[发明专利]一种新型高压直流发生器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于高压直流发生器领域，更具体涉及一种新型高压直流发生器及其制作方法。

背景技术

直流发生器又称高压发生器，主要适用于电力部门、工矿、冶金、钢铁等企业动力部门。

然而，现有高压直流发生器一般不具有自发电功能，不能对太阳能充分利用。

发明内容

本发明针对背景技术存在的问题，提供一种新型高压直流发生器及其制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种新型高压直流发生器，特征在于，在直流发生器柜体的外表面安装基于柔性衬底的染料敏化太阳能电池，太阳能电池由如下方法制作而成：

(1)制备TiO₂和NiO混合小粒子

首先合成TiO₂和NiO混合物作为浆料中的纳米胶联剂。

将25wt％的偏钛酸溶解到浓硫酸中，冷却后过滤分离不溶物，将氨水加到滤液中获得沉淀物，再用去离子水清洗沉淀物至完全去除SO₄^2-，用硝酸溶解沉淀物，过滤后，将滤液加热到沸腾，产生沉淀物，在其中加入一定比例的NiO粉末，搅拌混合均匀，即的TiO₂和NiO混合小粒子。

(2)制备工作电极

工作电极采用Ti片，其具有重量轻、柔性好、成本低的特点。

a.取一定尺寸的Ti片，厚度为0.1mm，将其浸渍在0.1M的HCl溶液中，时间为5h，然后用水和乙醇清洗；

b.将得到的TiO₂和NiO混合小粒子分散到盐酸和乙醇的混合液中(体积比1:4)，充分搅拌后得到纳米胶；然后将一定量的P25(含70％锐钛矿，30％金红石)分散到无水乙醇中，得到固含量25wt％的P25悬浮液；将纳米胶加入到P25悬浮液中，充分搅拌得到含混合小粒子的P25浆料，最后采用刮刀法将浆料涂在Ti基底上；

c.将一定量的钛酸正丁酯(TBOT)，以及一定量的P25(含70％锐钛矿，30％金红石)与6ml无水乙醇在密闭容器中搅拌10h，得到含TBOT的P25浆料，然后再次采用刮刀法将该浆料刮涂在Ti片上；

所述浆料TBOT与P25的质量比为0.3；

d.将上述得到的Ti基底在150℃下处理1小时，然后迅速沉浸在0.4mMN719的乙醇溶液中，静置12小时，即的N719敏化柔性工作电极；

(3)制备对电极

对电极采用导电塑料(ITO-PET)，取与Ti基底相同尺寸的ITO-PET，采用磁控溅射一层Pt电极，Pt厚度为1μm；

进一步地，在溅射Pt电极之前，可以对导电塑料进行生物酶处理：

去除基片上的各种油污物，依次放入复合生物酶液，去离子水各超声15min；然后烘干；

所述复合生物酶的成分为：碱性蛋白酶0.7g/L,纤维素酶0.9g/L，多酚氧化酶0.05g/L，其余为去离子水；

(4)器件组装

将以上的工作电极与对电极用夹子加紧，向其间空隙注入液态电解质，组成三明治结构的柔性敏化太阳能电池。其中，电解质组分为0.5MLiI+0.05MI2+0.1M4-丁基吡啶，溶剂为体积比1:1的乙腈与丙烯碳酸脂混合液。

对器件进行测试，测试中所用太阳能模拟器光强为100mWcm^-2(1sun)。

对比了不同参数下，电池的转化效率。

本发明的有益之处在于：

本发明是基于柔性衬底的染料敏化太阳能电池。染料主要作用是吸收太阳光，染料分子由能量较低的基态被激发到激发态，然后激发态电子迅速注入到TiO₂的导带中，并被工作电极收集，通过外电路做功后到达对电极；电解质中的I-可还原染料分子，从而完成电流循环。

工作电极衬底采用Ti片，其具有重量轻、柔性好、成本低的特点，可以应用于非平坦的表面，并且在其上制备的工作电极成膜总质量较好；对电极采用导电塑料(ITO-PET)；工作电极涂覆了TiO₂和NiO混合物浆料，可以更好的吸附染料(N719)。

最终得到的太阳能电池性能佳，转化效率极高，而且寿命很长。

附图说明

图1为本发明的高压直流发生器的示意图。