[发明专利]一种染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种染料敏化太阳能电池。

背景技术

作为代替化石燃料的能源，利用了太阳光的太阳能电池受到关注，人们对其进行了各种研究。太阳能电池是一种将光能转换为电能的光电转换装置，由于以太阳光作为能源，所以对地球环境的影响极小，可以得到更广泛的普及。

近年来将太阳能转化为光能的研究发展很快。应用了由染料敏化的光感应电子移动的染料敏化型太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Cell，DSSC），近年来作为代替硅（Si）类太阳能电池等的下一代太阳能电池受到关注，并被广泛地研究。染料敏化太阳能电池（DSSC）的优点十分突出：1、制作简单，成本低；2、所使用的染料敏化剂可以在很低的光能量下达到饱和，因此可在各种光照条件下使用；3、可以在很宽的温度范围内正常工作；4、可以制成透明的产品，应用于门窗、屋顶以及汽车顶。因此它迅速成为世界各国的研究重点和热点，取得了丰富的成果，掀起了各国研究DSSC太阳能电池的热潮。

染料敏化太阳能电池作为第三代太阳能电池，是目前最有潜力的硅太阳能电池廉价替代物，它以廉价的宽带隙氧化物半导体制备成具有多孔结构、高比表面积的纳米晶薄膜，薄膜上吸附光敏染料，并选用适当的氧化还原电解质，利用染料来俘获太阳光。其工作原理为：染料分子在吸收了光子后跃迁到激发态，处于激发态的染料分子将电子注入到半导体的导带中，电子扩散至导电基底，后流入外电路中，处于氧化态的染料被电解质还原再生，氧化态的电解质在对电极接受电子后被还原，从而完成一个循环。

但是在长期光照下，由于太阳光中的紫外会导致了染料敏化太阳能电池劣化，从而使得光电转化效率降低，染料敏化太阳能电池耐久性降低，限制染料敏化太阳能电池产业化发展。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述不足，提供一种染料敏化太阳能电池，能够提高染料敏化太阳能电池的耐久性。

本发明提供了一种染料敏化太阳能电池，包括光电极、与光电极对置的对电极和保持在光电极与对电极之间的电解质层，所述光电极远离电解质层的一侧设有防紫外线层。

优选地，所述防紫外线层选自具有防紫外线性能的玻璃、聚合物薄膜、涂料以及表面镀膜中的至少一种。

优选地，所述防紫外线层的可见光透过率为80%-100%，波长为350nm以下的光线的透过率为0%。

优选地，按距所述电解质层由远至近的顺序，所述光电极包括光电极透明基板和光电极膜，所述对电极包括对电极基板和对电极膜。

其中，所述防紫外线层覆盖在所述光电极透明基板远离电解质层的一侧上。

其中，所述光电极侧透明基板可以为透明无机基板或透明塑料基板。

优选地，所述透明无机基板为石英、蓝宝石或玻璃等。

优选地，所述透明塑料基板的组成材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚砜和聚烯烃等中的至少一种。

其中，所述光电极膜为承载有敏化染料的半导体多孔膜。

优选地，所述承载有敏化染料的半导体多孔膜中半导体材料可以为TiO₂、MgO、ZnO、SnO₂、WO₃、Fe₂O₃、In₂O₃、Bi₂O₃、Nb₂O₅、SrTiO₃、BaTiO₃、ZnS、CdS、CdSe、CdTe、PbS、CuInS或InP等。

优选地，承载在所述承载有敏化染料的半导体多孔膜上的敏化染料为钌联吡啶络合物。

优选地，所述对电极膜的组成材料选自铂、金、碳或导电性聚合物。

优选地，所述电解质层中的电解质溶液为氧化还原电对系统，其中，氧化还原电对可以为I^-/I₃^-、Br^-/Br₂、醌/氢醌、SCN^-/(SCN)₂、Fe²⁺/Fe³⁺或Cu⁺/Cu²⁺等。

其中，在对电极侧透明基板上的设有电解质溶液注入孔，在将电解质溶液注入到两电极之间之后，所述电解质溶液注入孔被密封。