一種疊層式染料敏化太陽能電池組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疊層式染料敏化太陽能電池組件，在透光性基片上依次疊層有導電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對電極導電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層為涂覆在導電層上的銳鈦礦晶型的二氧化鈦半導體粒子，該二氧化鈦半導體粒子由兩種粒徑大小粒子構成，其平均粒徑分別為25～40nm和100～150nm，且光電轉(zhuǎn)換層負載有三聯(lián)吡啶釕絡合物染料；所述多孔性絕緣層厚度為厚度1～50μm，孔徑為10～30μm，孔間距為20～50μm的二氧化硅薄膜制成。本發(fā)明提高了光電效率，最高能達12%。
【專利說明】 一種疊層式染料敏化太陽能電池組件
[0001]

【技術領域】
[0002]本發(fā)明屬于太陽能電池【技術領域】，尤其涉及疊層式染料敏化太陽能電池組件。

【背景技術】
[0003]染料敏化太陽電池主要是模仿光合作用原理，研制出來的一種新型太陽電池，其主要優(yōu)勢是:原材料豐富、成本低、工藝技術相對簡單，在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢，同時所有原材料和生產(chǎn)工藝都是無毒、無污染的，部分材料可以得到充分的回收，對保護人類環(huán)境具有重要的意義。而疊層式染料敏化太陽能電池(DSC)被認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電層、光電轉(zhuǎn)換層、電解質(zhì)部分和對電極進行層疊而成。目前最為有效的方法是提高太陽光利用率、拓寬電池的吸收光譜，如何實現(xiàn)則是各研究人員正在實施的事情。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述存在的缺陷和問題，本發(fā)明一種疊層式染料敏化太陽能電池組件，具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:為解決上述的技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為:一種疊層式染料敏化太陽能電池組件，在透光性基片上依次疊層有導電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對電極導電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層為涂覆在導電層上的銳鈦礦晶型的二氧化鈦半導體粒子，該二氧化鈦半導體粒子由兩種粒徑大小粒子構成，其平均粒徑分別為25?40nm和100?150nm，且光電轉(zhuǎn)換層負載有三聯(lián)吡啶釕絡合物染料；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的二氧化娃薄膜制成。
[0006]采用兩種粒徑的半導體粒子從而可以吸收不同波長光波能量，提高光電效率；同時多孔性絕緣層有利于電解質(zhì)的滲透。
[0007]所述光電轉(zhuǎn)換層中的大粒徑二氧化鈦半導體粒子的含量為40?55%，而小粒徑二氧化鈦半導體粒子的含量為50?60%。
[0008]所述對電極導電層之上還設有催化劑層，由石墨或活性炭材料組成。
[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計，所述頂蓋設在圍板上并密封連接，該密封空間內(nèi)充填電解質(zhì)。而導電層在沿基片和圍板延伸出去，從而能避免電解質(zhì)的泄漏。
[0010]所述圍板的面積大于光電轉(zhuǎn)換層，所述多孔性絕緣層全覆蓋在光電轉(zhuǎn)換層上，而對電極層則為部分覆蓋在多孔性絕緣層上。通過這樣的設計，使得填充在密封空間內(nèi)的的電解質(zhì)能充分浸透入絕緣層中形成完整電路，提高了載流子的遷移效率，進而提高了光電轉(zhuǎn)換效率。
[0011]有益效果:相比于現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:提高了光電效率，最高能達 12%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述太陽能電池組件的結(jié)構示意圖。
[0013]其中，導電層1、光電轉(zhuǎn)換層2、多孔性絕緣層3、對電極層4、催化劑層5、頂蓋6、透光性基片7。
[0014]【具體實施方式】:
以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進一步闡述本發(fā)明。
[0015]本發(fā)明的疊層式染料敏化太陽能電池組件，在透光性基片上依次疊層有導電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對電極導電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層為涂覆在導電層上的銳鈦礦晶型的二氧化鈦半導體粒子，該二氧化鈦半導體粒子由兩種粒徑大小粒子構成，其平均粒徑分別為25nm和120nm，且光電轉(zhuǎn)換層負載有三聯(lián)吡啶釕絡合物染料；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的二氧化娃薄膜制成。在對電極層上再設置石墨制成的催化劑層。
[0016]為了避免電解質(zhì)的泄漏，密封層采用一體設計，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電層，并部分區(qū)域一直延伸至外壁作為引線。然后在導電層上涂覆納米二氧化鈦半導體粒子的膏狀物(與現(xiàn)有技術相同)，不同的是在膏狀物中為兩種粒徑大小的二氧化鈦膏體，平均粒徑分別為25mn和120nm，并直接攪勻涂覆在導電層，并進行干燥，最紅送入染料液料中進行浸潤，最后在其上依次制備多孔絕緣層和石墨催化劑層。接著將含碘的電解質(zhì)注入后，將頂蓋密封在圍板上，最終形成太陽能組件。
【權利要求】
1.一種疊層式染料敏化太陽能電池組件，其特征在于:在透光性基片上依次疊層有導電層、光電轉(zhuǎn)換層、多孔性絕緣層、對電極導電層和密封層，所述光電轉(zhuǎn)換層為涂覆在導電層上的銳鈦礦晶型的二氧化鈦半導體粒子，該二氧化鈦半導體粒子由兩種粒徑大小粒子構成，其平均粒徑分別為25?40nm和100?150nm，且光電轉(zhuǎn)換層負載有三聯(lián)吡啶釕絡合物染料；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。
2.根據(jù)權利要求1所述疊層式染料敏化太陽能電池組件，其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換層中的大粒徑二氧化鈦半導體粒子的含量為40?55%，而小粒徑二氧化鈦半導體粒子的含量為50?60%ο
3.根據(jù)權利要求2所述疊層式染料敏化太陽能電池組件，其特征在于:所述對電極導電層之上還設有催化劑層，由石墨或活性炭材料組成。
4.根據(jù)權利要求1?3任一所述疊層式染料敏化太陽能電池組件，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計，所述頂蓋設在圍板上并密封連接，該密封空間內(nèi)充填電解質(zhì)。
【文檔編號】H01G9/004GK104299791SQ201410405221
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權日:2014年8月15日
【發(fā)明者】馬廷麗, 趙榮興, 嚴學慶 申請人:江蘇歐力特能源科技有限公司