一种太阳能充电桩的制作方法

本发明属于太阳能光伏充电领域，具体涉及一种太阳能充电桩。

背景技术：

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。当前，我国新能源汽车产业正加速发展，而下游充电桩数量的不足，则成为了制约其发展的主要瓶颈。充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。目前常用的充电桩完全使用电缆输电，采用太阳能电池作为充电桩的供电电源更加的节能环保，且不受电缆线路限制，在停电状态下也能够正常使用。但是，现有的太阳能充电桩的用于吸收太阳能的太阳能电池板位置和角度多为固定设置，而太阳光的照射角度在一天当中会随时间变化，固定角度的太阳能电池板无法充分的吸收转化太阳能，电能集聚效率低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种太阳能充电桩，该太阳能充电桩带有车棚，更加方便存放汽车，且该充电桩的太阳能电池板的角度可调，能够根据阳光照射方向灵活的调整太阳能电池板角度，提高光能的吸收转化效率，加强太阳能充电桩的供电能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种太阳能充电桩，包括设置有太阳能电池板的车棚和充电桩本体，所述的车棚包括遮阳棚体和车棚支架，所述的遮阳棚体为由多个矩形折片组成的可伸缩的风琴折结构，每个折片上表面均安装有太阳能电池板，所述的车棚支架包括横向平行设置的前滑竿和后滑竿，前滑竿的左、右端部分别连接竖直设置的第一前支柱和第二前支柱的顶部，后滑竿的左、右端部分别连接竖直设置的第一后支柱和第二后支柱的顶部，所述的遮阳棚体的右侧端通过连接板a与前滑竿和后滑竿固定连接，所述的连接板a靠近前滑竿和后滑竿的右端部设置，遮阳棚体的两折片间的上折棱的前、后边缘均安装有连接环，遮阳棚体的右侧端前、后边缘也安装有连接环，安装于遮阳棚体前侧的连接环套于前滑竿上，安装于遮阳棚体后侧的连接环套于后滑竿上，所述的连接环可在其所在的前滑竿或后滑竿上滑动。

太阳能充电桩通过太阳能电池板将光能转化为电能，太阳能电池板连接控制电路为设置于充电桩本体内的蓄电池充电，作为充电桩的供电电源，本发明的太阳能充电桩设置有车棚，可以为充电中的汽车遮风挡雨，更加方便存放汽车，且充电桩本体的太阳能电池板设置在遮阳棚体的折片上，遮阳棚体为可伸缩的风琴折结构，相邻的两个折片上的两个太阳能电池板呈v字形排列，伸缩遮阳棚体可以调整遮阳棚体折片上的太阳能电池板的角度以适应阳光的角度，从而使阳光能够更加充分照射在v字形一侧的太阳能电池板上，而由该侧太阳能电池板反射出的光线直接照射与其对侧的太阳能电池板吸收，如此反复反射吸收，能够更加充分的吸收太阳能，提高光能的吸收转化效率，加强太阳能充电桩的供电能力。

进一步的，所述的遮阳棚体的左侧端向下延伸设置有连接板b，所述的连接板b通过转轴连接固定杆，所述的固定杆可在第一后支柱和和第二后支柱所在的平面内转动，所述的第一后支柱上竖向排列设置有多个插孔，所述的固定杆的自由端可插入插孔中。

遮阳棚体左侧设置的连接板b上通过转轴连接固定杆，可以在遮阳棚体下方拉拽固定杆，使固定杆带动遮阳棚体运动，调整遮阳棚体的伸缩量，更加方便调整遮阳棚体上太阳能电池板上的角度，调整好遮阳棚体的位置后将固定杆的自由端插入第一后支柱上的插孔中，可以使固定杆的位置和角度固定，从而固定是遮阳棚体的位置和角度固定，在风雨天中保持遮阳棚体上太阳能电池板的角度稳定，充分保证太阳能的吸收。

进一步的，所述的固定杆为带有弹簧销的伸缩杆，所述的固定杆的自由端安装有插头，所述的插头可插入插孔中，插头与插孔接触的表面上设置有防滑结构。

固定杆设置为带弹簧销的伸缩杆，可以根据使用需要调整固定杆的长度，更加方便使用，且插头上设置防滑结构可以增强插头和插孔的摩擦力，使得固定杆与插孔间的连接更加稳固，更好的固定固定杆和遮阳棚体的位置。

进一步的，所述的太阳能充电桩还包括清洁机构，所述的清洁系统包括供水机构和喷水机构，所述供水机构包括储水箱和水泵，所述的供水机构通过软管连接喷水机构，所述的喷水机构包括输水管，所述的输水管即为后滑竿，所述的后滑竿一端封闭，另一端设置有进水口，所述的进水口连接供水机构的软管，所述的后滑竿上均匀密布设置有朝向正前方的喷水口。

清洁系统的设置使得清洗遮阳棚体和遮阳棚体上的太阳能电池板更加方便，供水机构通过软管向后滑竿供应清洁液(水)，清洁液从后滑竿上朝正前方设置的喷水口喷出喷射到后滑竿前方的遮阳棚体上，清洁遮阳棚体和太阳能电池板，更加方便充电桩的使用。

进一步的，所述的第一后支柱和第二后支柱的底部设置有直线驱动机构，所述的直线驱动机构可抬高第一后支柱和第二后支柱的高度，所述的清洁系统还设置有污水回收机构，所述的污水回收机构包括水槽，所述的水槽固定安装在第一前支柱和第二前支柱前侧，所述的水槽设置于遮阳棚体的下方，所述的水槽底部设置有排水口，所述的排水口通过排水管连接污水箱，所述的污水箱上设置有带有盖体的出水口。

第一后支柱和第二后支柱下方设置的直线驱动机构可以抬高第一后支柱和第二后支柱，从而使遮阳棚体的后侧翘起，使得遮阳棚体向前侧倾斜，在清洁过程中，清洗过遮阳棚体的清洁液沿着遮阳棚体风琴折结构的沟槽流入水槽中，从水槽底部的排水口所连的排水管排入污水箱中，方便收集污水，更加方便清洁使用。

进一步的，所述的直线驱动机构为第一后支柱和第二后支柱底部分别设置的推杆电机，所述的推杆电机固定于地面上，推杆电机的推杆竖直设置，推杆的顶部分别与其上方的第一后支柱、第二后支柱相连接。

进一步的，所述的水槽的底部设置为向中央凹陷弧形底部，所述的排水口设置于水槽底部中央。

水槽底部设置为向中央凹陷弧形底部使得水槽内的水和污水中的泥沙更容易向水槽底部中央集聚，从水槽的排水口排出，不易在水槽底部残留泥沙等污物。

进一步的，所述的太阳能电池板为薄膜太阳能电池板，所述的太阳能电池板粘附于遮阳棚体的折片上。

薄膜太阳能电池板质地轻薄，设置于遮阳棚体的折片上能够减轻遮阳棚体的质量，方便伸缩遮阳棚体，调整棚体上的太阳能电池板的角度和位置，更加方便使用。

进一步的，所述的太阳能电池板的结构包括透明导电衬底层、电子传输层、光吸收层，空穴传输层和电极；所述的透明导电衬底层为ito导电玻璃，所述的电子传输层为tio2致密层，所述的光吸收层为电纺复合纳米纤维膜，所述的电纺复合纳米纤维膜为由静电纺丝法制得的钙钛矿/氧化石墨烯/聚己内酯复合纳米纤维膜，所述的空穴传输层为由静电纺丝法制得的p3ht纳米纤维膜。

本发明中所用的太阳能电池板的光吸收层为由静电纺丝法制得的钙钛矿/氧化石墨烯/聚己内酯复合纳米纤维膜，相较于单纯的钙钛矿光吸收层这种复合材料的光吸收层中掺杂了石墨烯使得材料的导电性能增强，更加有利于电子的传输，提高光能的转化率，同时聚己内酯的加入也使得该材料更加容易加工，纳米结构的光吸收层具有较大的比表面积，与同样通过静电纺丝法制得的p3ht纳米纤维膜的空穴传输层在接触面上相互穿插，具有更多的接触位点，接触更加紧密，更加有利于导电粒子的传输，有利于提高太阳能电池的光电转化效率。

进一步的，所述的太阳能电池板的制备方法包括以下步骤：

1)裁剪适当尺寸的ito导电玻璃作为透明导电衬底层，在透明导电衬底层表面蒸镀一层厚度为200nm的tio2致密层作为电子传输层；

2)将氧化石墨烯粉末加入n,n-二甲基甲酰胺中超声得氧化石墨烯分散液，所述的氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯粉末的含量为4wt％，向氧化石墨烯分散液中加入聚己内酯搅拌均匀得溶液a，溶液a中聚己内酯的含量为22wt％，将甲基碘化铵和氯化铅中加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中搅拌均匀得到澄清的溶液b，所述的溶液b中甲基碘化铵与氯化铅的摩尔比例为1:1，甲基碘化铵和氯化铅在溶液b中的总含量为30wt％，将溶液a和溶液b按照质量比1:1的比例混合搅拌均匀得纺丝前驱液；

3)将步骤2)所得的纺丝前驱液加入静电纺丝装置的储存液机构中，用静电纺丝的方法在步骤1)中制得的电子传输层(32)表面电纺一层钙钛矿/氧化石墨烯/聚己内酯复合纳米纤维膜作为光吸收层(33)，静电纺丝过程的纺丝参数为：纺丝电压12kv，纺丝距离8cm，纺丝时间20min；

4)将p3ht溶于氯仿配置成纺丝前驱液c，所述的纺丝前驱液c中p3ht的含量为12wt％，将纺丝前驱液c加入静电纺丝装置的储存液机构中，用静电纺丝的方法在步骤3)中制得的光吸收层(33)表面电纺一层p3ht纳米纤维膜作为空穴传输层(34)，静电纺丝过程的纺丝参数为：纺丝电压15kv，纺丝距离10cm，纺丝时间30min；

5)用等离子溅射在空穴传输层(34)和透明导电衬底层(31)分别蒸镀一层金薄膜作为电极(35)，即得太阳能电池板(11)。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种太阳能充电桩，该太阳能充电桩带有车棚，更加方便存放汽车，且该充电桩的太阳能电池板的角度可调，能够根据阳光照射方向灵活的调整太阳能电池板角度，提高光能的吸收转化效率，加强太阳能充电桩的供电能力。具体而言：

(1)该太阳能充电桩设置有车棚，可以为充电中的汽车遮风挡雨，更加方便存放汽车，且充电桩本体的太阳能电池板设置在遮阳棚体的折片上，遮阳棚体为可伸缩的风琴折结构，相邻的两个折片上的两个太阳能电池板呈v字形排列，伸缩遮阳棚体可以调整遮阳棚体折片上的太阳能电池板的角度以适应阳光的角度，从而使阳光能够更加充分照射在v字形一侧的太阳能电池板上，而由该侧太阳能电池板反射出的光线直接照射与其对侧的太阳能电池板吸收，能够更加充分的吸收太阳能，提高光能的吸收转化效率，加强太阳能充电桩的供电能力。

(2)优选方案中，遮阳棚体左侧设置的连接板b上通过转轴连接固定杆，可以在遮阳棚体下方拉拽固定杆，使固定杆带动遮阳棚体运动，调整遮阳棚体的伸缩量，更加方便调整遮阳棚体上太阳能电池板上的角度，调整好遮阳棚体的位置后将固定杆的自由端插入第一后支柱上的插孔中，可以使固定杆的位置和角度固定，从而固定是遮阳棚体的位置和角度固定，在风雨天中保持遮阳棚体上太阳能电池板的角度稳定，充分保证太阳能的吸收。固定杆设置为带弹簧销的伸缩杆，可以根据使用需要调整固定杆的长度，更加方便使用，且插头上设置防滑结构可以增强插头和插孔的摩擦力，使得固定杆与插孔间的连接更加稳固，更好的固定固定杆和遮阳棚体的位置。

(3)优选方案中，清洁系统的设置使得清洗遮阳棚体和遮阳棚体上的太阳能电池板更加方便，供水机构通过软管向后滑竿供应清洁液(水)，清洁液从后滑竿上朝正前方设置的喷水口喷出喷射到后滑竿前方的遮阳棚体上，清洁遮阳棚体和太阳能电池板，更加方便充电桩的使用。第一后支柱和第二后支柱下方设置的直线驱动机构可以抬高第一后支柱和第二后支柱，从而使遮阳棚体的后侧翘起，使得遮阳棚体向前侧倾斜，在清洁过程中，清洗过遮阳棚体的清洁液沿着遮阳棚体风琴折结构的沟槽流入水槽中，从水槽底部的排水口所连的排水管排入污水箱中，方便收集污水，更加方便清洁使用。

(4)优选方案中，本发明中所用的太阳能电池板的光吸收层为由静电纺丝法制得的钙钛矿/氧化石墨烯/聚己内酯复合纳米纤维膜，相较于单纯的钙钛矿光吸收层这种复合材料的光吸收层中掺杂了石墨烯使得材料的导电性能增强，更加有利于电子的传输，提高光能的转化率，同时聚己内酯的加入也使得该材料更加容易加工，纳米结构的光吸收层具有较大的比表面积，与同样通过静电纺丝法制得的p3ht纳米纤维膜的空穴传输层在接触面上相互穿插，具有更多的接触位点，接触更加紧密，更加有利于导电粒子的传输，有利于提高太阳能电池的光电转化效率。

附图说明

图1是本发明的太阳能充电桩的结构示意图；

图2是本发明的太阳能充电桩的清洗状态的结构效果示意图；

图3是图2中a部的放大图；

图4是本发明的遮阳棚体的结构示意图；

图5是本发明的水槽的机构示意图；

图6是本发明的太阳能电池板的结构示意图；

图中：1-充电桩本体，2-车棚，3-第一前支柱，4-第二前支柱，5-第二后支柱，6-第一后支柱，7-前滑竿，8-后滑竿，9-遮阳棚体，10-折片，11-太阳能电池板，12-连接板a，13-连接环，14-连接板b，15-固定杆，16-插头，17-插孔，18-推杆，19-推杆电机，20-供水机构，21-软管，22-进水口，23-喷水口，24-水槽，25-排水管，26-污水箱，27-出水口，28-上折棱，29-转轴，30-排水口，31-透明导电衬底层，32-电子传输层，33-光吸收层，34-空穴传输层，35-电极。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

如图1至6所示，一种太阳能充电桩，包括设置有太阳能电池板11的车棚2和充电桩本体1，所述的车棚2包括遮阳棚体9和车棚支架，所述的遮阳棚体9为由多个矩形折片10组成的可伸缩的风琴折结构，每个折片10上表面均安装有太阳能电池板11，所述的车棚支架包括横向平行设置的前滑竿7和后滑竿8，前滑竿7的左、右端部分别连接竖直设置的第一前支柱3和第二前支柱4的顶部，后滑竿8的左、右端部分别连接竖直设置的第一后支柱6和第二后支柱5的顶部，所述的遮阳棚体9的右侧端通过连接板a12与前滑竿7和后滑竿8固定连接，所述的连接板a12靠近前滑竿7和后滑竿8的右端部设置，遮阳棚体9的两折片10间的上折棱28的前、后边缘均安装有连接环13，遮阳棚体9的右侧端前、后边缘也安装有连接环13，安装于遮阳棚体9前侧的连接环13套于前滑竿7上，安装于遮阳棚体9后侧的连接环13套于后滑竿8上。

具体而言，所述的遮阳棚体9的左侧端向下延伸设置有连接板b14，所述的连接板b14通过转轴29连接固定杆15，所述的固定杆15可在第一后支柱6和和第二后支柱5所在的平面内转动，所述的第一后支柱6上竖向排列设置有多个插孔17，所述的固定杆15的自由端可插入插孔17中；所述的固定杆15为带有弹簧销的伸缩杆，所述的固定杆的自由端安装有插头16，所述的插头16可插入插孔17中，插头16与插孔17接触的表面上设置有防滑结构；所述的太阳能充电桩还包括清洁机构，所述的清洁系统包括供水机构20和喷水机构，所述供水机构20包括储水箱和水泵，所述的供水机构20通过软管21连接喷水机构，所述的喷水机构包括输水管，所述的输水管即为后滑竿8，所述的后滑竿8一端封闭，另一端设置有进水口22，所述的进水口22连接供水机构20的软管21，所述的后滑竿8上均匀密布设置有朝向正前方的喷水口23；所述的第一后支柱6和第二后支柱5的底部设置有直线驱动机构，所述的直线驱动机构可抬高第一后支柱6和第二后支柱5的高度，所述的清洁系统还设置有污水回收机构，所述的污水回收机构包括水槽24，所述的水槽24固定安装在第一前支柱3和第二前支柱4前侧，所述的水槽24设置于遮阳棚体9的下方，所述的水槽24底部设置有排水口30，所述的排水口30通过排水管25连接污水箱26，所述的污水箱26上设置有带有盖体的出水口27；所述的直线驱动机构为第一后支柱6和第二后支柱5底部分别设置的推杆电机19，所述的推杆电机19固定于地面上，推杆电机19的推杆18竖直设置，推杆(18)的顶部分别与其上方的第一后支柱6、第二后支柱5相连接；所述的水槽24的底部设置为向中央凹陷弧形底部，所述的排水口30设置于水槽24底部中央；所述的太阳能电池板11为薄膜太阳能电池板，所述的太阳能电池板粘附于遮阳棚体9的折片10上；所述的太阳能电池板11的结构包括透明导电衬底层31、电子传输层32、光吸收层33，空穴传输层34和电极35；所述的透明导电衬底层31为ito导电玻璃，所述的电子传输层32为tio2致密层，所述的光吸收层33为电纺复合纳米纤维膜，所述的电纺复合纳米纤维膜为由静电纺丝法制得的钙钛矿/氧化石墨烯/聚己内酯复合纳米纤维膜，所述的空穴传输层34为由静电纺丝法制得的p3ht纳米纤维膜；所述的太阳能电池板11的制备方法包括以下步骤：

1)裁剪适当尺寸的ito导电玻璃作为透明导电衬底层31，在透明导电衬底层31表面蒸镀一层厚度为200nm的tio2致密层作为电子传输层32；

2)将氧化石墨烯粉末加入n,n-二甲基甲酰胺中超声得氧化石墨烯分散液，所述的氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯粉末的含量为4wt％，向氧化石墨烯分散液中加入聚己内酯(pcl，分子量50000)搅拌均匀得溶液a，溶液a中聚己内酯的含量为22wt％，将甲基碘化铵和氯化铅中加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中搅拌均匀得到澄清的溶液b，所述的溶液b中甲基碘化铵与氯化铅的摩尔比例为1:1，甲基碘化铵和氯化铅在溶液b中的总含量为30wt％，将溶液a和溶液b按照质量比1:1的比例混合搅拌均匀得纺丝前驱液；

3)将步骤2)所得的纺丝前驱液加入静电纺丝装置的储存液机构中，用静电纺丝的方法在步骤1)中制得的电子传输层32表面电纺一层钙钛矿/氧化石墨烯/聚己内酯复合纳米纤维膜作为光吸收层33，静电纺丝过程的纺丝参数为：纺丝电压12kv，纺丝距离8cm，纺丝时间20min；

4)将p3ht溶于氯仿配置成纺丝前驱液c，所述的纺丝前驱液c中p3ht的含量为12wt％，将纺丝前驱液c加入静电纺丝装置的储存液机构中，用静电纺丝的方法在步骤3)中制得的光吸收层33表面电纺一层p3ht纳米纤维膜作为空穴传输层34，静电纺丝过程的纺丝参数为：纺丝电压15kv，纺丝距离10cm，纺丝时间30min；

5)用等离子溅射在空穴传输层34和透明导电衬底层31分别蒸镀一层金薄膜作为电极35，即得太阳能电池板11。

对由该方法制得的太阳能电池板进行电池性能测试：采用100mw/cm²太阳能模拟器(newport)am1.5g光照下进行，测得光电转化率为18.1％；在温度20℃，湿度为55％的环境中保持20天后，测试其转化率为17.6％。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，以及这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围，本发明未详尽公开的技术方案均为公知技术。