專利名稱：一種染料敏化太陽能電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池及其制備方法，具體涉及一種新型染料敏化太陽能電 池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備及封裝方法。
背景技術(shù)：
納晶染料敏化太陽能電池(DSC)是以染料敏化多孔納米結(jié)構(gòu)薄膜為光陽極，根據(jù) 光生伏特原理，將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種半導(dǎo)體光電器件，是伴隨著半導(dǎo)體電化學(xué) 發(fā)展起來的一個(gè)嶄新的科學(xué)研究領(lǐng)域。1991年，瑞士洛桑高等工業(yè)學(xué)院Gdtzel教授所領(lǐng) 導(dǎo)的研究小組，以高比表面積的納米TiO2多孔膜作為半導(dǎo)體電極，以Ru等有機(jī)金屬化合物 作為光敏化染料，選用適當(dāng)?shù)难趸€原電解質(zhì)做介質(zhì)，組裝成TiO2納米晶染料敏化太陽能 電池，其小面積(<lcm2)光電轉(zhuǎn)換效率在AMI. 5模擬太陽光照射下達(dá)7. 1%，被人們譽(yù)為新一 代太陽能電池。這一重大突破為光電化學(xué)電池的發(fā)展帶來了革命性的創(chuàng)新，引起染料敏化 太陽能電池研究的一次熱潮。1993年，Gdtzel等再次報(bào)道了光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10%的小 面積染料敏化太陽能電池，1997年，光電轉(zhuǎn)效率進(jìn)一步提高到11%。小面積DSC的光電轉(zhuǎn)效 率這一參數(shù)已接近實(shí)用化水平。影響太陽能電池是否能夠?qū)嵱没闹匾蛩刂饕腥?，轉(zhuǎn)換效率、壽命以及成本。 目前，雖然硅基太陽能電池的壽命已經(jīng)被市場(chǎng)所認(rèn)可，但是由于其與傳統(tǒng)能源相比居高不 下的成本使其仍然難以擁有更廣闊的市場(chǎng)。這類硅基太陽能電池不但生產(chǎn)成本高，而且生 產(chǎn)過程也極為復(fù)雜。生產(chǎn)過程中需要的高溫和高真空狀態(tài)以及對(duì)大量高純硅原材料的需要 都使生產(chǎn)成本難以得到降低，從而使得硅基太陽能電池的成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)能源。因此，很多 研究者都在致力于將低成本的染料敏化太陽能電池推向產(chǎn)業(yè)化。相對(duì)于硅基太陽能電池來說，DSC具有明顯的生產(chǎn)成本低廉、生產(chǎn)過程簡單的優(yōu) 勢(shì)，使取代非晶硅太陽能電池成為可能。與硅基太陽能電池的原理不同，DSC是一種光電化 學(xué)太陽能電池，其主要材料是過渡金屬氧化物薄膜及其表面吸附的一層染料分子，通過染 料分子吸收可見光來產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，通過電子的傳輸形成電流。一般說來，現(xiàn)有技術(shù)中DSC的結(jié)構(gòu)由上下兩個(gè)表面鍍有透明導(dǎo)電薄膜的玻璃基板 組成，在兩電極間充滿了電解質(zhì)。其中光陽極是在基板表面沉積一層多孔的過渡金屬氧化 物薄膜，其上吸附染料分子；對(duì)電極則是在基板表面沉積了一層催化劑薄膜。雖然與硅基太 陽能電池相比，DSC具有低成本的優(yōu)勢(shì)，但相對(duì)于傳統(tǒng)能源來說其成本仍然略高。這主要是 由于原材料中的昂貴的透明導(dǎo)電基底在成本中占了相當(dāng)大的比重，另一方面，電池中用到 的透明導(dǎo)電基板通常是FTO導(dǎo)電玻璃，這樣使得該電池的重量成為另一個(gè)問題，影響其安 裝、使用等，阻礙了 DSC的產(chǎn)業(yè)化推廣。為此，研究者們做了很多努力試圖解決這些問題，以 推動(dòng)DSC成功走向產(chǎn)業(yè)化。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，提供了 一種新型低成本輕便式染料敏化太陽能 電池的結(jié)構(gòu)、制備及其封裝方法。一方面降低了其成本，另一方面也大大減輕其自重，具有 可操作性和高可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種染料敏化太陽能電池，包括光陽極、對(duì)電極、電解質(zhì)、和封裝外 殼；其特征在于，所述對(duì)電極置于所述光陽極的上方，并置于封裝外殼之內(nèi)；所述電解質(zhì)充 滿于封裝外殼之內(nèi)；所述光陽極包括透明導(dǎo)電基板、沉積于所述透明導(dǎo)電基板表面上的 透明導(dǎo)電薄膜、和吸附了染料的多孔過渡金屬氧化物薄膜；其中，所述多孔過渡金屬氧化物 薄膜涂覆于所述透明導(dǎo)電薄膜上；所述對(duì)電極包括作為對(duì)電極襯底的隔膜、和依次沉積 于所述隔膜上的催化材料薄膜層和柵網(wǎng)電極。本發(fā)明中，所述透明導(dǎo)電基板是玻璃、透明聚合物材料或塑料材料；所述透明導(dǎo)電 薄膜是ITO、SnO2, FTO、AZO、CNTs、或金屬納米線；所述多孔過渡金屬氧化物薄膜是Ti02、 ZrO2, Si02、Mg0、SnO2、或ZnO ；其厚度為5_20微米；所述染料是含有釕的配合物染料或有機(jī) 染料；所述隔膜為離子滲透膜；其材料是PE、PP、PI、纖維素、PVC、PVA或PVDF ；其厚度為10 微米至丄毫米；所述催化材料薄膜層是金屬催化層或碳基催化層；所述柵網(wǎng)電極是低電阻 的金屬材料或碳基材料。其中，所述金屬催化層是Pt或Au ；所述碳基催化層是石墨、CNTs、碳黑或石墨烯； 所述金屬材料是Ag、Cu、Au、Al、Ti、Ni、W、或Pt ；所述碳基材料是CNTs、碳黑石墨或石墨烯。本發(fā)明中所述電解質(zhì)是液態(tài)氧化還原電解質(zhì)或準(zhǔn)固態(tài)氧化還原電解質(zhì)。本發(fā)明中所述封裝外殼還包括蓋玻片；所述蓋玻片是玻璃、透明聚合物材料、或塑 料材料。本發(fā)明還提供一種染料敏化太陽能電池的制作方法，包括如下步驟
①制備光陽極在所述透明導(dǎo)電基板上沉積所述透明導(dǎo)電薄膜；將所述多孔過渡金屬 氧化物薄膜涂覆于所述透明導(dǎo)電薄膜上；使染料分子吸附于所述多孔過渡金屬氧化物薄膜 表面；
②制備對(duì)電極以所述隔膜作為對(duì)電極的襯底，將所述催化材料薄膜層直接沉積于所 述隔膜上，然后，在催化材料薄膜層上沉積柵網(wǎng)電極；
③將所述對(duì)電極放置于所述光陽極上；其中，所述隔膜是直接放置于所述多孔過渡金 屬氧化物薄膜上；
④注入電解質(zhì)，并用封裝材料進(jìn)行封裝，形成封裝外殼。本發(fā)明中所述步驟④還可以是，在注入電解質(zhì)之前，先用封裝材料放置在對(duì)電極 的上方?，F(xiàn)有技術(shù)的染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)，由上下兩個(gè)表面鍍有透明導(dǎo)電薄膜的透明 基板組成，在兩電極間充滿了電解質(zhì)。其中光陽極是在基板表面沉積一層多孔的過渡金屬 氧化物薄膜，其上吸附染料分子；對(duì)電極則是在基板表面沉積了一層催化劑薄膜。而昂貴的 透明基板和玻璃基板本身較大的重量限制了現(xiàn)有技術(shù)電池的推廣和應(yīng)用方向。本發(fā)明提供的新型低成本輕便式染料敏化太陽能電池，其優(yōu)點(diǎn)在于1)以隔膜作 為對(duì)電極的襯底，對(duì)電極可以直接沉積在隔膜的一側(cè)表面上，因此，整個(gè)染料敏化太陽能電 池只需要一個(gè)透明導(dǎo)電基板，很大程度地降低了成本；2)單個(gè)透明導(dǎo)電基板的設(shè)計(jì)減輕了 染料敏化太陽能電池的自重，更加輕便；3)隔膜放置于光陽極和對(duì)電極之間，起到支撐作 用，同時(shí)降低了兩電極間短路的風(fēng)險(xiǎn)。4)隔膜的厚度是可以變化的，通過選用厚度足夠薄的 隔膜，從而縮短電子在電解質(zhì)中的傳輸路程，得到高效的染料敏化太陽能電池。本發(fā)明的染料敏化太陽能電池具有可操作性和高可靠性。


圖1是本發(fā)明液態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明液態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的光陽極剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明液態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的對(duì)電極剖面結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明液態(tài)單基板染料敏化太陽能電池在未注入電解質(zhì)時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的光陽極剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的對(duì)電極剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池在涂覆電解質(zhì)之后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合以下具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所述大面積納米薄膜染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu) 及其制備方法進(jìn)行說明。以下實(shí)施方式不是對(duì)本發(fā)明的限制，凡基于本發(fā)明做出的都應(yīng)屬 于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1，液態(tài)單基板染料敏化太陽能電池
圖1是液態(tài)單基板染料敏化太陽能電池100的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，液態(tài)單基板 染料敏化太陽能電池100包括光陽極110，對(duì)電極120，液態(tài)電解質(zhì)130，和封裝外殼。光陽 極110，對(duì)電極120和液態(tài)電解質(zhì)130均被整個(gè)地封裝于封裝外殼之內(nèi)。封裝外殼包括蓋玻 片140和封裝材料150，其中，蓋玻片140是放置于對(duì)電極120之上方，封裝材料150是將光 陽極110和對(duì)電極120的四周整個(gè)地進(jìn)行封裝。參考圖2，該光陽極110包括透明導(dǎo)電基板112，沉積于透明導(dǎo)電基板112表面的 透明導(dǎo)電薄膜114，以及沉積在透明導(dǎo)電薄膜114表面的多孔過渡金屬氧化物薄膜116，其 中，多孔過渡金屬氧化物薄膜116吸附了一層染料分子118。本實(shí)施例中，透明導(dǎo)電基板112 優(yōu)選的是鈉硅玻璃，透明導(dǎo)電薄膜114優(yōu)選的是氟化氧化錫(FT0)，多孔過渡金屬氧化物薄 膜116優(yōu)選的是二氧化鈦(TiO2),染料分子118優(yōu)選的是釕染料N719。本發(fā)明中透明導(dǎo)電基板112還可以是透明聚合物襯底、或者塑料襯底，比如，聚 酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺(PI )、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚醚砜樹脂(PES)。 透明導(dǎo)電薄膜114還可以是摻銦氧化錫(ΙΤ0)、氧化錫(Sn02)、摻鋁氧化鋅(ΑΖ0)、碳納米 管(CNTs)、或納米金屬線。多孔過渡金屬氧化物薄膜116還可以是氧化鋯(Zr02)、氧化硅 (Si02)、氧化鎂(MgO)、氧化錫(Sn02)、或氧化鋅(ZnO)，其厚度約為5-20微米。染料分子118 可以是選用釕的配合物染料或有機(jī)染料，染料分子118還可以是N3、Z907、K19、D102、或 D149。參考圖3，對(duì)電極120包括隔膜122，催化材料薄膜層124、和柵網(wǎng)電極126。隔膜 122是離子滲透膜，厚度可以從10微米到1毫米，隔膜122優(yōu)選的厚度是20微米。隔膜122 作為對(duì)電極120的襯底，在光陽極110和對(duì)電極120之間起支撐作用。本實(shí)施例中，隔膜122 的材料優(yōu)選的是混合纖維素酯。隔膜122的材料還可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰亞胺(PI)、纖維素、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、或其他聚合物隔膜。 催化材料薄膜層124的作用是加速電解質(zhì)中13_離子在對(duì)電極上的還原過程。本實(shí)施例中， 催化材料薄膜層124優(yōu)選的是過。其材料還可以是金屬催化材料，如銀(Ag)或鉬(Pt)，也 可以是碳基催化材料，如石墨、碳納米管(CNTs)、碳黑或石墨烯。柵網(wǎng)電極126，沉積在催化 材料薄膜層124表面，其作用是更快地傳輸電子、收集電流。本實(shí)施例中，柵網(wǎng)電極126優(yōu)選 的是II。其材料還可以是低電阻的金屬材料，如銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、鈦(Ti)、 鎳(Ni)、鎢(W)或鉬(Pt)，也可以是碳基材料，如碳納米管(CNTs)、碳黑、石墨或石墨烯。參考圖1，液態(tài)電解質(zhì)130完全充滿于封裝外殼之內(nèi)。圖1中所顯示的液態(tài)電解 質(zhì)130，實(shí)際上并不只是存在于對(duì)電極的上方，而是完全浸潤了整個(gè)對(duì)電極，并且完全充滿 了光陽極110和蓋玻片140之間的整個(gè)空間。本發(fā)明中液態(tài)電解質(zhì)130是含有Γ/If的氧化還原電解質(zhì)。本實(shí)施例中所用的液 態(tài)電解質(zhì)130是以乙腈為溶劑，以IM 1-丙基-3甲基咪唑碘(PMII)，0. IM碘(I2)，0. IM硫 氰酸胍和0. 5M 4-叔丁基吡啶為溶質(zhì)配制而成。本發(fā)明的液態(tài)電解質(zhì)130的配方還可以是 多種多樣的，比如，離子液體可以是烷基咪唑碘、I- 丁基-3-甲基咪唑碘(BMII)或4-烷基 碘化銨等，表面添加劑可以換成苯并咪唑(Bi)或N-甲基苯并咪唑(NMBI)等。乙腈、丙腈、 3-甲氧基丙腈、或是戊腈與乙腈的混合溶液都可以作為液態(tài)電解質(zhì)的溶劑。圖4所示為尚未注入液態(tài)電解質(zhì)130的本發(fā)明電池。其中，蓋玻片140優(yōu)選的是 硼硅玻璃。蓋玻片140還可以是玻璃、透明聚合物襯底、或者塑料襯底，比如，聚酯(PET)、 聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺(PI)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚醚砜樹脂(PES)。封裝材料 150優(yōu)選的是鋁碳化硅。封裝材料150還可以是環(huán)氧樹脂、紫外(UV)固化膠、或熱熔膜等。結(jié)合

染料敏化太陽能電池的工作原理
本發(fā)明的光陽極110是在透明導(dǎo)電層上沉積的多孔過渡金屬氧化物薄膜116并被染料 118敏化，按照面朝光陽極110的方向放置一層隔膜122，并直接在隔膜122的背面沉積一 層催化材料形成對(duì)電極120，兩電極間充滿電解質(zhì)130。染料敏化太陽能電池中，電子_空穴對(duì)的分離主要發(fā)生在吸附了染料分子118的 多孔過渡金屬氧化物薄膜116表面。當(dāng)太陽光穿過透明導(dǎo)電基板112到達(dá)吸附了染料分子 118的多孔過渡金屬氧化物薄膜116表面時(shí)，吸收了光能的染料分子118被激發(fā)，使其從最 高占有分子軌道(HOMO)能級(jí)到最低未占分子軌道(LUMO)能級(jí)躍遷產(chǎn)生連續(xù)的電子，并注 入到多孔金屬氧化物的導(dǎo)帶中，然后，通過透明導(dǎo)電薄膜114傳輸?shù)酵怆娐?，最后通過柵網(wǎng) 電極126回到對(duì)電極120。被氧化的染料分子118通過接收電解質(zhì)130中的Γ離子提供的 電子再生，同時(shí)，I離子被氧化成13_離子。隨后，13_離子穿過隔膜122到達(dá)對(duì)電極120，通 過催化材料薄膜層124的催化作用，獲得從外電路傳輸過來的電子還原為Γ離子。至此， 本發(fā)明染料敏化太陽能電池實(shí)現(xiàn)了 一個(gè)工作周期。參考圖1至圖4，本實(shí)施例中液態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的制備過程。參考圖2，制備光陽極110，以透明導(dǎo)電基板112作為襯底，在透明導(dǎo)電基板上112 沉積透明導(dǎo)電薄膜114，然后，在沉積有透明導(dǎo)電薄膜114的透明導(dǎo)電基板112上，涂覆一層 多孔過渡金屬氧化物薄膜116，然后，使染料分子118吸附于多孔過渡金屬氧化物薄膜116 表面。多孔過渡金屬氧化物薄膜116可以通過絲網(wǎng)印刷法或刮涂法，將過渡金屬氧化物漿 料涂覆與透明導(dǎo)電薄膜114表面，并經(jīng)過焙燒處理后，浸入染料溶液。多孔過渡金屬氧化物薄膜116表面可以是平面的，也可以是非平面的。參考圖3，制備對(duì)電極120，以隔膜122作為對(duì)電極120的襯底，在隔膜122上直接 沉積催化材料薄膜層124，然后，在催化材料薄膜層124上直接沉積柵網(wǎng)電極126。參考圖4，將對(duì)電極120放置于光陽極110之上方；隔膜122是直接放置于多孔過 渡金屬氧化物薄膜116之上，是處于光陽極110和催化材料薄膜層124之間。放置時(shí)，按照 催化材料薄膜層124背朝光陽極110的方向進(jìn)行放置。然后，將蓋玻片140放置于對(duì)電極 120的上方。 參考圖1，將液態(tài)電解質(zhì)130注入并充滿于光陽極110和蓋玻片140之間，隨后，將 光陽極Iio與蓋玻片140的四周用封裝材料150進(jìn)行封裝。至此，本實(shí)施例液態(tài)單基板染 料敏化太陽能電池的制備過程完成。實(shí)施例2，準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池
圖5是準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池200的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。與實(shí)施例1中相同 的內(nèi)容，在此不作重復(fù)。準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池200由光陽極110、對(duì)電極120、 準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)230、和封裝外殼150組成。參考圖5和圖8，圖中所示的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)230，實(shí)際上并不只是存在于對(duì)電極120 的上方，而是完全浸潤了整個(gè)對(duì)電極120，并且完全充滿于整個(gè)光陽極110和封裝材料150 之間的整個(gè)空間。準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)230是一種準(zhǔn)固態(tài)氧化還原電解質(zhì)，本實(shí)施例中，準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)230 優(yōu)先的組成是0.6M 1-丙基-3甲基咪唑碘(ΡΜΙΙ)，0. 5M碘化鉀(ΚΙ )，0. 05M碘(I2)，和 0.4Μ吡啶，其聚合物凝膠為聚丙烯酸-聚乙二醇(PAA-PEG)。適用于本發(fā)明的準(zhǔn)固態(tài)電解 質(zhì)230并不局限于以上所提到的。本發(fā)明的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)230還可以是，用在電解質(zhì)中的 離子液體可以是烷基咪唑碘、1- 丁基-3-甲基咪唑碘(ΒΜΙΙ)或4-烷基碘化銨，表面添加劑 可以換成叔丁基吡啶(ΤΒΡ)、苯并咪唑(Bi)或N-甲基苯并咪唑(NMBI)等，高分子聚合物可 以選用聚氧化乙烯(ΡΕ0)、聚丙烯酸-聚乙二醇(PAA-PEG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚 偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P (VDF-HFP)]作為凝膠劑。參考圖5至圖8，圖中所示的是本實(shí)施例準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的制 備過程。其他操作步驟可參考實(shí)施例1。其中，參考圖5，按照催化材料薄膜層124背朝光 陽極110的方向，將對(duì)電極120放置于光陽極110上，隔膜122放置于光陽極110和催化材 料薄膜層124之間，然后，將準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)230涂覆于對(duì)電極120上方，并使其充分浸潤整 個(gè)對(duì)電極120。然后，將準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的四周和頂部整個(gè)地用封裝材料 進(jìn)行封裝，形成封裝外殼150。封裝外殼150為環(huán)氧樹脂封裝材料。至此，本實(shí)施例準(zhǔn)固態(tài)單基板染料敏化太陽能電池的制作過程完成。
權(quán)利要求
1.一種染料敏化太陽能電池，包括光陽極、對(duì)電極、電解質(zhì)、和封裝外殼；其特征在于， 所述對(duì)電極置于所述光陽極的上方，并置于封裝外殼之內(nèi)；所述電解質(zhì)充滿于封裝外殼之 內(nèi)；所述光陽極包括透明導(dǎo)電基板、沉積于所述透明導(dǎo)電基板表面上的透明導(dǎo)電薄膜、和 吸附了染料分子的多孔過渡金屬氧化物薄膜；其中，所述多孔過渡金屬氧化物薄膜涂覆于 所述透明導(dǎo)電薄膜上；所述對(duì)電極包括作為對(duì)電極襯底的隔膜、和依次沉積于所述隔膜 上的催化材料薄膜層和柵網(wǎng)電極。
2.如權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述透明導(dǎo)電基板是玻璃、 透明聚合物材料或塑料材料；所述透明導(dǎo)電薄膜是ITO、SnO2, FT0, AZO、CNTs、或金屬納米 線；所述多孔過渡金屬氧化物薄膜是Ti02、ZrO2, SiO2, MgO、SnO2、或ZnO ；其厚度為5_20微 米；所述染料是含有釕的配合物染料或有機(jī)染料；所述隔膜為離子滲透膜；其材料是PE、 PP> PI、纖維素、PVC、PVA或PVDF ；其厚度為10微米至1毫米；所述催化材料薄膜層是金屬 催化層或碳基催化層；所述柵網(wǎng)電極是低電阻的金屬材料或碳基材料。
3.如權(quán)利要求2所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述金屬催化層是Pt或 Au ；所述碳基催化層是石墨、CNTs、碳黑或石墨烯；所述金屬材料是Ag、Cu、Au、Al、Ti、Ni、 W、或Pt ；所述碳基材料是CNTs、碳黑石墨或石墨烯。
4.如權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述電解質(zhì)是液態(tài)氧化還 原電解質(zhì)或準(zhǔn)固態(tài)氧化還原電解質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述封裝外殼還包括蓋玻 片；所述蓋玻片是玻璃、透明聚合物材料、或塑料材料。
6.如權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池的制作方法，其特征在于，包括如下步驟①制備光陽極在所述透明導(dǎo)電基板上沉積所述透明導(dǎo)電薄膜；將所述多孔過渡金屬 氧化物薄膜涂覆于所述透明導(dǎo)電薄膜上；使染料分子吸附于所述多孔過渡金屬氧化物薄膜 表面；②制備對(duì)電極以所述隔膜作為對(duì)電極的襯底，將所述催化材料薄膜層直接沉積于所 述隔膜上，然后，在催化材料薄膜層上沉積柵網(wǎng)電極；③將所述對(duì)電極放置于所述光陽極上；其中，所述隔膜是直接放置于所述多孔過渡金 屬氧化物薄膜上；④注入電解質(zhì)，并用封裝材料進(jìn)行封裝，形成封裝外殼。
7.如權(quán)利要求6所述的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟④還 可以是，在注入電解質(zhì)之前，先用封裝材料放置在對(duì)電極的上方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種染料敏化太陽能電池，包括光陽極、對(duì)電極、電解質(zhì)和封裝外殼；對(duì)電極位于光陽極上方且置于封裝外殼之內(nèi)；電解質(zhì)充滿于封裝外殼之內(nèi)；光陽極包括透明導(dǎo)電基板、透明導(dǎo)電薄膜、和吸附了染料分子的多孔過渡金屬氧化物薄膜；所述多孔過渡金屬氧化物薄膜涂覆于所述透明導(dǎo)電薄膜上；對(duì)電極包括作為對(duì)電極襯底的隔膜、和依次沉積于所述隔膜上的催化材料薄膜層和柵網(wǎng)電極。本發(fā)明還公開了一種染料敏化太陽能電池的制備方法。本發(fā)明降低制作成本，電池重量減輕，短路風(fēng)險(xiǎn)降低，電子傳輸路程縮短，是高效的染料敏化太陽能電池。
文檔編號(hào)H01G9/20GK102005301SQ20101056324
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者尹希江, 張丁文, 李曉冬, 黃素梅 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué), 新加坡理工學(xué)院