[发明专利]一种染料敏化太阳能电池的封装材料及封装方法

说明书

技术领域

本发明属于染料敏化太阳能电池领域，涉及一种染料敏化太阳能电池的封装材料及采用该封装材料的封装方法。

背景技术

随着全球性能源危机日益严重，人们迫切希望可以找到一种可持续发展的清洁能源。太阳能作为一种取之不尽的天然能源，日益受到世界各国的关注。染料敏化太阳能电池与传统硅太阳能电池相比，成本低廉，制作简单，成为各国学者研究的热点。

目前染料敏化太阳能电池实验室内光电转换效率已经达到11％以上，索尼、夏普等公司开发的相关电池组件效率已经达到8.5％，但该项技术仍然迟迟未能实现真正意义上的产业化，其中一个重要原因是由于染料敏化太阳能电池的封装技术尚未得到妥善解决。高效率的染料敏化太阳能电池，其电解质中一般都含有氧化还原电对，并且使用强极性乙腈液体作为溶剂，在实际应用中封装材料会逐渐与乙腈发生作用，易发生电解液泄漏，造成电池效率下降，同时会对环境造成污染。

目前普遍采用的封装材料是高分子surlyn(沙林)薄膜，由于高聚物具有较好的耐化学腐蚀性，有利于电池性能的长期稳定。但在实际操作中，该封装方法需要对温度和压力有精确的控制，否则极易造成电池裂片和损伤，并且高温会对电池中提供电子的有机染料造成损害，使电池性能下降，当电池工作温度较高时，高分子薄膜会出现熔融或老化现象，失去保护和封装的功能，因而大大限制了染料敏化太阳能电池的应用。因此，寻找一种适合的电池封装方式，是染料敏化太阳能电池技术研发的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种染料敏化太阳能电池的封装材料及封装方法，使得染料敏化太阳能电池的封装工艺操作简单、且无需高温处理。

为达到上述目的，本发明提供一种用于染料敏化太阳能电池的封装材料，其特征在于：所述封装材料由重量百分比为70wt％～95wt％的有机硅胶和重量百分比为5wt％～30wt％的增强材料组成，所述增强材料为粒径为5微米～80微米的玻璃微珠或聚苯乙烯微球。

为达到上述目的，本发明提供一种染料敏化太阳能电池的封装方法，其特征在于：取重量百分比为70wt％～95wt％的有机硅胶作为封装主体材料，并在其中共混加入重量百分比为5wt％～30wt％、粒径在5微米～80微米的玻璃微珠或聚苯乙烯微球，印刷于电池的封装边上，电池上下基板对接后，把整个电池置于20℃～60℃环境下固化12h～72h，实现电池封装。

本发明采用有机硅胶作为封装主体材料，并在其中共混加入重量百分比为5wt％～30wt％、粒径在5微米～80微米的玻璃微珠或聚苯乙烯微球等作为增强材料。未固化的有机硅胶具有一定流动性，单独使用，不易控制电池的封装厚度H，而H值的大小直接关系到电池内部激发电子的传输速度，对电池的光电性能有显著影响，增强材料的加入则能够通过改变微球粒径的大小从而实现对电池封装厚度的有效控制；另一方面，有机硅胶固化后形成的固体具有一定的可变形性，加入有机/无机微球能够在一定程度上提高封装材料的硬度，对电池形成有效保护。

本发明通过在电池片上丝网印刷有机硅胶/增强微球复合材料，实现对染料敏化太阳能电池的有效封装。与surlyn薄膜封装方法比较，该工艺操作简单，而且无需高温处理，有效保证了电池性能，所用的有机硅胶体可以在-30℃——200℃之间正常使用，可以充分满足太阳能电池的实际应用需求。

具体实施方式

实施例1

取重量百分比为95wt％的有机硅胶(型号为S3200)作为封装主体材料。上述有机硅胶可为市售单组分硫化硅橡胶、双组分缩合型硫化硅橡胶或双组分加成型硫化硅橡胶，优选单组分硫化硅橡胶。

在上述有机硅胶中共混加入重量百分比为5wt％粒径为30微米的玻璃微珠。采用丝网印刷技术将上述封装材料印刷于电池阴极片的封装边框上，将电池的阳极和阴极基板对接，并在边框处用夹子压紧固定，把整个电池置于20℃环境下固化72h，即可实现电池封装。

实施例2

取重量百分比为70wt％的有机硅胶(型号：S3350)作为封装主体材料，并在其中共混加入重量百分比为30wt％粒径为5微米的玻璃微珠，采用丝网印刷技术将上述封装材料印刷于电池阴极片的封装边框上，将电池的阳极和阴极基板对接，并在边框处用夹子压紧固定，把整个电池置于40℃环境下固化24h，即可实现电池封装。

实施例3