CN101958194A - 微流控染料敏化太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及将微流控器件与染料敏化太阳能电池集成一体的微流控染料敏化太阳能电池。在电池光阳极板的电能输出负极的导电区域与电池对电极板的电能输出正极的导电区域之间有纳晶膜；纳晶膜经微通道分别与两个储液槽相连，相邻的储液槽之间有微槽，上述连接形成了微通道循环回路，该循环回路中注满有液体电解质；外加电压的正负极分别通入储液槽内的液体电解质中；外加电压的正负极、注满有液体电解质的储液槽和微槽构成“电渗泵”。在该“电渗泵”扬程力的驱动下，实现了染料敏化太阳能电池中液体电解质的循环和补充，解决了以往因电解质流失导致电池失效问题，由此有效延长了染料敏化太阳能电池的使用寿命。

Description

微流控染料敏化太阳能电池
技术领域
本发明属于染料敏化太阳能电池(DSSC)领域，特别涉及一种将微流控器件与染料敏化太阳能电池集成一体的微流控染料敏化太阳能电池。
背景技术
太阳能应用技术，一直是科研人员的重要研究开发领域。自20世纪70年代，美国科学家首先研发出硅太阳能电池(Barbé，C.J.；Arendse，F.；Comte，P.；Jirousek，M.；Lenzmann，F.；Shklover，V.；
Figure B2009100890248D0000011
M.J.Am.Ceram.Soc.1997，80，3157)，并在航天等领域得到了应用；目前工业化生产的单晶硅太阳能电池的光电转换效率在13％-16％之间(Bedja，I.；Hotchandani，S.；Kamat，P.V.J.Phys.Chem.1994，98，4133.)。由于硅电池制造工艺复杂、成本高，使其应用范围的拓宽受到了限制。为了克服硅电池的缺点，科研人员相继研发出了多种新型光伏电池。其中，90年代瑞士M.Gratzel教授的研究小组研发的多孔纳晶TiO2染料敏化太阳能电池引起了人们的广泛关注，在AM 1.5模拟日光照射下，其光电转换效率达到了7.1％～12％(Benkstein，K.D.；Kopidakis，N.；Lagemaat，J.van de；Frank，A.J.J.Phys.Chem.B 2003，107，7795.)。与硅电池相比，染料敏化太阳能电池的优势在于制备工艺简单、生产成本低；它对入射光角度要求低，在折射光和反射光条件下，仍有良好的电池性能；由于DSSC将具有宽的光谱吸收的染料和有高比表面积的纳米多孔薄膜有机地结合起来，能在极广的可见光范围内工作，适合在非直射光、多云等弱光条件下，以及在光线条件不足的室内条件下应用，所以，DSSC已成为当今新的研究热点和产业化方向。
染料敏化太阳能电池主要由导电基片、多孔纳米晶半导体薄膜、染料光敏化剂、电解质和透明电极组成。就染料敏化太阳能电池的电解质而言，主要以含有I-/I3-氧化还原对的有机溶剂形成，即液体电解质。但是，染料敏化太阳能电池在长期使用后会出现电解液缺失问题，由此降低了电池的实用性。因此，科研人员将研究投向了准固态(溶胶-凝胶)电解质和全固态电解质。然而，目前准固态电解质DSSC及全固态电解质DSSC的光电转换效率都远远低于液体电解质DSSC的光电转换效率。
微流控技术(Microfluidics)是集物理、化学和生物学研究于一体的新型前沿技术，它通过微阀、微泵、微电极、微电磁场等功能微元器件的控制，在微通道中实现单一或复杂的流体混合、分离、化学反应、传质传热等操作。微流控技术的特点是纳微尺度的元器件和微通道、少量样品、操作“绿色”、集成化、自动化、成本低。人们知道，液体在管道中流动，会受到管壁的磨擦阻力。当管道的内径很小时，管壁的磨擦阻力会很大。在一般情况下，必须施加外力，才能使液体在微小的管道中流动。目前微流控系统中广泛采用对流体加压或加电场的方法来控制液体的流动，通过在微流管道中置入微电极和电场来产生电渗流，以驱动管道中的液体流动。其中“电渗泵”的工作原理是，以玻璃基质为例，如图1所示，在电解质溶液的pH值为中性或碱性条件下，玻璃微槽表面产生定域负电荷，这些定域负电荷将吸引玻璃微槽内电解质溶液中的阳离子，进而在玻璃微槽与电解质溶液之间的固液界面上就形成了“双电层”。在外电场力的作用下，阳离子层产生迁移并裹挟玻璃微槽内电解质溶液整体地朝电场负极方向流动(电渗流)。这里的外电场、负定域电荷的玻璃微槽和pH值为中性或碱性的电解质溶液的协同作用就像泵一样，通称为“电渗泵”。
为发挥液体电解质的优势，克服其不足，本发明提出了一种新思路，将微流控技术与DSSC电池技术相结合，通过微通道和微电路的特殊设计，将“电渗泵”与DSSC电池集成一体，利用“电渗泵”微流量、微结构特性，实现了纳晶膜内液体电解质的循环和补充，有效地解决了电池中液体电解质的缺失问题。另外，原非微流控染料敏化太阳能电池内的液体电解质总含量仅仅是纳晶膜内空隙的容量，而本发明的电解质总容量为储液槽、微槽、微通道和纳晶膜内空隙的容量的总合，是前者的若干数量级，其好处是保证纳晶膜长期充分浸润在电解液中，最大限度地避免了因电解液浸润不均而引起的光电转换效率衰减。由此保持电池性能的长期稳定，延长电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种微流控染料敏化太阳能电池，即采用了微流控技术，通过在电池体内构建微通道和微电路的方法，将“电渗泵”、纳晶膜和储液槽集成到液体电解质循环回路中，在“电渗泵”扬程力的驱动下，实现纳晶膜内液体电解质的持续更新和补充，由此保持电池性能的长期稳定，延长电池的使用寿命。
本发明的微流控染料敏化太阳能电池的工作原理如图2所示，纳晶膜E经微通道与两个储液槽C1和C2相连，两个储液槽C1和C2之间连接有毛细管尺度的微槽D，上述连接形成了一个微通道循环回路，在该循环回路中注满有液体电解质；外加电压的正负极A1和A2分别通入储液槽C1和C2内的液体电解质中；在电池光阳极板的电能输出负极B1的导电区域与电池对电极板的电能输出正极B2的导电区域之间有纳晶膜；外加电压的正负极A1和A2、注满有液体电解质的储液槽C1和C2及微槽D构成前述的“电渗泵”。在该“电渗泵”扬程力的驱动下，液体电解质就会在微通道循环回路中流动，即可实现纳晶膜内液体电解质的持续更新和补充。
本发明的微流控染料敏化太阳能电池如图3～图23所示，包括电池对电极板、电池压胶膜、电池光阳极板、电池封口膜、电池封口盲板、液体电解质、纳晶膜、微通道、微槽、储液槽、电能输出负极、电能输出正极、外加电压正极和外加电压负极。
所述的电池光阳极板的导电面上分隔有2个以上的独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出负极；其余导电区域作为备用区域，如作为外加电压正极，外加电压负极等。
所述的电池对电极板的导电面上分隔有2个以上的独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出正极，且在电能输出正极的表面有金属铂层；其余导电区域作为备用区域，如作为外加电压正极，外加电压负极等。
在电池光阳极板的作为电能输出负极的导电区域与电池对电极板的作为电能输出正极的导电区域之间有纳晶膜，且环绕纳晶膜的周边有电池压胶膜(纳晶膜与上述的作为电能输出负极和作为电能输出正极的导电区域之间不能有电池压胶膜)；在有电池压胶膜处的电池光阳极板上的至少一个备用区域，或在有电池压胶膜处的电池对电极板上的至少一个备用区域中开有数量不少于2个穿透电池压胶膜的通孔(通孔优选为圆柱形通孔且等间距设置)；在电池光阳极板或电池对电极板的通孔之间开有不少于一条为毛细管形式的微槽，所述的微槽将所述的通孔串联相通，且开在电池光阳极板上的微槽不与所述的作为电能输出负极的导电区域相交，开在电池对电极板上的微槽不与作为电能输出正极的导电区域相接触；当通孔数量大于2个时，串联相通的通孔中的首通孔和尾通孔之间无微槽直接相连。
所述的电池压胶膜中开有2条以上的微通道，当通孔数量大于2个时，其中至少有一条微通道的两端分别与纳晶膜和首通孔相连通，其余电池压胶膜中的微通道的两端分别与纳晶膜和末通孔相连通；或当通孔数量为2个时，其中至少有一条微通道的两端分别与纳晶膜和其中一个通孔相连通，其余电池压胶膜中的微通道的两端分别与纳晶膜和另一个通孔相连通。
所述的微槽与所述的微通道不直接相通。
所述的纳晶膜内的微空隙中、电池压胶膜中的微通道中、通孔中及微槽中均充满有液体电解质。
所述的电池光阳极板的非导电面上的或电池对电极板的非导电面上的各通孔处覆盖有电池封口盲板，电池封口盲板与电池光阳极板的非导电面或电池对电极板的非导电面之间有电池封口膜(电池封口盲板不遮挡纳晶膜的受光面)。
由通孔与电池封口膜、电池封口盲板、电池压胶膜和电池光阳极板围成的空间构成储液槽，或由通孔与电池封口膜、电池封口盲板、电池压胶膜和电池对电极板围成的空间构成储液槽(包括通孔为2个以上时的首储液槽，末储液槽)；当储液槽的数量大于2个时，外加电压的正负极分别通入首储液槽和末储液槽内的液体电解质中；或当储液槽的数量为2个时，外加电压的正负极分别通入两个储液槽内的液体电解质中。
所述的电能输出正极表面的金属铂层大小与纳晶膜适配。
所述的金属铂层是采用离子溅射、气相沉积或化学镀等方法将金属铂附着在电能输出正极的表面。所述的金属铂层的厚度小于10μg/cm2，优选金属铂层的厚度为5μg/cm2～8μg/cm2。
所述的电池光阳极板的作为电能输出负极的导电区域和电池对电极板的作为电能输出正极的导电区域均大于纳晶膜的尺寸。
所述的微槽的当量直径为10μm～500μm。
所述的纳晶膜是由以下方法制备得到的：采用喷涂、印刷、刮涂或附膜等方法，将含有微颗粒材料的溶液附着到电能输出负极的表面，在400℃～600℃(优选450℃)的温度下固化，在电能输出负极的表面形成微颗粒材料膜；然后将带有微颗粒材料膜的电能输出负极浸泡在有机染料溶液或无机染料溶液中以吸附染料，浸泡时间为0.5h～48h；取出干燥，得到纳晶膜；所述的纳晶膜的厚度为5μm～50μm。
所述的含有微颗粒材料的溶液是由微颗粒材料、聚乙烯醇、乙醇和去离子水组成；其中：含有质量浓度为5％～15％的微颗粒材料，质量浓度为1％～5％的聚乙烯醇，质量浓度为30％～50％的乙醇，余量为去离子水。
所述的微颗粒材料的颗粒尺寸为10nm～500nm；选自TiO2、ZnO、SnO2、Nd2O5等所组成的组中的至少一种。
所述的有机染料溶液或无机染料溶液是指：有机染料或无机染料与溶剂的混合溶液，其中所述的有机染料溶液或无机染料溶液的摩尔浓度为0.03mM/L～3mM/L；溶剂为乙醇，甲苯，甲醇，乙腈，3-甲氧基丙烯腈，四特丁基吡啶，丙酮，异丙醇等所组成的组中的至少一种。
所述的有机染料是羧酸联吡啶钌或羧酸多吡啶钌；其中：羧酸联吡啶钌包括N3(Ruthenium 535简称N3)和N719(Ruthenium 535-bisTBA简称N719)。
所述的无机染料选自CdS、CdSe、FeS2、RuS2等所组成的组中的至少一种。
所述的电池对电极板和电池光阳极板是采用透明导电材料制作而成，如ITO导电玻璃或FTO导电玻璃等。
所述的电池对电极板和电池光阳极板的导电面一侧分隔的独立导电区域，是采用刻蚀、激光或超声波等方法加工制作而成。
所述的电池压胶膜和电池封口膜的厚度均为5μm～50μm，其均是具有压粘合或热粘合性能的物质，如：聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)热固化膜，杜邦公司的Bynel热封膜等。
所述的电池封口盲板是具有平滑表面的材料，如导电玻璃、普通玻璃、有机玻璃或金属板等，优选导电玻璃。
所述的液体电解质为常用的液体电解质，优选液体电解质是在混合溶剂中含有0.05mol/L～0.5mol/L的碘，0.01mol/L～1mol/L的碘化物，0.1mol/L～5mol/L的改性剂的混合液。
在上述液体电解质中，所述的混合溶剂是按离子液体与有机溶剂的摩尔比为0～100∶100～0配制而成的混合液。
在上述液体电解质中，所述的离子液体选自1-甲基-3-丙基咪唑碘盐，1-甲基-3-乙基咪唑碘盐，1-甲基-3-丁基咪唑碘盐，1-甲基-3-己基咪唑碘盐，1.2-二甲基-3-丙基咪唑碘盐，四丙基碘化铵，碘化N-乙基吡啶，溴化N-丁基吡啶，N-丁基吡啶四氟硼酸盐，氯化N-丁基-3-甲基吡啶等所组成的组中的至少一种。
在上述液体电解质中，所述的有机溶剂为易挥发或不易挥发的溶剂，如选自乙醇，甲醇，乙腈，3-甲氧基丙烯腈，四特丁基吡啶，丙酮，异丙醇等所组成的组中的至少一种。
在上述液体电解质中，所述碘化物选自碘化锂，碘化钠，碘化钾，碘化铵等可溶性碘盐所组成的组中的至少一种。
在上述液体电解质中，所述改性剂为N-甲基苯并咪唑或叔丁基吡啶。
本发明通过“电渗泵”、微通道、微电路和染料敏化纳晶膜的集成设计，实现了染料敏化太阳能电池中液体电解质的循环和补充，解决了以往因电解质流失导致电池失效问题，由此有效延长了染料敏化太阳能电池的使用寿命。
附图说明
图1.“电渗泵”工作原理示意图。
图2.本发明的微流控染料敏化太阳能电池工作原理示意图。
图3.本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的侧面剖视图。
图4.本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的正面视图。
图5.本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的电池光阳极板的正面视图。
图6.本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的电池对电极板的正面视图。
图7.本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的电池压胶膜的正面视图。
图8.本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的电池封口膜的正面视图。
图9.本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的电池侧面剖视图。
图10.本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的电池正面视图。
图11.本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的电池光阳极板的正面视图。
图12.本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的电池对电极板的正面视图。
图13.本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的电池压胶膜的正面视图。
图14.本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的盲板的正面视图。
图15.本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的电池封口膜的正面视图。
图16.在模拟太阳光光强为100mW/cm2时，所测试的现有的非微流控染料敏化太阳能电池的I-V曲线图。其中a代表7天前测试的I-V曲线、b代表7天后测试的I-V曲线。
图17.在外加电压正负极间施加5V直流电压、模拟太阳光光强为100mW/cm2时，所测试的本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的I-V曲线图。其中c代表7天前测试的I-V曲线、d代表7天后测试的I-V曲线。
图18.在外加电压正负极间施加10V直流电压、模拟太阳光光强为100mW/cm2时，所测试的本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的I-V曲线图。其中e代表7天前测试的I-V曲线、f代表7天后测试的I-V曲线。
图19.本发明实施例3的微流控染料敏化太阳能电池的正面视图。
图20.本发明实施例3的微流控染料敏化太阳能电池的电池光阳极板的正面视图。
图21.本发明实施例3的微流控染料敏化太阳能电池的电池对电极板的正面视图。
图22.本发明实施例3的微流控染料敏化太阳能电池的电池压胶膜的正面视图。
图23.本发明实施例3的微流控染料敏化太阳能电池的电池封口膜的正面视图。
附图标记
1.电池对电极板      2.电池压胶膜      3.电池光阳极板
4.电池封口膜        5.电池封口盲板    6.液体电解质
7.纳晶膜            8.微通道          9.微槽
10.储液槽           11.储液槽         12.电能输出负极
13.电能输出正极     14.外加电压正极   15.外加电压负极
具体实施方式
实施例1
请参见图3～图8所示。微流控染料敏化太阳能电池包括电池对电极板1、电池压胶膜2、电池光阳极板3、电池封口膜4、电池封口盲板5、液体电解质6、纳晶膜7、微通道8、微槽9、储液槽10、储液槽11、电能输出负极12、电能输出正极13、外加电压正极14和外加电压负极15。
所述的电池光阳极板3的导电面上，采用激光刻蚀方法加工出2个独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出负极12，另一个导电区域作为备用区域。
所述的电池对电极板1的导电面上，采用激光刻蚀方法加工出4个独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出正极13，另2个分别作为外加电压正极14和外加电压负极15，剩下的一个导电区域作为备用区域；其中在电能输出正极13的表面有金属铂层。
在电池光阳极板3的作为电能输出负极的导电区域与电池对电极板1的作为电能输出正极的导电区域之间有纳晶膜7，且环绕纳晶膜的周边有电池压胶膜2；在有电池压胶膜处的电池光阳极板3上的备用区域开有2个穿透电池压胶膜2的圆柱形通孔；且在圆柱形通孔之间的电池光阳极板3的导电面上开有相互平行的5条为毛细管形式的微槽9，所述的5条微槽分别将2个圆柱形通孔连通，且开在电池光阳极板3上的微槽不与所述的作为电能输出负极的导电区域相交。
所述的电池压胶膜2中开有2条微通道8，其中一条微通道的两端分别与纳晶膜7和一个圆柱形通孔相连通，另一条微通道的两端分别与纳晶膜和另一个圆柱形通孔相连通。
所述的微槽与所述的微通道不得直接相通。
所述的电池光阳极板3的非导电面上的2个圆柱形通孔处覆盖有电池封口盲板5，电池封口盲板5与电池光阳极板3的非导电面之间有电池封口膜4(电池封口盲板5不遮挡纳晶膜7的受光面)，电池封口盲板5压合在电池封口膜4上。
所述的纳晶膜内的微空隙中、电池压胶膜中的微通道中、圆柱形通孔中及微槽中均充满有液体电解质6。
由2个圆柱形通孔与电池封口膜4、电池封口盲板5、电池压胶膜2和电池光阳极板3围成的空间构成储液槽10和储液槽11；外加电压正极14和外加电压负极15分别通入储液槽10和储液槽11内的液体电解质中。
所述的电池对电极板1、电池光阳极板3和电池封口盲板5的材料均为厚度为1mm的FTO导电玻璃。
所述的电池压胶膜和电池封口膜的材料为厚度均为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)热固化膜。
所述的电池光阳极板3的尺寸为40mm×33mm×1mm，其中一个作为电能输出负极12的导电区域的尺寸为24mm×16mm；其上的2个圆柱形通孔的间距为16mm、圆柱形通孔的直径为4.5mm；所述的相互平行的5条为毛细管形式的微槽9之间的间距为1mm，微槽的断面尺寸为0.2mm×0.2mm。
所述的电池对电极板1的尺寸为40mm×33mm×1mm，作为电能输出正极13的导电区域的尺寸为27mm×16mm，作为外加电压正极14和外加电压负极15的尺寸均为20mm×10mm；所述的在电能输出正极13的表面有与纳晶膜大小一样的厚度约为8μg/cm2的金属铂层，金属铂层是采用离子溅射方法涂敷的。
所述的电池压胶膜2的尺寸为34mm×28mm×0.05mm。采用激光切割方法在电池压胶膜2上加工出宽为2.5mm的2条微通道，其上的2个圆柱形通孔的直径为6mm；及采用激光切割方法在电池压胶膜2上加工出1个11mm×11mm的空区域(切割掉电池压胶膜)；其中的1个圆柱形通孔经由其中的1条微通道与该空区域连通，另1个圆柱形通孔经由其中的另1条微通道与该空区域连通。电池压胶膜2上的2个圆柱形通孔和该空区域的位置分别与电池光阳极板3上的2个圆柱形通孔和纳晶膜对应装配。
所述的纳晶膜的尺寸为10mm×10mm、厚度约为40μm。
所述的电池封口膜4的尺寸为8mm×8mm×0.05mm，采用激光切割方法在其上的中心处开有1个直径为5mm的圆柱形通孔；在将电池封口膜4与电池光阳极板3进行复合装配时，电池封口膜4上所开的圆柱形通孔与电池光阳极板3上的圆柱形通孔对应。
所述的电池封口盲板5尺寸为8mm×8mm×1mm。
所述的液体电解质6是在混合溶剂中含有0.05mol/L的I2，0.1mol/L的LiI，0.45mol/L的N-甲基苯并咪唑的混合液；其中的混合溶剂为0.6mol/L的1-甲基-3-丙基咪唑碘与乙腈配制而成。
电池光阳极板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干，钻2个圆柱形通孔，激光刻蚀微槽9和作为电能输出负极12的独立导电区域，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
所述的纳晶膜是由以下方法制备得到的：采用静电喷涂方法，将含有颗粒尺寸为10nm～100nm的TiO2微颗粒的溶液涂敷到电能输出负极的表面，在450℃的温度下固化，在电能输出负极的表面形成TiO2多孔膜；然后将带有多孔膜的电能输出负极浸泡在有机染料溶液中以吸附染料，浸泡时间为24小时；取出干燥，得到厚度约为40μm的纳晶膜7。
所述的含有TiO2微颗粒材料的溶液中含有质量浓度为10％的TiO2微颗粒，质量浓度为3％的聚乙烯醇，质量浓度为40％的去离子水，质量浓度为47％的乙醇。
所述的有机染料溶液是N3(Ruthenium 535简称N3)染料与无水乙醇配合成的混合溶液，其中N3染料在混合溶液中的摩尔浓度为0.3mM/L。
电池对电极板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干，离子溅射金属铂层，激光刻蚀作为电能输出正极13的独立导电区域、外加电压正极14、外加电压负极15。超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
电池压胶膜的制作：将PET材料切割所需尺寸，采用激光切割方法加工微通道8、圆柱形通孔和11×11mm的空区域(切割掉电池压胶膜)。
电池封口盲板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
电池封口膜4的制作：将PET材料切割所需尺寸，采用激光切割方法加工圆柱形通孔。
电池封装：依次将电池光阳极板3、电池压胶膜2、电池对电极板1定位压合；放入80℃烘箱中1小时使电池压胶膜固化；再将该组装件放入真空室并抽真空；向纳晶膜内的微空隙、微通道、微槽和2个圆柱形通孔注满液体电解质6；将电池封口膜4压合到2个圆柱形通孔的周围区域，然后将电池封口盲板5压合到电池封口膜4上，并覆盖住2个圆柱形通孔，加热80℃1小时使电池封口膜4固化；泄真空，得到电池并取出。
本实施例的电池与现有非微流控染料敏化太阳能电池的效果对比：
对现有非微流控染料敏化太阳能电池的样品和本发明实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的样品分别进行了时隔7天的测试，结果如图15和图16所示。
实验仪器：CH1630A型电化学分析仪(制造商：上海辰华仪器公司)
CMH-250型太阳光模拟器(制造商：北京奥搏迪光电技术有限公司)
HAT6002D型DC POWER SUPPLY(制造商：泰州恒安特电子有限公司)
表1.现有染料敏化太阳能电池的测试数据
  7天前   7天后
  开路电压(v)   0.67   0.66
  短路电流(mA/cm2)   2.86   2.52
  光电转换效率％   0.984   0.868
表2.本发明实施例1的测试数据
  7天前   7天后
  开路电压(v)   0.66   0.66
  短路电流(mA/cm2)   2.88   2.91
  光电转换效率％   1.005   1.010
图16的I-V曲线中，短路电流下降明显，约降12％，效率下降约11.7％；图17的I-V曲线中，短路电流示值稳定，基本未下降，效率稳定在1.0％。结果表明，本发明的微流控染料敏化太阳能电池能有效地维持良好的电池性能。
实施例2
请参见图9～图15所示。微流控染料敏化太阳能电池包括电池对电极板1、电池压胶膜2、电池光阳极板3、电池封口膜4、电池封口盲板5、液体电解质6、纳晶膜7、微通道8、微槽9、储液槽10、储液槽11、电能输出负极12、电能输出正极13、外加电压正极14和外加电压负极15。
所述的电池光阳极板3的导电面上，采用激光刻蚀方法加工出2个独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出负极12，另一个导电区域作为备用区域。
所述的电池对电极板1的导电面上，采用激光刻蚀方法加工出2个独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出正极13，另一个导电区域作为备用区域；在电能输出正极13的表面有金属铂层。
在电池光阳极板3的作为电能输出负极的导电区域与电池对电极板1的作为电能输出正极的导电区域之间有纳晶膜7，且环绕纳晶膜的周边有电池压胶膜2；在有电池压胶膜处的电池对电极板1上的备用区域开有2个穿透电池压胶膜2的圆柱形通孔；且在圆柱形通孔之间的电池对电极板1的非导电面上开有相互平行的5条为毛细管形式的微槽9，所述的5条微槽分别将2个圆柱形通孔连通。
所述的电池压胶膜2中开有2条微通道8，其中一条微通道的两端分别与纳晶膜7和一个圆柱形通孔相连通，另一条微通道的两端分别与纳晶膜和另一个圆柱形通孔相连通。
所述的电池对电极板1的非导电面上的2个圆柱形通孔处覆盖有电池封口盲板5，电池封口盲板5与电池对电极板1的非导电面之间有电池封口膜4，电池封口盲板5压合在电池封口膜4上。
所述的纳晶膜内的微空隙中、电池压胶膜中的微通道中、圆柱形通孔中及微槽中均充满有液体电解质6。
由2个圆柱形通孔与电池封口膜4、电池封口盲板5、电池压胶膜2和电池光阳极板3围成的空间构成储液槽10和储液槽11；外加电压正极14和外加电压负极15分别通入储液槽10和储液槽11内的液体电解质中。
所述的电池对电极板1、电池光阳极板3和电池封口盲板5的材料均为厚度为1mm的FTO导电玻璃。
所述的电池压胶膜和电池封口膜的材料为厚度均为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)热固化膜。
所述的电池光阳极板3的尺寸为32mm×25mm×1mm，其中一个作为电能输出负极12的导电区域的尺寸为24mm×16mm。
所述的电池对电极板1的尺寸为32mm×25mm×1mm，其中一个作为电能输出正极13的导电区域的尺寸为24mm×16mm；所述的在电能输出正极13的表面有与纳晶膜大小一样的厚度约为8μg/cm2的金属铂层，金属铂层是采用离子溅射方法涂敷的；其上的2个圆柱形通孔的间距为24mm、圆柱形通孔的直径为4.5mm；所述的相互平行的5条为毛细管形式的微槽9之间的间距为1mm，微槽的断面尺寸为0.2mm×0.2mm。
所述的电池压胶膜2的尺寸为32mm×20mm×0.05mm。采用激光切割方法在电池压胶膜2上加工出的2条微通道的宽为6mm，其上的2个圆柱形通孔的直径为6mm；及采用激光切割方法在电池压胶膜2上加工出1个11mm×11mm的空区域(切割掉电池压胶膜)。其中的1个圆柱形通孔经由其中的1条微通道与该空区域连通，另1个圆柱形通孔经由其中的另1条微通道与该空区域连通。电池压胶膜2上的2个圆柱形通孔和该空区域的位置分别与电池对电极板1上的2个圆柱形通孔和纳晶膜对应装配。
所述的纳晶膜的尺寸为10mm×10mm、厚度约为40μm。
所述的电池封口膜4的尺寸为32mm×20mm×0.05mm；采用激光切割方法在其上加工2个圆柱形通孔，2个圆柱形通孔的间距为24mm、直径为5mm。在将电池封口膜4与电池光阳极板3进行复合装配时，电池封口膜4上所开的2个圆柱形通孔与电池对电极板1上的2个圆柱形通孔对应。
所述的电池封口盲板5的尺寸为40mm×20mm×1mm。采用激光刻蚀方法在其导电面上加工出2个尺寸为12mm×9mm的独立导电区域，作为外加电压正极14和外加电压负极15。
所述的液体电解质6是在混合溶剂中含有0.05mol/L的I2，0.1mol/L的LiI，0.45mol/L的N-甲基苯并咪唑的混合液；其中的混合溶剂为0.6mol/L的1-甲基-3-丙基咪唑碘与乙腈配制而成。
电池光阳极板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干，激光刻蚀作为电能输出负极12的独立导电区域，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
所述的纳晶膜是由以下方法制备得到的：采用静电喷涂方法，将含有颗粒尺寸为10nm～100nm的TiO2微颗粒的溶液涂敷到电能输出负极12的表面，在450℃的温度下固化，在电能输出负极的表面形成TiO2多孔膜；然后将带有多孔膜的电能输出负极浸泡在有机染料溶液中以吸附染料，浸泡时间为36小时；取出干燥，得到厚度约为40μm的纳晶膜7。
所述的含有TiO2微颗粒材料的溶液中含有质量浓度为10％的TiO2微颗粒，质量浓度为3％的聚乙烯醇，质量浓度为40％的去离子水，质量浓度为47％的乙醇。
所述的有机染料溶液是N719(Ruthenium 535-bisTBA简称N719)染料与无水乙醇配合成的混合溶液，其中N719染料在混合溶液中的摩尔浓度为0.2mM/L。
电池对电极板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，钻2个圆柱形通孔，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干，离子溅射金属铂层，激光刻蚀微槽9和作为电能输出正极13的独立导电区域，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
电池压胶膜的制作：将PET材料切割所需尺寸，采用激光切割方法加工微通道8、圆柱形通孔和11×11mm的空区域(切割掉电池压胶膜)。
电池封口盲板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸；在其导电面一侧激光刻蚀独立导电区域外加电压正极14和外加电压负极15；超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
电池封口膜的制作：将PET材料切割所需尺寸，采用激光切割方法加工2个圆柱形通孔。
电池封装：依次将电池光阳极板3、电池压胶膜2、电池对电极板1定位压合；放入80℃烘箱中1小时，使电池压胶膜固化；再将该组装件放入真空室并抽真空；向纳晶膜内的微空隙、微通道、微槽和2个圆柱形通孔注满液体电解质6；将电池封口膜4压合到2个圆柱形通孔的周围区域，然后将电池封口盲板5压合到电池封口膜4上，并覆盖住2个圆柱形通孔，加热80℃1小时，使电池封口膜4固化；泄真空，得到电池并取出。
本实施例的电池与现有非微流控染料敏化太阳能电池的效果对比：
本发明实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的样品进行了时隔7天的测试，结果如图17所示。
实验仪器：CH1630A型电化学分析仪(制造商：上海辰华仪器公司)
CMH-250型太阳光模拟器(制造商：北京奥搏迪光电技术有限公司)
HAT6002D型DC POWER SUPPLY  (制造商：泰州恒安特电子有限公司)
表3.本发明实施例2的测试数据
  7天前   7天后
  开路电压(v)   0.65   0.65
  短路电流(mA/cm2)   2.92   2.93
  光电转换效率％   1.012   1.015
图18的I-V曲线中，短路电流示值稳定，基本未变，效率稳定在1.01％。结果表明，本发明的微流控染料敏化太阳能电池能有效地维持良好的电池性能。
实施例3
请参见图19～图23所示。微流控染料敏化太阳能电池包括电池对电极板1、电池压胶膜2、电池光阳极板3、电池封口膜4、电池封口盲板5、液体电解质6、纳晶膜7、微通道8、微槽9、首储液槽10、末储液槽11、电能输出负极12、电能输出正极13、外加电压正极14和外加电压负极15。
所述的电池光阳极板3的导电面上，采用激光刻蚀方法加工出2个独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出负极12，另一个导电区域作为备用区域。
所述的电池对电极板1的导电面上，采用激光刻蚀方法加工出4个独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出正极13，另2个分别作为外加电压正极14和外加电压负极15，剩下的一个导电区域作为备用区域；其中在电能输出正极13的表面有金属铂层。
在电池光阳极板3的作为电能输出负极的导电区域与电池对电极板1的作为电能输出正极的导电区域之间有纳晶膜7，且环绕纳晶膜的周边有电池压胶膜2；在有电池压胶膜处的电池光阳极板3上的备用区域开有一排等间距的3个穿透电池压胶膜2的圆柱形通孔(圆柱形通孔的中心在一条直线上)；且在2个相邻的圆柱形通孔之间的电池光阳极板3的导电面上开有相互平行的5条为毛细管形式的微槽9，3个圆柱形通孔分别被它们之间的5条微槽串联连通，且开在电池光阳极板3上的微槽不与所述的作为电能输出负极的导电区域相交。
所述的微槽与所述的微通道不得直接相通。
所述的电池光阳极板3的非导电面上的3个圆柱形通孔处覆盖有电池封口盲板5，电池封口盲板5与电池光阳极板3的非导电面之间有电池封口膜4(电池封口盲板5不遮挡纳晶膜7的受光面)，电池封口盲板5压合在电池封口膜4上。
所述的纳晶膜内的微空隙中、电池压胶膜中的微通道中、圆柱形通孔中及微槽中均充满有液体电解质6。
由3个圆柱形通孔与电池封口膜4、电池封口盲板5、电池压胶膜2和电池光阳极板3围成的空间构成3个圆柱形储液槽(包括：首储液槽10和末储液槽11)；外加电压正极14和外加电压负极15分别通入首储液槽10和末储液槽11内的液体电解质中。
所述的电池压胶膜2中开有2条微通道8，其中一条微通道的两端分别与纳晶膜7和对应首储液槽10的圆柱形通孔相连通，另一条微通道的两端分别与纳晶膜和对应末储液槽11的另一个圆柱形通孔相连通。
所述的电池对电极板1、电池光阳极板3和电池封口盲板5的材料均为厚度为1mm的FTO导电玻璃。
所述的电池压胶膜和电池封口膜的材料为厚度均为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)热固化膜。
所述的电池光阳极板3的尺寸为40mm×33mm×1mm，其中一个作为电能输出负极12的导电区域的尺寸为24mm×16mm；其上的3个圆柱形通孔是以间距为8mm的方式排成一排、圆柱形通孔的直径为4.5mm；所述的微槽与微槽之间的间距为1mm，微槽的断面尺寸为0.2mm×0.2mm。
所述的电池对电极板1的尺寸为40mm×33mm×1mm，作为电能输出正极13的导电区域的尺寸为27mm×16mm，作为外加电压正极14和外加电压负极15的尺寸均为20mm×6mm；所述的在电能输出正极13的表面有与纳晶膜大小一样的厚度约为8μg/cm2的金属铂层，金属铂层是采用离子溅射方法涂敷的。
所述的电池压胶膜2的尺寸为34mm×28mm×0.05mm。采用激光切割方法在电池压胶膜2上加工出宽为2.5mm的2条微通道和3个间距为8mm、直径为6mm的圆柱形通孔；及采用激光切割方法在电池压胶膜2上加工出1个11mm×11mm的空区域(切割掉电池压胶膜)；其中的1个圆柱形通孔经由其中的1条微通道与该空区域连通，另1个圆柱形通孔经由其中的另1条微通道与该空区域连通。电池压胶膜2上的3个圆柱形通孔和该空区域的位置分别与电池光阳极板3上的3个圆柱形通孔和纳晶膜对应装配。
所述的电池封口膜4的尺寸为25mm×8mm×0.05mm，采用激光切割方法在其上加工3个直径为5mm的圆柱形通孔。电池封口膜4上所开的3个圆柱形通孔与电池光阳极板3上的3个圆柱形通孔对应装配。
所述的纳晶膜的尺寸为10mm×10mm、厚度约为40μm。
所述的电池封口盲板5尺寸为25mm×8mm×1mm。
所述的液体电解质6是在混合溶剂中含有0.05mol/L的I2，0.1mol/L的LiI，0.45mol/L的N-甲基苯并咪唑的混合液；其中的混合溶剂为0.6mol/L的1-甲基-3-丙基咪唑碘与乙腈配制而成。
电池光阳极板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干，钻3个圆柱形通孔，激光刻蚀微槽9和作为电能输出负极12的独立导电区域，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
所述的纳晶膜是由以下方法制备得到的：采用静电喷涂方法，将含有颗粒尺寸为10nm～100nm的TiO2微颗粒的溶液涂敷到电能输出负极12的表面，在500℃的温度下固化，在电能输出负极的表面形成TiO2多孔膜；然后将带有多孔膜的电能输出负极浸泡在有机染料溶液中以吸附染料，浸泡时间为24小时；取出干燥，得到厚度约为40μm的纳晶膜7。
所述的含有TiO2微颗粒材料的溶液中含有质量浓度为10％的TiO2微颗粒，质量浓度为3％的聚乙烯醇，质量浓度为40％的去离子水，质量浓度为47％的乙醇。
所述的有机染料溶液是N3(Ruthenium 535简称N3)染料与无水乙醇配合成的混合溶液，其中N3染料在混合溶液中的浓度为0.4mM/L。
电池对电极板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干，离子溅射金属铂层，激光刻蚀作为电能输出正极13的独立导电区域、外加电压正极14、外加电压负极15。超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
电池压胶膜的制作：将PET材料切割所需尺寸，采用激光切割方法加工微通道8、圆柱形通孔和11×11mm的空区域(切割掉电池压胶膜)。
电池封口盲板的制作：将导电玻璃切割所需尺寸，超声波清洗(分别用：去离子水、丙酮、无水乙醇)，氮气吹干。
电池封口膜4的制作：将PET材料切割所需尺寸，采用激光切割方法加工圆柱形通孔。
电池封装：依次将电池光阳极板3、电池压胶膜2、电池对电极板1定位压合；放入80℃烘箱中1小时使电池压胶膜固化；再将该组装件放入真空室并抽真空；向纳晶膜内的微空隙、微通道、微槽和3个圆柱形通孔注满液体电解质6；将电池封口膜4压合到3个圆柱形通孔的周围区域，然后将电池封口盲板5压合到电池封口膜4上，并覆盖住3个圆柱形通孔，加热80℃1小时使电池封口膜4固化；泄真空，得到电池并取出。
本发明实施例3的微流控染料敏化太阳能电池与实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的效果相似。
实施例4
微流控染料敏化太阳能电池的结构同实施例1，其中与实施例1相比变换如下内容：
所述的电池压胶膜和电池封口膜材料的厚度均为20μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)热固化膜。
所述的在电能输出正极的表面有与纳晶膜大小一样的厚度约为5μg/cm2的金属铂层。
所述的纳晶膜的厚度约为20μm。
所述的液体电解质是在混合溶剂中含有0.3mol/L的I2，0.2mol/L的LiI，0.6mol/L的N-甲基苯并咪唑的混合液；其中的混合溶剂为0.5mol/L的1-甲基-3-乙基咪唑碘盐与异丙醇配制而成。
所述的纳晶膜是由以下方法制备得到的：采用静电喷涂方法，将含有颗粒尺寸为10nm～100nm的ZnO微颗粒的溶液涂敷到电能输出负极的表面，在450℃的温度下固化，在电能输出负极的表面形成ZnO多孔膜；然后将带有多孔膜的电能输出负极浸泡在有机染料溶液中以吸附染料，浸泡时间为72小时；取出干燥，得到厚度约为20μm的纳晶膜。
所述的含有ZnO微颗粒材料的溶液中含有质量浓度为8％的ZnO微颗粒，质量浓度为4％的聚乙烯醇，质量浓度为40％的去离子水，质量浓度为48％的乙醇。
本发明实施例4的微流控染料敏化太阳能电池的效果见表4。时隔7天测试的电池主参数基本稳定不变。
表4.本发明实施例4的测试数据
 7天前   7天后
  开路电压(v)   0.52   0.52
  短路电流(mA/cm2)   2.31   2.33
  光电转换效率％   1.20   1.21
实施例5
微流控染料敏化太阳能电池的结构同实施例2；其中与实施例2相比变换如下内容：
所述的微槽的断面尺寸为0.05mm×0.05mm。
本实施例的微流控染料敏化太阳能电池与实施例2的微流控染料敏化太阳能电池的效果相似。
实施例6
微流控染料敏化太阳能电池的结构同实施例3；其中与实施例3相比变换如下内容：
所述的微槽的断面尺寸为0.4mm×0.4mm。
本实施例的微流控染料敏化太阳能电池与实施例1的微流控染料敏化太阳能电池的效果相似。

Claims (16)

1.一种微流控染料敏化太阳能电池，包括电池对电极板、电池压胶膜、电池光阳极板、电池封口膜、电池封口盲板、液体电解质、纳晶膜、微通道、微槽、储液槽、电能输出负极、电能输出正极、外加电压正极和外加电压负极；其特征是：
所述的电池光阳极板的导电面上分隔有2个以上的独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出负极；其余导电区域作为备用区域；
所述的电池对电极板的导电面上分隔有2个以上的独立导电区域，其中一个导电区域作为电能输出正极，且在电能输出正极的表面有金属铂层；其余导电区域作为备用区域；
在电池光阳极板的作为电能输出负极的导电区域与电池对电极板的作为电能输出正极的导电区域之间有纳晶膜，且环绕纳晶膜的周边有电池压胶膜；在有电池压胶膜处的电池光阳极板上的至少一个备用区域，或在有电池压胶膜处的电池对电极板上的至少一个备用区域中开有数量不少于2个穿透电池压胶膜的通孔；在电池光阳极板或电池对电极板的通孔之间开有不少于一条为毛细管形式的微槽，所述的微槽将所述的通孔串联相通，且开在电池光阳极板上的微槽不与所述的作为电能输出负极的导电区域相交，开在电池对电极板上的微槽不与作为电能输出正极的导电区域相接触；当通孔数量大于2个时，串联相通的通孔中的首通孔和尾通孔之间无微槽直接相连；
所述的电池压胶膜中开有2条以上的微通道，当通孔数量大于2个时，其中至少有一条微通道的两端分别与纳晶膜和首通孔相连通，其余电池压胶膜中的微通道的两端分别与纳晶膜和末通孔相连通；或当通孔数量为2个时，其中至少有一条微通道的两端分别与纳晶膜和其中一个通孔相连通，其余电池压胶膜中的微通道的两端分别与纳晶膜和另一个通孔相连通；
所述的微槽与所述的微通道不直接相通；
所述的纳晶膜内的微空隙中、电池压胶膜中的微通道中、通孔中及微槽中均充满有液体电解质；
所述的电池光阳极板的非导电面上的或电池对电极板的非导电面上的各通孔处覆盖有电池封口盲板，电池封口盲板与电池光阳极板的非导电面或电池对电极板的非导电面之间有电池封口膜；
由通孔与电池封口膜、电池封口盲板、电池压胶膜和电池光阳极板围成的空间构成储液槽，或由通孔与电池封口膜、电池封口盲板、电池压胶膜和电池对电极板围成的空间构成储液槽；当储液槽的数量大于2个时，外加电压的正负极分别通入首储液槽和末储液槽内的液体电解质中；或当储液槽的数量为2个时，外加电压的正负极分别通入两个储液槽内的液体电解质中。
2.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的通孔为等间距设置。
3.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的电池封口盲板不遮挡纳晶膜的受光面。
4.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的电能输出正极表面的金属铂层大小与纳晶膜适配。
5.根据权利要求1或4所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的金属铂层是采用离子溅射、气相沉积或化学镀方法将金属铂附着在电能输出正极的表面；所述的金属铂层的厚度小于10μg/cm2。
6.根据权利要求5所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的金属铂层的厚度为5μg/cm2～8μg/cm2。
7.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的电池光阳极板的作为电能输出负极的导电区域和电池对电极板的作为电能输出正极的导电区域均大于纳晶膜的尺寸。
8.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的微槽的当量直径为10μm～500μm。
9.根据权利要求1、3、4或7所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的纳晶膜是由以下方法制备得到的：采用喷涂、印刷、刮涂或附膜方法，将含有微颗粒材料的溶液附着到电能输出负极的表面，在400℃～600℃的温度下固化，在电能输出负极的表面形成微颗粒材料膜；然后将带有微颗粒材料膜的电能输出负极浸泡在有机染料溶液或无机染料溶液中以吸附染料；取出干燥，得到纳晶膜；所述的纳晶膜的厚度为5μm～50μm；
所述的微颗粒材料选自TiO2、ZnO、SnO2、Nd2O5所组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的含有微颗粒材料的溶液中含有质量浓度为5％～15％的微颗粒材料，质量浓度为1％～5％的聚乙烯醇，质量浓度为30％～50％的乙醇，余量为去离子水；
所述的微颗粒材料的颗粒尺寸为10nm～500nm；
所述的有机染料溶液或无机染料溶液的摩尔浓度为0.03mM/L～3mM/L；
所述的有机染料溶液或无机染料溶液中的溶剂选自乙醇，甲苯，甲醇，乙腈，3-甲氧基丙烯腈，四特丁基吡啶，丙酮，异丙醇所组成的组中的至少一种；
所述的有机染料是羧酸联吡啶钌或羧酸多吡啶钌；
所述的无机染料选自CdS、CdSe、FeS2、RuS2所组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1或7所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的电池对电极板和电池光阳极板是ITO导电玻璃或FTO导电玻璃。
12.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的电池压胶膜的厚度为5μm～50μm；所述的电池封口膜的厚度为5μm～50μm。
13.根据权利要求1或12所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的电池压胶膜或电池封口膜是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
14.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的电池封口盲板是具有平滑表面的导电玻璃、普通玻璃、有机玻璃或金属板。
15.根据权利要求1所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的液体电解质是在混合溶剂中含有0.05mol/L～0.5mol/L的碘，0.01mol/L～1mol/L的碘化物，0.1mol/L～5mol/L的改性剂的混合液。
16.根据权利要求15所述的微流控染料敏化太阳能电池，其特征是：所述的混合溶剂是按离子液体与有机溶剂的摩尔比为0～100∶100～0配制而成的混合液；
所述的离子液体选自1-甲基-3-丙基咪唑碘盐，1-甲基-3-乙基咪唑碘盐，1-甲基-3-丁基咪唑碘盐，1-甲基-3-己基咪唑碘盐，1.2-二甲基-3-丙基咪唑碘盐，四丙基碘化铵，碘化N-乙基吡啶，溴化N-丁基吡啶，N-丁基吡啶四氟硼酸盐，氯化N-丁基-3-甲基吡啶所组成的组中的至少一种；
所述的有机溶剂选自乙醇，甲醇，乙腈，3-甲氧基丙烯腈，四特丁基吡啶，丙酮，异丙醇所组成的组中的至少一种；
所述碘化物选自碘化锂，碘化钠，碘化钾，碘化铵所组成的组中的至少一种；
所述改性剂为N-甲基苯并咪唑或叔丁基吡啶。
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