[发明专利]基于染料敏化太阳能电池的抽拉式太阳能收集装置

权利要求书

1.基于染料敏化太阳能电池的抽拉式太阳能收集装置，所述太阳能收集装置设于太阳能设备的顶部，其特征在于，所述太阳能收集装置包括第一太阳能板和设于第一太阳能板两端的导轨，所述第一太阳能板下还设有第二太阳能板，所述第二太阳能板两端设有与导轨配合的第一滑块；所述第一太阳能板下还设有第三太阳能板，所述第三太阳能板两端设有与导轨配合的第二滑块；

所述的第一太阳能板、第二太阳能板、第三太阳能板采用染料敏化太阳能电池；所述染料敏化太阳能电池的光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO₂复合薄膜，且，所述TiO₂复合薄膜中镶嵌有Ti金属网。

2.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，所述TiO₂复合薄膜是通过丝网印刷TiO₂复合浆料所形成的，TiO₂复合浆料中包括空心镍/TiO₂复合颗粒，该空心镍/TiO₂复合颗粒表现为双层空心结构，镍层在内，TiO₂层在外，其是以空心镍为基体，用化学镀的方法在镍层表面包覆TiO₂层构成的。

3.根据权利要求2所述的太阳能收集装置，其特征在于，所述TiO₂复合薄膜厚度为100μm。

4.根据权利要求2所述的太阳能收集装置，其特征在于，所述空心镍/TiO₂复合颗粒中，该空心镍粒径为1μm，该镍层厚度为0.1μm，该TiO₂层厚度为100nm。

5.根据权利要求2所述的太阳能收集装置，其特征在于，所述Ti金属网为500目，单根Ti直径为30μm。

6.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，所述光阳极的制备步骤：

步骤1，制备空心镍/TiO₂复合颗粒

所用的羰基铁粉为α-Fe纯度99.5％，粒径为1μm；首先将羰基铁粉在丙酮中超声30min，然后将其放入1mol/L的稀盐酸溶液中，浸泡15s，经乙醇和去离子水清洗后，干燥；

将硫酸镍溶液和酒石酸钾钠溶液混合，搅拌2h，加入硫脲溶液继续搅拌1h，让硫脲充分溶解，加入水合肼溶液，充分搅拌得到浑浊液，边搅拌边缓慢滴加1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为11.5，得到镀液；

然后，将配好的镀液放置在95℃水浴中，10min后将上述干燥的羰基铁粉倒入镀液中，95℃恒温水浴匀速搅拌，反应，直至完全没有气泡逸出；

将所得的羰基铁/镍复合粉放入1mol/L的稀盐酸中，粉体与稀盐酸剧烈反应，并伴有大量气体逸出，当粉末由容器底部漂浮到溶液表面时，将粉体用磁铁分离，经去例子水和乙醇多次洗涤，烘干后得到空心镍粉末；

配置2.8％体积含量的钛酸丁酯的乙醇溶液，不断搅拌均匀，然后取空心镍粉末，放入钛酸丁酯的乙醇溶液，浸没时间为5s，然后快速将空心镍取出，重复放入、取出10次，然后将空心镍粉末在350℃退火2h，得到空心镍/TiO₂复合颗粒，然后将其制备成TiO₂复合浆料；

步骤2，制备Ti金属网

将Ti金属网裁剪成需要尺寸，用丙酮、乙醇、去离子水清洗干净，然后用氮气吹干；

将质量分数为40％的氢氟酸与去例子水混合，两者体积比为HF：去离子水＝1:25，然后将清洗好的Ti金属网放入HF水溶液中，化学腐蚀，使得Ti丝直径减小到30μm，然后用乙醇和去离子水清洗Ti金属网，氮气吹干，压平，得到所需Ti金属网；

步骤3，制备光阳极

光阳极基底为FTO基底，将其切割，清洗干净，然后配置0.04M的TiCl₄水溶液，将清洗干净的FTO基底放入TiCl₄水溶液中，在80℃下保持1h，取出，用去离子水反复冲洗，然后将FTO基底放入马弗炉中，在400℃退火1h；

采用丝网印刷法将TiO₂复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，然后将处理过的Ti金属网压入TiO₂复合浆料中，然后在表面继续涂覆浆料，达到所需厚度，将旋涂好浆料的FTO基底在250℃干燥5h，然后在290℃煅烧10min、340℃煅烧5min、380℃煅烧50min、440℃煅烧15min、480℃煅烧20min；

将煅烧后的FTO基底浸入到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。