一种太阳能照明发电装置及其制备方法 【技术领域】
本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及到一种太阳能照明发电装置及其制备方法。
背景技术
随着科技的进步和公众环保意识的提高，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源越来越受到人们的重视。目前的太阳能利用方式包括将太阳能转化为电能或者直接用作照明，但这两种方式都存在一定的缺陷：1、太阳能转化为电能：很多地方已经开始大规模应用太阳能电池来发电，但是目前的太阳能电池，不论是具有强光效应的晶体硅太阳能电池还是弱光效应比较好的非晶硅薄膜太阳能电池，都必须安装在太阳光直接照射的地方，这就大大限制了其使用范围。2、照明：除了利用太阳光直接照射照明之外，现在还出现了利用导光材料(如导光管)将阳光传输到太阳不能直射到的地方进行照明，这种照明技术属于绿色照明技术，可以充分利用天然光而可节省大量照明用电，间接减少自然资源的消耗及有害气体的排放。但是现有的导光材料仅仅是将太阳能光传导到室内，而且在传输过程中会因为光透过导光材料而出现光的损耗(光导管内壁为高反射材料，反射率一般在95％以上)，损耗的这部分能源无法得到利用。
【发明内容】
本发明的第一个目的是提出一种光能利用率高、安装灵活、适用范围广的太阳能照明发电装置。
本发明的太阳能照明发电装置包括导光管和太阳能发电部件，所述太阳能发电部件包裹固定在导光管的管壁外侧，所述太阳能发电部件的太阳光接收面朝向导光管内部。
与传统的导光管照明装置相比，本发明的太阳能照明发电装置利用太阳能发电部件包覆在导光管外层，充分利用导光管所传输的太阳光，不仅可以解决室内白天的照明问题，还可以将透过导光管的太阳光转化为电能通过蓄电池储存起来，在光线较差或晚间照明使用。
上述太阳能发电部件可以为柔性太阳能电池，如半导体纳米太阳能电池、非晶硅或三五族化合物太阳能电池等，还可以由利用物理包裹或化学沉积、生长方式在导光管管壁上构成的太阳能电池纳米材料及设置在太阳能电池纳米材料内、外侧的导电层构成。
所述导光管可以为光纤或真空镀银塑料管。
为提高太阳光的利用率和改善照明效果，所述导光管的一端连接有用于接收聚集太阳光的聚光器，另一端连接有用于散光的散光部件。聚光器一般为伞状，多由PC或有机玻璃注塑而成，表面有三角形全反射聚光棱，可以把光线反射到导光管处进行收集；散光部件可避免眩光现象的发生，使室内光线分布均匀。
可以将柔性太阳能电池紧密贴合在导光管的外壁来制成上述的太阳能照明发电装置，此种太阳能照明发电装置的制作方法简单，此处不再赘述。
本发明的第二个目的是提出一种太阳能照明发电装置的制备方法，该方法的关键在于包括如下步骤：
A：采用光纤作为导光管，首先除去光纤表面包裹的有机保护层，然后用有机溶剂清洁光纤中心的二氧化硅导光介质表面；
B：在光纤的导光介质上用磁溅射法或者化学沉积法依次沉积ITO层和ZnO或TiO2层，构成太阳能发电部件的光阳极层，所述ZnO或TiO2层由20-80nm长的纳米线或纳米管构成，ITO层厚100-500nm；
C：将制备好光阳极层的导光介质浸入有机染料一段时间后取出，用无水乙醇洗净，干燥后用磁溅射法或者化学沉积法在其上沉积对电极Pt层；
D：在光阳极层与对电极Pt层之间的空间中注入离子液体电解质，最后用热融膜或UV胶固化封装太阳能照明发电装置。
其中C步骤中所述的有机染料为N3或N719有机染料；D步骤中所述的离子液体电解质为摩尔比为1∶1∶1的1-乙基-3-甲基咪唑碘、1，3-二甲基咪唑碘和1-烯丙基-3-甲基咪唑碘三种离子液体的混合液。
上述ITO是Indium Tin Oxides的缩写，为纳米铟锡金属氧化物，ITO层即为铟锡氧化物半导体透明导电层，具有很好的导电性和透明性。上述ZnO为氧化锌，TiO2为二氧化钛，Pt为铂。
上述磁溅射法也叫磁控溅射法，磁溅射法与化学沉积法都是现有的工艺方法，此处不再赘述。
本发明的太阳能照明发电装置结构简单、安装及制备方便、对太阳能的利用率高，在利用太阳光照明的同时还增加了发电功能，适合应用于各类建筑的照明、发电领域。
【附图说明】
图1是实施例1的太阳能照明发电装置的结构示意图；
图2是实施例2地太阳能照明发电装置的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的太阳能照明发电装置包括导光管1和太阳能发电部件，所述太阳能发电部件包裹固定在导光管1的管壁外侧，所述太阳能发电部件的太阳光接收面朝向导光管内部。
其中，导光管1为光纤，太阳能发电部件由利用物理包裹或化学沉积、生长方式在导光管管壁上构成的太阳能电池纳米材料及设置在太阳能电池纳米材料内、外侧的导电层构成。
本实施例的太阳能照明发电装置的制备方法的具体步骤如下：
A：首先除去光纤1表面包裹的有机保护层，然后用有机溶剂清洁光纤中心的二氧化硅导光介质表面；
B：在光纤1的导光介质上用磁溅射法或者化学沉积法依次沉积ITO层2和ZnO层4，构成太阳能发电部件的光阳极层，所述ZnO层由50nm长的纳米线构成，ITO层厚300nm；
C：将制备好光阳极层的导光介质浸入0.5mM的N3有机染料，并放置24小时后取出，用无水乙醇洗净，干燥后用磁溅射法或者化学沉积法在其上沉积对电极Pt层，N3有机染料可以提高折射率；
D：在光阳极层与对电极Pt层之间的空间中注入离子液体电解质3，最后用热融膜固化封装太阳能照明发电装置，所述的离子液体电解质为摩尔比为1∶1∶1的1-乙基-3-甲基咪唑碘、1，3-二甲基咪唑碘和1-烯丙基-3-甲基咪唑碘三种离子液体的混合液。
实施例2：
如图2所示，与实施例1不同的是，本实施例的太阳能照明发电装置的导光管1为真空镀银塑料管，太阳能发电部件为柔性非晶硅太阳能电池，其中包括非晶硅层6和内、外两侧的ITO层2。
上述太阳能照明发电装置是将柔性非晶硅太阳能电池紧密贴合并固定在在导光管1的外壁来制成的。