[发明专利]具有电子传输层的染料敏化太阳能电池电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池电极，尤其涉及一种具有电子传输层的染料敏化太阳能电池电极。

背景技术

能源一直是人们所关注的问题。矿物燃料资源的逐渐耗尽以及对环境的带来不良的影响，促使人们寻找开发新能源。占地球总能量99％以上的太阳能，具有取之不尽，没有污染等优点，因而成为新能源开发的重点研究领域。

太阳能利用是可再生能源发展的重要组成部分，是二十一世纪具有经济战略意义的高新技术。其中，太阳能的利用之一——光伏发电是国际上公认的综合治理能源缺乏与环境污染的最有效途径之一。面对社会对清洁能源的巨大需求和未来的发展趋势，大力发展适合我国国情的光伏事业已迫在眉睫。发展低成本薄膜太阳电池的产业化技术成为当前国际光伏界的首选。根据我国的基本国情，为实现太阳能电池服务于国民经济的未来目标，国家科技部将降低太阳电池成本和实现太阳电池的薄膜化确定为我国发展太阳电池的主要方向。

染料敏化半导体薄膜太阳电池，由于其廉价的材料和制造成本以及稳定的性能等优势，越来越成为国际上研究的热点。染料敏化太阳能电池的工作原理是，在太阳光的辐照下，吸附在半导体表面的染料吸收太阳光的能量，染料受光激发由基态跃迁到激发态，处于激发态的电子不稳定，激发态染料分子将电子注入到半导体的导带中，还原性的电解质还原此时处于氧化态的染料使染料再生，导带中的电子在纳米晶网络中传输到后接触面后流入外电路中，最终到达铂电极，还原氧化态的电解质，这就完成了电子的整个传输过程。

染料敏化太阳能电池近期在我国发展较快，在大面积电池的制作和染料光敏化剂研制上，获得了实质性的进展。制约染料敏化太阳能电池光电转化效率的一个重要因素是光电压过低。光电压过低主要是由于电极表面存在的电荷复合造成的。在电子的整个传输过程中，因为纳米晶半导体中缺少空间电荷层，同时，存在大量的表面态，导带中的电子很容易被表面态陷阱俘获，故而大大的增加了与氧化态电解质复合的几率。因而使得染料敏化太阳能电池的光电转换效率受到很大程度的限制及影响。

针对现有技术所存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明具有电子传输层的染料敏化太阳能电池电极的产生。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种可以减小电子复合并提高光电转换效率的具有电子传输层的染料敏化太阳能电池电极。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：所述具有电子传输层的染料敏化太阳能电池电极包括具有呈面向设置的第一电极和第二电极、位于第一电极和第二电极之间的染料敏化剂、电解质。第一电极由第一导电玻璃电极和形成于第一导电玻璃电极且面向第二电极一侧的铂电极层构成，上述第二电极包括第二导电玻璃电极、形成于第二导电玻璃电极且面向第一电极一侧的多孔纳米晶氧化物层。其中，在第二电极的纳米晶氧化物层的面向第一电极一侧形成网状电子传输层，且所述网状电子传输层与第二导电玻璃电极电连接。

上述的具有电子传输层的染料敏化太阳能电池电极的网状电子传输层进一步包括由导电金属形成的导电丝网及包覆于导电丝网外侧的纳米晶氧化物膜。其中，上述导电金属优选的是Ti。

同时，上述的具有电子传输层的染料敏化太阳能电池电极的网状电子传输层也可以为进一步包括由多孔金属膜形成的导电层及包覆于导电层外侧的纳米晶氧化物膜。其中，上述多孔金属膜是多孔Ti膜。

上述多孔纳米晶氧化层包含TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5、SrTiO3的一种或几种。

上述多孔纳米晶氧化膜包含TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5、SrTiO3的一种或几种。