专利名称：染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置，属于新能源应用技术领域。
背景技术：
冬季，石油工人在野外从事劳动，战士在野外巡逻、执勤时，为了防寒，头顶上必须戴上冬季棉帽。根据棉帽中棉花夹层的厚薄，可以将冬季棉帽分为薄棉帽和厚棉帽两种。人们在长江中、下游地区过冬，冬季只需在头上戴上薄棉帽就可以度过三九寒冬。在华北平原、黄土高原，冬季需要在头上戴上厚棉帽，也能度过三九寒冬。可是，在青藏高原、黑龙江省北部、内蒙古草原、有些地区冬季夜间的最低气温达到零下二十多度到三十多度，在呼嘯的北风中，人的头顶上即使戴上厚实的棉帽，在漫长的冬季黑夜里从事野外工作很难挡住严寒对头脑部的侵袭，人们必须想出更好的办法来设计制造出能够缩短昼夜温度差别的、 具有一定的保暖功能的冬季棉帽。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置来提高冬季棉帽的夜间保暖功能，使冬季棉帽在夜间也能保持IO0C- 20°C的适宜温度，保护人的头脑安全越冬。曾经有人在冬季棉帽的棉花夹层中安装小型的无汞碱性电池和电热丝来产生热量，由于废弃的无汞碱性电池丢弃后、会对生态环境造成污染，很细的电热丝在使用中容易折断，引燃棉花夹层，对人的头部造成伤害。本发明采用荣获中国科学院科技进步一等奖的PTC新产品作为发热材料，这种PTC发热材料新产品在发热过程中无明火，无火灾危险，可自动控温，还可在外围设计附加保险丝和温控开关，提高产品的安全可靠性；PTC新产品高效、稳定、寿命长、耗电量小，启动温度低，还能除湿。在冬季棉帽的顶部安装柔性的染料敏化太阳能电池，使冬季棉帽在太阳光的照射下实现自发电，并向安装在冬季棉帽的棉花夹层中的PTC发热材料安全供电、安全用电，显著提高了冬季棉帽抵御严寒时采用电暖措施时的安全性能。2011年12月14日“中国知识产权报”专利周刊版头条刊登了题目为“中国应抓住第三代太阳能电池发展机遇”的文章。文章指出“太阳能因具有安全、绿色，不受地理限制的特点，已成为可替代能源的重要选择对象”。第一代和第二代太阳能电池由于其在发展过程中存在局限性，人们更看好第三代太阳能电池。第三代太阳能电池是指染料敏化太阳能电池。在太阳能电池的市场销售中，我们要克服第一代和第二代太阳能电池偏重出口的做法，应该大力研发第三代太阳能电池终端应用产品，同时重视国际和国内两个市场的产品销售，将染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上实现自发电、自供电，就是开拓染料敏化太阳能电池广泛应用的一个实例。本发明的有益效果是(1)保护生态环境，染料敏化太阳能电池在发电的过程中不排放二氧化碳，对生态环境不会造成污染；(2)在棉花夹层中安装PTC新型发热材料，在发热增温的时候，无明火，可以控温，确保产品使用时的安全可靠性。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的
由冬季棉帽I、染料敏化太阳能电池2、导电线3、微型控制器4、LED照明灯5、帽檐6、储能电池7、光敏自控开关甲8、光敏自控开关乙9、PTC发热材料10、棉花夹层11共同组成染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置；
在冬季棉帽I的顶部安装染料敏化太阳能电池2，在冬季棉帽I的顶部和周围的棉花夹层11里安装导电线3、微型控制器4、PTC发热材料10，在冬季棉帽I的帽檐6里安装储能电池7和导电线3，在帽檐6的上表面安装光敏部件外露的光敏自控开关甲8和光敏自控开关乙9、在帽檐6上部的冬季棉帽I的前部表面上安装LED照明灯5 ；
染料敏化太阳能电池2通过导电线3与微型控制器4连接，微型控制器4通过导电线3与光敏自控开关甲8连接，光敏自控开关甲8通过导电线3与储能电池7连接，储能电池7通过导电线3与光敏自控开关乙9连接，光敏自控开关乙9通过导电线3与LED照明灯5连接，光敏自控开关乙9通过导电线3与PTC发热材料10连接。PTC发热材料10产品设计范围的电压是6V - 48V或100V — 120V。LED照明灯5的功率是O. 02W — 1W。染料敏化太阳能电池2是紫红色染料敏化太阳能电池或绿色染料敏化太阳能电池或桔黄色染料敏化太阳能电池。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施例方式在冬季棉帽的棉花夹层里安装导电线、微型控制器、PTC发热材料，在冬季棉帽的帽檐里安装储能电池、光敏自控开关甲、光敏自控开关乙，在棉帽的帽顶上安装染料敏化太阳能电池，并用导电线连接各有关零部件。白天，太阳光照射染料敏化太阳能电池产生电流，电流通过导电线、微型控制器和电路开通的光敏自控开关甲输入储能电池储存电能。夜间，光敏自控开关甲关闭电路，光敏自控开关乙开通电路，从储能电池输出的电流通过导电线、光敏自控开关乙输入PTC发热材料发热增温，同时输入LED照明灯发出亮光用于照明。下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述
由冬季棉帽I、染料敏化太阳能电池2、导电线3、微型控制器4、LED照明灯5、帽檐6、储能电池7、光敏自控开关甲8、光敏自控开关乙9、PTC发热材料10、棉花夹层11共同组成染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置；
在冬季棉帽I的顶部安装染料敏化太阳能电池2，在冬季棉帽I的顶部和周围的棉花夹层11里安装导电线3、微型控制器4、PTC发热材料10，在冬季棉帽I的帽檐6里安装储能电池7和导电线3，在帽檐6的上表面安装光敏部件外露的光敏自控开关甲8和光敏自控开关乙9、在帽檐6上部的冬季棉帽I的前部表面上安装LED照明灯5 ；
染料敏化太阳能电池2通过导电线3与微型控制器4连接，微型控制器4通过导电线3与光敏自控开关甲8连接，光敏自控开关甲8通过导电线3与储能电池7连接，储能电池7通过导电线3与光敏自控开关乙9连接，光敏自控开关乙9通过导电线3与LED照明灯5连接，光敏自控开关乙9通过导电线3与PTC发热材料10连接。PTC发热材料10产品设计范围的电压是6V - 48V或100V — 120V。LED照明灯5的功率是 O. 02W — 1W。染料敏化太阳能电池2是紫红色染料敏化太阳能电池或绿色染料敏化太阳能电池或桔黄色染料敏化太阳能电池。白天，太阳光照射安装在冬季棉帽上的染料敏化太阳能电池产生电流，电流通过导电线输入微型控制器进行调整、电流接着通过导电线和在有光照条件下电路自动开通的光敏自控开关甲输入帽檐中的储能电池储存电能，夜间，仍然在野外进行作业的油田工人和边防战士的冬季棉帽中需要增加温度，才能确保抵御严寒，在没有光照的条件下，光敏自控开关甲关闭电路，光敏自控开关乙接通电路，从储能电池输出电流通过导电线和光敏自控开关乙输入安装在冬季棉帽夹层中的PTC发热材料，在PTC发热材料中将电能转换成热能，发热增温，由于PTC新产品能自动控温，耗电量小，无明火危险，使用十分安全。染料敏化太阳能电池在阳光的照射下产生的电流输入储能电池储存。在PTC发热材料和LED照明灯需要用电时，从储能电池输出的电流向PTC发热材料供电发热，加热冬季棉帽的棉花夹层中的棉花纤维以及存在于棉花纤维之间的空气，提高棉花夹层的温度，增加冬季棉帽的保暖效果。从储能电池输出的电流同时向安装在帽檐上部的、冬季棉帽前部表面上的LED照明灯供电，使LED照明灯发出光亮，照亮油田工人夜间工作的场所或者巡逻战士夜间行走的道路。染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置将白天太阳能发电产生的电能储存起来，用于夜间供电、使冬季棉帽上实现增温和照明，保护了在野外从事夜间工作的工人和战士的头脑部的健康，同时照亮了工人和战士在夜间的工作和生活场所。采用太阳能发电清洁能源，在不排放二氧化碳的前提下，解决了工人和战士在严寒的夜间冬季棉帽需要增温取暖，同时需要照明的实际问题。这里特别要指出的是光敏自控开关甲和光敏自控开关乙对光照反应的设置完全相反。当太阳光照射染料敏化太阳能电池产生电流时，光敏自控开关甲的电路开通，而光敏自控开关乙的电路关闭，电流通过导电线和光敏自控开关甲输入储能电池。当黑暗的夜间降临，缺少光线照射染料敏化太阳能电池不产生电流时，光敏自控开关甲的电路关闭，而光敏自控开关乙的电路开通，从储能电池输出的电流通过导电线和光敏自控开关乙输入PTC发热材料和LED照明灯。现举出实施例如下
实施例一
在冬季棉帽的棉花夹层里安装导电线、微型控制器、PTC发热材料，在冬季棉帽的帽檐里安装储能电池、光敏自控开关甲、光敏自控开关乙，在棉帽的帽顶上安装紫红色染料敏化太阳能电池，并用导电线连接各有关零部件。白天，太阳光照射紫红色染料敏化太阳能电池产生电流，电流通过导电线、微型控制器和电路开通的光敏自控开关甲输入储能电池储存电能，夜间，光敏自控开关甲关闭电路，光敏自控开关乙开通电路，从储能电池输出的电流通过导电线、光敏自控开关乙输入PTC发热材料发热增温，同时输入功率为O. 5W的LED照明灯发出亮光用于照明。实施例二
在冬季棉帽的棉花夹层里安装导电线、微型控制器、PTC发热材料，在冬季棉帽的帽檐里安装储能电池、光敏自控开关甲、光敏自控开关乙，在棉帽的帽顶上安装绿色染料敏化太阳能电池，并用导电线连接各有关零部件。白天，太阳光照射绿色染料敏化太阳能电池产生电流，电流通过导电线、微型控制器和电路开通的光敏自控开关甲输入储能电池储存电能， 夜间，光敏自控开关甲关闭电路，光敏自控开关乙开通电路，从储能电池输出的电流通过导电线、光敏自控开关乙输入PTC发热材料发热增温，同时输入功率为IW的LED照明灯发出亮光用于照明。
权利要求
1.染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置，其特征是，由冬季棉帽(I)、染料敏化太阳能电池(2 )、导电线(3 )、微型控制器(4)、LED照明灯(5 )、帽檐(6 )、储能电池(7)、光敏自控开关甲(8)、光敏自控开关乙(9)、PTC发热材料(10)、棉花夹层(11)共同组成染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置； 在冬季棉帽(I)的顶部安装染料敏化太阳能电池(2)，在冬季棉帽(I)的顶部和周围的棉花夹层(11)里安装导电线(3)、微型控制器(4)、PTC发热材料(10)，在冬季棉帽(I)的帽檐(6)的棉花夹层(11)里安装储能电池(7)和导电线(3)，在帽檐(6)的上表面安装光敏部件外露的光敏自控开关甲(8)和光敏自控开关乙(9)、在帽檐(6)上部的冬季棉帽(I)的前部表面上安装LED照明灯(5)； 染料敏化太阳能电池(2)通过导电线(3)与微型控制器(4)连接，微型控制器(4)通过导电线(3)与光敏自控开关甲(8)连接，光敏自控开关甲(8)通过导电线(3)与储能电池(7)连接，储能电池(7)通过导电线(3)与光敏自控开关乙(9)连接，光敏自控开关乙(9)通过导电线(3 )与LED照明灯(5 )连接，光敏自控开关乙(9 )通过导电线(3 )与PTC发热材料(10)连接。
2.根据权利要求I所述的染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置，其特征是，所述的PTC发热材料(10)产品设计范围的电压是6V - 48V或100V — 120V。
3.根据权利要求I所述的染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置，其特征是，所述的LED照明灯(5)的功率是O. 02W - 1W。
4.根据权利要求I所述的染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置，其特征是，所述的染料敏化太阳能电池(2)是紫红色染料敏化太阳能电池或绿色染料敏化太阳能电池或桔黄色染料敏化太阳能电池。
全文摘要
本发明涉及染料敏化太阳能电池应用在冬季棉帽上的供电装置，属于新能源应用技术领域。在冬季棉帽的棉花夹层里安装导电线、微型控制器、PTC发热材料，在冬季棉帽的帽檐里安装储能电池、光敏自控开关甲、光敏自控开关乙，在棉帽的帽顶上安装染料敏化太阳能电池，并用导电线连接各有关零部件。白天，太阳光照射染料敏化太阳能电池产生电流，电流通过导电线、微型控制器和电路开通的光敏自控开关甲输入储能电池储存电能。夜间，光敏自控开关甲关闭电路，光敏自控开关乙开通电路，从储能电池输出的电流通过导电线、光敏自控开关乙输入PTC发热材料发热增温，同时输入LED照明灯发出亮光用于照明。
文档编号H02J7/00GK102709978SQ20121017958
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者缪同春 申请人:无锡同春新能源科技有限公司