[发明专利]染料敏化太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池及其制造方法，具体地涉及一种适合安装在公共场所的染料敏化太阳能电池及其制造方法。

背景技术

由于太阳能电池是利用太阳光作为能源，将太阳光转换成电能的光电变换装置，因此，对地球环境的影响极小，期望更进一步地推广太阳能电池。

对于太阳能电池，主要为采用单晶硅或多晶硅的晶体硅太阳能电池，以及非晶硅太阳能电池。

另一方面，于1991年由等人提出的染料敏化太阳能电池引起了人们的注意，原因在于染料敏化太阳能电池能够取得高光电转换效率，并且，与已知的硅太阳能电池不同，制造时无需大型装置，因此能够低成本地制造(例如，参考非专利文献1)。

染料敏化太阳能电池通常具有如下的结构，即，染料敏化多孔半导体层被布置成与对置电极相对，其中，所述染料敏化多孔半导体层通过使由氧化钛等构成且在透明导电基板上形成的多孔半导体层保持敏化染料而获得，所述对置电极通过在基板上形成铂层等获得；染料敏化太阳能电池的外周部由密封剂密封；并且在电极之间的空间内填充有包含例如碘或碘化物离子等氧化还原类电解质。

引文目录

非专利文献

NPL 1：Nature，353，p.737(1991)

发明内容

当染料敏化太阳能电池被安装到公共场所时，相信使观察者感觉舒适的设计性能优良的染料敏化太阳能电池是优选的。

但是，据本发明的发明者所知，还没有人从此观点出发提出应该使染料敏化太阳能电池具有设计性能。

因此，本发明的目的在于提供一种能够实现高光电转换效率，低成本地制造，并具有优良设计性能的染料敏化太阳能电池及其制造方法。

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种染料敏化太阳能电池，所述染料敏化太阳能电池包括：透明导电基板；单个或多个多孔氧化钛层，其形成在所述透明导电基板上，由氧化钛微粒构成，并保持敏化染料；对置电极，其被形成为与所述多孔氧化钛层相对；以及电解质层，其形成在所述多孔氧化钛层和所述对置电极之间，其中，所述多孔氧化钛层被形成为，通过选择所述敏化染料的种类、厚度、堆叠结构、所述氧化钛微粒的颗粒尺寸来产生所需颜色，或者，如果所述氧化钛微粒由具有不同颗粒尺寸的至少两种氧化钛微粒构成，则通过选择所述至少两种氧化钛微粒的组合比例来产生所需颜色。

本发明的第二方面提供一种染料敏化太阳能电池的制造方法，所述方法包括如下步骤：单次或多次地按相同图案或不同图案将分散有氧化钛微粒的浆料丝网印刷到透明导电基板上的步骤；通过煅烧所述浆料形成单个或多个多孔氧化钛层的步骤；使所述多孔氧化钛层保持敏化染料的步骤；形成与所述多孔氧化钛层相对的对置电极的步骤；以及在所述多孔氧化钛层和所述对置电极之间形成电解质层的步骤，其中，所述多孔氧化钛层被形成为，通过选择所述敏化染料的种类、厚度、堆叠结构、所述氧化钛微粒的颗粒尺寸来产生所需颜色，或者，如果所述氧化钛微粒由具有不同颗粒尺寸的至少两种氧化钛微粒构成，则通过选择所述至少两种氧化钛微粒的组合比例来产生所需颜色。

在本发明的第一方面和第二方面中，多孔氧化钛层可以被选择性地形成为，通过选择敏化染料的种类、厚度、堆叠结构、氧化钛微粒的颗粒尺寸来产生所需颜色并形成所需图案，或者，如果氧化钛微粒由具有不同颗粒尺寸的至少两种氧化钛微粒构成，则通过选择所述至少两种氧化钛微粒的组合比例来产生所需颜色并形成所需图案。

本发明的第三方面提供一种染料敏化太阳能电池，所述染料敏化太阳能电池包括：透明导电基板；单个或多个多孔半导体氧化物层，其形成在所述透明导电基板上，由半导体氧化物微粒构成，并保持敏化染料；对置电极，其被形成为与所述多孔半导体氧化物层相对；以及电解质层，其形成在所述多孔半导体氧化物层和所述对置电极之间，其中，所述多孔半导体氧化物层被形成为，通过选择所述敏化染料的种类、厚度、堆叠结构、所述半导体氧化物微粒的颗粒尺寸来产生所需颜色，或者，如果所述半导体氧化物微粒由具有不同颗粒尺寸的至少两种半导体氧化物微粒构成，则通过选择所述至少两种半导体氧化物微粒的组合比例来产生所需颜色。