一种节能型室外空气净化机

本申请涉及净化机领域，尤其涉及一种节能型室外空气净化机。

目前，在市场上应用的空气净化机多为室内空气净化机，其运行原理 都是基于220V的民用电源，解决室内较少的空气净化问题，到目前为止， 由于不能解决电源供电问题和净化设备投资巨大的问题，市场上还没有能 够有效净化室外空气的空气净化机。

并且，目前空气净化机工作用电源主要依靠电网供电，没有实现利用 太阳能资源。在太阳能电池的大家庭中，染料敏化太阳能电池属于有机- 无机杂化电池，该型电池由光阳极、对电极和中间夹着的电解液构成类三 明治结构；其中，光阳极一般是由透明电极及其表面的TiO2纳米薄膜构 成，该TiO2纳米薄膜吸附有染料，染料主要用来吸收太阳光能；对电极 一般由电极及其表面的催化薄膜构成，该催化薄膜一般为Pt金属。染料敏 化太阳能电池具有技术简单、成本低廉等优点。在对染料敏化太阳能电池 的研究中，光阳极的材料和结构对提高光电的转换效率方面起到了很大的 作用。

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种节能型室外空气净化 机。

本申请通过以下技术方案实现：

一种节能型室外空气净化机，所述室外空气净化机包括：顶板、太阳 能板、空气过滤器、电源控制箱和不锈钢底板。

优选地，顶板与不锈钢底板之间固定设置太阳能板、空气过滤器和电 源控制箱。

优选地，所述太阳能板通过电源控制箱为所述室外空气净化机提供电 源支持。

优选地，所述太阳能板基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳电 池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO基 底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子； 所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为80nm；所述三氧 化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。

优选地，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：

S1，制备光阳极

a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染， 首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入 洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将 洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子 水中分别超声清洗20min，用氮吹干待用；

b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr 膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为 50nm；

c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇 胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁力搅拌30min，使 其充分混合，然后将烧杯放入80℃油浴中磁力搅拌6h，得到种子溶液； 取步骤一中清洗过后的FTO导电玻璃，将其缓慢进入种子溶液中，静置3 min，接着缓慢拉出FTO导电玻璃，保持拉出速度为0.05cm/s，随后将拉 出的FTO导电玻璃放入烘箱中烘干，最后将FTO导电玻璃放入马弗炉中 300℃退火5h，其中升温过程中升温速率为5℃/min；

d)生长三氧化钨三维网格纳米结构：配制含有六氯化钨，30mmol 钨酸钠，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去离子水混合溶液，逐滴加 入5ml氨水并搅拌，然后将其转移到高压釜内胆中；取覆有氧化钨种子层 的FTO导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆的溶液中，导电面朝下放置，密封 后，将高压釜放入已经升温到95℃的烘箱中，反应24h，反应完全后自 然降至室温，取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗30s，得到生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极；

S2，配制电解液和染料：

电解液应用传统的碘/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，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6 M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的纳米 银粒子，将其加入混合溶液中，充分混合；

染料溶液：称取N719粉末50mg，无水乙醇30ml，将N719加入无 水乙醇中，充分溶解，避光搅拌12h；

S3，封装：

取步骤S2中配制的染料溶液放入棕玻璃皿中，然后将生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极进入该棕玻璃皿中，避光在60℃下敏化 3h，取出，然后将带有Pt催化层的相同尺寸FTO导电玻璃与该光阳极封 装在一起，封装材料采用热封膜，将电解液从对电极一端的小孔注入，封 装小孔，连接导线，形成本发明的改进型染料敏化太阳能电池。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1.本申请净化机中的染料敏化太阳电池，由于传统染料敏化太阳能电 池中采用TiO2纳米颗粒作为染料的载体，颗粒结构虽具有大的比表面积， 但是由于颗粒间界面的存在，电子在颗粒之间传输要经过无数界面，这削 弱了电子在传输过程中的传输速率；本发明的染料敏化太阳能电池中光阳 极结构为在透明导电薄膜上直接生长三氧化钨三维网格纳米结构，其具有 直接的电子转移通道，电子可以沿着三维纳米网格被收集到电极上，同时 由于三氧化钨纳米材料属于宽禁带半导体材料，具有高的导电性，因此从 结构及材料方面均大大提高了电子的传输效率。

2.三氧化钨三维网格纳米结构具有较大的比表面积，能够大大提高染 料的吸附效率，染料被光激发产生电子，充足的染料吸附量能够大量产生 光子，增加光电流密度，进而能够提高太阳光的转换效率。

3.光阳极的FTO基底和氧化钨三维网格纳米结构之间增加了一层Cr 金属，其作为电子传导的过渡层，避免了纳米结构与基底之间较大的接触 电阻，此外，在电解液中加入了纳米银颗粒，纳米银颗粒有助于太阳光在 电解液中的散射，增大了染料吸收的几率，能够提高光电转化效率。

4.本发明设计的改进型光阳极结构中，三氧化钨三维网格纳米结构采 用水热法制备，该制备方法简单，成本低廉，具有大范围实际应用的潜力。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。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，并不能限制本申请。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本 发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请所述净化机结构示意图，其中，1-顶板，2-太阳能板， 3-空气过滤器，4-电源控制箱，5-不锈钢底板。

图2是本申请净化机中所述染料敏化太阳电池的制作方法的流程图。

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。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同 结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。 当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以 在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的， 其本身不只是所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供 了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到 其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在 第二特征值“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施 例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第 一和第二特征可能不是直接接触。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也 可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接 相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语 的具体含义。

能源是向自然界提供能量转化的物质，是人类活动的物质基础。清洁 能源，也称为绿能源，指的是那些不排放污染物的能源，包括有水能、 风能、太阳能、生物能、核能、地热能等等，清洁能源对环境友好，排放 少，污染程度小。目前，清洁能源的开发和利用正在成为全球社会一致的 呼吁。

太阳能清洁能源是将太阳的光能转换为热能、电能等形式，能源转换 过程中不会产生其他污染。目前使用最多的是硅基太阳能，其光电转换的 效率较高，但是，硅的提纯过程会产生环境污染，硅基太阳能电池的制作 工艺复杂，价格昂贵。

在太阳能电池的大家庭中，染料敏化太阳能电池属于有机-无机杂化电 池，该型电池由光阳极、对电极和中间夹着的电解液构成类三明治结构； 其中，光阳极一般是由透明电极及其表面的TiO2纳米薄膜构成，该TiO2 纳米薄膜吸附有染料，染料主要用来吸收太阳光能；对电极一般由电极及 其表面的催化薄膜构成，该催化薄膜一般为Pt金属。染料敏化太阳能电池 具有技术简单、成本低廉等优点。在对染料敏化太阳能电池的研究中，光 阳极的材料和结构对提高光电的转换效率方面起到了很大的作用。

金属钨属于过渡金属，三氧化钨是钨的最高氧化态，完全满足化学计 量比，三氧化钨是一种典型的宽禁带半导体功能材料，其在气体检测，光、 电致变，光催化，电化学等方面具有优异的性能。

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一：

由图1，本申请的实施例涉及一种节能型室外空气净化机，所述室外 空气净化机包括：顶板1、太阳能板2、空气过滤器3、电源控制箱4和不 锈钢底板5。

优选地，顶板1与不锈钢底板5之间固定设置太阳能板2、空气过滤 器3和电源控制箱4。

优选地，所述太阳能板2通过电源控制箱4为所述室外空气净化机提 供电源支持。

优选地，所述太阳能板2基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳 电池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO 基底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子； 所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为80nm；所述三氧 化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。

优选地，结合图2，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：

S1，制备光阳极

a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染， 首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入 洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将 洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子 水中分别超声清洗20min，用氮吹干待用；

b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr 膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为 50nm；

c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇 胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁力搅拌30min，使 其充分混合，然后将烧杯放入80℃油浴中磁力搅拌6h，得到种子溶液； 取步骤一中清洗过后的FTO导电玻璃，将其缓慢进入种子溶液中，静置3 min，接着缓慢拉出FTO导电玻璃，保持拉出速度为0.05cm/s，随后将拉 出的FTO导电玻璃放入烘箱中烘干，最后将FTO导电玻璃放入马弗炉中 300℃退火5h，其中升温过程中升温速率为5℃/min；

d)生长三氧化钨三维网格纳米结构：配制含有六氯化钨，30mmol 钨酸钠，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去离子水混合溶液，逐滴加 入5ml氨水并搅拌，然后将其转移到高压釜内胆中；取覆有氧化钨种子层 的FTO导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆的溶液中，导电面朝下放置，密封 后，将高压釜放入已经升温到95℃的烘箱中，反应24h，反应完全后自 然降至室温，取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗30s，得到生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极；

S2，配制电解液和染料：

电解液应用传统的碘/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，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6 M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的纳米 银粒子，将其加入混合溶液中，充分混合；

染料溶液：称取N719粉末50mg，无水乙醇30ml，将N719加入无 水乙醇中，充分溶解，避光搅拌12h；

S3，封装：

取步骤S2中配制的染料溶液放入棕玻璃皿中，然后将生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极进入该棕玻璃皿中，避光在60℃下敏化 3h，取出，然后将带有Pt催化层的相同尺寸FTO导电玻璃与该光阳极封 装在一起，封装材料采用热封膜，将电解液从对电极一端的小孔注入，封 装小孔，连接导线，形成本发明的改进型染料敏化太阳能电池。

优选的，所述染料敏化太阳电池中，经过水热法生长，在FTO基底 上，生长一层三氧化钨网格结构，其中六氯化钨含量为60mmol时，纳米 网格厚度为6μm。氧化钨纳米三维结构呈空心网络状，其中，网格结构的 直径为40nm，中间可以吸附隐藏大量染料分子，染料吸附量为0.189× 10-6mol/cm2。

对本发明染料电池结构进行光电转换测试，测试条件为AM1.5光功 率密度100mW/cm2，测试发现，短路电流为15.4mA/cm2，开路电压为 0.6V，光电转换效率达到9.4％。抗疲劳测试，在连续测试1000h情况下， 光电转换效率相比较下降了3.1％，工作稳定性较好。

通过测试，本发明的净化机，制备过程简单，抗疲劳能力强，光电转 换效率较高，具备一定的实际应用潜能。

实施例二：

由图1，本申请的实施例涉及一种节能型室外空气净化机，所述室外 空气净化机包括：顶板1、太阳能板2、空气过滤器3、电源控制箱4和不 锈钢底板5。

优选地，顶板1与不锈钢底板5之间固定设置太阳能板2、空气过滤 器3和电源控制箱4。

优选地，所述太阳能板2通过电源控制箱4为所述室外空气净化机提 供电源支持。

优选地，所述太阳能板2基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳 电池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO 基底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子； 所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为90nm；所述三氧 化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。

优选地，结合图2，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：

S1，制备光阳极

a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染， 首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入 洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将 洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子 水中分别超声清洗20min，用氮吹干待用；

b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr 膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为 50nm；

c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇 胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁力搅拌30min，使 其充分混合，然后将烧杯放入80℃油浴中磁力搅拌6h，得到种子溶液； 取步骤一中清洗过后的FTO导电玻璃，将其缓慢进入种子溶液中，静置3 min，接着缓慢拉出FTO导电玻璃，保持拉出速度为0.05cm/s，随后将拉 出的FTO导电玻璃放入烘箱中烘干，最后将FTO导电玻璃放入马弗炉中 300℃退火5h，其中升温过程中升温速率为5℃/min；

d)生长三氧化钨三维网格纳米结构：配制含有六氯化钨，30mmol 钨酸钠，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去离子水混合溶液，逐滴加 入5ml氨水并搅拌，然后将其转移到高压釜内胆中；取覆有氧化钨种子层 的FTO导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆的溶液中，导电面朝下放置，密封 后，将高压釜放入已经升温到95℃的烘箱中，反应24h，反应完全后自 然降至室温，取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗30s，得到生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极；

S2，配制电解液和染料：

电解液应用传统的碘/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，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6 M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的纳米 银粒子，将其加入混合溶液中，充分混合；

染料溶液：称取N719粉末50mg，无水乙醇30ml，将N719加入无 水乙醇中，充分溶解，避光搅拌12h；

S3，封装：

取步骤S2中配制的染料溶液放入棕玻璃皿中，然后将生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极进入该棕玻璃皿中，避光在60℃下敏化 3h，取出，然后将带有Pt催化层的相同尺寸FTO导电玻璃与该光阳极封 装在一起，封装材料采用热封膜，将电解液从对电极一端的小孔注入，封 装小孔，连接导线，形成本发明的改进型染料敏化太阳能电池。

优选的，所述染料敏化太阳电池中，经过水热法生长，在FTO基底 上，生长一层三氧化钨网格结构，其中六氯化钨含量为100mmol时，纳 米网格厚度为5μm。氧化钨纳米三维结构呈空心网络状，其中，网格结构 的直径为40nm，中间可以吸附隐藏大量染料分子，染料吸附量为0.189 ×10-6mol/cm2。

对本发明染料电池结构进行光电转换测试，测试条件为AM1.5光功 率密度100mW/cm2，测试发现，短路电流为15.4mA/cm2，开路电压为 0.6V，光电转换效率达到8.3％。抗疲劳测试，在连续测试1000h情况下， 光电转换效率相比较下降了3.5％，工作稳定性较好。

通过测试，本发明的净化机，制备过程简单，抗疲劳能力强，光电转 换效率较高，具备一定的实际应用潜能。

实施例三：

由图1，本申请的实施例涉及一种节能型室外空气净化机，所述室外 空气净化机包括：顶板1、太阳能板2、空气过滤器3、电源控制箱4和不 锈钢底板5。

优选地，顶板1与不锈钢底板5之间固定设置太阳能板2、空气过滤 器3和电源控制箱4。

优选地，所述太阳能板2通过电源控制箱4为所述室外空气净化机提 供电源支持。

优选地，所述太阳能板2基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳 电池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO 基底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子； 所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为100nm；所述三 氧化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。

优选地，结合图2，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：

S1，制备光阳极

a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染， 首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入 洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将 洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子 水中分别超声清洗20min，用氮吹干待用；

b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr 膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为 50nm；

c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇 胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁力搅拌30min，使 其充分混合，然后将烧杯放入80℃油浴中磁力搅拌6h，得到种子溶液； 取步骤一中清洗过后的FTO导电玻璃，将其缓慢进入种子溶液中，静置3 min，接着缓慢拉出FTO导电玻璃，保持拉出速度为0.05cm/s，随后将拉 出的FTO导电玻璃放入烘箱中烘干，最后将FTO导电玻璃放入马弗炉中 300℃退火5h，其中升温过程中升温速率为5℃/min；

d)生长三氧化钨三维网格纳米结构：配制含有六氯化钨，30mmol 钨酸钠，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去离子水混合溶液，逐滴加 入5ml氨水并搅拌，然后将其转移到高压釜内胆中；取覆有氧化钨种子层 的FTO导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆的溶液中，导电面朝下放置，密封 后，将高压釜放入已经升温到95℃的烘箱中，反应24h，反应完全后自 然降至室温，取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗30s，得到生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极；

S2，配制电解液和染料：

电解液应用传统的碘/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，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6 M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的纳米 银粒子，将其加入混合溶液中，充分混合；

染料溶液：称取N719粉末50mg，无水乙醇30ml，将N719加入无 水乙醇中，充分溶解，避光搅拌12h；

S3，封装：

取步骤S2中配制的染料溶液放入棕玻璃皿中，然后将生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极进入该棕玻璃皿中，避光在60℃下敏化 3h，取出，然后将带有Pt催化层的相同尺寸FTO导电玻璃与该光阳极封 装在一起，封装材料采用热封膜，将电解液从对电极一端的小孔注入，封 装小孔，连接导线，形成本发明的改进型染料敏化太阳能电池。

优选的，所述染料敏化太阳电池中，经过水热法生长，在FTO基底 上，生长一层三氧化钨网格结构，其中六氯化钨含量为150mmol时，纳 米网格厚度为7μm。氧化钨纳米三维结构呈空心网络状，其中，网格结构 的直径为40nm，中间可以吸附隐藏大量染料分子，染料吸附量为0.189 ×10-6mol/cm2。

对本发明染料电池结构进行光电转换测试，测试条件为AM1.5光功 率密度100mW/cm2，测试发现，短路电流为15.4mA/cm2，开路电压为 0.6V，光电转换效率达到7.3％。抗疲劳测试，在连续测试1000h情况下， 光电转换效率相比较下降了5.1％，工作稳定性较好。

通过测试，本发明的净化机，制备过程简单，抗疲劳能力强，光电转 换效率较高，具备一定的实际应用潜能。

实施例四：

由图1，本申请的实施例涉及一种节能型室外空气净化机，所述室外 空气净化机包括：顶板1、太阳能板2、空气过滤器3、电源控制箱4和不 锈钢底板5。

优选地，顶板1与不锈钢底板5之间固定设置太阳能板2、空气过滤 器3和电源控制箱4。

优选地，所述太阳能板2通过电源控制箱4为所述室外空气净化机提 供电源支持。

优选地，所述太阳能板2基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳 电池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO 基底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子； 所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为50nm；所述三氧 化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。

优选地，结合图2，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：

S1，制备光阳极

a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染， 首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入 洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将 洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子 水中分别超声清洗20min，用氮吹干待用；

b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr 膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为 50nm；

c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇 胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁力搅拌30min，使 其充分混合，然后将烧杯放入80℃油浴中磁力搅拌6h，得到种子溶液； 取步骤一中清洗过后的FTO导电玻璃，将其缓慢进入种子溶液中，静置3 min，接着缓慢拉出FTO导电玻璃，保持拉出速度为0.05cm/s，随后将拉 出的FTO导电玻璃放入烘箱中烘干，最后将FTO导电玻璃放入马弗炉中 300℃退火5h，其中升温过程中升温速率为5℃/min；

d)生长三氧化钨三维网格纳米结构：配制含有六氯化钨，30mmol 钨酸钠，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去离子水混合溶液，逐滴加 入5ml氨水并搅拌，然后将其转移到高压釜内胆中；取覆有氧化钨种子层 的FTO导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆的溶液中，导电面朝下放置，密封 后，将高压釜放入已经升温到95℃的烘箱中，反应24h，反应完全后自 然降至室温，取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗30s，得到生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极；

S2，配制电解液和染料：

电解液应用传统的碘/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，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6 M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的纳米 银粒子，将其加入混合溶液中，充分混合；

染料溶液：称取N719粉末50mg，无水乙醇30ml，将N719加入无 水乙醇中，充分溶解，避光搅拌12h；

S3，封装：

取步骤S2中配制的染料溶液放入棕玻璃皿中，然后将生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极进入该棕玻璃皿中，避光在60℃下敏化 3h，取出，然后将带有Pt催化层的相同尺寸FTO导电玻璃与该光阳极封 装在一起，封装材料采用热封膜，将电解液从对电极一端的小孔注入，封 装小孔，连接导线，形成本发明的改进型染料敏化太阳能电池。

优选的，所述染料敏化太阳电池中，

经过水热法生长，在FTO基底上，生长一层三氧化钨网格结构，其 中六氯化钨含量为90mmol时，纳米网格厚度为10μm。氧化钨纳米三维 结构呈空心网络状，其中，网格结构的直径为40nm，中间可以吸附隐藏 大量染料分子，染料吸附量为0.189×10-6mol/cm2。

对本发明染料电池结构进行光电转换测试，测试条件为AM1.5光功 率密度100mW/cm2，测试发现，短路电流为15.4mA/cm2，开路电压为 0.6V，光电转换效率达到7.3％。抗疲劳测试，在连续测试1000h情况下， 光电转换效率相比较下降了3.1％，工作稳定性较好。

通过测试，本发明的净化机，制备过程简单，抗疲劳能力强，光电转 换效率较高，具备一定的实际应用潜能。

实施例五：

由图1，本申请的实施例涉及一种节能型室外空气净化机，所述室外 空气净化机包括：顶板1、太阳能板2、空气过滤器3、电源控制箱4和不 锈钢底板5。

优选地，顶板1与不锈钢底板5之间固定设置太阳能板2、空气过滤 器3和电源控制箱4。

优选地，所述太阳能板2通过电源控制箱4为所述室外空气净化机提 供电源支持。

优选地，所述太阳能板2基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳 电池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO 基底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子； 所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为110nm；所述三 氧化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。

优选地，结合图2，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：

S1，制备光阳极

a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染， 首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入 洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将 洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子 水中分别超声清洗20min，用氮吹干待用；

b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr 膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为 50nm；

c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇 胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁力搅拌30min，使 其充分混合，然后将烧杯放入80℃油浴中磁力搅拌6h，得到种子溶液； 取步骤一中清洗过后的FTO导电玻璃，将其缓慢进入种子溶液中，静置3 min，接着缓慢拉出FTO导电玻璃，保持拉出速度为0.05cm/s，随后将拉 出的FTO导电玻璃放入烘箱中烘干，最后将FTO导电玻璃放入马弗炉中 300℃退火5h，其中升温过程中升温速率为5℃/min；

d)生长三氧化钨三维网格纳米结构：配制含有六氯化钨，30mmol 钨酸钠，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去离子水混合溶液，逐滴加 入5ml氨水并搅拌，然后将其转移到高压釜内胆中；取覆有氧化钨种子层 的FTO导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆的溶液中，导电面朝下放置，密封 后，将高压釜放入已经升温到95℃的烘箱中，反应24h，反应完全后自 然降至室温，取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗30s，得到生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极；

S2，配制电解液和染料：

电解液应用传统的碘/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，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6 M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的纳米 银粒子，将其加入混合溶液中，充分混合；

染料溶液：称取N719粉末50mg，无水乙醇30ml，将N719加入无 水乙醇中，充分溶解，避光搅拌12h；

S3，封装：

取步骤S2中配制的染料溶液放入棕玻璃皿中，然后将生长有三氧 化钨三维网格纳米结构的光阳极进入该棕玻璃皿中，避光在60℃下敏化 3h，取出，然后将带有Pt催化层的相同尺寸FTO导电玻璃与该光阳极封 装在一起，封装材料采用热封膜，将电解液从对电极一端的小孔注入，封 装小孔，连接导线，形成本发明的改进型染料敏化太阳能电池。

优选的，所述染料敏化太阳电池中，经过水热法生长，在FTO基底 上，生长一层三氧化钨网格结构，其中六氯化钨含量为200mmol时，纳 米网格厚度为15μm。氧化钨纳米三维结构呈空心网络状，其中，网格结 构的直径为40nm，中间可以吸附隐藏大量染料分子，染料吸附量为0.189 ×10-6mol/cm2。

对本发明染料电池结构进行光电转换测试，测试条件为AM1.5光功 率密度100mW/cm2，测试发现，短路电流为15.4mA/cm2，开路电压为 0.6V，光电转换效率达到6.5％。抗疲劳测试，在连续测试1000h情况下， 光电转换效率相比较下降了3.1％，工作稳定性较好。

通过测试，本发明的净化机，制备过程简单，抗疲劳能力强，光电转 换效率较高，具备一定的实际应用潜能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到 本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适 应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包 括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实 施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精 确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅 由所附的权利要求来限制。