本发明涉及照明灯具技术领域，尤其涉及一种太阳能路灯系统。
背景技术：
路灯一般直接安装于城市道路、小区道路、工业园区、旅游景区、公园庭院、绿化带、广场旁的等场所，其作用是提供必要的照明，方便人们出行，点缀风景，经管亮化和美化环境。所以路灯的应用非常广泛，在现代人们生活过程中具有举足轻重的作用。然而传统路灯依靠电力线路，其消耗的电量也非常大，增加了电网的供电压力，不利于节能环保，与我国现阶段环保节能型社会的要求格格不入。
因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种太阳能路灯系统，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种太阳能路灯系统，包括底座、设置于底座上的支架、支撑杆、吊杆及发光组件，所述发光组件包括太阳能电池板及横轴，所述太阳能电池板包括第一太阳能电池板及第二太阳能电池板，所述第一太阳能电池板及第二太阳能电池板均为半球体，所述第一太阳能电池板及第二太阳能电池板通过横轴连接，黑夜时，所述第二太阳能电池板收容于所述第一太阳能电池板中.白天时，所述第二太阳能电池板绕横轴旋转至第一太阳能电池板下方；所述太阳能电池板为染料敏化太阳能电池，包括光阳极，所述光阳极包括zn片基底、设于zn片基底表面的zno纳米线薄膜、以及设于zno纳米线薄膜之上的tio2复合薄膜。
优选地，所述zno纳米线表面杂化一层cuxo壳结构，使得其表现为zno/cuxo杂化核壳结构纳米线薄膜。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明太阳能路灯的太阳能电池板呈半球体，且分为第一及第二太阳能电池板。当白天时，第一与第二太阳能电池板卡合在一起将路灯包围在里面，此时不仅第一太阳能电池板可以吸收光能，第二太阳能电池板也可以吸收光能，增加了吸收光能的面积，同时可以起到保护路灯的作用。当黑夜时，第二太阳能电池板绕横轴旋转180度收容于第一太阳能电池板内，此时路灯发出的光经第二太阳能电池板的反射照射到路面上，从而起到较好的照明作用。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，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为本发明太阳能路灯系统的正视图。
图2为图1所示本发明太阳能路灯另一种工作状态的正视图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明的实施例涉及一种太阳能路灯系统，如图1所示，其为本发明太阳能路灯黑夜时的工作状态，其包括底座1、设置于底座1上的支架2、从支架2远离所述底座1的一端延伸出支撑杆3、从支撑杆3远离所述支架2的一端向下延伸出的吊杆4及与吊杆4连接的发光组件5。
所述底座1、支架2、支撑杆3及吊杆4均呈长方体。所述发光组件5包括太阳能电池板、光电控制器53、蓄电池54、节能灯55及横轴56。所述太阳能电池板包括第一太阳能电池板51及第二太阳能电池板52，且其均呈半球体。所述第一太阳能电池板51与第二太阳能电池板52通过横轴56连接，且第二太阳能电池板52可以围绕横轴56旋转。所述第一太阳能电池板51包覆所述光电控制器53、蓄电池54及节能灯55。
本发明太阳能路灯系统中各电器元件通过所述第一太阳能电池板51内布设的线路连接。所述太阳能电池板通过线路连接光电控制器53，所述光电控制器53通过线路连接节能灯55，所述光电控制器53还通过线路连接蓄电池54。白天时，所述第一太阳能电池板51与第二太阳能电池板52卡合在一起，所述光电控制器53、蓄电池54及节能灯55收容于所述第一太阳能电池板51及第二太阳能电池板52内，此时第二太阳能电池板52可以吸收太阳能，增加吸收太阳能的面积，从而达到充分利用太阳能的目的。黑夜时，所述第二太阳能电池板52绕横轴56旋转至第一太阳能电池板51内，此时节能灯55发出的光经第二太阳能电池板52的反射照射到路面上，从而起到较好的照明效果。
优选地，所述太阳能电池板为染料敏化太阳能电池，在现阶段，对染料敏化太阳能电池光阳极中的纳米材料结构的改进是一种提高染料敏化太阳能电池光电转换的重要手段。光阳极结构的比表面积、电子传输性能以及光散射性能等因素与电池的光电转换效率有很大的关系，对光阳极结构的合理设计，可以使电池具有优秀的光电转换效率。
本发明所述的染料敏化太阳能电池包括光阳极，具体的，该光阳极包括zn片基底、设于zn片基底表面的zno纳米线薄膜、以及设于zno纳米线薄膜之上的tio2复合薄膜。采用这种结构的优点是使得太阳光能够深入到zn片基底并且不能透过，然后太阳光可以经光阳极中薄膜物质的散射或反射，散射光或反射光能够进一步被光阳极中染料或薄膜物质吸收、利用，对于光电转换效率的提高起到意料不到的有益效果。本实施方式的技术方案，在传统光阳极结构基础上，采用zn片作为基底，zn片不透光，因此，安装时，将对电极朝太阳光照射一面，这样，太阳光可以从对电极透过。在本领域中，通常的做法是光阳极采用fto基底及tio2纳米薄膜的构型，而本方案采用zn片、zno纳米线薄膜、tio2复合薄膜的构造，这与传统的光阳极具有很大的不同：其一在于，zn片作为zno纳米线薄膜的承载体，与zno纳米线之间的电阻率较小，有利于电子的传输。或者在于，zno纳米线薄膜一方面可以提供电子传输的通道，另一方面，zno纳米线薄膜具有大的比表面积，能够使得其上的tio2复合薄膜及染料渗透其中，增大了染料与tio2复合薄膜的吸附面积。
本发明的光阳极中，该zn片取自购买，zn片纯度在99.5％以上，使用前，需要对其进行裁剪、清洗，清洗工作采用本领域中惯用手段即可。然后，采用水热法在zn片表面生长zno纳米线薄膜：配置混合溶液，其中，混合溶液中含有0.04mol醋酸锌、0.06mol乙二醇胺和100ml无水乙醇，将混合溶液在室温下磁力搅拌30min，后将混合溶液放入70℃的油浴锅中，磁力搅拌12h，得到zno种子层溶液；然后将zn片缓慢浸入zno种子层溶液中，静置20s，缓慢拉出，保持提拉速度为0.05cm/s，将提拉出的zn片放置在60℃的烘箱中烘干，然后将zn片放入马弗炉中高温450℃退火2h，其中，马弗炉升高温度到450℃的升温时间为60min，使得zn片表面覆有一层zno种子层；配置含有40mmolzn(no3)2·6h2o、40mmol六次甲基四胺和40mmol去离子水的混合溶液，然后向混合溶液中加入1ml的氨水，氨水质量浓度为30.48％，搅拌3h后，将混合溶液转移至高压釜内胆中；然后将上述覆有zno种子层的zn片浸入高压釜内胆的混合溶液中，密封后，将高压釜置于90℃环境中，反应28h，反应完成后自然冷却降温，取出zn片，用去例子水清洗3次，得到生长有zno纳米线薄膜的zn片。
经过上述步骤，zno纳米线的长度为15μm，zno纳米线的直径为120-150nm，纳米线密度约为5.6×108根/m2。本方案中，通过在基底与tio2复合薄膜之间设置纳米线薄膜，产生了意料不到的技术效果；并且在该尺寸下，光电转换效率较佳，采用纳米线直径为120-150nm取得了意料不到的有益效果。
进一步的，继续在zno纳米线表面杂化一层cuxo壳结构，使得其表现为zno/cuxo杂化核壳结构纳米线：配置醋酸铜的乙醇溶液30ml，使得醋酸铜浓度为0.13mol/l，然后向其中加入10ml的超纯水，搅拌均匀，再将生长有zno纳米线薄膜的zn片放入，加入2ml的25wt.％氨水，之后将该混合溶液置于聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保温20h，自然冷却后，将zn片取出，用无水乙醇洗涤5次，干燥后，在600℃下煅烧1h，得到zno/cuxo杂化核壳结构纳米线薄膜。
本发明的光阳极中，所述tio2复合薄膜中包括tio2纳米颗粒和nife2o4纳米粒子，将tio2纳米颗粒与nife2o4纳米粒子混合制备成复合浆料，然后采用旋涂法将复合浆料涂覆在zno纳米线薄膜表面。在复合浆料中，tio2纳米颗粒和nife2o4纳米粒子的质量比为10:13。其中，该tio2纳米颗粒取自购买，要求纯度在≥99.5％，粒径为40nm。其中，该nife2o4纳米粒子是通过水热法合成的，具体为：称取10g聚乙二醇和7g十二烷基苯磺酸铵溶于20ml蒸馏水中，然后加入2mol的fe(no3)3·9h2o、1mol的ni(no3)2·6h2o，用尿素调节ph值为11.5，搅拌均匀，将混合液转入高压釜中，在270℃下反应20h，然后自然冷却，经固液分离、洗涤、干燥后，将固体物质在400min升温到870℃下煅烧10h，得到nife2o4纳米粒子。该nife2o4纳米粒子的直径为40nm，与tio2纳米颗粒的粒径相当。
本方案创造性的采用nife2o4纳米粒子和tio2纳米颗粒作为复合浆料，对光电转换效率的提高产生了意料不到的有益效果。
优选地，所述tio2复合薄膜厚度为35μm。zno纳米线薄膜与tio2复合薄膜的厚度的比例能够直接影响光电转换效率，起到了意料不到的技术效果。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池中光阳极的制备步骤：
s1、对zn片进行裁剪、清洗，清洗工作采用本领域中惯用手段即可；
s2、配置含有0.04mol醋酸锌、0.06mol乙二醇胺和100ml无水乙醇的混合溶液，然后在室温下将混合溶液磁力搅拌30min，将混合溶液放入70℃的油浴锅中，磁力搅拌12h，得到zno种子层溶液；
s3、在zno种子层溶液中缓慢浸入清洗后的zn片，静置20s，然后以0.05cm/s的提拉速度拉出，将提拉出的zn片放置在60℃的烘箱中烘干，然后将zn片放入马弗炉中高温450℃退火2h，其中，马弗炉升高温度到450℃的升温时间为60min，使得zn片表面覆有一层zno种子层；
s4、配置含有40mmolzn(no3)2·6h2o、40mmol六次甲基四胺和40mmol去离子水的混合溶液，向混合溶液中加入1ml的氨水，氨水质量浓度为30.48％，搅拌3h后，将混合溶液转移至高压釜内胆中；
s5、将上述覆有zno种子层的zn片浸入高压釜内胆的混合溶液中，密封后，将高压釜置于90℃环境中，反应28h，反应完成后自然冷却降温，取出zn片，用去例子水清洗3次，得到生长有zno纳米线薄膜的zn片；
s6、配置醋酸铜的乙醇溶液30ml，使得醋酸铜浓度为0.13mol/l，然后向其中加入10ml的超纯水，搅拌均匀；
s7、再将生长有zno纳米线薄膜的zn片放入醋酸铜的乙醇溶液中，加入2ml的25wt.％氨水，之后将该混合溶液置于聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保温20h，自然冷却后，将zn片取出，用无水乙醇洗涤5次，干燥后，在600℃下煅烧1h，得到zno/cuxo杂化核壳结构纳米线薄膜；
s8、称取10g聚乙二醇和7g十二烷基苯磺酸铵溶于20ml蒸馏水中，然后加入2mol的fe(no3)3·9h2o、1mol的ni(no3)2·6h2o，用尿素调节ph值为11.5，搅拌均匀，将混合液转入高压釜中，在270℃下反应20h，然后自然冷却，经固液分离、洗涤、干燥后，将固体物质在400min升温到870℃下煅烧10h，得到nife2o4纳米粒子；
s9、取tio2纳米颗粒、nife2o4纳米粒子，混合均匀，形成复合浆料，然后采用旋涂法将复合浆料涂覆在生长有zno/cuxo杂化核壳结构纳米线薄膜的zn片表面，将zn片放入马弗炉中，在170℃下退火2h，反复旋涂几次，使得复合浆料层厚度为35μm；
s10、然后将zn片放入马弗炉中，分别在460℃、510℃煅烧20min、2h，形成tio2复合薄膜；
s11、将煅烧后的zn片浸入到0.05mm染料n-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极。
对电极为分散有铂的fto基底，将对电极切割成与光阳极相同的尺寸，并在所需的位置钻孔，然后清洗备用；
将光阳极与对电极对置，在两电极之间注入电解液，共同组成一个三明治结构的电池，两电极之间进行封装；
电解液应用碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1m的碘化锂，0.1m单质碘，0.6m4-叔丁基吡啶和0.6m的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的所述ag纳米颗粒，将其加入混合溶液中，充分混合。
实施例2
参照实施例1，不同之处在于，该tio2复合薄膜厚度为20μm。
实施例3
参照实施例1，不同之处在于，该tio2复合薄膜中没有nife2o4纳米粒子。
对上述得到的染料电池进行光电性能测试，测试是在模拟标准太阳光照射下进行的，在am1.5的标准光源下，对所得染料敏化太阳能电池性能进行测试，主要是由测定电池的短路电流密度-开路电压来表现，结果如表1所示，记录参数有开路电压、短路电流、转换效率，从中可知，本发明技术方案得到的染料敏化太阳能电池具有较高的光电转换效率。
表1实施例1-3的太阳能电池的性能表征结果
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。