可移动式太阳能手机充电桩的制作方法

本申请涉及手机充电装置技术领域，尤其涉及可移动式太阳能手机充电桩。

背景技术：

随着技术的发展，手机已经成为现代生活的必需品，然而，随着手机屏幕的扩大，其耗电量越来越大，在外出时，经常会出现因为没有手机充电装置而使手机无法工作的情况。

目前，一些公共场所已经配置了一种投币式手机充电装置，该装置投币后接通交流电源，通过装置内部的交直流转换装置实现手机所需直流电的输出，虽然这种设备能够进行快速充电，但其需要稳定的电源进行供电，依赖性较强，充电过程不够节能以及充电装置相对固定、不可移动。

目前，太阳能作为一种清洁能源，已经大范围应用，尤其在建筑屋顶应用较多，将太阳能电池与手机充电装置结合，能够更进一步的有效利用太阳能。

技术实现要素：

本申请旨在提供一种可移动式太阳能手机充电桩，以解决上述提出问题。

本申请的技术方案中提供了一种可移动式太阳能手机充电桩，该充电桩包括太阳能电池板、支撑杆、放置桌面和支撑底座；所述太阳能电池板活动连接在支撑杆的顶端，支撑杆的底端设置在放置桌面的中心，支撑底座设置在放置桌面的底部，在支撑底座的周围设有法兰圈，在法兰圈的圆周下方设有多个滚轮，支撑杆内部设有变压器，在放置桌面上方的支撑杆上设有多个充电接口，支撑底座内设有蓄电池，变压器的输入端和太阳能电池板相连，变压器的输出端和蓄电池相连；该太阳能电池板由多个太阳能电池单元拼接而成；该太阳能电池单元为染料敏化太阳能电池。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的手机充电桩结构简单，操作简便，工作原理清晰，可以根据日照调节太阳能电池板，电能的获取方式为节能环保，使用方便。

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是本申请手机充电桩的结构示意图；

图2是本申请光阳极的结构示意图；

其中，1-太阳能电池板，2-支撑杆，3-变压器，4-充电接口，5-放置桌面，6-支撑底座，7-蓄电池，8-法兰圈，9-滚轮，10-导电基底，11-zno纳米线层，12-wo3颗粒层，13-tio2颗粒层。

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申请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、本申请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可移动式太阳能手机充电桩，该充电桩包括太阳能电池板、支撑杆、放置桌面和支撑底座，所述太阳能电池板活动连接在支撑杆的顶端，支撑杆的底端设置在放置桌面的中心，支撑底座设置在放置桌面的底部，在支撑底座的周围设有法兰圈，在法兰圈的圆周下方设有多个滚轮，支撑杆内部设有变压器，在放置桌面上方的支撑杆上设有多个充电接口，支撑底座内设有蓄电池，变压器的输入端和太阳能电池板相连，变压器的输出端和蓄电池相连。

结合图1所示，该太阳能电池板为圆形或方形，由多个太阳能电池单元拼接而成；太阳能电池板通过活动铰链与支撑杆连接，太阳能电池板的角度可调；放置桌面为圆形板状结构，放置桌面的直径为1500mm；充电接口的数量可以根据需要设置；支撑杆通过焊接连接固定在放置桌面上方中心，支撑底座焊接在法兰圈的中心，法兰圈与支撑底座之间焊接有加强筋，滚轮数量为6个，滚轮为万向轮。

上述所述的太阳能电池单元具体为染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池结构包括导电基底、光阳极、染料敏化剂、电解液和对电极；

该光阳极与对电极设置在导电基底上并且相对封装设置，光阳极表面吸附有染料敏化剂，电解液设在光阳极与对电极之间，该导电基底为fto导电玻璃。

本申请的手机充电桩结构简单，操作简便，工作原理清晰，可以根据日照调节太阳能电池板，电能的获取方式为节能环保，使用方便。

在一种优选地实施方式中，该光阳极为一种三层结构的光阳极，结合图2所示，该光阳极包括zno纳米线层、wo3颗粒层和tio2颗粒层，具体而言，zno纳米线层设置在导电基底上，wo3颗粒层设置在zno纳米线层上、tio2颗粒层设置在wo3颗粒层上；该wo3颗粒层为散射层，zno纳米线层、tio2颗粒层吸附有染料，能够吸收太阳能。

通常的技术方案中，染料敏化太阳能电池的光阳极中采用tio2纳米颗粒作为吸附染料的载体，同时其能够传输电荷，需要较小粒径的tio2纳米颗粒，其才能够具有较大的比表面积，但是，当tio2纳米颗粒粒径较小时，其透光率较大，从而使得一部分太阳光不能被染料吸附；为了解决上述问题，本申请的技术方案中，在结构方面，在导电基底表面依次设置有zno纳米线层、wo3颗粒层和tio2颗粒层，其中，zno纳米线层、tio2颗粒层吸附有染料，wo3颗粒层为散射层，能够对透过zno纳米线层的太阳光产生散射作用，并且该散射作用是向四周都有散射，即，zno纳米线层、tio2颗粒层都能接受到散射的太阳光，从而最大限度地利用了照射到光阳极表面的太阳光，增大了对光的捕获效率，使得太阳能电池的光电转换效率能够提高。

优选地，上述所述的zno纳米线层中，zno纳米线直径为80nm，长度为12μm。

将纳米线作为光阳极材料的技术方案不多，相比纳米颗粒，纳米线的界面较少，并且其能够将电子直接沿纳米线传输通道传输到导电基底表面，避免了电子过多的通过界面、接触电解液等问题，从而能够减少电子复合的几率，并且，纳米线直接生长在导电基底上，接触牢固，接触电阻较小，本申请的技术方案中，在导电基底表面设置有zno纳米线层，zno材料是一种重要的宽禁带半导体材料，其在场发射、锂电池、超级电容器、光催化和太阳能电池等领域应用较多，zno的带隙为3.37ev，与tio2的能带接近，将其替代tio2材料，能够获得更强的电子迁移率。

优选地，上述所述的tio2颗粒层中，tio2颗粒层厚度为3μm，该tio2颗粒粒径为30nm。

该tio2颗粒层与电解液接触面积最大，作为zno纳米线层的补充，最大限度地吸收照射到光阳极表面的太阳光。

优选地，上述所述的wo3颗粒层中，wo3颗粒层厚度为5～10μm，该wo3颗粒粒径为300nm。

作为散射层，在光阳极中通常是采用纳米tio2颗粒，采用wo3颗粒的技术方案不多，wo3是一种重要的宽禁带半导体材料，其在电致变色、光致发光等领域具有广泛的应用，本申请的技术方案中，该wo3颗粒与zno纳米线、tio2颗粒结合作用，构成了复合结构的光阳极，其对太阳光起到很好的散射作用，并且，该wo3颗粒粒径较大，其在散射太阳光的同时，还能够有利于电解液扩散到内部的zno纳米线层中，从而保证zno纳米线上吸附的染料对太阳光的吸收，进而完成电子的转移。

优选地，上述所述的染料敏化太阳能电池的制备过程为：

步骤1，制备电解液

称取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1m的碘化锂，0.1m的单质碘，0.6m的4-叔丁基吡啶和0.6m的四丁基碘化铵，然后避光超声10min，磁力搅拌，使其充分溶解；

步骤2，制备对电极

将fto导电玻璃裁剪，然后放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗30min；在fto导电玻璃表面镀一层铂电极作为对电极；

步骤3，制备光阳极

a)fto导电玻璃裁剪、清洗过程同步骤2中；

b)将醋酸锌、二乙醇胺、无水乙醇分别取0.05mol、0.06mol、100ml，混合均匀，在室温下磁力搅拌30min，然后将混合液放入60℃的油浴锅中磁力搅拌10h，得到种子层溶液，将清洗干净的fto导电玻璃缓缓浸入该种子层溶液中，静置10s，然后缓慢拉出，提拉速率为0.1cm/s；将提拉过的fto导电玻璃放置在70℃的烘箱中干燥10min，然后将fto导电玻璃放入马弗炉中400℃退火2h，在fto导电玻璃表面得到zno种子层；然后配置含有33mmol的zncl2，33mmol的六次甲基四胺和100ml的去离子水的反应混合溶液，向反应混合溶液中逐滴加入2ml氨水，充分搅拌30min，将其转移到高压釜内胆中，然后将覆有zno种子层的fto导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆内，导电面朝下，密封好高压釜，将高压釜放入升温到95℃的烘箱中，反应20h，反应完后自然降温冷却，用蒸馏水反复冲洗fto导电玻璃，在fto导电玻璃上生长一层zno纳米线层；

c)把上述生长有zno纳米线层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

d)取粒径为300nm的wo3颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料a，该浆料a中wo3颗粒的重量含量为38％，聚乙二醇的重量含量为12％；然后，将该浆料a涂覆在上述步骤b)中得到的fto导电玻璃表面，于390℃下恒温10min、440℃下恒温20min，自然降温，得到wo3颗粒层，该wo3颗粒层厚度为5～10μm；

e)取粒径为30nm的tio2颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料b，该浆料b中tio2颗粒的重量含量为17％，聚乙二醇的重量含量为4.8％；然后，将该浆料b涂覆在上述步骤c)中得到的fto导电玻璃表面，于130℃下恒温10min、400℃下恒温20min、450℃下恒温20min，然后自然降温，得到tio2颗粒层，该tio2颗粒层厚度为3μm；

f)把上述涂覆有tio2颗粒层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

步骤4，将上述光阳极、对电极、电解液组装构成染料敏化太阳能电池。

实施例1

步骤1，制备电解液

称取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1m的碘化锂，0.1m的单质碘，0.6m的4-叔丁基吡啶和0.6m的四丁基碘化铵，然后避光超声10min，磁力搅拌，使其充分溶解；

步骤2，制备对电极

将fto导电玻璃裁剪，然后放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗30min；在fto导电玻璃表面镀一层铂电极作为对电极；

步骤3，制备光阳极

a)fto导电玻璃裁剪、清洗过程同步骤2中；

b)将醋酸锌、二乙醇胺、无水乙醇分别取0.05mol、0.06mol、100ml，混合均匀，在室温下磁力搅拌30min，然后将混合液放入60℃的油浴锅中磁力搅拌10h，得到种子层溶液，将清洗干净的fto导电玻璃缓缓浸入该种子层溶液中，静置10s，然后缓慢拉出，提拉速率为0.1cm/s；将提拉过的fto导电玻璃放置在70℃的烘箱中干燥10min，然后将fto导电玻璃放入马弗炉中400℃退火2h，在fto导电玻璃表面得到zno种子层；然后配置含有33mmol的zncl2，33mmol的六次甲基四胺和100ml的去离子水的反应混合溶液，向反应混合溶液中逐滴加入2ml氨水，充分搅拌30min，将其转移到高压釜内胆中，然后将覆有zno种子层的fto导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆内，导电面朝下，密封好高压釜，将高压釜放入升温到95℃的烘箱中，反应20h，反应完后自然降温冷却，用蒸馏水反复冲洗fto导电玻璃，在fto导电玻璃上生长一层zno纳米线层；

c)把上述生长有zno纳米线层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

d)取粒径为300nm的wo3颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料a，该浆料a中wo3颗粒的重量含量为38％，聚乙二醇的重量含量为12％；然后，将该浆料a涂覆在上述步骤b)中得到的fto导电玻璃表面，于390℃下恒温10min、440℃下恒温20min，自然降温，得到wo3颗粒层，该wo3颗粒层厚度为5μm；

e)取粒径为30nm的tio2颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料b，该浆料b中tio2颗粒的重量含量为17％，聚乙二醇的重量含量为4.8％；然后，将该浆料b涂覆在上述步骤c)中得到的fto导电玻璃表面，于130℃下恒温10min、400℃下恒温20min、450℃下恒温20min，然后自然降温，得到tio2颗粒层，该tio2颗粒层厚度为3μm；

f)把上述涂覆有tio2颗粒层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

步骤4，将上述光阳极、对电极、电解液组装构成染料敏化太阳能电池。

采用本实施例中光阳极制备的染料敏化太阳能电池的光电转化效率为8.19％。

实施例2

步骤1，制备电解液

称取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1m的碘化锂，0.1m的单质碘，0.6m的4-叔丁基吡啶和0.6m的四丁基碘化铵，然后避光超声10min，磁力搅拌，使其充分溶解；

步骤2，制备对电极

将fto导电玻璃裁剪，然后放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗30min；在fto导电玻璃表面镀一层铂电极作为对电极；

步骤3，制备光阳极

a)fto导电玻璃裁剪、清洗过程同步骤2中；

b)将醋酸锌、二乙醇胺、无水乙醇分别取0.05mol、0.06mol、100ml，混合均匀，在室温下磁力搅拌30min，然后将混合液放入60℃的油浴锅中磁力搅拌10h，得到种子层溶液，将清洗干净的fto导电玻璃缓缓浸入该种子层溶液中，静置10s，然后缓慢拉出，提拉速率为0.1cm/s；将提拉过的fto导电玻璃放置在70℃的烘箱中干燥10min，然后将fto导电玻璃放入马弗炉中400℃退火2h，在fto导电玻璃表面得到zno种子层；然后配置含有33mmol的zncl2，33mmol的六次甲基四胺和100ml的去离子水的反应混合溶液，向反应混合溶液中逐滴加入2ml氨水，充分搅拌30min，将其转移到高压釜内胆中，然后将覆有zno种子层的fto导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆内，导电面朝下，密封好高压釜，将高压釜放入升温到95℃的烘箱中，反应20h，反应完后自然降温冷却，用蒸馏水反复冲洗fto导电玻璃，在fto导电玻璃上生长一层zno纳米线层；

c)把上述生长有zno纳米线层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

d)取粒径为300nm的wo3颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料a，该浆料a中wo3颗粒的重量含量为38％，聚乙二醇的重量含量为12％；然后，将该浆料a涂覆在上述步骤b)中得到的fto导电玻璃表面，于390℃下恒温10min、440℃下恒温20min，自然降温，得到wo3颗粒层，该wo3颗粒层厚度为8μm；

e)取粒径为30nm的tio2颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料b，该浆料b中tio2颗粒的重量含量为17％，聚乙二醇的重量含量为4.8％；然后，将该浆料b涂覆在上述步骤c)中得到的fto导电玻璃表面，于130℃下恒温10min、400℃下恒温20min、450℃下恒温20min，然后自然降温，得到tio2颗粒层，该tio2颗粒层厚度为3μm；

f)把上述涂覆有tio2颗粒层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

步骤4，将上述光阳极、对电极、电解液组装构成染料敏化太阳能电池。

采用本实施例中光阳极制备的染料敏化太阳能电池的光电转化效率为9.33％。

实施例3

步骤1，制备电解液

称取一定量的乙腈溶液，向其中加入0.1m的碘化锂，0.1m的单质碘，0.6m的4-叔丁基吡啶和0.6m的四丁基碘化铵，然后避光超声10min，磁力搅拌，使其充分溶解；

步骤2，制备对电极

将fto导电玻璃裁剪，然后放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗30min；在fto导电玻璃表面镀一层铂电极作为对电极；

步骤3，制备光阳极

a)fto导电玻璃裁剪、清洗过程同步骤2中；

b)将醋酸锌、二乙醇胺、无水乙醇分别取0.05mol、0.06mol、100ml，混合均匀，在室温下磁力搅拌30min，然后将混合液放入60℃的油浴锅中磁力搅拌10h，得到种子层溶液，将清洗干净的fto导电玻璃缓缓浸入该种子层溶液中，静置10s，然后缓慢拉出，提拉速率为0.1cm/s；将提拉过的fto导电玻璃放置在70℃的烘箱中干燥10min，然后将fto导电玻璃放入马弗炉中400℃退火2h，在fto导电玻璃表面得到zno种子层；然后配置含有33mmol的zncl2，33mmol的六次甲基四胺和100ml的去离子水的反应混合溶液，向反应混合溶液中逐滴加入2ml氨水，充分搅拌30min，将其转移到高压釜内胆中，然后将覆有zno种子层的fto导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆内，导电面朝下，密封好高压釜，将高压釜放入升温到95℃的烘箱中，反应20h，反应完后自然降温冷却，用蒸馏水反复冲洗fto导电玻璃，在fto导电玻璃上生长一层zno纳米线层；

c)把上述生长有zno纳米线层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

d)取粒径为300nm的wo3颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料a，该浆料a中wo3颗粒的重量含量为38％，聚乙二醇的重量含量为12％；然后，将该浆料a涂覆在上述步骤b)中得到的fto导电玻璃表面，于390℃下恒温10min、440℃下恒温20min，自然降温，得到wo3颗粒层，该wo3颗粒层厚度为10μm；

e)取粒径为30nm的tio2颗粒，将其与聚乙二醇及松油醇混合，超声形成浆料b，该浆料b中tio2颗粒的重量含量为17％，聚乙二醇的重量含量为4.8％；然后，将该浆料b涂覆在上述步骤c)中得到的fto导电玻璃表面，于130℃下恒温10min、400℃下恒温20min、450℃下恒温20min，然后自然降温，得到tio2颗粒层，该tio2颗粒层厚度为3μm；

f)把上述涂覆有tio2颗粒层的fto导电玻璃在室温下浸泡入摩尔浓度为0.4mm的n719乙醇溶液中24小时，然后用乙醇冲洗表面；

步骤4，将上述光阳极、对电极、电解液组装构成染料敏化太阳能电池。

采用本实施例中光阳极制备的染料敏化太阳能电池的光电转化效率为9.12％。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。