[发明专利]一种染料敏化太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术

迄今为止，已经报道的染料敏化太阳能电池的效率达到了11.5％。作为第三代太 阳能电池，染料敏化太阳能电池以其较高光电转换效率以及低成本无污染的特点，受 到越来越多人的关注。获得该效率的染料敏化太阳能电池采用的是一种液态电解质。 然而，采用液态电解质带来了许多实际性问题，如泄漏、染料的解吸附以及电极的腐 蚀等等，这大大阻碍了染料敏化太阳能电池的实际应用。因此，电解质固态化，以固 态介质替代液态电解质是避免这些问题的有效途径。

传统染料敏化太阳能电池是基于两块导电玻璃的三明治结构电池。遗憾的是，导 电玻璃的成本居高不下，计算表明其成本占了整个器件成本的70％以上。因此，以低 成本的多孔对电极取代传统的覆铂导电玻璃对电极，发展基于一块导电玻璃的单基板 染料敏化太阳能电池能有效的降低成本。

本发明充分利用低成本丝网印刷技术，公开了一种制备单基板全固态染料敏化太 阳能电池，特别是大面积(例如100mm×100mm)全固态单基板染料敏化太阳能电池 及其制备方法。以简单的生产工艺和低廉的生产成本制备出大面积全固态单基板染料 敏化太阳能电池，使得大规模机械化生产成为可能，极大的推动了染料敏化太阳能电 池产业化进程。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种大面积全固态单基板染料敏化太阳能电池及其 制备方法。所提供的方法生产工艺简单、成本低廉、具有很高的实用价值。

本发明提供的技术方案是：

一种染料敏化太阳能电池制备方法，具体步骤包括：

首先，刻蚀导电玻璃导电层，即在导电玻璃导电层上刻蚀一条或多条绝缘带，使 得导电玻璃导电层上形成多个互不导通的待印刷区域；

其次，在所述导电玻璃导电层的待印刷区域上依次逐层印刷金属导线、金属保护 层、致密层、纳米晶层、绝缘层和多孔对电极；

然后，将上述印刷处理过的导电玻璃浸入染料溶液中吸附染料，烘干后填充电解 质，再封装即制得所述的染料敏化太阳能电池。

本发明所述的金属导线通过在玻璃导电层的待印刷区域上印刷的一条或多条银浆 或铝浆并烧结得到。

本发明所述的金属保护层为通过在金属导线表面印刷玻璃浆料并烘干得到。

本发明所述的致密层为300～550℃温度下在导电玻璃导电层的表面喷涂一层四 氯化钛溶液后形成的致密二氧化钛薄膜层。

本发明所述的纳米晶层为通过丝网印刷技术，在所述的致密层上印刷一层二氧化 钛浆料，80～200℃温度下烘干，所形成的多孔纳米二氧化钛纳米晶层。

本发明所述的绝缘层是通过丝网印刷技术，在所述的纳米层上印刷一层氧化物 绝缘材料浆料，在300～550℃温度下烧结所形成的绝缘层。

本发明所述的所述的氧化物绝缘材料为氧化锆、氧化钛、氧化硅或氧化铝

本发明所述的多孔对电极是通过丝网印刷技术，在所述的绝缘层上印刷一层碳 导电胶体，300～550℃温度下烧结所形成的多孔对电极。

本发明所述的导电胶体为碳浆料、氧化锡浆料或铝酸亚铜浆料。

本发明所述的填充电解质具体工序为：将吸附染料并烘干后的器件置于容器中， 在所述多孔对电极表面涂覆电解质，并对容器进行抽真空处理，之后取出烘干。

本发明所述的封装具体工序为，在已填充电解质后的器件背面粘接一片聚酯薄 膜，再在器件四周加装树脂边框后，以玻璃胶密封固定。

本发明在填充电解质后、封装之前还通过丝网印刷技术印刷金属电极。

本发明根根据刻蚀导电玻璃导电层形成的绝缘带数量的不同，在一块导电玻璃上 可以形成单块的染料敏化太阳能电池或形成由多个单块染料敏化太阳能电池串联而成 的电池组。

一种利用上述技术方案之一所述的制备方法制备的染料敏化太阳能电池。

附图说明

图1为在一块导电玻璃上形成的单块染料敏化太阳能电池的结构示意图；

图2为在一块导电玻璃上形成的多个单块染料敏化太阳能电池串联而成的电池组 的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1