本发明专利技术提供用于喷墨印刷的电极组合物，和使用其制造用于染料敏化太阳能电池的电极的方法，所述电极组合物可以用于通过喷墨印刷在弯曲基板上形成具有均匀厚度的电极。具体地，本发明专利技术提供用于喷墨印刷的电极组合物，所述电极组合物包括约10～40wt％的铂纳米颗粒、约1～10wt％的聚合物表面稳定剂、和约40～89wt％的溶剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极组合物和使用其制造用于染料敏化太阳能电池的电极的方法。更具体地，本专利技术涉及用于喷墨印刷的电极组合物，其可以用于通过喷墨印刷在弯曲基板上形成具有均匀厚度的电极。
技术介绍
随着对全球变暖的关注日益增加，用于提供和使用环境友好能源的技术已获得大量的公众关注。一个有吸引力的领域，具体地，是使用新的和再生能源的太阳能电池。这种太阳能电池的例子包括硅基太阳能电池、使用无机物质例如铜铟镓硒(Cu(InGa)Se2, CIGS)的薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、有机-无机混合太阳能电池等。在这些各种类型的太阳能电池中，在商业水平价廉且节能的染料敏化太阳能电池在便携式电子设备领域以及在光伏建筑一体化(BIPV)领域已引起注意。与其它太阳能电池不同，染料敏化太阳能电池设置有太阳能电池系统，其通过光电转换机制(mechanism)吸收可见光并产生电。通常,使用构图工艺(patterning process)来形成用于染料敏化太阳能电池的对电极。具体地，构图工艺是使用钼的丝网印刷工艺。通过将在基板上 放置由网丝(mesh)制成的丝网而进行丝网印刷工艺，并且在丝网上放置糊料并通过刮板(squeegee)将其挤出丝网。如此，用通过图案化网丝的糊料来涂覆基板。然而，该丝网印刷工艺浪费昂贵的糊料，而且仅适用于平基板。而且，控制太阳能电池中电极图案之间的间隔是重要的，因为当受光区域增大，它们的效率提高。然而，丝网印刷工艺在控制电极图案之间的间隔方面存在限制。具体地，在具有弯曲设计的车辆玻璃例如天窗的情况中，很难通过丝网印刷工艺均匀地涂覆弯曲表面。例如，当通过现有的丝网印刷工艺在弯曲玻璃上涂覆电极时，一部分玻璃可能被浓厚地涂覆，而另一部分可能根本未被涂覆或可能被稀薄地涂覆。这很有问题。例如，如果形成的电极厚度不均匀，这导致太阳能电池具有不均匀的电阻。而且，太阳能电池的电阻增加，其进而使整个太阳能电池的电阻增加并使太阳能电池的效率降低。为解决现有的丝网印刷工艺的这些问题，最近已提出通过喷墨印刷形成电极的方法。该喷墨印刷可以减少材料的损失，可以控制细线的宽度，且可以以简单的方式进行。使用喷墨印刷的构图工艺可以用于弯曲表面装置以及平板装置，因此作为直接印刷方法在例如太阳能电池等各个领域中弓丨起大量关注。使用具有细喷嘴的喷墨头，喷墨印刷可以在基板上直接形成期望的图案，因此与丝网印刷相比，通过简单的工艺，可以减少工艺的数目，可以减少使用的材料的量，并且可以实现期望的图案。然而，喷墨印刷不可以使用闻粘度糊料，因为图案是使用具有细喷嘴的喷墨头形成的。
技术实现思路
本专利技术提供用于喷墨印刷的电极组合物，通过喷墨印刷可以将其均匀地涂覆在基板上。具体地，在制造染料敏化太阳能电池的过程中，电极组合物在弯曲基板上形成具有均匀厚度的催化剂电极层。本专利技术还提供使用该电极组合物制造用于染料敏化太阳能电池的电极的方法。一方面，本专利技术提供用于喷墨印刷的电极组合物，该电极组合物包括钼纳米颗粒、聚合物表面稳定剂和溶剂，具体地，约10 40wt%的钼纳米颗粒；约I 10￥1:%的聚合物表面稳定剂；和约40 89被％的溶剂。在示例性实施方式中，钼纳米颗粒可以具有约5 50nm的直径。在另一示例性实施方式中，聚合物表面稳定剂可以包括选自聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧 乙烷三嵌段共聚物、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚丙烯酸嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚物、及其混合物的至少一种。在又一示例性实施方式中，溶剂可以包括选自乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、戊醇、及其混合物的至少一种。另一方面，本专利技术提供用于染料敏化太阳能电池的电极，该电极包括上述电极组合物。又一方面，本专利技术提供用于染料敏化太阳能电池的电极的制造方法，该方法包括通过喷墨印刷在透明基板上将电极组合物涂覆至均匀厚度；并且对涂覆在透明基板上的电极组合物进行烧结以在透明基板上形成催化剂电极层。根据这方面，电极组合物包括钼纳米颗粒、聚合物表面稳定剂和溶剂,具体地,约10 40wt%的钼纳米颗粒、约I 10wt%的聚合物表面稳定剂、和约40 89被％的溶剂。在示例性实施方式中，透明基板可以是以预定曲率弯曲的弯曲基板。在又一方面，本专利技术提供用于染料敏化太阳能电池的电极，该电极通过上述方法制造。在又一方面，本专利技术提供染料敏化太阳能电池，其包括包括上述电极的对电极；和与对电极连接的工作电极。在示例性实施方式中，对电极可以涂覆在以预定曲率弯曲的弯曲基板上。下文讨论本专利技术的其它方面和示例性实施方式。附图说明现在将参考本专利技术的某些示例性实施方式来详细地描述本专利技术的上述和其它特征，其在所附附图中说明，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本专利技术的限制，其中图1是显示根据本专利技术的示例性实施方式使用喷墨印刷用电极组合物制造弯曲对电极的工序的不意图；且图2是显示根据本专利技术的示例性实施方式由喷墨印刷用电极组合物形成的染料敏化太阳能电池的结构的示意横截面视图。附图中提到的附图标记包括对以下元件的参考，其在下面进一步讨论101 :弯曲基板(用于对电极)102:催化剂电极层 103 :喷墨装置104:密封剂105:电解质106:光电极层107 :弯曲基板(用于工作电极)应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其呈现了说明本专利技术基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的表示。本文公开的本专利技术的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本专利技术的相同或等同部件。具体实施例方式下面将详细地参照本专利技术的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本专利技术，但应当理解，本说明书无意于将本专利技术局限于这些示例性实施方式。相反，本专利技术不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的各种改变、修改、等效形式和其它实施方式。 应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。根据本专利技术的实施方式，通过喷墨印刷工艺形成电极。该工艺提供在弯曲基板上以及在平基板上均匀形成的电极，其在太阳能电池模块中提供均匀的电阻，从而提高整个太阳能电池模块的效率。根据本专利技术的另外的实施方式，提供用于喷墨印刷的电极组合物，其可以用于喷墨印刷工艺以在弯曲基板上以及在平基板上形成具有均匀厚度的电极。接下来，作为本专利技术的电极组合物，将详细地描述钼墨，其可以用于通过喷墨印刷工艺在弯曲基板上形成具有均匀厚度的电极。根据本专利技术的实施方式，可以使用钼前体、聚合物表面稳定剂、和溶剂来制备钼mO具体地，可以通过向表面稳定剂溶液中逐滴加入钼前体溶液来制备本专利技术的钼墨。可以通过将钼前体溶解在溶剂中来制备钼前体溶液，并且可以通过将表面稳定剂溶解在溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于喷墨印刷的电极组合物，所述电极组合物包括：约10～40wt％的铂纳米颗粒；约1～10wt％的聚合物表面稳定剂；和约40～89wt％的溶剂。
【技术特征摘要】
2011.10.20 KR 10-2011-01077071.一种用于喷墨印刷的电极组合物，所述电极组合物包括 约10 40wt*%的钼纳米颗粒； 约I IOwt %的聚合物表面稳定剂；和 约40 89wt*%的溶剂。2.如权利要求1所述的电极组合物，其中所述钼纳米颗粒具有约5 50nm的直径。3.如权利要求1所述的电极组合物，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：张容准，金相学，金元中，金容九，宋美莲，宋仁雨，李芝容，李起春，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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