[实用新型]染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池，具体涉及一种染料敏化太阳能电池。

背景技术

目前，由于燃烧化石能源带来的一系列污染问题，人们迫切地渴求一种绿色能源的出现，所以新能源越来越受人们青睐，而太阳能电池也逐渐成为人们研究的重点对象，其中染料敏化太阳能电池(DSCs)尤为受到人们的重视。染料敏化太阳能电池主要是模仿光合作用的原理制作出的一种新型太阳能电池，它工作的原理是，当光照时，光阳极上的染料分子吸收太阳光能后，其中的电子变为激发状态，激发态的电子进入紧邻的金属氧化物薄膜层，随后进入导电膜，再通过外部电线把电子输送到对电极，最后进入电解质，染料中失去的电子则通过金属氧化物从电解质中得到补偿，使染料回到初始状态而形成电子回路，这样就产生了光电流。

DSCs与传统的太阳电池相比有以下一些优势：

(1)结构简单、易于制造，生产工艺简单，易于大规模工业化生产；

(2)制备电池耗能较少，能源回收周期短；

(3)生产成本较低，仅为硅太阳能电池的1/5～1/10；

(4)生产过程中无毒无污染。

但是，目前的薄膜太阳能电池的光电转化率不高、整体结构复杂，同时采用液态有机小分子化合物溶剂，其沸点低，易挥发，流动性大，会造成给电极腐蚀、电解液泄露、寿命短等一系列问题；并且重新注射电解液时，必须整体拆开，操作复杂，电池的寿命低。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种染料敏化太阳能电池，从而得到的染料敏化太阳能电池，结构简单，寿命长，不易腐蚀，提高了光电利用效率。

本实用新型提供一种染料敏化太阳能电池，包括依次设置的染料敏化光阳极结构、对电极和透光玻璃，所述染料敏化光阳极结构包括光阳极，所述光阳极上设有绝缘膜，所述绝缘膜上设有第一开口，所述第一开口沿所述光阳极的对光区的周边设置，所述对电极上穿设有第二开口，所述第二开口与第一开口对应设置，且所述对光区、第一开口、第二开口与所述透光玻璃围成用于填充电解液的空腔；所述透光玻璃上还穿设有与第二开口相连通的通孔，所述通孔的截面成螺旋形，所述通孔的第一端口设于所述第二开口的周边，所述通孔的第二端口设于透光玻璃上，所述第二端口上设有与其相开合的密封部。

优选地，所述透光玻璃上还设有凹槽，所述凹槽沿所述通孔的第二端口的周向设置，该凹槽的设置，防止电解液溢流在整个透光玻璃上造成污染，影响其透光性，从而影响电池的整体光电转换效果。

优选地，所述密封部为单向密封部，从而能够防止电解液注射的过程中逆流，造成腐蚀。

优选地，所通孔的顶部的直径小于所述通孔的底部的直径，且所述通孔的直径为2～4mm；顶部的直径小于所述通孔的底部的直径，成锥形的设置能够防止电解液溢出；且在通孔设计下，改变了电解液的注射方式，减少了使用中对电池结构的损坏，延长了电池寿命。

优选地，所述透光玻璃上均匀设有多个凸起，该凸起的设置能够提高整个透光玻璃的光电接触面积，从而提高光电转换效率。

优选地，所述透光玻璃上还设有防紫外线层，防紫外线层的设计能够防止紫外线对染料敏化太阳能电池的劣化，提高染料敏化太阳能电池耐久性，延长染料敏化太阳能电池的使用寿命，利于染料敏化太阳能电池产业化发展。

优选地，所述光阳极为网状结构，所述光阳极上设有二氧化钛纳米微管层，网状的结构增大了二氧化钛纳米微管层的表面积，从而与电解质的接触面积和吸附染料敏化层的量均增加，体高了光电转换效率。

优选地，所述光阳极和所述绝缘膜间还设有染料敏化层，所述染料敏化层成正弦或余弦波分布，染料敏化层成波形的设置，在使用时易吸收太阳光形成电势。

优选地，所述对光区为方形或圆形，且设于所述光阳极的中心，这样的布置，能够形成较高的电动势，最大地利用光阳极面积提高输出功率。

优选地，所述电解液为0.1mol/L的Na₂SO₄溶液。

优选地，所述染料敏化层由染料敏化剂制成，所述染料敏化剂选取天然植物桑葚为原料，经无污染的提取过程制得，具有良好的敏化效果，提高了光电转化效率。

优选地，对电极是契合对光的中心经切割的铂片，具有较高的理论电动势。