[发明专利]染料敏化太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池及其制备方法，具体而言，涉及下 述染料敏化太阳能电池及其制备方法，所述染料敏化太阳能电池能够防 止暴露于恶劣外部环境并在该环境下运行的太阳能电池的电解液从密封 部挥发，从而延长耐久寿命，并提供对于水分和气体具有优异的密封效 果、能够在低温下容易地加工并具有针对外部冲击或损伤的耐受性和优 异强度的密封，从而延长太阳能电池的寿命并提高其耐久性。

背景技术

自从Swiss Federal Institute of Technology Lausanne(瑞士联邦理工学 院(洛桑)，EPFL)的Michael Gratzel等在1991年开发了染料敏化纳米 颗粒氧化钛太阳能电池以来，进行了有关于此的许多研究。因为染料敏 化太阳能电池与现有硅太阳能电池相比具有显著较低的生产成本，所以 其能够替代现有的无定形硅太阳能电池。而且，染料敏化太阳能电池是 主要由能够吸收可见光，从而产生电子-空穴对的染料分子和用于传输所 产生的电子的过渡金属氧化物组成的光电化学太阳能电池。

通常，染料敏化太阳能电池的单元电池由上下透明衬底、分别形成 在这些透明衬底上的导电性透明电极、形成在相当于第一电极的所述导 电性透明电极上的吸收有染料的过渡金属氧化物多孔层、形成在相当于 第二电极的所述导电性透明电极上的催化剂薄膜电极和填充在所述过渡 金属氧化物(例如TiO₂)多孔电极与所述催化剂薄膜电极之间的电解液 所组成。

因此，为了稳定地保持填充在第一电极与第二电极之间的电解液， 将热塑性聚合物膜放置在第一电极与第二电极之间并进行热压制以将它 们连接，从而形成能够将电解液注入并储存在第一电极与第二电极之间 的空间。

不过，因为热塑性聚合物膜不具有紧密的结构，所以其容易因高温、 强日光、热循环等而劣化，而电解液由于日/夜或冬/夏的热循环等而挥发， 从而降低太阳能电池的效率，最终结束其寿命。而且，热塑性聚合物膜 由于其有限的机械强度而容易被外部冲击损伤，这缩短了太阳能电池的 寿命，由此引起耐久性方面的问题。

发明内容

为了解决上述的现有技术的问题，本发明的一个目的是提供下述染 料敏化太阳能电池，所述染料敏化太阳能电池能够防止暴露于恶劣外部 环境并在该环境下运行的太阳能电池的电解液从密封部挥发，从而延长 耐久寿命，并提供对于水分和气体具有优异的密封效果、能够在低温下 容易地加工并具有针对外部冲击或损伤的耐受性和优异强度的密封，从 而延长太阳能电池的寿命并提高其耐久性。

为了实现本发明的该目的，本发明提供了一种染料敏化太阳能电池， 所述染料敏化太阳能电池包含第一电极、设置为与所述第一电极相对的 第二电极和位于所述第一电极与所述第二电极之间的电解液，所述第一 电极由其表面上具有包含染料的多孔膜的透明衬底组成，其中，所述电 解液填充在由经烧结的玻璃料形成的空间中，所述经烧结的玻璃料将所 述第一电极和第二电极密封并将它们以规则间隔隔开，所述经烧结的玻璃 料通过涂布玻璃料并将其烧结而形成，所述玻璃料包含：P₂O₅ 0～30mol％； V₂O₅ 0～50mol％；ZnO 0～20mol％；BaO 0～15mol％；As₂O₃ 0～20mol％； Sb₂O₃ 0～20mol％；In₂O₃ 0～5mol％；Fe₂O₃ 0～10mol％；Al₂O₃ 0～5mol％； B₂O₃ 0～20mol％；Bi₂O₃ 0～10mol％；和TiO₂ 0～10mol％。