染料敏化太阳能电池的制造方法技术

本发明专利技术系为一种染料敏化太阳能电池的制造方法，其系包含下列步骤：(a)提供负电极板；(b)提供导电基板，以喷印装置将水溶性半导体溶剂喷印于导电基板的表面上，以于表面上形成多孔性结构的半导体膜；(c)以喷印装置喷印染料溶剂，使该染料溶剂覆盖于多孔性结构的半导体膜上；(d)将导电基板进行烘烤烧结作业，以形成主电极板；(e)将主电极板与负电极板进行封装处理，且使主电极板与负电极板之间形成封闭的容置空间；(f)进行蚀刻作业，以形成开孔，且开孔系与容置空间相连通；(g)将电荷输送媒介透过开孔注入于容置空间中；以及(h)封闭开孔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系关于一种太阳能电池的制造方法，尤指一种。
技术介绍
为解决全球能源危机及降低环境污染，可将太阳辐射能直接转换为电能的太阳能电池为近年来积极创新研发的新课题，其中，染料敏化太阳电池(Dye Sensitized SolarCell，简称DSSC)是属于第三代的有机太阳电池，具有低成本与硅薄膜太阳电池能源转换效率相近的特性。相较于传统的单(多)晶硅或非晶硅太阳能电池，染料敏化太阳能电池所选用的原料成本低、加上制程容易与简单的制程设备，可有效的降低太阳能电池发电成本，对于商业化推展有相当大的助益，且因其不受日照角度的影响，加上吸收光线时间长，因此在相同时间的发电量更可优于传统的硅晶太阳能电池。简言之，染料敏化太阳电池具有大面积、可透光、成本低、效率高、制作简易以及可塑性高等优点，因而具有极大的发展潜力，可成为未来新一代太阳能电池技术发展的主流。太阳能电池的基本作动原理是某些物质被光照射时其电子的运动加剧；若引导这些电子流经一电路中的电位，即可得到电能。而染料敏化太阳能电池的基本设计是用奈米尺寸的金属氧化物半导体的颗粒，以化学方法使其表面吸附染料分子，再将这种颗粒涂布在电池电路的阳极上做为感光层；并在感光层和阴极之间加上一层电解质帮助导电。已知的染料敏化太阳电池I的结构系如图1所示，主要由阳极10、阴极11及两电极之间的电解层15所组成，其中，阳极10包括导电基板12，例如可为玻璃或是薄膜基板等透明导电基板、设置于导电基板12上的半导体膜13以及染料层14，其中半导体膜13通常由二氧化钛(TiO2)奈米粒子所构成，且具有电子传导功能；阴极11同样具有透明的导电基板12’，且在导电基板12’下设置有透明导电膜16，该透明导电膜16系由钼触媒的导电材质所形成，至于设置在两电极之间的电解层15则可由氧化还原电解液所形成。已知染料敏化太阳电池I中的染料层14主要采用高效率、高稳定性的光敏化剂，例如:钌错合物染料(N3、N719或其相关衍生物)，一般来说，其阳极10的制程主要是先将含有二氧化钛(TiO2)奈米粒子的浆料以涂布的方式形成于导电基板12上，并透过干燥处理，以使其形成半导体膜13，其后，再将该具有半导体膜13的导电基板12浸于钌错合物染料溶液中，使其中的二氧化钛(TiO2)奈米粒子表面吸附染料，进而于半导体膜13上形成染料层14。在此染料敏化太阳电池I的制程中，大面积阳极涂布制程对于染料敏化太阳电池商品化助益颇大，且已成为现今发展染料敏化太阳电池所不可或缺的技术。惟，目前阳极涂布制程一般均采用例如刮刀涂布、旋转式涂布或是网版印刷等涂布制程，然而前述无论何种涂布制程，均无法精准控制其涂布的涂膜厚度，且若采用网版印刷的方式，更需针对不同图版而重新制版，不易进行少量多样的生产。有鉴于此，如何发展一种可大面积喷印半导体膜及染料，且可精准控制其喷印厚度的，以改善上述习用技术缺失，实为目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，在于提供一种，俾解决已知染料敏化太阳能电池于制造二氧化钛电极时采用的涂布制程具有无法精准控制其涂布的涂膜厚度、且若依产品需求不同，则需另行重新制版，不利于少量多样的产品生产等缺点。本专利技术的另一目的，在于提供一种，其透过一喷印装置，于导电基板上进行含二氧化钛奈米粒子的水溶性半导体溶剂的喷印，借此以形成多孔性结构的半导体膜，再透过喷印装置于该多孔性结构的半导体膜上喷印染料溶剂，借此以大面积地进行二氧化钛电极的喷印作业，除可精准地控制水溶性半导体溶剂及染料溶剂的喷印液滴体积之外，更可依照不同产品的需求而弹性调整其喷印出的图样，进而更富应用性，且利于少量多样的产品生产。为达上述目的，本专利技术的一较广义实施态样为提供一种，其系包含下列步骤:(a)提供负电极板；(b)提供导电基板，以喷印装置将水溶性半导体溶剂喷印于导电基板的表面上，以于表面上形成多孔性结构的半导体膜；(C)以喷印装置喷印染料溶剂，使该染料溶剂覆盖于多孔性结构的半导体膜上；(d)将导电基板进行烘烤烧结作业，以形成主电极板；(e)将主电极板与负电极板进行封装处理，且使主电极板与负电极板之间形成封闭的容置空间；(f)进行蚀刻作业，以形成开孔，且开孔系与容置空间相连通；(g)将电荷输送媒介透过开孔注入于容置空间中；以及(h)封闭开孔。附图说明图1:其系为已知的染料敏化太阳电池的结构示意图。图2:其系为本专利技术较佳实施例的染料敏化太阳电池的结构示意图。 图3:其系为本专利技术较佳实施例的染料敏化太阳电池的制造流程图。图4:其系为制造本专利技术较佳实施例的染料敏化太阳电池的喷印装置的结构示意图。主要元件符号说明染料敏化太阳能电池:1、2阳极:10阴极:11导电基板:12、12’、22、22’半导体膜:13、23染料层:14电解层:15、25透明导电膜:16、26主电极板:20负电极板:21表面:220染料:24容置空间:250喷印装置:4平台机构:40喷印头组件:41承载座:410喷印单元:411底部:411a供液单元:412供液管:413S30 S37:染料敏化太阳能电池的制造流程具体实施例方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上系当作说明之用，而非用以限制本专利技术。请参阅图2，其系 为本专利技术较佳实施例的染料敏化太阳电池的结构示意图，如图所示，本专利技术的染料敏化太阳电池2主要由主电极板20、负电极板21以及设置于主电极板20及负电极板21之间的电解层25所组成，其中主电极板20系由导电基板22、半导体膜23及染料24所构成，负电极板21则由导电基板22’及透明导电膜26所构成。于本实施例中，主电极板20的导电基板22系可为但不限为高分子导电板，负电极板21的导电基板22’则可为玻璃或薄膜基板，但不以此为限，且于另一些实施例中，主电极板20的导电基板22与负电极板21的导电基板22’亦可为相同材质所形成的透明导电基板。以本实施例为例，形成于导电基板22’上的透明导电膜26,其材质系可由钼触媒或氧化铟锡等导电材质所形成，但不以此为限，借由将该透明导电膜26电镀于导电基板22’上以形成负电极板21。至于电解层25，则可由一电荷输送媒介所形成，例如可为但不限为含碘离子(Γ)或三碘根离子(I3-)的有机类电解液。以及，半导体膜23系为由二氧化钛(TiO2)奈米粒子所构成的多孔性结构，且其系覆盖设置于导电基板22的表面220上，其后，染料24再覆盖于由二氧化钛(TiO2)奈米粒子所构成的多孔性半导体膜23之上，使二氧化钛(TiO2)奈米粒子的表面上吸附染料24，该染料24系为钌错合物染料，例如:N3、N719或其相关衍生物、纯有机染料，例如:JK-46、或绿色有机染料等光敏染料，且不以此为限。请同时参阅图2及图3，其中图3系为本专利技术较佳实施例的染料敏化太阳电池的制造流程图。如图3所示，当欲制造出本专利技术的染料敏化太阳能电池2，首先，则如步骤S30所示，先提供一负电极板21，且该负电极板21系由导电基板22’覆盖透明导电膜26所构成；接着，再如步骤S31所示，提供一导电基板22，以一喷印装置4将水溶性半导体溶剂喷印于导电基板2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池的制造方法，其系包含下列步骤：(a)提供一负电极板；(b)提供一导电基板，以一喷印装置将一水溶性半导体溶剂喷印于该导电基板的一表面上，以于该表面上形成一多孔性结构的半导体膜；(c)以该喷印装置喷印一染料溶剂，使该染料溶剂覆盖于该多孔性结构的半导体膜上；(d)将该导电基板进行烘烤烧结作业，以形成一主电极板；(e)将该主电极板与该负电极板进行封装处理，且使该主电极板与该负电极板之间形成一封闭的容置空间；(f)进行蚀刻作业，以形成一开孔，且该开孔系与该容置空间相连通；(g)将一电荷输送媒介透过该开孔注入于该容置空间中；以及(h)封闭该开孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：莫皓然，薛达伟，张英伦，奚国元，韩永隆，黄启峰，
申请(专利权)人：研能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：