[发明专利]薄膜太阳能电池板及其制备方法

说明书

本发明公开一种薄膜太阳能电池板，包括对合封装的光阳极组件和对电极组件，光阳极组件与对电极组件对应形成多个电池单元，电池单元中填充有凝胶电解质，光阳极组件和对电极组件分别上设有主导电极，主导电极上梳状分布有多个副导电极。与现有技术相比，本发明提供了一种薄膜太阳能电池板及其制备方法，通过设置主、副导电极能高效收集和传导电池中的电子，提升电池效率，通过在主导电极上设置硬质绝缘层以及粘结剂作为间隔层封装，避免光阳极和对电极上的导电电极因高温和压力下变形而导致短路，提高电池的使用寿命和稳定性；凝胶电解质能显著提高电池的短路电流和开路电压，提高电池的光电转换效率，工艺简单，使用寿命长，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种薄膜太阳能电池板及其制备方法。

背景技术

随着资源短缺和环境污染问题的日益突出，太阳能作为一种清洁可再生能源越来越受到世人的关注。当前，通过太阳能电池进行光电转换是人类利用太阳能的主要途径之一。在太阳能电池中，硅太阳能电池因其转换率高和技术成熟占据了太阳能电池90％的份额，然而硅系太阳能电池因其工艺复杂，价格昂贵，材料要求苛刻而难以普及。如何提高太阳能电池的光电转换效率并有效的降低其制造成本，成为诸多太阳能电池工作者不断追求的目标。

染料敏化太阳电池(DSSC)是模仿光合作用研制出来的新型太阳能电池，具有低成本，易于制造和高效率等优点，极有可能取代传统固态光伏器件，如硅太阳能电池、锑化镉薄膜电池和铜铟镓硒薄膜电池等，成为未来太阳能电池的主导。小尺寸的染料敏化太阳能电池通常是由透明导电玻璃、TiO2多孔纳米膜、敏化染料、电解质溶液以及镀Pt对电极构成的“三明治”式结构电池，其性能己接近非晶硅太阳电池；但在研制大面积DSSC中发现，在同样结构下，如果把小面积DSSC简单放大为大面积电池时，电池具有很大的内阻，使电池的填充因子迅速减小，电池的光电转换效率也大幅度降低，从而影响了DSSC的电池性能，达不到实用化要求。为得到较高光电转换效率的大面积DSSC，通常将大尺寸染料敏化太阳能电池分隔成一定数量的条状子电池模块，并每个条状子电池模块边缘制作一条直线型的栅电极，以缩短电子的传输距离，但在电池面积增大的情况下，条状子单元电池模组宽度也变大，简单的制作一条栅电极不能够完全解决电子传输路径长导致效率降低的问题。

由于DSC内部复杂的物理和化学环境，电子在电解液的传递过程中伴随着复杂的反应过程，这些都对密封材料的提出了更高要求，而且要有足够的强度以防止电解液的泄露和挥发，目前采用Surlyn1702热封薄膜的、存在稳定性和耐溶剂性差、难自动化、成本高等缺点；采用用玻璃浆料的、存在难以保证封装的均一性，部分上下封装点不能良好接触等缺点，从而导致电解液泄露，采用特制粘合剂存在封装时易短路的缺点，因为粘合剂在高温和压力下易变形，从而使粘合层变薄，导致光阳极和对电极上的导电电极有接触点，从而导致短路。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种薄膜太阳能电池板及其制备方法，以解决具有较高的电导率和电化学稳定性，能够高效收集电池内部各区域电子，提高电池封装的稳定性，封装的均一性等问题。

本发明采用的技术方案如下：一种薄膜太阳能电池板，包括对合封装的光阳极组件和对电极组件，所述光阳极组件包括至少两个光阳极单元，所述对电极组件包括至少两个对电极单元，相邻的光阳极单元和相邻的对电极单元之间分别设有间隔层，所述光阳极单元与所述对电极单元一一对应形成电池单元，所述电池单元中填充有凝胶电解质，所述光阳极组件和所述对电极组件分别上设有主导电极，所述主导电极的长度方向与所述光阳极组件和所述对电极组件的长度方向一致，所述主导电极上梳状分布有多个副导电极；

所述凝胶电解质包括双离子液体电解质、凝胶剂、TiO₂纳米粒子；所述双离子液体电解质包括摩尔比为1：(0.5～1.5)的锍阳离子液体和二乙基甲基锍碘离子液体、碘化锂、碘、4-叔丁基吡啶和碳酸丙二酯。