CN102214518B - 阵列串接式太阳能电池模组的结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种阵列串接式太阳能电池模组的结构，包含：一透明基板；一透明导电薄膜，形成在该透明基板上，其中该透明导电薄膜被区块化成复数个分隔区域，并且将于其上形成有该透明导电薄膜的该透明基板作为一太阳能电池模组的阴极；一或多个导电基板，于其表面上形成一或多个区域的一电子传输层，其中该电子传输层的该一或多个区域与该复数个分隔区域相匹配，该电子传输层是由复数根半导体奈米管所构成，并且将于其上形成有该电子传输层的该导电基板作为该太阳能电池模组的阳极；一触媒层，形成在该阴极上；一光敏染料，附着在该半导体奈米管的管壁上；以及一电洞传输层，设置在该阴极与该阳极之间。

Description

阵列串接式太阳能电池模组的结构及其制造方法
技术领域
本发明是关于一种利用奈米管技术所制造的阵列串接式太阳能电池模组，尤其是关于一种利用区块化阳极区与阴极区的串/并联的太阳能电池模组。
背景技术
面对日益升高的能源危机与环境污染问题，使得各式各样的再生能源产业开始蓬勃发展，例如，太阳能、风能与生质能等。其中，太阳能电池被认为是最具发展潜力的再生能源，因此，其全球市场也正以惊人的速度进行成长。在目前已知的数种太阳能电池当中，第一代太阳能电池是以硅(Si)为主要材质的单/复晶硅太阳能电池，其可达到12-20％的光电转换效率，为目前太阳能电池市场的主要占有者，其主要用途为应用在可携式电子产品的电源以及建构太阳能发电模组上。第一代太阳能电池的基本构造为P/N型半导体的组合，当照光时，电子被激发而产生电子与电洞的分流，在受到内电位的影响下，分别被N型与P型半导体所吸引而聚集在元件的两端，再经由外电路导出形成电流。其优点为具有相当高的光电转换效率，但缺点为制程条件严格以及制造成本高昂。
第二代太阳能电池为无机半导体薄膜(thin film)太阳能电池，其包含非晶硅(a-Si，amorphous silicon)太阳能电池以及化合物半导体薄膜电池，例如：碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)与硒化铜铟镓(CIGS，copper indium gallium selenide)。虽然薄膜电池的光电转换效率多较硅晶太阳能电池为低，但是材料成本也相对低廉，其为目前成本最低的商业化太阳能电池，多用于消费性电子产品中。此类薄膜太阳能电池的优点为光谱吸收范围广，且具有较好的热稳定性，但是材料中所使用的重金属对环境会有严重的伤害，因此仍须积极寻找替代方式。其中，CIGS薄膜太阳能电池是由铜铟镓硒所组成的一三五族化合物半导体材料加以构成，其是利用共蒸镀技术来制备一吸收层薄膜，膜厚只需＜3μm，因此在制造成本上较硅晶太阳能电池为低，并可达成接近20％的光电转换效率。
目前最受瞩目的应属第三代新型太阳能电池，其宗旨为导入新颖材料与创新技术来制备低成本以及高效率的太阳能电池，希望通过新结构的引进，而达成增加光电转换效率的目的。主要可分为有机导电高分子或是新颖奈米材料的太阳能电池结构。例如，利用有机高分子作为光能转换媒介的高分子太阳能电池，其转换效率从开始的1％以下，已提升至5～6％，高分子太阳能电池具有质量轻、可挠曲特性、制程环保、低制作成本及高应用性等优点，是属于第三代新兴太阳能电池中极具潜力的一种。另一种新型太阳能电池则为宽能隙半导体奈米结构的引进，结合光合作用的概念，以透明导电玻璃为基材，于其上披覆一层具奈米结构的多孔性氧化锌或二氧化钛半导体薄膜作为工作电极，由于此多孔性薄膜具有大表面积，可在表面附着一层光敏材料，借以使光敏材料在吸收光能之后可将电子迅速地传递至半导体薄膜并导出至外电路。目前最高的能量转换效率可达到12％，虽然效率不及硅晶太阳能电池，但具有低成本与制程简易的优点，并可进行大面积以及可挠式电池元件的制备，此种突破性的发展已受到研究单位与业界的高度重视，未来将发展成为新一代太阳能电池技术的主流。
随着阳极处理法(Anodization)技术的提升，奈米管二氧化钛(NT-TiO2)薄膜的开发日趋成熟，这也促使奈米管太阳能电池的研究在学界受到普遍的重视。由于NT-TiO2薄膜制程简便的特性，业界看好NT太阳能电池未来成为连续式卷对卷(roll to roll)大面积太阳能电池元件的最佳结构。新结构的NT太阳能电池与传统奈米粒太阳能电池相较之下具有以下优点：(1)一维的奈米管阵列可不需散色层即能增加光线的收集效率；(2)电子与电洞在奈米管内分流，再结合机率低；(3)电解液封装于奈米管中不易渗漏，元件寿命因而延长；(4)阳极处理法制程简易，可降低太阳能电池的制程成本；(5)奈米管阳极具有可挠曲特性。NT-太阳能电池元件共由三个主要成分(Ti/TiO2阳极、电解质以及Pt/TCO阴极)所组成，因此元件包含了Ti/TiO2、Ti/电解质、TiO2/电解质、Pt/电解质等界面。
发明内容
本发明的一实施样态可提供一种阵列串接式太阳能电池模组的结构，包含：一透明基板；一透明导电薄膜，形成在该透明基板上，其中该透明导电薄膜被区块化成复数个分隔区域，并且将于其上形成有该透明导电薄膜的该透明基板作为一太阳能电池模组的阴极；一或多个导电基板，于其表面上形成一或多个区域的电子传输层，其中该电子传输层的一或多个区域与该复数个分隔区域相匹配，该电子传输层是由复数根半导体奈米管所构成，并且将于其上形成有该电子传输层的该导电基板作为该太阳能电池模组的阳极；一触媒层，形成在该阴极上；一光敏染料，附着在该半导体奈米管的管壁上；以及一电洞传输层，设置在该阴极与该阳极之间。
本发明的另一实施样态可提供一种阵列串接式太阳能电池模组的封装方法，包含下列步骤：将一电洞传输层设置在一阵列串接式太阳能电池模组的阳极与阴极之间；将该阳极与该阴极接合在一起，以使该太阳能电池模组具有三明治构造；以及在该太阳能电池模组的外部表面覆盖一硅胶层。
本发明的又另一实施样态可提供一种阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，包含下列步骤：在一透明基板上形成一透明导电薄膜；将该透明导电薄膜区块化成复数个分隔区域，其中将于其上形成有该透明导电薄膜的该透明基板作为一太阳能电池模组的阴极；在一或多个导电基板的表面上形成一或多个区域的电子传输层，其中该电子传输层的一或多个区域与该复数个分隔区域相匹配，该电子传输层是由复数根半导体奈米管所构成，并且将于其上形成有该电子传输层的该导电基板作为该太阳能电池模组的阳极；使一光敏染料附着于该半导体奈米管的管壁上；使一触媒层形成在该阴极上；将一电洞传输层设置在该阴极与该阳极之间；以及将该阳极与该阴极接合在一起。
依照本发明，可依输出电压与电流值的需求而制造出具有串联形式或并联形式的串接式染料敏化太阳能电池模组。
本发明的其它实施样态以及优点可从以下与用以例示本发明原理范例的随附图式相结合的详细说明而更显明白。
附图说明
在本发明的随附图式中，相同的元件以相同的元件符号加以表示。
图1显示依照本发明的第一实施例的串接式染料敏化太阳能电池模组的横剖面图；
图2a显示图1的太阳能电池模组的阴极部分的俯视图；
图2b显示沿着图2a的a-a线的横剖面图；
图3a显示图1的太阳能电池模组的阳极部分的俯视图；
图3b显示沿着图3a的b-b线的横剖面图；
图4为图1的串接式染料敏化太阳能电池模组的实体照片；
图5为图4的太阳能电池模组经封装过后的效率图表；
图6显示依照本发明的第二实施例的串接式染料敏化太阳能电池模组的横剖面图；
图7a显示显示图6的太阳能电池模组的阴极部分的俯视图；
图7b显示沿着图7a的c-c线的横剖面图；
图8a显示图6的太阳能电池模组的阳极部分的俯视图；
图8b显示沿着图8a的d-d线的横剖面图；
图9为图6的串接式染料敏化太阳能电池模组的实体照片；及
图10为图9的太阳能电池模组经封装过后的效率图表。
【主要元件符号说明】
100 染料敏化太阳能电池模组
110 透明基板
120 透明导电薄膜氧化层
121 沟渠
130 辅助电极
140 阴/阳极接合材
150 电洞传输层
160 电子传输层
170 导电基板
200 染料敏化太阳能电池模组
210 透明基板
220 透明导电薄膜氧化层
221 沟渠
230 辅助电极
240 阴/阳极接合材
250 电洞传输层
260 电子传输层
270 导电基板
具体实施方式
以下将通过范例方式来说明本发明的实施例，而这些实施例仅为示例性而非限制性。
第一实施例
图1显示依照本发明的第一实施例的串接式染料敏化太阳能电池模组100的横剖面图。染料敏化太阳能电池模组100为一种串联式染料敏化太阳能电池模组。染料敏化太阳能电池模组100包含：透明基板110、透明导电薄膜氧化层120、辅助电极130、阴/阳极接合材140、电洞传输层150、电子传输层160、以及导电基板170。电洞传输层150可含有碘离子，而电洞传输层150的型态可包括：液态、胶态、或固态。导电基板170的材质可为铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)、钛(Ti)、或钨(W)。阴/阳极接合材140可为一种可塑性分子膜，例如热缩膜、热固性膜、热塑性膜、紫外光固化膜、或硅胶膜。
在导电基板170上形成电子传输层160，并将于其上形成有电子传输层160的导电基板170作为染料敏化太阳能电池模组100的阳极，于其中，电子传输层160是由复数根半导体奈米管所构成，在使光敏染料(未图示)附着在这些半导体奈米管的管壁上之后，即可使其成为电子的供应来源以及传输途径。此光敏染料可为有机金属染料、无机光敏染料、或有机光敏染料。可通过浸泡法、旋转涂布法、或压注法，使光敏染料附着在这些半导体奈米管的管壁上。例如，适合作为阳极的电子传输层160的材料可为二氧化硅(SiO2)、三氧化二铟(In2O3)、三氧化钨(WO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化锌(ZnO)、或二氧化锡(SnO2)。举例来说，一种形成电子传输层160的方式为：通过溶胶-凝胶法、水热法、阳极处理法、化学气相沉积法、或物理气相沉积法，直接在导电基板170的表面上形成上述氧化物的半导体奈米管，然后再使光敏染料附着在这些奈米管上。此外，另一种形成电子传输层160的方式为：通过旋转涂布法、沉降法、或刷涂法，使上述氧化物的半导体奈米管附着在导电基板170的表面上，然后再使光敏染料附着在这些半导体奈米管上，此时，导电基板170可为金属或非金属的导电基板。此外，可使这些奈米管的管内附着半导体奈米颗粒(例如二氧化钛奈米颗粒)。
通过溶胶-凝胶法、水热法、阳极处理法、化学气相沉积法、或物理气相沉积法，将透明导电薄膜氧化层120形成于透明基板110上，并将于其上形成有透明导电薄膜氧化层120的透明基板110作为染料敏化太阳能电池模组100的阴极。一般而言，透明基板110以及透明导电薄膜氧化层120可为透明或半透明的材料。举例来说，适合作为透明导电薄膜氧化层(或称为透明导电薄膜)120的材料可为铟锡氧化物(ITO，indium tin oxides)、铝锌氧化物(AZO，Al-Znoxides)、锑锡氧化物(ATO，antimony doped tin oxides)、或氟锡氧化物(FTO，fluorine doped tin oxides)；以及透明基板110可为透明玻璃基板、透明塑料基板等等的透明基板。例如，此塑料基板可由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，poly(ethylene naphthalate))或聚对苯二甲酸乙二酯(PET，poly(ethyleneterephthalate))所制成。
在染料敏化太阳能电池模组100中，光线可由透明基板110以及透明导电薄膜氧化层120，透过电洞传输层150，而照射至阳极电子传输层160，光敏染料在吸收光能之后可将电子迅速传递至电子传输层160，然后经由电子传输层160再传递至导电基板170，之后透过外部电路(无图标)，而快速传至由低阻值的辅助电极(导电性或抗蚀性金属)130提升电子传导性的透明导电薄膜氧化层120，最后回到电洞传输层150，以完成此太阳能电池模组的电子传输回路。
图2a显示图1的太阳能电池模组100的阴极部分的俯视图；而图2b显示沿着图2a的a-a线的横剖面图。如图2a与2b所示，太阳能电池模组100的阴极部分包含透明基板110、透明导电薄膜氧化层120、以及辅助电极130。此阴极部分的形成方式为：在透明基板110上先形成透明导电薄膜氧化层120，然后利用化学蚀刻、雷射雕刻或刮除等方式(统称为刮槽法)，在透明导电薄膜氧化层120上形成沟渠121，以在单片透明基板110上获得呈现K个分隔区域(其可形成阵列图案)的透明导电薄膜氧化层120，即，透明导电薄膜被区块化成复数个分隔区域，接着，利用网印、电镀、无电解电镀、电泳、蒸镀、刷镀、刷涂、或旋转涂布等方式，将辅助电极130形成在太阳能电池模组100的阴极的边缘。又，可利用另一种方式来制作此阴极部分，即，利用掩蔽法，具体来说，可先利用真空胶带或模具，将透明基板110上的不期望形成透明导电薄膜氧化层120的区域予以遮蔽，然后再形成透明导电薄膜氧化层120，接着移除真空胶带或模具，即可产生形成有透明导电薄膜氧化层120的区域以及不形成有透明导电薄膜氧化层120的区域，接着，利用网印、电镀、无电解电镀、电泳、蒸镀、刷镀、刷涂、或旋转涂布等方式，将辅助电极130形成在太阳能电池模组100的阴极的边缘。然后，通过溶胶-凝胶法、水热法、阳极处理法、化学气相沉积、物理气相沉积、蒸镀、或化学浸镀等方式，在染料敏化太阳能电池模组100的阴极上形成触媒层(未图示)，以促进电化学反应，此触媒层的材质可为Au(金)、Pd(钯)、Pt(铂)、或碳(C)。此触媒层可具有岛状或颗粒状的显微结构。辅助电极130可为导电性或抗蚀性金属，例如铜、金、铂、银、铝、镍、钛、钴、锡、铟、或锌。
图3a显示图1的太阳能电池模组100的阳极部分的俯视图；而图3b显示沿着图3a的b-b线的横剖面图。如图3a与3b所示，太阳能电池模组100的阳极部分包含电子传输层160以及导电基板170。此阳极部分为：制备数量可与阴极部分的分隔区域数量相对应的复数个导电基板170，而在这些导电基板的表面上已形成可与阴极部分的分隔区域相匹配的电子传输层160的区域。最后，在染料敏化太阳能电池模组100的阴极与阳极之间的接口上设置阴/阳极接合材140而使阴极与阳极接合在一起，并在阴极与阳极之间设置含有碘离子的电洞传输层150，能完成串接式染料敏化太阳能电池模组100的封装而使其具有三明治构造(即，利用三明治法进行封装)，如图1所示。电洞传输层150的设置方式可依其型态而加以选择，包含注入法、涂布法、或镀膜法。在太阳能电池模组100的外部表面可覆盖一硅胶层(未图示)，以保护此太阳能电池模组。此外，也可使用热压方式来封装太阳能电池模组100，即使用热压方式将太阳能电池模组100的阳极与阴极接合在一起。
图4为图1的串接式染料敏化太阳能电池模组100的实体照片，其总面积为24cm2、总作用面积为8.5cm2。图5为图4的太阳能电池模组经封装过后的效率图表。如图5所示，依照本发明的第一实施例的串接式染料敏化太阳能电池模组100可获得5.02％的光电转换效率(η)、7.35V的开路电压(VOC)、9.21mA的短路电流(ISC)、以及0.63的填充率(FF)。依照本发明的第一实施例的太阳能电池模组100可获得较高的电压。
第二实施例
图6显示依照本发明的第二实施例的串接式染料敏化太阳能电池模组200的横剖面图。染料敏化太阳能电池模组200为一种并联式染料敏化太阳能电池模组。染料敏化太阳能电池模组200包含：透明基板210、透明导电薄膜氧化层220、辅助电极230、阴/阳极接合材240、电洞传输层250、电子传输层260、以及导电基板270。透明基板210、透明导电薄膜氧化层220、辅助电极230、阴/阳极接合材240、电洞传输层250、电子传输层260、以及导电基板270与第一实施例所定义者相同。将于其上形成有电子传输层260的导电基板270作为染料敏化太阳能电池模组200的阳极，并且将于其上形成有透明导电薄膜氧化层220的透明基板210作为染料敏化太阳能电池模组200的阴极。
图7a显示显示图6的太阳能电池模组200的阴极部分的俯视图；而图7b显示沿着图7a的c-c线的横剖面图。如图7a与7b所示，太阳能电池模组200的阴极部分包含透明基板210、透明导电薄膜氧化层220、以及辅助电极230。此阴极部分的形成方式为：在透明基板210上先形成透明导电薄膜氧化层(或称为透明导电薄膜)220，然后利用化学蚀刻、雷射雕刻或刮除等方式(统称为刮槽法)，在透明导电薄膜氧化层220上形成沟渠221，以在单片透明基板210上获得呈现N个分隔区域(其可形成N个阵列图案)的透明导电薄膜氧化层220，即，透明导电薄膜被区块化成复数个分隔区域，然后，利用网印、电镀、无电解电镀、电泳、蒸镀、刷镀、刷涂、或旋转涂布等方式，将辅助电极230形成在太阳能电池模组200的阴极的边缘。又，也可利用掩蔽法来制作此阴极部分，即，可先利用真空胶带或模具，将透明基板210上的不期望形成透明导电薄膜氧化层220的区域予以遮蔽，然后再形成透明导电薄膜氧化层220，接着移除真空胶带或模具，即可产生形成有透明导电薄膜氧化层220的区域以及不形成有透明导电薄膜氧化层220的区域，接着，利用网印、电镀、无电解电镀、电泳、蒸镀、刷镀、刷涂、或旋转涂布等方式，将辅助电极230形成在太阳能电池模组200的阴极的边缘。然后，通过溶胶-凝胶法、水热法、阳极处理法、化学气相沉积、物理气相沉积、蒸镀、或化学浸镀等方式，在染料敏化太阳能电池模组200的阴极上形成触媒层(未图示)，以促进电化学反应，此触媒层的材质可为Au(金)、Pd(钯)、Pt(铂)、或碳(C)。
图8a显示图6的太阳能电池模组200的阳极部分的俯视图；而图8b显示沿着图8a的d-d线的横剖面图。如图8a与8b所示，太阳能电池模组200的阳极部分包含电子传输层260以及导电基板270。此阳极部分为：制备可与阴极部分相对应的单片导电基板270，在此单片导电基板的表面上已形成复数个可与N个阵列图案相匹配的电子传输层260的区域。最后，在染料敏化太阳能电池模组200的阴极与阳极之间的接口上设置阴/阳极接合材240而使阴极与阳极接合在一起，并在阴极与阳极之间设置含有碘离子的电洞传输层250，能完成串接式染料敏化太阳能电池模组200的封装而使其具有三明治构造(即，利用三明治法进行封装)，如图6所示。电洞传输层250的设置方式可依其型态而加以选择，包含注入法、涂布法、或镀膜法。在太阳能电池模组200的外部表面可覆盖一硅胶层(未图示)，以保护此太阳能电池模组。此外，也可使用热压方式来封装太阳能电池模组200，即使用热压方式将太阳能电池模组200的阳极与阴极接合在一起。
图9为图6的串接式染料敏化太阳能电池模组200的实体照片，其总面积为30cm2、总作用面积为12cm2。图10为图9的经封装过后的太阳能电池模组与一对比太阳能电池模组的比较效率图表，其中(a)线段是透明导电薄膜氧化层220经切除后(即，经区块化)的效率曲线(其显示图9的太阳能电池模组的效率)，而(b)线段是透明导电薄膜氧化层220未经切除(即，未经区块化)的效率曲线(其显示对比太阳能电池模组的效率)。如图10的(b)线段所示，串接式染料敏化太阳能电池模组200的透明导电薄膜氧化层220若未经切除时，可获得光电转换效率(η)：4.10％、开路电压(VOC)：0.72V、短路电流密度(JSC)：10.20mA cm-2以及填充率(FF)：0.56。如图10的(a)线段所示，相对于透明导电薄膜氧化层220未经切除的染料敏化太阳能电池模组，透明导电薄膜氧化层220经切除的染料敏化太阳能电池模组可获得光电转换效率(η)：5.04％、开路电压(VOC)：0.72V、短路电流密度(JSC)：12.17mA cm-2以及填充率(FF)：0.58。依照本发明的第二实施例的太阳能电池模组200可增加电子于透明导电薄膜氧化层220的传导效率，进而增加太阳能电池模组的输出电流量。
综上所述，依照本发明，将太阳能电池模组的阴极区块化成复数个分隔区域，并且在太阳能电池模组的一或多个阳极上形成可与阴极的复数个分隔区域相匹配的一或多个区域的电子传输层，然后使用阴/阳极接合材将阴极与阳极接合在一起，并在阴极与阳极之间设置电洞传输层，能制造具有串联或并联形式的太阳能电池模组。
虽然本发明已参考较佳实施例及图式详加说明，但熟习本项技艺者可了解在不离开本发明的精神与范畴的情况下，可进行各种修改、变化以及等效替代，然而这些修改、变化以及等效替代仍落入本发明所附的申请专利范围内。

Claims (44)

1.一种阵列串接式太阳能电池模组的结构，包含：
一透明基板；
一透明导电薄膜，形成在该透明基板上，其中该透明导电薄膜被区块化成复数个分隔区域，并且将于其上形成有该透明导电薄膜的该透明基板作为一太阳能电池模组的阴极；
一或多个导电基板，于其表面上形成一或多个区域的一电子传输层，其中该电子传输层的该一或多个区域与该复数个分隔区域相匹配，该电子传输层是由复数根半导体奈米管所构成，并且将于其上形成有该电子传输层的该导电基板作为该太阳能电池模组的阳极；
一触媒层，形成在该阴极上；
一辅助电极，形成在该阴极的边缘；
一光敏染料，附着在该半导体奈米管的管壁上；及
一电洞传输层，设置在该阴极与该阳极之间。
2.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该导电基板的材质为铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)、钛(Ti)或钨(W)。
3.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该复数根半导体奈米管为三氧化二铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、二氧化钛(TiO2)或三氧化钨(WO3)。
4.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该辅助电极为导电性或抗蚀性金属。
5.根据权利要求4所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该导电性或抗蚀性金属为铜、金、铂、银、铝、镍、钛、钴、锡、铟或锌。
6.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该透明基板为一透明玻璃基板或一透明塑料基板.
7.根据权利要求6所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该塑料基板是由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，poly(ethylene naphthalate))或聚对苯二甲酸乙二酯(PET，poly(ethylene terephthalate))所制成。
8.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该透明导电薄膜为铟锡氧化物(ITO，indium tin oxides)、铝锌氧化物(AZO，Al-Zn oxides)、锑锡氧化物(ATO，antimony doped tin oxides)或氟锡氧化物(FTO，fluorine doped tin oxides)。
9.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该触媒层的材质为Au(金)、Pd(钯)、Pt(铂)或碳(C)。
10.根据权利要求1或9所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该触媒层具有岛状或颗粒状的显微结构。
11.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该光敏染料为有机金属染料、无机光敏染料、或有机光敏染料。
12.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，更包含：
一可塑性分子膜，设置在该阳极与该阴极之间的一接口上。
13.根据权利要求12所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该可塑性分子膜为热缩膜、热固性膜、热塑性膜、紫外光固化膜或硅胶膜。
14.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，该电洞传输层的型态包括：液态、胶态或固态。
15.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，更包含：
一硅胶层，覆盖于该太阳能电池模组的外部表面。
16.根据权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构，其特征在于，更包含：半导体奈米颗粒，附着在该半导体奈米管的管内。
17.一种如权利要求1所述的阵列串接式太阳能电池模组的结构的封装方法，包含下列步骤：
将该电洞传输层设置在该阳极与该阴极之间；
将该阳极与该阴极接合在一起，以使该太阳能电池模组具有三明治构造；及
在该太阳能电池模组的外部表面覆盖一硅胶层。
18.根据权利要求17所述的封装方法，其特征在于，将该阳极与该阴极接合在一起的该步骤包含：在该阳极与该阴极之间的一接口上设置一可塑性分子膜而使该阳极与该阴极接合在一起。
19.根据权利要求18所述的封装方法，其特征在于，该可塑性分子膜为热缩膜、热固性膜、热塑性膜、紫外光固化膜或硅胶膜。
20.根据权利要求17所述的封装方法，其特征在于，将该阳极与该阴极接合在一起的该步骤包含：利用热压方式将该阳极与该阴极接合在一起。
21.一种阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，包含下列步骤：
在一透明基板上形成一透明导电薄膜；
将该透明导电薄膜区块化成复数个分隔区域，其中将于其上形成有该透明导电薄膜的该透明基板作为一太阳能电池模组的阴极；
在一或多个导电基板的表面上形成一或多个区域的一电子传输层，其中该电子传输层的该一或多个区域与该复数个分隔区域相匹配，该电子传输层是由复数根半导体奈米管所构成，并且将于其上形成有该电子传输层的该导电基板作为该太阳能电池模组的阳极；
使一光敏染料附着于该半导体奈米管的管壁上；
使一触媒层形成在该阴极上；
在该阴极的边缘形成一辅助电极；
将一电洞传输层设置在该阴极与该阳极之间；及
将该阳极与该阴极接合在一起。
22.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该电子传输层为三氧化二铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、二氧化钛(TiO2)或三氧化钨(WO3)。
23.根据权利要求21或22所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，形成该电子传输层的方法为溶胶-凝胶法、水热法、旋转涂布法、沉降法、刷涂法、阳极处理法、化学气相沉积法或物理气相沉积法。
24.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该导电基板的材质为铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)、钛(Ti)或钨(W)。
25.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，使该光敏染料附着在该半导体奈米管的管壁上的方法为浸泡法、旋转涂布法或压注法。
26.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，形成该透明导电薄膜的方法为溶胶-凝胶法、水热法、阳极处理法、化学气相沉积法或物理气相沉积法。
27.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，将该透明导电薄膜区块化成复数个分隔区域的方式为刮槽法或掩蔽法。
28.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，形成该触媒层的方法为蒸镀、化学浸镀、溶胶-凝胶法、水热法、阳极处理法、化学气相沉积法或物理气相沉积法。
29.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该触媒层的材质为Au(金)、Pd(钯)、Pt(铂)或碳(C)。
30.根据权利要求21或29所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该触媒层具有岛状或颗粒状的显微结构。
31.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该光敏染料为有机金属染料、无机光敏染料或有机光敏染料。
32.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，将该阳极与该阴极接合在一起的该步骤包含：在该阳极与该阴极之间的一接口上设置一可塑性分子膜而使该阳极与该阴极接合在一起。
33.根据权利要求32所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该可塑性分子膜为热缩膜、热固性膜、热塑性膜、紫外光固化膜或硅胶膜。
34.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，将该阳极与该阴极接合在一起的该步骤包含：使用热压方式将该阳极与该阴极接合在一起。
35.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该电洞传输层的型态包括：液态、胶态或固态。
36.根据权利要求35所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，设置该电洞传输层的方法为注入法、涂布法或镀膜法。
37.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，更包含：在该太阳能电池模组的外部表面覆盖一硅胶层。
38.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，形成该辅助电极的方法为网印、电镀法、无电解电镀法、电泳法、蒸镀法、刷镀法、刷涂法或旋转涂布法。
39.根据权利要求21或38所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该辅助电极为导电性或抗蚀性金属。
40.根据权利要求39所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该导电性或抗蚀性金属为铜、金、铂、银、铝、镍、钛、钴、锡、铟或锌。
41.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，更包含：使半导体奈米颗粒附着在该半导体奈米管的管内。
42.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该透明基板为一透明玻璃基板或一透明塑料基板。
43.根据权利要求42所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该塑料基板是由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，poly(ethylenenaphthalate))或聚对苯二甲酸乙二酯(PET，poly(ethylene terephthalate))所制成。
44.根据权利要求21所述的阵列串接式太阳能电池模组的制造方法，其特征在于，该透明导电薄膜为铟锡氧化物(ITO，indium tin oxides)、铝锌氧化物(AZO，Al-Zn oxides)、锑锡氧化物(ATO，antimony doped tin oxides)或氟锡氧化物(FTO，fluorine doped tin oxides)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201310854D0 (en) * 2013-06-18 2013-07-31 Isis Innovation Photoactive layer production process
CN104200864B (zh) * 2014-08-25 2017-05-03 厦门大学 一种基于宽禁带半导体纳米管阵列薄膜结构的同位素电池
CN104576768A (zh) * 2015-01-30 2015-04-29 东莞佰鸿电子有限公司 一种光接收器
CN108666426A (zh) * 2018-06-30 2018-10-16 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法
CN113823745B (zh) * 2021-11-10 2022-04-12 浙江晶科能源有限公司 一种太阳能电池模块及其制备方法、光伏组件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200950115A (en) * 2008-05-13 2009-12-01 Dongjin Semichem Co Ltd Dye sensitized solar cell module
TW200952231A (en) * 2008-06-06 2009-12-16 Dc Solar Corp A large area flexible dye-sensitized solar cell and the electrochemical fabricating method thereof
TW201001724A (en) * 2008-06-30 2010-01-01 Dc Solar Corp Dye-sensitized solar cell having a double-layer nanotube structure and manufacturing method thereof
TW201010108A (en) * 2008-08-26 2010-03-01 Dc Solar Corp Large area dye-sensitized solar cell and the thermal spraying fabrication methods thereof
CN101682100A (zh) * 2007-06-06 2010-03-24 株式会社藤仓 染料敏化太阳能电池模块及其制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100481524C (zh) * 2003-09-10 2009-04-22 大日本印刷株式会社 太阳能电池组件用填充材料层、太阳能电池组件
JP2005250210A (ja) * 2004-03-05 2005-09-15 Fuji Photo Film Co Ltd 電磁波に応答し光学濃度を変える光学素子
KR20090121629A (ko) * 2008-05-22 2009-11-26 삼성전자주식회사 태양전지 셀 및 이를 이용하는 태양전지 모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101682100A (zh) * 2007-06-06 2010-03-24 株式会社藤仓 染料敏化太阳能电池模块及其制造方法
TW200950115A (en) * 2008-05-13 2009-12-01 Dongjin Semichem Co Ltd Dye sensitized solar cell module
TW200952231A (en) * 2008-06-06 2009-12-16 Dc Solar Corp A large area flexible dye-sensitized solar cell and the electrochemical fabricating method thereof
TW201001724A (en) * 2008-06-30 2010-01-01 Dc Solar Corp Dye-sensitized solar cell having a double-layer nanotube structure and manufacturing method thereof
TW201010108A (en) * 2008-08-26 2010-03-01 Dc Solar Corp Large area dye-sensitized solar cell and the thermal spraying fabrication methods thereof

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