[发明专利]一种改进的太阳能电池板集热器

权利要求书

1.一种改进的太阳能电池板集热器，其特征在于，包括太阳能电池板、导热胶层、导热胶垫、集热管、保温材料和储水箱；所述太阳能电池板下面设有导热胶层；导热胶层下面连接有导热胶垫；导热胶垫下面设有集热管；储水箱位于太阳能电池板上端，所述集热管上端与储水箱连通；集热器外围除太阳能电池板以外均设有保温材料；所述太阳能电池板为一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极，所述光阳极包括W片基底、设于W片基底表面的WO₃纳米线薄膜、以及设于WO₃纳米线薄膜之上的TiO₂复合薄膜；所述TiO₂复合薄膜中包括TiO₂纳米颗粒和Ag导电纤维，质量比为7:3；TiO₂纳米颗粒粒径为20nm，其是将TiO₂纳米颗粒、Ag导电纤维混合制备成复合浆料，然后采用旋涂法将复合浆料涂覆在WO₃纳米线薄膜表面；所述TiO₂复合薄膜中还包括ZrO纳米颗粒，ZrO纳米颗粒粒径为50nm；TiO₂纳米颗粒、Ag导电纤维、ZrO纳米颗粒的质量比为7:3:2；

所述光阳极的制备步骤：

步骤1，首先，将W片裁剪成与对电极尺寸相同，依次采用0.5mol/L稀盐酸、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗20min，用氮气枪吹干，备用；采用纯度≥99.5％钨粉为蒸发源，在W片表面采用热蒸发方法生长WO₃纳米线薄膜；

步骤2，称取10.5g硝酸银和5.7g的二水柠檬酸三钠，分别将其溶解在290ml、250ml的去离子水中；柠檬酸三钠水溶液在磁力搅拌器中搅拌20min后，将硝酸银水溶液缓慢滴入柠檬酸三钠水溶液中，使得白色沉淀生成，全部滴加完毕后，再搅拌30min，立即抽滤，用去离子水进行洗涤2次，乙醇洗涤2次，在真空烘箱中35℃下避光干燥12h，得到干燥的柠檬酸银粉末；称取0.62g的上述柠檬酸银粉末和0.31g的醋酸银，将其溶解在45ml去离子水和22ml乙醇构成的混合溶液A中；将上述混合溶液A置于冰水浴中，搅拌2h，然后向混合溶液中快速加入2.7ml的氨水，全部滴加完毕后快速搅拌30min，得混合溶液B；然后再向上述混合溶液B中加入0.25g草酸和0.9ml的乙二醇，搅拌50min后得到有机银溶液；取100ml上述有机银溶液，向其中加入10ml体积比1:3的去离子水和乙醇的混合溶液，室温下搅拌2h，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和聚氧化乙烯，使得聚乙烯吡咯烷酮和聚氧化乙烯的质量分数分别为9wt.％、2wt.％，室温下再次搅拌1h，得到纺丝溶液，然后将纺丝溶液注入注射器中，采用静电纺丝方法制备纺丝纤维，然后将纺丝纤维在马弗炉中320℃下煅烧2h，得到Ag导电纤维，该Ag导电纤维的直径为800nm；

步骤3，称取3.2g的ZrOCl₂·8H₂O，将其溶解在25ml乙醇溶液中，在40℃水浴下，持续搅拌80h，得到ZrO溶胶；

步骤4，取TiO₂纳米颗粒、Ag导电纤维，混合均匀，然后将其与ZrO溶胶混合均匀，形成复合浆料，然后采用旋涂法将复合浆料涂覆在生长有WO₃纳米线薄膜的硅片表面，将硅片放入马弗炉中，在150℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为30μm，然后将硅片放入马弗炉中，420℃煅烧30min、460℃煅烧20min、510℃煅烧2h，形成TiO₂复合薄膜，然后，将硅片浸入到0.05mM染料N-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池板集热器，其特征在于，所述WO₃纳米线薄膜中，纳米线长度为10μm，纳米线直径为200nm。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池板集热器，其特征在于，所述WO₃纳米线薄膜中，纳米线密度约为7×10⁸根/m²。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池板集热器，其特征在于，所述TiO₂复合薄膜厚度为20～30μm。