[发明专利]一种具有密封结构的染料敏化太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种具有新型密封结构的染料敏化太阳能电池以及制备方法。

背景技术

随着世界能源紧张，太阳能作为一种清洁无污染的能源受到全世界的关注，因此，太阳能电池在时代的需求下，快速发展。目前，单晶硅太阳能电池的产业化效率已近达到了15％以上，但是硅太阳能电池成本高、污染严重，而染料敏化太阳能电池的成本低，不需要硅作为原料，且制作工艺简单。

染料敏化太阳能电池是指以染料敏化多孔纳米结构的氧化物半导体膜为光阳极的一种光化学电池。染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电池，其主要优势是：原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义。

染料敏化太阳能电池主要包括光阳极、对电极、电极之间的电解质和封装材料。染料敏化太阳能电池由于在两电极之间封装着液态的电解质，存在着电解质腐蚀银栅和封装材料，而最终出现电解质挥发和泄漏的问题。

此外，现有技术中，由于上述太阳能电池结构的问题，因此，导致其密封方法也有其本身的缺点。一般地讲，目前我们使用的密封方法主要有：丝网印刷的方法以及刮刀的方法；并且，通常需要在对电极上钻孔作为电解质的注入孔，而在钻孔的过程中存在玻璃被钻碎的现象，这造成了成本的升高。此外，采用的封装树脂容易受到电解质的侵蚀而缩短太阳能电池的使用寿命，且树脂在涂覆的过程中，会有不均一的问题，可能出现树脂侵入到光阳极中，影响太阳能电池的使用效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能够保护银栅的具有密封结构的染料敏化太阳能电池。并且，还公开了这种染料敏化太阳能电池的制备方法，采取了该种制备方法以后，能够使工艺规范化，并且简化封装工艺以及降低成本。

为了达到本发明的第一发明目的，本发明提出了一种具有密封结构的染料敏化太阳能电池，其具体技术方案如下面所描述：

一种具有密封结构的染料敏化太阳能电池，包括导电玻璃以及铂电极基板，在铂电极与导电玻璃之间填充有电解质；所述导电玻璃上印制有多个银栅，银栅内部印制有小于银栅尺寸的光阳极，所述银栅上面还覆盖有至少一层带有注入孔的薄膜，所述薄膜覆盖于所述银栅，在所述薄膜与所述光阳极之间充满电解质，所述铂电极基板覆盖在薄膜的上方，并且，固化胶密封所述薄膜上的注入孔。

进一步地，优选的结构是，所述银栅为方框形或者圆框形。

进一步地，优选的结构是，所述导电玻璃为FTO或TCO或ITO。

进一步地，优选的结构是，所述光阳极的材料为TiO₂或ZnO或SnO₂或In₂O₃。

进一步地，优选的结构是，所述薄膜为沙林膜，并且，所述薄膜的厚度为25～60毫米。

进一步地，优选的结构是，所述注入孔的宽度为0.5～2毫米。

本发明将沙林膜直接覆盖在银栅上，通过加热固化，将银栅包围在沙林膜中。由于银栅只是很薄的一层，沙林膜的厚度相比银栅的厚度要厚很多，加热融化后，沙林膜上的注入孔不会被银栅堵住。本发明通过在一定温度和压力下使沙林膜自身产生物理交联而保护银栅和封装电池。采取了这种密封结构以后，由于薄膜、银栅和铂电极基板之间的结合，使电解质直接与薄膜进行接触，降低了电解质腐蚀银栅和封装材料的机率、从而最终防止电解质挥发和泄漏的问题，保证了染料敏化太阳能电池的稳定性，具有较好的技术效果。

此外，为了实现本发明的第二目的，本发明提出了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其具体技术方案如下面所描述：

一种具有密封结构的染料敏化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)在导电玻璃上印制银栅，并在银栅的框内印制小于银栅的光阳板；(2)将和银栅形状相同的薄膜覆盖在银栅上面，并在薄膜方框上留有注入孔；以及，(3)在薄膜方框上盖上铂电极基板，并进行压制，密封太阳能电池基板；(4)通过注入孔进行电解质灌注；(5)固化胶对注入孔进行密封。

进一步地，优选的方法是，所述薄膜的热压温度为100～120℃，所述压力为5～40MPa。

进一步地，优选的方法是，所述固化胶为紫外固化胶。