CN102509616A - 染料敏化太阳电池电解质的灌注方法及设备 - Google Patents

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翁坚
肖尚锋
隋毅峰
黄阳
陈双宏
张良博
陈五安
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Casjuxin Solar Technology Co ltd
Institute of Plasma Physics of CAS
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Abstract

本发明公开了一种染料敏化太阳电池电解质的灌注方法及设备，本发明使用抽真空方法将电池内部抽真空，再通过控制内部衬有耐腐蚀材料的电磁阀控制电解质管路的通断或通过气动阀或气缸等从外部控制电解质管路的通断，利用大气压力差，将电解质灌注进电池内部，彻底避免电解质被污染及对机械部件的腐蚀，从而确保了电解质的纯度，提高了染料敏化太阳电池的稳定性及效率。

Description

染料敏化太阳电池电解质的灌注方法及设备
技术领域
本发明涉及一种染料敏化太阳电池电解质的灌注方法及设备。
背景技术
1991年瑞士洛桑高等理工学院实验室在 Nature（O’Regan，Graetzel.M，1991，353，737）上报道一种全新的染料敏化太阳电池的研究成果，立即得到国际上广泛关注和重视。
染料敏化太阳电池主要由以下几个部分组成：光阳极、纳米多孔半导体薄膜、染料光敏化剂、电解质和反电极。
由于其电解质中含有碘以及溶剂，所以对普通材料制成的部件有强烈腐蚀以及溶解，所以其电解质的灌注是一个重要的问题。就此我们研发出一种利用真空压力差灌注电解质的方法，以解决现有难题。
发明内容
    本发明提供一种针对上述问题提出一种染料敏化太阳电池电解质的灌注方法及设备。
本发明解决技术问题提供如下方案：
一种根据权利要求1所述方法的灌注设备，其特征在于：所述灌注机包括电解液储罐、支架、电磁阀、四氟板，所述四氟板底部具有灌注管道，所述灌注管道上设有多个电解质注入口，所述电解液储罐上联通有硅胶管，所述硅胶管外接四氟板左侧开口，所述四氟板下方设有电池板支架，所述电解液储罐与四氟板之间的设有可从硅胶管道内部封堵和打开通道的电磁阀或通过外部挤压方式从硅胶管道外部封闭和打开通道的气缸等，所述四氟板的右侧开口通过硅胶管联通缓冲瓶，所述四氟板与缓冲瓶之间的硅胶管上方设有可从硅胶管到内部封堵和打开通道的电磁阀或通过外部挤压方式硅胶管道外部封闭和打开通道的气缸，所述缓冲瓶联通冷井，所述冷井通过硅胶管联通真空泵。
所述的电解质灌注通道是硅胶管，或者由有机硅、聚乙烯、共聚物、聚丙烯及其共聚物、聚氯乙烯及其共聚物、聚四氟乙烯及其共聚物等耐腐蚀材料。
所述电解质储存容器用于储存电解质，也可加热准固态、凝胶态、液晶态电解质使之达到液态，便于灌注。
一种染料敏化太阳电池电解质的灌注方法，其特征在于：
a)        首先在电解液储罐中加热至液态；
b)        四氟板下压，将电解液注入管道的注入口对准电池注入口，所述电池注入口配有密封垫圈，并施以1-6kg压力,形成电解质注入口与电池注入孔的密封；
c)        再关闭四氟板左端的电磁阀或气缸，封闭联通电解液储罐与四氟板之间的电解液注入管道的硅胶管；
d)       打开四氟板右端的电磁阀或气缸，开启四氟板右端的硅胶管；
e)        启动真空泵，通过缓冲瓶以及冷井抽气，使电池内部达到真空状态；
f)         之后，再关闭右端的电磁阀或气缸，封闭硅胶管，然后开启左端的电磁阀或气缸，开启左端硅胶管；
g)        然后，电解液储罐中的液态电解液就在大气压的作用下，被吸入到电池的内部，完成灌注；
之后将左右两电磁阀或气缸同时开启，使得左右硅胶管得以联通，利用真空泵进行回吹，将多余的电解质回收至电解质储料瓶中。最后再将四氟板提升。
所述气缸可以是单轴，双轴或多轴气缸。压力范围0.1MPa～1.5 MPa。
本方法可以彻底避免电解质被污染及对机械部件的腐蚀，从而确保了电解质的纯度及灌注系统的高真空度。
本发明的原理
采用控制电解质管路内部或外部通断的方法，将电池内部抽真空，并利用大气压力差，将呈液态的电解质灌注进电池内部。
本发明的优点
1，能够快速灌满电池内部空间。
2，可以彻底避免电解质被污染及对机械部件的腐蚀。
3，能够确保电解质的纯度及灌注系统的高真空度，保证了系统的高稳定性。
4，便于太阳电池板大批量生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见附图，1——储罐，2，9，12——硅胶管，3，6——气缸，4，8——电磁阀，5——四氟板（含硅胶密封圈），7——电池板，10——缓冲瓶，11——冷井，13——真空泵，14——支架。
一种根据权利要求1所述方法的灌注设备，其特征在于：所述灌注机包括电解液储罐、支架、电磁阀、四氟板，所述四氟板底部具有灌注管道，所述灌注管道上设有多个电解质注入口，所述电解液储罐上联通有硅胶管，所述硅胶管外接四氟板左侧开口，所述四氟板下方设有电池板支架，所述电解液储罐与四氟板之间设有可将硅胶管内部封堵和打开的电磁阀或可通过外部挤压方式封闭和打开硅胶管的气缸，所述四氟板的右侧开口通过硅胶管联通缓冲瓶，所述四氟板与缓冲瓶之间设有可将硅胶管内部封堵和打开的电磁阀或可通过外部挤压方式封闭和打开硅胶管通道的气缸，所述缓冲瓶联通冷井，所述冷井通过硅胶管联通真空泵。
所述的电解质灌注通道是硅胶管，或者由有机硅、聚乙烯、共聚物、聚丙烯及其共聚物、聚氯乙烯及其共聚物、聚四氟乙烯及其共聚物等耐腐蚀材料。
所述电解质储存容器用于储存电解质，也可加热准固态、凝胶态、液晶态电解质使之达到液态，便于灌注。
一种染料敏化太阳电池电解质的灌注方法，其特征在于：
a)        首先在电解液储罐中加热至液态；
b)        四氟板下压，将电解液注入管道的注入口对准电池注入口，所述电池注入口配有密封垫圈，并施以1-6kg压力,形成电解质注入口与电池注入孔的密封；
c)        再关闭四氟板左端的电磁阀或气缸，封闭联通电解液储罐与四氟板内设有的电解液注入管道的硅胶管；
d)       打开四氟板右端的电磁阀或气缸，开启四氟板右端的硅胶管；
e)        启动真空泵，通过缓冲瓶以及冷井抽气，使电池内部达到真空状态；
f)         之后，再关闭右端的电磁阀或气缸，封闭硅胶管，然后开启左端的电磁阀或气缸，开启左端硅胶管；
g)        然后，电解液储罐中的液态电解液就在大气压的作用下，被吸入到电池的内部；
之后将左右两电磁阀同时开启，使得左右硅胶管得以联通，
利用真空泵进行回吹，将多余的电解质回收至电解质储料瓶中，最后再将四氟板提升。

Claims (4)

1.一种根据权利要求1所述方法的灌注设备，其特征在于：所述灌注机包括电解液储罐、支架、电磁阀、四氟板，所述四氟板底部具有灌注管道，所述灌注管道上设有多个电解质注入口，所述电解液储罐上联通有硅胶管，所述硅胶管外接四氟板左侧开口，所述四氟板下方设有电池板支架，所述电解液储罐与四氟板之间设有可从管道内部封堵或打开通道的电磁阀或可从管道外部通过挤压等方式封闭或打开通道的气缸等，所述四氟板的右侧开口通过硅胶管联通缓冲瓶，所述四氟板与缓冲瓶之间的硅胶管可通过电磁阀从内部封堵和打开或通过气缸等用挤压方式从外部封闭和打开，所述缓冲瓶联通冷井，所述冷井通过硅胶管联通真空泵。
2.根据权利要求1所述灌注设备，其特征在于：所述的电解质灌注通道是硅胶管，或者由有机硅、聚乙烯、共聚物、聚丙烯及其共聚物、聚氯乙烯及其共聚物、聚四氟乙烯及其共聚物等耐腐蚀材料。
3.根据权利要求1所述灌注设备，其特征在于：所述电解质储存容器用于储存电解质，也可加热准固态、凝胶态、液晶态电解质使之达到液态，便于灌注。
4.一种染料敏化太阳电池电解质的灌注方法，其特征在于：
a) 首先在电解液储罐中加热至液态；
b) 四氟板下压，将电解液注入管道的注入口对准电池注入口，所述电池注入口配有密封垫圈，并施以1-6kg压力,形成电解质注入口与电池注入孔的密封；
c) 再关闭四氟板左端的电磁阀或气缸，封闭联通电解液储罐与四氟板之间的电解液注入管道的硅胶管；
d) 打开四氟板右端的电磁阀或气缸，开启四氟板右端的硅胶管；
e) 启动真空泵，通过缓冲瓶以及冷井抽气，使电池内部达到真空状态；
f) 之后，再关闭右端的电磁阀或气缸，封闭右端硅胶管，然后开启左端的电磁阀或气缸，开启左端硅胶管；
g) 然后，电解液储罐中的液态电解液就在大气压的作用下，被吸入到电池的内部，完成灌注；
之后将左右两电磁阀或气缸同时打开，使得左右硅胶管得以联通，利用真空泵进行回吹，将多余的电解质回收至电解质储料瓶中；最后将四氟板提升。
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