[发明专利]一种带有金属反射电极层的染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域

本发明属于太阳能领域，涉及一种带有金属反射电极层的染料敏化太阳能电池的结构。

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，制作简单、应用范围广，受到全世界的广泛关注，被认为是最有前途的下一代太阳能电池。

传统染料敏化太阳能电池主要由以下几部分依次组成：掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)、纳米TiO₂多孔薄膜、染料敏化层、电解质和镀有铂金属层的FTO对电极。由于电池正负极都采用FTO导电玻璃，而这种玻璃当前的市场价格较贵，约为1000元/m2，占到染料敏化太阳电池总成本的60％～70％。如果能够减少FTO导电玻璃的使用，将会使染料敏化太阳能电池的成本大大下降，增加其市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有金属反射电极层的染料敏化太阳能电池以降低电池生产成本。

为达到上述目的，本发明提供一种带有金属反射电极层的染料敏化太阳能电池，包括玻璃基板、半导体多孔薄膜、染料敏化层、电解质层和对电极，其特征在于：还包括设置在染料敏化层、电解质层之间的金属反射电极层，所述玻璃基板为普通玻璃，光从该玻璃基板一面入射后，被所述染料敏化层吸收，另有一部分没有被利用的入射光通过所述金属反射电极层重新反射到染料敏化层中。

优选的，所述金属反射电极层为一种多孔金属层，该多孔金属层为金属铟、银、铝、钛、铁、镍或金。

优选的，所述的半导体多孔薄膜为TiO2薄膜、ZnO薄膜、其它宽禁带半导体氧化物或它们的复合膜。

优选的，所述的染料为联吡啶钌染料或天然染料，联吡啶钌类染料为N719、N3、Z907或CYC-B1，天然染料为香豆素、卟啉、二萘嵌苯、类胡萝卜素或花菁素。

优选的，所述的电解质为含碘和碘化锂的液体电解质。

优选的，所述的对电极为沉积在导电玻璃上具有催化作用的金属铂电极或石墨电极。

本发明的特点是在原有染料敏化太阳能电池结构基础上，用普通玻璃取代价格较贵的FTO导电玻璃作为阳极基板，同时增加了一个金属反射电极层。光从玻璃基板一面入射后，被半导体多孔薄膜上的染料部分吸收，另有一部分入射光没有被利用，反射电极层可以将这部分光重新反射到染料层中，提高光的利用率，同时反射电极层还起到收集电子的作用，具有电池电极的功能。

本发明的有益效果在于，用普通玻璃取代FTO导电玻璃作为阳极基板使用，可以有效降低电池的生产成本，同时金属反射电极层的加入，提高了入射光的利用率，有利于太阳能电池性能的提高。

附图说明

图1带有金属反射电极层的染料敏化太阳能电池结构图。

其中：1为玻璃基板；2为半导体多孔薄膜；3为染料敏化层；4为金属反射电极层；5为电解质层；6为对电极。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

参见图1，一种带有金属反射电极层的染料敏化太阳能电池，由玻璃基板1、半导体多孔薄膜2、染料敏化层3、金属反射电极层4、电解质层5和对电极6构成。

其中玻璃基板1为普通玻璃。半导体多孔薄膜2为TiO₂、ZnO或其它宽禁带半导体氧化物及它们的复合膜。染料敏化层3为在可见光区有较强吸收的染料，如联吡啶钌染料或天然染料。联吡啶钌类染料如N719、N3、Z907、CYC-B1等，天然染料如香豆素、卟啉、二萘嵌苯、类胡萝卜素、花菁素等。金属反射电极层4为一种多孔金属层，如金属铟、银、铝、钛、铁、镍或金，优选金属铝和钛层。电解质层5为含碘和碘化锂的液体电解质。对电极6为沉积在导电玻璃或导电树脂基板上具有催化作用的金属铂电极或石墨电极。

本发明的特点是在原有染料敏化太阳能电池结构基础上，用普通玻璃取代价格较贵的FTO导电玻璃作为阳极基板，同时增加了一个金属反射电极层。光从玻璃基板一面入射后，被半导体多孔薄膜上的染料部分吸收，另有一部分入射光没有被利用，反射电极层可以将这部分光重新反射到染料层中，提高光的利用率，同时反射电极层还起到收集电子的作用，具有电池电极的功能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。