多功能汽车用太阳能天窗的制作方法

文档序号:15281921发布日期:2018-08-28 23:38阅读:215来源:国知局

本发明涉及汽车配件技术领域,特别涉及一种多功能汽车用太阳能天窗。



背景技术:

随着资源短缺和环境污染问题的日益突出,太阳能作为一种清洁可再生能源越来越受到世人的关注。染料敏化太阳电池(dssc)是模仿光合作用研制出来的新型太阳能电池,具有低成本,易于制造和高效率等优点,成为未来太阳能电池的主导,作为dssc重要组成部分的染料敏化剂起着关键作用,它们捕获太阳光,并产生激发电子,然后注入到光阳极中,其光电性能对整个dssc的光电转换效率有着重要的影响。目前,性能最好的染料敏化剂是含贵金属的金属有机敏化剂,如ru基多吡啶配合物它们具有光捕获能力强,光电转换效率高的优点,然而其价格高和贵金属资源的有限性限制了它的实际应用。同ru基多吡啶配合物相比,不含贵金属的纯有机染料具有成本低、消光系数高和结构多样的优势。

随着太阳能技术的发展,太阳能技术已广泛应用于汽车领域,汽车天窗在起到通风换气作用的同时还能够改善车内的采光,在汽车天窗玻璃里面设置太阳能电池,可以为汽车电瓶充电,还可以维持车内电子设备在发电机不启动状况下继续工作,但单面发电结构的太阳能电池覆盖了整个天窗使得汽车天窗透光变差。为了增加太阳能天窗的光线透过,从而改善汽车内部的采光,往往在排布太阳能电池片时,将块与块之间留出一段透光区,但是由于太阳能电池片的总面积减少了,使得发电功率也相应降低了,不能满足汽车的用电需求。



技术实现要素:

为解决以上技术问题,本发明提供一种多功能汽车用太阳能天窗,以解决能保证汽车内部光线,调节车内温度的同时,具有较高发电功率的问题。

本发明采用的技术方案如下:一种多功能汽车用太阳能天窗,包括天窗安装框,所述天窗安装框固定安装在汽车车顶,关键在于:所述天窗安装框中水平安装有太阳能板容纳组件和天窗玻璃,所述太阳能板容纳组件包括太阳能板容纳盒,所述太阳能板容纳盒的前、左、右侧均开口,所述太阳能板容纳盒中正对设有两个太阳能电池组,所述太阳能电池组包括从上而下正对叠放有多块太阳能电池板,所述太阳能电池组上穿设有旋转展开组件,能使多块所述太阳能电池板从折叠状态旋转至展开状态,所述太阳能电池板上转动连接有辅助发电组件,所述太阳能板容纳盒与所述天窗玻璃的前部通过铰链连接,所述天窗玻璃的后部与所述天窗安装框活动连接,所述天窗玻璃的两侧正对设有两个水平气缸,两个所述水平气缸分别与所述天窗安装框的框体固定连接,所述水平气缸的活塞杆朝向车头方向水平伸出,所述活塞杆与所述天窗玻璃通过铰接杆活动连接;

所述太阳能电池板包括托架和贴附在该托架上薄膜太阳能电池板,所述薄膜太阳能电池板包括对合封装的光阳极组件和对电极组件,所述光阳极组件和所述对电极组件对应形成多个电池单元,相邻的电池单元之间设有间隔层,所述电池单元中填充有电解质,所述光阳极组件和所述对电极组件分别上设有主导电极,所述主导电极)的长度方向与所述光阳极组件和所述对电极组件的长度方向一致,所述主导电极上梳状分布有多个副导电极;

所述光阳极组件包括至少两个光阳极单元,相邻两个光阳极单元之间设有所述间隔层,所述光阳极单元包括第一基底,所述第一基底上等距平行开设有多个第一条形凹槽,所述第一基底上涂覆有第一导电层,所述第一条形凹槽中设有副导电极,多个所述副导电极上连接有同一个主导电极,所述主导电极上覆盖有硬质绝缘层,所述第一导电层上设有光电转换层,所述光电转换层为经过有机染料敏化的tio2层。

优选的,所述旋转展开组件包括竖直设置的旋转轴,所述旋转轴设置在所述太阳能板容纳盒的前角处,该旋转轴上穿设多个所述太阳能电池板,该旋转轴的上端与所述太阳能板容纳盒顶板轴承连接,该旋转轴的下端伸入所述太阳能板容纳盒底座连接有旋转电机。

优选的,所述太阳能电池组包括四块太阳能电池板,四块所述太阳能电池板从上而下依次为第一板块、第二板块、第三板块和第四板块,所述太阳能电池板为正方形板,所述太阳能电池板的外侧前角固定连接有托板,所述托板上开设有通孔,所述旋转轴依次穿过四个所述通孔;

所述辅助发电组件包括至少一块太阳能电池副板,所述第二板块、第三板块和第四板块的下方均设有所述太阳能电池副板,所述太阳能电池副板通过转轴与所述太阳能电池板的右后角活动连接。

优选的,相邻的两块所述托板之间活动连接有限位管,所述限位管的管口与所述通孔的孔口重合,所述旋转轴竖直穿过四个所述托板和三个所述限位管,所述第二板块上的托板与所述旋转轴固定连接,第一板块、第三板块和第四板块上的托板分别与所述旋转轴活动连接,所述太阳能电池板上设有板块扣接件(8),所述第二板块随所述旋转轴转动时,板块扣接件能带动第三板块和第四板块从折叠状态旋转至展开状态。

优选的,所述板块扣接件包括上扣接板和下扣接板,所述上扣接板与所述太阳能电池板的左侧边固定连接,所述下扣接板与所述太阳能电池板的前侧边固定连接,所述第二板块、第三板块和第四板块上均设有所述上扣接板,所述第一板块、第二板块和第三板块上均设有所述下扣接板,所述太阳能电池板转动展开时,所述上扣接板与相应的所述下扣接板抵接。

优选的,所述天窗安装框上正对连接有两块天窗固定板,两块所述天窗固定板设置在所述天窗玻璃的两侧,围绕所述天窗玻璃设有玻璃固定框,所述玻璃固定框的前框壁与所述太阳能板容纳盒的后侧壁通过铰链连接,所述玻璃固定框的侧壁分别与所述天窗固定板铰接;

所述天窗安装框的左右框体上分别竖直开设有滑槽,两个所述水平气缸分别固定设置在相应的滑槽中,所述铰接杆的两端分别与所述玻璃固定框的侧壁和所述活塞杆的杆头铰接。

优选的,所述有机染料结构式具体为:

优选的,所述有机染料由以下步骤制得:

(1)供电基团的制备:

a、双己氧基三苯胺的制备:将摩尔比为1:1的对碘苯酚和溴代正己烷置于烧瓶反应器中,然后依次加入氢氧化钾和二甲基亚砜,室温下反应20~60min后,将反应液倒入水中,用二氯甲烷萃取,萃取的有机层用蒸馏水洗涤,然后用无水硫酸镁干燥,浓缩,得到中间体a;将氢氧化钾、铜粉和18-冠-6-醚加入双口烧瓶反应器中,然后在n2保护条件下,将摩尔比为1:(2.5~2.8)的苯胺和中间体a经邻二氯苯溶解后加入双口烧瓶反应器中,回流反应18~30h,冷却后过滤,所得滤液经旋蒸除去邻二氯苯后,经过柱层析分离得到中间体b;在冰浴条件下,将三氯氧磷缓慢滴加到盛有n,n-二甲基甲酰胺的烧瓶反应器中,搅拌反应1-2h后,将中间体b经过n,n-二甲基甲酰胺溶解后加入烧瓶反应器中,中间体b与三氯氧磷的摩尔比为1:(9-10),升高反应温度至75-90℃,反应2-3h后,将反应物倒入冰水中,调节ph值至8-9,用二氯甲烷进行萃取,用无水硫酸镁干燥,旋蒸后得到粗产物,将粗产物经过柱层析分离纯化得到双己氧基三苯胺;

b、三苯胺单醛的制备:冰水浴下在装有干燥管的三颈瓶中加入干燥的n,n-二甲基甲酰胺,缓慢滴加三氯氧磷,搅拌2小时,得到vilsmeier试剂,其中n,n-二甲基甲酰胺和三氯氧磷的摩尔比为(10~20)∶1,将三苯胺加入到vilsmeier试剂中,其中三苯胺和vilsmeier试剂的摩尔比为1∶(1.1~2),在95-105℃下反应2.5-8小时,产物倒入冰水中,调节ph值至中性,得到沉淀;粗产物经柱层析分离制得三苯胺单醛;

c、苯乙烯取代三苯胺单醛的制备:将溴化卞基三苯基膦溶解于干燥的thf中,冰盐浴冷却,氮气保护,然后加入叔丁醇钾,室温下搅拌半小时得到ylide试剂,其中叔丁醇钾与溴化卞基三苯基膦的摩尔比为(1~1.1)∶1;将该ylide试剂滴加到浓度为20~50%三苯胺双醛的thf溶液中,其中三苯胺双醛和ylide试剂的摩尔比为1∶(1~1.5),室温下反应5-10小时,粗产物用无水乙醚萃取,经柱层析分离制备得到苯乙烯取代三苯胺单醛;

(2)2-甲基苯并吡喃酮的制备:将邻羟基苯乙酮溶解在烧瓶反应器中的乙酸乙酯中,然后将金属钠加入烧瓶反应器中,室温下反应2-4h后,将反应物过滤得到滤渣,将滤渣置于水中,调节ph值至7-8,室温下搅拌3-6h,再次过滤得到中间体c;将中间体c溶解于烧瓶反应器的醋酸中后,将浓硫酸缓慢加入烧瓶反应器中,回流反应20-40min后,将反应物倒入冰水中,调节ph值至8-9,用二氯甲烷萃取,有机相经无水硫酸镁干燥,旋干溶剂得到2-甲基苯并吡喃酮;

(3)光敏染料的合成制备:在n2保护条件下,将步骤二中得到的2-甲基苯并吡喃酮、2-氰基丙酸乙酯、乙酸铵、乙酸和甲苯加入烧瓶反应器中,其中2-甲基苯并吡喃酮与2-氰基丙酸乙酯的摩尔比为1:(1~1.5),回流反应15-18h后,将反应物倒入水中,用二氯甲烷萃取得到粗产物,将粗产物经过柱层析分离纯化得到中间体d;将步骤一制得的供电基团和中间体d,以及哌啶和乙腈投入反应器中,其中双己氧基三苯胺和中间体d的摩尔比为1:1,加热回流6-9h后,反应物经过旋转蒸发除去溶剂后,经过柱层析分离纯化得到所述有机染料。

优选的,所述对电极组件包括至少两个对电极单元,相邻的对电极单元之间设有所述间隔层,所述光阳极单元与所述对电极单元一一对应形成所述电池单元,所述间隔层位于相邻的电池单元之间;所述对电极单元包括第二基底,所述第二基底上开设有与所述第一条形凹槽相对应的第二条形凹槽,所述第二基底上涂覆有第一导电层,所述第二条形凹槽中设有副导电极,多个所述副导电极上连接有同一个主导电极,所述主导电极上覆盖有硬质绝缘层,所述第一导电层上设有第二导电层;

所述第一条形凹槽的长度方向与第一基底的宽度方向一致,所述第二条形凹槽的长度方向与所述第二基底的宽度方向一致,设置在所述第一基底上的副导电极与光电转换层之间设有电极保护层,设置在所述第二基底上的副导电极与第二导电层之间设有电极保护层。

优选的,所述第一基底和所述第二基底均为透明玻璃衬底,所述第一导电层为fto膜,所述第二导电层为pt膜,所述主导电极和所述副导电极均为银电极,硬质绝缘层和电极保护层均为耐腐蚀玻璃,所述间隔层为热性粘结剂或uv固化胶。

有益效果:与现有技术相比,本发明提供了一种多功能汽车用太阳能天窗,通过太阳能板与天窗玻璃铰接设置,可以保证车内光线的充足,通过转动组件调节太阳能板与天窗玻璃的角度,可以打开和封闭车内外空气通道,从而促进空气流通,调节车内温度,采用旋转展开的方式将太阳能板容纳盒中层叠的太阳能电池板依次旋出,最终拼接成一块大面积的正方形太阳能电池板,从而增大了太阳能电池板的总面积,使太阳能移动电源的功率增大,还可以根据情况展开太阳能电池副板,从而更进一步增大太阳能移动电源的功率,当不使用时,将展开的太阳能电池板收回至太阳能板容纳盒中;

薄膜太阳能电池板通过设置主、副导电极可以在中的条状电池模块宽度增大时,缩短电子在高电阻的第一、二导电层上的运动距离,从而更加高效的收集和传导电池中的电子,进而提升电池效率,通过在主导电极上设置硬质绝缘层以及粘结剂作为间隔层封装,避免粘结剂在高温和压力下易变形变薄,导致光阳极和对电极上的导电电极有接触点而导致短路,提高电池的使用寿命和稳定性;

d-π-a型结构的有机染料以苯并吡喃基作为π-桥基,氰基丙烯酸基为吸电子基团,三苯胺基团为供电子基团,具有较强的电子推拉体系,有效的实现染料分子内的电子分离,具有较高的摩尔消光系数和较宽的光谱响应范围,三苯胺基团作为供电基具有螺旋桨式的非平面空间结构,可以降低敏化染料分子在二氧化钛薄膜表面的聚集,增强了供电基团的供电能力,有效的减小了染料的禁带宽度,提高了空穴传输能力和太阳光的捕获率,苯并吡喃基作为π-桥基具有较好的共轭结构,有效的增强了染料分子的共轭效应,增强了染料的摩尔消光系数,拓宽了吸收光谱的响应范围,使电池获得较好的光电转换效果,因此,本发明提供的多功能汽车用太阳能天窗,结构安全可靠,在实现透光、透气的同时,能实现利用太阳能发电的功能,提高了汽车的节能性,具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1的左视图;

图3为图2中天窗玻璃11提升时的结构示意图;

图4为本发明的太阳能电池板5收纳时的结构示意图;

图5为图4的左视图;

图6为图1中薄膜太阳能电池板的结构示意图;

图7为图6中光阳极组件21的结构示意图;

图8为图6中对电极组件22的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。

实施例1多功能汽车用太阳能天窗i

如图1-8所示,一种可旋转收放的太阳能天窗,包括天窗安装框1,所述天窗安装框1固定安装在汽车车顶,所述天窗安装框1中水平安装有太阳能板容纳组件和天窗玻璃11,所述太阳能板容纳组件包括太阳能板容纳盒2,所述太阳能板容纳盒2的前、左、右侧均开口,所述太阳能板容纳盒2中正对设有两个太阳能电池组,所述太阳能电池组上穿设有旋转展开组件4,所述太阳能电池组包括从上而下正对叠放有四块太阳能电池板3,四块所述太阳能电池板3从上而下依次为第一板块3a、第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d,所述太阳能电池板3为正方形板,所述辅助发电组件包括至少一块太阳能电池副板12,所述第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d的下方均设有所述太阳能电池副板12,所述太阳能电池副板12通过转轴与所述太阳能电池板3的右后角活动连接,所述太阳能电池板3的外侧前角固定连接有托板6,所述托板6上开设有通孔,相邻的两块所述托板6之间活动连接有限位管7,所述限位管7的管口与所述通孔的孔口重合;

所述旋转展开组件4包括竖直设置的旋转轴41,所述旋转轴41设置在所述太阳能板容纳盒2的前角处,该旋转轴41竖直穿过四个所述托板6和三个所述限位管7,所述第二板块3b上的托板6与所述旋转轴41固定连接,第一板块3a、第三板块3c和第四板块3d上的托板6分别与所述旋转轴41活动连接,该旋转轴41的上端与所述太阳能板容纳盒2顶板轴承连接,该旋转轴41的下端伸入所述太阳能板容纳盒2底座连接有旋转电机42,所述第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d左侧边分别固定连接有上扣接板8a,所述第一板块3a、第二板块3b和第三板块3c的前侧边分别固定连接有下扣接板8b,所述太阳能电池板3转动展开时,所述上扣接板8a与相应的所述下扣接板8b抵接形成所述板块扣接件8,板块扣接件8能带动第三板块3c和第四板块3d从折叠状态旋转至展开状态;

所述天窗安装框1上正对连接有两块天窗固定板9,两块所述天窗固定板9设置在所述天窗玻璃11的两侧,围绕所述天窗玻璃11设有玻璃固定框10,所述玻璃固定框10的前框壁与所述太阳能板容纳盒2的后侧壁通过铰链连接,所述玻璃固定框10的侧壁分别与所述天窗固定板9铰接,所述天窗安装框1和所述天窗玻璃11之间设有天窗提升组件5;所述天窗安装框1的左右框体上分别竖直开设有滑槽,两个所述水平气缸51分别固定设置在相应的滑槽中,所述铰接杆52的两端分别与所述玻璃固定框10的侧壁和所述活塞杆的杆头铰接;

图6-8可以看到,薄膜太阳能电池板包括对合封装的光阳极组件21和对电极组件22,所述光阳极组件21包括四个光阳极单元,所述对电极组件22包括四个对电极单元,相邻的光阳极单元和相邻的对电极单元之间分别设有间隔层27,所述间隔层27为热性粘结剂,所述光阳极单元与所述对电极单元一一对应形成电池单元,所述电池单元中填充有电解质23,所述光阳极组件21和所述对电极组件22分别上设有主导电极24,所述主导电极24的长度方向与所述光阳极组件21和所述对电极组件22的长度方向一致,所述主导电极24上梳状分布有多个副导电极25,所述主导电极24和所述副导电极25均为银电极;

所述光阳极单元包括第一基底21a,所述第一基底21a为透明玻璃衬底,所述第一基底21a上等距平行开设有多个第一条形凹槽21b,所述第一条形凹槽21b的长度方向与第一基底21a的宽度方向一致,所述第一基底21a上涂覆有fto膜,所述第一条形凹槽21b中设有副导电极5,多个所述副导电极25上连接有同一个主导电极24,所述主导电极24上覆盖有耐腐蚀玻璃,所述第一导电层21c上设有光电转换层21e,所述光电转换层21e为吸附有机染料i的tio2层,设置在所述第一基底21a上的副导电极25与光电转换层21e之间设有耐腐蚀玻璃;

所述对电极单元包括第二基底22a,所述第二基底22a为透明玻璃衬底,所述第二基底22a上开设有与所述第一条形凹槽21b相对应的第二条形凹槽22b,所述第二条形凹槽22b的长度方向与所述第二基底22a的宽度方向一致,所述第二基底22a上涂覆有第一导电层21c,所述第二条形凹槽22b中设有副导电极25,多个所述副导电极25上连接有同一个主导电极24,所述主导电极24上覆盖有耐腐蚀玻璃,所述第一导电层21c上设有第二导电层22c,所述第二导电层22c为pt膜,设置在所述第二基底22a上的副导电极25与第二导电层22c之间设有耐腐蚀玻璃;

所述有机染料i由以下方法获得:

(1)双己氧基三苯胺的制备:在100ml的单口瓶中,依次加入4.4g(80mmol)氢氧化钾,40ml二甲基亚砜,4.4g(20mmol)对碘苯酚和2.8ml(20mmol)溴代正己烷,混合物在室温(25℃)条件下反应30min,加水淬灭,用25ml的二氯甲烷萃取两次后,再用25ml的蒸馏水洗涤三次,有机层用无水硫酸镁干燥,旋蒸得到浅黄色油状中间体a;在200ml的两口瓶内加入8g(142.8mmol)氢氧化钾,4g(63.9mmol)铜粉,200mg(0.76mmol)18-冠-6-醚后,在氮气的保护下,将8g(26.3mmol)中间体a和1.02g(9.4mmol)苯胺用邻二氯苯溶解后,加入反应瓶中,加热回流,反应两天,停止加热冷却后,抽滤得到的滤液通过减压蒸馏除去溶剂,用石油醚/二氯甲烷(6:1)为淋洗剂进行柱层析,得到黄色油状中间体b;冰浴条件下,将1ml(11.2mmol)三氯氧磷缓慢滴加到盛有4ml的n,n-二甲基甲酰胺的反应瓶中,反应一个小时后,将500mg(1.12mmol)中间体b用n,n-二甲基甲酰胺溶解后加入到反应瓶中,移除冰盐浴,用油浴控制温度为90℃,反应2h,反应结束后将混合物倒入冰水中,搅拌下用氢氧化钠调节ph值为11,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,旋蒸除去溶剂,用石油醚/二氯甲烷/甲醇(5:5:1)为淋洗剂进行柱层析,得到双己氧基三苯胺,产率为85%;

(2)2-甲基苯并吡喃酮的制备:在250ml的三口烧瓶中,加入10g(74mmol)邻羟基苯乙酮,并将其溶解60ml乙酸乙酯中,再加入8g(34ommol)金属钠,室温下反应3h后,结束反应,将反应物进行抽滤,所得滤渣溶于100ml水中,调节ph值至7,室温下搅拌3h,再次过滤得到中间体c;在250ml的三口烧瓶中,将9.0g(50mmol)中间体c溶解于90ml醋酸中,再缓慢加入6ml浓硫酸,回流反应30min后,将反应物倒入冰水中,调节ph值至8,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,旋蒸除去溶剂得到2-甲基苯并吡喃酮;

(3)光敏染料的合成制备:在n2保护条件下,将13.1g(82mmol)2-甲基苯并吡喃酮、11.3g(100mmol)2-氰基丙酸乙酯、1.5g乙酸铵、6ml乙酸混合溶解在盛有50ml甲苯的反应瓶中,回流反应18h,反应结束后,将反应物倒入水中,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,旋蒸除去溶剂,用二氯甲烷/石油醚(1:1)为淋洗剂进行柱层析,得到中间体d;将524mg(2mmol)双己氧基三苯胺,500mg(2mmol)中间体d和0.5ml哌啶溶解在盛有30ml乙腈的反应瓶中,加热回流8h,反应结束后,将反应物旋干溶剂后,经过柱层析分离纯化得到光敏染料化合物i,产率72%。1hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):δ7.85-7.75(m,j=16.5hz,5h),7.23(d,j=8.4hz,2h),7.18(d,j=16.4hz,1h),7.06(d,j=16.4hz,1h),6.99(d,j=8.6hz,4h),6.87(d,j=8.6hz,4h),6.73(d,j=8.4hz,2h),3.89(m,j=5.6hz,4h),2.95(s,1h),1.69-1.59(m,4h),1.39-1.35(m,4h),1.31-1.26(m,8h),0.91(t,j=6.5hz,6h)。

性能测试结果:该实施例制得的薄膜太阳能电池板的短路电流为5.87ma/cm2,开路电压为1.91v,转换效率为6.57%,填充因子为0.59。

实施例2多功能汽车用太阳能天窗ii

如图1-8所示,一种可旋转收放的太阳能天窗,包括天窗安装框1,所述天窗安装框1固定安装在汽车车顶,所述天窗安装框1中水平安装有太阳能板容纳组件和天窗玻璃11,所述太阳能板容纳组件包括太阳能板容纳盒2,所述太阳能板容纳盒2的前、左、右侧均开口,所述太阳能板容纳盒2中正对设有两个太阳能电池组,所述太阳能电池组上穿设有旋转展开组件4,所述太阳能电池组包括从上而下正对叠放有四块太阳能电池板3,四块所述太阳能电池板3从上而下依次为第一板块3a、第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d,所述太阳能电池板3为正方形板,所述辅助发电组件包括至少一块太阳能电池副板12,所述第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d的下方均设有所述太阳能电池副板12,所述太阳能电池副板12通过转轴与所述太阳能电池板3的右后角活动连接,所述太阳能电池板3的外侧前角固定连接有托板6,所述托板6上开设有通孔,相邻的两块所述托板6之间活动连接有限位管7,所述限位管7的管口与所述通孔的孔口重合;

所述旋转展开组件4包括竖直设置的旋转轴41,所述旋转轴41设置在所述太阳能板容纳盒2的前角处,该旋转轴41竖直穿过四个所述托板6和三个所述限位管7,所述第二板块3b上的托板6与所述旋转轴41固定连接,第一板块3a、第三板块3c和第四板块3d上的托板6分别与所述旋转轴41活动连接,该旋转轴41的上端与所述太阳能板容纳盒2顶板轴承连接,该旋转轴41的下端伸入所述太阳能板容纳盒2底座连接有旋转电机42,所述第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d左侧边分别固定连接有上扣接板8a,所述第一板块3a、第二板块3b和第三板块3c的前侧边分别固定连接有下扣接板8b,所述太阳能电池板3转动展开时,所述上扣接板8a与相应的所述下扣接板8b抵接形成所述板块扣接件8,板块扣接件8能带动第三板块3c和第四板块3d从折叠状态旋转至展开状态;

所述天窗安装框1上正对连接有两块天窗固定板9,两块所述天窗固定板9设置在所述天窗玻璃11的两侧,围绕所述天窗玻璃11设有玻璃固定框10,所述玻璃固定框10的前框壁与所述太阳能板容纳盒2的后侧壁通过铰链连接,所述玻璃固定框10的侧壁分别与所述天窗固定板9铰接,所述天窗安装框1和所述天窗玻璃11之间设有天窗提升组件5;所述天窗安装框1的左右框体上分别竖直开设有滑槽,两个所述水平气缸51分别固定设置在相应的滑槽中,所述铰接杆52的两端分别与所述玻璃固定框10的侧壁和所述活塞杆的杆头铰接;

图6-8所示,薄膜太阳能电池板包括对合封装的光阳极组件21和对电极组件22,所述光阳极组件21包括六个光阳极单元,所述对电极组件22包括六个对电极单元,相邻的光阳极单元和相邻的对电极单元之间分别设有间隔层27,所述间隔层27为热性粘结剂,所述光阳极单元与所述对电极单元一一对应形成电池单元,所述电池单元中填充有电解质23,所述光阳极组件21和所述对电极组件22分别上设有主导电极24,所述主导电极24的长度方向与所述光阳极组件21和所述对电极组件22的长度方向一致,所述主导电极24上梳状分布有多个副导电极25,所述主导电极24和所述副导电极25均为银电极;

所述光阳极单元包括第一基底21a,所述第一基底21a为透明玻璃衬底,所述第一基底21a上等距平行开设有多个第一条形凹槽21b,所述第一条形凹槽21b的长度方向与第一基底21a的宽度方向一致,所述第一基底21a上涂覆有fto膜,所述第一条形凹槽21b中设有副导电极5,多个所述副导电极25上连接有同一个主导电极24,所述主导电极24上覆盖有耐腐蚀玻璃,所述第一导电层21c上设有光电转换层21e,所述光电转换层21e为吸附有机染料ii的tio2层,设置在所述第一基底21a上的副导电极25与光电转换层21e之间设有耐腐蚀玻璃;

所述对电极单元包括第二基底22a,所述第二基底22a为透明玻璃衬底,所述第二基底22a上开设有与所述第一条形凹槽21b相对应的第二条形凹槽22b,所述第二条形凹槽22b的长度方向与所述第二基底22a的宽度方向一致,所述第二基底22a上涂覆有第一导电层21c,所述第二条形凹槽22b中设有副导电极25,多个所述副导电极25上连接有同一个主导电极24,所述主导电极24上覆盖有耐腐蚀玻璃,所述第一导电层21c上设有第二导电层22c,所述第二导电层22c为pt膜,设置在所述第二基底22a上的副导电极25与第二导电层22c之间设有耐腐蚀玻璃;

所述有机染料ii由以下方法获得:

(1)三苯胺单醛的制备:冰浴条件下,将1ml(11.2mmol)三氯氧磷缓慢滴加到盛有15ml(194.5mmol)的n,n-二甲基甲酰胺的反应瓶中,搅拌2小时,得到vilsmeier试剂,将2g(8.2mmol)三苯胺加入到vilsmeier试剂中,在95-105℃下反应2.5-8小时,产物倒入冰水中,调节ph值至中性,得到沉淀,粗产物经柱层析分离制得三苯胺单醛,产率88%;

(2)2-甲基苯并吡喃酮的制备:在250ml的三口烧瓶中,加入10g(74mmol)邻羟基苯乙酮,并将其溶解60ml乙酸乙酯中,再加入8g(34ommol)金属钠,室温下反应3h后,结束反应,将反应物进行抽滤,所得滤渣溶于100ml水中,调节ph值至7,室温下搅拌3h,再次过滤得到中间体c;在250ml的三口烧瓶中,将9.0g(50mmol)中间体c溶解于90ml醋酸中,再缓慢加入6ml浓硫酸,回流反应30min后,将反应物倒入冰水中,调节ph值至8,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,旋蒸除去溶剂得到2-甲基苯并吡喃酮;

(3)光敏染料的合成制备:在n2保护条件下,将13.1g(82mmol)2-甲基苯并吡喃酮、11.3g(100mmol)2-氰基丙酸乙酯、1.5g乙酸铵、6ml乙酸混合溶解在盛有50ml甲苯的反应瓶中,回流反应18h,反应结束后,将反应物倒入水中,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,旋蒸除去溶剂,用二氯甲烷/石油醚(1:1)为淋洗剂进行柱层析,得到中间体d;将524mg(2mmol)双己氧基三苯胺,500mg(2mmol)中间体d和0.5ml哌啶溶解在盛有30ml乙腈的反应瓶中,加热回流8h,反应结束后,将反应物旋干溶剂后,经过柱层析分离纯化得到光敏染料化合物ii,产率78%。1hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):δ7.85-7.75(m,j=16.5hz,5h),7.43(d,j=8.4hz,2h),7.23(d,j=16.4hz,1h),6.99(d,j=8.6hz,4h),6.92(d,j=16.4hz,1h),6.89(d,j=8.4hz,2h),6.87(d,j=8.6hz,4h),2.96(s,1h)。

性能测试结果:该实施例制得的薄膜太阳能电池板的短路电流为2.85ma/cm2,开路电压为4.81v,转换效率为7.26%,填充因子为0.63。

实施例3多功能汽车用太阳能天窗iii

如图1-8所示,一种可旋转收放的太阳能天窗,包括天窗安装框1,所述天窗安装框1固定安装在汽车车顶,所述天窗安装框1中水平安装有太阳能板容纳组件和天窗玻璃11,所述太阳能板容纳组件包括太阳能板容纳盒2,所述太阳能板容纳盒2的前、左、右侧均开口,所述太阳能板容纳盒2中正对设有两个太阳能电池组,所述太阳能电池组上穿设有旋转展开组件4,所述太阳能电池组包括从上而下正对叠放有四块太阳能电池板3,四块所述太阳能电池板3从上而下依次为第一板块3a、第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d,所述太阳能电池板3为正方形板,所述辅助发电组件包括至少一块太阳能电池副板12,所述第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d的下方均设有所述太阳能电池副板12,所述太阳能电池副板12通过转轴与所述太阳能电池板3的右后角活动连接,所述太阳能电池板3的外侧前角固定连接有托板6,所述托板6上开设有通孔,相邻的两块所述托板6之间活动连接有限位管7,所述限位管7的管口与所述通孔的孔口重合;

所述旋转展开组件4包括竖直设置的旋转轴41,所述旋转轴41设置在所述太阳能板容纳盒2的前角处,该旋转轴41竖直穿过四个所述托板6和三个所述限位管7,所述第二板块3b上的托板6与所述旋转轴41固定连接,第一板块3a、第三板块3c和第四板块3d上的托板6分别与所述旋转轴41活动连接,该旋转轴41的上端与所述太阳能板容纳盒2顶板轴承连接,该旋转轴41的下端伸入所述太阳能板容纳盒2底座连接有旋转电机42,所述第二板块3b、第三板块3c和第四板块3d左侧边分别固定连接有上扣接板8a,所述第一板块3a、第二板块3b和第三板块3c的前侧边分别固定连接有下扣接板8b,所述太阳能电池板3转动展开时,所述上扣接板8a与相应的所述下扣接板8b抵接形成所述板块扣接件8,板块扣接件8能带动第三板块3c和第四板块3d从折叠状态旋转至展开状态;

所述天窗安装框1上正对连接有两块天窗固定板9,两块所述天窗固定板9设置在所述天窗玻璃11的两侧,围绕所述天窗玻璃11设有玻璃固定框10,所述玻璃固定框10的前框壁与所述太阳能板容纳盒2的后侧壁通过铰链连接,所述玻璃固定框10的侧壁分别与所述天窗固定板9铰接,所述天窗安装框1和所述天窗玻璃11之间设有天窗提升组件5;所述天窗安装框1的左右框体上分别竖直开设有滑槽,两个所述水平气缸51分别固定设置在相应的滑槽中,所述铰接杆52的两端分别与所述玻璃固定框10的侧壁和所述活塞杆的杆头铰接;

图6-8所示,薄膜太阳能电池板包括对合封装的光阳极组件21和对电极组件22,所述光阳极组件21包括六个光阳极单元,所述对电极组件22包括六个对电极单元,相邻的光阳极单元和相邻的对电极单元之间分别设有间隔层27,所述间隔层27为热性粘结剂,所述光阳极单元与所述对电极单元一一对应形成电池单元,所述电池单元中填充有电解质23,所述光阳极组件21和所述对电极组件22分别上设有主导电极24,所述主导电极24的长度方向与所述光阳极组件21和所述对电极组件22的长度方向一致,所述主导电极24上梳状分布有多个副导电极25,所述主导电极24和所述副导电极25均为银电极;

所述光阳极单元包括第一基底21a,所述第一基底21a为透明玻璃衬底,所述第一基底21a上等距平行开设有多个第一条形凹槽21b,所述第一条形凹槽21b的长度方向与第一基底21a的宽度方向一致,所述第一基底21a上涂覆有fto膜,所述第一条形凹槽21b中设有副导电极5,多个所述副导电极25上连接有同一个主导电极24,所述主导电极24上覆盖有耐腐蚀玻璃,所述第一导电层21c上设有光电转换层21e,所述光电转换层21e为吸附有机染料iii的tio2层,设置在所述第一基底21a上的副导电极25与光电转换层21e之间设有耐腐蚀玻璃;

所述对电极单元包括第二基底22a,所述第二基底22a为透明玻璃衬底,所述第二基底22a上开设有与所述第一条形凹槽21b相对应的第二条形凹槽22b,所述第二条形凹槽22b的长度方向与所述第二基底22a的宽度方向一致,所述第二基底22a上涂覆有第一导电层21c,所述第二条形凹槽22b中设有副导电极25,多个所述副导电极25上连接有同一个主导电极24,所述主导电极24上覆盖有耐腐蚀玻璃,所述第一导电层21c上设有第二导电层22c,所述第二导电层22c为pt膜,设置在所述第二基底22a上的副导电极25与第二导电层22c之间设有耐腐蚀玻璃;

所述有机染料iii由以下方法获得:

(1)苯乙烯取代三苯胺单醛的制备:称取4.3g(9.9mmol)溴化卞基三苯基膦加入100ml三颈瓶中,然后加入60ml干燥的thf,用冰盐浴冷却,氮气保护。然后加入1.12g(10mmol)叔丁醇钾,室温下搅拌半小时,得到ylide试剂;称取2g(6.6mmol)三苯胺双醛,加入250ml三颈瓶中,然后加入50ml干燥的thf;氮气保护下,将ylide试剂缓慢滴加到三颈瓶中,室温下搅拌5小时。将反应液用水洗,无水乙醚萃取,得到的有机相用无水硫酸钠干燥,旋蒸除去溶剂,用石油醚/乙酸乙酯(9∶1)为淋洗剂进行柱层析,得到苯乙烯取代三苯胺单醛,产率75%;

(2)2-甲基苯并吡喃酮的制备:在250ml的三口烧瓶中,加入10g(74mmol)邻羟基苯乙酮,并将其溶解60ml乙酸乙酯中,再加入8g(34ommol)金属钠,室温下反应3h后,结束反应,将反应物进行抽滤,所得滤渣溶于100ml水中,调节ph值至7,室温下搅拌3h,再次过滤得到中间体c;在250ml的三口烧瓶中,将9.0g(50mmol)中间体c溶解于90ml醋酸中,再缓慢加入6ml浓硫酸,回流反应30min后,将反应物倒入冰水中,调节ph值至8,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,旋蒸除去溶剂得到2-甲基苯并吡喃酮;

(3)光敏染料的合成制备:在n2保护条件下,将13.1g(82mmol)2-甲基苯并吡喃酮、11.3g(100mmol)2-氰基丙酸乙酯、1.5g乙酸铵、6ml乙酸混合溶解在盛有50ml甲苯的反应瓶中,回流反应18h,反应结束后,将反应物倒入水中,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,旋蒸除去溶剂,用二氯甲烷/石油醚(1:1)为淋洗剂进行柱层析,得到中间体d;将524mg(2mmol)双己氧基三苯胺,500mg(2mmol)中间体d和0.5ml哌啶溶解在盛有30ml乙腈的反应瓶中,加热回流8h,反应结束后,将反应物旋干溶剂后,经过柱层析分离纯化得到光敏染料化合物iii,产率70%。1hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):δ7.85-7.75(m,j=16.5hz,5h),7.51-7.63(m,j=16.5hz,5h),7.38(d,j=16.4hz,1h),7.28(d,j=8.4hz,2h),7.11-7.24(m,9h),7.04(d,j=16.4hz,1h),6.98(m,2h),6.84(d,j=8.4hz,2h),2.91(s,1h)

性能测试结果:该实施例制得的薄膜太阳能电池板的短路电流为2.95ma/cm2,开路电压为5.37v,转换效率为7.43%,填充因子为0.62。

最后需要说明,上述描述仅为本发明的优选实施例,本领域的技术人员在本发明的启示下,在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类似的表示,这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

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