[发明专利]染料敏化太阳电池的抗衰老封装方法

说明书

技术领域

本发明染料敏化太阳电池的抗衰老封装方法，属于可再生能源，光催化、化学和环境保护技术领域。尤其是应用特殊的电池板封装工艺，以真空、冷封装手段，实现染料敏化电池中的染料等有机组分不被纳米TiO₂粒子光催化降解，利用电池内外饱和蒸气压差原理，消除电解质因热致膨胀和挥发泄露导致的污染环境、电池效率下降甚至损坏等因素，进而达到延长电池的工作寿命，大幅度降低电池的生产成本。

技术背景

随着全球经济一体化的快速发展，能源问题越来越成为各国政府和支柱行业需要认真考虑的问题。能源问题关系到全球的可持续发展，将成为制约社会发展的关键因素。随着石油、煤炭以及天然气等化石资源面临枯竭和环境严重恶化，发展太阳能、风能等可再生能源产业则势在必行。

与目前在市场上占主要地位的硅太阳能电池的昂貴生产成本和复杂的制备程序相比，染料敏化太阳能电池(dye-sensitized Solar Cell简称DSC)最吸引人的特点是其廉价的原材料和相对简单的制作工艺。2001以来，随着染料敏化技术的不断进步，该电池产业化进程在全世界范围突然加快。由于中国是个劳动力密集型国家，劳动力成本远远低于资本和技术的投入代价，在目前中国这样的国情下，更适合其大规模应用。

1993年，Grtzel研究组实现了染料敏化纳米太阳能电池10％的光电能量转换率。目前，染料敏化电池的最高转化效率已超过11％。而目前占据市场主导地位的太阳能电池是转化率在14％左右的多晶硅电池；近几年倍受追捧的非晶硅薄膜电池，其规模生产的效率也仅仅只是在8％，而且，非晶硅电池的光疲劳效应导致的长期工作稳定性问题一直未得到有效克服。染料敏化电池主要有三部分组成：1.表面吸附染料的纳米TiO₂薄膜工作极；2.电解质；3.对极。其制作成本和工艺远远优于硅电池。大规模生产，成本将不到硅电池的1/5。2004年，日本日立公司在东京BigSight国际会展中心举行的纳米技术展“NanoTech 2004”上展示了染料敏化太阳能电池的大尺寸面板，展示出的是将4个每边约为10cm的电池面板连接起来的电池组件。该公司宣称在实验室内进行的光电转换效率试验中得出的数据为9.3％。这是目前报道的大面积电池的最高效率。但是敏化电池的工作寿命问题一直未能得到很好的解决。