[发明专利]液体太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种液体太阳能电池及其制备方法。

背景技术

能源危机是当前世界各国面临的重大难题，开发可再生能源是缓解该问题的有效途径。在众多可再生能源中，太阳能因其具有资源丰富、分布广泛、清洁干净等优点而备受青睐。光伏发电是开发太阳能的一种主要形式，其原理是利用光生伏特效应制成光伏电池，将太阳的光能转换成电能。光伏电池主要分为硅、铜铟硒、砷化镓、碲化镉以及聚合物光伏电池等。现有工业生产的薄膜太阳能电池存在转换效率低、稳定性差、生产成本比较高等缺点。要想改变以上缺点，可以通过提高薄膜的制备工艺和技术参数，或者提高光的利用效率。第一种方法面临研发周期长、成本高、技术困难等问题，因此，提高光的利用效率是提高转换效率的重要手段，显得十分必要。要想提高太阳光的利用率，可以通过提高薄膜对太阳光的吸收率，而增加薄膜的厚度可以做到这点。但是，薄膜厚度越厚，势必会降低太阳能电池的稳定性，同时也会增加光生载流子的复合率，降低转换效率。由于纳米线(纳米链)具有一系列薄膜所不具备的性质，例如其具有对光高的吸收率、低的复合率，此外在纳米线(纳米链)的一端具有较强的电场(类似于针尖附近的电场)，因此对光生载流子具有较高的搜集效率。因此制备出高质量的、具备特定的织构、较低的缺陷、较高的纯度(高的主相比例)的纳米线(纳米链)是提高太阳能电池光电转换效率的有效手段。因此，如何制备出具有特定织构、高纯度的太阳能电池纳米线(纳米链)就显得十分必要。

目前纳米线及其制备方法的不足之处：

目前制备纳米线的方法主要包水热法，电化学法，溶胶-凝胶法，直接沉淀法，气相沉积法。不管哪种方法，都很难获得具有特定取向的纳米线，而且制备过程比较复杂。

此外，将纳米线做成太阳能电池存在一些缺陷，例如由于纳米线比较细，如何将电极与纳米线连接起来传输光生载流子是比较麻烦的事情；其二，如果纳米线由于某些原因断掉了，整个太阳能电池就报废，必须重新做一个样，费时费力；其三、纳米线太阳能电池一旦做好，形状、结构都是不可改变的，光伏效应也就不可调控。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构可变、光伏效应可调控的液体太阳能电池及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种液体太阳能电池的制备方法，该方法按以下步骤进行：

步骤1)制备电极

取基片，以及用于覆盖基片的围壁，所述围壁包括侧壁、顶壁，在顶壁的下表面制备上电极；

步骤2)制备容器

将围壁固定在基片上，得到密封结构的容器；

步骤3)制备液体太阳能电池

取铁电纳米微粒、亲油性表面活性剂、油性基液，并将三者均匀混合，得到铁电性液体，将铁电性液体加入容器中，得到液体太阳能电池。

为了在光照时能够得到较大的光电流，优选地，所述容器的厚度既小于容器长度的1/5，又小于容器宽度的1/5，形成片状结构的容器。

为了减轻围壁的重量、厚度，且保证其绝缘性能，优选地，所述围壁的材料采用塑料。

为了便利地将围壁固定在基片上，优选地，步骤2)中，所述围壁粘接固定在基片上。

为了保证基液在烘烤时不会燃烧，优选地，步骤3)中，所述油性基液为硅油、十二烷基苯、聚丁烯油中的至少一种。

为了保证表面活性剂的亲油性能，优选地，步骤3)中，所述亲油性表面活性剂为油酸。

为了将铁电纳米微粒、亲油性表面活性剂、油性基液均匀混合，优选地，步骤3)中，铁电纳米微粒、亲油性表面活性剂、油性基液的混合方法为：首先，将铁电纳米微粒与亲油性表面活性剂均匀混合，然后，将铁电纳米微粒、亲油性表面活性剂的混合物加入油性基液中，然后，将铁电纳米微粒、亲油性表面活性剂、油性基液的混合物装进密封瓶内，最后，将密封瓶放在摇床上进行摇动，使铁电纳米微粒均匀的分散到油性基液中。

为了将铁电性液体加入容器中，优选地，步骤3)中，所述铁电性液体用注射器注入容器中。

一种液体太阳能电池，包括容器，该容器包括基片、围壁，所述围壁由侧壁、顶壁组成，所述围壁固定在基片上形成密封结构的容器，所述顶壁的下表面设有上电极，所述基片的上表面设有下电极，所述容器内装满铁电性液体，所述铁电性液体由铁电纳米微粒、亲油性表面活性剂、油性基液混合组成。