染料敏化太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及染料敏化太阳能电池及其制造方法，更具体地，涉及如下染料敏化太阳能电池，其具有：第一电极，该第一电极包括透射层，该透射层具有多孔层，染料位于该多孔层的侧边处；第二电极，其面向所述第一电极；以及电解液，其介于所述第一电极与所述第二电极之间，所述染料敏化太阳能电池包括：被注入到由玻璃料烧结体形成的空间中的电解液，该玻璃料烧结体将第一电极和第二电极彼此隔开预定间隔并将第一电极和第二电极严密地密封在一起。因此，根据本发明专利技术的染料敏化太阳能电池及其制造方法防止了电解液轻易地从密封部件中挥发，当工作在恶劣的外部环境中时，其可抵抗外部冲击或破坏并被严密地密封，并具有寿命延长和耐用性改善的优点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
与本专利技术相 一 致的装置和方法涉及染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell)及其制备方法，更具体地，涉及一种防止电解 液轻易地从密封部件挥发并且当工作在恶劣的外部环境中时抗外部冲击 或破坏且被严密地密封从而具有使用寿命延长且耐用性改善的优点的染 料敏化太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
在瑞士 Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)的MichaelGratzel的研究组于1991年开发出了染料敏化纳米颗粒二氧化钛太阳能电 池之后，在这一领域已经进行了很多的研究。与现有的硅太阳能电池相 比，染料敏化太阳能电池要求相当低廉的制造成本，并且有可能替代现 有的非晶硅太阳能电池。与硅太阳能电池不同的是，染料敏化太阳能电 池是一种光电化学太阳能电池，其包括作为主要材料的吸收可见光线以 产生电子空穴对的染料分子以及使所产生的电子发生迁移(transfer)的 过渡金属氧化物。通常，染料敏化太阳能电池的单元电池结构包括上透明基板和下透 明基板以及分别形成在这些透明基板的表面上的导电透明电极。在对应 于第一电极的第一导电透明电极上形成将染料吸收到其表面的过渡金属 氧化多孔层。在对应于第二电极的第二导电透明电极上形成催化薄膜电 极。在多孔电极与催化薄膜电极之间注入电解液作为过渡金属氧化物(例 如，二氧化钛(Ti02))。为了稳定地维持在第一与第二电极之间注入的电解液，对其间具有 热塑性高分子薄膜的第一电极和第二电极进行加热并对其进行压制以使 其彼此结合起来。因此，在第一电极与第二电极之间形成了一定的空间5以注入并保护电解液。然而，热塑性高分子薄膜不具有精细结构并很容易由于强烈的阳光、 热循环等而劣化。在夜晚/日间或冬天/夏天期间的热循环使电解液不时地 挥发，从而降低了太阳能电池的效率，由此最终结束了使用寿命。此外， 由于力学强度的限制，外部冲击会轻易地破坏高分子薄膜从而降低太阳 能电池的使用寿命，这是耐用性方面的一个关键问题。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术的一个方面提供了一种防止电解液轻易地从密封部件 挥发并且当工作在恶劣的外部环境中时抗外部冲击或破坏且被严密地密 封并具有使用寿命延长和耐用性改善的优点的染料敏化太阳能电池及其 制造方法。技术解决方案将在下面的说明书中描述本专利技术的附加方面和/或优点，这些附加方 面和/或优点的一部分根据说明书将变得清楚，或者可以通过实践本专利技术 而获知。通过提供如下染料敏化太阳能电池而实现了本专利技术的前述方面和/ 或其它方面，该染料敏化电池具有第一电极，其包括透射层，该透射 层具有多孔层，染料位于该多孔层的侧边处；第二电极，其面向所述第 一电极；以及电解液，其介于所述第一电极与所述第二电极之间，该染 料敏化太阳能电池包括注入到由玻璃料烧结体形成的空间中的所述电解 液，所述玻璃料烧结体将所述第一电极与所述第二电极彼此隔开预定间 隔并严密地密封所述第一电极和所述第二电极。通过提供如下染料敏化太阳能电池的制造方法，同样实现了本专利技术 的前述方面和/或其它方面，该染料敏化太阳能电池具有第一电极，其 包括透射层，该透射层具有多孔层，染料位于该多孔层的侧边处；第二 电极，其面向所述第一电极；以及电解液，其介于所述第一电极与所述 第二电极之间，该制造方法包括以下步骤在所述第一电极与所述第二电极的结合面上涂覆并烧制(烧结)玻璃料；以及将彼此隔幵预定间隔 的所述第一电极和所述第二电极严密地密封在一起。 有益效果如上所述，根据本专利技术的染料敏化太阳能电池及其制造方法由玻璃 料烧结体严密地密封起来以防止电解液泄露、保证了力学强度并防止电 解液从密封部件轻易地挥发，当工作在恶劣的外部环境中时，该染料敏 化太阳能电池可抵抗外部冲击或破坏并被严密地密封从而具有寿命延长 和耐用性改善的优点。附图说明根据以下结合附图对实施方式的描述，本专利技术的上述和/或其它方面 将变得明显并容易理解，在附图中图1是根据本专利技术第一示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的剖面图；图2是根据本专利技术第二示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的剖面图；图3是根据本专利技术第三示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的剖面图；图4是根据本专利技术第四示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的剖面图；图5是根据本专利技术第五示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的剖面图；图6是根据本专利技术第六示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的剖面图；图7是根据本专利技术第七示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的剖 面图；图8例示了根据本专利技术的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的 严密密封的电解液注入孔；以及图9例示了根据本专利技术的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池的经处理的连接线。具体实施方式在下文中，将参照附图对本专利技术的示例性实施方式进行描述，其中， 相同的标号表示相同的部件，并且在必要时避免重复的描述。根据本专利技术的染料敏化太阳能电池包括第一电极IO，其具有透射 层ll，该透射层11具有多孔层13，染料位于该多孔层13的侧边处；第 二电极20，其面向第一电极10;以及电解液30，其介于第一电极10与 第二电极20之间。电解液30注入到由玻璃料烧结体形成的空间以使第 一电极10和第二电极20彼此隔开预定的间隔并将第一电极IO和第二电 极20 —起密封。下面，将参照图1至图9来更详细地描述根据本专利技术的染料敏化太 阳能电池。如上所述，染料敏化太阳能电池包括第一电极IO，其具有透射层 11，该透射层11具有多孔层13，染料位于该多孔层13的侧边处；第二电极20，其面向第一电极10;以及电解液30，其介于第一电极10与第 二电极20之间。根据本专利技术，第一电极10与第二电极20彼此隔开，并 且由玻璃料烧结体40将第一电极10与第二电极20之间的空间严密地密 封起来以将电解液30注入到所形成的密封空间。因此，在第一电极10 与第二电极20之间长时间稳定地维持电解液30。图1至图9例示了根据 本专利技术的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池。下面将对详细的描述 进行说明。多孔层13包括与染料相结合(吸收染料)的各种已知多孔层，例如， 通过涂覆并烧制(烧结)10-15nm大小的TiO2而形成的过渡金属氧化物 多孔层。具有多孔层13的透射层11并不限于平坦的层。另选地，透射 层11可包括具有不平坦表面的层。透射层11可包括在太阳能电池中采 用的各种已知的透射层。例如，透射层11可包括诸如玻璃层的材料，其 可以透射可见光线或透射超出可见光线的特定波长范围的波。优选地， 透射层11导电，从而充当电极。作为具体示例，透射层11可包括己知的透射玻璃、透射树脂、PET、 ITO或FTO。透射层11可进一步在多孔 层13与透射层11之间包括导电膜或涂层(ITO、 FTO或导电高分子)以 导电。位于相对的一侧且面向第一电极10的第二电极20可包括用作太 阳能电池的第二电极的己知层。第二电极20并不限于平坦的层。另选地， 第二电极20可包括具有不平坦表面的层。第二电极20可包括可以透射 可见光线或透射超出可见光线的特定波长范围的波的材料。例如，第二 电极20可包括已知的透射玻璃、透射树脂、PET、 ITO或FTO。优选地， 第二电极20可进一步包括导电膜或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池具有：第一电极，该第一电极包括透射层，该透射层具有多孔层，染料位于该多孔层的侧边处；第二电极，其面向所述第一电极；以及电解液，其介于所述第一电极与所述第二电极之间，所述染料敏化太阳能电池包括：　 　被注入到由玻璃料烧结体形成的空间中的电解液，所述玻璃料烧结体将所述第一电极和所述第二电极彼此隔开预定间隔并将所述第一电极和所述第二电极严密地密封在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钟灿，金钟福，朴赞硕，
申请(专利权)人：东进世美肯株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]