多层水分解装置制造方法及图纸

公开了水分解装置以及用于制造水分解装置或太阳能电池的方法。所述方法试图提供一种相对高容量低成本的批量生产的方法。在一个实例中，所述方法有助于同时共同组装一个或多个子单元以及两个或更多个聚合物薄膜或薄片，以便形成水分解装置。根据另一个方面，提供了一种改进的水分解装置。在一种实例形式中，提供了一种水分解装置，其包括用于从水中产生氧气的第一电极以及用于从水中产生氢气的第二电极。所述第一电极和所述第二电极位于第一外部聚合物层和第二外部聚合物层之间，并且至少一个间隔层位于第一外部聚合物层和第二外部聚合物层之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层水分解装置
本专利技术大致涉及水分解装置，诸如，太阳能电池，并且在一个具体方面，涉及在制造水分解装置时的改进。
技术介绍
与光相互作用的电气装置是众所周知的。实例包括发光二极管（其发射光）、太阳能电池模块（其捕获光并将光转换成电）、以及显示屏（其可改变其反射的光）。大部分这种装置将一种或另一种形式的玻璃用作关键的透明衬底材料。然而，由于玻璃通常易碎、较重、昂贵并且通常不太适合于进行高容量低成本的批量生产，所以这通常具有问题。为此，人们在这种装置中使用更便宜的透明聚合物材料代替玻璃的兴趣越来越浓。理想地，这与装置本身简单廉价的制造技术相结合，比如，利用商业印刷工艺。在这方面，一个问题是将透明的聚合物衬底整合到柔性电气装置的制造中。已经试用并且正在使用几种方法。常见的一种方法（由EP0348229中所公开的柔性触摸屏例证）是使用透明的聚合物薄片，该薄片已经在一侧上涂有透明的导电层。薄片用作该装置的其余部分置于其上的透明电极，通常用作多层结构。另一种方法（由DE19846160中所描述的光伏装置例证）是在非透明的柔性聚合物薄膜上制造该装置，并且然后在装置上涂覆透明聚合物薄膜，从而防止蒸气、氧气或灰尘进入该装置。虽然上述那些技术在技术上较为成功，但是这些技术通常不能进行高容量低成本的批量生产制造，尤其在与光相互作用的装置方面。然而，制造这种装置的成本可能是被社会实际接纳的关键因素。实际上，在很多情况下，仅仅制造这种装置的成本和复杂性就会终止其一般用途和应用。目前以柔性低档格式制造了各种电气装置。这包括使用柔性聚合物基底或封装元件的电池、电容器以及超级电容器。例如，JP7037559、JP11086807、EP0499005、KR20010029825、JP3034519、以及US5650243描述了通过将这种装置层压在两个或更多个聚合物薄膜之间而制造的电池、电容器以及超级电容器。与光调制装置相比，电池、电容器以及超级电容器通常具有远远更低的制造要求，这是因为它们在柔性聚合物元件中不需要具有光学透明性，并且它们的层状设置通常在更大程度上容许层厚度发生微小的变化。光调制装置对这种变化非常敏感，这种变化通常完全破坏其效用。为了防止蒸气、氧气或灰尘，或者为了使这种装置更坚固，因此主要包含上述电池、电容器以及超级电容器内的层压聚合物。在相关的领域中，已经将氢气（H2）视为未来理想的燃料。在存在氧气（O2）的情况下进行燃烧时，氢气产生水（H2O），作为唯一的废产物。因此，氢气提供了化石燃料的清洁无污染的替换物。氢气增添了以下优点：在称为燃料电池的固态装置中，氢气可与氧气发生反应，该燃料电池将所产生的能量用作电流，而非热量或压力。与例如内燃机中所采用那种简单的燃烧相比，燃料电池提供更大的固有能量效率。一种方便的氢气源是将水太阳能分解成氢气（H2）和氧气（O2）。利用阳光从水制成的氢气期望提供一种充足的可再生清洁能源。然而，不存在任何实用经济的装置或其制造方法来进行这种反应。因此，从未实现太阳能产生氢气的可能性。需要改进的水分解装置和/或改进其制造的方法，这解决或至少改善了现有技术中固有的一个或多个问题。在本说明书内引用任何现有出版物（或源自现有出版物的信息）或者引用任何已知材料，并非并且不应视为确认或承认或通过任何形式暗示，现有出版物（或源自现有出版物的信息）或已知材料构成本说明书所涉及的人们进行努力的领域中的公共常识部分。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种制造（即，制作）水分解装置或太阳能电池的方法。在一个特定的形式中，该方法提供了一种相对高容量低成本的批量生产的方法。在一个示例性实施例中，该方法有助于同时共同组装一个或多个子单元和两个或更多个聚合物薄膜或薄片，以形成水分解装置。根据另一个方面，提供了一种改进的水分解装置，诸如，水分解太阳能电池。在一个实例形式中，提供了一种水分解装置，其包括用于从水中产生氧气的第一电极以及用于从水中产生氢气的第二电极。第一电极和第二电极位于第一外部聚合物层和第二外部聚合物层之间。至少一个间隔层位于第一外部聚合物层和第二外部聚合物层之间。在各种其他实例中：两个或更多个间隔层位于第一外部聚合物层和第二外部聚合物层之间；所述至少一个间隔层或至少一个其他间隔层位于第一电极和第二电极之间；和/或第一外部聚合物层形成用于氧气的一个通道的至少一部分，并且第二外部聚合物层形成用于氢气的另一个通道的至少一部分。在另外的其他实例中：第一外部聚合物层和第二外部聚合物层为具有肋条的挤压式双壁薄片的壁部；具有肋条的至少一个双壁薄片在内表面的至少一部分上具有金属涂层；金属为镍；至少一个双壁薄片的第一壁部为导电聚合物，并且至少一个双壁薄片的第二壁部为非导电透明聚合物；和/或第一电极位于第一双壁薄片内，并且第二电极位于第二双壁薄片内。在一个实例形式中，提供了一种水分解装置，其包括水分解太阳能电池，该电池位于第一透气层和第二透气层之间，并且第一聚合物薄膜和第二聚合物薄膜连接在一起时，封装第一透气层和第二透气层。在另一个实例形式中，提供了一种水分解装置，包括：第一外部聚合物薄膜；第二外部聚合物薄膜；太阳能电池，其位于第一外部聚合物薄膜和第二外部聚合物薄膜之间；以及至少一个垫片，其位于第一外部聚合物薄膜和第二外部聚合物薄膜之间。可选地，第一透气层位于第一外部聚合物薄膜和太阳能电池之间，并且第二透气层位于第二外部聚合物薄膜和太阳能电池之间。在另一个实例形式中，提供了一种制造水分解装置的方法，作为单层压工艺，所述方法包括：将水分解太阳能电池至少部分放置在位于第一聚合物薄膜内的凹槽内；以及将第二聚合物薄膜固定到第一聚合物薄膜中，以便覆盖水分解太阳能电池。根据又一方面，使用一组容易组装的坚固的子单元，制造水分解装置，在聚合物层压工艺的过程中，这些子单元然后在层状设置内相结合。优选地，虽然并非必然，但是至少一个凹槽位于专门设计成容纳所组装的子单元的一个或多个层压聚合物内。在一个特定的实例形式中，层压聚合物不仅用作坚固的封装装置，而且对于组装工艺本身而言，必不可少。在另一个特定的实例形式中，包括至少一个层压聚合物或者至少一个层压聚合物有助于操作该装置。在一个实例形式中，提供了一种制造水分解装置的方法，该方法包括：将水分解单元至少部分放置在位于第一聚合物薄膜内的凹槽内；以及将光学上透明的聚合物薄膜固定到第一聚合物薄膜中，以便覆盖水分解单元。在另一个实例形式中，提供了一种水分解装置，其包括：水分解单元，其至少部分位于凹槽内，所述凹槽位于第一聚合物薄膜内；以及光学上透明的聚合物薄膜，其固定到第一聚合物薄膜中，以便覆盖所述水分解单元。在一个特定的实例中，在单层压工艺中形成该装置。在另一个示例性实施例中，提供了一种用于制造（即，制作）水分解装置的方法，所述方法以下步骤：将水分解单元（其可包括已经预先层压的多个子单元）和位于水分解单元的顶部的第一聚合物薄膜以及位于水分解单元的底部的第二聚合物薄膜同时组装在一起。在另一个示例性实施例中，提供了一种用于产生水分解装置的方法，所述方法包括：在双壁薄片的内表面的至少一部分上沉积一层金属；使双壁薄片和至少一个其他双壁薄片相结合，以便在水分解装置中提供电极。在另一个示例性实施例中，提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.10 AU 20109054371.一种水分解装置，包括位于第一外部聚合物层与第二外部聚合物层之间的阴极和阳极，其中，至少一个间隔层位于所述阴极与所述阳极之间，并且其中，所述至少一个间隔层分离所述阳极和所述阴极并允许电解质在其间流动，并且所述至少一个间隔层是透气的。2.根据权利要求1所述的水分解装置，其中，所述至少一个间隔层基本上在所述阴极和所述阳极中的任一者或两者的表面上延伸。3.根据权利要求1所述的水分解装置，其中，所述至少一个间隔层为肋条、压印结构、珠子、球体、CellgardPP或PE分离器薄膜的形式。4.根据权利要求1所述的水分解装置，其中，两个或更多个间隔层位于所述第一外部聚合物层与所述第二外部聚合物层之间。5.根据权利要求1所述的水分解装置，其中，第一透气层位于所述第一外部聚合物层与所述阴极之间，并且第二透气层位于所述第二外部聚合物层与所述阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德·弗雷德里克·斯维格尔斯，戴维·莱斯利·奥菲瑟，戈登·乔治·瓦利亚塞，
申请(专利权)人：卧龙岗大学，
类型：
国别省市：