[发明专利]电极板和具有此电极板的染料敏化光电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年1月13日递交的韩国专利申请第10-2010-0003002号的优先权，此申请的全部内容通过引用并入本文以用于全部目的。

技术领域

本发明涉及电极板和具有此电极板的染料敏化光电池。

背景技术

光电池是将太阳能直接转化为电能的太阳能发电中的关键部件。光电池用在包括电气和电子装置、住宅和建筑物的各种领域。光电池可按其光吸收层中所用的材料来分类。光电池可分为使用硅作为光吸收层的硅光电池；使用二硒化铜铟(CIS：CuInSe₂)、碲化镉(CdTe)等作为光吸收层的化合物光电池；吸附光敏染料的染料敏化光电池；多层非晶硅层彼此堆叠的堆叠光电池等。

染料敏化光电池由瑞士联邦理工学院的教授领导的小组所发明。与硅光电池不同，染料敏化光电池包括通过吸收可见光可产生电子-空穴对的光敏分子染料作为主要成分，和传导所产生的电子的过渡金属氧化物。虽然染料敏化光电池具有比硅光电池制造成本低且适用于建筑物外玻璃、温室玻璃等优点，但其在实际应用中的能力有限，因为其在100mW/cm²下的最大光电转换效率为约11％。

在现有技术中，用作染料敏化光电池前电极板和后电极板的透明导电膜由氟掺杂的氧化锡(FTO)制成。用于光电池的前电极板通常需要具有优异的透光率、导电率、耐热性和防潮性。后电极板需要显示出优异的导电率、耐热性和防潮性。

然而，虽然用作前电极板和后电极板的FTO膜显示出优异的热稳定性和表面纹饰性，但其具有低导电率。因此，FTO膜具有700nm或更高的厚度以获得所需的导电率，但这种要求带来了制造成本高的问题。此外，因为FTO膜的透光率低于氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)类透明导电膜的透光率，所以光电池的光电转换效率较低。

本发明背景技术中所公开的信息仅用于增加对本发明背景的了解，且不应被认为此信息构成了本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的多个方面提供了电极板和具有所述电极板的染料敏化光电池，所述电极板显示出优异的导电率、热稳定性和光电转换效率特性。

本发明还提供了可降低制造成本的电极板和具有所述电极板的染料敏化光电池。

在本发明一个方面中，用于染料敏化光电池的电极板包括透明基板和透明导电膜。所述透明导电膜包括形成在所述透明基板上的氧化锌薄膜层和形成在所述氧化锌薄膜层上的氧化锡薄膜层，所述氧化锌薄膜层掺杂有镓，所述氧化锡薄膜层掺杂有掺杂剂。

在本发明一个实施方式中，所述透明导电膜可具有500nm至700nm的厚度。

在本发明另一个实施方式中，在400℃至500℃的温度范围下热处理所述透明导电膜后，所述透明导电膜可具有在-20％至+20％范围内变化的薄层电阻。

根据本发明的示例性实施方式，配置所述透明导电膜，使得其包括所述Ga掺杂的氧化锌(GZO)薄膜层和形成在所述氧化锌薄膜层上的所述掺杂剂掺杂的氧化锡薄膜层。因此，所述透明导电膜因其导电率、热稳定些和光电转化效率改进而具有有益效果。

此外，因为用于染料敏化光电池的电极板可形成500nm至700nm的厚度，所以其具有制造成本降低的优点。

而且，用于染料敏化光电池的电极板在400℃至500℃的温度下经历热处理时因所述透明导电膜不易受损而具有有益效果。

本发明的方法和装置具有的其它特征和优点可从并入本文的附图和具体实施方式中得出，或描述在附图和具体实施方式中，二者共同起到解释本发明原理的作用。

附图说明

图1是表示根据本发明示例性实施方式的染料敏化光电池的示意图；且

图2是表示使用本发明示例性实施方式的电极板的染料敏化光电池的光电流(I)-电压(V)特性的曲线图。

具体实施方式

下文中，本发明将通过参考其中示出示例性实施方式的附图来更详细描述，使得本公开将本发明的范围完全传递给本领域技术人员。

根据本发明示例性实施方式的染料敏化光电池表示在图1中。如图1所述，此实施方式的染料敏化光电池包括前电极板10、光吸收层20、电解液层40和后电极板50。

电极板10具有透明基板11和层叠在透明基板11上的透明导电膜12。透明基板11可为具有5mm或更低厚度和90％或更高透光率的玻璃基板。或者，透明基板11可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、三乙酰基纤维素(TAC)等制成。