本发明专利技术公开了一种具有发电功能的高压配电环网柜，该环网柜外表面粘贴有聚合物太阳能电池模块，该聚合物太阳能电池模块可以利用太阳能发电，并且太阳能模块与环网柜通过导线连接；所述聚合物太阳能电池为三明治结构，由阳极电极、有机活性层、阴极电极组成；所述阳极电极由外到内依次为ITO玻璃、WOX薄膜、WOX纳米线薄膜、PEDOT:PSS缓冲层，所述有机活性层位于阳极电极和阴极电极之间；所述阴极电极由外到内依次为Ti片、Al膜、TiO2薄膜。该环网柜利用聚合物太阳能电池为其提供电能，并且能量转换效率高，稳定性良好，并且循环工作时间、寿命较长，起到高效利用太阳能的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力领域，具体涉及一种具有发电功能的高压配电环网柜。
技术介绍
环网柜是一组输配电气设备装在金属或非金属绝缘柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。它被广泛使用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中。
然而，现有高压配电环网柜主要依靠电网提供工作能量，由于电网存在断电的可能性，会对环网柜的工作造成影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种具有发电功能的高压配电环网柜。
本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
提供了一种具有发电功能的高压配电环网柜，其特征在于，所述环网柜外表面安装有聚合物太阳能电池模块，聚合物太阳能电池模块的ITO玻璃一面朝外侧组装；所述聚合物太阳能电池为三明治结构，由阳极电极、有机活性层、阴极电极组成；所述阳极电极由外到内依次为ITO玻璃(01)、WOX薄膜(02)、WOX纳米线薄膜(04)、PEDOT:PSS缓冲层(03)，其中，WOX纳米线薄膜(04)生长于WOX薄膜(02)之上，PEDOT:PSS缓冲层(03)填充于纳米线结构之间，并且纳米线长度大于PEDOT:PSS缓冲层(03)厚度；所述有机活性层(05)位于阳极电极和阴极电极之间，有机活性层(05)厚度为650nm；所述阴极电极由外到内依次为Ti片(08)、Al膜(07)、TiO2薄膜(06)。
优选地，所述聚合物太阳能电池模块的制备方法如下：
步骤一，清洗ITO玻璃(01)：取购买的商用ITO玻璃(01)，其对可见光的透射率达到85％以上，将其裁剪成预定尺寸；用浸湿丙酮的超净布擦拭干净，然后经过丙酮、乙醇、去离子水的超声清洗，每步清洗时间均为1h，清洗过后放入真空烘箱中干燥；将洗净并干燥好的ITO基底放入臭氧清洗机中，臭氧清洗30min；
步骤二，制备WOX薄膜(02)及WOX纳米线薄膜(04)：将清洗后的ITO玻璃放入磁控溅射仪中，抽真空至本底真空为5×10﹣4pa以下，设定Ar、O2流量为20sccm、2sccm，待气体稳定后，磁控溅射W膜，溅射功率为320W，厚度为100nm；将磁控溅射后的ITO基底放入管式炉中，在380℃下热氧化生长WOX纳米线，保温时间为1h，如此在WOX薄膜(02)表面得到WOX纳米线薄膜(04)；
步骤三，旋涂PEDOT:PSS缓冲层(03)：从冰箱取出PEDOT:PSS溶液自然解冻至室温，在ITO基底上滴定PEDOT:PSS溶液，使其覆盖ITO基底表面，然后将基底放在匀胶机上，设定转速为2800r/min，旋涂时间为55s，PEDOT:PSS缓冲层厚度为40nm，然后将其放入真空烘箱中120℃烘烤10min，使PEDOT:PSS缓冲层(03)凝固；
步骤四，制备有机活性层(05)：本方案有机活性层采用PCDTBT/PC71BM，称取PCDTBT:PC71BM质量比为1:4，以氯苯为溶剂，配制溶液，其中PCDTBT的浓度为5mg/ml，将溶液在65℃水浴中加热并搅拌，以充分溶解；随后将配制好的有机活性层滴定到ITO基底上，并放于在匀胶机上，旋涂转速为900r/min，旋涂时间为38s，即可得到有机活性层(05)；
步骤五，组装阴极电极：
1)阴极电极采用重量轻，柔性好的Ti片(08)，裁剪Ti片，使其与ITO基底尺寸相同，Ti片厚度为0.1mm，将其浸渍在0.1M的HCl溶液中，时间为2.5h，然后用水和乙醇清洗，然后利用磁控溅射方法在其表面蒸镀一层Al膜(07)，溅射功率为300W，工作气压为1.0Pa，溅射Al膜厚度为100nm；
2)取50mL钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4)和6mL氢氟酸(HF，浓度为40％)加入到200mL的聚四氟乙稀水热斧中，室温下搅拌均匀后，在170℃下水热12小时。其中，钛与氟的摩尔比为1，水热反应完成后，将所得的TiO2沉淀溶于300mL乙醇溶液中，搅拌均匀，将ITO基底的有机活性层一端浸入溶有TiO2乙醇溶液中，然后在匀胶机上300r/min下旋转12s，得到一层10nm左右的TiO2薄膜(06)，然后放入真空烘箱60℃烘烤2min；
3)将阴极电极Ti片覆盖在ITO玻璃(01)上，使得阴极电极Al膜(07)一端与ITO玻璃上有机活性层(05)一端接触，
步骤六，引线及封装：将导线连接到ITO电极与阴极电极，并用环氧树脂对器件进行封装，放入固化炉中70℃下处理25min。
与现有技术相比本专利技术的有益效果：
1.采用磁控溅射的方法在ITO表面蒸镀一层WOX薄膜，其与ITO薄膜形成得是良好的欧姆接触，降低了接触势垒，提高了ITO阳极收集空穴的能力；
2.结构方面，在ITO与PEDOT:PSS缓冲层之间引入一层WOX薄膜结构，其与PEDOT:PSS缓冲层形成双层空穴传输层，并且在WOX薄膜表面生长有WOX纳米线薄膜，该纳米线直接与有机活性层接触，增大了电极与有机活性层的接触面积，该结构大大提高了ITO阳极电极对有机活性层中空穴的收集效率，产生了意想不到的效果；
3.Ti阴极电极表面磁控一层Al膜，形成反光层，并且在Al膜与有机活性层之间采用TiO2修饰，其与活性层带隙匹配，可以起到电子传输层和空穴阻挡层的作用。
附图说明
利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，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是本专利技术的聚合物太阳能电池模块示意图。
其中：01-ITO玻璃，02-WOX薄膜，03-PEDOT:PSS缓冲层，04-WOX纳米线薄膜，05-有机活性层，06-TiO2薄膜，07-Al膜，08-Ti片。
具体实施方式
进入21世纪，随着科技的发展，能源已经成为世界发展和经济增长的最新驱动力，是人类赖以生存的基础。由于石油、煤炭、天然气等非可再生能源的消耗，寻求和发展可再生能源是解决目前能源问题的主要方法。而太阳能是一种清洁、环保，取之不尽的替代能源。目前，投入使用的太阳能包括两种，一种为利用太阳能的热能，主要有热水器、太阳灶等，另一种是利用太阳的光能，即利用光生伏打效应，将光能转换为电能，太阳能电池是太阳能光电转换的重要器件，其是直接将太阳能转换为电能的装置，按照所用材料来分类，可以分为无机太阳能电池和有机太阳能电池。无机太阳能电池以硅基材料为主，具有转换效率高、稳定性好等优点，缺点是材料纯度要求高，制备工艺复杂，价格昂贵等；有机太阳能电池又可分为有机小分子和聚合物太阳能电池，其材料来源广泛、制备工艺简单，可以采用溶液旋涂、丝网印刷等方法大面积制备，因此有机太阳能电池更具有低成本的优势，有机太阳能电池的研究已经成为人们广泛关注的重点。
简单的聚合物太阳能电池结构为单层结构，中间一层为有机材料充当活性层，两端为不同功函数的电极，其中一端电极透明，经光照到中间层有机材料，其会产生束缚状态的激子，由于激子的结合能一般为0.1～1.0eV，两端电极产生的内建电场很难将其分离为电子-空穴对，因此引入双层结构；双层结构中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有发电功能的高压配电环网柜，其特征在于，所述环网柜外表面安装有聚合物太阳能电池模块，聚合物太阳能电池模块的ITO玻璃一面朝外侧组装；所述聚合物太阳能电池模块与环网柜通过导线连接，聚合物太阳能电池模块通过太阳能产生的电能可以供给环网柜工作；所述聚合物太阳能电池为三明治结构，由阳极电极、有机活性层、阴极电极组成；所述阳极电极由外到内依次为ITO玻璃、WOX薄膜、WOX纳米线薄膜、PEDOT:PSS缓冲层，其中，WOX纳米线薄膜生长于WOX薄膜之上，PEDOT:PSS缓冲层填充于纳米线结构之间，并且纳米线长度大于PEDOT:PSS缓冲层厚度；所述有机活性层位于阳极电极和阴极电极之间，有机活性层厚度为650nm；所述阴极电极由外到内依次为Ti片、Al膜、TiO2薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种具有发电功能的高压配电环网柜，其特征在于，所述环网柜外表面
安装有聚合物太阳能电池模块，聚合物太阳能电池模块的ITO玻璃一面朝外侧
组装；所述聚合物太阳能电池模块与环网柜通过导线连接，聚合物太阳能电池
模块通过太阳能产生的电能可以供给环网柜工作；所述聚合物太阳能电池为三
明治结构，由阳极电极、有机活性层、阴极电极组成；所述阳极电极由外到内
依次为ITO玻璃、WOX薄膜、WOX纳米线薄膜、PEDOT:PSS缓冲层，其中，
WOX纳米线薄膜生长于WOX薄膜之上，PEDOT:PSS缓冲层填充于纳米线结构
之间，并且纳米线长度大于PEDOT:PSS缓冲层厚度；所述有机活性层位于阳极
电极和阴极电极之间，有机活性层厚度为650nm；所述阴极电极由外到内依次
为Ti片、Al膜、TiO2薄膜。
2.根据权利要求1所述的环网柜，其特征在于，所述聚合物太阳能电池模
块的制备方法如下：
步骤一，清洗ITO基底：取购买的商用ITO玻璃，其对可见光的透射率达
到85％以上，将其裁剪成预定尺寸；用浸湿丙酮的超净布擦拭干净，然后经过
丙酮、乙醇、去离子水的超声清洗，每步清洗时间均为1h，清洗过后放入真空
烘箱中干燥；将洗净并干燥好的ITO基底放入臭氧清洗机中，臭氧清洗30min；
步骤二，制备WOX薄膜及WOX纳米线薄膜：将清洗后的ITO基底放入磁
控溅射仪中，抽真空至本底真空为5×10﹣4pa以下，设定Ar、O2流量为20sccm、
2sccm，待气体稳定后，磁控溅射W膜，溅射功率为320W，厚度为100nm；
将磁控溅射后的ITO基底放入管式炉中，在380℃下热氧化生长WOX纳米线，
保温时间为1h，如此在WOX薄膜表面得到WOX纳米线薄膜；
步骤三，旋涂PEDOT:PSS缓冲层：从冰箱取出PEDOT:PSS溶液自然解冻
至室温，在ITO基底上滴定PEDOT:PSS溶液，使其覆盖I...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴桂广，
申请(专利权)人：吴桂广，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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