本发明涉及电动帘配件技术领域，尤其涉及一种用于电动帘的光能装置。
背景技术：
目前市场上遮阳产品，通过电机转动控制帘幕开合实现对阳光的遮挡，电机的供电方式可以通过外接家庭电源、或者通过太阳能热辐射进行发电。采用前一供电方式，需要进行布线，影响墙体美观，也增加安装难度。如果采用后一种供电方式，在阴天时候无法获得足够的太阳照射而无法获得充足、稳定的电能。针对上述问题，发明人在前序申请(202010297520.9)中提出了采用锂电池和太阳能电池板联用的技术方案，通过将太阳能电池板在光照充足时产生的多余电能储存在锂电池中，并通过群控系统控制多个驱动电机，解决了阴天等弱光条件下的驱动问题。然而，添加锂电池会使得控制器体积变大；同时，群控系统也提升了生产成本。此外，为了产生额外的电能，也需要提升太阳能电池片的体积，一者不够美观，二者也会提升成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于电动帘的光能装置，其可在普通灯光、阴天等弱光条件下产生足够能量，驱动电动帘。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于电动帘的光能发生装置，其包括基座和安装在所述基座上的至少一块光能板；
所述光能板包括衬底，依次设于所述衬底正面上的n型非晶硅层、i型非晶硅层、p型非晶硅层和减反层，以及依次设于所述衬底背面上的纳米铜颗粒层和铝电场层；
所述光能板在500lux的光照条件下，开路电压≥13.5v，其工作电流≥22ma，工作电压为15～17v。
作为上述技术方案的改进，还包括安装在所述基座上的聚光装置，所述聚光装置设置在所述光能板的上方；所述聚光装置为菲涅尔透镜。
作为上述技术方案的改进，所述纳米铜颗粒层由多个相互分离的纳米铜颗粒组成，单个纳米铜颗粒的粒径为400～500nm，不同纳米铜颗粒之间的距离为0.8～3μm；
所述n型非晶硅层的厚度为50～100nm，所述i型非晶硅层的厚度为200～400nm，所述p型非晶硅层的厚度为50～100nm。
作为上述技术方案的改进，所述衬底为ito透明导电玻璃，所述减反层为ito层、zao层、fto层或izo层，所述减反层的厚度为200～500nm。
作为上述技术方案的改进，所述基座包括底板和侧板，所述侧板上设有用于安装所述光能板的第一滑槽和用于安装所述聚光装置的第二滑槽；
所述第一滑槽的高度：所述第二滑槽的高度＝1：(3～10)。
作为上述技术方案的改进，所述光能板的制备方法包括：
(1)提供衬底；
(2)对所述衬底的正面进行织构化处理；
(3)采用含有氨基硅烷偶联剂的第一溶液对经过织构化处理的所述衬底进行清洗；
(4)在清洗后的所述衬底的正面依次形成n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层；
(5)在所述p型非晶硅层上形成减反层，得到基片；
(6)将所述基片放入铜粒子溶胶溶液中，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
(7)在所述纳米铜颗粒层上形成铝电场层，得到光能板成品；
其中，所述铜粒子溶胶溶液的制备方法为：将氯化铜水溶液与聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，并加入水合肼溶液，反应后得到铜粒子溶胶溶液。
作为上述技术方案的改进，步骤(2)包括：
(2.1)在所述衬底的背面形成油墨保护层；
(2.2)将设有油墨保护层的衬底放入双氧水和浓硫酸的混合溶液中，在60～80℃腐蚀5～10h，以对所述衬底的正面进行织构化处理；
(2.3)去除所述衬底的背面的油墨保护层。
作为上述技术方案的改进，步骤(3)包括：
(3.1)将织构化处理后的衬底依次采用纯水、乙醇进行清洗；
(3.2)将清洗后的衬底干燥，然后放入浓度为1～3vol％的第一溶液中浸泡5～10h，取出干燥。
作为上述技术方案的改进，所述氨基硅烷偶联剂选用n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷；
所述氯化铜水溶液的浓度为0.2～2mol/l，所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为0.1～1.5mol/l，所述水合肼溶液的浓度为0.3～5mol/l。
作为上述技术方案的改进，步骤(6)包括：
(6.1)制备铜粒子溶胶溶液；
(6.2)将基片置入铜粒子溶胶溶液中，在30～50℃下保温10～15h，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
(6.3)依次采用纯水、乙醇清洗基片，并采用氮气或氩气吹干。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明的用于电动帘的光能发生装置，包括基座和安装在所述基座上的光能板、聚光装置。其中，聚光装置可使得较弱的光线集聚到光能板表面，提升转换效率。
2、本发明中的光能板，在衬底背面制备了纳米铜颗粒层，其可形成效果良好的陷光结构，有效提升光能板的光谱响应能力，使得其可在阴天、室内光等弱光条件下提供足够驱动电动帘的能量。
3、本发明的用于电动帘的光能发生装置，在基座上设置了两个滑槽，并将光能板和聚光装置安装在滑槽内；采用上述结构后，可在基座上安装多个光能板、多个聚光装置，即可实现光能板的延长，提升转换效率。
附图说明
图1是本发明一种用于电动帘的光能发生装置的结构示意图；
图2是本发明光能板的结构示意图。
图3是本发明光能板的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
参考图1，本发明提供了一种用于电动帘的光能发生装置，其包括基座1、光能板2和聚光装置3；光能板2和聚光装置3依次安装在基座1上，且聚光装置3位于光能板2的上方，以使得弱光光线通过聚光装置3集聚到光能板2上，提升其转换效率。
具体的，基座1包括底板11和侧板12，侧板12上设有用于安装光能板2的第一滑槽13和用于安装聚光装置的第二滑槽14，第一滑槽13与底板11之间用于放置光能板排线，既避免排线被压断又方便光能板的拼接排线的安放。采用此种结构的基座，可使得每个基座1上安装多个光能板2、多个聚光装置3，实现了光能板的延长，同时也便于各种场景的利用。
进一步的，控制第一滑槽的高度h1：第二滑槽的高度h2＝1：(3～10)。优选的h1：h2＝1:6～9，此种高度关系可确保聚光装置实现对多种角度入射的光线的集聚。
具体的，聚光装置3可选用凸透镜，但不限于此。优选的，聚光装置3选用菲涅尔透镜。
具体的，参考图2，光能板2包括衬底21，依次设于衬底21正面上的n型非晶硅层22、i型非晶硅层23、p型非晶硅层24和减反层25，以及依次设于衬底21背面上的纳米铜颗粒层26和铝电场层27。其中，纳米铜颗粒层27由多个相互分离的纳米铜颗粒组成，单个纳米铜颗粒的粒径为400～500nm，不同纳米铜颗粒之间的距离为0.8～3μm。基于上述结构的光能板，可有效提升光能板的光谱响应能力，使得其可在阴天、室内光等弱光条件下提供足够驱动电动帘的能量。具体的，室内光可为金卤灯
具体的，n型非晶硅层的厚度为50～100nm，i型非晶硅层的厚度为200～400nm，p型非晶硅层的厚度为50～100nm。此厚度的nip结构可提升光转换效率。
具体的，减反层25为ito层、zao层、fto层或izo层，其厚度为200～500nm。优选的，减反层25为ito层或izo层，其厚度为300～400nm。
具体的，参见图3，本发明中光能板的制备方法如下：
s1：提供衬底；
具体的，衬底可为玻璃、陶瓷板、不锈钢，但不限于此。优选的，在发明中，衬底选用ito透明导电玻璃，其与硅结构相容性优良，且导电性优良。
s2：对衬底的正面进行织构化处理；
具体的，s2包括：
s21：在衬底的背面形成油墨保护层；
具体的，可采用丝网印刷工艺在衬底的背面印刷一层耐酸油墨，即可得到油墨保护层；
s22：将设有油墨保护层的衬底放入双氧水和浓硫酸的混合溶液中，在60～80℃腐蚀5～10h，以对所述衬底的正面进行织构化处理；
s23：去除衬底的背面的油墨保护层。
具体的，可采用碱溶液(如naoh，但不限于此)浸泡，以去除耐酸油墨层。
s3：采用含有氨基硅烷偶联剂的第一溶液对经过织构化处理的衬底进行清洗；
具体的，s3包括：
s31：将织构化处理后的衬底依次采用纯水、乙醇进行清洗；
具体的，先将衬底放入纯水，并进行超声清洗，清洗时间为50～70min；然后将衬底放入乙醇中，浸泡1～2h。
s32：将清洗后的衬底干燥，然后放入浓度为1～3vol％的第一溶液中浸泡5～10h，取出干燥。
具体的，第一溶液为含有氨基硅烷偶联剂的水溶液，氨基硅烷偶联剂的浓度为1～3vol％，示例性地可为1vol％、1.3vol％、1.8vol％、2.1vol％、2.7vol％，但不限于此。
具体的，氨基硅烷偶联剂可选用n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷，但不限于此。
s4：在清洗后的衬底的正面依次形成n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层；
具体的，将清洗后的衬底放入真空室中，采用等离子体化学气相沉积法(pcvd)在衬底正面沉积n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层，但不限于此方法。
其中，n型非晶硅层、p型非晶硅层的沉积采用本领域常见的工艺即可。i型非晶硅层沉积过程中，采用sih4和h2的混合气体作为反应气体，沉积温度为150～180℃，压强为0.8～1.2torr，且控制sih4：h2≤0.18(vol)；在此条件下h2可有效稀释sih4，减少a-si:h缺陷。
s5：在p型非晶硅层上形成减反层，得到基片；
具体的，可采用溅射法或化学气相沉积法(cvd)形成减反层；优选的，采用中频脉冲磁控溅射系统形成减反层，其成本较低，且沉积速率快。具体的，溅射温度为150～170℃，溅射压力1～2.2pa。在此条件形成的减反层电阻率较低，且减反层薄膜缺陷相对较少。
具体的，减反层可选用ito层、zao层、fto层或izo层；优选的，选用ito层或izo层。
s6：将基片放入铜粒子溶胶溶液中，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
具体的，s6包括：
s61：制备铜粒子溶胶溶液；
具体的，将氯化铜水溶液与聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，并加入水合肼溶液，反应后得到铜粒子溶胶溶液。
其中，氯化铜水溶液的浓度为0.2～2mol/l，所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为0.1～1.5mol/l，所述水合肼溶液的浓度为0.3～5mol/l。
其中，氯化铜水溶液与聚乙烯吡咯烷酮的体积比为1：(5～10)；氯化铜与水合肼的摩尔比为1:1.2～1.5。
s62：将基片置入铜粒子溶胶溶液中，在30～50℃下保温10～15h，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
具体的，通过将基片浸泡，可通过化学自组装工艺在基片的背面形成纳米铜粒子层，其由多个相互分离的纳米铜颗粒组成，单个纳米铜颗粒的粒径为400～500nm，不同纳米铜颗粒之间的距离为0.8～3μm。上述结构纳米铜颗粒层可与设置在衬底正面的织构化结构、减反层相协同，形成性能良好的陷光结构，有效提升光能板的光谱响应能力，使得其可在阴天、室内光等弱光条件下提供足够驱动电动帘的能量。
s63：依次采用纯水、乙醇清洗基片，并采用氮气或氩气吹干。
具体的，先将衬底放入纯水，并进行超声清洗，清洗时间为30～60min；然后将衬底放入乙醇中，浸泡1～2h。
s7：在纳米铜颗粒层上形成铝电场层，得到光能板成品；
具体的，可采用溅射工艺、化学气相沉积法或丝网印刷形成铝电场层；优选的，采用丝网印刷工艺形成铝电场层，其成本低。
进一步的，本发明中的光能板制备方法还包括：
s8：对光能板成品进行封装。
具体的，将光能板与钢化玻璃、eva玻璃层压结合即可，但不限于此。
基于上述方法制得的光能板，其在500lux的光照条件下，开路电压≥13.5v，其工作电流≥22ma，工作电压为15～17v。
下面以具体实施例进一步说明本发明：
实施例1
本实施例提供一种用于电动帘的光能装置，参照图1，其包括基座1、光能板2和聚光装置3，其中，光能板2安装在第一滑槽13中，聚光装置3安装在第二滑槽14中。第一滑槽的高度h1：第二滑槽的高度h2＝1:8。聚光装置3采用菲涅尔透镜。
光能板2采用实施例4中的光能板，在使用前，将与钢化玻璃、eva玻璃层压结合。
实施例2
本实施例提供一种光能板的制备方法，其包括：
(1)提供衬底；
其中，衬底为ito透明导电玻璃；
(2)对所述衬底的正面进行织构化处理；
具体的，先在衬底背面形成油墨保护层，然后放入体积比为1:3的双氧水与浓硫酸混合溶液中，腐蚀6h；取出后采用naoh洗去油墨保护层。
(3)采用含有氨基硅烷偶联剂的第一溶液对经过织构化处理的所述衬底进行清洗；
具体的，先采用纯水超声清洗1h，然后在乙醇中浸泡1h；然后将衬底放入1vol％的γ-氨丙基三甲氧基硅烷水溶液中，浸泡6h。
(4)在清洗后的所述衬底的正面依次形成n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层；
其中，在形成i型非晶硅层时sih4：h2＝1.5:10；温度为160℃，压强为1torr。
(5)在所述p型非晶硅层上形成减反层，得到基片；
其中，采用中频脉冲磁控溅射系统形成zao层，溅射温度为150℃，溅射压力1.1pa。
(6)将所述基片放入铜粒子溶胶溶液中，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
具体的，将0.3mol/l的氯化铜水溶液与1.5mol/l的聚乙烯吡咯烷酮水溶液按照1:5的比例混合均匀，并加入0.3mol/l的水合肼溶液，反应后得到铜粒子溶胶溶液。其中，氯化铜与水合肼的摩尔比为1:1.5。
将基片放入铜粒子溶胶溶液中，在50摄氏度下保温10h，即得到纳米铜颗粒层。
(7)在所述纳米铜颗粒层上形成铝电场层，得到光能板成品；
采用丝网印刷工艺在纳米铜颗粒层上形成铝电场层。
实施例3
本实施例提供一种光能板的制备方法，其包括：
(1)提供衬底；
其中，衬底为ito透明导电玻璃；
(2)对所述衬底的正面进行织构化处理；
具体的，先在衬底背面形成油墨保护层，然后放入体积比为1:2的双氧水与浓硫酸混合溶液中，腐蚀8h；取出后采用naoh洗去油墨保护层。
(3)采用含有氨基硅烷偶联剂的第一溶液对经过织构化处理的所述衬底进行清洗；
具体的，先采用纯水超声清洗50min，然后在乙醇中浸泡1h；然后将衬底放入1.5vol％的n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷水溶液中，浸泡5h。
(4)在清洗后的所述衬底的正面依次形成n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层；
其中，在形成i型非晶硅层时sih4：h2＝1:9；温度为160℃，压强为0.8torr。
(5)在所述p型非晶硅层上形成减反层，得到基片；
其中，采用中频脉冲磁控溅射系统形成izo层，溅射温度为150℃，溅射压力1.1pa。
(6)将所述基片放入铜粒子溶胶溶液中，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
具体的，将1mol/l的氯化铜水溶液与0.6mol/l的聚乙烯吡咯烷酮水溶液按照1:10的比例混合均匀，并加入0.4mol/l的水合肼溶液，反应后得到铜粒子溶胶溶液。其中，氯化铜与水合肼的摩尔比为1:1。
将基片放入铜粒子溶胶溶液中，在35℃下保温12h，即得到纳米铜颗粒层。
(7)在所述纳米铜颗粒层上形成铝电场层，得到光能板成品；
采用丝网印刷工艺在纳米铜颗粒层上形成铝电场层。
实施例4
本实施例提供光能板的制备方法，其包括：
(1)提供衬底；
其中，衬底为ito透明导电玻璃；
(2)对所述衬底的正面进行织构化处理；
具体的，先在衬底背面形成油墨保护层，然后放入体积比为3:7的双氧水与浓硫酸混合溶液中，腐蚀8h；取出后采用naoh洗去油墨保护层。
(3)采用含有氨基硅烷偶联剂的第一溶液对经过织构化处理的所述衬底进行清洗；
具体的，先采用纯水超声清洗50min，然后在乙醇中浸泡1h；然后将衬底放入2.1vol％的n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷水溶液中，浸泡7h。
(4)在清洗后的所述衬底的正面依次形成n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层；
其中，在形成i型非晶硅层时sih4：h2＝1:9；温度为170℃，压强为1.1torr。
(5)在所述p型非晶硅层上形成减反层，得到基片；
其中，采用中频脉冲磁控溅射系统形成ito层，溅射温度为160℃，溅射压力1.7pa。
(6)将所述基片放入铜粒子溶胶溶液中，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
具体的，将1.4mol/l的氯化铜水溶液与0.7mol/l的聚乙烯吡咯烷酮水溶液按照1:6的比例混合均匀，并加入0.3mol/l的水合肼溶液，反应后得到铜粒子溶胶溶液。其中，氯化铜与水合肼的摩尔比为1:1.4。
将基片放入铜粒子溶胶溶液中，在40℃下保温14h，即得到纳米铜颗粒层。
(7)在所述纳米铜颗粒层上形成铝电场层，得到光能板成品；
采用丝网印刷工艺在纳米铜颗粒层上形成铝电场层。
对比例1
本对比例提供一种用于电动帘的光能板，其与实施例3的区别在于，不包括步骤(6)，即步骤(5)后，直接在基片背面形成铝电场层。
对比例2
本对比例提供一种用于电动帘的光能板，其与实施例3的区别在于，不对衬底进行织构化处理。
将实施例2～4，对比例1～2的光能板进行性能测试，其中弱光源选用金卤灯，其照度为800w/m2；强光源选用太阳模拟器，其照度为1200w/m2。测试温度为25℃，am1.5光谱。测试结果如下：
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
1.一种用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，包括基座和安装在所述基座上的至少一块光能板；
所述光能板包括衬底，依次设于所述衬底正面上的n型非晶硅层、i型非晶硅层、p型非晶硅层和减反层，以及依次设于所述衬底背面上的纳米铜颗粒层和铝电场层；
所述光能板在500lux的光照条件下，开路电压≥13.5v，其工作电流≥22ma，工作电压为15～17v。
2.如权利要求1所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，还包括安装在所述基座上的聚光装置，所述聚光装置设置在所述光能板的上方；所述聚光装置为菲涅尔透镜。
3.如权利要求1所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，所述纳米铜颗粒层由多个相互分离的纳米铜颗粒组成，单个纳米铜颗粒的粒径为400～500nm，不同纳米铜颗粒之间的距离为0.8～3μm；
所述n型非晶硅层的厚度为50～100nm，所述i型非晶硅层的厚度为200～400nm，所述p型非晶硅层的厚度为50～100nm。
4.如权利要求1所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，所述衬底为ito透明导电玻璃，所述减反层为ito层、zao层、fto层或izo层，所述减反层的厚度为200～500nm。
5.如权利要求2所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，所述基座包括底板和侧板，所述侧板上设有用于安装所述光能板的第一滑槽和用于安装所述聚光装置的第二滑槽；
所述第一滑槽的高度：所述第二滑槽的高度＝1：(3～10)。
6.如权利要求1所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，所述光能板的制备方法包括：
(1)提供衬底；
(2)对所述衬底的正面进行织构化处理；
(3)采用含有氨基硅烷偶联剂的第一溶液对经过织构化处理的所述衬底进行清洗；
(4)在清洗后的所述衬底的正面依次形成n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层；
(5)在所述p型非晶硅层上形成减反层，得到基片；
(6)将所述基片放入铜粒子溶胶溶液中，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
(7)在所述纳米铜颗粒层上形成铝电场层，得到光能板成品；
其中，所述铜粒子溶胶溶液的制备方法为：将氯化铜水溶液与聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，并加入水合肼溶液，反应后得到铜粒子溶胶溶液。
7.如权利要求6所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，步骤(2)包括：
(2.1)在所述衬底的背面形成油墨保护层；
(2.2)将设有油墨保护层的衬底放入双氧水和浓硫酸的混合溶液中，在60～80℃腐蚀5～10h，以对所述衬底的正面进行织构化处理；
(2.3)去除所述衬底的背面的油墨保护层。
8.如权利要求6所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，步骤(3)包括：
(3.1)将织构化处理后的衬底依次采用纯水、乙醇进行清洗；
(3.2)将清洗后的衬底干燥，然后放入浓度为1～3vol％的第一溶液中浸泡5～10h，取出干燥。
9.如权利要求6所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂选用n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷；
所述氯化铜水溶液的浓度为0.2～2mol/l，所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为0.1～1.5mol/l，所述水合肼溶液的浓度为0.3～5mol/l。
10.如权利要求6所述的用于电动帘的光能发生装置，其特征在于，步骤(6)包括：
(6.1)制备铜粒子溶胶溶液；
(6.2)将基片置入铜粒子溶胶溶液中，在30～50℃下保温10～15h，在所述基片的背面形成纳米铜颗粒层；
(6.3)依次采用纯水、乙醇清洗基片，并采用氮气或氩气吹干。
技术总结