[发明专利]无铅玻璃粉、无铅玻璃粉浆料、大面积染料敏化太阳能电池及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铅玻璃粉、无铅玻璃粉浆料、大面积染料敏化太阳能电池及其制备方法和应用，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

目前，世界上能源紧张，太阳能电池作为一种永不枯竭的能源倍受关注，随着市场需求的发展，太阳能电池的应用领域不断发展。染料敏化太阳能电池被评为第三代太阳能电池，染料敏化太阳能电池主要由导电基体、半导体电极、染料敏化剂、电解质溶液和对电极组成，是一类有机无机复合型光电化学太阳电池，随着制备染料敏化太阳能电池面积的增加，对封装技术的要求也进一步提高，一般封装技术使用的封装树脂容易受到电解质等因素的影响发生氧化而减短染料敏化太阳能电池的使用寿命。

现有的大面积染料敏化太阳能电池的封装工艺为：将商用热熔胶Surlyn，裁剪成能包含光阳极大小的方框形状，再用层压机真空热压使光阳极与对电极形成四周密封的腔体，通过对电极的每个腔体预留一个孔洞，再采用真空灌装，将电解液充满光阳极与对电极所形成的四周密封的腔体中，再将孔洞密封，得到大面积染料敏化太阳能电池。现有封装工艺复杂，电池腔体越多需要的孔洞越多，电解液越容易泄漏，且封装材料容易被电解液腐蚀发生氧化而影响电池寿命。

现有的无铅玻璃粉制备工艺存在软化温度高、熔化温度高、成分原料复杂、玻璃粉粒径大等问题，以及制备的玻璃粉浆料存在放置后易沉淀等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

提供一种不易发生氧化，玻璃粉粒度超细，稳定性好，适用于染料敏化太阳能电池封装的无铅玻璃粉；

进一步地，提供一种无铅玻璃粉的制备方法，该法制备的玻璃粉软化温度低，熔融温度低，节能减排，制得的无铅玻璃粉粒度细，稳定性好；

更进一步地，提供一种无铅玻璃粉在大面积染料敏化太阳能电池中的应用，使大面积染料敏化太阳能电池的使用寿命大大延长；

更进一步地，提供一种无铅玻璃粉浆料，该浆料由无铅玻璃粉制得，制得的无铅玻璃粉浆料有效的防止了粉体的团聚沉淀问题，浆料分散性好、粒度均匀，且具有适用于点胶法或印刷法的粘稠度，浆料有良好的流变性能，其添加的有机物无毒，易挥发去除，环保性好；

更进一步地，提供一种无铅玻璃粉浆料的制备方法，该法工艺简单，浆料易于分散，浆料放置后也不易沉淀；

更进一步地，提供一种无铅玻璃粉浆料在大面积染料敏化太阳能电池中的应用，使大面积染料敏化太阳能电池的使用寿命大大延长；

更进一步地，提供一种大面积染料敏化太阳能电池，该电池电解液不易泄漏，封装材料耐腐蚀性好，使用寿命长；

更进一步地，提供一种大面积染料敏化太阳能电池的制备方法，焙烧可形成致密玻璃体耐腐蚀保护层，提高导电银栅的耐腐蚀性，并且通过导电基体四周的玻璃粉体将光阳极和对电极封接起来，通过整面印刷的方式，减少了孔洞的数量，简化了封装工艺，可减慢电解液的泄漏，提高电池的寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

无铅玻璃粉，包括以下组分：SiO₂ 10～20％、B₂O₃ 5～15％、Bi₂O₃ 40～70％、ZnO 1～10％、Ai₂O₃ 1～10％、Na₂O 0.5～5％、BaO 1～5％和CaO 2～7％。

所述无铅玻璃粉的软化点为425～480℃，线膨胀系数为75～95×10^-7/℃

无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：

S01，按重量百分比称取无铅玻璃粉各组分，配制混合料；

S02，将混合料加热熔炼呈玻璃液；

S03，将熔制好的玻璃液搅拌均匀后水淬；

S04，烘干水淬后的玻璃料；

S05，将烘干后的玻璃料粉碎成粉末；

S06，过筛，玻璃粉粒径为在5μm以下的超细玻璃粉。

S02中，将混合料放入刚玉坩埚中，再放在电炉内加热熔炼，加热熔炼温度为1000～1500℃，保温10～30min。

S05中的粉碎方法为采用行星球磨法。

无铅玻璃粉浆料，包括以下组分：所述无铅玻璃粉70～80％、有机载体15～25％和添加剂1～5％。

所述有机载体包括乙基纤维素和松油醇，所述添加剂包括TiO₂粉体。

无铅玻璃粉浆料的制备方法，包括以下步骤：