[发明专利]一种具有节能及环保功能的斑马线智能护栏

权利要求书

1.一种具有节能及环保功能的斑马线智能护栏，该智能护栏利用聚合物太 阳能电池提供工作所需电能；其特征在于，所述智能护栏外表面安装有聚合物 太阳能电池模块，聚合物太阳能电池模块的ITO玻璃一面朝外侧组装，所述聚 合物太阳能电池模块通过导线与智能护栏连接；所述聚合物太阳能电池为三明 治结构，由阳极电极、有机活性层、阴极电极组成；所述阳极电极由外到内依 次为ITO玻璃、WO_X薄膜、WO_X纳米线薄膜、PEDOT:PSS缓冲层，其中，WO_X纳米线薄膜生长于WO_X薄膜之上，PEDOT:PSS缓冲层填充于纳米线结构之间， 并且纳米线长度大于PEDOT:PSS缓冲层厚度；所述有机活性层位于阳极电极和 阴极电极之间，有机活性层厚度为560nm；所述阴极电极由外到内依次为Ti片、 Al膜、TiO₂薄膜。

2.根据权利要求1所述的智能护栏，其特征在于，所述聚合物太阳能电池 模块的制备方法如下：

步骤一，清洗ITO基底：取购买的商用ITO玻璃，其对可见光的透射率达 到85％以上，将其裁剪成预定尺寸；用浸湿丙酮的超净布擦拭干净，然后经过 丙酮、乙醇、去离子水的超声清洗，每步清洗时间均为1h，清洗过后放入真空 烘箱中干燥；将洗净并干燥好的ITO基底放入臭氧清洗机中，臭氧清洗30min；

步骤二，制备WO_X薄膜及WO_X纳米线薄膜：将清洗后的ITO基底放入磁 控溅射仪中，抽真空至本底真空为5×10^﹣4pa以下，设定Ar、O₂流量为20sccm、 2sccm，待气体稳定后，磁控溅射W膜，溅射功率为320W，厚度为100nm； 将磁控溅射后的ITO基底放入管式炉中，在380℃下热氧化生长WO_X纳米线， 保温时间为1h，如此在WO_X薄膜表面得到WO_X纳米线薄膜；

步骤三，旋涂PEDOT:PSS缓冲层：从冰箱取出PEDOT:PSS溶液自然解冻 至室温，在ITO基底上滴定PEDOT:PSS溶液，使其覆盖ITO基底表面，然后将 基底放在匀胶机上，设定转速为2800r/min，旋涂时间为55s，PEDOT:PSS缓 冲层厚度为40nm，然后将其放入真空烘箱中120℃烘烤10min，使PEDOT:PSS 缓冲层凝固；

步骤四，制备有机活性层：本方案有机活性层采用PCDTBT/PC71BM，称 取PCDTBT:PC71BM质量比为1:4，以氯苯为溶剂，配制溶液，其中PCDTBT 的浓度为5mg/ml，将溶液在65℃水浴中加热并搅拌，以充分溶解；随后将配制 好的有机活性层滴定到ITO基底上，并放于在匀胶机上，旋涂转速为900r/min， 旋涂时间为38s，即可得到有机活性层；

步骤五，组装阴极电极：

1)阴极电极采用重量轻，柔性好的Ti片，裁剪Ti片，使其与ITO基底尺 寸相同，Ti片厚度为0.1mm，将其浸渍在0.1M的HCl溶液中，时间为2.5h， 然后用水和乙醇清洗，然后利用磁控溅射方法在其表面蒸镀一层Al膜，溅射功 率为300W，工作气压为1.0Pa，溅射Al膜厚度为100nm；

2)取50mL钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4)和6mL氢氟酸(HF，浓度为40％)加入 到200mL的聚四氟乙稀水热斧中，室温下搅拌均匀后，在170℃下水热12小 时。其中，钛与氟的摩尔比为1，水热反应完成后，将所得的TiO₂沉淀溶于300 mL乙醇溶液中，搅拌均匀，将ITO基底的有机活性层一端浸入溶有TiO₂乙醇 溶液中，然后在匀胶机上300r/min下旋转12s，得到一层10nm左右的TiO₂薄 膜，然后放入真空烘箱60℃烘烤2min；

3)将阴极电极Ti片覆盖在ITO基底上，使得阴极电极Al膜一端与ITO基 底上有机活性层一端接触，

步骤六，引线及封装：将导线连接到ITO电极与阴极电极，并用环氧树脂 对器件进行封装，放入固化炉中70℃下处理25min。