染料敏化太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种染料敏化太阳能电池，包括表面附有第一导电膜的第一玻璃基板和表面附有第二导电膜的第二玻璃基板，所述第一玻璃基板上的第一导电膜相互隔断成多个相互绝缘的单元区域，所述每个单元区域的第一导电膜的表面上均设有导电通道，所述第一玻璃基板的侧面覆有第一侧面金属膜，所述的导电通道与第一侧面金属膜电连接，所述第二玻璃基板的侧面覆有第二侧面金属膜，所述第二侧面金属膜与第二玻璃基板表面上的导电材料电连接。这种集成的染料敏化太阳能电池成本较低、效率较高、利于大批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种染料敏化太阳能电池。
技术介绍
随着地球环境的日益恶化，人们迫切需要多种清洁能源来代替原有的高碳能源， 而太阳能是取之不尽的清洁能源，因此，太阳能电池的开发和利用得到人们的日益重视。而 染料敏化太阳能电池就是其中的一种新型太阳能电池，其基本构成是包括附有第一导电 膜的第一玻璃基板和附有第二导电膜的第二玻璃基板、金属氧化物和染料、电解质溶液和 密封胶，所述第一玻璃基板的第一导电膜上设置有吸附了染料的纳米结晶金属氧化物薄膜 层，作为光阳极(也称正极)，所述第二玻璃基板的第二导电膜表面上涂有导电材料，作为 对电极(也称负极)，光阳极和对电极之间注入氧化-还原电解质溶液并用密封胶密封形成 太阳能电池。其工作原理是，当光照时，光阳极上的染料分子吸收太阳光能后，其中的电子变为 激发状态，激发态的电子进入紧邻的金属氧化物薄膜层，随后进入导电膜，再通过外部电线 把电子输送到对电极，最后进入电解质，染料中失去的电子则通过金属氧化物从电解质中 得到补偿，使染料回到初始状态而形成电子回路，这样就产生了光电流。与传统的多晶硅太阳能电池相比，染料敏化太阳能电池可以以环保的方式及相对 低的生产成本被人们日益重视。目前，染料敏化太阳能电池光电转换效率较低，其中的一 个缺陷是由于染料分子光照时产生的电子在纳米结晶金属氧化物薄膜层中能扩散的距离 短，大量的电子到达外部导线前已复合在薄膜层内，无法为外部回路提供光电子，因此，单 块大面积的染料敏化太阳能电池，其发电效率也非常低下，在实际应用中受到限制。近期出 现一种将多个染料敏化太阳能电池通过导电带相互电连接集成的染料敏化太阳能电池模 块。但结构复杂，制造成本高，不利于大批量生产。
技术实现思路
本专利技术能提供一种成本较低、效率较高、利于大批量生产的集成的染料敏化太阳 能电池。本专利技术的技术解决方案是，提供一种集成的染料敏化太阳能电池，它包括表面附 有第一导电膜的第一玻璃基板和表面附有第二导电膜的第二玻璃基板，所述第一玻璃基板 表面的第一导电膜上设置有吸附了染料的纳米结晶金属氧化物薄膜层，作为光阳极，所述 第二玻璃基板表面的第二导电膜上涂有导电材料，作为对电极，在光阳极和对电极之间金 属氧化物薄膜层的四周用密封材料密封形成封闭空间，在所述的封闭空间中注入电解质溶 液，所述第一玻璃基板上的导电膜相互隔断成多个相互绝缘的单元区域，所述每个单元区 域导电膜的表面上均设有导电通道，所述第一玻璃基板的侧面覆有第一侧面金属膜，所述 的导电通道与第一侧面金属膜电连接，所述第二玻璃基板的侧面覆有第二侧面金属膜，所 述第二侧面金属膜与第二玻璃基板表面上的导电材料电连接。采用以上结构后，本专利技术染料敏化太阳能电池与现有技术相比，具有以下优点第一、本专利技术把同一玻璃基板面上的导电膜设置成多组相互隔断的单元区域，每 一个单元区域能制成一个小电池，这样，一块玻璃基板制成的电池其内部就包含有多个单 元小电池，能制成容量较大的集成的电池，适合大批量生产。第二、每个单元区域的导电膜边缘的表面上均设有导电通道，并与侧面的金属膜 电连接，能有效地缩短染料分子中产生的光电子需要扩散的距离，能使得更多的电子通过 导电通道转移到电池外部的侧面金属膜上，提高电池的光电转化效率。第三、本专利技术染料太阳能电池在接外部导线时，可直接把外部导线牢固地焊接在 侧面的金属膜上而形成外部回路，连接方便，有利于降低生产成本。第四，本专利技术染料太阳能电池采用在侧面的金属膜上焊接外部导线，能最大限度 的提高基板表面导电膜的利用率，同时可避免因把导线焊接在基板表面上而引起的电池的 不易密封的问题。所述第一玻璃基板表面上的导电通道还覆有保护层。涂有保护层，能防止电解质 溶液对导电通道进行侵蚀，可靠性更高。所述导电通道设置在单元区域的边缘并与单元区域的导电膜接触。将导电通道设 置在单元区域的边缘，就可以直接在导电通道的表面上设置保护层，而不会影响到与之相 邻的单元区域，也不会影响到单元区域内的金属氧化物薄膜层的加工，简单方便。所述导电通道为银浆印刷形成的表面金属膜。银浆印刷并高温烧结形成导电通 道，导电通道采用银浆印刷更加方便、效果更好。所述第一玻璃基板的相对两个侧面均覆有第一侧面金属膜，所述第二玻璃基板的 相对两个侧面均覆有第二侧面金属膜。当电池的第一玻璃基板上有较多的单元区域时，可 从玻璃基板两侧的金属膜上与单元区域实现电连接，简化外部导线的连接方式。所述第一玻璃基板上导电通道与第一侧面金属膜连接的边棱设置倒角。设置倒角 使导电通道与第一侧面金属膜连接更加牢靠，不易损坏。所述第一玻璃基板侧面的第一侧面金属膜为一整体，所述第二玻璃基板侧面的第 二侧面金属膜为一整体。侧面金属膜为一整体，即将单块集成的染料敏化太阳能电池内的 多个单元电池直接并联，方便生产及使用。所述第一玻璃基板侧面的第一侧面金属膜为相互隔断的多段金属膜，所述第二玻 璃基板侧面的第二侧面金属膜也为相互隔断的多段金属膜。采用这种结构，即将单块集成 的染料敏化太阳能电池内的每个单元电池相互独立开来，这样可以通过外部导线对各单元 电池进行串联或者并联连接。附图说明附图1是本专利技术染料敏化太阳能电池的结构示意图；附图2是本专利技术染料敏化太阳能电池第一玻璃基板的平面示意图；附图3是本专利技术染料敏化太阳能电池第一玻璃基板的侧视图；附图4是本专利技术染料敏化太阳能电池第一玻璃基板侧面金属膜为多段的立体示 意图；附图5是本专利技术染料敏化太阳能电池第一玻璃基板侧面金属膜为一整体的立体示意图；附图6是本专利技术染料敏化太阳能电池第一玻璃基板的导电膜划分为单元区域平 面示意图；如图所示1. 1、第一玻璃基板，1.2、第二玻璃基板，2. 1、第一导电膜，2. 2、第二导 电膜，3. 1、第一侧面金属膜，3. 2、第二侧面金属膜，4、外部导线，5、金属氧化物薄膜层，6、电 解质溶液，7、密封材料，8、导电材料，9、导电通道，10、单元区域，11.保护层。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示本专利技术的技术解决方案是，提供一种集成 的染料敏化太阳能电池，它包括表面附有第一导电膜2. 1的第一玻璃基板1. 1和表面附有 第二导电膜2. 2的第二玻璃基板1. 2，在本实施例中，导电膜采用FTO导电膜，所述第一玻 璃基板1. 1上的导电膜2. 1相互隔断形成多个相互绝缘的单元区域10，本实施例中是采用 激光加热切割的方法将FTO导电膜2. 1分成多个单元的小方块导电膜，形成多个相互绝缘 的单元区域10，所述每个单元区域10的第一导电膜2. 1的表面上分别设置有吸附了染料 的金属氧化物薄膜层5，在本实施例中金属氧化物薄膜层5采用纳米结晶二氧化钛薄膜层， 作为光阳极，所述第二玻璃基板1. 2表面的第二导电膜2. 2上涂有导电材料8，在本实施例 中导电材料8采用金属钼，作为对电极，所述第二玻璃基板1. 2上设有多个电解液6的灌注 孔，与第一玻璃基板1. 1上的单元区域10相对应，在第二玻璃基板1. 2的相对部位上，每个 单元区域设有二个通孔，在本实施例中灌注孔是利用超声波来打孔的，在第一玻璃基板1. 1 和第二玻璃基板1.2之间(即在光阳极和对电极之间)四周及每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池，它包括表面附有第一导电膜（２．１）的第一玻璃基板（１．１）和表面附有第二导电膜（２．２）的第二玻璃基板（１．２），所述第一玻璃基板（１．１）表面的第一导电膜（２．１）上设置有吸附了染料的金属氧化物薄膜层（５），所述第二玻璃基板（１．２）表面的第二导电膜（２．２）上涂有导电材料（８），在第一玻璃基板（１．１）和第二玻璃基板（１．２）之间金属氧化物薄膜层（５）的周围涂有密封材料（７）形成封闭空间，所述封闭空间中注入电解质溶液（６），其特征在于：所述第一玻璃基板（１．１）上的第一导电膜（２．１）相互隔断成多个相互绝缘的单元区域（１０），所述每个单元区域（１０）的第一导电膜（２．１）的表面上均设有导电通道（９），所述第一玻璃基板（１．１）的侧面覆有第一侧面金属膜（３．１），所述的导电通道（９）与第一侧面金属膜（３．１）电连接，所述第二玻璃基板（１．２）的侧面覆有第二侧面金属膜（３．２），所述第二侧面金属膜（３．２）与第二玻璃基板（１．２）表面上的导电材料（８）电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞益庭，张暴洪，
申请(专利权)人：宁波天明电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：97[]