CN102082030B - 胶态电解液、其制法及其染料敏化太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非高分子系胶态电解液，其组成包括具取代或无取代的吡啶、金属盐类、卤素分子、具取代或无取代的尼古丁酸盐类以及溶剂。本发明还涉及其制备方法及含有此电解液的染料敏化太阳能电池。

Description

胶态电解液、其制法及其染料敏化太阳能电池

技术领域

本发明是涉及一种电解液、其制备方法及含有此电解液的太阳能电池，且特别是涉及一种非高分子系胶态电解液、其制备方法及含有此电解液的染料敏化太阳能电池。 

背景技术

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是一种非常清洁的能源不会产生任何形式的环境污染，而在太阳能的有效利用当中以太阳能电池，是近几年来发展最快也是最受瞩目的研究方向。 

在过去第一世代、第二世代太阳能电池分别以硅、砷化镓为原料，其中硅制作的过程高耗能且在不同的温度下，会影响转换效率的表现，相当不经济；而砷又是危害环保毒性强的重金属。 

现在开发第三世代太阳能电池(染料敏化太阳电池，Dye-Sensitized SolarCell，简称DSSC)可同时维持发电效能及环保的诉求，可以说是具备使用安全、无污染等特点。再者，染料敏化太阳能电池可容忍的温度范围较大，对于阳光入射的角度也较不敏感，转换效率高。此外，染料敏化太阳能电池因为采用有机材料可快速且连续的生产且开发性较不受限制，而且其成本约为传统硅晶太阳能电池的1/5至1/10，其未来可以广泛应用在3C、民生产品等领域上，因此成为第三代太阳能电池的新宠。 

1991年Gratzel利用纳米二氧化钛(TiO₂)多孔膜制作电极，以钌的络合物为染料，还原态碘离子/氧化态碘离子(I^-/I₃ ^-)溶液作为电解质，整体效率可达到7.1％。但是对于染料敏化太阳能电池产品而言，产品稳定度与生命周期是目前这个产品能够打开产品市场的重要关键，基本上染料敏化太阳能电池属于电化学电池，因此必需要有电解质的存在。 

由于液态的电解液的扩散速率快、渗透性佳、光电转换效率高、组成成分易于设计和调整、对二氧化钛微孔性结构拥有良好的渗透性，因此在染料敏 化太阳能电池发展的初期到现在，液态电解液一直被持续的研究。然而，从电池长效性与商品化的角度来看，由于电解液内的有机溶剂属于易挥发性质，因此有可能会造成电解液内配方改变进而让染料敏化太阳能电池劣化，导致电池寿命降低等问题。此外，染料敏化太阳能电池还有封装制程困难与稳定性不高等问题，也因此若是商品封装受损，液态电解质不但会使电池失效，而且电池漏液也会造成环境的污染。 

发明内容

本发明提出一种电解液，其为非高分子系胶态状，可以减少挥发量。 

本发明还提出一种染料敏化太阳能电池，其电解液为非高分子系胶态状，可以改善电解液蒸发或漏失问题，延长电池的寿命，降低封装制程的困难度，提升电池的稳定性。 

本发明又提出一种非高分子系胶态电解液的制备方法，其制法简易且成本低廉。 

为了改善电解质的蒸发或漏失问题，提出以混合特定盐类成分的电解液，来达到电解质胶态化的目的，藉此增加染料敏化太阳能电池使用寿命与减少其封装失效，进一步增加其产业应用性。 

本发明提出一种非高分子系胶态电解液，其组成包括具取代或无取代的吡啶、金属盐类MY、卤素分子、具取代或无取代的尼古丁酸盐类以及溶剂。具取代或无取代的吡啶具有以下式(1)的结构： 

式(1) 

其中R₁～R₅相同或相异，分别为氢、烷基、羟甲基、乙烯基或羟基。金属盐类MY，其中M为碱金族(IA)金属阳离子，Y为卤素阴离子。具取代或无取代的尼古丁酸盐类，包括以下式(2)的结构： 

式(2) 

其中R₆～R₁₀为相同或相异；R₆～R₉为氢、烷基、羟基、氨基、三氟甲基或卤素；以及R₁₀为C_nH_2n+1的烷基，n为1至12；X^-为碘离子、溴离子、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、SCN^-、PF₆ ^-或BF₄ ^-。 

本发明提出一种染料敏化太阳能电池，包括工作电极、对电极以及非高分子系胶态电解液。对电极，相对工作电极配置。非高分子系胶态电解液，位于工作电极与对电极之间，其组成包括具取代或无取代的吡啶、金属盐类MY、卤素分子、具取代或无取代的尼古丁酸盐类以及溶剂。具取代或无取代的吡啶具有以下式(1)的结构： 

式(1) 

其中R₁～R₅相同或相异，分别为氢、烷基、羟甲基、乙烯基或羟基。金属盐类MY，其中M为碱金族(IA)金属阳离子，Y为卤素阴离子。具取代或无取代的尼古丁酸盐类，包括以下式(2)的结构： 

式(2) 

其中R₆～R₁₀为相同或相异；R₆～R₉为氢、烷基、羟基、氨基、三氟甲基或卤素；R₁₀为C_nH_2n+1的烷基，n为1至12；以及X^-为碘离子、溴离子、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、SCN^-、PF₆ ^-或BF₄ ^-。 

本发明又提出一种非高分子系胶态电解液的制备方法，包括将具取代或无取代的尼古丁酸盐类以及卤素分子溶于溶剂中，形成混合液。于混合液中加入金属盐类MY并于混合液中加入具取代或无取代的吡啶，搅拌，以使其胶化，形成非高分子系胶态电解液。具取代或无取代的吡啶具有以下式(1)的结构： 

式(1) 

其中R₁～R₅相同或相异，分别为氢、烷基、羟甲基、乙烯基或羟基。金属盐类MY中M为碱金族(IA)金属阳离子，Y为卤素阴离子。具取代或无取代的尼古丁酸盐类，包括以下式(2)的结构： 

式(2) 

其中R₆～R₁₀为相同或相异；R₆～R₉为氢、烷基、羟基、氨基、三氟甲基或卤素；R₁₀为C_nH_2n+1的烷基，n为1至12；以及X为碘离子、溴离子、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、SCN^-、PF₆ ^-或BF₄ ^-。 

本发明实施方式的电解液为非高分子系胶态状，电解液中不含有额外高分子或小分子胶化剂，可以减少挥发量，改善蒸发的问题。 

本发明实施方式的染料敏化太阳能电池，其电解液为非高分子系胶态状，电解液中不含有额外高分子或小分子胶化剂，可以改善电解液蒸发或漏失问题，延长电池的寿命，降低封装制程的困难度，提升电池的稳定性。 

本发明实施方式的非高分子系胶态电解液的制备方法，不需额外使用高分子或小分子胶化剂，即可以使得电解液呈胶态状，其制法简易且成本低廉。 

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。 

附图说明

图1是依照本发明的实施例的一种染料敏化太阳能电池的剖面示意图； 

图2是实施例1与比较例的短路电流与电压的关系图； 

其中，主要组件符号说明： 

100：染料敏化太阳能电池    102：工作电极 

104：对电极                106：胶态电解液 

110：白金层                112、114：透明导电基板 

116：金属氧化物薄膜        118：间隔件。 

具体实施方式

本发明实施例的非高分子系胶态电解液是指电解液中不含有额外高分子或小分子胶化剂且电解液成胶态状的溶液。胶态电解液的组成包括具取代或无取代的吡啶、金属盐类MY、卤素分子碘以及具取代或无取代的尼古丁酸盐类。在一实施例中，具取代或无取代的吡啶的含量为0.3M～1.2M(体积摩尔浓度，摩尔/升)，其中以0.5M～1.0M为佳；金属盐类MY的含量为0.05M～0.2M，其中以0.05M～0.15M为佳；具取代或无取代的尼古丁酸盐类的含量为0.3M～1.0M，其中以0.7M为佳；卤素分子的含量为0.03M～1.0M，并可视所需的导电度调整；溶剂的含量视整体配方的摩尔浓度进行计算。 

具取代或无取代的吡啶，具有以下式(1)的结构： 

式(1) 

其中R₁～R₅可为相同或相异的取代基，其分别为氢、烷基(alkyl)、羟甲基(hydroxymethyl)、乙烯基(vinyl)、或羟基(hydroxy)等。具取代或无取代的吡啶是可与具取代或无取代的尼古丁酸盐类形成π-π堆栈，作为表面活性剂。 

金属盐类MY中M为碱金族(IA)金属阳离子，Y为卤素阴离子，如碘离子或是溴离子。金属盐类MY例如是LiI、NaI、KI、LiBr、NaBr或KBr。卤素分子例如是碘(I₂)或是溴(Br₂)。在一实施例中，金属盐类MY为金属碘盐LiI，卤素分子为碘(I₂)，碘(I₂)可与金属盐类MY中的碘离子反应形成三碘离子(I₃ ^-)，三碘离子与碘离子构成电解液中的氧化/还原离子对。在另一实施例中，金属盐类MY为金属溴盐KBr，卤素分子为碘(I₂)。金属离子担负电解质胶化角色，碘则与尼古丁酸碘盐构成电解液中的氧化/还原对。 

具取代或无取代的尼古丁酸盐类，包括以下式(2)的结构： 

式(2) 

其中，R₆～R₉为氢、烷基(alkyl)、羟基(hydroxy)、氨基(amino)、三氟甲基(trifluoromethyl)、或卤素(halogen)等。R₁₀为C_nH_2n+1的烷基，n为1至12，又以1＜n＜12较佳。R₆～R₁₀可以彼此相同或相异。X为碘离子、溴离子、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、SCN^-、PF₆ ^-或BF₄ ^-。X可以与上述金属盐类MY中的卤素离子Y相同或是相异。 

胶态电解液106中的溶剂可以是氢键受体(Hydrogen Bond Acceptor，HBA)或氢键供体(Hydrogen Bond Donor，HBD)。上述氢键受体包括含有氰基的化合物，例如是乙腈(Acetonitrile，AN)、3-甲氧基丙腈(3-methoxypropionitrile，MPN)或戊腈(Valeronitrile，VN)。上述氢键供体包括1，4-二氯丁烷(1，4-dichlorobutane)、1，5-二氯戊烷(1，5-dichloropentane)、1，6-二氯己烷(1，6-dichlorohexane)或1，7-二氯庚烷(1，4-dichloroheptane)。 

此外，胶态电解液的组成中还可包括异硫氰酸胍(Guanidinium Thiocyanate，GuSCN)，用以增加光电压。或是，胶态电解液的组成中还可包括其它添加剂，例如是可增加离子导电度的离子熔盐、改变导带电位的金属盐类或者增进电荷传递的加强剂等配方。 

上述非高分子系胶态电解液可以采用各种方法来制备。在一实施例中，上述非高分子系胶态电解液的制备方法包括在室温下，将上述具取代或无取代的尼古丁酸盐类以及卤素分子分别溶于上述溶剂中，并混合，以形成混合液。之后，在所形成的混合液中加入上述金属盐类MY，再加入上述具取代或无取代的吡啶，剧烈搅拌，使其胶化，即可形成非高分子系胶态电解液。搅拌的速率例如是2000～3000rpm，搅拌的时间例如是0.5～1分钟。然而，搅拌的速率与搅拌的时间可以实际的状况而定，并不以此为限。 

非高分子系胶态电解液的制造方法可以下式来表示： 

为了增加光电压，可以在加入上述具取代或无取代的吡啶之前，在混合液中加入异硫氰酸胍(GuSCN)。此外，在加入上述金属盐类MY之前，还可以加入添加剂，例如是可增加离子导电度的离子熔盐、改变导带电位的金属盐类或者增进电荷传递的加强剂等配方。而这些配方的添加，并不会影响胶态电解液的胶化特性。 

本发明实施例的胶态电解液的制备并不需要添加高分子胶化剂，仅需在室温下，将上述溶在溶剂中的具取代或无取代的尼古丁酸盐类、金属盐类MY、卤素分子以及具取代或无取代的吡啶剧烈搅拌，即可使其胶化成胶体，使胶态电解液可以作为氧化/还原离子对的电子的传递网络。 

本发明的上述胶态电解液可以应用于各种电池之中，例如是染料敏化太阳能电池或是超级电容或锂电池中。以下举染料敏化太阳能电池为例说明之，但并不以此为限。 

图1是依照本发明的一实施例的一种染料敏化太阳能电池的剖面示意图。 

请参照图1，本实施例的染料敏化太阳能电池100包括一个工作电极102、 一个对电极104以及胶态电解液106。对电极104相对工作电极102配置，而胶态电解液106是位于工作电极102与对电极104之间。 

在本实施例中的对电极104例如是镀有白金层110的透明导电基板112；工作电极102例如一个透明导电基板114以及一层形成于透明导电基板114表面的金属氧化物薄膜116，其中金属氧化物薄膜116载有染料。上述染料例如钌、锇、铁、鉯、铂或锌的金属络合物；或是不含金属的有机化合物。至于上述金属氧化物薄膜116的材料例如二氧化钛(TiO₂)、ZnO、Al₂O₃、SiO₂或Ti_xAl_yO_z(x＝1～3，y＝1～3，z＝1～6)。透明导电基板112与114则可以是透明导电玻璃、塑料基材或金属基材。而在对电极104和工作电极102之间设有间隔件(spacer)118，以便封住胶态电解液106。 

胶态电解液106的组成如上所述，于此不再赘述。此外，胶态电解液106的组成中还可包括异硫氰酸胍(GuSCN)，用以增加光电压。异硫氰酸胍的含量为0.05M～0.2M，添加浓度视组件效率可适当调整。另外，胶态电解液106的组成中还可包括可以增加离子导电度的离子熔盐、改变导带电位的金属盐类或者增进电荷传递的加强剂等配方。 

以上实施例中，染料敏化太阳能电池中构件与构件配置仅是用以说明，并不以用以限制本发明。各种可以应用本发明胶态电解液的染料敏化太阳能电池均涵盖于本发明之中。 

实施例1： 

染料溶液的制备： 

以酒精将顺二(异硫氰酸基)二(2，2′-联吡啶-4，4′-甲酸)钌(cis-bis(isothiocyanato)bis(2，2′-bipyridyl-4，4′-dicarboxylato)-ruthenium(II)，Solaronix公司生产的N-719染料(Ruthenium 535))，配制浓度为3×10^-4M的顺二(异硫氰酸基)二(2，2′-联吡啶-4，4′-甲酸)钌染料的酒精溶液。 

工作电极的制作： 

以氮气枪吹净基板表面，再将氟锡氧化物(Fluorine tin oxide，FTO)导电玻璃114基板置入装有丙酮(Acetone)的烧杯中，以超音波振荡器(Ultrasoniccleaner)震洗20分钟，除去切割碎屑及基板上的各种污染物。再将基板置入装有异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的烧杯内，以超音波振荡器震洗20分钟，除去丙酮(ACE)和可能的残留油渍。接着将基板置入装有去离子水(De-ionized water)的烧杯内，以超音波振荡器震洗20分钟后，以氮气枪将基板吹干后，将基板置入烘箱以温度110℃持温10分钟烘干以去除残余水分。之后，将Solaronix公司生产的二氧化钛糊剂(titania pastes)置于清洗过后的FTO导电玻璃114上，以刮刀刮出均匀薄膜。阴干后，置入450℃烘箱中烧结，烧出厚度约为8微米(μm)的电极薄膜，完成工作电极的制备。

染料的吸附： 

将制备好的工作电极，放置于加热平台上加温至80℃，待水气去除后，再进行染料(Solaronix N719)的吸附。染料吸附时间为24小时，且在吸附过程中，需避免染料受光照射，以免染料分子会受到光催化的效果而被分解，造成效率下降。 

对电极的制作： 

将清洗干净的ITO玻璃基板，放置在直流溅镀机的载台上，功率调整为175瓦(W)，Ar气体流量为10sccm，溅镀压力为1毫托(mtorr)，溅镀10秒钟，以形成厚度约为30纳米(nm)的白金对电极。 

电解液的制备： 

电解液作为电荷传递的媒介，主要是利用氧化/还原对来传递电子如三碘离子/碘离子(I₃/I)。所使用的溶剂为乙腈(Acetonitrile，AN)。0.5M的4-对-丁基吡啶(4-tert-butylpyridine，TBP)作为表面活性剂，碘离子(I^-/I₃ ^-)来源则是使用0.6M的1-丁基-3-羧基吡啶碘离子盐(1-butyl-3-carboxylpyridinium iodide)与0.03M的碘(I₂)，接着加入可用来增加光电压的异硫氰酸胍(GuSCN(C₂H₆N₄S或CH₅N₃·HSCN))0.1M，接着加入0.1M LiI，胶化后形成电解液配方。前述的添加顺序不影响其胶化过程，可以视实际的状况而改变。 

电池组装： 

染料敏化太阳能电池(DSSC)为三明治结构，其结构中各层依序为：TCO/敏化的(Sensitized)TiO₂/胶态电解液(Electrolyte Solution)/Pt/TCO。在封装上使用杜邦Surlyn或者Solraonix SX1170-60 series作为间隔件(spacer)与封装胶，将TiO₂工作电极与对电极隔开，并预留填充电解液的通道，接着加热胶膜使两电极间产生粘合，此时则完成初步电池封装。 

效率测量： 

光电转换效率测量系统，包含太阳光仿真器及Keithley 2400多功能数位电源电表。首先将太阳光仿真器的功率校正为100mW/cm²，随后将封装完成的电池放置于太阳光仿真器光源下方进行效率测量。测量时设定Keithley 2400的扫描电压为-0.1～1V，延迟时间为100毫秒(ms)，纪录DSSC产生的电流大小，藉以获得电流对电压特性曲线(I-V curve)，且可从图中得知开路电压(V_oc)、短路电流(I_sc)、最大输出电压(V_m，V_max)、最大输出电流(I_m，I_max)。由公式一即可计算出填充因子(FF)，除以面积(P_in)后可得电流密度对电压图(J-V curve)，由另一公式二即可计算出光电转换效率(η)。 

$\mathrm{FF}=\frac{V_m\×I_m}{V_{\mathrm{oc}}\×I_{\mathrm{sc}}}$ (公式一) 

$\mathrm{\η}=\left(\frac{V_{\mathrm{oc}}\×I_{\mathrm{sc}}}{P_{\mathrm{in}}}\right)\×\mathrm{FF}$ (公式二) 

实验结果： 

染料敏化太阳能电池(DSSC)的开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)以及光电转换效率(η)如表1所示。 

表1 

实施例   1

实施例   2

实施例   3

实施例   4

实施例   5

实施例   6

实施例   7

实施例   8

比较例

开路电压   (Voc)	0.59	0.54	0.56	0.56	0.06	0.18	0.54	0.58	0.80
										短路电流  密度(Jsc，  mA/cm2)	9.39	4.81	8.68	8.18	6.83	7.18	7.79	6.70	6.77
填充因子   (FF)	0.67	0.49	0.48	0.43	0.20	0.26	0.66	0.69	0.74
										光电转换   效率(η)	3.69	1.29	2.33	1.96	0.09	0.33	2.77	2.66	3.96

实施例1以及比较例的染料敏化太阳能电池的电流密度对电压特性曲线10与20如图2所示。 

由以上的结果显示本发明的染料敏化太阳能电池(DSSC)因为使用了胶态电解液，因此，可以在对于导电度、扩散速率、转换效率的影响非常小的情况下，减少封装制程以及使用上的蒸发或漏失，降低封装制程的困难度，提升电池的稳定性且具有高效率，延长电池的寿命，而且具有节省成本与增加效能的产业效益。 

实施例2： 

同实施例1，唯电解质配方中的0.6M的1-丁基-3-羧基吡啶碘离子盐以及乙腈更改为0.6M的1-乙基-3-羧基吡啶碘离子盐(1-ethyl-3-carboxylpyridiniumiodide)与3-甲氧基丙腈。 

实施例3： 

同实施例1，唯电解质配方中的0.6M的1-丁基-3-羧基吡啶碘离子盐以及乙腈更改为0.6M的1-己基-3-羧基吡啶碘离子盐(1-hexyl-3-carboxylpyridiniumiodide)与3-甲氧基丙腈。 

实施例4： 

同实施例1，唯电解质配方中的0.6M的1-丁基-3-羧基吡啶碘离子盐以及 乙腈更改为0.6M1-辛基-3-羧基吡啶碘离子盐类(1-octyl-3-carboxylpyridiniumiodide)与3-甲氧基丙腈。 

实施例5： 

同实施例4，唯将0.1M的LiI与3-甲氧基丙腈更改为0.1M KI与乙腈。 

实施例6： 

同实施例3，唯将0.1M的LiI与3-甲氧基丙腈更改为0.1M KBr与乙腈。 

实施例7： 

同实施例3，唯将0.5M的4-对-丁基吡啶与3-甲氧基丙腈更改为0.5M吡啶(pyridine)与乙腈。 

实施例8： 

同实施例3，唯将0.5M的4-对-丁基吡啶与3-甲氧基丙腈更改为0.5M的3-吡啶甲醇((pyridine-3-yl)methanol)与乙腈。 

实施例9： 

同实施例3，唯将0.5M的4-对-丁基吡啶与3-甲氧基丙腈更改为4-乙烯基吡啶(4-vinylpyridine)与乙腈。 

实施例10： 

同实施例1，唯电解质配方中的0.6M的1-丁基-3-羧基吡啶碘离子盐更改为0.6M 1-丁基-4-羧基吡啶碘离子盐类。 

比较例： 

同实施例1，唯电解质配方更改为Solaronix标准电解质。 

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。 

Claims (10)

1.一种非高分子系胶态电解液，其组成包括：

0.3～1.2M具取代或无取代的吡啶，具有以下式(1)的结构：

式(1)

其中R₁～R₅相同或相异，分别为氢、烷基、羟甲基、乙烯基或羟基；

0.05～0.2M金属盐类MY，其中M为碱金族(IA)金属阳离子，Y为卤素阴离子；

0.03～1.0M卤素分子，其中该金属盐类MY为金属碘盐且该卤素分子为碘，或该金属盐类MY为金属溴盐且该卤素分子为碘；

0.3～1.0M具取代或无取代的尼古丁酸盐类，包括以下式(2)的结构：

式(2)

其中

R₆～R₁₀为相同或相异；

R₆～R₉为氢、烷基、羟基、氨基、三氟甲基或卤素；

R₁₀为C_nH_2n+1的烷基，n为1至12；以及

X^-为碘离子、溴离子、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、SCN^-、PF₆ ^-或BF₄ ^-；以及溶剂。

2.根据权利要求1的非高分子系胶态电解液，还包括异硫氰酸胍。

3.一种染料敏化太阳能电池，包括：

一工作电极；

一对电极，相对该工作电极配置；以及

非高分子系胶态电解液，位于该工作电极与该对电极之间，其组成包括：

0.3～1.2M具取代或无取代的吡啶，具有以下式(1)的结构：

式(1)

其中R₁～R₅相同或相异，分别为氢、烷基、羟甲基、乙烯基、或羟基；

0.05～0.2M金属盐类MY，其中M为碱金族(IA)金属阳离子，Y为卤素阴离子；

0.03～1.0M卤素分子，其中该金属盐类MY为金属碘盐且该卤素分子为碘，或该金属盐类MY为金属溴盐且该卤素分子为碘；以及

0.3～1.0M具取代或无取代的尼古丁酸盐类，包括以下式(2)的结构：

式(2)

其中

R₆～R₁₀为相同或相异；

R₆～R₉为氢、烷基、羟基、氨基、三氟甲基或卤素；

R₁₀为C_nH_2n+1的烷基，n为1至12；以及

X为碘离子I^-、溴离子、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、SCN^-、PF₆ ^-或BF₄ ^-；以及

溶剂。

4.根据权利要求3所述的染料敏化太阳能电池，其中该对电极包括镀有白金的透明导电基板。

5.根据权利要求3所述的染料敏化太阳能电池，其中该工作电极，包括：

一透明导电基板；以及

一金属氧化物薄膜，形成于该透明导电基板表面，该金属氧化物薄膜载有染料。

6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池，其中所述染料包括钌、锇、铁、鉯、铂或锌的金属络合物。

7.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池，其中所述染料包括不含金属的有机化合物。

8.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池，其中金属氧化物薄膜的材料包括TiO₂、ZnO、Al₂O₃、SiO₂或Ti_xAl_yO_z，其中x＝1～3、y＝1～3与z＝1～6。

9.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池，其中该透明导电基板包括透明导电玻璃、塑料基材或金属基材。

10.一种非高分子系胶态电解液的制备方法，包括：

将0.3～1.0M具取代或无取代的尼古丁酸盐类以及0.03～1.0M卤素分子溶于一溶剂中，形成一混合液；

于该混合液中加入0.05～0.2M金属盐类MY；以及

于该混合液中加入0.3～1.2M具取代或无取代的吡啶，搅拌，以使其胶化，形成该非高分子系胶态电解液，

其中：

具取代或无取代的吡啶，具有以下式(1)的结构：

式(1)

其中R₁～R₅相同或相异，分别为氢、烷基、羟甲基、乙烯基或羟基；

金属盐类MY中M为碱金族(IA)金属阳离子，Y为卤素阴离子，该金属盐类MY为金属碘盐且该卤素分子为碘，或该金属盐类MY为金属溴盐且该卤素分子为碘；以及

具取代或无取代的尼古丁酸盐类，包括以下式(2)的结构：

式(2)

μm其中

R₆～R₁₀为相同或相异；

R₆～R₉为氢、烷基、羟基、氨基、三氟甲基或卤素；

R₁₀为C_nH_2n+1的烷基，n为1至12；以及

X为碘离子、溴离子、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、SCN^-、PF₆ ^-或BF₄ ^-。

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