太阳能曝气机及增氧设备的制作方法

本发明涉及水体增氧技术领域，尤其涉及一种太阳能曝气机及增氧设备。

背景技术：

近年来，由于人类的生产和生活导致的水体污染、水质恶化的情况越来越严重，因此河道、湖泊、池塘中生物的生长也面临着严厉的挑战。氧气作为维持生物生命活动的一个重要的条件，倘若不能保障河道、湖泊、池塘里氧气的充足，水体里的生物就会出现大面积死亡的情况，致使水质进一步的恶化。其中，太阳能增氧机作为一种能够抑制水中厌氧菌的生长并能够及时向河道、湖泊、池塘内提供供氧的设备，同时，利用太阳能发电还具有降低使用成本的优点，在河道治理及水产养殖中越来越收到人们的欢迎。

现有的太阳能增氧机虽然具有上述特点，但是，现有技术中的太阳能板的栅线一般由银或其它金属制成，并且金属的反光性能好，当光线照射到光伏电池板上时，栅线会将一部分光反射出去，存在光能的利用率低且发电效果差的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种太阳能曝气机及增氧设备，以缓解了现有技术中的太阳能板的栅线一般由银或其它金属制成，并且金属的反光性能好，当光线照射到光伏电池板上时，栅线会将一部分光反射出去，存在光能的利用率低且发电效果差的技术问题。

本发明提供的一种太阳能曝气机，包括增氧装置和为所述增氧装置提供动力的太阳能供电装置，所述增氧装置包括外壳、位于所述外壳内的循环水泵、固设在所述外壳底端的支架、用于搅动水体的叶轮和驱动所述叶轮转动的电机，所述循环水泵、所述电机和所述叶轮由上至下依次设置，且所述电机和所述循环水泵均与所述太阳能供电装置电连接；

所述循环水泵上连通有喷嘴，所述喷嘴固设在所述外壳的顶端，所述循环水泵和所述电机均与所述支架固接；

所述太阳能供电装置包括栅线层和基体，所述基体由上至下依次包括掺杂硅层、衬底硅层和电极层，所述栅线层埋设在所述掺杂硅层内。

进一步的，所述太阳能供电装置还包括反射层，所述反射层位于在所述衬底硅层和所述电极层之间。

进一步的，所述掺杂硅层上表面设置有凹陷坑状绒面。

进一步的，所述掺杂硅层的上表面还固设有减反射膜。

进一步的，所述增氧装置还包括位于所述壳体下方的过滤网，所述过滤网与所述支架固接，且所述叶轮和所述电机均位于所述过滤网内。

进一步的，所述过滤网包括首尾连接的滤网本体和与所述滤网本体底端固接的底盖，所述滤网本体的顶端与所述支架固接，且所述滤网本体和所述底盖的表面均设有多个通孔。

进一步的，还包括浮体，所述浮体周向等间距固设在所述壳体上。

进一步的，所述增氧装置还包括测氧装置，所述测氧装置包括控制器、用于检测水中溶氧量的测氧传感器和向所述测氧传感器输送水的吸水泵，所述太阳能检测装置和所述控制器电连接。

进一步的，所述测氧装置还包括用于数据调节的显示器，所述显示器与所述控制器电连接。

本发明的有益效果为：

该太阳能曝气机包括用于检测水中溶氧量的氧气检测装置、用于为水中增加氧气的增氧装置和为增氧装置提供动力的太阳能供电装置，氧气检测装置包括用于启闭太阳能供电装置的控制器，当氧气检测装置检测出水内氧气的氧容量过低时，此时，控制器便会启动太阳能供电装置，太阳能供电装置能够为增氧装置提供电源动力使得增氧装置工作，以保障水内氧气的充足进而保障生物的正常生命活动，具有使用便捷且智能化高的特点。

其中，太阳能供电装置包括栅线层和基体，基体包括由上至下依次设置的掺杂硅层、衬底硅层和电极层，栅线层埋设在掺杂硅层内。由于掺杂硅层与衬底硅层接触设置，即掺杂硅层与衬底硅层的接触面形成一个p-n结，p型硅层多空穴，n型硅层多自由电子，因此在两个硅层接触面形成了电子的浓度差，n型硅层的自由电子扩散到p型硅层，p型硅层的空穴扩散到n区，形成一个由n型硅层指向p型硅层的内电场，并在掺杂硅层与衬底硅层的接触界面附近形成电势差，当光线照射掺杂硅层表面时，具有足够能量的光子能够在p型硅或n型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对，电子或空穴在复合前，在内电场的作用下，电子移向带正电的n区，空穴移向带负电的p区，从而电子与空穴发生分离，并且在p区与n区之间产生一个电压，又由于栅线层埋设在掺杂硅层内，因此掺杂硅层的整个表面均可用于吸收太阳光，通过导线将栅线层-用电器-电极层依次连通，即可供电，从而避免因栅线层的阻挡而损失部分光能，进而能够显著提高发电效率。

本发明提供一种具有上述太阳能曝气机的增氧设备。

本发明的有益效果为：

该增氧设备与上述太阳能曝气机所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的太阳能曝气机的结构示意图；

图2为图1中太阳能供电装置的结构示意图；

图3为图1中增氧装置的结构示意图；

图4为图3中a-a方向的剖视图。

图标：1-氧气检测装置；2-增氧装置；3-太阳能供电装置；4-喷嘴；11-测氧装置；12-显示器；21-外壳；22-循环水泵；23-支架；24-叶轮；25-电机；26-过滤网；31-栅线层；32-基体；321-掺杂硅层；322-衬底硅层；323-电极层；324-反射层；325-减反射膜。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1、图2和图4所示，本实施例提供的一种太阳能曝气机，包括增氧装置2和为增氧装置2提供动力的太阳能供电装置3，增氧装置2包括外壳21、位于外壳21内的循环水泵22、固设在外壳21底端的支架23、用于搅动水体的叶轮24和驱动叶轮24转动的电机25，循环水泵22、电机25和叶轮24由上至下依次设置，且电机25和循环水泵22均与太阳能供电装置3电连接。

循环水泵22上连通有喷嘴4，喷嘴4固设在外壳21的顶端，循环水泵22和电机25均与支架23固接。

太阳能供电装置3包括栅线层31和基体32，基体32由上至下依次包括掺杂硅层321、衬底硅层322和电极层323，栅线层31埋设在掺杂硅层321内。

在本实施例中，该太阳能曝气机包括用于检测水中溶氧量的氧气检测装置1、用于为水中增加氧气的增氧装置2和为增氧装置2提供动力的太阳能供电装置3，氧气检测装置1包括用于启闭太阳能供电装置3的控制器，当氧气检测装置1检测出水内氧气的氧容量过低时，此时，控制器便会启动太阳能供电装置3，太阳能供电装置3能够为增氧装置2提供电源动力使得增氧装置2工作，以保障水内氧气的充足进而保障生物的正常生命活动，具有使用便捷且智能化高的特点。

其中，太阳能供电装置3包括栅线层31和基体32，基体32包括由上至下依次设置的掺杂硅层321、衬底硅层322和电极层323，栅线层31埋设在掺杂硅层321内。由于掺杂硅层321与衬底硅层322接触设置，即掺杂硅层321与衬底硅层322的接触面形成一个p-n结，p型硅层多空穴，n型硅层多自由电子，因此在两个硅层接触面形成了电子的浓度差，n型硅层的自由电子扩散到p型硅层，p型硅层的空穴扩散到n区，形成一个由n型硅层指向p型硅层的内电场，并在掺杂硅层321与衬底硅层322的接触界面附近形成电势差，当光线照射掺杂硅层321表面时，具有足够能量的光子能够在p型硅或n型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对，电子或空穴在复合前，在内电场的作用下，电子移向带正电的n区，空穴移向带负电的p区，从而电子与空穴发生分离，并且在p区与n区之间产生一个电压，又由于栅线层31埋设在掺杂硅层321内，因此掺杂硅层321的整个表面均可用于吸收太阳光，通过导线将栅线层31-用电器-电极层323依次连通，即可供电，从而避免因栅线层31的阻挡而损失部分光能，进而能够显著提高发电效率。

在本实施例中，电极层323选用铝、铜、银等金属材料。其中，为了能够在掺杂硅层321与衬底硅层322的接触面上形成p-n结，掺杂硅层321包括,受主杂质，受主杂质一般为三族元素，若在纯净的硅中掺入三族元素杂质例如：硼、铝、镓等，这些三族杂质原子在硅晶体中替换掉一部分硅原子，由于它们最外层只有三个价电子，在与硅原子形成共价键时产生一个空穴，掺杂后的掺杂硅层321为p型硅层，相对地，纯净的硅组成的衬底硅层322为n型硅层。或，掺杂硅层321包括施主杂质，施主杂质一般为五族元素，若在纯净的硅中掺入五族元素杂质例如：磷、砷等，这些五族杂质原子在硅晶体中替换掉一部分硅原子，由于它们最外层有五个价电子，在与硅原子形成共价键时，多余的一个电子成为自由电子，掺杂后的掺杂硅层321为n型硅层，相对地，纯净的硅组成的衬底硅层322为p型硅层，从而能够在掺杂硅层321与衬底硅层322的接触面上形成p-n结。

其中，为了更高效地收集产生的电流，栅线层31包括多根栅线，且多根栅线均匀分布在栅线层31内，在光子激发共价键中的电子形成空穴-电子对时，若不及时收集电子，电子会重新跟空穴结合，栅线能够用于收集这些激发出来的电子，同时又因为栅线层31埋设在掺杂硅层321内，因此栅线可设置多根，无需考虑遮挡阳光的问题，同时，栅线应均匀设置，从而避免局部栅线设置得太过疏松，导致无法高效地收集电子的情况发生。

在本实施例中，在循环水泵22吸水的同时，叶轮24旋转，快速旋转的叶轮24能够将位于水体底层的水充分搅动，并使水体底层的水被循环水泵22吸入，经由喷嘴4喷出，从而使得水体深处的水得到更多的氧，同时也带动水体表层的水和底层的水进行一个纵向的循环，最大限度地将表层超饱和溶解氧水转移到水体底层，增加底层水体溶解氧，消除自然分层，提高水体自净能力。

如图2所示，具体的，太阳能供电装置3还包括反射层324，反射层324位于在衬底硅层322和电极层323之间。

在本实施例中，当光线照射到太阳能供电装置3时，不同波长的光线的穿透能力不同，若光线的穿透能力足够强，光线会透射过整个基体32，为了能将透射过基体32的这部分光线充分利用，在衬底硅层322和电极层323之间设置反射层324，反射层324能够将光线反射回p-n结交界面处，重新实现激发电子的效果，从而能够更加充分地利用光能。

其中，为了更好地吸收光能，掺杂硅层321上表面设置有凹

陷坑状绒面，在掺杂工艺前，可以先使用硝酸与氢氟酸对掺杂硅

层321的表面进行处理，利用硝酸的氧化性以及氢氟酸的络合性，

在掺杂硅层321表面形成凹陷坑状绒面，从而能够提高光的接收

面积，同时减少光线反射，进而能够更好地吸收光能。

请继续参照图2，其中，在本实施例中，为了避免光线被过多地反射，掺杂硅层321的上表面还固设有减反射膜325，减反射膜325能够根据自身的光学厚度减少某种特定波长的光线的反射光，若叠加设置多个减反射膜325，能够有效地在较宽的光谱区实现增透效果，从而避免光线被过多地反射。

如图1、图3和图4所示，具体的，增氧装置2还包括位于壳体下方的过滤网26，过滤网26与支架23固接，且叶轮24和电机25均位于过滤网26内。

在本实施例中，当该太阳能曝气机的循环水泵22工作时，水体内的水经由过滤网26吸入循环水泵22内，再经由喷嘴4喷出，过滤网26能够防止水内的水藻、塑料袋、鱼虾等生物卷入叶轮24内，进而缠住叶轮24使得叶轮24不能工作或者造成打伤鱼虾的情况，进一步提高了该太阳能曝气机的功能性和实用性。

具体的，过滤网26包括首尾连接的滤网本体和与滤网本体底端固接的底盖，滤网本体的顶端与支架23固接，且滤网本体和底盖的表面均设有多个通孔。

在本实施例中，滤网本体和底盖上设有多个通孔能够保障水体内的水顺畅自由的经由滤网本体进入循环水泵22内，再由喷嘴4处喷出，

具体的，在本实施例中，该太阳能曝气机还包括浮体，浮体周向等间距固设在壳体上。附体能够保障增氧装置2稳定的漂浮在水体上，以实现增氧装置2对水体进行增氧的目的。

具体的，氧气检测装置1还包括测氧装置11，测氧装置11包括控制器、用于检测水中溶氧量的测氧传感器和向测氧传感器输送水的吸水泵，太阳能检测装置和控制器电连接。

在本实施例中，测氧传感器设有一个水体溶氧量的范围值，吸水泵能够将水体中的水输送至测氧传感器，测氧传感器能够检测水体中的溶氧量，当测氧传感器检测数据的结果低于设定的范围值时，此时，测氧传感器便会向控制器发送信号，控制器接收到相应信号后并做出处理，控制器命令太阳能供能装置工作，进而启动增氧装置2对水体进行增氧处理。

在本实施例中，测氧装置11在使用时最优选择应该放置在距离增氧装置250米的位置处，由于增氧装置2周边的水体溶氧量偏高，将测氧装置11放置在距离增氧装置2较远的位置处，能够防止测氧装置11距离增氧装置2太近造成测氧传感器的检测结果不准确的情况发生。

如图1所示，具体的，在本市实施中，测氧装置11还包括用于数据调节的显示器12，显示器12与控制器电连接。使用者能够根据使用环境及水体水质的实际情况来设置测氧传感器的范围值，进一步提高该太阳能曝气机的实用性和功能性。

实施例二

本实施例提供一种增氧设备，该增氧设备具有上述实施例一所述的太阳能曝气机。

该增氧设备与上述太阳能曝气机所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。