一種將光能轉化為電能的涂料以及玻璃組件的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種將光能轉化為電能的涂料及其使用方法，所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒10～25％、TCO導電材料15～35％、染料10～25％、植物水提物10～22％、電解質2～10％以及水15～35％。將各組分混合均勻形成粘稠糊狀物；將該粘稠糊狀物涂刷在透明的導電材料上，并讓其暴露于光線下，即可產生電。本發明還提供了一種將光能轉化為電能的玻璃組件，均勻涂覆有上述涂料。本發明通過大量實驗優化涂料的配方比例，不僅能有效將太陽能轉化為電能，還能將室內的燈光、燭光等光能轉化為電能，光能轉化率高，且原料便宜，使用量少，只需薄薄的一層即可，且減少了對硅的需求，大大節約了成本。
【專利說明】
一種將光能轉化為電能的涂料以及玻璃組件
技術領域
[0001] 本發明涉及一種涂料，尤其涉及一種將光能轉化為電能的涂料及其使用方法，還 涉及一種將光能轉化為電能的玻璃組件。
【背景技術】
[0002] 太陽能的能源是來自地球外部天體的能源（主要是太陽能），是太陽中的氫原子 核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。 我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物通過光合作用把太陽能 轉變成化學能在植物體內貯存下來后，再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。 此外，水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。
[0003] 利用太陽能發電有兩大類型：一類是太陽光發電（亦稱太陽能光發電），另一類是 太陽熱發電（亦稱太陽能熱發電）。太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化 成電能，它有兩種轉化方式。一種是將太陽熱能直接轉化成電能，如半導體或金屬材料的溫 差發電，真空器件中的熱電子和熱電離子發電，堿金屬熱電轉換，以及磁流體發電等。另一 種方式是將太陽熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發電機發電，與常規熱力發電類似，只不過 是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一 種發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電四種形式，在光化學 發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。
[0004] 但現有的太陽能發電大都需要用到專用的設備，例如硅太陽電池，投入成本比較 高，而且太陽能發電設備大多只有在太陽光直射時才能利用太陽能，太陽光利用時間短。美 國《大眾科學》雜志在2007年度公開了一種太陽能納米涂料，該太陽能納米涂料以碳納米 管和巴克球為主要材料，將其涂覆在墻上、車上等，就可以發電，但是其太陽能轉化率只有 1%左右，太陽能利用率過低，必須設置在室外，室內利用率極低。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于克服上述不足，提供一種將光能轉化為電能的涂料及其使用方 法，還提供一種將光能轉化為電能的玻璃組件，光能利用率高，可將任何光源產生的光線轉 化為電能。
[0006] 本發明的第一個方面是提供一種將光能轉化為電能的涂料，按照質量百分比計， 所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒10~25%、TC0導電材料15~35%、染料10~ 25%、植物水提物10~22%、電解質2~10 %以及水15~35%。
[0007] 優選地，所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒14~20%、TC0導電材料20~ 30%、染料14~20%、植物水提物12~18%、電解質4~8%以及水18~28%。
[0008] 更優選地，所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒17%、TC0導電材料23%、染料 17%、植物水提物15%、電解質6%以及水22%。
[0009] 其中，所述光能來源于任何可產生光線的光源，例如太陽光、燈光、蠟燭光等。
[0010] 其中，所述植物水提物可以采用任何植物進行水提得到，一般采用水提物無毒性 的植物。所述植物水提物含有大量的離子化合物、配位化合物等，具有一定的導電性，且使 用安全。
[0011] 本發明的第二個方面是提供本發明第一個方面所述的將光能轉化為電能的涂料 的使用方法：將將各組分混合均勻形成粘稠糊狀物；將該粘稠糊狀物涂刷在透明的載體材 料上，并讓其暴露于光線下，即可產生電。
[0012] 本發明的第三個方面是提供一種將光能轉化為電能的玻璃組件，所述玻璃組件包 括載料玻璃、保護玻璃和導線，所述載料玻璃上均勻涂覆有權利要求1所述的將光能轉化 為電能的涂料，所述導線圍繞在所述載料玻璃的四周，且與所述涂料相接觸，所述導線上引 出正極和負極；所述保護玻璃覆蓋在所述載料玻璃涂有涂料的一面。
[0013] 其中，所述導線上引出正極和負極可以與用電設備和蓄電設備相連接。
[0014] 優選地，所述導線為扁平狀。
[0015] 優選地，所述玻璃組件的四周設有邊框。
[0016] 優選地，所述邊框為鋁邊框。
[0017] 本發明提供的將光能轉化為電能的玻璃組件，可用于室外，也可以用于室內裝飾 等。
[0018] 本發明通過大量實驗優化涂料的配方比例，不僅能有效將太陽能轉化為電能，還 能將室內的燈光、燭光等光能轉化為電能，光能轉化率高，且原料便宜，使用量少，只需薄薄 的一層即可，且減少了對硅的需求，大大節約了成本。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明提供的將光能轉化為電能的玻璃組件的結構示意圖；
[0020] 圖2為本發明提供的將光能轉化為電能的玻璃組件的A-A橫截面示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面參照附圖，結合具體的實施例對本發明作進一步的描述，以更好地理解本發 明。
[0022] 實施例1
[0023] -種將光能轉化為電能的涂料，按照質量百分比計，所述涂料的組分包括二氧化 鈦納米微粒17 %、TC0導電材料23 %、染料17 %、植物水提物15 %、電解質6 %以及水22 %。
[0024] 將將各組分混合均勻形成粘稠糊狀物；將該粘稠糊狀物涂刷在透明的載體材料 上，并讓其暴露于光線下，即可產生電。
[0025] 實施例2
[0026] 本實施例與實施例1的不同之處在于：所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒 14 %、TC0導電材料30 %、染料14 %、植物水提物18 %、電解質4 %以及水20 %。
[0027] 實施例3
[0028] 本實施例與實施例1的不同之處在于：所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒 20 %、TC0導電材料20 %、染料20 %、植物水提物12 %、電解質8 %以及水20 %。
[0029] 實施例4
[0030] 本實施例與實施例1的不同之處在于：所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒 16 %、TC0導電材料22 %、染料16 %、植物水提物14 %、電解質4 %以及水28 %。
[0031] 實施例5
[0032] 本實施例與實施例1的不同之處在于：所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒 25 %、TC0導電材料15%、染料25%、植物水提物10%、電解質10 %以及水15%。
[0033] 實施例6
[0034] 本實施例與實施例1的不同之處在于：所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒 10 %、TC0導電材料35 %、染料10 %、植物水提物22 %、電解質2 %以及水21 %。
[0035] 實施例7
[0036] 本實施例與實施例1的不同之處在于：所述涂料的組分包括二氧化鈦納米微粒 10%、TC0導電材料15%、染料20%、植物水提物15%、電解質5%以及水35%。
[0037] 實施例8
[0038] -種將光能轉化為電能的玻璃組件10,所述玻璃組件10包括載料玻璃11和保護 玻璃12和導線13,載料玻璃11上均勻涂覆有實施例1提供的將光能轉化為電能的涂料14， 導線13圍繞在載料玻璃11的四周，且與涂料14相接觸，導線13上引出正極和負極，保護 玻璃12覆蓋在載料玻璃11涂有涂料14的一面。
[0039] 對實施例1-7提供的涂料進行光能轉化率測定，結果如表1所示。
[0040]
[0041] 由表1可知，本發明提供的將光能轉化為電能的涂料的光能轉化率可達到22. 8% 以上，甚至達到24. 5%，轉化率大大超過了單晶硅太陽能電池，且成本遠低于單晶硅太陽能 電池。
[0042] 以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限 制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和 替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和 修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。
【主權項】
1. 一種將光能轉化為電能的涂料，其特征在于，按照質量百分比計，所述涂料的組分 包括二氧化鈦納米微粒10~25%、TCO導電材料15~35%、染料10~25%、植物水提物 10~22%、電解質2~10%以及水15~35%。2. 根據權利要求1所述的將光能轉化為電能的涂料，其特征在于，所述涂料的組分包 括二氧化鈦納米微粒14~20 %、TCO導電材料20~30 %、染料14~20 %、植物水提物 12~18%、電解質4~8%以及水18~28%。3. 根據權利要求2所述的將光能轉化為電能的涂料，其特征在于，所述涂料的組分包 括二氧化鈦納米微粒17 %、TCO導電材料23 %、染料17 %、植物水提物15 %、電解質6 %以 及水22%。4. 根據權利要求1所述的將光能轉化為電能的涂料，其特征在于，所述光能來源于任 何可產生光線的光源。5. -種權利要求1~4中任意一項所述的將光能轉化為電能的涂料的使用方法，其特 征在于，將各組分混合均勻形成粘稠糊狀物；將該粘稠糊狀物涂刷在透明的載體材料上，并 讓其暴露于光線下，即可產生電。6. -種將光能轉化為電能的玻璃組件，其特征在于，所述玻璃組件包括載料玻璃、保護 玻璃和導線，所述載料玻璃上均勻涂覆有權利要求1~4中任意一項所述的將光能轉化為 電能的涂料，所述導線圍繞在所述載料玻璃的四周，且與所述涂料相接觸，所述導線上引出 正極和負極；所述保護玻璃覆蓋在所述載料玻璃涂有涂料的一面。7. 根據權利要求6所述的將光能轉化為電能的玻璃組件，其特征在于，所述導線為扁 平狀。8. 根據權利要求6所述的將光能轉化為電能的玻璃組件，其特征在于，所述玻璃組件 的四周設有邊框。9. 根據權利要求8所述的將光能轉化為電能的玻璃組件，其特征在于，所述邊框為鋁 邊框。
【文檔編號】H01G9/20GK105990029SQ201510064865
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月6日
【發明人】梅景華
【申請人】梅景華, 朱偉華