[发明专利]用于实现太阳能发电的建筑物窗户及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能发电领域，更具体涉及用于实现太阳能发电的建筑物窗户及其制作方法。

背景技术

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，缩写为PV)，简称光伏。

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。目前，太阳能的利用率还比较低，建筑物表面积大，将太阳能发电与建筑物结合会增大太阳能的利用。

发明内容

本发明针对背景技术存在的问题，提供用于实现太阳能发电的建筑物窗户及其制作方法，其对电致变色器件的结构和制作工艺都进行了改进，从而制得自供能，光电能量转换效率极高，寿命延长的建筑物窗户。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于实现太阳能发电的建筑物窗户的制作方法，包括：组装窗户、电致变色器件和电控模块：

一、电控模块的制作步骤如下：

(1)制作开关，用于连接电致变色器件和电控模块；

(2)制作控制电路，用于根据外界光强调节器件电流大小，使窗户基底的颜色变深和变浅，达到调节阳光照射量的要求；

二、窗户的电致变色器件的制作步骤如下：

(1)WO₃纳米薄膜材料电致变色电极制备：

a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜，厚度约为320-360nm；

b.对其进行高温退火处理，得到强度较高的FTO导电玻璃，然后按照超纯水、丙酮、乙醇的顺序将FTO导电玻璃依次超声清洗15min，烘干备用；然后，利用磁控溅射法在FTO玻璃上镀W膜，其厚度为200-220nm；W膜用作WO₃纳米线的生长源；

c.配制0.2mol/L的钨酸钠水溶液，然后滴加3mol/L的盐酸至不再产生沉淀为止，将所得沉淀经离心洗涤后溶于双氧水中得到透明溶胶，将透明溶胶涂于镀有W膜的ITO导电玻璃表面，在400-420℃下煅烧40min得到WO₃晶种层；

d.将上述得到的带有WO₃晶种层的FTO导电玻璃放入箱式高温炉中，通入Ar保护气，加热至400-420℃，保温4-4.5小时，后自然降温至室温，即得到圆柱形WO₃纳米棒阵列薄膜，即得到电致变色电极；

其中纳米棒长度为0.5-0.6μm，纳米棒密度约10⁶/cm²。

(2)改进的ZnO纳米线薄膜光敏电极制备：

a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜，厚度约为500-525nm，然后对其进行高温退火处理，得到强度较高的FTO导电玻璃，然后用乙醇超声清洗20分钟后再用紫外臭氧清洗机清洗10分钟，取出后在N2气氛中吹干；

b.将FTO玻璃放入喷金仪中，在FTO表面喷镀一层金膜作为催化剂，金膜厚度约为1-2nm，后对FTO玻璃依照a步骤的方法再次清洗；

c.采用二水合醋酸锌(Zn(CH3C00)2-2H20)和乙醇胺(Monoethanolamine)以乙二醇甲醚(2-methoxyethanol)为溶剂，配置成50mM等摩尔比的溶胶，然后再缓慢滴入0.02-0.03倍体积的10g/L的海藻糖水溶液，并搅拌均匀形成均匀混合状态，旋涂到洗净的FTO基底上，旋涂3次以获得连续的纳米粒子薄膜，每次旋涂之间将基板用红外灯加热促进溶剂挥发，最后将基板在大气中385℃退火半小时，形成大面积均匀分布的ZnO纳米粒子种子层，所述种子层的厚度为22-28nm；

d.配制0.15M的ZnSO₄水溶液，用浓氨水溶液调节pH值到10，将ITO基板放入溶液中，密封后放入95℃的烘箱，2小时候取出，用去离子水清洗，晾干后即得氧化锌纳米线；

e.将纯有机吲哚啉染料D102溶解到体积比为1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，浓度为0.5mM，将ZnO纳米线浸泡在D102中，避光保存5小时，取出之后，用无水乙醇冲洗D102敏化后的ZnO纳米线，以充分去除通过物理吸附方式吸附到ZnO纳米线表面的D102分子，得到改进的光敏电极；

(3)电解液制备：

配成0.1MLiI和0.001MI₂的PC溶液，作为自供能电致变色器件的支持电解液。