[实用新型]一种染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及到太阳能电池领域，尤其是涉及一种特殊结构的染料敏化太阳能电池。

背景技术

染料敏化太阳能电池(Dye-sensitizedsolarcell，简称DSC或DSSC)，一种新型的太阳能电池。由光阳极(一般是导电玻璃上面制作一层半导体薄膜，主要是TiO₂)、染料、电解质、对电极组成。具有低成本，高效率的特点，被认为是硅电池的有力竞争者。

DSC与传统的太阳电池相比有以下一些优势：

(1)结构简单、易于制造，生产工艺简单，易于大规模工业化生产；

(2)制备电池耗能较少，能源回收周期短；

(3)生产成本较低，仅为硅太阳能电池的1/5～1/10；

(4)生产过程中无毒无污染。

这一新型太阳电池有着比硅电池更为广泛的用途：如可用塑料或金属薄板使之轻量化，薄膜化；可使用各种色彩鲜艳的染料使之多彩化；另外，还可设计成各种形状的太阳能电池使之多样化。

经过短短十几年时间，染料敏化太阳电池的研究在染料、电极、电解质等各方面取得了很大进展。同时在高效率、稳定性、耐久性等方面还有很大的发展空间。但真正使之走向产业化，服务于人类，还需要全世界各国科研工作者的共同努力。

现有的染料敏化太阳能电池一般采用阴极和光阳极相对设置，两者之间充斥电解质，这种结构的太阳能电池，光阳极与电解质的接触面积小，导致该种类型的太阳能电池的光电转换率很低。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种染料敏化太阳能电池。本染料敏华太阳能电池的广电转换率高，储电性能优良，具有很大的发展潜力。

本实用新型的技术方案如下：

一种染料敏化太阳能电池，从上到下依次包括：顶部电极层(7)、光电转化层(9)以及底部电极层(7)；所述光电转化层(9)从前到后依次包括：第一玻璃层(1)、吸光层及第二玻璃层(5)；

所述吸光层由位于中心的支架(6)以及位于两侧的密封层(61)组成，所述密封层(61)将所述支架(6)密封于第一玻璃层(1)与第二玻璃层(5)之内；

所述支架(6)为中空的网格结构，所述网格结构由平行于电池上下方向的中空柱状体互相叠加而成；所述支架(6)表面上从下到上依次涂覆染料层(2)及TiO₂层(3)；所述支架(6)的中空柱状体内部填充电解质(4)；

所述第一玻璃层(1)与吸光层之间均匀填充有BaSnO₃层(11)，所述的BaSnO₃层(11)内浸润N719颗粒(12)；所述第二玻璃层(5)与吸光层之间均匀填充有Pt层(51)。N719对BaSnO₃有敏化作用，可以使其对光响应更强。

优选的，所述光电转化层(9)与底部电极层(7)之间设置储电层(8)。所述储电层(8)为碳纳米管，其厚度为所述支架(6)的20/1～15/1。

优选的，所述第一玻璃层(1)和第二玻璃层(5)内表面分别设有多个凸起。凸起可使得BaSnO₃层的比表面积增大，吸附更多的N719分子，电池性能更好。

优选的，所述支架(6)为蜂窝状，所述中空柱状体为正六边中空柱状体。

本实用新型有益的技术效果在于：

本染料敏化太阳能电池大大提高了光阳极与电解质的接触面积，提高了染料敏化太阳能电池光转化率，增强了电池的储电性能，同时延长了使用寿命。

附图说明

图1为本染料敏化太阳能电池的主视剖面图；

图2为本染料敏化太阳能电池的俯视剖面图；

图3为优选实施例的染料敏化太阳能电池的俯视剖面图；

图4为支架6的俯视剖面图。

图5为N719颗粒的化学结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行具体描述。

由图1所示，本染料敏化太阳能电池顺着阳光照射方向从上到下依次包括：顶部电极层7、光电转化层9以及底部电极层7。优选的，光电转化层9与底部电极层7之间设置储电层8。

由图2所示，光电转化层9从前到后依次包括：第一玻璃层1、吸光层及第二玻璃层5。吸光层由位于中心的支架6以及位于两侧的密封层61组成。密封层61将支架6密封于第一玻璃层1与第二玻璃层5之内。