現對柜內制冷或制熱的功能，從而保證柜內溫度在電器元件的工作溫度范圍之內，本發明實現了太陽光的充分利用，有效節約了能源。
[0133]本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本申請未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。
[0134]應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。
【主權項】
1.一種具有調溫功能的電氣柜，其特征在于:包括電氣柜、安裝在電氣柜頂部的太陽能供電系統和安裝于電氣柜上部的溫度控制系統。2.根據權利要求1所述的電氣柜，其特征在于:所述電氣柜內部設置發泡劑填充和外部夾層。3.根據權利要求1所述的電氣柜，其特征在于:所述太陽能供電系統包括染料敏化太陽電池、控制器和蓄電池。4.根據權利要求3所述的電氣柜，其特征在于，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極的結構為由外而內的FTO基底、生長于FTO基底表面的氧化鎢納米線、涂覆于氧化鎢納米線底部的玻璃微珠;所述氧化鎢納米線為核殼結構，核為氧化鎢納米線，殼為氧化鈦;所述對電極為由外而內的FTO基底、反光層、Pt催化層;所述電解液中加入防凍劑正丙醇。5.根據權利要求4所述的電氣柜，其特征在于，所述染料敏化太陽電池的制備步驟如下: 步驟一，制作FTO基底: a)清洗FTO基底:選擇FTO導電玻璃作為光陽極的基底，首先，切割FTO導電玻璃，用沾有洗潔精的超凈布擦拭FTO導電一面，去除表面存在的油污、塵埃等雜質，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，將其放入臭氧清洗機中，臭氧處理1min，接著依照丙酮、乙醇、去離子水的順序分別超聲清洗30min，用氮氣槍吹干待用； b)生長氧化鎢納米線:使用磁控濺射鍍膜技術在FTO表面蒸鍍一層150nm厚的金屬鎢膜作為氧化鎢納米線生長源，同時使用陶瓷模板實現鎢膜的定域生長，磁控濺射過程中將陶瓷模板貼附在FTO表面，其中，陶瓷模板的孔隙直徑為2μπι，間距為50μπι，磁控濺射電流為2A;氧化鎢納米線生長采用熱氧化方法，將鍍有鎢膜的FTO導電玻璃放入熱蒸發爐中，在惰性氣體的保護下，400°C保溫5h，自然冷卻后取出； c)制備核殼結構氧化鎢納米線:稱量10ml的無水乙醇溶液，加入Iml的C16H3604Ti，在.70°C水浴下攪拌均勻，將生長有氧化鎢納米線的FTO導電玻璃放入溶液中，靜置11s，然后快速取出，該浸入溶液過程重復五次，以能夠保證納米線表面充分的包裹上殼結構，接著將取出的樣品在400°C退火lh，自然冷卻后即得帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底； 步驟二，吸附玻璃微珠: 取20g購買的玻璃微珠(玻璃微珠直徑為5?ΙΟμπι)用去離子水清洗，干燥，加入到.20mol/l的氫氟酸溶液中磁力攪拌20min后真空抽濾，用去離子水清洗至中性后干燥，取去離子水10ml，依次加入2.5g檸檬酸鈉、2.2g硫酸銨和5g納米銀粒子，隨后加入氨水調節pH值為6，將干燥的玻璃微珠加入上述溶液中，在60°C下，磁力攪拌2h，反應后冷卻至室溫;將步驟一中得到的帶有核殼結構氧化鎢納米線的FTO基底浸入上述溶液中，水浴80°C下靜置.5h，即可在FTO基底表面形成玻璃微珠結合核殼結構氧化鎢納米線材料。 步驟三，制備對電極: 選取與光陽極相同尺寸的FTO導電玻璃，然后在其表面磁控濺射一層Ag，作為反光層，Ag厚度為300nm，然后再蒸鍍Pt催化劑層，Pt催化劑層厚度為50nmo步驟四，組裝染料敏化太陽電池: 電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液:首先稱取1 O m I的乙腈溶液，向其中加入.0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解，然后稱取8g的納米Ti02納米粒子，在水浴70攝氏度下，將Ti02納米粒子加入電解質溶液中，最后加入5ml防凍劑正丙醇，超聲30min，使其充分混合均勾； 染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將FTO基底進入該棕色玻璃皿中，避光在60°C下敏化3h，取出，然后對電極與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
【文檔編號】H01G9/20GK105914042SQ201610519005
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】不公告發明人
【申請人】潘燕