本发明专利技术公开了一种级联式太阳能发电系统及制作方法，包括染料敏化太阳电池，其特征是：所述染料敏化太阳电池A的下端设置有机太阳电池B，所述有机太阳电池B的下端设置热电器件C，所述染料敏化太阳电池A的负极连接所述有机太阳电池B的正极，所述有机太阳电池B的负极连接所述热电器件C的正极。本发明专利技术在生长有透明导电膜FTO一的透明玻璃衬底一上制作具有上转换功能的染料敏化太阳电池，然后在染料敏化太阳电池上制作具有下转换功能的有机太阳电池，然后在有机太阳电池上制作热电器件。利用红外上转换材料能有效将近红外光转换成可见光，进而被染料有效的吸收；利用蓝紫下转换材料能有效将蓝紫光转换成可见光。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能发电领域，具体地讲，涉及一种级联式太阳能发电系统及制备方法。
技术介绍
有效利用太阳能对于解决能源问题具有重要意义。近年来，光伏技术作为太阳能利用的重要手段得到了广泛的关注。为了提高光伏器件的转换效率，可以通过材料的合成或器件结构的设计来提高太阳光谱的利用率，特别是太阳光谱的蓝紫及红外区。再者，光伏器件工作中有很大一部分的能量是以热量的形式损失掉，因此可以通过将热电材料和光伏器件集成到一起来进一步减少能量的损失。 基于以上的考虑，将染料敏化太阳电池及有机太阳电池集成在一起，并将上转换发光材料用于染料敏化太阳电池以充分吸收太阳光谱的红外部分，将下转换发光材料用于有机太阳电池以充分吸收太阳光谱的蓝紫部分，最后将热电材料集成到已经集成的光伏器件中以利用太阳光的热量。该发电系统具有如下优势:①利用红外上转换材料能有效将近红外光转换成可见光，进而被染料有效的吸收；②利用蓝紫下转换材料能有效将蓝紫光转换成可见光，进而被有机给体材料有效的吸收；③利用热电材料能有效将热量转换成电能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种级联式太阳能发电系统及制备方法，提高太阳能的转换效率。 本专利技术采用如下技术手段实现专利技术目的:一种级联式太阳能发电系统，包括染料敏化太阳电池，其特征是:所述染料敏化太阳电池A的下端设置有机太阳电池B，所述有机太阳电池B的下端设置热电器件C，所述染料敏化太阳电池A的负极连接所述有机太阳电池B的正极，所述有机太阳电池B的负极连接所述热电器件C的正极。 作为对本技术方案的进一步限定，所述染料敏化太阳电池从上至下依次包括玻璃衬底一、透明导电膜FTO —、T12及红外复合薄膜层、电解液层、Pt对电极、透明导电膜FTO二和玻璃衬底二。 作为对本技术方案的进一步限定，所述有机太阳电池包括透明导电膜FTO三、P3HT:PCBM及蓝紫复合薄膜层，Al电极和玻璃衬底三。 本专利技术还公开了一种级联式太阳能发电系统的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:(1)在生长有透明导电膜FTO—的玻璃衬底一上用丝网印刷法制备染料敏化太阳电池的光阳极，在制备过程中，采用T12和上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+混合浆料，其中T12与上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+的质量百分比是1:0.015然后再放入高温炉内退火；(2)在双面生长有透明导电膜FTO二的玻璃衬底二的一侧用旋涂法制备Pt对电极5，然后在箱式炉中450 °C下退火30分钟；(3)用热熔胶将光阳极和Pt对电极进行封装，并注入电解液；(4)在双面生长有透明导电膜FTO三的玻璃衬底二的另一侧用旋涂的方法制备有机太阳电池的活性层，采用P3HT:PCBM与下转换发光材料ZnO:Eu3+，Tb3+的混合浆料，在制备过程中转速为500RPM，时间60秒，P3HT:PCBM的质量百分比为1: 1，P3HT:PCBM与下转换发光材料ZnO:Eu3+，Tb3+按质量百分比为1:0.01的比例混合，然后再放入高温炉内退火，温度小于200°C ；(5)用真空蒸镀法制备Al电极10，然后再放入高温炉内退火，温度小于200°C；(6)在N2保护的手套箱中，用环氧树脂及玻璃封装太阳电池；(7)在有机太阳电池B的一侧用热娃膏集成热电兀器件C。 作为对本技术方案的进一步限定，所述上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+采用共沉淀法制备，其中Zn2+: Er3+摩尔比是1: 0.02，Zn2+: Yb3+摩尔比是1: 0.02，Er3+: Yb3+摩尔比是1:1。 作为对本技术方案的进一步限定，所述下转换发光材料ZnO:Eu3+，Tb3+是用共沉淀法制备的，其中Zn2+:Eu3+摩尔比是1: 0.02，Zn2+: Tb3+摩尔比是1:0.02，Eu3+: Tb3+摩尔比是1:1。 作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(2)旋涂法的转速为1000 RPM，时间20秒。 作为对本技术方案的进一步限定，所述上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+中稀土的掺杂的摩尔比为2%。 作为对本技术方案的进一步限定，所述下转换发光材料ZnO:Eu3+，Tb3+中稀土的掺杂的摩尔比为2%。 与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是:本专利技术在生长有透明导电膜FTO一的透明玻璃衬底一上制作具有上转换功能的染料敏化太阳电池，然后在染料敏化太阳电池上制作具有下转换功能的有机太阳电池，然后在有机太阳电池上制作热电器件。利用上转换材料能有效将近红外光转换成可见光，进而被染料有效的吸收；利用下转换材料能有效将蓝紫光转换成可见光，进而被有机给体材料有效的吸收；利用热电材料能有效将热量转换成电能。 【附图说明】 图1为本专利技术优选实施例的结构示意图。 图2为本专利技术的上转换发光材料的发射光谱图。 图3为本专利技术的下转换发光材料的发射光谱图。 图中，A、染料敏化太阳电池，B、机太阳电池，C、热电器件，1、玻璃衬底一，2、透明导电膜FTO —，3、T12及红外复合薄膜层，4、电解液层，5、Pt对电极，6、透明导电膜FTO 二，7、玻璃衬底二，8、透明导电膜FTO三，9、P3HT:PCBM及蓝紫复合薄膜层，10、Al电极，11、玻璃衬底二。 【具体实施方式】 下面结合附图和优选实施例对本专利技术作更进一步的详细描述。 参见图1，本专利技术包括染料敏化太阳电池A，所述染料敏化太阳电池A的下端设置有机太阳电池B，所述有机太阳电池B的下端设置热电器件C，所述染料敏化太阳电池A的负极连接所述有机太阳电池B的正极，所述有机太阳电池B的负极连接所述热电器件C的正极。 所述染料敏化太阳电池从上至下依次包括玻璃衬底一、透明导电膜FTO—、1102及红外复合薄膜层、电解液层、Pt对电极、透明导电膜FTO 二和玻璃衬底二。其中，T12及红外复合薄膜层的厚度为I微米左右，所述有机太阳电池包括透明导电膜FTO三、P3HT: PCBM及蓝紫复合薄膜层，Al电极和玻璃衬底三。P3HT:PCBM及蓝紫复合薄膜层的厚度为3微米左右。 本专利技术还公开了一种级联式太阳能发电系统的制备方法，包括如下步骤:(1)在生长有透明导电膜FTO—的玻璃衬底一上用丝网印刷法制备染料敏化太阳电池的光阳极，在制备过程中，采用T12和上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+混合浆料，其中T12与上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+的质量百分比是1:0.015然后再放入高温炉内退火；(2)在双面生长有透明导电膜FTO二的玻璃衬底二的一侧用旋涂法制备Pt对电极5，然后在箱式炉中450 °C下退火30分钟；(3)用热熔胶将光阳极和Pt对电极进行封装，并注入电解液；(4)在双面生长有透明导电膜FTO三的玻璃衬底二的另一侧用旋涂的方法制备有机太阳电池的活性层，采用P3HT:PCBM与下转换发光材料ZnO:Eu3+，Tb3+的混合浆料，在制备过程中转速为500RPM，时间60秒，P3HT:PCBM的质量百分比为1: 1，P3HT:PCBM与下转换发光材料ZnO:Eu3+，Tb3+按质量百分比为1:0.01的比例混合，然后再放入高温炉内退火，温度小于200°C ；(5)用真空蒸镀法制备Al电极10，然后再放入高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种级联式太阳能发电系统，包括染料敏化太阳电池，其特征是：所述染料敏化太阳电池A的下端设置有机太阳电池B，所述有机太阳电池B的下端设置热电器件C，所述染料敏化太阳电池A的负极连接所述有机太阳电池B的正极，所述有机太阳电池B的负极连接所述热电器件C的正极。
【技术特征摘要】
1.一种级联式太阳能发电系统，包括染料敏化太阳电池，其特征是:所述染料敏化太阳电池A的下端设置有机太阳电池B，所述有机太阳电池B的下端设置热电器件C，所述染料敏化太阳电池A的负极连接所述有机太阳电池B的正极，所述有机太阳电池B的负极连接所述热电器件C的正极。2.根据权利要求1所述的级联式太阳能发电系统，其特征是:所述染料敏化太阳电池从上至下依次包括玻璃衬底一、透明导电膜FTO—、T12及红外复合薄膜层、电解液层、Pt对电极、透明导电膜FTO 二和玻璃衬底二。3.根据权利要求1所述的级联式太阳能发电系统，其特征是:所述有机太阳电池包括透明导电膜FTO三、P3HT:PCBM及蓝紫复合薄膜层，Al电极和玻璃衬底三。4.一种级联式太阳能发电系统的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)在生长有透明导电膜FTO—的玻璃衬底一上用丝网印刷法制备染料敏化太阳电池的光阳极，在制备过程中，采用T12和上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+混合浆料，其中T12与上转换发光材料ZnO:Er3+，Yb3+的质量百分比是1:0.015然后再放入高温炉内退火； (2)在双面生长有透明导电膜FTO二的玻璃衬底二的一侧用旋涂法制备Pt对电极5，然后在箱式炉中450 °C下退火30分钟； (3)用热熔胶将光阳极和Pt对电极进行封装，并注入电解液； (4)在双面生长有透明导电膜FTO三的玻璃衬底二的另一侧用旋涂的方法制备有机太阳电池的活性层，采用P3HT:PCBM与下转换发光材料ZnO:Eu3+，Tb3+的混合浆料，在制备过程中转速为50...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄金昭，姚楠楠，付可，徐锡金，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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