太阳能电池及其制备方法技术

根据一个实施方案，太阳能电池包括第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、负载单元、密封单元、渗透抑制单元和电解液。第一电极设置在第一基板的主表面上。第二电极设置在第二基板的主表面上。负载单元设置在第二电极上。负载单元设置为用来负载敏化染料。密封单元设置为用来密封第一基板的外周缘和第二基板的外周缘。渗透抑制单元设置在密封单元内侧的负载单元周围。电解液设置在渗透抑制单元内侧。

【技术实现步骤摘要】

在此描述的实施方案一般涉及。
技术介绍
电解液封装在电极之间的太阳能电池已存在。例如，已存在染料敏化太阳能电池等，其中电解液和设置用来负载敏化染料(亦称为光敏染料)的由氧化钛构成的层等封装在一对基板之间，其上设置电极。在这样的太阳能电池中，使用玻璃粉进行密封以改善耐用性和耐湿性。但是，在通过熔化玻璃粉进行密封的情况中，存在太阳能电池的性能可能下降的风险，因为当玻璃粉熔化时释放出杂质如气体、水分等，并可能进入太阳能电池内部。
技术实现思路
根据一个实施方案，太阳能电池通常包括第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、负载单元、密封单元、渗透抑制单元和电解液。第二基板设置为面向第一基板。第一电极设置在面向第二基板侧的第一基板的主表面上。第二电极设置在面向第一基板侧的第二基板的主表面上。负载单元设置在第二电极上。负载单元设置用来负载敏化染料。密封单元包括玻璃材料。密封单元设置在第一基板和第二基板之间。密封单元设置用来密封第一基板的外周缘和第二基板的外周缘。渗透抑制单元设置在密封单元内侧的负载单元周围。电解液设置在渗透抑制单元内侧。附图说明图I是显示根据第一实施方案的太阳能电池的截面示意图。图2A-2C是显示根据第二实施方案用于制备太阳能电池的方法的工艺截面示意图。具体实施例方式以下参照附图描述实施方案。附图中的相似组件使用相同的参考标记进行标记，并且若适合，省略详细的描述。以下作为示例说明所述太阳能电池是染料敏化太阳能电池(亦称为光敏太阳能电池)的情况。(第一实施方案)图I是显示第一实施方案的太阳能电池的截面示意图。如图I所示，太阳能电池I包括对电极单元21、光电极单元22和密封单元8。对电极单兀21包括第一基板2、第一电极3和第一接合单兀9。光电极单兀22包括第二基板4、第二电极5、负载单元6、电解液7、第二接合单元10和渗透抑制单元11。电解液7和渗透抑制单元11可设置在对电极单元21中。当如下进行密封时，第一基板2可具有热稳定性、对电解液7的耐化学性等。尽管第二基板4是透明的，第一基板2可以是透明或不透明的。因此，可使用例如金属如铝和不锈钢、树脂、陶瓷、玻璃等形成第一基板2。可使用与第二基板4相同的透明材料形成第一基板2。第一电极3呈膜状，并且设置在第一基板2的面向第二基板4侧的主表面上。第一电极3是导电性的，并且可具有如上所述的热稳定性、耐化学性等。尽管第二电极5是透明的，第一电极3可以是透明或不透明的。因此，可使用例如金属如钼、金、银、铜和铝、碳、导电性聚合物、ITO(铟锡氧化物)等形成第一电极3。可使用与第二电极5相同的透明材料形成第一电极3。第二基板4设置为面向第一基板2。第二基板4是透明的，并且可具有如上所述的热稳定性、耐化学性等。可使用如玻璃等形成第二基板4。第二电极5呈膜状，并且设置在第二基板4的面向第一基板2侧的主表面上。第二电极5可以是透明且导电的，并且可具有热稳定性、耐化学性等。可使用例如ITO、IZO (铟锌氧化物)、FT0 (氟掺杂的锡氧化物)、Sn02、InO3等形成第二电极5。负载单元6设置在第二基板4的中心侧的第二电极5上。负载单元6可设置用来负载敏化染料。例如，负载单元6可包括多孔体和由所述多孔体负载的敏化染料。在该情况中，可使用金属氧化物半导体如Ti02、ZnO、SnO2等形成所述多孔体。可合适地选择所述敏化染料以具有太阳能电池所需的理想光吸收带和吸收光谱。敏化染料可包括例如无机染料如Ru染料、有机染料如香豆素染料等。电解液7设置在如下的渗透抑制单元11的内侧。电解液7可以是例如含碘的电解液。在该情况中，电解液7可包括例如溶于溶剂如乙腈等的碘化锂和碘。密封单元8设置在第一基板2和第二基板4之间以密封第一基板2的外周缘和第二基板4的外周缘。也就是说，密封单元8沿第一基板2和第二基板4的外周边缘设置在太阳能电池I的内部周围以通过将第一基板2侧与第二基板4侧接合而密封太阳能电池I的内部。密封单元8可包括玻璃材料。可例如通过混合粉末玻璃、粘结剂如丙烯酸树脂、有机溶剂等使用浆料形式的玻璃粉形成密封单元8。粉末玻璃的材料可包括例如钒酸盐玻璃、氧化铋玻璃等。在这样的情况中，可通过在待密封的部件上涂布浆料形式的玻璃粉，并通过烘烤该玻璃粉而形成密封单元8。然后，可通过加热密封单元8而熔化密封单元8进行密封。例如，可通过在所形成的密封单元8上辐射激光以熔化受激光辐射的密封单元8的部件而进行密封。在该情况中，当熔化密封单元8时存在从密封单元8释放出杂质如由吸附的水分、残余组分如粘结剂和有机溶剂等构成的气体进入太阳能电池内部的情况。在这种杂质如气体、水分等进入太阳能电池内部的情况中，由于电解液7、敏化染料等的分解而可能出现太阳能电池的性能下降的风险。在密封单元8与第一电极3熔合以及密封单元8与第二电极5熔合的情况中，存在可能不期望地改变第一电极3和第二电极5的风险。例如，在由金属等形成第一电极3的情况中，存在第一电极3的电阻值等可能因第一电极3等氧化而波动的风险。在由ITO等形成第二电极5的情况中，存在第二电极5的电阻值可能因第二电极5等改变而波动的风险。 还存在密封单元8和第一电极3之间以及密封单元8和第二电极5之间的粘合性、耐湿性、粘结强度等下降的风险。因此，在该实施方案中，渗透抑制单元11设置在密封单元8和负载单元6之间以抑制当加热密封单元8时释放出的杂质如气体、水分等渗透到渗透抑制单元11的内侧。通过在第一电极3和密封单元8的一端之间设置第一接合单元9以及在第二电极5和密封单元8的另一端之间设置第二接合单元10，抑制当加热密封单元8时第一电极3和第二电极5的改变。以下将进一步描述第一接合单元9、第二接合单元10和渗透抑制单元11。第一接合单元9呈膜状，并且设置在面向第一电极3的密封单元8的端表面的位置处。第二接合单元10呈膜状，并且设置在面向第二电极5的密封单元8的端表面的位置处。第一接合单元9和第二接合单元10可由当其与密封单元8熔合时可抑制第一电极3和第二电极5改变的材料形成。有利的是所述材料具有与密封单元8良好的粘合性、好的耐湿性、好的粘结强度等。考虑到在熔化密封单元8时辐射激光，有利的是所述材料对700nm或更短波长的光具有低的吸收。例如，可由金属氧化物如Si02、Al2O3和TiO2、金属氮化物如SiN和A1N、金属氧氮化物如SiON等形成第一接合单元9和第二接合单元10。在该情况中，当考虑到耐湿性时，有利的是由金属氮化物形成第一接合单元9和第二接合单元10。尽管对第一接合单元9和第二接合单元10的厚度没有特别限制，但其厚度可至少足以形成连续的膜。当考虑到出现膜应力、制造成本的增加等时，有利的是其厚度不大于限定的厚度。例如，第一接合单元9和第二接合单元10的厚度可以大于等于IOnm且小于等于I U m0渗透抑制单元11呈框架状，并且设置在密封单元8内侧的负载单元6周围。渗透抑制单元11的一端接触第一电极3 ;以及渗透抑制单元11的另一端接触第二电极5 ;在该情况中，在渗透抑制单元11的端部分和第一电极3之间以及渗透抑制单元11的端部分和第二电极5之间的区域足够接近至紧紧粘附，并且可使用粘结剂等粘结以使电解液7不漏出。此外，渗透抑制单元11的一端可用流体密封剂粘结；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.14 JP 055169/20111.太阳能电池，所述太阳能电池包括 第一基板； 第二基板，其设置为面向所述第一基板； 第一电极，其设置在所述第一基板面向所述第二基板侧的主表面上； 第二电极，其设置在所述第二基板面向所述第一基板侧的主表面上； 负载单元，其设置在所述第二电极上，所述负载単元用来负载敏化染料； 密封単元，其包括设置在所述第一基板和所述第二基板之间的玻璃材料，所述密封单元用来密封所述第一基板的周缘部分和所述第二基板的周缘部分； 滲透抑制単元，其设置在所述密封単元的内侧所述负载单元周围；和 电解液，其设置在所述渗透抑制单元的内侧。2.根据权利要求I的太阳能电池，其中所述渗透抑制単元抑制释放出的杂质向所述渗透抑制单元的内侧渗透，所述杂质是加热所述密封单元时释放出的。3.根据权利要求I的太阳能电池，其中在所述渗透抑制単元的外周表面和所述密封单元的内周表面之间设置间隙。4.根据权利要求I的太阳能电池，其中所述渗透抑制単元包括选自环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、含氟树脂、三聚氰胺树脂、磷腈树脂和聚异丁烯树脂中的至少ー种。5.根据权利要求I的太阳能电池，所述太阳能电池还包括 第一接合単元，其设置在所述第一电极和所述密封単元的一端之间；和 第二接合単元，其设置在所述第二电极和所述密封単元的另一端之间。6.根据权利要求5的太阳能电池，其中 所述第一接合単元抑制加热所述密封単元时所述第一电极的变化；以及 所述第二接合単元抑制加热所述密封単元时所述第二电极的变化。7.根据权利要求5的太阳能电池，其中所述第一接合単元的厚度大于等于IOnm且小于等于I μ m。8.根据权利要求5的太阳能电池，其中所述第二接合単元的厚度大于等于IOnm且小于等于I μ m。9.根据权利要求5的太阳能电池，其中所述第一接合単元包括选自金属氧化物、金属氮化物和金属氧氮化物中的至少ー种。10.根据权利要求5的太阳能电池，其中所述第二接合単元包括选自金属氧化物、金属氮化物和金属氧氮化物中的至少ー种。11.制备太阳能电池的方法，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽田雅人，佐野准治，中具道，樱井直明，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：