[发明专利]薄膜电极及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备电极的转印薄膜；本发明还涉及一种制备薄膜电极的方法；本发明还涉及一种利用该方法所制得的薄膜电极。

背景技术

随着科技与经济的快速发展，在能源的使用上也是大幅度的增加，现今使用量最大的石油、天然气、煤等原料的存量正不断地减少，而增加的需求则必须仰赖其它新兴能源。其中因太阳能较不具污染性，为目前最被看好且最重要的能源研究课题之一。至目前为止，已经有多种不同类型的太阳能电池发展出来，其中染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell；DSSC)因具有价格低的优势而被认为最具发展潜力。

染料敏化太阳能电池最早发展于1976年，由日本的Tsubomura以多孔性氧化锌作为电极而得，其得到的光电转化效率为2.5%。瑞士联邦理工学院教授于1990年提出一种染料敏化太阳能电池(美国专利第4,927,721号)，并于1991年将染料敏化太阳能电池的光电转化效率提升至7.1～7.9%，至此商业化才有了可能性。瑞士的所发展的染料敏化太阳能电池是将二氧化钛(TiO₂)纳米结晶粒涂布于氧化铟锡(ITO)玻璃作为阳极，利用二氧化钛纳米粒多孔膜的孔隙结构吸附钌络合物光敏化染料以吸收可见光，再配合镀上铂的导电玻璃作为阴极，而电解质利用碘离子(I^-/I₃^-)溶液以提供电池所需的氧化–还原反应。

现有染料敏化太阳能电池的工作电极的制作方式是先将金属氧化物(如二氧化钛及氧化锌)、金属(如铂)或其它导电材料(如碳及石墨烯)与溶剂(如松油醇)及粘结剂(如乙基纤维素)配制成浆料后，再采用丝网印刷、刮刀涂布或旋转涂布等方法将浆料均匀地涂布于基材上而形成导电电极。然而，使用丝网印刷法常会因丝网设计及印刷条件的不同而产生产品使用的问题，且丝网容易损耗，造成成本的增加；刮刀涂布法则不易控制涂布的膜厚，因而增加量产的困难度；旋转涂布法则具有不易图案化的缺点。

本案发明人发现，可先将金属氧化物、金属或其它导电材料的填料与粘结剂配制成涂料，并涂布于底衬层上形成转印薄膜；欲制备薄膜电极时，则将转印薄膜上的涂料转印于经涂覆氟掺杂氧化锡(FTO)的玻璃或不规则形状的基材上，这样的方法可大幅增加产品的应用项目。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于制备电极的转印薄膜，其包含：

(a)底衬层；及

(b)至少一层涂料层，其位于该底衬层上，且包含粘结剂及填料，

其中该涂料层具有约2至约40微米的厚度。

本发明的另一个目的在于提供一种制备薄膜电极的方法，其包含：

(1)提供一基材；

(2)将本发明的转印薄膜置于该基材上，其中该涂料层介于该底衬层与该基材之间；

(3)使该涂料层转印于该基材上；及

(4)移除该底衬层以形成薄膜电极。

本发明的再一个目的在于提供一种薄膜电极，其由本发明的方法所制得。

有益效果：使用本发明的转印薄膜与方法制备薄膜电极具有以下特点：

-转印薄膜易于储存、运送或加工；

-使用便利，可使用卷对卷(roll-to-roll)制造工艺大量生产及易于控制产品(如涂料层)膜厚；及

-可使用凸版或凹版印刷制作图案化电极。

附图说明

图1说明本发明的一种制备薄膜电极的方法步骤。

图2说明本发明的另一种制备薄膜电极的方法步骤。

图3说明根据本发明的一个实施例的薄膜电极的制备方法。

图4说明根据本发明的另一实施例的薄膜电极的制备方法。

符号说明

10    基材

15    导电层

20    导电基材

30    转印薄膜

31    涂料层

32    底衬层

40    薄膜电极

50    承载构件

60    加压平台

70    滚轮

具体实施方式

以下将具体地描述根据本发明的部分具体实施方式。需要注意的是，在不背离本发明的精神下，本发明还可以多种不同的方式来实施，不应将本发明的保护范围解释为限于说明书所陈述的内容。此外，如果没有特别说明，本说明书中(尤其是在权利要求书中)，所使用的“一”、“该”及类似用语应理解为包含单数及复数形式。