一種節(jié)能高效的道路綠化用圍欄的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通領(lǐng)域,具體涉及一種節(jié)能高效的道路綠化用圍欄。
【背景技術(shù)】
[0002]圍欄也叫護(hù)欄,主要作用是起到保護(hù)、隔離等功能,目前圍欄的材料主要有鋁合金、木粧、PVC、電子圍欄等。在圍欄上添加一些功能化模塊,比如電子模塊,可以賦予圍欄更多的實(shí)用功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種節(jié)能高效的道路綠化用圍欄。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]提供了一種節(jié)能高效的道路綠化用圍欄,該圍欄由外框架、聚合物太陽(yáng)能電池模塊和電能儲(chǔ)存模塊組成,其特征在于,所述聚合物太陽(yáng)能電池模塊貼在外框架表面,并且ITO玻璃一面朝外側(cè)組裝;所述電能儲(chǔ)存模塊可以儲(chǔ)存聚合物太陽(yáng)能電池模塊產(chǎn)生的電能;所述聚合物太陽(yáng)能電池為三明治結(jié)構(gòu),由陽(yáng)極電極、有機(jī)活性層、陰極電極組成;所述陽(yáng)極電極由外到內(nèi)依次為ITO玻璃(01)、W0X薄膜(02)、W0X納米線薄膜(04)、PED0T:PSS緩沖層
(03),其中,WOx納米線薄膜(04)生長(zhǎng)于WOx薄膜(02)之上,PED0T:PSS緩沖層(03)填充于納米線結(jié)構(gòu)之間,并且納米線長(zhǎng)度大于PED0T:PSS緩沖層(03)厚度;所述有機(jī)活性層(05)位于陽(yáng)極電極和陰極電極之間,有機(jī)活性層(05)厚度為490nm;所述陰極電極由外到內(nèi)依次為T(mén)i片
(08)^1膜(07)、1102薄膜(06)。
[0006]優(yōu)選地,所述聚合物太陽(yáng)能電池模塊的制備方法如下:
[0007]步驟一,清洗ITO玻璃(OI):取購(gòu)買的商用ITO玻璃(OI),其對(duì)可見(jiàn)光的透射率達(dá)到85%以上,將其裁剪成預(yù)定尺寸;用浸濕丙酮的超凈布擦拭干凈,然后經(jīng)過(guò)丙酮、乙醇、去離子水的超聲清洗,每步清洗時(shí)間均為Ih,清洗過(guò)后放入真空烘箱中干燥;將洗凈并干燥好的ITO基底放入臭氧清洗機(jī)中,臭氧清洗30min;
[0008]步驟二,制備WOx薄膜(02)及WOx納米線薄膜(04):將清洗后的ITO玻璃放入磁控濺射儀中,抽真空至本底真空為5 X 10_4pa以下,設(shè)定Ar、02流量為20sccm、2sccm,待氣體穩(wěn)定后,磁控濺射W膜,濺射功率為320W,厚度為80nm;將磁控濺射后的ITO基底放入管式爐中,在340°C下熱氧化生長(zhǎng)WOx納米線,保溫時(shí)間為lh,如此在WOx薄膜(02)表面得到WOx納米線薄膜
(04);
[0009]步驟三,旋涂PEDOT: PSS緩沖層(03):從冰箱取出PEDOT: PSS溶液自然解凍至室溫,在ITO基底上滴定PEDOT: PSS溶液,使其覆蓋ITO基底表面,然后將基底放在勻膠機(jī)上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為2800r/min,旋涂時(shí)間為55S,PED0T:PSS緩沖層厚度為40nm,然后將其放入真空烘箱中120 °C烘烤1min,使PEDOT: PSS緩沖層(03)凝固;
[0010]步驟四,制備有機(jī)活性層(05):本方案有機(jī)活性層采用PCDTBT/PC71BM,稱取PCDTBT: PC71BM質(zhì)量比為1:4,以氯苯為溶劑,配制溶液,其中PCDTBT的濃度為5mg/ml,將溶液在65°C水浴中加熱并攪拌,以充分溶解;隨后將配制好的有機(jī)活性層滴定到ITO基底上,并放于在勻膠機(jī)上,旋涂轉(zhuǎn)速為900r/min,旋涂時(shí)間為38s,即可得到490nm厚度的有機(jī)活性層(05);
[0011]步驟五,組裝陰極電極:
[0012]I)陰極電極采用重量輕,柔性好的Ti片(08),裁剪Ti片,使其與ITO基底尺寸相同,Ti片厚度為0.1mm,將其浸漬在0.1M的HCl溶液中,時(shí)間為2.5h,然后用水和乙醇清洗,然后利用磁控濺射方法在其表面蒸鍍一層Al膜(07),濺射功率為300W,工作氣壓為1.0Pa,濺射Al膜厚度為10nm;
[0013]2)取50mL鈦酸丁酯(Ti(0C4H9)4)和6mL氫氟酸(HF,濃度為40%)加入到200mL的聚四氟乙稀水熱斧中,室溫下攪拌均勻后,在170°C下水熱12小時(shí)。其中,鈦與氟的摩爾比為I,水熱反應(yīng)完成后,將所得的T12沉淀溶于300mL乙醇溶液中,攪拌均勻,將ITO基底的有機(jī)活性層一端浸入溶有Ti02乙醇溶液中,然后在勾膠機(jī)上300r/min下旋轉(zhuǎn)12s,得到一層1nm左右的T12薄膜(06),然后放入真空烘箱60 °C烘烤2min;
[0014]3)將陰極電極Ti片覆蓋在ITO玻璃(OI)上,使得陰極電極Al膜(07)—端與ITO玻璃上有機(jī)活性層(05)—端接觸,
[0015]步驟六,引線及封裝:將導(dǎo)線連接到ITO電極與陰極電極,并用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)器件進(jìn)行封裝,放入固化爐中70 0C下處理25min。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果:
[0017]1.采用磁控濺射的方法在ITO表面蒸鍍一層WOx薄膜,其與ITO薄膜形成得是良好的歐姆接觸,降低了接觸勢(shì)皇,提高了 ITO陽(yáng)極收集空穴的能力;
[0018]2.結(jié)構(gòu)方面,在ITO與PEDOT: PSS緩沖層之間引入一層WOx薄膜結(jié)構(gòu),其與PEDOT:PSS緩沖層形成雙層空穴傳輸層,并且在WOx薄膜表面生長(zhǎng)有WOx納米線薄膜,該納米線直接與有機(jī)活性層接觸,增大了電極與有機(jī)活性層的接觸面積,該結(jié)構(gòu)大大提高了 ITO陽(yáng)極電極對(duì)有機(jī)活性層中空穴的收集效率,產(chǎn)生了意想不到的效果;
[0019]3.Ti陰極電極表面磁控一層Al膜,形成反光層,并且在Al膜與有機(jī)活性層之間采用T12修飾,其與活性層帶隙匹配,可以起到電子傳輸層和空穴阻擋層的作用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]利用附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制,對(duì)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。
[0021]圖1是本發(fā)明的聚合物太陽(yáng)能電池模塊示意圖。
[0022]其中:01-1T0玻璃,02-W0x薄膜,03-PED0T:PSS緩沖層,04_W0x納米線薄膜,05-有機(jī)活性層,06-Ti02薄膜,07-A1膜,08-Ti片。
【具體實(shí)施方式】
[0023]進(jìn)入21世紀(jì),隨著科技的發(fā)展,能源已經(jīng)成為世界發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的最新驅(qū)動(dòng)力,是人類賴以生存的基礎(chǔ)。由于石油、煤炭、天然氣等非可再生能源的消耗,尋求和發(fā)展可再生能源是解決目前能源問(wèn)題的主要方法。而太陽(yáng)能是一種清潔、環(huán)保,取之不盡的替代能源。目前,投入使用的太陽(yáng)能包括兩種,一種為利用太陽(yáng)能的熱能,主要有熱水器、太陽(yáng)灶等,另一種是利用太陽(yáng)的光能,即利用光生伏打效應(yīng),將光能轉(zhuǎn)換為電能,太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換的重要器件,其是直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置,按照所用材料來(lái)分類,可以分為無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池和有機(jī)太陽(yáng)能電池。無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池以娃基材料為主,具有轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是材料純度要求高,制備工藝復(fù)雜,價(jià)格昂貴等;有機(jī)太陽(yáng)能電池又可分為有機(jī)小分子和聚合物太陽(yáng)能電池,其材料來(lái)源廣泛、制備工藝簡(jiǎn)單,可以采用溶液旋涂、絲網(wǎng)印刷等方法大面積制備,因此有機(jī)太陽(yáng)能電池更具有低成本的優(yōu)勢(shì),有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究已經(jīng)成為人們廣泛關(guān)注的重點(diǎn)。
[0024]簡(jiǎn)單的聚合物太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu),中間一層為有機(jī)材料充當(dāng)活性層,兩端為不同功函數(shù)的電極,其中一端電極透明,經(jīng)光照到中間層有機(jī)材料,其會(huì)產(chǎn)生束縛狀態(tài)的激子,由于激子的結(jié)合能一般為0.1?1.0eV,兩端電極產(chǎn)生的內(nèi)建電場(chǎng)很難將其分離為電子-空穴對(duì),因此引入雙層結(jié)構(gòu);雙層結(jié)構(gòu)中的活性層由兩種有機(jī)材料組成,一種材料充當(dāng)電子給體,另一種充當(dāng)電子受體,在光照下,材料中電子受激發(fā),在電子給體與電子受體的界面處發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,極大的提高了有機(jī)材料中激子的分離效率;隨后又引入本體異質(zhì)結(jié),本體異質(zhì)結(jié)是將電子給體與電子受體一起共混,在三維尺度上形成異質(zhì)結(jié),一方面電子給體與電子受體在納米尺度的混合有利于電子轉(zhuǎn)移,另一方面電子給體富集相與電子受體富集相能夠形成連續(xù)相,利于分離后的電子、空穴在各自相中傳輸?shù)絻啥穗姌O。
[0025]目前,聚合物太陽(yáng)電池中,通常采用ITO為透明陽(yáng)極,用來(lái)收集空穴,Al薄膜作為陰極,收集電子,由于電極與活性層之間的接觸勢(shì)皇決定了電極收集電荷的能力,為了使空穴能夠更好的收集,在ITO與活性層之間加入緩沖層,目前應(yīng)用最廣泛的是PED0T(3,4-乙撐二氧噻吩單體的聚合物)和PSS (聚苯乙烯磺酸鹽)的混合溶液,PEDOT為很好的導(dǎo)電性材料,PSS可以使PEDOT更好的分散在溶液中以便成膜及調(diào)節(jié)薄膜電導(dǎo)率。
[0026]然而,PSS呈酸性,會(huì)對(duì)與之接觸的ITO帶來(lái)腐蝕性,PEDOT:PSS還具有很強(qiáng)的吸濕性,會(huì)極大的影響器件的性能和壽命。
[0027]針對(duì)現(xiàn)有聚合物太陽(yáng)能電池的效率較低、穩(wěn)定性及壽命較差,緩沖層的結(jié)構(gòu)、工藝等問(wèn)題,本發(fā)明通過(guò)在ITO與PED0T:PSS緩沖層之間引入WOx薄膜及WOx納米線結(jié)構(gòu),其與PED0T:PSS緩沖層形成雙層空穴傳輸層,同時(shí)采用Ti片作為陰極電極,并在其表面上磁控一層Al膜,形成反光層,大大提高了陽(yáng)光的吸收效率,并且在Al膜與有機(jī)活性層之間采用T12修飾,對(duì)該聚合物太陽(yáng)能電池的效率、穩(wěn)定性提高、壽命延長(zhǎng)起到了意想不到的效果。
[0028]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]圖1是本發(fā)明的聚合物太陽(yáng)能電池模塊示意圖。
[0030]其中:01-1T0玻璃,02-W0x薄膜,03-PED0T: PSS緩沖層,04—WOx納米線薄膜,05-有機(jī)活性層,06-Ti02薄膜,07-A1膜,08-Ti片。
[0031 ]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0032]實(shí)施例1:
[0033]如圖1所示,本發(fā)明的實(shí)施例所提供的一種節(jié)能高效的道路綠化用圍欄,該圍欄