一種染料敏化太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及到太陽能電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種特殊結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cell，簡稱DSC或DSSC)，一種新型的太陽能電池。由光陽極(一般是導電玻璃上面制作一層半導體薄膜，主要是Ti02)、染料、電解質(zhì)、對電極組成。具有低成本，高效率的特點，被認為是硅電池的有力競爭者。
[0003]DSC與傳統(tǒng)的太陽電池相比有以下一些優(yōu)勢:
[0004](I)結(jié)構(gòu)簡單、易于制造，生產(chǎn)工藝簡單，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；
[0005](2)制備電池耗能較少，能源回收周期短；
[0006](3)生產(chǎn)成本較低，僅為硅太陽能電池的1/5?1/10 ；
[0007](4)生產(chǎn)過程中無毒無污染。
[0008]這一新型太陽電池有著比硅電池更為廣泛的用途:如可用塑料或金屬薄板使之輕量化，薄膜化；可使用各種色彩鮮艷的染料使之多彩化；另外，還可設計成各種形狀的太陽能電池使之多樣化。
[0009]經(jīng)過短短十幾年時間，染料敏化太陽電池的研究在染料、電極、電解質(zhì)等各方面取得了很大進展。同時在高效率、穩(wěn)定性、耐久性等方面還有很大的發(fā)展空間。但真正使之走向產(chǎn)業(yè)化，服務于人類，還需要全世界各國科研工作者的共同努力。
[0010]現(xiàn)有的染料敏化太陽能電池一般采用陰極和光陽極相對設置，兩者之間充斥電解質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)的太陽能電池，光陽極與電解質(zhì)的接觸面積小，導致該種類型的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換率很低。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種染料敏化太陽能電池。本染料敏華太陽能電池的廣電轉(zhuǎn)換率高，儲電性能優(yōu)良，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>[0012]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0013]—種染料敏化太陽能電池，從上到下依次包括:頂部電極層(7)、光電轉(zhuǎn)化層(9)以及底部電極層(7);所述光電轉(zhuǎn)化層(9)從前到后依次包括:第一玻璃層(I)、吸光層及第二玻璃層(5);
[0014]所述吸光層由位于中心的支架(6)以及位于兩側(cè)的密封層(61)組成，所述密封層
(61)將所述支架(6)密封于第一玻璃層(I)與第二玻璃層(5)之內(nèi)；
[0015]所述支架(6)為中空的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由平行于電池上下方向的中空柱狀體互相疊加而成；所述支架(6)表面上從下到上依次涂覆染料層(2)及T1Jl (3);所述支架(6)的中空柱狀體內(nèi)部填充電解質(zhì)(4)；
[0016]所述第一玻璃層(I)與吸光層之間均勻填充有BaSnO3層(11)，所述的BaSnOjl(11)內(nèi)浸潤N719顆粒(12);所述第二玻璃層(5)與吸光層之間均勻填充有Pt層(51)。N719對BaSnO3有敏化作用，可以使其對光響應更強。
[0017]優(yōu)選的，所述光電轉(zhuǎn)化層(9)與底部電極層(7)之間設置儲電層⑶。所述儲電層
(8)為碳納米管，其厚度為所述支架(6)的20/1?15/1。
[0018]優(yōu)選的，所述第一玻璃層(I)和第二玻璃層(5)內(nèi)表面分別設有多個凸起。凸起可使得BaSnO3層的比表面積增大，吸附更多的N719分子，電池性能更好。
[0019]優(yōu)選的，所述支架(6)為蜂窩狀，所述中空柱狀體為正六邊中空柱狀體。
[0020]本實用新型有益的技術(shù)效果在于:
[0021]本染料敏化太陽能電池大大提高了光陽極與電解質(zhì)的接觸面積，提高了染料敏化太陽能電池光轉(zhuǎn)化率，增強了電池的儲電性能，同時延長了使用壽命。
【附圖說明】
[0022]圖1為本染料敏化太陽能電池的主視剖面圖；
[0023]圖2為本染料敏化太陽能電池的俯視剖面圖；
[0024]圖3為優(yōu)選實施例的染料敏化太陽能電池的俯視剖面圖；
[0025]圖4為支架6的俯視剖面圖。
[0026]圖5為N719顆粒的化學結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，對本實用新型進行具體描述。
[0028]由圖1所示，本染料敏化太陽能電池順著陽光照射方向從上到下依次包括:頂部電極層7、光電轉(zhuǎn)化層9以及底部電極層7。優(yōu)選的，光電轉(zhuǎn)化層9與底部電極層7之間設置儲電層8。
[0029]由圖2所示，光電轉(zhuǎn)化層9從前到后依次包括:第一玻璃層1、吸光層及第二玻璃層5。吸光層由位于中心的支架6以及位于兩側(cè)的密封層61組成。密封層61將支架6密封于第一玻璃層I與第二玻璃層5之內(nèi)。
[0030]由圖4所示，支架6為中空的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由平行于電池上下方向的中空柱狀體互相疊加而成；支架6表面上從下到上依次涂覆染料層2及T1Jl 3 ;支架6的中空柱狀體內(nèi)部填充電解質(zhì)4。染料層2即敏化劑。
[0031]第一玻璃層I與吸光層之間均勻填充有BaSnOJl 11，BaSnOjl 11內(nèi)浸潤N719顆粒12 ;第二玻璃層5與吸光層之間均勻填充有Pt層51。N719顆粒的化學結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。N719對BaSnO3有敏化作用，可以使其對光響應更強。
[0032]當光電轉(zhuǎn)化層9與底部電極層7之間設置儲電層8時，儲電層8為碳納米管，其厚度為支架6的20/1?15/1。
[0033]優(yōu)選實施例如圖3所不，在第一玻璃層I和第二玻璃層5內(nèi)表面分別設有多個凸起。凸起可使得BaSnO3層的比表面積增大，吸附更多的N719分子，電池性能更好。
[0034]優(yōu)選的，支架6為蜂窩狀，所述中空柱狀體為正六邊中空柱狀體。
[0035]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和修飾，這些改進和修飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種染料敏化太陽能電池，其特征在于從上到下依次包括:頂部電極層(7)、光電轉(zhuǎn)化層(9)以及底部電極層(7); 所述光電轉(zhuǎn)化層(9)從前到后依次包括:第一玻璃層(I)、吸光層及第二玻璃層(5); 所述吸光層由位于中心的支架(6)以及位于兩側(cè)的密封層(61)組成，所述密封層(61)將所述支架(6)密封于第一玻璃層(I)與第二玻璃層(5)之內(nèi)； 所述支架(6)為中空的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由平行于電池上下方向的中空柱狀體互相疊加而成；所述支架(6)表面上從下到上依次涂覆染料層(2)及T1Jl (3);所述支架(6)的中空柱狀體內(nèi)部填充電解質(zhì)(4)； 所述第一玻璃層(I)與吸光層之間均勻填充有BaSnOJl (11)，所述的BaSnO 3層(11)內(nèi)浸潤N719顆粒(12);所述第二玻璃層(5)與吸光層之間均勻填充有Pt層(51)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)化層(9)與底部電極層(7)之間設置儲電層(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于所述儲電層(8)為碳納米管，其厚度為所述支架(6)的20/1?15/1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于所述第一玻璃層(I)和第二玻璃層(5)內(nèi)表面分別設有多個凸起。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于所述支架(6)為蜂窩狀，所述中空柱狀體為正六邊中空柱狀體。
【專利摘要】一種染料敏化太陽能電池，從上到下依次包括：頂部電極層、光電轉(zhuǎn)化層以及底部電極層；光電轉(zhuǎn)化層從前到后依次包括：第一玻璃層、吸光層及第二玻璃層；吸光層由位于中心的支架以及位于兩側(cè)的密封層組成，密封層將支架密封于第一玻璃層與第二玻璃層之內(nèi)；支架為中空的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由平行于電池上下方向的中空柱狀體互相疊加而成；支架表面上從下到上依次涂覆染料層及TiO2層；支架的中空柱狀體內(nèi)部填充電解質(zhì)；第一玻璃層與吸光層之間均勻填充有BaSnO3層，BaSnO3層內(nèi)浸潤N719顆粒；第二玻璃層與吸光層之間均勻填充有Pt層。本染料敏華太陽能電池的廣電轉(zhuǎn)換率高，儲電性能優(yōu)良，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>【IPC分類】H01G9/20, H01G9/004
【公開號】CN204884891
【申請?zhí)枴緾N201520699095
【發(fā)明人】張彥芳, 肖國玲
【申請人】無錫職業(yè)技術(shù)學院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月10日