CN102468055A - 一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102468055A
CN102468055A CN201010544032XA CN201010544032A CN102468055A CN 102468055 A CN102468055 A CN 102468055A CN 201010544032X A CN201010544032X A CN 201010544032XA CN 201010544032 A CN201010544032 A CN 201010544032A CN 102468055 A CN102468055 A CN 102468055A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
electrode
dye sensitization
light anode
sensitization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201010544032XA
Other languages
English (en)
Inventor
周明杰
王平
冯小明
陈吉星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Original Assignee
Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd, Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd filed Critical Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Priority to CN201010544032XA priority Critical patent/CN102468055A/zh
Publication of CN102468055A publication Critical patent/CN102468055A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Abstract

本发明适用于太阳能电池领域，提供了一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法。该染料敏化太阳能电池包括上电池和下电池，均由染料敏化光阳极、对电极、电解质及电池密封部件构成，该上电池染料敏化光阳极或对电极与下电池染料敏化光阳极或对电极通过基板重叠，该上电池染料敏化光阳极由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料中的一种敏化，该下电池染料敏化光阳极由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料中另一种敏化。本发明提供的染料敏化太阳能电池，通过上电池和下电池的重叠结构以及将第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料分别敏化太阳能电池中的上电池或下电池，拓宽了本发明分层吸附太阳能电池光吸收范围，提高了光转换效率。

Description

一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，尤其涉及一种分层吸附染料敏化太阳能电池。
背景技术
染料敏化太阳能电池(DSSCs)以其简单的制作工艺，低廉的成本和良好的应用前景而备受关注。这种光伏电池的制作成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10，使用寿命能够达到20年以上。具有重大的优势。染料敏化太阳能电池的光吸收效率是影响电池光伏性能的一个重要因素，然而光吸收效率受到染料吸收光谱的限制，难以实现染料的全光谱吸收以及吸收光谱与太阳光谱相匹配，目前只有昂贵的钌染料才具有较宽的吸收光谱，因而限制了染料敏化太阳能电池的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种分层吸附染料敏化太阳能电池，解决现有染料敏化太阳能电池太阳光谱吸收范围窄、光电转换效率低的技术问题。
本发明是这样实现的，
一种分层吸附染料敏化太阳能电池，包括上电池和下电池，该上电池或下电池均包括染料敏化光阳极、对电极、电解质及电池密封部件，该染料敏化光阳极至少包括基板、导电膜及敏化多孔半导体膜，该对电极包括基板、导电膜及催化剂层，该上电池染料敏化光阳极或对电极与该下电池染料敏化光阳极或对电极通过基板重叠，该上电池染料敏化光阳极由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料两个中的一个敏化，该下电池染料敏化光阳极中染料由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料两个中另一个敏化。
本发明实施例还提供一种分层吸附染料敏化太阳能电池制备方法，包括如下步骤：
取下述相同基板，在第一基板上表面依次形成导电膜、多孔半导体膜制备第一光阳极；在第二基板上表面依次形成导电膜及催化剂层制备第一对电极；用该与制备第一光阳极或第一对电极相同方法，在第三基板上表面制备第二光阳极或第二对电极中的一个、在第四基板上表面或上述第一基板、第二基板或第三基板中任一个下表面制备第二光阳极或第二对电极中的另一个；
将第一光阳极和第二光阳极分别用第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料敏化，得到第一敏化光阳极和第二敏化光阳极；
将该第一敏化光阳极与第一对电极或第二对电极中一个相对，将该第二敏化光阳极与第一对电极或第二对电极中另一个相对，将两对敏化光阳极和对电极组装为上电池和下电池，并且在该每对敏化光阳极和对电极之间形成电池密封部件，加入电解质后密封或者密封后加入电解质，得到分层吸附染料敏化太阳能电池。
本发明实施例染料敏化太阳能电池，通过上电池和下电池的重叠结构以及将可见光吸收性染料或红光吸收性染料分别敏化太阳能电池中的上电池或下电池，拓宽了本发明实施例分层吸附太阳能电池光吸收范围，提高了光转换效率。
本发明实施例染料敏化太阳能电池制备方法，操作简单，方便，成本低廉，适于工业化生产。
附图说明
图1本发明实施例提供的分层吸附染料敏化太阳能电池结构图；
图2本发明另一实施例提供的分层吸附染料敏化太阳能电池结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种分层吸附染料敏化太阳能电池，包括上电池和下电池，该上电池或下电池均包括染料敏化光阳极、对电极、电解质及电池密封部件，该染料敏化光阳极至少包括基板、导电膜及敏化多孔半导体膜，该对电极包括基板、导电膜及催化剂层，该上电池染料敏化光阳极或对电极与该下电池染料敏化光阳极或对电极通过基板重叠，该上电池染料敏化光阳极由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料两个中的一个敏化，该下电池染料敏化光阳极中染料由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料两个中另一个敏化。
本发明实施例染料敏化太阳能电池，由上电池和下电池在电极上重叠组成。上电池中染料敏化光阳极所使用的染料为第一光谱吸收性染料或者第二光谱吸收性染料两个中一个，下电池染料敏化光阳极所使用的染料为第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料两个中的另一个，具体的，该第一光谱吸收性染料是指可见光吸收性染料，对太阳光的可见光具有较强吸收作用，该第二光谱吸收性染料是指红光吸收性染料，对太阳光的红光具有较强吸收作用。因此，太阳光照射该上电池后，太阳光的可见光或红光一种被被吸收并转化为电能，上电池中没有被吸收的可见光或红光中的另一种穿透上电池与下电池之间重叠的电极至下电池被吸收吸收并且转化为电能，因此实现了太阳光可见光和红光都被吸收，大大提高太阳光吸收范围。
例如，本发明实施例太阳能电池，上电池的光阳极由可见光吸收性染料敏化，下电极由红光吸收性染料敏化，太阳光从上电池射入，首先可见光在上电池中被吸收并且转化为电能，不能被吸收的红光穿透上电池至下电池中，被吸收、转化为电能。
或者，上电池的光阳极由红光吸收性染料敏化，下电池的光阳极由可见光吸收性染料敏化，太阳光从上电池射入，首先红光在上电池中被吸收并且转化为电能，不能被吸收的可见光穿透上电池至下电池中，被吸收并且转化为电能。
或者其他变形形式。
该上电池中染料敏化光阳极和对电极的位置关系没有限制，可以由染料敏化光阳极在上部而对电极在下部，也可以由对电极在上部而染料敏化光阳极在下部；同理在下电池中亦如此。本发明实施例染料敏化太阳能电池上电池与下电池通过电极接触而重叠，该重叠也没有位置限制，可以是上电池染料敏化光阳极和下电池对电极接触而实现重叠，也可是上电池对电极与下电池对电极接触而重叠，或者上电池染料敏化光阳极与下电极染料敏化光阳极相接触而重叠及上电池对电极与下电池染料敏化光阳极相接触而重叠。
本发明实施例染料敏化太阳能电池，上下电池重叠的具体形式为：相接触的电极的两个基板通过透光性胶体粘结、固定而实现上电池与下电池的重叠；或者，该相接触的两个电极，通过共用一个基板而实现上电池与下电池的重叠，具体为，在基板上表面为染料敏化光阳极或对电极，在该基板下表面也为染料敏化光阳极或对电极。但是该基板上表面的电极与下表面的电极分别属于上电池和下电池。具体地，该透光胶体没有限制，可以为各种对可见光和红光没有吸收性能的胶体。
具体地，该染料敏化光阳极包括基板、覆盖于基板上的导电膜、覆盖于该导电膜上的致密半导体膜、及覆盖于该致密半导体膜上的多孔半导体膜、或者该染料敏化光阳极包括基板、覆盖于基板上的导电膜及覆盖于该导电膜上的多孔半导体膜；该对电极包括基板、覆盖于该基板上的导电膜及覆盖于该导电膜上的催化剂层。
请参阅图1，图1显示本发明实施例分层吸附染料敏化太阳能电池的一种实施方式。
本发明实施例分层吸附染料敏化太阳能电池包括上电池1和下电池2，该上电池1包括染料敏化光阳极11、对电极12、电池密封部件13及电解质14，该染料敏化光阳极11包括基板111，覆盖于基板111之上的导电膜112，该导电膜112之上的致密半导体膜113及该致密半导体膜113之上的多孔半导体膜114，该多孔半导体膜114由可见光吸收性染料敏化；该对电极12包括基板4，覆盖于基板4上的导电膜122及覆盖于该导电膜122上的催化剂层123。该下电池2包括染料敏化光阳极21、对电极22、电池密封部件23及电解质24，该染料敏化光阳极21包括基板211、覆盖于基板211上的导电膜212、覆盖于该导电膜212上的致密半导体膜213及覆盖于该致密半导体膜213上的多孔半导体膜214，该多孔半导体膜214由红光吸收性染料敏化；该对电极22包括基板4、覆盖于该基板4之上的导电膜222及该导电膜222之上的催化剂层223。从图1中可以看出，该上电池1和下电池2共用一基板4，在该基板4的一面是上电池1的对电极12，另一表面是下电池2的对电极22，因此实现上电池1和下电池2的重叠。
请参阅图2，图2显示本发明实施例分层吸附染料敏化太阳能电池的另一种实施方式。
本发明实施例分层吸附染料敏化太阳能电池包括上电池1和下电池2，该上电池1包括染料敏化光阳极11、对电极12、电池密封部件13及电解质14，该染料敏化光阳极11包括基板111，覆盖于基板111之上的导电膜112，该导电膜112之上的致密半导体膜113及该致密半导体膜113之上的多孔半导体膜114，该多孔半导体膜114由可见光吸收性染料敏化；该对电极12包括基板4，覆盖于基板4上的导电膜122及覆盖于该导电膜122上的催化剂层123。该下电池2包括染料敏化光阳极21、对电极22、电池密封部件23及电解质24，该染料敏化光阳极21包括基板211、覆盖于基板211上的导电膜212、覆盖于该导电膜212上的致密半导体膜213及覆盖于该致密半导体膜213上的多孔半导体膜214，该多孔半导体膜214由红光吸收性染料敏化；该对电极22包括基板5、覆盖于该基板5之上的导电膜222及该导电膜222之上的催化剂层223。该上电池1对电极12的基板4和下电池2基板5之间重叠，在基板4和基板5之间通过透光胶体粘结固定，因此实现上电池1和下电池2的重叠。
本发明实施例分层吸附染料敏化太阳能电池基于前面所述的内容的变形结构，在此不详细阐述。
具体地，该基板为刚性基板或柔性基板，刚性基板选自透明玻璃、刚性塑料等；柔性基板选自塑料薄膜，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)及金属丝网。该导电膜选自氧化铟、氧化铟锡、氟掺杂氧化铟、氟掺杂氧化铟锡、氧化锌锡、石墨烯及碳纳米管中的一种或以上。另外，可以直接使用一些导电玻璃，例如FTO导电玻璃、ITO导电玻璃等。
该致密半导体膜为致密二氧化钛半导体层。
该多孔半导体膜的材质为金属氧化物，例如，TiO2、SrTiO3、ZnO、ZrO2、SiO2、WO3、MgO及NiO中一种或以上，优选地为TiO2或ZnO。
该催化剂层选自金、铂或者其他催化剂物质中的一种或以上，将催化剂物质通过喷涂、印刷或者磁控溅射方法在导电膜上形成。
具体地，可见光吸收性染料是指，对可见光短波方向具有强吸收能力的染料。例如，钌的多吡啶配合物、铼的多吡啶配合物、锇的多吡啶配合物、卟啉或其衍生物、三芳胺、咔唑或其衍生物、吲哚或其衍生物及香豆素等。红光吸收性染料是指，对红光具有较强吸收能力的染料，吸收波长在600-800纳米之间，例如，酞菁、花菁、苝染料、醌染料、芳甲烷染料、双硫酚金属络合物等。本发明实施例染料敏化太阳能电池所使用的染料为在太阳光谱范围内有吸收互补的光敏染料，即可见光吸收性染料和红光吸收性染料，并且将该两种光敏染料分别敏化本发明实施例太阳能电池中的上电池或下电池中光阳极的一个与另一个，因此实现了本发明实施例染料敏化太阳能电池能够吸收太阳光中的可见光和红光，大大增加了太阳能电池的光谱吸收范围，而且，将两种染料敏化不同的光阳极，防止了染料共同敏化而带来的光电转换效率下降的问题。
本发明实施例染料敏化太阳能电池中，上电池光阳极由可见光吸收性染料或红光吸收性染料中的一个敏化，下电池中光阳极由可见光吸收性染料或红光吸收性染料中的另一个敏化，优选上电池光阳极由可见光吸收性染料敏化而下电池光阳极由红光吸收性染料敏化。由于红光染料的量子效率通常要低于在可见光短波方向有强吸收的染料，因此，上电池光阳极由可见光吸收性染料敏化而下电池光阳极由红光吸收性染料敏化，能够使太阳光最大程度地转化为电能，有效地防止光电转换效率的降低。
本发明实施例染料敏化太阳能电池，上电池或下电池中，电解质由起氧化还原作用的化合物和电解液组成，该起氧化还原作用的化合物选自碘/碘化物、溴和溴化物或是第四级铵盐化合物等碘溴盐，或者凝胶电解质，如，聚氧化乙烯(PEO)系、聚丙烯腈(PAN)系、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系和聚偏氟乙烯(PVDF)系等，高分子凝胶剂如，交联聚丙烯酸树脂衍生物、聚环氧烷烃衍生物，交联聚丙烯腈衍生物、硅酮树脂类、侧链具有含氮杂环四元化合物盐结构的聚合物等；该电解液没有限制。另外，该电解质也可以是无机p-n型半导体材料，如CuI，CuSCN等组成的固态电解质系统，本发明实施例染料敏化太阳能电池上电池或下电池所用的电解质可以是同种或者不同种电解质。
本发明实施例还提供一种染料敏化太阳能电池制备方法，包括如下步骤：
取下述相同基板，在第一基板上表面依次形成导电膜，多孔半导体膜制备第一光阳极；在第二基板上表面依次形成导电膜及催化剂层制备第一对电极；用该与制备第一光阳极或第一对电极相同方法，在第三基板上表面制备第二光阳极或第二对电极中的一个、在第四基板上表面或上述第一基板、第二基板或第三基板中任一个的下表面制备第二光阳极或第二对电极中的另一个；
将第一光阳极和第二光阳极分别用第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料敏化，得到第一敏化光阳极和第二敏化光阳极；
将该第一敏化光阳极与第一对电极或第二对电极中一个相对，将该第二敏化光阳极与第一对电极或第二对电极中另一个相对，将两对敏化光阳极和对电极组装为上电池和下电池，并且在该每对敏化光阳极和对电极之间形成电池密封部件，加入电解质后密封或者密封后加入电解质，得到分层吸附染料敏化太阳能电池。
具体地，本发明实施例染料敏化太阳能电池密封过程中，根据电解质的类型，密封步骤不同；采用液态电解质时，先密封电池，然后灌注电解质；采用凝胶电解质或者固态电解质时，先灌注电解质，然后密封电池。
光阳极的制备过程为：在基板上表面覆盖导电膜，在该导电膜上覆盖致密半导体膜，在该致密半导体膜上覆盖多孔半导体膜或者直接在导电膜上覆盖多孔半导体膜，得到光阳极；对电极的制备过程为：在基板上表面覆盖导电膜，在该导电膜上制备催化剂层，得到对电极，其中，催化剂层的制备过程，如前面所述，在此不详细阐述。
本发明实施例染料敏化太阳能电池，通过上电池和下电池的重叠结构及将可见光吸收性染料或红光吸收性染料分别敏化太阳能电池中的上电池或下电池，拓宽了本发明实施例分层吸附太阳能电池光吸收范围，提高了光转换效率。
本发明实施例染料敏化太阳能电池制备方法，操作简单，方便，成本低廉，适于工业化生产。
下面结合实施例对本发明制备方法进行详细阐述。
实施例一
在两块FTO导电玻璃上分别依次覆盖致密TiO2层，多孔纳米晶TiO2薄膜层(多孔半导体膜)，制备第一敏化光阳极和第二敏化光阳极，其中第一光阳极多孔TiO2薄膜的厚度为8微米，由钌染料N719敏化；第二光阳极多孔TiO2薄膜厚度15微米，由方酸菁染料敏化；在另一块透明玻璃上，采用溅射的方法在玻璃上下表面各溅射一层透明的氟掺杂氧化锡导电膜(FTO)，然后采用丝网印刷的方法，将氯铂酸的松油醇溶液印刷在玻璃上下两个表面，经烧结后制备成第一对电极和第二对电极；将第一敏化光阳极和第一对电极相对、第二敏化光阳极和第二对电极相对，用密封材料密封，然后在电池腔体内灌注液态电解质，即制得刚性分层吸附的染料敏化太阳能电池。
实施例二
在一块导电玻璃(FTO)上依次覆盖致密TiO2层，多孔纳米晶TiO2薄膜层(多孔半导体膜)，制备第一敏化光阳极，多孔TiO2薄膜的厚度为5微米，由三芳胺染料JK2敏化；在第二块导电玻璃(FTO)上依次覆盖有致密ZnO层，多孔纳米ZnO薄膜层(多孔半导体膜)，制备第二敏化光阳极，多孔薄膜厚度为40微米，由四羧基取代的酞菁锌染料敏化；在一块透明玻璃上，采用气相沉积法(CVD法)在玻璃上下表面各制备一层透明的氟掺杂氧化锡导电膜(FTO)，然后采用溅射的方法，在玻璃上下两个表面的导电膜上各制备一层Au催化剂层，制备成第一对电极和第二对电极；在第一敏化光阳极和第二敏化光阳极上灌注以PEO为凝胶剂的凝胶电解质后，将第一敏化光阳极和第一对电极相对，将第二敏化光阳极和第二对电极相对，用密封材料密封，即制得刚性分层吸附的染料敏化半固态太阳能电池。
实施例三
在两块PEN-ITO导电薄膜(覆盖有ITO薄膜的PEN膜)的ITO膜表面上分别覆盖多孔纳米晶TiO2薄膜层(多孔半导体膜)，制得第一敏化光阳极和第二敏化光阳极，其中第一敏化光阳极多孔薄膜厚度为5微米，由三苯胺染料TPC敏化；第二敏化光阳极多孔TiO2薄膜厚度为20微米，由多甲基川花菁染料敏化；用溅射的方法在第三块PEN薄膜上下表面各沉积一层透明导电的ITO薄膜，然后采用溅射的方法在ITO薄膜上沉积一层Pt，制备成第一对电极和第二对电极，将第一敏化光阳极和第一对电极相对，将第二敏化光阳极和第二对电极相对，用密封材料密封，灌注液态电解质，即制得柔性分层吸附的染料敏化太阳能电池。
实施例四
在两块PEN-ITO导电薄膜(覆盖有ITO薄膜的PEN膜)的ITO膜表面上分别覆盖多孔纳米晶TiO2薄膜层(多孔半导体膜)，制得第一敏化光阳极和第二敏化光阳极，其中，第一敏化光阳极多孔TiO2薄膜厚度为8微米，由锌卟啉染料敏化，第二敏化光阳极多孔TiO2薄膜厚度为15微米，由锌酞菁染料Zn-PcTyr敏化；采用溅射的方法在第三块PEN薄膜上下表面各沉积一层透明导电的ITO薄膜，然后采用溅射的方法在ITO薄膜上沉积一层Pt，制备成第一对电极和第二对电极；将第一敏化光阳极和第二敏化光阳极浸入CuI的乙腈溶液中，使CuI沉积在染料表面，将第一敏化光阳极和第一对电极相对，将第二敏化光阳极和第二对电极相对，用密封材料密封，即制得柔性多层吸附的染料敏化固态太阳能电池。
实施例五
在两块PET-ITO薄膜(覆盖有ITO薄膜的PET膜)的ITO薄膜上分别覆盖多孔ZnO薄膜层(多孔半导体膜)，制备第一敏化光阳极和第二敏化光阳极，其中，第一敏化光阳极多孔薄膜厚度为8微米，由香豆素染料NHX-2883敏化，第二敏化光阳极多孔薄膜厚度为15微米，由方酸菁染料敏化，采用溅射的方法在第三块PET薄膜上下表面各沉积一层透明导电的ITO薄膜，然后在上下表面的ITO薄膜上溅射沉积一层Pt，制备第一对电极和第二对电极，将第一敏化光阳极浸入CuI的乙腈溶液中，使CuI沉积在染料表面，将第二敏化光阳极浸入CuSCN的硫代丙烷溶液，使CuSCN沉积在染料表面，将第一敏化光阳极和第一对电极相对，将第二敏化光阳极和第二对电极相对，用密封材料密封，即制得柔性分层吸附的染料敏化固态太阳能电池。
实施例六
在两块FTO导电玻璃上分别依次覆盖致密TiO2层，多孔纳米晶TiO2薄膜层(多孔半导体膜)，制备第一敏化光阳极和第二敏化光阳极，其中第一光阳极多孔TiO2薄膜的厚度为8微米，由钌配合染料N719敏化；第二光阳极多孔TiO2薄膜厚度15微米，由方酸菁染料敏化；在另一块透明玻璃上，采用溅射的方法在玻璃上表面溅射一层透明的氟掺杂氧化锡导电膜(FTO)，然后采用丝网印刷的方法，将氯铂酸的松油醇溶液印刷在氧化锡导电膜上表面，经烧结后制备成第一对电极；在第四块透明玻璃上，采用溅射的方法在玻璃上表面溅射一层透明的氟掺杂氧化锡导电膜(FTO)，然后采用丝网印刷的方法，将氯铂酸的松油醇溶液印刷在氧化锡导电膜上表面，经烧结后制备成第二对电极；将第一敏化光阳极和第一对电极相对、第二敏化光阳极和第二对电极相对，用密封材料密封，再将第一对电极和第二对电极重叠，用透明胶体粘结、固定，然后在电池腔体内灌注液态电解质，即制得刚性分层吸附的染料敏化太阳能电池。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分层吸附染料敏化太阳能电池，包括上电池和下电池，所述上电池或下电池均包括染料敏化光阳极、对电极、电解质及电池密封部件，所述染料敏化光阳极至少包括基板、导电膜及敏化多孔半导体膜，所述对电极包括基板、导电膜及催化剂层，所述上电池染料敏化光阳极或对电极与所述下电池染料敏化光阳极或对电极通过基板重叠，所述上电池染料敏化光阳极由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料两个中的一个敏化，所述下电池染料敏化光阳极中染料由第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料两个中另一个敏化。
2.如权利要求1所述的分层吸附染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述第一光谱吸收性染料是可见光吸收性染料，第二光谱吸收性染料是红光吸收性染料。
3.如权利要求2所述的分层吸附染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述可见光吸收性染料选自钌的多吡啶配合物、铼的多吡啶配合物、锇的多吡啶配合物、卟啉或其衍生物、三芳胺、咔唑或其衍生物、吲哚或其衍生物及香豆素中一种或以上。
4.如权利要求2所述的分层吸附染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述红光吸收性染料选自酞菁、花菁、苝染料、醌染料、芳甲烷染料、双硫酚金属络合物中一种或以上。
5.如权利要求1所述的分层吸附染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述基板为刚性基板或柔性基板。
6.如权利要求1所述的分层吸附染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述多孔半导体膜材质为TiO2、SrTiO3、ZnO、ZrO2、SiO2、WO3、MgO及NiO中一种或以上。
7.如权利要求1所述的分层吸附染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述上电池染料敏化光阳极或对电极中任一个和下电池染料敏化光阳极或对电极中任一个共用基板。
8.如权利要求1所述的分层吸附染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述电解质为固态电解质、液态电解质或凝胶电解质中的一种。
9.一种分层吸附染料敏化太阳能电池制备方法，包括如下步骤：
取下述相同基板，在第一基板上表面依次形成导电膜、多孔半导体膜制备第一光阳极；在第二基板上表面依次形成导电膜及催化剂层制备第一对电极；用所述与制备第一光阳极或第一对电极相同方法，在第三基板上表面制备第二光阳极或第二对电极中的一个、在第四基板上表面或上述第一基板、第二基板或第三基板中任一个下表面制备第二光阳极或第二对电极中的另一个；
将第一光阳极和第二光阳极分别用第一光谱吸收性染料或第二光谱吸收性染料敏化，得到第一敏化光阳极和第二敏化光阳极；
将所述第一敏化光阳极与第一对电极或第二对电极中一个相对，将所述第二敏化光阳极与第一对电极或第二对电极中另一个相对，将两对敏化光阳极和对电极组装为上电池和下电池，并且在所述每对敏化光阳极和对电极之间形成电池密封部件，加入电解质后密封或者密封后加入电解质，得到分层吸附染料敏化太阳能电池。
10.如权利要求9所述的分层吸附染料敏化太阳能电池制备方法，其特征在于，所述催化剂层通过溅射、丝网印刷或喷涂方法制备。
CN201010544032XA 2010-11-15 2010-11-15 一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法 Pending CN102468055A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010544032XA CN102468055A (zh) 2010-11-15 2010-11-15 一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010544032XA CN102468055A (zh) 2010-11-15 2010-11-15 一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102468055A true CN102468055A (zh) 2012-05-23

Family

ID=46071559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010544032XA Pending CN102468055A (zh) 2010-11-15 2010-11-15 一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102468055A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768908A (zh) * 2012-07-20 2012-11-07 合肥工业大学 一种储能染料敏化太阳能电池及其制备方法
CN102930993A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 上海交通大学 染料太阳能电池用双染料敏化纳米金掺杂电极及制备方法
CN105765008A (zh) * 2013-11-13 2016-07-13 R.R.当纳利父子公司 电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101170138A (zh) * 2007-11-27 2008-04-30 大连理工大学 一种叠层式染料敏化太阳能电池
CN101615514A (zh) * 2009-07-21 2009-12-30 虞旺 一种染料敏化太阳能电池并联组件及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101170138A (zh) * 2007-11-27 2008-04-30 大连理工大学 一种叠层式染料敏化太阳能电池
CN101615514A (zh) * 2009-07-21 2009-12-30 虞旺 一种染料敏化太阳能电池并联组件及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768908A (zh) * 2012-07-20 2012-11-07 合肥工业大学 一种储能染料敏化太阳能电池及其制备方法
CN102930993A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 上海交通大学 染料太阳能电池用双染料敏化纳米金掺杂电极及制备方法
CN102930993B (zh) * 2012-11-23 2016-04-06 上海交通大学 染料太阳能电池用双染料敏化纳米金掺杂电极及制备方法
CN105765008A (zh) * 2013-11-13 2016-07-13 R.R.当纳利父子公司 电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mozaffari et al. An overview of the Challenges in the commercialization of dye sensitized solar cells
Yum et al. Recent developments in solid‐state dye‐sensitized solar cells
Nogueira et al. Polymers in dye sensitized solar cells: overview and perspectives
Sharifi et al. Recent Developments in Dye‐Sensitized Solar Cells
Yanagida Recent research progress of dye-sensitized solar cells in Japan
Rondán-Gómez et al. Recent advances in dye-sensitized solar cells
KR101056440B1 (ko) 염료감응 태양전지
US20060225782A1 (en) Photovoltaic cells having a thermoelectric material
EP1981047B1 (en) Photoelectric conversion device
Yum et al. Heteroleptic ruthenium complex containing substituted triphenylamine hole-transport unit as sensitizer for stable dye-sensitized solar cell
US20110100455A1 (en) Photoelectric conversion element
US7592540B2 (en) Polymer electrolyte and dye-sensitized solar cell comprising the polymer electrolyte
JP2000285977A (ja) 光電変換素子および光電池
Nwanya et al. Dyed sensitized solar cells: A technically and economically alternative concept to pn junction photovoltaic devices.
JP2007066526A (ja) 半導体電極，色素増感太陽電池およびその製造方法
Chen et al. New fabrication process of long-life dye-sensitized solar cells by in situ gelation of quasi-solid polymer electrolytes
CN102074376A (zh) 一种染料敏化太阳能电池
TW201301538A (zh) 複合型染料敏化光電裝置
TWI394309B (zh) 染料敏化太陽能電池
KR101172361B1 (ko) 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
Stathatos Dye sensitized solar cells as an alternative approach to the conventional photovoltaic technology based on silicon-recent developments in the field and large scale applications
CN102468055A (zh) 一种分层吸附染料敏化太阳能电池及其制备方法
JP2007265796A (ja) 光電変換素子
Hosseinnezhad et al. A review on flexible dye-sensitized solar cells as new sustainable energy resources
JP4521737B2 (ja) 太陽光発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120523