[實用新型]染料敏化薄膜太陽電池草坪燈

無效

• 申請號: 200820186858.1
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN201302090Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 鄒志剛;元世魁;田漢民;田志鵬;張曉波;王湘艷;張繼遠;于濤
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: F21S9/03
• 分類號: F21S9/03;F21V23/00;F21W131/10
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武;王鵬翔

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能供電的草坪燈，特別是關于一種染料敏化薄膜太陽電池供電的草坪燈。屬于照明燈具領域，也屬于新能源領域。

背景技術

現有的太陽能草坪燈一般采用的是硅系太陽電池，包括單晶硅、多晶硅和非晶硅等光伏電池，放置于草坪燈燈罩頂部，導線連接至燈罩內的充電電池，通過開關和感光二極管的控制使得發光二級管或LED等在夜間發光。這些草坪燈存在以下問題：1、硅系太陽電池受生產成本和復雜制備工藝的限制價格較高，提高了太陽能草坪燈的成本。2、受光照強度條件制約較多，太陽不夠強或者陰雨天氣就不能進行發電，草坪燈充電受限。3、硅系太陽電池均為不透明，位于草坪燈頂部，減少了一個草坪燈發光面。4、硅系太陽電池均為藍黑色，色彩沒有選擇余地，美觀度不夠。

染料敏化太陽電池(Dye-sensitized?Solar?Cell簡稱DSSC)最吸引人的特點是其廉價的原材料和相對簡單的制作工藝，且性能穩定、衰減少，具有遠大的應用前景。1991年瑞士的教授將高比表面積的納米多孔TiO₂膜應用于染料敏化太陽電池上，光電轉換效率到達7.1％。這種染料敏化納米薄膜太陽電池的實驗室光電轉換效率接近商業化的非晶硅太陽電池，被業界稱為電池，成為發展一種低價、高效太陽電池的重要新方向。1993年，等人再次報道了光電轉換效率達10％的染料敏化太陽電池，到1997年，其光電轉換效率達到了10％～11％。1997年研制的black?dye比N3染料的吸收光譜范圍向紅外區拓寬了100nm。1998年，等人采用固體有機空穴傳輸材料替代液體電解質的全固態染料敏化太陽電池研制成功，其單色光轉換效率達到33％，從而引起了全世界的關注。該薄膜電池結構為：導電玻璃，吸附染料的半導體工作電極，電解液，助觸媒材料，導電玻璃。本實用新型將染料敏化薄膜太陽電池和草坪燈結合到了一起。

實用新型內容

本實用新型的目的是：針對上面提到的現有太陽能草坪燈中存在的幾點問題，提供一種成本更加低廉，受太陽光光照條件限制較少，工作狀態更佳且更加美觀的太陽能草坪燈。

本實用新型采取以下技術方案：染料敏化薄膜太陽電池草坪燈，包括染料敏化薄膜太陽電池，染料敏化薄膜太陽電池、燈罩、燈桶部分和草坪燈燈桿構成，染料敏化薄膜太陽電池與感光二極管置于燈罩頂部，通過導線連接至燈桶部分內的蓄電池、控制電路和發光二極管；發光二極管(發光源)放置在燈桶中；蓄電池和控制電路緊貼在燈罩內壁，使得光線能不受阻礙向上透過染料敏化太陽電池進行照明，相對于硅系電池草坪燈，多了頂部的發光面；燈桶的下部設有燈桿，用于插在草坪上撐起草坪燈。

本實用新型的有益效果是：由于采用了染料敏化薄膜太陽電池，該新型太陽能草坪燈具有以下優點：成本更加低廉，發電時間延長，發光面增多，可進行更多美觀設計。

附圖說明

圖1為染料敏化薄膜太陽電池草坪燈整體示意圖

1染料敏化薄膜太陽電池、2燈罩、3燈桶部分、4草坪燈燈桿

具體實施方式

以下結合實施例對本實用新型作進一步說明：附圖1中的(1；燈罩，見附圖1中的(2)；染料敏化薄膜太陽電池與感光二極管放置在燈罩頂部，通過導線連接至蓄電池、控制電路和發光二極管；發光二極管放置在燈桶中；蓄電池和控制電路緊貼在燈罩內壁，使得光線能不受阻礙向上透過染料敏化太陽電池進行照明，相對于硅系電池草坪燈，多了頂部的發光面；燈桶，見附圖1中的3；一個插桿，用于插在草坪上撐起草坪燈，見附圖1中的4；草坪燈燈罩上的工作電極印刷成圖案和文字的染料敏化薄膜太陽電池，并設有感光二極管(控制燈的啟閉)。

構建染料敏化薄膜太陽電池：由于染料敏化薄膜太陽電池本身就具有低材料成本與簡易制作工藝的特點，可實現太陽能草坪燈成本的降低；

該太陽電池本身也具有弱光響應的特點，在無陽光直射和一般陰霾天氣仍能進行發電，同時對草坪燈蓄電池進行充電；

通過控制染料敏化薄膜工作電極半導體材料TiO₂和ZnO的納米顆粒大小，可使得染料敏化薄膜太陽電池呈半透明狀態，且仍保持良好性能；合理布局蓄電池和控制電路位置，貼緊燈罩內壁，可實現太陽能草坪燈頂部照明面的增加。

染料敏化薄膜太陽電池采用的染料可有多種顏色選擇，相對于硅系電池單一顏色有很大美觀上改進；

染料敏化薄膜太陽電池制作過程使用到印刷工藝，使得該太陽電池的工作電極可以印刷成各種圖案、文字，可滿足高端企業和集團用戶在草坪燈上顯示發光標志或文字的要求。

草坪燈頂部的太陽電池部分可以透亮，增加了太陽能草坪燈照明面。太陽能草坪燈同時實現頂部的多彩顯示。染料敏化薄膜太陽電池工作電極印刷工藝制備的圖案和文字，在太陽能草坪燈中的應用。