包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置的製作方法
2023-09-15 19:28:45 1
本申請涉及電力領域，尤其涉及包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置。
背景技術：
隨著經濟的快速發展，人們對於生活環境的要求越來越高。尤其是生活的環境是否安全可靠的關注度越來越高。在臨近港口城市生活或者周圍有檢測中心的居民尤其擔心氣體洩漏問題。
然而相關技術中的氣櫃裝置存在以下技術問題：一般氣櫃裝置中都設置有氣體傳感器，而一旦氣體傳感器中的自帶電源耗盡時，其發生監測故障。
技術實現要素：
為克服相關技術中存在的問題，本申請提供包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置。
本發明提供了包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，其特徵在於：包括氣櫃裝置本體，所述氣櫃裝置本體內部設置有多個氣瓶，每個所述氣瓶通過配氣管相連接，所述氣櫃裝置本體的內部設置有第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器和所述第二傳感器通過電線連接，由位於電線中部位置的蓄電器供給所述第一傳感器和第二傳感器所需用電，所述蓄電器內部設置有黑矽太陽能電池。
優選地，所述第一傳感器和所述第二傳感器的數量為1～2個。
優選地，所述第一傳感器的數量為2個。
優選地，所述第二傳感器的數量為2個。
優選地，所述蓄電器位於氣櫃裝置本體的頂部位置，且可拆卸的設置於頂部開口位置。
本申請的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：
1.本發明的實施例提供了包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，由於該裝置採用了黑矽太陽能電池作為其運轉的電源，在製備黑矽太陽能電池過程中，採用Cu/Ni合金膜輔助化學法刻蝕製備黑矽結構，採用該方法在金字塔結構的矽片表面腐蝕出合適深度的納米結構，有效降低可見光的反射率到1％以下，同時能夠有效降低載流子的複合率，同時採用SiO2/Al2O3/SiNX薄膜作為疊層鈍化膜，有效降低了太陽光的反射率，提高了載流子的壽命。進而採用該黑矽結構製成的太陽能電池的吸光效率提高，使該氣櫃裝置的使用壽命提高。
2.本發明的實施例提供了包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，在其使用的電源中採用黑矽太陽能電池，由於採用SiO2/Al2O3/SiNX薄膜作為疊層鈍化膜，該結構薄膜有效提高了載流子的壽命，同時結合電極緩衝層的使用，有效提升了太陽能電池的效率，測試得到最高太陽能電池轉換效率達到20.78％。進而，使電源使用壽命延長，節省了更換電池所需的人力和物力成本；此外，在製備太陽能電池的過程中，由於將Fe3O4磁性納米粒子摻雜到P3HT:PCBM光活性層中，增加自由載流子濃度，提高電池的短路電流，提高黑矽太陽能電池的能量轉換效率；結構簡單，生產工藝簡單，成本低，因此，在提升電池轉換效率的同時降低了製造成本，具有大規模運用於生成實際中的潛力。進而使氣櫃裝置的製作成本和使用效率都得到大幅度的提高。
3.本發明的實施例提供了包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，由於採用將黑矽太陽能電池作為驅動電機的存儲電源，當發生斷電等情況時，裝置也能夠正常運轉，減小了裝置發生故障的機率，節省了維修成本和人工查看時間，提高了企業的運轉效率。
本申請附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。應當理解的是，以上的一般描述和後文的細節描述僅是示例性和解釋性的，並不能限制本申請。
附圖說明
此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是根據一示例性實施例示出的本發明採用的黑矽太陽能電池模塊的製備工藝流程框圖。
圖3為本發明採用的矽片表面金字塔結構示意圖。
圖4為本發明採用的黑矽結構表面薄膜示意圖。
具體實施方式
這裡將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式並不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
隨著礦物能源的日益短缺和環境汙染加重，充分利用包括太陽能在內的可再生能源越來越受到人們的關注。目前工業太陽電池生產成本較高，制約了太陽能發電的普及應用。因此為了使太陽電池在全球範圍內能得到廣泛使用，我們必須利用新工藝新技術改進和研發新型太陽電池，進一步降低生產成本提高光電轉換效率。
太陽電池是把光能轉化為電能的器件，在已量產的化合物類太陽電池中，碲化鎘太陽電池的轉換效率最高，但其原料中使用的鎘為有害物質，使用後可能造成環境汙染，因此限制了該類電池的廣泛使用。晶體矽電池是目前應用最廣並且最為成熟的一種電池，但是現有的晶體矽電池由於結構複雜，生產工藝難度較大，成本過高，並沒有應用於大規模的工業生產中。因此，在提升電池轉換效率的同時降低製造成本才是推進光伏應用的關鍵因素。
高效率低成本太陽電池技術是普及光伏發電的關鍵因素。黑矽的發現及黑矽電池技術的發展，為低成本高效率電池的研發提供了有效的解決思路。由於特殊的表面納米結構使黑矽電池的載流子複合遠高於普通單晶矽電池，從而導致目前黑矽電池效率並沒有達到人們的預期。
研究發現，將Fe3O4磁性納米粒子摻雜到P3HT:PCBM光活性層中，由於Fe3O4磁性納米粒子具有超順磁性，在電磁相互作用下產生的磁場提高了P3HT:PCBM光活性層內三線態激子所佔的比例，產生更多的自由載流子，使自由載流子濃度增加，可提高電池的短路電流，進而提高聚合物太陽能電池的能量轉換效率。
實施例1：
圖1是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置的結構示意圖，如圖1所示，包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，包括氣櫃裝置本體1，所述氣櫃裝置本體1內部設置有多個氣瓶4、5、6、7，每個所述氣瓶4、5、6、7通過配氣管相連接，所述氣櫃裝置本體1的內部設置有第一傳感器3和第二傳感器8，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8通過電線連接，由位於電線中部位置的蓄電器2供給所述第一傳感器3和第二傳感器8所需用電，所述蓄電器2內部設置有黑矽太陽能電池。
優選地，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8的數量為1～2個。
優選地，所述第一傳感器3的數量為2個。
優選地，所述第二傳感器8的數量為2個。
優選地，所述蓄電器2位於氣櫃裝置本體的頂部位置，且可拆卸的設置於頂部開口位置。
優選地，所述黑矽太陽能電池基於P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備；所述黑矽結構上面依次為擴散層、光活性層、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜、電極緩衝層和上電極；所述光活性層摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。
作為優選，所述黑矽太陽能電池為基於如圖3所示的P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備，在本實施例中，該金字塔結構為在2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液中腐蝕得到。
所述黑矽結構上面依次為如圖4所示的擴散層01、光活性層02、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜03、電極緩衝層04和上電極05；所述光活性層02摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。其中，所述擴散層01為使用三氯氧磷為摻雜磷元素擴散源。
圖2是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置所採用的黑矽太陽能電池組件的製備方法，參看圖2，包括以下步驟：
步驟一，清洗矽片：取一定尺寸P型矽片，將矽片浸泡在硫酸:雙氧水＝3:2(體積比)的混合溶液中並進行超聲處理5min，將矽片浸入15vol％HF溶液，然後採用去離子水對矽片衝洗2min，接著將矽片置於0.5wt.％的HF溶液中漂洗1min，以去掉矽片表面自然氧化層，最後用去離子水衝洗2min；
步驟二，製備金字塔結構：配製2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液，將矽片置於混合溶液中於80℃下超聲腐蝕1h，在矽片表面得到金字塔減反結構；
步驟三，製備黑矽結構：將矽片放置於磁控濺射儀中，抽真空至1.2×10-4Pa以下，同時磁控濺射Cu靶、Ni靶，功率分別為140W、120W，磁控濺射Cu靶、Ni靶時間為5min，使其形成Cu/Ni合金膜；將上述濺射有Cu/Ni合金膜的矽片放置於2.7M H2O2和8.3M HF的混合溶液中，在92℃下腐蝕100min，使矽片表面腐蝕出矽納米結構，即黑矽結構，腐蝕完後用鹽酸溶液對其進行清洗，去除殘留的Ni顆粒，最後用去離子水清洗矽片；
步驟四，製備黑矽太陽電池：
1)將製備好的矽片，採用三氯氧磷液態源擴散形成擴散層，擴散溫度為800℃～1150℃；採用四氟化碳和氧氣的等離子體周邊刻蝕，將矽片的邊緣的擴散層去除，使上下兩面隔斷，然後利用低濃度氫氟酸溶液(3vol％)對矽片清洗30s去除磷矽玻璃；
2)按Fe3O4:P3HT:PCBM＝0.018:1:0.8的質量比將Fe3O4磁性納米粒子摻雜到光活性層溶液中，摻雜濃度為1％，然後將矽片置於上述光活性層溶液中，超聲振蕩30min，在矽片表面覆蓋一層光活性層；
其中，Fe3O4磁性納米粒子採用液相共沉澱方法製備如下：將0.85g(3.1mmol)FeCl3·6H2O與0.3g(1.5mmol)FeCl2·4H2O，在氮氣保護下溶解於200ml超純水中製成鐵鹽混合溶液；80℃下，強烈磁力攪拌，將2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液緩慢加入鐵鹽混合溶液中，當溶液值升高到7～8時，鐵鹽水解產生大量黑色的Fe3O4磁性納米粒子，繼續滴加氫氧化氦至pH＝9反應3h，使水解趨於完全；將黑色Fe3O4磁性納米粒子用磁鐵從溶液分離出來，超純水洗滌，然後分散於200ml超純水中，加入2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液和1ml油酸，於80℃恆溫強烈磁力攪拌1h。最後向溶液中緩慢加入質量濃度為36％的濃鹽酸，直至燒瓶中產生塊狀沉澱，將塊狀沉澱用磁鐵收集後再用乙醇清洗3次，去除未反應的油酸，得到油酸修飾的Fe3O4磁性納米粒子；
3)採用高溫熱氧化法，將上述所得的矽片載入高溫氧化爐，向爐內通入氧氣，使矽片在氧化氛圍中，表面逐漸被氧化生成5～10nm厚的SiO2，然後將該矽片放入磁控濺射儀中，利用反應磁控濺射方法首先蒸鍍一層Al2O3薄膜，厚度約40nm，然後再利用PECVD法沉積一層氮化矽，使其形成SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜；
4)製備電極緩衝層：利用射頻磁控濺射方法，分別在矽片上表面和下表面沉積一層Cr膜，厚度為100nm，作為上下電極的緩衝層；
5)製備電極：採用絲網印刷的方法，分別製作黑矽太陽能電池的上下電極和背電場，最後對黑矽太陽能電池燒結，使電極與矽形成良好的歐姆接觸，然後將導線連接至上下電極。
測試結果：
在AM1.5標準模擬光源照射條件的黑矽電池特性：
開路電壓為0.965V，短路電流為58.36mA/cm2，填充因子為80.63％；黑矽電池對太陽光的反射率為0.84％。
使用QSSPC測量電池的載流子壽命，當注入載流子濃度△n＝1015cm-3時，有效少數載流子壽命為10.9μs。
測試得到該LED路燈的太陽能轉換效率為20.78％，對太陽光的反射率約0.84％，經過3000次重複測試，轉化效率變化量小於9％，該LED路燈的轉換效率高，重複性好。
實施例2
圖1是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置的結構示意圖，如圖1所示，包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，包括氣櫃裝置本體1，所述氣櫃裝置本體1內部設置有多個氣瓶4、5、6、7，每個所述氣瓶4、5、6、7通過配氣管相連接，所述氣櫃裝置本體1的內部設置有第一傳感器3和第二傳感器8，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8通過電線連接，由位於電線中部位置的蓄電器2供給所述第一傳感器3和第二傳感器8所需用電，所述蓄電器2內部設置有黑矽太陽能電池。
優選地，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8的數量為1～2個。
優選地，所述第一傳感器3的數量為2個。
優選地，所述第二傳感器8的數量為2個。
優選地，所述蓄電器2位於氣櫃裝置本體的頂部位置，且可拆卸的設置於頂部開口位置。
優選地，所述黑矽太陽能電池基於P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備；所述黑矽結構上面依次為擴散層、光活性層、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜、電極緩衝層和上電極；所述光活性層摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。
作為優選，所述太陽能電池為基於如圖3所示的P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備，在本實施例中，該金字塔結構為在2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液中腐蝕得到。
所述黑矽結構上面依次為如圖4所示的擴散層01、光活性層02、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜03、電極緩衝層04和上電極05；所述光活性層02摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。其中，所述擴散層01為使用三氯氧磷為摻雜磷元素擴散源。
圖2是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置所採用的黑矽太陽能電池組件的製備方法，參看圖2，包括以下步驟：
步驟一，清洗矽片：取一定尺寸P型矽片，將矽片浸泡在硫酸:雙氧水＝3:2(體積比)的混合溶液中並進行超聲處理5min，將矽片浸入15vol％HF溶液，然後採用去離子水對矽片衝洗2min，接著將矽片置於0.5wt.％的HF溶液中漂洗1min，以去掉矽片表面自然氧化層，最後用去離子水衝洗2min；
步驟二，製備金字塔結構：配製2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液，將矽片置於混合溶液中於80℃下超聲腐蝕1h，在矽片表面得到金字塔減反結構；
步驟三，製備黑矽結構：將矽片放置於磁控濺射儀中，抽真空至1.2×10-4Pa以下，同時磁控濺射Cu靶、Ni靶，功率分別為140W、120W，磁控濺射Cu靶、Ni靶時間為5min，使其形成Cu/Ni合金膜；將上述濺射有Cu/Ni合金膜的矽片放置於2.7M H2O2和8.3M HF的混合溶液中，在92℃下腐蝕100min，使矽片表面腐蝕出矽納米結構，即黑矽結構，腐蝕完後用鹽酸溶液對其進行清洗，去除殘留的Ni顆粒，最後用去離子水清洗矽片；
步驟四，製備黑矽太陽電池：
1)將製備好的矽片，採用三氯氧磷液態源擴散形成擴散層，擴散溫度為800℃～1150℃；採用四氟化碳和氧氣的等離子體周邊刻蝕，將矽片的邊緣的擴散層去除，使上下兩面隔斷，然後利用低濃度氫氟酸溶液(3vol％)對矽片清洗30s去除磷矽玻璃；
2)按Fe3O4:P3HT:PCBM＝0.018:1:0.8的質量比將Fe3O4磁性納米粒子摻雜到光活性層溶液中，摻雜濃度為1％，然後將矽片置於上述光活性層溶液中，超聲振蕩30min，在矽片表面覆蓋一層光活性層；
其中，Fe3O4磁性納米粒子採用液相共沉澱方法製備如下：將0.85g(3.1mmol)FeCl3·6H2O與0.3g(1.5mmol)FeCl2·4H2O，在氮氣保護下溶解於200ml超純水中製成鐵鹽混合溶液；80℃下，強烈磁力攪拌，將2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液緩慢加入鐵鹽混合溶液中，當溶液值升高到7～8時，鐵鹽水解產生大量黑色的Fe3O4磁性納米粒子，繼續滴加氫氧化氦至pH＝9反應3h，使水解趨於完全；將黑色Fe3O4磁性納米粒子用磁鐵從溶液分離出來，超純水洗滌，然後分散於200ml超純水中，加入2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液和1ml油酸，於80℃恆溫強烈磁力攪拌1h。最後向溶液中緩慢加入質量濃度為36％的濃鹽酸，直至燒瓶中產生塊狀沉澱，將塊狀沉澱用磁鐵收集後再用乙醇清洗3次，去除未反應的油酸，得到油酸修飾的Fe3O4磁性納米粒子；
3)採用高溫熱氧化法，將上述所得的矽片載入高溫氧化爐，向爐內通入氧氣，使矽片在氧化氛圍中，表面逐漸被氧化生成5～10nm厚的SiO2，然後將該矽片放入磁控濺射儀中，利用反應磁控濺射方法首先蒸鍍一層Al2O3薄膜，厚度約40nm，然後再利用PECVD法沉積一層氮化矽，使其形成SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜；
4)製備電極緩衝層：利用射頻磁控濺射方法，分別在矽片上表面和下表面沉積一層Cr膜，厚度為100nm，作為上下電極的緩衝層；
5)製備電極：採用絲網印刷的方法，分別製作黑矽太陽能電池的上下電極和背電場，最後對黑矽太陽能電池燒結，使電極與矽形成良好的歐姆接觸，然後將導線連接至上下電極。
測試結果：
在AM1.5標準模擬光源照射條件的黑矽電池特性：
短路電流為58.36mA/cm2，填充因子為80.63％；黑矽電池反射率為1.5％。使用QSSPC測量電池的載流子壽命，當注入載流子濃度△n＝1015cm-3時，有效少數載流子壽命為10.9μs。
測試得到該LED路燈的太陽能轉換效率為21.78％，對太陽光的反射率約1.5％，經過3000次重複測試，轉化效率變化量小於10％，該LED路燈的轉換效率高，重複性好。
實施例3
圖1是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置的結構示意圖，如圖1所示，包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，包括氣櫃裝置本體1，所述氣櫃裝置本體1內部設置有多個氣瓶4、5、6、7，每個所述氣瓶4、5、6、7通過配氣管相連接，所述氣櫃裝置本體1的內部設置有第一傳感器3和第二傳感器8，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8通過電線連接，由位於電線中部位置的蓄電器2供給所述第一傳感器3和第二傳感器8所需用電，所述蓄電器2內部設置有黑矽太陽能電池。
優選地，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8的數量為1～2個。
優選地，所述第一傳感器3的數量為2個。
優選地，所述第二傳感器8的數量為2個。
優選地，所述蓄電器2位於氣櫃裝置本體的頂部位置，且可拆卸的設置於頂部開口位置。
優選地，所述黑矽太陽能電池基於P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備；所述黑矽結構上面依次為擴散層、光活性層、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜、電極緩衝層和上電極；所述光活性層摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。
作為優選，所述黑矽太陽能電池為基於如圖3所示的P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備，在本實施例中，該金字塔結構為在2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液中腐蝕得到。
所述黑矽結構上面依次為如圖4所示的擴散層01、光活性層02、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜03、電極緩衝層04和上電極05；所述光活性層02摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。其中，所述擴散層01為使用三氯氧磷為摻雜磷元素擴散源。
圖2是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置所採用的黑矽太陽能電池組件的製備方法，參看圖2，包括以下步驟：
步驟一，清洗矽片：取一定尺寸P型矽片，將矽片浸泡在硫酸:雙氧水＝3:2(體積比)的混合溶液中並進行超聲處理5min，將矽片浸入15vol％HF溶液，然後採用去離子水對矽片衝洗2min，接著將矽片置於0.5wt.％的HF溶液中漂洗1min，以去掉矽片表面自然氧化層，最後用去離子水衝洗2min；
步驟二，製備金字塔結構：配製2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液，將矽片置於混合溶液中於80℃下超聲腐蝕1h，在矽片表面得到金字塔減反結構；
步驟三，製備黑矽結構：將矽片放置於磁控濺射儀中，抽真空至1.2×10-4Pa以下，同時磁控濺射Cu靶、Ni靶，功率分別為140W、120W，磁控濺射Cu靶、Ni靶時間為5min，使其形成Cu/Ni合金膜；將上述濺射有Cu/Ni合金膜的矽片放置於2.7M H2O2和8.3M HF的混合溶液中，在92℃下腐蝕100min，使矽片表面腐蝕出矽納米結構，即黑矽結構，腐蝕完後用鹽酸溶液對其進行清洗，去除殘留的Ni顆粒，最後用去離子水清洗矽片；
步驟四，製備黑矽太陽電池：
1)將製備好的矽片，採用三氯氧磷液態源擴散形成擴散層，擴散溫度為800℃～1150℃；採用四氟化碳和氧氣的等離子體周邊刻蝕，將矽片的邊緣的擴散層去除，使上下兩面隔斷，然後利用低濃度氫氟酸溶液(3vol％)對矽片清洗30s去除磷矽玻璃；
2)按Fe3O4:P3HT:PCBM＝0.018:1:0.8的質量比將Fe3O4磁性納米粒子摻雜到光活性層溶液中，摻雜濃度為1％，然後將矽片置於上述光活性層溶液中，超聲振蕩30min，在矽片表面覆蓋一層光活性層；
其中，Fe3O4磁性納米粒子採用液相共沉澱方法製備如下：將0.85g(3.1mmol)FeCl3·6H2O與0.3g(1.5mmol)FeCl2·4H2O，在氮氣保護下溶解於200ml超純水中製成鐵鹽混合溶液；80℃下，強烈磁力攪拌，將2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液緩慢加入鐵鹽混合溶液中，當溶液值升高到7～8時，鐵鹽水解產生大量黑色的Fe3O4磁性納米粒子，繼續滴加氫氧化氦至pH＝9反應3h，使水解趨於完全；將黑色Fe3O4磁性納米粒子用磁鐵從溶液分離出來，超純水洗滌，然後分散於200ml超純水中，加入2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液和1ml油酸，於80℃恆溫強烈磁力攪拌1h。最後向溶液中緩慢加入質量濃度為36％的濃鹽酸，直至燒瓶中產生塊狀沉澱，將塊狀沉澱用磁鐵收集後再用乙醇清洗3次，去除未反應的油酸，得到油酸修飾的Fe3O4磁性納米粒子；
3)採用高溫熱氧化法，將上述所得的矽片載入高溫氧化爐，向爐內通入氧氣，使矽片在氧化氛圍中，表面逐漸被氧化生成5～10nm厚的SiO2，然後將該矽片放入磁控濺射儀中，利用反應磁控濺射方法首先蒸鍍一層Al2O3薄膜，厚度約40nm，然後再利用PECVD法沉積一層氮化矽，使其形成SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜；
4)製備電極緩衝層：利用射頻磁控濺射方法，分別在矽片上表面和下表面沉積一層Cr膜，厚度為100nm，作為上下電極的緩衝層；
5)製備電極：採用絲網印刷的方法，分別製作黑矽太陽能電池的上下電極和背電場，最後對黑矽太陽能電池燒結，使電極與矽形成良好的歐姆接觸，然後將導線連接至上下電極。
測試結果：
在AM1.5標準模擬光源照射條件的黑矽電池特性：
開路電壓為0.965V，短路電流為58.36mA/cm2，填充因子為80.63％；黑矽電池反射率為1.32％。使用QSSPC測量電池的載流子壽命，當注入載流子濃度△n＝1015cm-3時，有效少數載流子壽命為10.9μs。
測試得到該LED路燈的太陽能轉換效率為22.78％，對太陽光的反射率約1.32％，經過3000次重複測試，轉化效率變化量小於11％，該LED路燈的轉換效率高，重複性好。
實施例4
圖1是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置的結構示意圖，如圖1所示，包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，包括氣櫃裝置本體1，所述氣櫃裝置本體1內部設置有多個氣瓶4、5、6、7，每個所述氣瓶4、5、6、7通過配氣管相連接，所述氣櫃裝置本體1的內部設置有第一傳感器3和第二傳感器8，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8通過電線連接，由位於電線中部位置的蓄電器2供給所述第一傳感器3和第二傳感器8所需用電，所述蓄電器2內部設置有黑矽太陽能電池。
優選地，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8的數量為1～2個。
優選地，所述第一傳感器3的數量為2個。
優選地，所述第二傳感器8的數量為2個。
優選地，所述蓄電器2位於氣櫃裝置本體的頂部位置，且可拆卸的設置於頂部開口位置。
優選地，所述黑矽太陽能電池基於P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備；所述黑矽結構上面依次為擴散層、光活性層、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜、電極緩衝層和上電極；所述光活性層摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。
作為優選，所述黑矽太陽能電池為基於如圖3所示的P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備，在本實施例中，該金字塔結構為在2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液中腐蝕得到。
所述黑矽結構上面依次為如圖4所示的擴散層01、光活性層02、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜03、電極緩衝層04和上電極05；所述光活性層02摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。其中，所述擴散層01為使用三氯氧磷為摻雜磷元素擴散源。
圖2是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置所採用的黑矽太陽能電池組件的製備方法，參看圖2，包括以下步驟：
步驟一，清洗矽片：取一定尺寸P型矽片，將矽片浸泡在硫酸:雙氧水＝3:2(體積比)的混合溶液中並進行超聲處理5min，將矽片浸入15vol％HF溶液，然後採用去離子水對矽片衝洗2min，接著將矽片置於0.5wt.％的HF溶液中漂洗1min，以去掉矽片表面自然氧化層，最後用去離子水衝洗2min；
步驟二，製備金字塔結構：配製2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液，將矽片置於混合溶液中於80℃下超聲腐蝕1h，在矽片表面得到金字塔減反結構；
步驟三，製備黑矽結構：將矽片放置於磁控濺射儀中，抽真空至1.2×10-4Pa以下，同時磁控濺射Cu靶、Ni靶，功率分別為140W、120W，磁控濺射Cu靶、Ni靶時間為5min，使其形成Cu/Ni合金膜；將上述濺射有Cu/Ni合金膜的矽片放置於2.7M H2O2和8.3M HF的混合溶液中，在92℃下腐蝕100min，使矽片表面腐蝕出矽納米結構，即黑矽結構，腐蝕完後用鹽酸溶液對其進行清洗，去除殘留的Ni顆粒，最後用去離子水清洗矽片；
步驟四，製備黑矽太陽電池：
1)將製備好的矽片，採用三氯氧磷液態源擴散形成擴散層，擴散溫度為800℃～1150℃；採用四氟化碳和氧氣的等離子體周邊刻蝕，將矽片的邊緣的擴散層去除，使上下兩面隔斷，然後利用低濃度氫氟酸溶液(3vol％)對矽片清洗30s去除磷矽玻璃；
2)按Fe3O4:P3HT:PCBM＝0.018:1:0.8的質量比將Fe3O4磁性納米粒子摻雜到光活性層溶液中，摻雜濃度為1％，然後將矽片置於上述光活性層溶液中，超聲振蕩30min，在矽片表面覆蓋一層光活性層；
其中，Fe3O4磁性納米粒子採用液相共沉澱方法製備如下：將0.85g(3.1mmol)FeCl3·6H2O與0.3g(1.5mmol)FeCl2·4H2O，在氮氣保護下溶解於200ml超純水中製成鐵鹽混合溶液；80℃下，強烈磁力攪拌，將2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液緩慢加入鐵鹽混合溶液中，當溶液值升高到7～8時，鐵鹽水解產生大量黑色的Fe3O4磁性納米粒子，繼續滴加氫氧化氦至pH＝9反應3h，使水解趨於完全；將黑色Fe3O4磁性納米粒子用磁鐵從溶液分離出來，超純水洗滌，然後分散於200ml超純水中，加入2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液和1ml油酸，於80℃恆溫強烈磁力攪拌1h。最後向溶液中緩慢加入質量濃度為36％的濃鹽酸，直至燒瓶中產生塊狀沉澱，將塊狀沉澱用磁鐵收集後再用乙醇清洗3次，去除未反應的油酸，得到油酸修飾的Fe3O4磁性納米粒子；
3)採用高溫熱氧化法，將上述所得的矽片載入高溫氧化爐，向爐內通入氧氣，使矽片在氧化氛圍中，表面逐漸被氧化生成5～10nm厚的SiO2，然後將該矽片放入磁控濺射儀中，利用反應磁控濺射方法首先蒸鍍一層Al2O3薄膜，厚度約40nm，然後再利用PECVD法沉積一層氮化矽，使其形成SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜；
4)製備電極緩衝層：利用射頻磁控濺射方法，分別在矽片上表面和下表面沉積一層Cr膜，厚度為100nm，作為上下電極的緩衝層；
5)製備電極：採用絲網印刷的方法，分別製作黑矽太陽能電池的上下電極和背電場，最後對黑矽太陽能電池燒結，使電極與矽形成良好的歐姆接觸，然後將導線連接至上下電極。
測試結果：
在AM1.5標準模擬光源照射條件的黑矽電池特性：
開路電壓為0.965V，短路電流為58.36mA/cm2，填充因子為80.63％；黑矽電池反射率為1.26％。使用QSSPC測量電池的載流子壽命，當注入載流子濃度△n＝1015cm-3時，有效少數載流子壽命為10.9μs。
測試得到該LED路燈的太陽能轉換效率為20.69％，對太陽光的反射率約1.26％，經過3000次重複測試，轉化效率變化量小於12％，該LED路燈的轉換效率高，重複性好。
實施例5
圖1是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置的結構示意圖，如圖1所示，包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置，包括氣櫃裝置本體1，所述氣櫃裝置本體1內部設置有多個氣瓶4、5、6、7，每個所述氣瓶4、5、6、7通過配氣管相連接，所述氣櫃裝置本體1的內部設置有第一傳感器3和第二傳感器8，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8通過電線連接，由位於電線中部位置的蓄電器2供給所述第一傳感器3和第二傳感器8所需用電，所述蓄電器2內部設置有黑矽太陽能電池。
優選地，所述第一傳感器3和所述第二傳感器8的數量為1～2個。
優選地，所述第一傳感器3的數量為2個。
優選地，所述第二傳感器8的數量為2個。
優選地，所述蓄電器2位於氣櫃裝置本體的頂部位置，且可拆卸的設置於頂部開口位置。
優選地，所述黑矽太陽能電池基於P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備；所述黑矽結構上面依次為擴散層、光活性層、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜、電極緩衝層和上電極；所述光活性層摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。
作為優選，所述黑矽太陽能電池為基於如圖3所示的P型矽片的黑矽結構，該黑矽結構為在矽片表面金字塔結構基礎上利用Cu/Ni合金膜的輔助化學法刻蝕製備，在本實施例中，該金字塔結構為在2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液中腐蝕得到。
所述黑矽結構上面依次為如圖4所示的擴散層01、光活性層02、SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜03、電極緩衝層04和上電極05；所述光活性層02摻雜有Fe3O4磁性納米粒子；所述黑矽結構下面依次為電極緩衝層、下電極；所述SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜的厚度約70nm。其中，所述擴散層01為使用三氯氧磷為摻雜磷元素擴散源。
圖2是根據一示例性實施例示出的包括基於吸附劑的氣體儲存和輸送系統的氣櫃裝置所採用的黑矽太陽能電池組件的製備方法，參看圖2，包括以下步驟：
步驟一，清洗矽片：取一定尺寸P型矽片，將矽片浸泡在硫酸:雙氧水＝3:2(體積比)的混合溶液中並進行超聲處理5min，將矽片浸入15vol％HF溶液，然後採用去離子水對矽片衝洗2min，接著將矽片置於0.5wt.％的HF溶液中漂洗1min，以去掉矽片表面自然氧化層，最後用去離子水衝洗2min；
步驟二，製備金字塔結構：配製2.8wt.％的NaOH和7vol.％的異丙醇混合溶液，將矽片置於混合溶液中於80℃下超聲腐蝕1h，在矽片表面得到金字塔減反結構；
步驟三，製備黑矽結構：將矽片放置於磁控濺射儀中，抽真空至1.2×10-4Pa以下，同時磁控濺射Cu靶、Ni靶，功率分別為140W、120W，磁控濺射Cu靶、Ni靶時間為5min，使其形成Cu/Ni合金膜；將上述濺射有Cu/Ni合金膜的矽片放置於2.7M H2O2和8.3M HF的混合溶液中，在92℃下腐蝕100min，使矽片表面腐蝕出矽納米結構，即黑矽結構，腐蝕完後用鹽酸溶液對其進行清洗，去除殘留的Ni顆粒，最後用去離子水清洗矽片；
步驟四，製備黑矽太陽電池：
1)將製備好的矽片，採用三氯氧磷液態源擴散形成擴散層，擴散溫度為800℃～1150℃；採用四氟化碳和氧氣的等離子體周邊刻蝕，將矽片的邊緣的擴散層去除，使上下兩面隔斷，然後利用低濃度氫氟酸溶液(3vol％)對矽片清洗30s去除磷矽玻璃；
2)按Fe3O4:P3HT:PCBM＝0.018:1:0.8的質量比將Fe3O4磁性納米粒子摻雜到光活性層溶液中，摻雜濃度為1％，然後將矽片置於上述光活性層溶液中，超聲振蕩30min，在矽片表面覆蓋一層光活性層；
其中，Fe3O4磁性納米粒子採用液相共沉澱方法製備如下：將0.85g(3.1mmol)FeCl3·6H2O與0.3g(1.5mmol)FeCl2·4H2O，在氮氣保護下溶解於200ml超純水中製成鐵鹽混合溶液；80℃下，強烈磁力攪拌，將2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液緩慢加入鐵鹽混合溶液中，當溶液值升高到7～8時，鐵鹽水解產生大量黑色的Fe3O4磁性納米粒子，繼續滴加氫氧化氦至pH＝9反應3h，使水解趨於完全；將黑色Fe3O4磁性納米粒子用磁鐵從溶液分離出來，超純水洗滌，然後分散於200ml超純水中，加入2ml質量濃度為25％的氫氧化氨溶液和1ml油酸，於80℃恆溫強烈磁力攪拌1h。最後向溶液中緩慢加入質量濃度為36％的濃鹽酸，直至燒瓶中產生塊狀沉澱，將塊狀沉澱用磁鐵收集後再用乙醇清洗3次，去除未反應的油酸，得到油酸修飾的Fe3O4磁性納米粒子；
3)採用高溫熱氧化法，將上述所得的矽片載入高溫氧化爐，向爐內通入氧氣，使矽片在氧化氛圍中，表面逐漸被氧化生成5～10nm厚的SiO2，然後將該矽片放入磁控濺射儀中，利用反應磁控濺射方法首先蒸鍍一層Al2O3薄膜，厚度約40nm，然後再利用PECVD法沉積一層氮化矽，使其形成SiO2/Al2O3/SiNX疊層鈍化膜；
4)製備電極緩衝層：利用射頻磁控濺射方法，分別在矽片上表面和下表面沉積一層Cr膜，厚度為100nm，作為上下電極的緩衝層；
5)製備電極：採用絲網印刷的方法，分別製作黑矽太陽能電池的上下電極和背電場，最後對黑矽太陽能電池燒結，使電極與矽形成良好的歐姆接觸，然後將導線連接至上下電極。
測試結果：
在AM1.5標準模擬光源照射條件的黑矽電池特性：
開路電壓為0.965V，短路電流為58.36mA/cm2，填充因子為80.63％；黑矽電池反射率為2.1％。使用QSSPC測量電池的載流子壽命，當注入載流子濃度△n＝1015cm-3時，有效少數載流子壽命為10.9μs。
測試得到該LED路燈的太陽能轉換效率為26.58％，對太陽光的反射率約2.1％，經過3000次重複測試，轉化效率變化量小於14％，該LED路燈的轉換效率高，重複性好。
關於上述實施例中的裝置，其中各個模塊執行操作的具體方式已經在有關該方法的實施例中進行了詳細描述，此處將不做詳細闡述說明。
本領域技術人員在考慮說明書及實踐這裡公開的發明後，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理並包括本申請未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正範圍和精神由下面的權利要求指出。
應當理解的是，本發明並不局限於上面已經描述並在附圖中示出的精確結構，並且可以在不脫離其範圍進行各種修改和改變。本發明的範圍僅由所附的權利要求來限制。