本发明专利技术涉及一种太阳能电池导电基底及其制备方法。所述太阳能电池导电基底依次由透明衬底、附于透明衬底上的金属网格和涂覆于透明衬底上且包覆金属网格的导电层组成。所述太阳能电池导电基底可用于有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池。所述太阳能电池导电基底的制备方法为：在透明衬底上制备金属网格；然后在处理后的透明衬底上制备导电层，即得到所述太阳能电池导电基底。所述太阳能电池导电基底有效地解决了金属与电解质的反应以及电池内部短路的问题，提高了纳米晶氧化物光阳极薄膜的有效面积；增加了光生电子的传输速率，有效地减小了暗电流发生的可能性，提高了电池的光电转换功率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池领域，具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
1991年，瑞士科学家Gllitzd等人将纳米技术应用于染料敏化太阳能电池(Dye-sentsitized Solar Cell,简称DSSC),得到了 7%的光电转化效率,开辟了太阳能电池发展史上一个崭新的时代，为利用太阳能提供了一条新的途径。目前，实验室小面积的染料 敏化太阳能电池的光电转换效率已提高到12%以上，已经接近实用化水平。染料敏化太阳能电池具有生产工艺简单、制造成本低廉及对环境无污染等优点，是具有很大发展潜力的新型绿色太阳能电池。柔性染料敏化太阳能电池具有质量轻、柔性好、易于大面积生产、生产成本更低等优点，近年来引起广泛的关注。染料敏化太阳能电池由透明导电基底、多孔纳米晶氧化物薄膜、染料敏化剂、电解质和对电极等部分组成。其中，染料敏化太阳能电池中电子的收集和传输主要由导电基底完成。因而，导电基底的电阻对染料敏化太阳能电池的性能具有很大的影响。研究结果表明，随着电池面积的增大，电池的性能出现了明显的退化，具体表现在，电池的填充因子、短路电流以及光电转换效率均明显减小。出现这一退化的主要原因是导电基底表面电阻的影响，即当电池的面积增大时，电子的传输路径也增大，导致电子在传输过程中的损耗增大，从而影响电池的性能。针对上面的问题，有人采用在大面积透明导电基底上制备若干条长条形的染料敏化太阳能电池，长条形的染料敏化太阳能电池之间为金属栅极，用以减少光生电子在传输过程中的损耗。这种方案在一定程度上解决部分问题，但由于金属栅极的引入，导致了两个新问题的出现。一是金属栅极容易与电解质反应进而影响到电池的稳定性，有人采用耐蚀的高分子材料进行保护，但使得电池的制备工艺更加复杂，成本升高，同时也降低了纳米晶氧化物光阳极薄膜的有效面积，从而影响了大面积染料敏化太阳能电池的光电转化效率；二是由于染料敏化太阳能电池的对电极通常为钼或其它良性导体，导致金属栅格一电解液一对电极之间形成短路，最终使电池无法正常工作。上述问题阻碍了染料敏化太阳电池的产业化进程。CNlO 1447339B公开了一种太阳能电池光阳极基板制备方法，在玻璃基片与FTO(氟掺杂的氧化锡)导电层之间引入了金属栅极，增加了电子的传输速率，避免了金属栅极与电解质的直接接触，但该方法的基片为玻璃，易碎且不具有柔性。CN101567267A公开了大面积染料敏化太阳能电池的导电基底及其太阳能电池，在透明衬底与导电层(ΙΤ0 (氧化锡掺杂的氧化铟)、ATO (纳米掺锑氧化锡)或FT0)之间引入了栅电极，加速了电子的传输速度，减小了损耗，但该方法中的导电层为ITO等金属氧化物，该材料比较脆，可弯折性能较差，也不能很好地应用于柔性染料敏化太阳能电池。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种大面积低电阻太阳能电池导电基底。所述太阳能电池导电基底依次由透明衬底、附于透明衬底上的金属网格和涂覆于透明衬底上且包覆金属网格的导电层组成。即，金属网格位于透明衬底和导电层之间。优选地，所述透明衬底是柔性透明高分子膜或透明玻璃；所述柔性透明高分子膜优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polythylene Terephthalate,简称PET)、聚2，6_萘二甲酸乙二醇酯(Polythylene Naphthalene,简称 PEN)、聚酰亚胺(polyimide,简称 PI)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯己二酯、聚四氟乙烯或聚砜中的I种，特别优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺中的I种。 优选地，组成所述金属网格的金属线的厚度为I纳米 20微米，例如1. I纳米、I. 2纳米、I. 3纳米、2纳米、5纳米、8纳米、9纳米、11纳米、20纳米、50纳米、100纳米、200纳米、500纳米、700纳米、900纳米、I微米、2微米、5微米、8微米、9微米、9. 9微米、10. I微米、15微米、18微米、19微米、19. 5微米、19. 8微米或19. 9微米等，进一步优选为5纳米 15微米，特别优选为10纳米 10微米。优选地，组成所述金属网格的金属线的宽度为I纳米 10毫米，例如1. I纳米、I.2纳米、I. 3纳米、2纳米、10纳米、50纳米、100纳米、200纳米、500纳米、700纳米、900纳米、I微米、2微米、5微米、10微米、50微米、100微米、500微米、900微米、I毫米、2毫米、6毫米、8毫米、9毫米、9. 5毫米、9. 8毫米或9. 9毫米等，当金属线条宽度增大时电阻将减小，但可透光的有效面积也相应减小，因此优选为8纳米飞毫米，特别优选为10纳米 I毫米。所属领域技术人员可根据电池的性能要求和电池面积的大小而确定组成所述金属网格的金属线的间距，例如10微米、50微米、I毫米、5毫米等。想得到较好的输出效果可兼顾光电子的输出和太阳光的有效利用而选择合适的间距。优选地，组成所述金属网格的金属为金、银、铜、铝、钼、钛、铟、镍、铁、锡、锌、钨或钥中的I种或至少2种的组合，所述组合典型但非限制性的实例有金和银的组合，铜和镍的组合，铁和锡的组合，锌、钥和钨的组合，铝、钼和钛的组合，钛、镍和铁的组合，银、铜、钥和铝的组合，金、银、铜和铝的组合，钛、铟、镍和铁的组合，铁、锡、锌和钨的组合，铜、铝、钼、钛和铟的组合，钼、钛、铟、镍、铁和锡的组合，银、铜、铝、钛、铁和锌的组合等；特别优选为金、银、铜、铝、钼、钛、钥、镍、铁或锡中的I种或至少2种的组合；所述组合可以是简单的混合，也可以是合金形式。优选地，所述导电层为导电聚合物，进一步优选为PEDOT : 55、聚苯胺(Polyaniline，简称PANI)、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯撑、聚苯撑乙烯或聚双炔中的I种，进一步优选为PEDOT :PSS、聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩或聚吡咯中的I种，更优选为PEDOT =PSS或聚苯胺，特别优选为PEDOT :PSS。一种太阳能电池导电基底，其特征在于，所述太阳能电池导电基底依次由透明衬底、附于透明衬底上的金属网格和涂覆于透明衬底上且包覆金属网格的导电层组成；所述的透明衬底为柔性透明高分子膜或透明玻璃；所述柔性透明高分子膜优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺中的I种；组成所述金属网格的金属线的厚度为10纳米 10微米，宽度为10纳米飞毫米；所述金属网格为金、银、铜、铝、钼、钛、铟、镍、铁、锡中的I种或至少2种的组合；所述的导电层为导电聚合物，优选PEDOT :PSS或聚苯胺。本专利技术的目的之一还在于提供一种有机太阳能电池，其特征在于，所述有机太阳能电池包括本专利技术所述太阳能电池导电基底。本专利技术的目的之一还在于提供一种染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池包括本专利技术所述太阳能电池导电基底。本专利技术的目的之一还在于提供一种所述太阳能电池导电基底的制备方法。所述方法包括以下步骤·(I)透明衬底上制备金属网格；(2)在步骤(I)处理后的透明衬底上制备导电层，即得到大面积低电阻的导电基。优选地，步骤(I)中制备金属网格之前清洁透明衬底并干燥。优选地，步骤(I)中所述制备方法为溅射法、丝网印刷法或化学气相沉积法中的I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能电池导电基底，其特征在于，所述太阳能电池导电基底依次由透明衬底、附于透明衬底上的金属网格和涂覆于透明衬底上且包覆金属网格的导电层组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李明亚，王晓强，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：
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