密封剂、染料敏化太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供了密封剂、染料敏化太阳能电池及其制造方法。密封剂设置在要被密封的两个基板之间，该密封剂包括：设置在两个基板之间的至少两个层，其中一个层层叠在另一层的顶部上，其中至少两个层包括具有不同组分的材料，从至少两个层中选出的至少一个层包括热塑玻璃粉。包括该密封剂的染料敏化太阳能电池以及制造该染料敏化太阳能电池的方法也被提供。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的一个或多个实施例涉及用于密封包括在染料敏化太阳能电池中的电解 质溶液的密封剂、包括该密封剂的染料敏化太阳能电池以及染料敏化太阳能电池的制造方法。
技术介绍
太阳能已经作为一种可再生能源受到人们的关注，用于替代从石油、煤和天然 气获得的能量。根据它们的制造材料，太阳能电池分为硅太阳能电池和化合物半导体 太阳能电池。单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等已经被商品 化。单晶硅太阳能电池具有约18%的能量效率，多晶硅太阳能电池具有约15%的能量效 率，非晶硅太阳能电池具有约10%的能量效率。硅太阳能电池由半导体材料形成并通过 光电转换产生电。同时，染料敏化太阳能电池通过根据光电化学转换机制的光合作用来产生电。 染料敏化太阳能电池的能量转换效率高于约11%。染料敏化太阳能电池的理论转换效率 高于硅太阳能电池，其提高了实际能量转换效率并将其制造成本减少到1/5。因此，染料 敏化太阳能电池能够在广泛的应用范围内使用。当染料敏化太阳能电池吸收太阳光时，电子在染料分子中传输并注入到半导体 氧化物的导带中。然后，注入的电子穿过氧化物电极的颗粒之间的界面并到达导电膜。 之后，染料分子中产生的空穴被电解质溶液提供的电子填充从而产生电流，该电解质溶 液位于用密封剂密封的两个基板之间。
技术实现思路
其它的方面将在随后的描述中被部分地阐述并从该描述而变得明显，或者可以 通过实践给出的实施例而习知。根据本专利技术一个或多个实施例，密封剂设置在将被密封的两个基板之间，该密 封剂包括设置在两个基板之间的至少两个层，其中一个层层叠在另一层的顶部上，其 中至少两个层包括具有不同组分的材料，至少两个层中的至少一个层包括热塑玻璃粉。在一个实施例中，至少两个密封层中的一个层填充两个基板之间的空间的大部 分，对另一密封层进行激光密封操作，或者另一密封层由基于有机物的树脂材料形成。 这能够减少在对单个密封剂层进行激光密封操作或单个密封剂层由基于有机物的树脂材 料形成时出现的问题。至少两个层中的每个都可以包括热塑玻璃粉，至少两个层中的一个层还可以包 括激光吸收材料。激光密封操作可以对至少两个密封层中的一个层进行，从而与对单个密封剂层 进行激光密封操作的情况相比，获得了具有高密封质量且厚度均勻的密封剂。至少两个层中的一个层可以包括热塑玻璃粉，另一层可以包括基于有机物的树脂材料。当至少两个层中的一个层由基于有机物的树脂材料形成时，与单个密封剂层由 基于有机物的树脂材料形成的情况相比，这能够防止电解液组分向外部扩散或传输和排 放。当至少两个层中的一个层不包括激光吸收材料且是第一密封层并且另一层包括 激光吸收材料且是第二密封层时，至少两个层中包括热塑玻璃粉的一个层可以是第一密 封层，包括基于有机物的树脂材料的另一层可以是第二密封层，第一密封层的厚度可以 大于或等于第二密封层的厚度。至少两个层中包括热塑玻璃粉的一个层可以是第一密封层，包括基于有机物的 树脂材料的另一层可以是第二密封层，第一密封层的厚度可以大于或等于第二密封层的 厚度。其上进行激光密封操作的层或包括基于有机物的树脂材料的层的厚度被尽可能 地减小，从而获得具有均勻厚度的密封剂，并实现高质量的密封。激光吸收材料可以包括选自由锰(Mn)、铁(Fe)、钒(V)、铬(Cr)、镍(Ni)、 钴(Co)、铜(Cu)及其组合组成的组中的一个。基于有机物的树脂材料可以包括选自由 环氧树脂材料、丙烯酸树脂材料、基于烯烃-丙烯酸(olefin-acrylic)的树脂材料、基于烯 烃-丙烯酸-离子(olefin-acrylic-ion)的树脂材料、基于烯烃的树脂材料及其组合组成的 组中的一个。根据本专利技术的一个或多个实施例，染料敏化太阳能电池包括第一基板和第二 基板，设置为彼此面对；第一电极和第二电极，分别形成在第一基板和第二基板的彼此 面对的内表面上；电解质溶液，填充在第一基板和第二基板之间；以及密封剂，设置在 第一基板和第二基板的内表面的周边上以密封电解质溶液，并包括第一密封层和第二密 封层，第一密封层接触第一基板的内表面，第二密封层接触第二基板的内表面，其中第 一电极包括半导体氧化物层，多个染料分子被吸附到该半导体氧化物层，第一密封层和 第二密封层的至少一个包括热塑玻璃粉，第一密封层和第二密封层包括具有不同组分的 材料。第一密封层和第二密封层可以包括热塑玻璃粉，第二密封层还可以包括激光吸 收材料。第一密封层可以包括热塑玻璃粉，第二密封层可以包括基于有机物的树脂材 料。第一密封层的厚度可以在约50 μ m至约150 μ m之间，第二密封层的厚度可以在 约3μιη至约50 μ m之间。根据本专利技术的一个或多个实施例，提供一种染料敏化太阳能电池的制造方法， 该方法包括在第一基板上形成第一电极；在面对第一基板的第二基板上形成第二电 极；在第一基板或第二基板的内表面上形成第一密封层；在第一密封层的内表面上或 在第二基板对应于第一密封层的区域上形成第二密封层；对准并密封第一基板和第二基 板；以及将电解质溶液注入在第一基板与第二基板之间，其中第一密封层和第二密封层 包括具有不同组分的材料，至少第一密封层包括热塑玻璃粉。附图说明通过结合附图对实施例进行描述，这些和/或其它的方面将变得明显并更易于 理解，附图中图1是示出根据本专利技术实施例的染料敏化太阳能电池的操作的图形；图2是根据本专利技术实施例的由密封剂密封的染料敏化太阳能电池的示意截面 图；图3是示出根据本专利技术实施例的染料敏化太阳能电池的制造方法的流程图；图4A至图4E是示出根据本专利技术实施例的密封剂的形成方法的图形；以及图5A至图5E是示出根据本专利技术另一实施例的密封剂的形成方法的图形。具体实施例方式现在将具体参照实施例，附图中示出了实施例的示例，其中相同的附图标记始 终指代相同的元件。在这点上，本专利技术的实施例可以具有不同的形式而不应被解释为限 于这里阐述的描述。因此，下面仅通过参照附图来描述实施例以解释本专利技术的方面。图1是示出根据本专利技术实施例的染料敏化太阳能电池的操作的图形。参照图1， 当太阳光入射到染料敏化太阳能电池时，吸附在半导体氧化物层113的表面上的染料分 子114从最高占用分子轨道(HOMO)能级转变到最低空分子轨道(LUMO)能级，由此产 生电子。也就是，染料分子114的一对电子和空穴彼此分开从而产生电子和空穴，电子 被释放，染料分子114被氧化。根据化学扩散梯度，电子注入到半导体氧化物层113的 导带中并穿过半导体氧化物层113的颗粒之间的界面而达到导电膜111。同时，在染料分 子114的HOMO能级处产生的空穴被从电解质溶液115中的碘离子3Γ接收的电子填充。 碘离子3Γ向空穴提供电子并被氧化。在电解质溶液115中被氧化的碘离子3Γ被经由外 部电路从相对电极101接收的电子还原。因此，当染料敏感太阳能电池吸收太阳光时， 电子在其中循环从而电流在染料敏化太阳能电池中流动。图2是根据本专利技术实施例的包括密封剂130的染料敏化太阳能电池的示意截面图。现在将结合染料敏化太阳能电池的整体结构来描述密封剂130。参照图2，染料 敏化太阳能电池包括第一基板110、第二基板100、第一电极210、第二电极200、电解质 溶液115和密封剂130。第一电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设置在两个基板之间的密封剂，所述密封剂包括：设置在所述两个基板之间的至少两个层，其中一个层层叠在另一层的顶部上；其中所述至少两个层包括具有不同组分的材料，所述至少两个层中的至少一个层包括热塑玻璃粉。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨南喆，李知爱，朴元植，朴景都，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR