[实用新型]染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种染料敏化太阳能电池。

背景技术：

随着地球环境的日益恶化，人们迫切需要多种清洁能源来代替原有的高碳能源，而太阳能是取之不尽的清洁能源，因此，太阳能电池的开发和利用得到人们的日益重视。而染料敏化太阳能电池就是其中的一种新型太阳能电池，其基本构成是：包括附有第一导电膜的第一玻璃基板和附有第二导电膜的第二玻璃基板、金属氧化物和染料、电解质溶液和密封胶，所述第一玻璃基板的第一导电膜上设置有吸附了染料的纳米结晶金属氧化物薄膜层，作为光阳极(也称正极)，所述第二玻璃基板的第二导电膜表面上涂有导电材料，作为对电极(也称负极)，光阳极和对电极之间注入氧化-还原电解质溶液并用密封胶密封形成太阳能电池。

其工作原理是，当光照时，光阳极上的染料分子吸收太阳光能后，其中的电子变为激发状态，激发态的电子进入紧邻的金属氧化物薄膜层，随后进入导电膜，再通过外部电线把电子输送到对电极，最后进入电解质，染料中失去的电子则通过金属氧化物从电解质中得到补偿，使染料回到初始状态而形成电子回路，这样就产生了光电流。

与传统的多晶硅太阳能电池相比，染料敏化太阳能电池可以以环保的方式及相对低的生产成本被人们日益重视。目前，染料敏化太阳能电池光电转换效率较低，其中的一个缺陷是：由于染料分子光照时产生的电子在纳米结晶金属氧化物薄膜层中能扩散的距离短，大量的电子到达外部导线前已复合在薄膜层内，无法为外部回路提供光电子，因此，单块大面积的染料敏化太阳能电池，其发电效率也非常低下，在实际应用中受到限制。近期出现一种将多个染料敏化太阳能电池通过导电带相互电连接集成的染料敏化太阳能电池模块。但结构复杂，制造成本高，不利于大批量生产。

实用新型内容：

本实用新型能提供一种成本较低、效率较高、利于大批量生产的集成的染料敏化太阳能电池。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种集成的染料敏化太阳能电池，它包括表面附有第一导电膜的第一玻璃基板和表面附有第二导电膜的第二玻璃基板，所述第一玻璃基板表面的第一导电膜上设置有吸附了染料的纳米结晶金属氧化物薄膜层，作为光阳极，所述第二玻璃基板表面的第二导电膜上涂有导电材料，作为对电极，在光阳极和对电极之间金属氧化物薄膜层的四周用密封材料密封形成封闭空间，在所述的封闭空间中注入电解质溶液，所述第一玻璃基板上的导电膜相互隔断成多个相互绝缘的单元区域，所述每个单元区域导电膜的表面上均设有导电通道，所述第一玻璃基板的侧面覆有第一侧面金属膜，所述的导电通道与第一侧面金属膜电连接，所述第二玻璃基板的侧面覆有第二侧面金属膜，所述第二侧面金属膜与第二玻璃基板表面上的导电材料电连接。

采用以上结构后，本实用新型染料敏化太阳能电池与现有技术相比，具有以下优点：

第一、本实用新型把同一玻璃基板面上的导电膜设置成多组相互隔断的单元区域，每一个单元区域能制成一个小电池，这样，一块玻璃基板制成的电池其内部就包含有多个单元小电池，能制成容量较大的集成的电池，适合大批量生产。

第二、每个单元区域的导电膜边缘的表面上均设有导电通道，并与侧面的金属膜电连接，能有效地缩短染料分子中产生的光电子需要扩散的距离，能使得更多的电子通过导电通道转移到电池外部的侧面金属膜上，提高电池的光电转化效率。

第三、本实用新型染料太阳能电池在接外部导线时，可直接把外部导线牢固地焊接在侧面的金属膜上而形成外部回路，连接方便，有利于降低生产成本。

第四，本实用新型染料太阳能电池采用在侧面的金属膜上焊接外部导线，能最大限度的提高基板表面导电膜的利用率，同时可避免因把导线焊接在基板表面上而引起的电池的不易密封的问题。

所述第一玻璃基板表面上的导电通道还覆有保护层。涂有保护层，能防止电解质溶液对导电通道进行侵蚀，可靠性更高。

所述导电通道设置在单元区域的边缘并与单元区域的导电膜接触。将导电通道设置在单元区域的边缘，就可以直接在导电通道的表面上设置保护层，而不会影响到与之相邻的单元区域，也不会影响到单元区域内的金属氧化物薄膜层的加工，简单方便。

所述导电通道为银浆印刷形成的表面金属膜。银浆印刷并高温烧结形成导电通道，导电通道采用银浆印刷更加方便、效果更好。

所述第一玻璃基板的相对两个侧面均覆有第一侧面金属膜，所述第二玻璃基板的相对两个侧面均覆有第二侧面金属膜。当电池的第一玻璃基板上有较多的单元区域时，可从玻璃基板两侧的金属膜上与单元区域实现电连接，简化外部导线的连接方式。