[发明专利]染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域

本公开涉及一种太阳能电池，更具体地讲，涉及一种染料敏化太阳能电池。

背景技术

已经对作为代替化石燃料的能源的将光能转化为电能的光电转换元件进行了研究。特别是作为这种替代性能源的太阳能电池已经吸引了很多关注。太阳能电池具有各种驱动原理。例如，晶片型硅太阳能电池或晶体硅太阳能电池使用半导体p-n结。然而，由高纯度半导体材料形成的太阳能电池具有高制造成本。

与硅太阳能电池不同，染料敏化太阳能电池具有光敏染料。光击打光敏染料产生穿过半导体材料的受激电子。染料敏化太阳能电池还包括电连接到外部电路的电解质。当与传统的太阳能电池相比时，染料敏化太阳能电池具有高得多的光电转换效率。由此，染料敏化太阳能电池被认为是下一代太阳能电池。

发明内容

在一个方面，提供了一种染料敏化太阳能电池，通过增大电极的开口率，该染料敏化太阳能电池具有增大的光使用效率和提高的短路电流密度。

在另一方面，染料敏化太阳能电池包括例如彼此面对形成的第一基底和第二基底以及布置在第一基底和第二基底之间的多个单元电池。

在一些实施例中，每个单元电池分别包括位于第一基底和第二基底的内表面上的第一导电透明电极和第二导电透明电极。在一些实施例中，染料敏化太阳能电池包括形成在第一导电透明电极上并包括氧化物半导体层的第一电极，氧化物半导体层包括例如吸附染料。在一些实施例中，染料敏化太阳能电池包括位于第二导电透明电极上并与第一电极相对的第二电极。在一些施例中，染料敏化太阳能电池包括设置在第一电极和第二电极之间的电解质。在一些实施例中，第二电极包括开口。

在一些实施例中，第二电极的开口率等于或小于大约50％。在一些实施例中，第二电极的宽度等于或小于大约500μm。在一些实施例中，多个单元电池串联电连接，其中，相邻的单元电池通过密封材料彼此分开。在一些实施例中，相对于第一基底交替地布置多个单元电池的第一极性和第二极性。在一些实施例中，染料敏化太阳能电池还包括用于将一个单元电池的第一导电透明电极和与所述一个单元电池相邻的单元电池的第二导电透明电极电连接的连接电极。在一些实施例中，密封材料从连接电极延伸到与连接电极相对地布置的第一基底或者第二基底。在一些实施例中，密封材料包含绝缘材料。在一些实施例中，染料敏化太阳能电池还包括被构造为将一个单元电池的第一导电透明电极和与所述一个单元电池相邻的单元电池的第二导电透明电极电连接的连接电极。在一些实施例中，相对于第一基底布置多个单元电池，从而面对相同的方向。在一些实施例中，染料敏化太阳能电池还包括覆盖连接电极的绝缘材料。在一些实施例中，染料敏化太阳能电池还包括设置为覆盖连接电极的密封体。在一些实施例中，染料敏化太阳能电池还包括在第一基底或第二基底的外表面上并与第二电极对应的UV阻挡层。在一些实施例中，UV阻挡层包括例如部分透明的材料。在一些实施例中，第二电极包括碳纳米管片。

附图说明

当结合附图来考虑时，本公开的特征将通过权利要求和下面的描述变得更加明显。应理解的是，这些附图仅描绘了根据本公开的特定实施例，因此不认为它们限制本公开的范围；将通过使用附图以另外的特征和细节来描述本公开。根据一些所描述的实施例的设备、系统或方法可具有多个方面，没有单独哪一方面必然地单独产生所述设备、系统或方法的所期望的性质。在考虑本讨论之后，特别是在阅读标题为“具体实施方式”的部分之后，本领域技术人员将理解的是所示出的特征如何起到解释本公开的特定原理的作用。

图1是示出根据本公开实施例的染料敏化太阳能电池的示意性分解透视图。

图2是示出沿图1的线II-II截取的染料敏化太阳能电池的示意性局部剖视图。

图3是示出图2的第二电极的平面图。

图4是示出根据本公开另一实施例的包括格子状开口的第二电极的平面图。

图5是示出根据对比示例和本公开实施例的根据光的波长带的第二电极的透光率的曲线图。

图6是示出根据本公开另一实施例的染料敏化太阳能电池的示意性局部剖视图。

图7是示出根据本公开另一实施例的染料敏化太阳能电池的示意性局部剖视图。

图8是示出根据本公开另一实施例的染料敏化太阳能电池的示意性局部剖视图。

图9是示出根据本公开另一实施例的染料敏化太阳能电池的示意性剖视图。

具体实施方式