基于玻璃的染料敏化太阳能电池制造技术

本发明专利技术涉及在导电性玻璃基板上含有纳米粒子氧化物层的一侧电极与相对侧电极之间具有电解质的基于玻璃的染料敏化太阳能电池，其中，上述电解质为准固态电解质，在上述一侧电极的纳米粒子氧化物层形成可使上述准固态电解质渗透的渗透孔，以使凝胶状态的准固态电解质便于向纳米粒子氧化物的纳米粒子之间渗透，从而可制造溶剂挥发温度高的稳定的基于玻璃的染料敏化太阳能电池。

Dye-sensitized solar cells based on glass

The invention relates to a dye-sensitized solar cell, which is based on the glass between the side electrode electrolyte containing nanoparticles oxide layer on a conductive glass substrate on the opposite side from the electrode and the electrolyte for quasi solid electrolyte, the penetration hole of the quasi solid electrolyte penetration of nanoparticles formed in the oxide layer side electrode, in order to make quasi solid electrolyte gel state easy to penetrate between the nanoparticle oxide nanoparticles, dye-sensitized solar cells based on glass can be made of high temperature stable solvent evaporation.

【技术实现步骤摘要】
基于玻璃的染料敏化太阳能电池
本专利技术涉及染料敏化太阳能电池，更详细地，涉及使用准固态电解质并基于玻璃的染料敏化太阳能电池。
技术介绍
通常，太阳能电池可根据组成物质分为由硅、化合物半导体等无机材料形成的太阳能电池和包含有机物质的有机太阳能电池(有机太阳能电池包括染料敏化太阳能电池(DSSC，Dye-SensitizedSolarCell)和有机分子接合(organicD-A)太阳能电池)。染料敏化太阳电池为利用有机染料/无机染料及纳米技术的高能效太阳能电池，通过接受太阳光而发电的染料来生产电力。由于染料敏化太阳电池使用廉价的染料和纳米技术从而达到低价及高能效，与使用硅的现有太阳能电池相比，生产单价降低至三分之一甚至最多五分之一的水平。尤其是当应用在玻璃时，即透明又可以呈现多种色彩，因为可以让可见光穿过，所以也可直接贴在建筑物的玻璃或车玻璃上使用。由此染料敏化太阳能电池具有生产费用低、能效高的特性，因此被广泛使用。参照图1，在以往基于玻璃的染料敏化太阳能电池的一实施例中，基于玻璃的染料敏化太阳能电池包括：一侧电极110，纳米粒子氧化物层113与染料一同涂敷于导电性玻璃基板111上；相对侧电极120，在透明基板121上形成催化用导电性透明膜122；以及电解质130，充填于一侧电极110与相对侧电极120之间。基于玻璃(glass)的染料敏化太阳能电池主要使用液态电解质，这是因为液态电解质的离子导电率高从而使得效率比准固态电解质高。然而却具有溶剂在高温状态下挥发的问题。在现有的使用准固态电解质的染料敏化太阳能电池中，虽然因离子导电率低而导致效率低，但因为溶剂的挥发温度高所有具有持久性稳定的优点。然而，由于准固态电解质的粘度高，因此不易在二氧化钛(TiO2)纳米粒子氧化物113之间渗透，因而会对太阳能电池的效率及持久产生不利的影响。现有技术文献专利文献专利文献1韩国授权专利公报第10-1457486号
技术实现思路
技术问题本专利技术用于解决如上所述的基于玻璃的染料敏化太阳能电池所具有的问题，本专利技术的目的在于提供可通过使凝胶状态的准固态电解质便于在纳米粒子氧化物的纳米粒子之间渗透来提高电池效率的基于玻璃的染料敏化太阳能电池。解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于玻璃的染料敏化太阳能电池，在导电性玻璃基板上具有纳米粒子氧化物层的一侧电极与相对侧电极之间具有电解质，上述基于玻璃的染料敏化太阳能电池的特征在于，上述电解质为准固态电解质，在上述一侧电极的纳米粒子氧化物层形成可使上述准固态电解质渗透的渗透孔。在本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池中，上述纳米粒子氧化物层可形成为薄膜形态。在本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池中，上述电解质可在上述纳米粒子氧化物层上进行丝网印刷而形成。在本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池中，上述电解质可在外侧粘着上述相对侧电极的状态下被加热。在本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池中，为了减少粘着有上述相对侧电极的电解池整体的厚度，可以对上述电解质加压的同时进行加热。在本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池中，上述渗透孔能够以一字型形成于上述薄膜的纳米粒子氧化物层上。在本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池中，多个上述渗透孔相互之间间隔固定间距，并且平行地形成。专利技术的效果如上所述，根据本专利技术中基于玻璃的染料敏化太阳能电池，可使凝胶状态的准固态电解质便于在纳米粒子氧化物的纳米粒子之间渗透，从而解决使用准固态电解质时的缺点并因溶剂的挥发性低而可提高太阳能电池的效率及持久性的效果。附图说明图1为以往技术下基于玻璃的染料敏化太阳能电池的侧剖视图。图2为本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池的侧剖视图。图3为沿着图2的A-A线展开本专利技术一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池的横剖视图。附图标记的说明10：一侧电极11：玻璃基板12：纳米粒子氧化物层13：纳米粒子氧化物14：上部面15：渗透孔16：内侧面20：相对侧电极21：透明基板22：导电性透明膜30：电解质具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施例进行详细说明。参照图2至图3，本专利技术第一实施例的基于玻璃的染料敏化太阳能电池包括：一侧电极10，在导电性玻璃基板11上具有纳米粒子氧化物层12；相对侧电极20，催化用导电性透明膜22形成于透明基板21上；以及准固态电解质30，填充于上述一侧电极10与相对侧电极20之间；上述纳米粒子氧化物层12通过使用纳米粒子氧化物13在导电性玻璃基板11上进行丝网印刷来形成为薄膜形态。形成纳米粒子氧化物层12后可在纳米粒子氧化物层12上对准固态电解质30进行丝网印刷。纳米粒子氧化物13可使用TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5中的一种，可适用于染料敏化太阳能电池的所有氧化物均全部属于本专利技术的范畴。在纳米粒子氧化物13的纳米粒子表面涂敷染料高分子(附图中未图示)，通过吸收太阳光在激发状态下中生成电子，所生成的电子由纳米粒子氧化物13移送，通过导电性玻璃基板11传递到外部。吸收太阳光而被氧化的染料通过从电解质30接收电子来还原成原来的状态。上述电解质30以准固态的凝胶(Gel)形态形成。准固态电解质30由碘、离子液体、用于去除粘度的聚氧化乙烯(PEO，Polyethyleneoxide)和低聚甲醛(PMO，Polymethyleneoxide)、用于提高准固态电解质的印刷性的二氧化硅(SiO2)纳米粒子构成。电解质30的粘度为6000～10000cps，最好为8000cps。在上述纳米粒子氧化物层12形成渗透孔15。如图3所示，在本实施例中，多个渗透孔15相互隔着一定的间距平行的形成，从而整体的形成图案(pattern)。各个渗透孔15以长方形形状长长地形成一字形。即，上述渗透孔15以0.5～1mm的宽度形成长方形。由于上述渗透孔15在上述纳米粒子氧化物13之间形成空间，因此可向此空间流入。由于渗透孔15使得电解质30和纳米粒子的可接触的面积变大，特别是可在渗透孔15的内侧面，即电解质30可从纳米粒子氧化物层12的侧方向靠近纳米粒子。若准固态电解质30向上述渗透孔15中渗透，则电解质30可通过纳米粒子氧化物层12的上部面14和渗透孔15的内侧面16同时向纳米粒子氧化物内部渗透。如上所述，由于电解质30从纳米粒子氧化物的上部面和侧面渗透，因此还可使电解质30容易的渗透到从纳米粒子氧化物层12的上部面距离很远的位置。电解质30在纳米粒子氧化物层12上进行丝网印刷并进行涂敷后对上述一侧电极10和相对侧电极20施加压力来进行粘着。由于粘着前的上述一侧电极10和相对侧电极20的厚度分别为2.2mm，电解质30的厚度为60～65μm，则单纯粘着时的电池的整体厚度为4.460～4.465mm。若通过施加压力来进行粘着，则电池的整体厚度将减少为4.435～4.440mm。最终，作为上述一侧电极10与相对侧电极20之间的间距的电解质30的厚度被压缩到35～40μm。借助压缩时的压力来使电解质30强行渗透到纳米粒子氧化物层12的纳米粒子之间。将以如上所述的方式进行压缩的整个电池放入烤箱来进行加热。此时，烤箱内的加热温度为70～100℃，最好为80℃。适当的加热时间为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于玻璃的染料敏化太阳能电池，在导电性玻璃基板上含有纳米粒子氧化物层的一侧电极与相对侧电极之间具有电解质，上述基于玻璃的染料敏化太阳能电池的特征在于，上述电解质为准固态电解质，在上述一侧电极的纳米粒子氧化物层形成能够使上述准固态电解质渗透的渗透孔。

【技术特征摘要】
2016.09.08 KR 10-2016-01155491.一种基于玻璃的染料敏化太阳能电池，在导电性玻璃基板上含有纳米粒子氧化物层的一侧电极与相对侧电极之间具有电解质，上述基于玻璃的染料敏化太阳能电池的特征在于，上述电解质为准固态电解质，在上述一侧电极的纳米粒子氧化物层形成能够使上述准固态电解质渗透的渗透孔。2.根据权利要求1所述的基于玻璃的染料敏化太阳能电池，其特征在于，上述纳米粒子氧化物层形成为薄膜形态。3.根据权利要求2所述的基于玻璃的染料敏化太阳能电池，其特征在于，上述渗透...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政宽，车玄精，
申请(专利权)人：株式会社常宝，
类型：发明
国别省市：韩国,KR