本申请涉及农业无人机技术领域，尤其涉及一种利用高效染料敏化太阳能电池的驱鸟无人机。
背景技术：
目前，在农作物的种植中，鸟类的采食会破坏农作物的果实，其是一种影响庄稼收成的因素之一，一般情况下，驱鸟都是在庄稼中安装超声波驱鸟器，只能在鸟类接近庄稼时进行驱赶且不可移动，随着距离的变远，超声波驱鸟器的声波不足以驱赶鸟类，只能进行局域性驱鸟，驱鸟效果差，庄稼产量低。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种利用高效染料敏化太阳能电池的驱鸟无人机，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种利用高效染料敏化太阳能电池的驱鸟无人机，该驱鸟无人机包括机体、机翼和尾翼，机翼固定安装在机体两侧，尾翼固定安装在机体尾部，该机体内设有伸缩式驱鸟单元，该机翼和尾翼上均设有多个太阳能单元，该太阳能单元基于一种染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、吸附在光阳极表面的染料敏化剂、与光阳极对置的对电极、及设置在光阳极和对电极之间的电解液；该光阳极包括fto基底、sno2颗粒层、sno2纳米线层，该sno2颗粒层设于fto基底表面、该sno2纳米线层设于sno2颗粒层表面并且嵌入上述的sno2颗粒层。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的驱鸟无人机安装有太阳能单元，其能够在低空盘旋移动，在鸟类靠近庄稼之前利用噪声将其驱赶，驱鸟范围大，效果好；另一方面，该太阳能单元基于染料敏化太阳能电池，该电池中光阳极上设有sno2颗粒层和sno2纳米线层，基于其特殊的结构，相较其它光阳极的染料敏化太阳能电池，光电转换效率高。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明驱鸟无人机的结构示意图；
图2是本发明所述开关门关闭状态下的结构示意图；
图3是本发明所述开关门开启状态下的结构示意图；
图4是本发明所述太阳能单元中光阳极的结构示意图；
其中，1-机体；2-机翼；3-尾翼；4-太阳能单元；5-一号直线电机；6-底座；7-旋转电机；8-扬声器；9-开口；10-丝带；11-控制盒；12-二号直线电机；13-滑轨；14-挡板；15-mcu控制器；16-蓄电池；17-太阳能充放电控制器；18-wifi通讯模块；19-存储器；56-fto基底；57-sno2颗粒层；58-sno2纳米线层。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种利用高效染料敏化太阳能电池的驱鸟无人机，该驱鸟无人机利用染料敏化太阳能电池供电，能够提供持久的能源供应，然后低空盘旋利用噪音将鸟类驱散；具体的，结合图1～3，该驱鸟无人机包括机体1、机翼2和尾翼3，其中，机翼2固定安装在机体1两侧，尾翼3固定安装在机体1尾部，同时，该机翼2和尾翼3上均设有多个太阳能单元4；该机体1内设有伸缩式驱鸟单元，该驱鸟单元是由固定安装在机体1内上表面的一号直线电机5、固定安装在一号直线电机5伸缩端的底座6、固定安装在底座6下表面的旋转电机7和固定安装在旋转电机7旋转端的扬声器8四部分构成，所述机体1下表面设有开口9，所述开口9处设有开关门，所述开口9位于扬声器8的正下方，结合图2、图3，所述开关门是由固定安装在机体1下表面开口一侧内底面的二号直线电机12、设置在开口9左右两侧底面上的滑轨13和嵌装在滑轨13内且一端与二号直线电机12伸缩端固定连接的挡板14三部分构成。
所述机体内1还设有控制盒11，所述控制盒11分别与一号直线电机5、旋转电机7和开关门电气连接；所述控制盒11内设有mcu控制器15、蓄电池16、太阳能充放电控制器17、wifi通讯模块18和存储器19，所述mcu控制器15分别与太阳能充放电控制器17、wifi通讯模块18、存储器19、一号直线电机5、旋转电机7和二号直线电机12电气连接，所述太阳能充放电控制器17还分别与蓄电池16和多个太阳能单元4电气连接；所述机体1上系有多条红色的丝带10。
本方案中，利用太阳能充放电控制器控制太阳能单元为蓄电池充电，为该装置提供持续能源，增加该装置连续工作的时间和范围，控制盒内的mcu控制器通过wifi通讯模块与地面的控制中心进行无线通讯从而控制无人机的各项操作，启动机体下表面开口一侧内底面的二号直线电机，驱动与之旋转端固定连接的挡板沿滑轨反向运动，露出开口，驱动一号直线电机向下运动，带动设置在气伸缩端的扬声器向下通过开口并伸出机体外，播放存储在存储器内的驱鸟噪音，驱散聚集的鸟群。
在优选地实施方式中，该太阳能单元4基于一种染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、吸附在光阳极表面的染料敏化剂、与光阳极对置的对电极、及设置在光阳极和对电极之间的电解液；该光阳极包括fto基底56、sno2颗粒层57、sno2纳米线层58，具体如图4光阳极结构示意图所示，该sno2颗粒层57设于fto基底56表面、该sno2纳米线58层设于sno2颗粒层57表面并且嵌入上述的sno2颗粒层57。
染料敏化太阳能电池中，其光阳极发挥重要作用，通常为采用单一结构，比如纳米颗粒、纳米线等，而在本申请的技术方案中，将纳米颗粒和纳米线的优势结合，在光阳极上设置了sno2颗粒层、sno2纳米线层，这样所形成的纳米颗粒结合纳米线的光阳极结构既具有大的比表面积，又具有良好的电子传输性能，能够有效提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率。
在优选地实施方式中，该光阳极的sno2颗粒层厚度为10μm，粒径为5μm，该sno2颗粒是以油菜花花粉为模板通过水热法制备的，为一种分层多孔的球状结构，由于是以油菜花花粉为模板，该球状结构的外壳表面具有类似油菜花花粉的开放的孔网状结构，得益于其高的比表面积和开放的孔状结构，其对染料的吸附能力大大增加，增强了电子的传输速率，同时，该sno2颗粒具有较强的光散射性能，大大提高了光电转换效率。
在优选地实施方式中，该光阳极的sno2纳米线层以水热法制备，该sno2纳米线长度为10μm，直径为300nm。
本申请的技术方案中，该太阳能单元的光阳极以sno2纳米线和sno2颗粒结合作为光阳极结构，使得该光阳极具备良好的电子传输通道、较高的染料吸附率、较强的光散射性能。
在优选地实施方式中，该太阳能单元的制备过程如下：
步骤1，首先，将13g氯化锡粉末(sncl4·5h2o)放入100ml无水酒精中，搅拌至澄清溶液得到前驱体溶液；然后筛选出直径10μm的油菜花花粉，将其清洗干净、干燥；将干燥的花粉放入上述前驱体溶液中强力搅拌14h，将溶液离心分离，酒精清洗三遍，无离子水清洗，在60℃的干燥箱中干燥3h；依照上述方法，将浸泡过的花粉再次放入前驱体溶液中浸泡8h；然后将花粉放入100ml酒精和100ml水的混合溶液中水解2h，离心分离后分散在酒精溶液中，在60℃的干燥箱中干燥4h，最后，将模板化的混合体在空气退火炉中以2℃/min的升温速率升到600℃煅烧3h，以去除花粉模板，收集白色粉末为sno2颗粒。
步骤2，采用刮涂法将sno2颗粒涂覆在fto基底上，制成厚度为10μm的薄膜，晾干后放入空气退火炉中350℃煅烧2h，得到sno2颗粒层；
步骤3，将一定量的草酸亚锡和聚乙烯屁咯烷酮分别溶解于乙二醇溶液中，然后把两种溶液倒入烧杯中，搅拌均匀，再将上步得到的带有sno2颗粒层的fto基底浸入烧杯中，加热并控制温度为170℃，使其反应3h，待反应完成后，静止冷却至室温，将fto基底用无水乙醇反复清洗几次，干燥后，将fto基底放入马弗炉中450℃煅烧4h，在fto基底上得到sno2纳米线层；
步骤4，然后，将制备好的光阳极放入50mmol/ln719钌染料的无水乙醇溶液中浸泡24h，取出后用无水乙醇洗去表面残留的染料敏化剂，吹干后避光保存；在事先打过一个小孔并清洗干净的fto基底上印刷一层铂浆料，在马弗炉中420℃下烧结30min，得到负载有铂电极的对电极；将上述得到的吸附有染料的光阳极分别与对电极对叠，封装，注入电解液，封住小孔，组装成染料敏化太阳能电池，即得该太阳能单元。
针对上述的太阳能单元的光电特性，采用keithley2400数字电源表和太阳光模拟器(光源500w的氙灯，am＝1.5)测试得到该太阳能单元的i-v特征曲线，从测试结果中得到开路电压voc为0.71v，短路电流密度jsc为16.78ma/cm2，光电转换效率η为9.1％，可以发现，该太阳能单元表现较高的光电转换效率。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，本发明中的实施形态是用于说明而非限制，因此应当认为，所附权利要求应当解释为包括了落在本发明真正的精神和范围内所有这样的替代、重排和等效形式。