CN101154691A - 染料敏化的太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种染料敏化的太阳能电池，其中在半导体电极的半导体氧化物层和导电基底的暴露表面上形成有绝缘层，以及一种制备染料敏化的太阳能电池的方法。染料敏化的太阳能电池包括彼此相向布置的半导体电极和反电极，以及置于所述电极之间的电解质溶液。半导体电极包括导电基底，形成于半导体电极上的半导体氧化物层，粘附于半导体氧化物层表面的染料分子层，及形成于经染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上的绝缘层。该绝缘层由自组装的有机层形成，该自组装层通过化学键自组装于半导体氧化物层和导电基底的表面上。

Description

染料敏化的太阳能电池及其制备方法
相关专利申请的交互引用
本申请要求2006年9月29日提交韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2006-0096412号的权益，其公开内容整体地引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及太阳能电池，更具体地，本发明涉及染料敏化的太阳能电池，其包括上面涂有染料分子的半导体氧化物层。
背景技术
与利用现有的P-N结制造的硅太阳能电池不同，染料敏化的太阳能电池是光电化学太阳能电池，其主要成分是能够通过吸收可见光产生电子-空穴对的光敏染料分子，及转移所产生的电子的过渡金属氧化物。这种染料敏化的太阳能电池的代表性实例是Graetzel等人于瑞士提出的染料敏化的太阳能电池(美国专利公布4927721和5350644)。Graetzel等人提出的染料敏化的太阳能电池由半导体电极、反电极以及填充于两电极之间的电解质溶液构成，其中半导体电极由其上涂有染料分子的纳米晶二氧化钛(TiO2)构成并且反电极上涂有铂或碳。由于光化学太阳能电池可以比常规硅太阳能电池更低的单位电功率制造成本生产，所以它更引人注目。
染料敏化的太阳能电池的工作原理如下。
电子自日光激发的染料注入纳米晶二氧化钛的导带。所注入的电子经过纳米晶二氧化钛到达导电基底，并转移至外电路。在外电路完成电功之后，通过氧化/还原电解质，利用其传递电子的作用，电子返回并经过反电极注入到二氧化钛中，以还原电子不足的染料，进而完成染料敏化的太阳能电池的工作。这里，当自染料注入的电子经过纳米晶二氧化钛层和导电基底时，一些注入的电子可以保留在纳米晶二氧化钛表面的空表面能级中，然后才转移至外电路。这种情况下，使得电子可与氧化/还原电解质反应，并无效地逸散。另外，由光产生的电子也可以在导电基底的表面逸散，因而能量转换效率降低。
发明内容
本发明提供一种染料敏化的太阳能电池，其可以防止从染料注入的电子因为其在半导体氧化物的表面或者在导电基底的表面与氧化/还原电解质相互作用而逸散。
本发明还提供一种制备染料敏化的太阳能电池的方法，其中该染料敏化的太阳能电池可以防止从染料注入的电子因为其在半导体氧化物的表面或者在导电基底的表面与氧化/还原电解质相互作用而逸散。
根据本发明的一个方面，提供染料敏化的太阳能电池，其包括：彼此相向布置的半导体电极和反电极，以及布置在电极之间的电解质溶液，其中半导体电极包括导电基底，形成于半导体电极上的半导体氧化物层，粘附于半导体氧化物层表面的染料分子层，及形成于经染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底表面的绝缘层。
所述绝缘层可由自组装的有机层形成，该自组装的有机层由绝缘的有机化合物构成，其中该绝缘的有机化合物通过化学键自组装于经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上。
例如，自组装的有机层可由其中一种选自下列的化合物进行自组装的分子层形成：硅烷化合物，磷酸化合物，硫酸化合物，及羧酸化合物。
另外，自组装的有机层可由其中硅烷化合物进行自组装的分子层形成，该硅烷化合物的结构选自R1SiHR2R3；R1SiXR2R3(X为Cl，Br或I)，及R1SiRR2R3(R为甲氧基，乙氧基或叔丁氧基)(式中R1、R2和R3为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代)。
自组装的有机层也可由其中磷酸化合物进行自组装的分子层形成，该磷酸化合物的结构为PR1R2R3R4(式中R1、R2、R3和R4为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代，而且R1、R2、R3和R4中至少有一个为-OH或-O)。自组装的有机层也可由其中硫酸化合物进行自组装的分子层形成，该硫酸化合物的结构为SR1R2R3R4(R1、R2、R3和R4为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代，而且R1、R2、R3和R4中至少有一个为-OH或-O)。自组装的有机层也可由其中羧酸化合物进行自组装的分子层形成，该羧酸化合物的结构为R1COOH或R2COO-(R1和R2为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代)。
根据本发明的另一方面，提供制备染料敏化的太阳能电池的方法，该方法包括：形成半导体电极；形成反电极；将半导体电极和反电极彼此相向地布置；及将电解质溶液注入到半导体电极与反电极之间的空间中，其中半导体电极的形成包括在导电基底上形成半导体氧化物层，将染料分子层粘附在半导体氧化物层的表面上，及在经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上形成绝缘层。
该方法还包括形成自组装的有机层，其中该自组装的有机层通过化学键自组装于经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上，以形成绝缘层。
自组装有机层的形成可包括将所得到的其上形成有染料分子层的结构浸渍于疏水有机溶剂中，所述疏水有机溶剂中溶解有至少一种选自下列的化合物：硅烷化合物，磷酸化合物，硫酸化合物，及羧酸化合物。另外，自组装有机层的形成还可以包括以气态向所得到的其上形成有染料分子层的结构的表面提供至少一种选自下列的化合物：硅烷化合物，磷酸化合物，硫酸化合物，及羧酸化合物。自组装有机层的形成可以在比较干燥而不是大气的条件下进行。
在根据本发明的染料敏化的太阳能电池中，与氧化/还原电解质接触的半导体氧化物层的表面和导电基底的表面被绝缘层所覆盖，因而可以防止电子逸散，在响应光而产生的电子于染料敏化的太阳能电池工作过程中转移至外电路时会发生这种电子逸散，从而显著地提高能量转化效率。另外，由于可以通过比较简单和容易的方法在半导体电极的所需部分形成自组装的有机层，因而可以显著地提高这种染料敏化的太阳能电池在市场中的竞争力。
附图说明
通过参照附图详述其示例性实施方案，本发明的上述及其它特征和优点将会更加清楚，在附图中：
图1是根据本发明实施方案的染料敏化太阳能电池的截面示意图；
图2是根据本发明实施方案的图1的染料敏化太阳能电池的半导体电极的放大截面示意图；及
图3是评价根据本发明实施方案的染料敏化太阳能电池的电流密度-电压曲线图。
具体实施方式
下文中，将参照其中给出了本发明示例性实施方案的附图更全面地说明本发明。然而，本发明可以很多不同的形式实施，而且不应解释成本发明仅限于这里所述的实施方案；相反，提供这些实施方案的目的是使本公开全面和完整，并向本领域的技术人员充分地传达本发明的构思。在附图中，同样的附图标记代表相同的组成部分，而且为了清楚起见夸大了各层和区域的尺寸和厚度。
图1是根据本发明实施方案的染料敏化太阳能电池100的截面示意图。
参照图1，根据本发明实施方案的染料敏化太阳能电池100包括半导体电极10，反电极20，及装填于半导体电极10与反电极20之间的电解质溶液30。
图2是根据本发明实施方案的染料敏化太阳能电池100的半导体电极10的详细放大截面图。
参照图1和图2，半导体电极10由透明的导电基底12和电子转移层13形成，所述电子转移层13布置在导电基底12上以将电子转移给导电基底12。电子转移层13包括形成于导电基底12上的半导体氧化物层14和粘附在半导体氧化物层14上的染料分子层16。为了防止电子因与电解质溶液30反应而逸散，逸散导致低效率，可以在经过电子转移层13中的染料分子层16而暴露的半导体氧化物层14的表面以及导电基底12的表面形成绝缘层18。绝缘层18可由自组装的有机层形成。
导电基底12可由铟锡氧化物(ITO)，氟掺杂的锡氧化物(FTO)，或者其上涂有SnO2的玻璃基底形成。
半导体氧化物层14可由二氧化钛(TiO2)，二氧化锡(SnO2)，氧化锌(ZnO)，或者它们的组合形成。半导体氧化物层14可具有5～15μm的厚度。
染料分子层16可由钌络合物形成。
在导电基底12的表面，绝缘层18选择性地形成于导电基底12上的暴露部分和半导体氧化物层14的不为染料分子层16所覆盖的暴露部分。当绝缘层18为自组装的有机层时，该自组装的有机层因为导电基底12中所包含的金属原子与半导体氧化物层14之间存在的化学键而自组装在导电基底12和半导体氧化物层14的表面上。由绝缘层18形成的自组装有机层可由单分子层形成。另外，自组装有机层的厚度可根据形成分子层的材料的分子长度调整。形成绝缘层18的自组装有机层可由不能迁移电子或空穴的绝缘有机化合物形成。自组装有机层的源化合物可以选自包含能够通过化学键选择性地自组装于导电表面的官能团的化合物，如硅烷化合物，磷酸化合物，硫酸化合物，及羧酸化合物。稍后会更充分地描述可形成自组装有机层的有机分子。
反电极20包括导电基底22和涂布在导电基底22上的金属层24。金属层24可由铂层构成。导电基底22可由ITO，FTO，或者其上涂有SnO2的玻璃基底构成。
反电极20的金属层24面向半导体电极10的电子转移层13布置。
填充在半导体电极10与反电极20之间的空间中的电解质溶液30可由咪唑基化合物和碘构成。例如，电解质溶液30可以是I3 -/I-电解质溶液，其中0.70M的1-乙烯基-3-甲基-咪唑鎓碘化物，0.10M的LiI，40mM的碘(I2)，及0.125M的4-叔丁基吡啶溶解于3-甲氧基丙腈中。
电解质溶液30通过形成于反电极20的导电基底22中的微孔26填充在半导体电极10与反电极20之间的空间中，其中该空间由聚合物层40界定。
根据本发明实施方案的图1和图2的染料敏化太阳能电池100以下列方式工作。
当透过半导体电极10的导电基底12的太阳光吸收于粘附在半导体氧化物层14上的染料分子层16中时，形成染料分子层16的材料被激发，从而将电子注入到半导体氧化物层14的导带中。注入到半导体氧化物层14中的电子通过构成半导体氧化物层14的纳米尺寸细颗粒之间的界面转移到与半导体氧化物层14相邻的导电基底12，然后通过外部的导线线路(未示出)转移到反电极20。
因为电子转移而氧化的染料分子层16接受电子并再次被还原，所述电子是由电解质溶液30中的碘离子的氧化-还原作用(3I-→I3 -+2e-)提供的。氧化的碘离子(I3 -)再次被到达反电极20的电子所还原。于是，完成了染料敏化太阳能电池100的工作过程。
如上所述，在根据本发明的染料敏化太阳能电池100中，由于构成半导体电极10的导电基底12和经染料分子层16暴露的部分半导体氧化物层14被绝缘层18所覆盖，因此可以通过身为自组装有机层的染料分子层16防止容易形成电子逸散途径的区域，从而可以显著地提高能量转化效率。
下面将说明根据本发明的制备染料敏化太阳能电池100的方法。
为了制造身为阴极的半导体电极10，制备其上形成有半导体氧化物层14的导电基底12。半导体氧化物层14可具有5～15μm的厚度。然后，将其上形成有半导体氧化物层14的导电基底12在由钌络合物形成的染料溶液中浸渍24小时或更长时间，以在半导体氧化物层14的表面涂上染料分子层16。
将所得到的其上形成有染料分子层16的结构在N2气氛下干燥，以从所得结构的表面除去醇基有机溶剂。
接着，在导电基底12和半导体氧化物层14经染料分子层16而暴露的表面上形成绝缘层18。为了使绝缘层18形成自组装的有机层，在比较干燥而不是大气条件下，于导电基底12和半导体氧化物层14经染料分子层16而暴露的表面上形成自组装的有机层。为了创造干燥的条件，自组装的有机层可在露点温度保持在约-60至-10℃的干燥室中形成。
在制备自组装有机层的示例性方法中，可以采用在干燥室中将其上形成有半导体氧化物层14和染料分子层16的所得物，在其中溶解有预定有机化合物的疏水有机溶剂中浸渍30分钟至1天的工艺。所述有机溶剂可由例如极性溶剂(如醇或酮)或者非极性溶剂(如苯、甲苯、己烷、丁烷或异辛烷)构成。
在制备自组装有机层的另一示例性方法中，可以采用在真空下以预定的有机化合物涂布导电基底12和半导体氧化物层14的表面的工艺，其中所述预定的有机化合物是以气态提供的。
用于制备自组装有机层的源化合物可以选自不能迁移电子或空穴的绝缘的有机化合物。具体地，自组装有机层的源材料可以选自包含能够通过化学键选择性地自组装于导电表面的官能团的有机分子。例如，该源材料可以为硅烷化合物，磷酸化合物，硫酸化合物，或者羧酸化合物。
当使用硅烷化合物作为制造自组装有机层的源材料时，该硅烷化合物可具有选自下列的结构：R1SiHR2R3；R1SiXR2R3(X为Cl，Br或I)；及R1SiRR2R3(R为甲氧基，乙氧基或叔丁基)(式中R1、R2和R3为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，而且R1、R2和R3各自被氟取代或未取代)。
例如，可以使用包含C1-C24烷基或烷氧基的烷基硅烷，烷基三氯硅烷，烷氧基烷基硅烷，三烷氧基烷基硅烷，及二烷氧基二烷基硅烷。
当使用磷酸化合物作为制造自组装有机层的源材料时，该磷酸化合物具有选自下列的官能团：-PO4，-PO3，-PO2，及-PO。磷酸化合物可具有结构PR1R2R3R4(式中R1、R2、R3和R4为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，R1、R2、R3和R4各自被氟取代或未取代，及R1、R2、R3和R4中至少有一个为-OH或-O)。当R1、R2、R3和R4中至少有一个为-O时，磷酸化合物可以具有金属离子的络合物的形式存在。例如，可以使用具有氟取代或未取代的C1-C24烷基的烷基磷酸，烷基次磷酸，及(烷基)亚磷酸。
当使用硫酸化合物作为制造自组装有机层的源材料时，该硫酸化合物具有选自下列的官能团：-SO4，-SO3，-SO2，及-SO。该硫酸化合物可具有结构SR1R2R3R4(R1、R2、R3和R4为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，R1、R2、R3和R4各自被氟取代或未取代，及R1、R2、R3和R4中至少有一个为-OH或-O)。当R1、R2、R3和R4中至少有一个为-O时，该硫酸化合物可以具有金属离子的络合物的形式存在。例如，可以使用硫酸，亚硫酸，及其金属离子络合物，亦即硫酸钠和亚硫酸钾。
当使用羧酸化合物作为制造自组装有机层的源材料时，该羧酸化合物具有官能团-COOH或-COO-。该羧酸化合物可具有结构R1COOH或R2COO-(R1和R2为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代)。例如，可以使用甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，丙二酸，草酸，丁二酸，苯二甲酸，戊二酸，己二酸，及苯甲酸。
身为阴极的半导体电极10的制造，按如上所述通过在导电基底12和半导体氧化物层14经染料分子层16而暴露的表面上形成绝缘层18而完成。
为了制造身为阳极的反电极20，将金属层24例如铂层涂布在其上涂有ITO、FTO或SnO2的透明导电基底22上。
下一步，将所述阳极和阴极组装。亦即，将金属层24和其上粘附有染料分子层16的半导体氧化物层14彼此相向地形成，及在阳极和阴极中将导电表面向内布置。这种情况下，将厚度为30～50μm并且由例如SURLYN(DuPont制造)形成的聚合物层40布置在阳极和阴极之间，然后在100～140℃的加热板和1～3个大气压下将两电极彼此紧密地粘接在一起。由于加热和加压，聚合物层40牢固地粘接在两电极的表面。接着，将电解质溶液30通过形成于导电基底22中的微孔26装填于两电极之间的空间中。待装填完电解质溶液30之后，迅速加热SURLYN和薄玻璃以密封微孔26。
下文中，将更全面地说明根据本发明的染料敏化太阳能电池的制造实施例。
实施例1
制造染料敏化的太阳能电池
利用合成的TiO2糊，通过丝网印刷法在FTO基底上形成第一TiO2纳米颗粒层。在实施干燥和500℃下烧结之后，通过丝网印刷法在第一TiO2纳米颗粒层上形成包含直径为200～400nm的光散射颗粒的第二TiO2纳米颗粒层，然后干燥并烧结，制得TiO2薄膜，其为厚度20μm的双层。
将所得到的其上形成有TiO2薄膜的结构加到其中溶解有钌染料(4，4′-二羧基-2，2-二吡啶)二(硫代氰酸根合)钌(II)：N3)的醇溶液中，使染料附着在TiO2薄膜的表面。用乙醇洗涤所得到的其上粘附有染料的结构并干燥。将如此处理之后制得的样品分成三组。
将三乙氧基辛基硅烷、十八烷基三氯硅烷和甲基磷酸各自溶解于甲苯溶液中以具有5mM的浓度，制得用于自组装各不同有机化合物的溶液。然后，将三组样品分别在其中溶解有三乙氧基辛基硅烷、十八烷基三氯硅烷和甲基磷酸的甲苯溶液中浸渍6小时。接着，在TiO2薄膜没有粘附染料的表面部分和FTO基底的暴露表面上形成绝缘层，以完成半导体电极，其中所述绝缘层为自组装的有机层。
将其上涂有H2PtCl6溶液的导电玻璃基底在450℃下加热30分钟制得反电极。
排列半导体电极和反电极，使其各自的导电表面彼此相向。然后，在半导体电极和反电极之间布置由SURLYN(Du Pont制造)形成的聚合物层，以使半导体电极和反电极紧密地粘接在一起。接下来，在两电极之间的空间中加注I3 -/I-电解质溶液，在该电解质溶液中，0.70M的1-乙烯基-3-甲基-咪唑鎓碘化物、0.10M的LiI、40mM的I2(碘)、0.125M的4-叔丁基吡啶溶解于3-甲氧基丙腈中，从而完成了染料敏化的太阳能电池。
实施例2
对比例
为了比较，按与实施例1中相同的方式制造染料敏化的太阳能电池，只是不包括自组装有机层的制造。
实施例3
测量光电压和光电流
为了评价于实施例1制备的染料敏化太阳能电池的光转化效率，测量该染料敏化太阳能电池的光电压和光电流如下。为此，使用由光源仪(Keithley2400SourceMeter)形成的太阳模拟器。这里，使用氙灯(Oriel，91193)作为光源。
图3是评价根据本发明实施方案的实施例1的染料敏化太阳能电池的电流密度和电压的曲线图。
参照图3，该曲线图示了染料敏化太阳能电池“A”、“B”和“C”的电流密度和电压，其中“A”、“B”和“C”分别是利用三乙氧基辛基硅烷、十八烷基三氯硅烷和甲基磷酸形成自组装有机层的太阳能电池。另外，“D”是指实施例2中制备的用于对比的染料敏化太阳能电池的电流密度和电压。
根据图3的结果，与实施例2中制备的用于对比的染料敏化太阳能电池相比，其中形成了自组装有机层染料敏化的太阳能电池“A”、“B”和“C”的开路电压和电流密度均得到了提高。另外，在根据本发明的染料敏化的太阳能电池“A”、“B”和“C”中，其中利用磷酸化合物形成自组装有机层额染料敏化太阳能电池(″C″)，具有比其中利用硅烷化合物形成自组装有机层的染料敏化太阳能电池(″A″)更好的效率。
制备于实施例1中的根据本发明的各染料敏化的太阳能电池(“A”、“B”和“C”)，以及制备于实施例2中的用于比较的染料敏化太阳能电池(″D″)的电特性示于下面的表1中。
【表1】
  A(三乙氧基辛基硅烷)   B(十八烷基三氯硅烷)   C(甲基磷酸)   D(参照)
  开路电压(VOC)V   0.661   0.687   0.732   0.654
  短路电流(JSC)mA/cm2   12.81   12.93   13.61   12.71
  装填系数   0.641   0.637   0.655   0.630
  效率   5.43   5.685   6.45   5.23
如上所述，在根据本发明的染料敏化太阳能电池中，半导体电极中经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层的表面和导电基底的表面被绝缘层所覆盖。为了形成绝缘层，可以形成自组装的有机层，其中该自组装的有机层由于化学键而自组装于经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上。由于接触氧化/还原电解质的半导体氧化物层和导电基底的表面被绝缘层形成的保护膜所覆盖，因此可以防止因响应光而从染料注入到纳米颗粒半导体氧化物层的电子逸散。另外，绝缘层还形成于通过半导体氧化物层而暴露的导电基底的表面上，因而可以防止电子通过导电基底表面而发生的与氧化/还原电解质的反应，进而防止电子逸散并提高效率。因此，还可以防止响应光而产生电子在染料敏化太阳能电池工作过程中转移至外电路时可能发生的电子逸散，从而可以显著地提高能量转化效率。另外，由于绝缘层可以通过比较简单和容易的方法利用具有官能团的绝缘有机分子形成在半导体电极的需要部分，其中该官能团仅选择性地自组装于导电的表面上，因此可以显著地提高该染料敏化太阳能电池在市场上的竞争力。
尽管已经参照其示例性实施方案具体地给出和说明了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离如权利要求书中所定义的本发明的构思和范围的情况下，可以在形式和细节上对其作出各种改变。

Claims (16)

1.一种染料敏化的太阳能电池，包括：
彼此相向布置的半导体电极和反电极，及布置在所述电极之间的电解质溶液，
其中所述半导体电极包括导电基底，形成于半导体电极上的半导体氧化物层，粘附于半导体氧化物层表面的染料分子层，及形成于经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上的绝缘层。
2.根据权利要求1的染料敏化的太阳能电池，其中所述绝缘层由自组装的有机层构成，该自组装的有机层由绝缘的有机化合物构成，其中该绝缘的有机化合物通过化学键自组装于经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上。
3.根据权利要求2的染料敏化的太阳能电池，其中所述自组装的有机层由其中选自硅烷化合物、磷酸化合物、硫酸化合物和羧酸化合物之一的化合物进行自组装的分子层形成。
4.根据权利要求2的染料敏化的太阳能电池，其中所述自组装的有机层由其中硅烷化合物进行自组装的分子层形成，所述硅烷化合物具有选自下列的结构：R1SiHR2R3；R1SiXR2R3(X为Cl，Br或I)；及R1SiRR2R3(R为甲氧基、乙氧基或叔丁氧基)(式中R1、R2和R3为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代)。
5.根据权利要求2的染料敏化的太阳能电池，其中所述自组装的有机层由其中磷酸化合物进行自组装的分子层形成，该磷酸化合物的结构为PR1R2R3R4(式中R1、R2、R3和R4为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代，而且R1、R2、R3和R4中至少有一个为-OH或-O)。
6.根据权利要求2的染料敏化的太阳能电池，其中所述自组装的有机层由其中硫酸化合物进行自组装的分子层形成，该硫酸化合物的结构为SR1R2R3R4(R1、R2、R3和R4为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代，而且R1、R2、R3和R4中至少有一个为-OH或-O)。
7.根据权利要求2的染料敏化的太阳能电池，其中所述自组装的有机层由其中羧酸化合物进行自组装的分子层形成，该羧酸化合物的结构为R1COOH或R2COO-(R1和R2为C1-C24烷烃、链烯烃或炔烃，其各自被氟取代或未取代)。
8.根据权利要求1的染料敏化的太阳能电池，其中所述导电基底由铟锡氧化物(ITO)，氟掺杂的锡氧化物(FTO)，或者其上涂有SnO2的玻璃基底形成。
9.根据权利要求1的染料敏化的太阳能电池，其中所述染料分子层由钌络合物形成。
10.根据权利要求1的染料敏化的太阳能电池，其中所述半导体氧化物层由二氧化钛(TiO2)，二氧化锡(SnO2)，氧化锌(ZnO)，或者它们的组合形成。
11.根据权利要求1的染料敏化的太阳能电池，其中所述反电极包括导电基底以及涂布于该导电基底上的金属层。
12.一种制备染料敏化的太阳能电池的方法，该方法包括：
形成半导体电极；
形成反电极；
将半导体电极和反电极彼此相向地布置；及
在半导体电极与反电极之间的空间中注入电解质溶液，
其中半导体电极的形成包括在导电基底上形成半导体氧化物层，将染料分子层粘附在半导体氧化物层的表面上，及在经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上形成绝缘层。
13.根据权利要求12的方法，还包括形成自组装的有机层，其中该自组装的有机层通过化学键自组装于经过染料分子层而暴露的半导体氧化物层和导电基底的表面上，以形成绝缘层。
14.根据权利要求13的方法，其中自组装有机层的形成包括将所得到的其上形成有染料分子层的结构浸渍在疏水有机溶剂中，该疏水有机溶剂中溶解有至少一种选自硅烷化合物，磷酸化合物，硫酸化合物，及羧酸化合物的化合物。
15.根据权利要求13的方法，其中自组装有机层的形成包括以气态向所得到的其上形成有染料分子层的结构的表面提供至少一种选自硅烷化合物，磷酸化合物，硫酸化合物，及羧酸化合物的化合物。
16.根据权利要求13的方法，其中自组装有机层的形成是在比较干燥而不是大气条件下进行的。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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