CN103137338A

CN103137338A - 染料敏化太阳能电池模块及其制造方法

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Publication number: CN103137338A
Application number: CN2012101264296A
Authority: CN
Inventors: 宋美莲; 金元中; 李起春; 金相学; 李芝容; 张容准; 金容九; 宋仁雨
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: US20160071657A1; DE102012206331B4; US9711295B2; KR101219351B1; DE102012206331A1; US9190219B2; CN103137338B; US20130133722A1

Abstract

本发明公开的是一种染料敏化太阳能电池模块和制备该电池模块的方法。更加具体地，对电极具有形成在透明导电基板的侧表面内的连接部件。通过沿着除边缘的一个或多个部分之外的外周的密封剂，使工作电极和对电极的边缘相互结合，以形成电解质注射口。之后通过电解质注射孔将电解质注射到工作电极与对电极之间的空间中。之后通过密封剂来密封电解质注射孔。

Description

染料敏化太阳能电池模块及其制造方法

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池模块及其制造方法。更加具体地，本发明涉及染料敏化太阳能电池模块，相比于现有技术，其通过在构造的电池板中增加相对于电池板面积的有效电池面积，例如光电极的面积，来改进电池板的性能和效率，本发明还涉及制造该电池模块的方法。

背景技术

近年来，随着全球变暖逐渐成为一个严重的问题，已经开始出现利用环境友好的能源的技术。其中，最为环境友好的领域是利用新的且可再生的能源的太阳能电池领域。太阳能电池采用硅太阳能电池、薄膜太阳能电池(其使用无机材料，例如CIGS(Cu(InGa)Se₂(铜铟镓硒)和CdTe(碲化镉))、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和无机-有机混合太阳能电池。

在这些类型的太阳能电池中，硅太阳能电池已经被广泛地商业应用于各个领域，例如房屋和工厂，但是对于在例如车辆和机器等产品上的使用而言，它们的价格和安装成本过分昂贵。

另一方面，相比于硅太阳能电池，染料敏化太阳能电池不昂贵，且可以实现半透明设计或其它多种设计。这样的染料敏化太阳能电池不仅可以像硅太阳能电池一样应用到房屋中，也可以应用到光伏建筑一体化(BIPV)电力产生系统中，且可以应用到多个领域，包括电子工业领域，例如家用电器、便携式电子设备和车辆。

这些染料敏化太阳能电池系统通常包括使用光电转化机构而产生电的系统。这个光电转化机构被配置成，从由TiO₂电极吸附的Ru类色素中吸收可见光然后形成光电流。

图1是表明传统的染料敏化太阳能电池模块的横截面视图。如图所示，染料敏化太阳能电池模块1包括工作电极10(其上堆叠有吸附染料的光电极12)、对电极20(其上堆叠有催化电极22)、以及填充在工作电极10与对电极20之间的密闭空间内的电解质30。

示例性的染料敏化太阳能电池模块1包括：光电极12(即，半导体氧化物薄膜)，例如TiO₂电极，能够吸收光的Ru类染料吸附到其上，该光电极12堆叠在工作电极10的透明导电基板11上；催化电极22，使用铂(Pt)形成且堆叠在对电极20的透明导电基板21上；以及I^-/I₃ ^-类电解质30，填充在由密封剂31密封的工作电极10与对电极20之间的空间中，其中所述工作电极10和对电极20相互结合。

可以在染料敏化太阳能电池模块的内部形成集电极，以通过将染料敏化太阳能电池模块进行实际应用而获取需要的电力，使得可以有效地收集光电流。然后，当通过相同的工序制造模块时，工作电极中集电极和光电极的大小影响染料敏化太阳能电池的整体效率。从而，集电极的结构、形状、和布置影响系统的整体效率。因此在具有大表面面积的应用中，需要能够收集光电流的集电极。

该集电极可以包括由保护膜所环绕的集电极单元，以及连接有集电极单元的集电极底部。也就是说，在一般的具有集电极的染料敏化太阳能电池模块中，在工作电极的情况下，在TiO₂光电极12之间被保护膜环绕的银集电极单元(未示出)以线性形式形成在透明导电基板11上。然后，集电极单元延伸至沿着透明导电基板11外周而堆叠的集电极底部13并且互相一体连接。

同样地，在对电极20中，也形成在催化电极22之间且由保护膜环绕的薄的集电极单元(未示出)，且该集电极单元延伸至沿着透明导电基板21外周而堆叠的集电极底部23并相互一体连接。

如图1所示，集电极底部13和23都暴露于电极10和20中的模块10的外部，当通过使用多个太阳能电池模块1构成太阳能电池板时起到电连接相邻模块的电极部的作用。

同时，在小型家用电子设备的情况下，单个的染料敏化太阳能电池模块足以应对其应用。然而，对于需要大面积的车辆、房屋等的天窗或全景顶部而言，多个染料敏化太阳能电池模块应该相互串联或并联连接，使得它们可以被用于大的区域。其中，因为房屋的窗子有窗框，当染料敏化太阳能电池模块安装在窗内时可以应用框架结构。然而，将与用于房屋的相同的框架结构应用到例如车辆的天窗或全景顶部的结构是不可能的。从而，需要开发出用于固定染料敏化太阳能电池模块的新方法。

在如上所述的染料敏化太阳能电池模块1中，光电极12、染料、电解质30、和催化电极22布置在工作电极10和对电极20的透明导电基板11和12之间。在制造图1所示的染料敏化太阳能电池模块1时，首先通过密封剂31将工作电极10和对电极20互相结合，通过形成在工作电极10的一侧的电解质注射口24来注射电解质30，并经由密封玻璃来密封电解质注射口24，从而完成染料敏化太阳能电池模块1。

一旦分别组装，将多个以上述方式制造的染料敏化太阳能电池模块1以电池板的形式进行布置，然后暴露在模块外部的电极部件互相连接，从而完成太阳能电池板。

图2是使用传统的染料敏化太阳能电池模块而构造的电池板的剖面图，其示出模块之间的连接。如图所示，集电极底部13和23暴露在染料敏化太阳能电池模块1的外部。当两个相邻模块以电池板的形式布置时，通过使工作电极10和对电极20的暴露电极部相互垂直地接合来组装两个模块1，从而使暴露电极部的集电极底部13和23互相接触。

为使相邻模块1的电极部如上所述地相互连接，电极部通常暴露在模块的外表面上。此外，当模块中工作电极10和对电极20的外周对齐而使得正好相互重合时，不应该将电极部互相连接。反而，当对电极20的外边缘和工作电极10的外边缘如图1所示分别布置在相对电极的对应边缘以外时，应该将电极部相互连接。

换言之，在工作电极10的右外缘布置在对电极20的右外缘以外的位置且对电极20的左外缘布置在工作电极10的左外缘以外的位置时，电极部相互连接。

然而，如上所述在使两个电极结合而同时防止两个电极完全互相重合的情况下，电极的暴露部是脆弱的且对设计造成限制，从而使市场销售性降低。

更加具体地，当构造如图2和图3所示的使用多个太阳能电池模块1的太阳能电池板100时，电极的暴露部在整个电池板区域中占据的面积越大，有效电池面积例如光电极的面积越小。由于暴露电极面积对整个电池板面积内的有效电池面积(例如光电极的面积)的限制，存在与增加电池板性能和效率相关的限制。

此外，为实现电解质注射而在对电极20处形成电解质注射口24，需要用于注射口形成的另外的处理步骤。在堵住电解质注射口24的过程中，需要使用密封玻璃25和粘合剂，例如surlyn(沙林)，其增加制造成本。另外，即使在经粘合剂固定密封玻璃25后，密封玻璃25可能很容易地从电解质注射口24分离。

结果，传统结构具有与其设计相关的安全问题，例如电解质泄漏，且附着于对电极20外表面上的电解质注射口24之上的密封玻璃25可能使外观变差，并进而使系统的性能和市场可销售性降低。

发明内容

本发明提供一种染料敏化太阳能电池模块及其制造方法，其将在外部突出的电极部除去，以防止电极部分被破坏并改进模块的设计和市场可销售性。

同时，本发明提供染料敏化太阳能电池模块及其制造方法，相比于现有技术，其通过在构造的电池板中增加相对于整个电池板的表面积的有效电池面积，例如光电极表面积，来改进电池板的性能和效率。

此外，本发明提供染料敏化太阳能电池模块及其制造方法，其具有形成在已改变的位置处的电解质注射口，以改善由传统技术中形成于对电极处的电解质注射口所引起的模块的整体安全性和质量，并且改进模块的设计和市场可销售性。

一方面，本发明提供制造染料敏化太阳能电池模块的方法，该方法包括以下步骤：将透明导电材料层堆叠在玻璃基板上，以制备工作电极用透明导电基板和对电极用透明导电基板；将集电极和光电极堆叠在工作电极用透明导电基板上以完成工作电极，并且将集电极和催化电极堆叠在对电极用透明导电基板上以完成对电极，同时使透明导电基板的集电极延伸至透明导电基板的侧表面，从而完成连接部件形成在透明导电基板侧表面的工作电极和对电极；通过密封剂将工作电极和对电极中除用于形成电解质注射口的部分边缘之外的边缘相互结合；并且通过电解质注射孔将电解质注射到工作电极与对电极之间的空间中，然后通过密封剂将电解质注射孔密封，从而完成连接部件暴露至外部的染料敏化太阳能电池模块。

另一方面，本发明的染料敏化太阳能电池模块包括：工作电极，通过将集电极和吸附染料的光电极堆叠在透明导电基板上而形成；对电极，通过将集电极和催化电极堆叠在透明导电基板上而形成；和电解质，被填充在由密封剂密封的工作电极与对电极之间的空间中。集电极具有从集电极延伸的连接部件。这些连接部件形成在工作电极和对电极的透明导电基板的侧表面处。

因此，在根据本发明的染料敏化太阳能电池模块和制备该电池模块的方法中，形成在模块侧表面的连接部件使得可以通过简单地将模块布置在一个平面上、然后使模块的侧表面互相结合并除去各个模块中在外部突出的电极部而构造电池板，从而增加有效电池面积。通过如此的操作，本发明的示例说明的实施方式能够改进模块和电池板的性能、增加效率、并促进模块间的结合。

此外，根据本发明，与传统技术有关的由用于模块间结合的向外突出的电极部所引起的所有问题都可以解决，所述问题包括电极部件的损坏以及设计和市场可销售性的降低。

同时，根据本发明，通过改进的方法在改进的位置形成电解质注射口，从而改善安全性、设计的降级和市场可销售性。

附图说明

现在将参考附图图示的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1是示出传统的染料敏化太阳能电池模块的横截面视图；

图2是传统染料敏化太阳能电池板的横截面视图；

图3是使用传统染料敏化太阳能电池模块而构建的电池板的俯视图；

图4是根据本发明的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池模块的横截面视图；

图5是根据本发明的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池模块的透视图；

图6是沿着图5中A-A’线截取的横截面视图；

图7是图5所示的染料敏化太阳能电池模块在已将电解质注射到染料敏化太阳能电池模块中且电解质注射口已被堵住的状态下的透视图；

图8是通过使根据本发明的示例性实施方式的两个染料敏化太阳能电池模块相互结合而构造的电池板的横截面视图；并且

图9是使用根据本发明的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池模块而构造的电池板的俯视图。

具体实施方式

在下文中，本发明的示例性实施方式将参考附图进行具体说明，以使本发明所属领域的技术人员能够轻易地实施本发明。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、燃烧、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。

图4是示出根据本发明的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池模块的横截面视图，并且图5是示出根据本发明的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池模块在电解质注射口敞开的状态下的透视图。

此外，图6是沿着图5中A-A’线截取的横截面视图且示出电解质注射口的位置，并且图7是图5所示染料敏化太阳能电池模块在已将电解质注射到染料敏化太阳能电池模块中且电解质注射口已被堵住的状态下的透视图。

此外，图8是通过使根据本发明的示例性实施方式的两个染料敏化太阳能电池模块相互结合而构造的电池板的横截面视图，并且图9是使用根据本发明的示例性实施方式的染料敏化太阳能电池模块而构造的电池板的俯视图。

如图4所示，根据本发明的染料敏化太阳能电池模块1中的大部分元件都没有显著不同于传统模块中的元件。即，染料敏化太阳能电池模块1包括工作电极10，其上堆叠有吸附染料(例如，公众已知的Ru类色素)的光电极12；对电极20，其上堆叠有催化电极22；和电解质30，被填充在工作电极10与对电极20之间的密封空间内。然而，形成和结构、电解质注射口的位置和形成、以及使电解质注射口密封的方法都显著不同。

在下文中，将描述制备太阳能电池模块的方法。首先，通过将透明电极材料堆叠在例如玻璃基板的透明基板上而制备待用于工作电极10和对电极20的透明导电基板11和21。此处，IZO(铟锌氧化物)、ITO(铟锡氧化物)、和AZO(掺铝氧化锌)以及FTO(掺氟氧化锡)可以用作透明电极材料。

接下来，洗涤并干燥透明导电基板11和12，然后使用一种已知的银糊通过丝网印刷来形成集电极单元(未示出)和底部13和23，之后再次干燥。接下来，在烧结炉中热处理(例如于500与550摄氏度之间的温度)底部13和23以使其塑化。

根据本发明，当如上所述形成集电极单元和底部13和23时，额外地形成分别从集电极底部13和23延伸并堆叠在透明导电基板11和21上的连接部件13a和23a。此时，连接部件13a和23a在透明导电基板11和21的所有侧形成，即在太阳能电池模块1的所有侧形成，其结合到相邻模块的连接部件以构建电池板。

连接部件13a和23a分别与集电极底部13和23一体连接，并且连接部件13a和23a中的每一个都相当于集电极的一部分。当完成模块1时，连接部件13a和23a中的每一个都在基板的一侧(模块侧)起到暴露于外部的电极部的作用，并且在由模块1构造的太阳能电池板100中起到用于与相邻模块进行电连接的外电极的作用。

连接部件13a和23a从集电极底部13和23突出并暴露在基板的侧向，其中所述集电极底部13和23分别形成于工作电极10和对电极20的透明导电基板11和21的上表面上，使得当相邻模块的侧表面相互结合用于构造电池板时，相邻模块的连接部件可以相互连接。根据本发明的示例性实施方式，如图5和图7所示，连接部件13a和23a可以形成在模块1(基板)的角落处。

当连接部件13a和23a形成在模块1的整个侧面以及角落上时，如下所述可能在使用模块1之间结合用粘合剂以构造电池板100时存在限制。即，为在模块1之间进行结合，粘合剂应该应用在除连接部件13a和23a以外的其它区域。然而，如果连接部件13a和23a中的每一个都在基板的整个侧面上形成，应该施用粘合剂以互相结合模块的模块侧面区域(通过结合模块用粘合剂而互相结合的区域)可能不足。

在本发明中，如上所述，粘合剂用于模块之间的结合。除该用途外，粘合剂被施用在用于工作电极10与对电极20之间的结合的密封剂31的外表面上，从而继密封剂之后进行附加的密封功能以防止工作电极与对电极之间的电解质泄漏。然而，如果连接部件在基板的整个侧表面上形成，则难以将粘合剂施用在工作电极与对电极之间的密封剂的外表面上。因此，在本发明中，不建议在基板的整个侧表面上或基板侧表面上过分宽的区域上形成连接部件13a和23a，其可能使得不可以将模块相互结合或预期良好的附加密封功能。

此外，优选连接部件13a和23a的长度，即从已形成有集电极的透明导电基板的上表面到连接部件的端部的垂直长度(附图中的垂直长度)，占基板厚度的约50％～80％。

将连接部件13a和23a的长度设计在基板厚度的80％以内的原因将在之后参考图8进行详细说明。

此外，尽管各个连接部件13a和23a的长度可以具有任何长度，不优选具有太短的值(即，小于基板厚度的50％的值)，因为这可能使由模块构成的电池板中相邻模块的连接部件之间的结合力降低。

另外，可以通过附着导电胶带来形成各个连接部件13a和23a，而不像上述集电极的其它部件一样使用银糊。

考虑到为使构造电池板用的模块的侧面相结合而使用的粘合剂层的厚度，可以调整各个连接部件13a和23a的厚度。同时，考虑到粘合剂层的厚度，各个连接部件13a和23a的厚度可以形成为比集电极底部13和23或集电极单元的厚度更大(即，极像图4所示的实施方式)。

结果，通过如上所述形成集电极单元、集电极底部13和23、和连接部件13a和23a，制备出用于工作电极和对电极的一对基板。之后，在工作电极用基板的情况下，通过丝网印刷等在透明导电基板11上形成TiO₂光电极12，然后使其干燥。

此外，在对电极用基板的情况下，通过丝网印刷等将铂前体溶液施加在透明导电基板21上形成铂催化电极22，之后使其干燥。之后，通过使用已知的玻璃粉来形成用于各个基板的集电极的保护膜，然后使其干燥，其中可以使用丝网印刷。之后，在烧结炉中热处理(例如，在500摄氏度)工作电极10和对电极20以使其塑化，并将染料吸附至工作电极10的TiO₂光电极12。

在如上所述完成的工作电极10和对电极20中，集电极的各个银制集电极单元都由保护膜包裹并布置在光电极12(在工作电极中)和催化电极22(在对电极中)之间的线性方向上。集电极单元与分别沿着透明导电基板11和21的外周长条地堆叠的集电极底部13和23连接。

另外，在工作电极10和对电极20处形成的集电极底部13和23对应于通过密封剂31与模块1内相对电极的匹配部相连接的部分，且形成在模块侧面的连接部件13a和23a对应于电池板构造完成时与相邻模块电连接的部分。当工作电极10和对电极20均完成时，通过使用密封剂31而使工作电极10和对电极20相互结合，其中典型的surlyn或UV硬化剂可以用作密封剂31。

此处，UV硬化剂是可以通过照射UV线而硬化的聚合材料。通过使用UV硬化剂，可以仅仅通过照射UV线而使工作电极和对电极相互结合，而无需单独的热处理。UV硬化剂可以包括聚丙烯腈、聚酯丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、和聚乙烯醇。

在结合的时候，为使工作电极10与对电极20之间的空间密封，沿着电极的边缘施用密封剂31然后使其硬化，从而使两个电极相互结合并固定。在本发明中，如图5和图6所示，通过密封剂在工作电极10与对电极20之间形成电解质注射口32。

当两个电极10和20通过密封剂31而相互结合时，将密封剂31施加在集电极上，更加准确地说，施加在集电极底部13和23上，使得通过密封剂31将集电极底部13和23附着到相对电极的集电极底部上。因为集电极通常具有约5μm的厚度且密封剂通常具有20μm～100μm的厚度，密封剂在集电极上的使用对于集电极的厚度没有显著的影响。

一旦电极相互结合，为在电极10与20之间的密封剂部形成电解质注射口32，沿着除待用作电解质注射口之外的外边缘部施用密封剂，之后工作电极10和对电极20相互结合。当工作电极10和对电极20完全相互结合时，没有施用密封剂的部分，即没有通过密封剂密封的部分，在两个电极10与20之间是敞开的。也就是说，在两个电极之间形成间隙，并且该间隙起到电解质注射口32的作用，电解质通过所述电解质注射口32可以被注射到两个电极10与20之间的空间中。

图5示出包括工作电极10和对电极20的染料敏化太阳能电池模块，其中，经施加在除两个电解质注射口32之外的外边缘部的密封剂31而使所述两个电极相互结合。优选地，如图5和图6所示，在模块1的角落(工作电极和对电极的角落)形成电解质注射口32，使得电解质能够均匀地填充在两个电极之间的整个内部空间中。

如果电解质注射口不是形成在角落部，例如，如果电解质注射口形成在模块的中间部，注入电解质时有很大的可能性会在角落部产生气泡，这使得难以将电解质均匀地填充到两个电极之间的整个内部空间中，而且使得随着模块大小增大，更难以将电解质填充到角落部。

如图5和图6所示，当形成两个电解质注射口32时，还优选在模块一侧的角落以及其相反侧的角落形成电解质注射口32，同时将两个电解质注射口32呈斜对布置而不是将它们布置在相同方向上。这样的布置可以使得电解质均匀填充在两个电极之间的整个内部空间中而不在角落部产生气泡。

之后，通过由工作电极10与对电极20之间的密封剂形成的电解质注射口32来注射电解质(例如，0.1M碘化锂、0.05M碘、0.6M 1，3-二甲基咪唑碘、0.5M叔丁基吡啶/3-甲氧基丙腈)，之后堵住电解质注射口32以完全密封已注入有电解质的模块1的内部空间。此时，通过使用不与电解质反应的典型太阳能电池密封剂，例如UV硬化剂，来密封电解质注射口。

在密封电解质注射口32时，密封剂可以仅用在电解质注射口部分。然而，更优选再次密封外部以保证密封剂的连续性。

也就是说，建议将密封剂再次施加在密封剂的整个外表面上以更加有效地密封两个电极之间的空间。因此，不仅敞开的电解质注射口32被堵住和密封，而且原先施用的密封剂也被重新密封，以提供双重的密封效果。

为防止密封剂覆盖连接部件13a和23a，不言而喻的是，应该将密封剂施用在除连接部件13a和23a之外的外部。通过密封电解质注射口32，完成染料敏化太阳能电池模块1。在本发明中，因为工作电极10不具有电解质注射口，可以制造具有结构相同的相对表面的模块。

此外，在密封剂部形成电解质注射口的本发明的方法，比上述传统方法更加容易和简单，其在由玻璃基板构成的对电极处单独地形成电解质注射口。

另外，与传统技术不同，本发明不需要用于堵住电解质注射口的单独的密封玻璃，这就解决了传统技术中与密封玻璃的使用相关的各种问题，包括安全性相关问题，例如电解质的泄漏，以及外观和市场可销售性的降级。

尽管没有在上面作详细描述，不用说的是，使工作电极和对电极结合、堵住电解质注射口、施用并硬化密封剂、以及在使用UV硬化剂的情况下照射UV线的步骤都应该以和传统技术相同的方式来进行。

以如上所述的方法制备的本发明的太阳能电池模块1具有如下结构：暴露于外部的电极部即集电极的连接部件13a和23a，位于模块的侧面。因此，如显示电池板构造的图8和图9所示，通过使多个模块1相互结合而同时将多个模块1布置在一个平面上并且使相邻模块1的连接部件13a和23a相互连接，可以制备一体化太阳能电池板100。

对于模块1之间的结合，施用例如UV硬化剂、环氧树脂、surlyn、或其它玻璃粘合剂的结合剂(由图8中的102指示)，然后使其硬化。在将结合剂102施用在模块的侧表面上然后使模块的侧表面相互结合的情况下，模块的侧表面上的电解质注射口32也可以通过结合剂和在上述密封时使用的密封剂进行双重密封。此外，结合剂使除电解质注射口之外的外密封剂部再次密封。因而，本发明有效地防止电解质泄漏。

此外，通过在模块1的角落形成连接部件13a和23a，并通过在除连接部件的表面之外的其它区域上施用结合剂102而使模块相互结合，可以通过连接部件之间的结合并且通过在除连接部件之外的其它部件处的结合剂而完全堵住模块间的间隙或余隙，从而改进电池板的市场可销售性。

在上述构造中，为将结合剂(例如，参见图8中在连接部件上的结合剂)施用在连接部件的外侧(即，模块的外侧)，甚至在形成有连接部件的部分，连接部件13a和23a具有相应于基板厚度的约80％以内的值的长度，从而完全堵住模块之间的余隙(参见图8中放大部分)。

此外，当连接部件13a和23a的长度与基板厚度相等时，可能在相邻模块之间发生短路，而且根据电极的印刷度可能从外部看见连接部件。因此，在本发明中，应该优选将连接部件13a和23a的长度限制到基板厚度的约80％以内的值。

根据本发明的通过结合模块来构造电池板的方法已经在以上进行描述。在本发明中，连接部件形成在模块的侧面且相邻模块的连接部件在构造的电池板中相互连接，因此，不同于现有技术，电极部不需要向外突出(即，在本发明中工作电极和对电极完全相互重合)。

结果，本发明可以防止电极部件损坏、消除设计中的限制、并帮助减少市场可销售性的降级。

此外，在构造多个模块的时候，可以使电池板的整个区域中由电极部(相当于连接部件)占据的用于相邻模块之间的连接的面积最小化，因此可以增加光电极的有效电池面积，从而使得可以改进模块和电池板性能并且提高效率(参见图8和图9)。

另外，当使多个模块相互结合时，本发明允许将模块简单地布置在一个平面上，然后在模块的各个侧表面上互相结合。因此，与其中两个相邻模块的工作电极和对电极相互进行垂直接合的传统方法(参见图3)相比，本发明实现了模块之间的简化结合方法、电池板制备中效率的提高、以及电池板设计的改进。

尽管已经详细描述了本发明的示例性实施方式，本发明的范围并不限制于此，本领域技术人员使用在所附权利要求中限定的本发明基本概念而做出的各种更改和改进也包括在本发明的范围中。

Claims

1.一种制备染料敏化太阳能电池模块的方法，所述方法包括：

将透明导电材料层堆叠在玻璃基板上，以形成工作电极用透明导电基板和对电极用透明导电基板；

将集电极和光电极堆叠在所述工作电极用透明导电基板上以完成所述工作电极，并且将集电极和催化电极堆叠在所述对电极用透明导电基板上以完成所述对电极，同时使所述透明导电基板的集电极延伸至所述透明导电基板的侧表面，从而完成连接部件形成在所述透明导电基板的侧表面的所述工作电极和所述对电极；

通过所述工作电极和所述对电极的除一个或多个部分外的外边缘周围的密封剂，使所述工作电极和所述对电极的边缘相互结合，所述一个或多个部分形成电解质注射口；以及

通过所述电解质注射孔将电解质注射到所述工作电极与所述对电极之间的空间中，然后用密封剂密封所述电解质注射孔，从而完成所述连接部件暴露于外部的所述染料敏化太阳能电池模块。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述连接部件形成在所述染料敏化太阳能电池模块的角落处。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述连接部件的从形成有所述集电极的透明导电基板到所述连接部件的端部的垂直长度，分别小于或等于所述透明导电基板厚度的80％。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述电解质注射口分别形成于所述工作电极和所述对电极的角落处。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述电解质注射口形成在模块一侧的角落和所述模块相反侧的角落，同时该两个电解质注射口布置在斜对位置。

6.如权利要求1所述的方法，其中，当使所述电解质注射口密封时，通过在所述工作电极和所述对电极相互结合时形成的第一密封剂的外表面上附加施用第二密封剂，将所述工作电极和所述对电极之间的除所述连接部件的表面之外的部分进行再密封。

7.一种染料敏化太阳能电池模块，其由如权利要求1所述的方法所制备，所述染料敏化太阳能电池模块包括：

工作电极，包括透明导电基板上的集电极和吸附染料的光电极；

对电极，包括透明导电基板上的集电极和催化电极；以及

电解质，被注射到通过密封剂密封的所述工作电极与所述对电极之间的空间中，

其中所述集电极具有从所述集电极延伸的连接部件，所述连接部件形成在所述工作电极和所述对电极的透明导电基板的各个侧表面上。

8.一种包括多个染料敏化太阳能电池模块的染料敏化太阳能电池板，其包括：

工作电极，包括透明导电基板上的堆叠集电极和吸附染料的光电极；

对电极，包括透明导电基板上的堆叠集电极和催化电极；以及

其中所述集电极具有从所述集电极延伸的连接部件，所述连接部件形成在所述工作电极和所述对电极的透明导电基板的各个侧表面上，而且

所述染料敏化太阳能电池模块布置在一个平面上，并且相邻染料敏化太阳能电池模块的所述连接部件相互连接。

9.如权利要求8所述的染料敏化太阳能电池板，其中所述相邻染料敏化太阳能电池模块的除所述连接部件之外的侧表面通过结合剂而相互连接并一体化。

10.一种包括多个染料敏化太阳能电池模块的染料敏化太阳能电池板，各个所述染料敏化太阳能电池模块包括：

其中所述集电极具有从所述集电极延伸的连接部件，所述连接部件形成在所述工作电极和所述对电极的透明导电基板的侧表面上，并且

11.如权利要求10所述的染料敏化太阳能电池板，其中所述相邻染料敏化太阳能电池模块的除所述连接部件之外的侧表面通过结合剂而相互连接并一体化。