一種復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，在透光性基片上依次疊層有導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對(duì)電極導(dǎo)電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層分為上光電轉(zhuǎn)換層和下光電轉(zhuǎn)換層，所述下光電轉(zhuǎn)換層為表面浸漬涂覆有二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的金屬絲網(wǎng)，且二氧化鈦半導(dǎo)體粒子還負(fù)載有敏化染料；所述上層光電轉(zhuǎn)換層為填充在金屬絲網(wǎng)孔隙內(nèi)及上表面的并浸漬涂覆有二氧化鈦半導(dǎo)體粒子層，且該半導(dǎo)體粒子層負(fù)載有敏化染料。本實(shí)用新型通過(guò)金屬絲網(wǎng)雙層光電轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)負(fù)載二氧化鈦半導(dǎo)體粒子，從而形成協(xié)同效應(yīng)提高光波在半導(dǎo)體內(nèi)的散射，從而提高了光電轉(zhuǎn)換效率。
【專利說(shuō)明】一種復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件。

【背景技術(shù)】
[0002]染料敏化太陽(yáng)電池主要是模仿光合作用原理，研制出來(lái)的一種新型太陽(yáng)電池，其主要優(yōu)勢(shì)是:原材料豐富、成本低、工藝技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)所有原材料和生產(chǎn)工藝都是無(wú)毒、無(wú)污染的，部分材料可以得到充分的回收，對(duì)保護(hù)人類環(huán)境具有重要的意義。而疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)被認(rèn)為是第三代新型光伏電池，是有瑞士的格蘭澤爾等人開發(fā)的。目前的光電轉(zhuǎn)化效率在最高在10%左右。在透光性基板上依次配制導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層、電解質(zhì)部分和對(duì)電極進(jìn)行層疊而成。目前最為有效的方法是提高太陽(yáng)光利用率、拓寬電池的吸收光譜，如何實(shí)現(xiàn)則是各研究人員正在實(shí)施的事情。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述存在的缺陷和問(wèn)題，本實(shí)用新型一種復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，通過(guò)金屬絲網(wǎng)雙層光電轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)負(fù)載二氧化鈦半導(dǎo)體粒子，從而形成協(xié)同效應(yīng)提聞光波在半導(dǎo)體內(nèi)的散射，從而提聞了光電轉(zhuǎn)換效率。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:一種復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，在透光性基片上依次疊層有導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對(duì)電極導(dǎo)電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層分為上光電轉(zhuǎn)換層和下光電轉(zhuǎn)換層，所述下光電轉(zhuǎn)換層為表面浸潰涂覆有二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的金屬絲網(wǎng)，且二氧化鈦半導(dǎo)體粒子還負(fù)載有敏化染料；所述上層光電轉(zhuǎn)換層為填充在金屬絲網(wǎng)孔隙內(nèi)及上表面的并浸潰涂覆有二氧化鈦半導(dǎo)體粒子層，且該半導(dǎo)體粒子層負(fù)載有敏化染料。
[0005]所述上光電轉(zhuǎn)換層與下光電轉(zhuǎn)換層的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的平均粒徑不同。
[0006]所述上光電轉(zhuǎn)換層的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為100?150nm，下光電轉(zhuǎn)換層的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為25?40nm。
[0007]所述光電轉(zhuǎn)換層中的大粒徑二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的含量為40?55%，而小粒徑二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的含量為50?60%。
[0008]所述敏化染料為三聯(lián)吡啶釕絡(luò)合物染料。
[0009]所述密封層包括圍板和頂蓋，其中圍板與透光性基片為一體設(shè)計(jì)，所述頂蓋設(shè)在圍板上并密封連接，該密封空間內(nèi)充填電解質(zhì)。
[0010]所述多孔性絕緣層厚度為厚度I?50um，孔徑為10?30um，孔間距為20?50um
的二氧化硅薄膜制成。
[0011]所述光電轉(zhuǎn)換層中金屬絲網(wǎng)的厚度是為100?lOOOnm。
[0012]有益效果:相比于現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)雙層光電轉(zhuǎn)換層有效提高薄通波長(zhǎng)光譜的吸收效率，并利用框架形式的復(fù)合層有效形成“深陷散射效應(yīng)”改善深層二氧化鈦粒子的光電轉(zhuǎn)換利用率；同時(shí)利用一體式密封層，有效避免了電解質(zhì)的漏液?jiǎn)栴}。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型所述太陽(yáng)能電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型所述光電轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為圖2的橫截面示意圖。
[0016]其中，導(dǎo)電層1、光電轉(zhuǎn)換層2、多孔性絕緣層3、對(duì)電極層4、催化劑層5、頂蓋6、透光性基片7。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0018]本實(shí)用新型的疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，在透光性基片上依次疊層有導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對(duì)電極導(dǎo)電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層實(shí)際上為復(fù)合結(jié)構(gòu)，首先在透光性基片上形成導(dǎo)電層后，通過(guò)激光轉(zhuǎn)印的方式在導(dǎo)電層形成網(wǎng)狀圖形，并對(duì)網(wǎng)狀圖通過(guò)PVD方式生長(zhǎng)形成金屬絲網(wǎng)，并在去除網(wǎng)狀圖形之外的遮蔽物之前進(jìn)行二氧化鈦半導(dǎo)體的涂覆并干燥，從而形成第一層光電轉(zhuǎn)換層，此時(shí)附圖的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為25nm左右；此后腐蝕去除遮蔽膜，并配置120nm平均粒徑的二氧化鈦膏體，然后在金屬絲網(wǎng)上進(jìn)行涂覆，使得二氧化鈦半導(dǎo)體膏體在金屬絲網(wǎng)之間和面層均有填充，并進(jìn)行干燥處理。此后在通過(guò)三聯(lián)吡啶釕絡(luò)合物染料中浸潰負(fù)載，從而形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換層。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，太陽(yáng)光可以經(jīng)過(guò)二次吸收轉(zhuǎn)換，并形成深陷散射效應(yīng)，拓展光波頻譜，有利于提高其光電轉(zhuǎn)換效率。
[0019]所述光電轉(zhuǎn)換層為涂覆在導(dǎo)電層上的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子采用銳鈦礦晶型的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子，銳鈦礦晶型結(jié)構(gòu)具有更高的光電效應(yīng)。接著在光電轉(zhuǎn)換層上制備絕緣層，所述多孔性絕緣層厚度為厚度I?50um，孔徑為10?30um，孔間距為20?50um的二氧化硅薄膜制成。在對(duì)電極層上再設(shè)置石墨制成的催化劑層。
[0020]為了避免電解質(zhì)的泄漏，密封層采用一體設(shè)計(jì)，即底層的透光性基片為整體式的槽狀，內(nèi)壁均蒸鍍有鉬金屬導(dǎo)電層，并部分區(qū)域一直延伸至外壁作為引線。接著將含碘的電解質(zhì)注入后，將頂蓋密封在圍板上，最終形成太陽(yáng)能組件。
[0021]對(duì)比例與上述實(shí)施例不同的地方僅為普通單層光電轉(zhuǎn)換層，膜厚為lOum。經(jīng)過(guò)對(duì)t匕，對(duì)比例的開路電壓為0.69V，光電轉(zhuǎn)換率為4.7%，而本實(shí)施例為0.76V，光電轉(zhuǎn)換率最高可達(dá)6.5%ο
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:在透光性基片上依次疊層有導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對(duì)電極導(dǎo)電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層分為上光電轉(zhuǎn)換層和下光電轉(zhuǎn)換層，所述下光電轉(zhuǎn)換層為表面浸潰涂覆有二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的金屬絲網(wǎng)，且二氧化鈦半導(dǎo)體粒子還負(fù)載有敏化染料；所述上層光電轉(zhuǎn)換層為填充在金屬絲網(wǎng)孔隙內(nèi)及上表面的并浸潰涂覆有二氧化鈦半導(dǎo)體粒子層，且該半導(dǎo)體粒子層負(fù)載有敏化染料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:所述上光電轉(zhuǎn)換層與下光電轉(zhuǎn)換層的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的平均粒徑不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:所述上光電轉(zhuǎn)換層的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為25?40nm，下光電轉(zhuǎn)換層的二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為100?150nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換層中的大粒徑二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的含量為40?55%，而小粒徑二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的含量為50?60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:所述敏化染料為三聯(lián)吡啶釕絡(luò)合物染料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:所述密封層包括圍板和頂蓋，其中圍板與透光性基片為一體設(shè)計(jì)，所述頂蓋設(shè)在圍板上并密封連接，該密封空間內(nèi)充填電解質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:所述多孔性絕緣層厚度為厚度I?50um，孔徑為10?30um，孔間距為20?50um的二氧化硅薄膜制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型疊層式染料敏化太陽(yáng)能電池組件，其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換層中金屬絲網(wǎng)的厚度是為100?lOOOnm。
【文檔編號(hào)】H01G9/20GK204045403SQ201420464737
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】馬廷麗, 許文勇, 房貢獻(xiàn), 譚乃云 申請(qǐng)人:江蘇歐力特能源科技有限公司