CN103310991B - 薄膜电极及其制法 - Google Patents

薄膜电极及其制法 Download PDF

Info

Publication number
CN103310991B
CN103310991B CN201310146263.9A CN201310146263A CN103310991B CN 103310991 B CN103310991 B CN 103310991B CN 201310146263 A CN201310146263 A CN 201310146263A CN 103310991 B CN103310991 B CN 103310991B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
transfer film
resin
oxide
base material
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310146263.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103310991A (zh
Inventor
叶威廷
蔡安益
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.)
Eternal Materials Co Ltd
Original Assignee
Eternal Materials 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 Eternal Materials Co Ltd filed Critical Eternal Materials Co Ltd
Publication of CN103310991A publication Critical patent/CN103310991A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103310991B publication Critical patent/CN103310991B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明涉及一种用于制备电极的转印薄膜,其包含(a)底衬层及(b)至少一层涂料层,其位于该底衬层上,且包含粘结剂及填料,其中该涂料层具有约2至40约微米的厚度。本发明还涉及一种制备薄膜电极的方法,其包含(1)提供一基材;(2)将上述转印薄膜置于该基材上,其中该涂料层介于该底衬层与该基材之间;(3)使该涂料层转印于该基材上;及(4)移除该底衬层以形成薄膜电极。本发明还涉及一种由上述方法所制得的薄膜电极。

Description

薄膜电极及其制法
技术领域
本发明涉及一种用于制备电极的转印薄膜;本发明还涉及一种制备薄膜电极的方法;本发明还涉及一种利用该方法所制得的薄膜电极。
背景技术
随着科技与经济的快速发展,在能源的使用上也是大幅度的增加,现今使用量最大的石油、天然气、煤等原料的存量正不断地减少,而增加的需求则必须仰赖其它新兴能源。其中因太阳能较不具污染性,为目前最被看好且最重要的能源研究课题之一。至目前为止,已经有多种不同类型的太阳能电池发展出来,其中染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell;DSSC)因具有价格低的优势而被认为最具发展潜力。
染料敏化太阳能电池最早发展于1976年,由日本的Tsubomura以多孔性氧化锌作为电极而得,其得到的光电转化效率为2.5%。瑞士联邦理工学院教授于1990年提出一种染料敏化太阳能电池(美国专利第4,927,721号),并于1991年将染料敏化太阳能电池的光电转化效率提升至7.1~7.9%,至此商业化才有了可能性。瑞士的所发展的染料敏化太阳能电池是将二氧化钛(TiO2)纳米结晶粒涂布于氧化铟锡(ITO)玻璃作为阳极,利用二氧化钛纳米粒多孔膜的孔隙结构吸附钌络合物光敏化染料以吸收可见光,再配合镀上铂的导电玻璃作为阴极,而电解质利用碘离子(I-/I3 -)溶液以提供电池所需的氧化–还原反应。
现有染料敏化太阳能电池的工作电极的制作方式是先将金属氧化物(如二氧化钛及氧化锌)、金属(如铂)或其它导电材料(如碳及石墨烯)与溶剂(如松油醇)及粘结剂(如乙基纤维素)配制成浆料后,再采用丝网印刷、刮刀涂布或旋转涂布等方法将浆料均匀地涂布于基材上而形成导电电极。然而,使用丝网印刷法常会因丝网设计及印刷条件的不同而产生产品使用的问题,且丝网容易损耗,造成成本的增加;刮刀涂布法则不易控制涂布的膜厚,因而增加量产的困难度;旋转涂布法则具有不易图案化的缺点。
本案发明人发现,可先将金属氧化物、金属或其它导电材料的填料与粘结剂配制成涂料,并涂布于底衬层上形成转印薄膜;欲制备薄膜电极时,则将转印薄膜上的涂料转印于经涂覆氟掺杂氧化锡(FTO)的玻璃或不规则形状的基材上,这样的方法可大幅增加产品的应用项目。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于制备电极的转印薄膜,其包含:
(a)底衬层;及
(b)至少一层涂料层,其位于该底衬层上,且包含粘结剂及填料,
其中该涂料层具有约2至约40微米的厚度。
本发明的另一个目的在于提供一种制备薄膜电极的方法,其包含:
(1)提供一基材;
(2)将本发明的转印薄膜置于该基材上,其中该涂料层介于该底衬层与该基材之间;
(3)使该涂料层转印于该基材上;及
(4)移除该底衬层以形成薄膜电极。
本发明的再一个目的在于提供一种薄膜电极,其由本发明的方法所制得。
有益效果:使用本发明的转印薄膜与方法制备薄膜电极具有以下特点:
-转印薄膜易于储存、运送或加工;
-使用便利,可使用卷对卷(roll-to-roll)制造工艺大量生产及易于控制产品(如涂料层)膜厚;及
-可使用凸版或凹版印刷制作图案化电极。
附图说明
图1说明本发明的一种制备薄膜电极的方法步骤。
图2说明本发明的另一种制备薄膜电极的方法步骤。
图3说明根据本发明的一个实施例的薄膜电极的制备方法。
图4说明根据本发明的另一实施例的薄膜电极的制备方法。
符号说明
10 基材
15 导电层
20 导电基材
30 转印薄膜
31 涂料层
32 底衬层
40 薄膜电极
50 承载构件
60 加压平台
70 滚轮
具体实施方式
以下将具体地描述根据本发明的部分具体实施方式。需要注意的是,在不背离本发明的精神下,本发明还可以多种不同的方式来实施,不应将本发明的保护范围解释为限于说明书所陈述的内容。此外,如果没有特别说明,本说明书中(尤其是在权利要求书中),所使用的“一”、“该”及类似用语应理解为包含单数及复数形式。
在本说明书中,当一组件或层位于另一组件或层“上”是指该组件或层可直接位于该另一组件或层上、连接至该另一组件或层上或存在介于其间的其它组件或层。
在本说明书中,术语“约”是指如由本领域技术人员所测定的特定值的可接受误差,其部分地根据如何量测或测定该值而定。在某些实施例中,术语“约”是指在1、2、3或4个标准偏差以内。在某些实施例中,术语“约”是指在给定值或范围的50%、20%、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%或0.05%以内。
本发明涉及一种用于制备电极的转印薄膜,其包含:
(a)底衬层;及
(b)至少一层涂料层,其位于该底衬层上,且包含粘结剂及填料,
其中该涂料层具有约2至约40微米的厚度。
本发明转印薄膜的底衬层可为透明、半透明或不透明的纸或薄膜,适用于本发明转印薄膜的底衬层包括但不限于,包含聚酯树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚环烯烃树脂、聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、三醋酸纤维素或其混合物的纸或薄膜及其层压体。其中聚酯树脂包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);聚甲基丙烯酸酯树脂包括例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。根据本发明的一个具体实施方式,本发明所使用的底衬层由聚对苯二甲酸乙二酯构成。
本发明转印薄膜的底衬层上包含至少一层涂料层,该涂料层可经图案化或未经图案化,适合用来将该涂料层涂施于该底衬层上的方法可为任何本领域技术人员所熟知的施工方法,如涂布(coating)、喷洒(spray)、丝网印刷(screen printing)、印刷(printing)或浸渍(dipping)等方式。
上述涂布方法包括但不限于,刮刀式涂布(knife coating)、滚轮涂布(roller coating)、柔版涂覆(flexographic coating)、热传递涂覆(thermaltransfer coat)、微凹版印刷涂布(micro gravure coating)、流涂(flowcoating)、帘涂(curtain coating)、旋涂(spin coating)、喷雾式涂布(spraycoating)、刮棒涂布(bar coating)、狭缝式模压涂布(slot die coating)、凸版印刷涂布(gravure coating)、斜板式涂布(slide coating)、其它熟知方法或上述方法的组合。
上述印刷方法包括但不限于,凹版印刷(gravure printing)、微凹版印刷(micro gravure printing)、平版印刷、凸版印刷(letterpress printing)、喷墨式印刷(ink-jet printing)、橡皮版印刷、柔性版印刷、点刻印刷、激光印刷或上述方法的组合。
本发明转印薄膜的涂料层的厚度为约2至约40微米,当厚度太小时,由该转印薄膜所制成的电池效能不佳,当厚度太大时,该涂料层于该转印薄膜制备成薄膜电极的制造工艺中易发生脆裂。根据本发明的一个实施方式,该涂料层厚度优选为约3至约30微米,更优选为约5至约20微米。
适用于本发明转印薄膜的涂料层的粘结剂包括但不限于,聚酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、氟素树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂或其混合物。根据本发明的一个具体实施方式,本发明所使用的粘结剂为聚酯树脂。
适用于本发明转印薄膜的涂料层的填料包括金属氧化物、金属或其它导电材料,其包括但不限于,二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、磷化镓(GaP)、碲化镉(CdTe)、硒化钼(MoSe2)、硒化钨(WSe2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钨(WO3)、钽酸钾(KTaO3)、氧化锆(ZrO2)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化硅(SiO2)、硫化镉(CdS)、铂、碳、石墨烯或其混合物。根据本发明的一个具体实施方式,本发明所使用的填料为二氧化钛。
于本发明转印薄膜中,该填料的含量,以相对于整体涂料层的固体成分总重量的固含量计,为约15重量%至约95重量%。本发明转印薄膜中的填料含量可依据填料的种类不同做适当的调整。当填料为金属氧化物时,若金属氧化物含量太小,则该转印薄膜制得的薄膜电极所制成的染料敏化太阳能电池的光转换效率不佳,若金属氧化物含量太大,则该转印薄膜的转印能力不佳,金属氧化物的含量优选为约40重量%至约80重量%,更优选为约50重量%至约75重量%;当填料为金属时,所使用的含量优选为约15重量%至约25重量%;当填料为碳时,所使用的含量优选为约75重量%至约95重量%。
本发明转印薄膜可包含两层或两层以上的涂料层,且这些涂料层所包含的填料可根据需要具有不同的平均粒径,该粒径范围为约2至约600纳米。根据本发明的一个具体实施方式,本发明的转印薄膜具有一层涂料层,该涂料层所使用的填料粒径为约2至约60纳米,优选为约10至约50纳米;根据本发明的另一个具体实施方式,本发明的转印薄膜具有二层涂料层,第一层填料粒径为约400至约600纳米,第二层填料粒径为约10至约50纳米。
本发明转印薄膜可根据需要包含位于该涂料层上的保护层,其可用于保护涂料层,防止该涂料层所形成的图案产生皱折的现象,并提供转印薄膜所需的韧度,以避免涂料层于储存、运送、转印或加工时受损。适用于本发明转印薄膜的保护层包括但不限于,包含聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的保护层。
本发明转印薄膜可通过下列步骤制备:
(I)将粘结剂、填料与溶剂混合均匀,形成一涂料;
(II)将该涂料涂施于底衬层上;及
(III)加热该涂料以使其干燥,形成一涂料层。
如果需要,可重复进行上述各步骤,以获得复数层的涂料层。
上述步骤(I)的溶剂并无特殊限制,只要能将粘结剂、填料均匀分散即可,优选为极性溶剂,包括但不限于,醇类、醇醚类、酮类或其组合等极性溶剂,优选为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、异戊醇、松油醇(Terpineol)、乙酸乙酯、甲基乙基酮(MEK)、丙酮、甲基异丁基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、N-甲基吡咯酮(NMP)、N-辛基吡咯烷酮(NOP)、γ-丁内酯(GBL)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)。也可以为非极性溶剂,如芳香烃类溶剂,包括但不限于甲苯(toluene)或二甲苯(xylene)。
上述步骤(II)的涂施方法如前所述。
上述步骤(III)的加热条件并无特殊限制,可为任何本领域技术人员所熟知的加热条件,例如可于约100℃至约150℃下加热约5分钟至约20分钟。
本发明还涉及一种制备薄膜电极的方法,其包含:
(1)提供一基材;
(2)将本发明的转印薄膜置于该基材上,其中该涂料层介于该底衬层与该基材之间;
(3)使该涂料层转印于该基材上;及
(4)移除该底衬层以形成薄膜电极。
上述步骤(1)的基材包括但不限于,玻璃、金属、合金、塑料或其混合物。该基材表面可为平面、非平面或不规则形状。根据本发明的一个具体实施方式,本发明所使用的基材为玻璃或塑料。
上述步骤(3)的转印方式可使用任何本领域技术人员所熟知的方式,例如使用压合方式将该涂料层转印至该基材上,其中,该压合方式可为热压合或真空压合。
上述步骤(4)的薄膜电极,可根据需要进一步进行加热步骤将粘结剂去除,例如可于约100℃至约500℃下加热约1小时至约5小时。
相较于传统使用丝网印刷法制备电极的方式,使用本发明的转印方法制备薄膜电极可以减少薄膜电极发生龟裂的状况,并可提升染料敏化太阳能电池的光转换效率。
以下配合图1及2说明本发明的制备薄膜电极的方法步骤。首先,如图1a所示,提供一基材10;接着,如图1b所示,将转印薄膜30置于基材10上,其中转印薄膜30包含涂料层31及底衬层32,且涂料层31介于底衬层32与基材10之间,以此方式可使涂料层31转印于基材10上;最后,如图1c所示,将底衬层32移除,即可形成薄膜电极40。
此外,于本发明方法中,如图2a所示,基材10上可根据情况包含导电层15而形成导电基材20。适用于本发明方法的导电层包括但不限于,选自氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、导电高分子或其混合物的导电氧化物。根据本发明的一个具体实施方式,本发明所使用的导电层为氟掺杂氧化锡。
接着,如图2b所示,将转印薄膜30置于导电基材20上,其中转印薄膜30包含涂料层31及底衬层32,且涂料层31介于底衬层32与导电层15之间,而导电层15则介于涂料层31与基材10之间,以此方式可使涂料层31转印于导电基材20上。
最后,如图2c所示,将底衬层32移除,即可形成薄膜电极40。
图3显示根据本发明的一个实施例的薄膜电极的制备方法,其主要具有下列步骤:将导电基材20置于承载构件50上;将转印薄膜30定位于导电基材20上;再以加压平台60及承载构件50将转印薄膜30压合贴附于导电基材20上,由此将转印薄膜30的涂料层31转印于导电基材20上,该压合可为热压合,其加热方式可为吹送热空气至转印薄膜30表面,或直接以经加热的加压平台60加热转印薄膜30;接着将加压平台60及承载构件50分开,再移除已脱模的底衬层32,制得薄膜电极40。
于本发明的薄膜电极的制备方法中,该步骤(2)可使用卷对卷制造工艺输送及定位该转印薄膜。图4显示根据本发明的另一实施例的薄膜电极的制备方法,其主要具有下列步骤:将导电基材20置于承载构件50上;利用卷对卷制造工艺的滚轮70,将转印薄膜30正确地输送及定位于导电基材20上;再以加压平台60及承载构件50将转印薄膜30压合贴附于导电基材20上,由此将转印薄膜30的涂料层31转印于导电基材20上,该压合方式如前所述;接着将加压平台60及承载构件50分开,再以滚轮70卷动转印薄膜30而移除已脱模的底衬层32,制得薄膜电极40,并接着进行下一循环的转印步骤。
本发明方法所制得的薄膜电极可应用于染料敏化太阳能电池或超级电容。例如,染料敏化太阳能电池包含:(a)提供电流流动通路的第一电极及第二电极;(b)传输电子与空穴的电解质;及(c)连接两电极的封装材料,其中该第一电极包括导电基材、作为电子传输的半导体材料层及光敏化剂,该第二电极包括基材及位于该基材上的导体材料。本发明的方法可用于将该半导体材料层转印于该导电基材上而完成第一电极,也可用于将该导体材料转印于该基材上而完成第二电极。同样地,本发明的方法也可用于制作超级电容的金属氧化物电极、碳电极及导电高分子电极。
本发明将通过下列实施例进一步加以详细描述,但是,这些实施例仅用以例示说明本发明,而非对本发明范围作任何限制,任何本领域技术人员根据本发明的教导和精神所做的变形、变更、修饰及改变均包括在权利要求书的范围内。
实施例
实施例1
转印薄膜的制备
取17.5重量份二氧化钛(ST-21,日本石原公司制,固形份100%)、7.5重量份聚酯树脂(5016-TS,长兴化学公司制,固形份100%)与75重量份溶剂N-辛基吡咯烷酮(NOP),将它们高速搅拌混合均匀,制成固形份约25重量%的涂料组合物,其中二氧化钛的平均粒径为约25纳米。
以RDS涂布棒#7将上述涂料组合物涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)脱模膜上(型号:A71,帝人杜邦公司制,膜厚50微米),涂膜厚度为24微米,于130℃下干燥10分钟后可得本发明的转印薄膜,干燥后的涂料层厚度为6微米。
薄膜电极的制备
取一导电玻璃,将上述所制备的转印薄膜以具涂料层的一面朝向该导电玻璃而置于其上,以热压合机(型号MCQA-11-40-150,Mindman公司制,压合条件:3kgf,130℃,3分钟)进行压合,使转印薄膜的涂料层转印至导电玻璃上,接着移除PET离型膜,再进一步以烘箱烘烤(500℃/60分钟,升温速度为5℃/分钟),最后制得本发明的薄膜电极。
实施例2
重复实施例1的步骤制备转印薄膜,不同之处在于将涂膜厚度改为12微米,干燥后的涂料层厚度为3微米。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
实施例3
重复实施例1的步骤制备转印薄膜,不同之处在于将涂膜厚度改为36微米,干燥后的涂料层厚度为9微米。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
实施例4
重复实施例1的步骤制备转印薄膜,不同之处在于将二氧化钛的用量改为12.5重量份,聚酯树脂的用量改为12.5重量份。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
实施例5
取17.5重量份二氧化钛(ST-41,日本石原公司制,固形份100%)、7.5重量份聚酯树脂(5016-TS,长兴化学公司制,固形份100%)与75重量份溶剂N-辛基吡咯烷酮(NOP),将它们高速搅拌混合均匀,制成固形份约25重量%的涂料组合物,其中二氧化钛的平均粒径为约400纳米。
以RDS涂布棒#7将上述涂料组合物涂布在PET脱模膜上(型号:A71,帝人杜邦公司制,膜厚50微米),涂膜厚度为12微米,于130℃下干燥10分钟,干燥后的第一涂料层厚度为3微米;接着重复上述步骤将实施例1的涂料组合物涂于上述的第一涂料层上,涂膜厚度为36微米,干燥后的第二涂料层厚度为9微米,由此制得具双层涂料层的转印薄膜。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
比较例1
重复实施例1的步骤制备转印薄膜,不同之处在于将二氧化钛的用量改为21重量份,聚酯树脂的用量改为4重量份。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
比较例2
重复实施例1的步骤制备转印薄膜,不同之处在于将二氧化钛的用量改为8.75重量份,聚酯树脂的用量改为16.25重量份。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
比较例3
重复实施例1的步骤制备转印薄膜,不同之处在于将聚酯树脂改为乙基纤维素(46080-250G-F,30-60mPa.s,Sigma公司制)。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
比较例4
重复实施例1的步骤制备转印薄膜,不同之处在于将聚酯树脂改为甲基丙烯酸酯树脂(M3000;Sekisui公司制)。
重复实施例1的步骤制备薄膜电极。
比较例5
取17.5重量份二氧化钛(ST-21,日本石原公司制,固形份100%)、7.5重量份乙基纤维素(46080-250G-F,30~60mPa.s,Sigma公司制)与75重量份溶剂松油醇(Terpineol),将它们高速搅拌混合均匀,制成固形份约25重量%的涂料组合物,其中二氧化钛的平均粒径为约25纳米。
薄膜电极的制备
取一导电玻璃,将上述所制备的涂料组合物以丝网印刷方式印刷于该导电玻璃上(丝网印刷机型号:TP-600E,台湾恒基公司制),印刷厚度为24微米,于130℃下干燥10分钟,经干燥的涂料层厚度为6μm,接着以烘箱烘烤(500℃/60分钟,升温速度为5℃/分钟),最后制得薄膜电极。
薄膜电极的性质及效能测试
以本领域技术人员公知的方法将实例1至5与比较例2及5所制得的薄膜电极制成染料敏化太阳能电池,从电池的工作电极和相对电极分别引出导线接到电池性能测试装置上,用太阳光仿真器仿真太阳光,将光强度调整至100mW/cm2,测量电池的光转换效率,测试结果如表1所示。
表1
由表1结果可知,本发明的转印薄膜具有良好的转印能力,且在相同膜厚及相同的填料固含量条件下,相较于现有技术以丝网印刷法制作的薄膜电极(比较例5),由本发明的转印薄膜制得的薄膜电极(实施例1)所制成的染料敏化太阳能电池可以提升约15%的光转换效率。
由上述实例应容易了解本发明的各种改良是可行的并且是本领域技术人员容易联想到及预期的。

Claims (16)

1.一种用于制备电极的转印薄膜,其包含:
(a)底衬层;及
(b)至少一层涂料层,其位于该底衬层上,且包含粘结剂及填料,
其中该涂料层具有2至40微米的厚度,
其中该填料为金属氧化物,其选自由二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钨(WO3)、氧化锆(ZrO2)及其混合物所组成的组,且该填料的含量以相对于整体涂料层的固体成分总重量的固含量计,为40重量%至80重量%。
2.如权利要求1所述的转印薄膜,其中该底衬层包含选自由聚酯树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚环烯烃树脂、聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、三醋酸纤维素及其混合物所组成的组中的材料。
3.如权利要求1所述的转印薄膜,其中该涂料层具有3至30微米的厚度。
4.如权利要求1所述的转印薄膜,其中该粘结剂选自由聚酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂及其混合物所组成的组。
5.如权利要求1所述的转印薄膜,其中该填料在该涂料层中的含量以固含量计为50重量%至75重量%。
6.如权利要求1所述转印薄膜,其进一步包含位于该涂料层上的保护层。
7.一种制备薄膜电极的方法,其包含:
(1)提供一基材,其中该基材上包含导电层;
(2)将权利要求1至6中任一项所述的转印薄膜置于该基材上,其中该涂料层介于该底衬层与该基材之间;
(3)使该涂料层转印于该基材上;及
(4)移除该底衬层以形成薄膜电极。
8.如权利要求7所述的方法,其中该涂料层于步骤(2)中介于该底衬层与该导电层之间。
9.如权利要求8所述的方法,其中该导电层包含选自由氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)及其混合物所组成的组中的导电氧化物。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法,其中该基材选自由玻璃、金属、合金、塑料及其混合物所组成的组。
11.如权利要求7至9中任一项所述的方法,其中该基材为平面或非平面。
12.如权利要求7至9中任一项所述的方法,其中步骤(2)以卷对卷(roll-to-roll)制造工艺输送及定位该转印薄膜。
13.如权利要求7至9中任一项所述的方法,其中步骤(3)中的转印利用压合方式进行。
14.如权利要求13所述的方法,其中该压合方式为热压合。
15.一种薄膜电极,其由权利要求7至14中任一项所述的方法所制得。
16.如权利要求15所述的薄膜电极,其应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)。
CN201310146263.9A 2012-12-27 2013-04-24 薄膜电极及其制法 Expired - Fee Related CN103310991B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101150657 2012-12-27
TW101150657A TWI502792B (zh) 2012-12-27 2012-12-27 薄膜電極及其製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103310991A CN103310991A (zh) 2013-09-18
CN103310991B true CN103310991B (zh) 2016-12-28

Family

ID=49136094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310146263.9A Expired - Fee Related CN103310991B (zh) 2012-12-27 2013-04-24 薄膜电极及其制法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103310991B (zh)
TW (1) TWI502792B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104009124B (zh) * 2014-06-13 2018-09-18 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法
CN104526093B (zh) * 2014-08-22 2017-01-11 华侨大学 一种表面织构微细电解加工用阴极的制作方法
CN104362227B (zh) * 2014-10-22 2017-01-18 西安交通大学苏州研究院 一种金属电极贴片的制备方法
CN104458882A (zh) * 2014-11-24 2015-03-25 江汉大学 修饰电极制备方法、修饰电极及对硫磷检测系统
KR20180075520A (ko) * 2015-10-30 2018-07-04 유니티카 가부시끼가이샤 축전 소자 전극용 폴리이미드 용액, 축전 소자 전극의 제조 방법 및 축전 소자 전극
EP3522277B1 (en) 2016-09-30 2022-06-15 Kolon Industries, Inc. Method for manufacturing membrane electrode assembly for fuel cell
TWI641010B (zh) * 2017-11-29 2018-11-11 住華科技股份有限公司 感壓性黏著組成物、電極複合膜及其製造方法
CN108346776B (zh) * 2018-02-08 2021-01-15 清华大学 一种三明治结构的复合金属锂负极及其制备方法
CN108777286A (zh) * 2018-05-31 2018-11-09 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种金属锂的表面修饰方法
CN110517889A (zh) * 2019-08-28 2019-11-29 广东风华高新科技股份有限公司 一种多层陶瓷电容器及其制备方法
CN112420872B (zh) * 2020-11-12 2023-06-16 苏州科技大学 基于WSe2/KTaO3范德华异质结的光电探测器及其制备方法
CN112736222B (zh) * 2020-12-25 2022-08-09 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种双极性电极制备方法
CN114388260A (zh) * 2021-12-21 2022-04-22 广东风华高新科技股份有限公司 一种元器件电极的制作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1875433A (zh) * 2003-10-28 2006-12-06 住友金属矿山株式会社 透明导电层叠体及其制造方法及使用了该层叠体的器件
CN101485035A (zh) * 2006-07-13 2009-07-15 帝人杜邦薄膜日本有限公司 染料敏化太阳能电池以及用于该电池的电极和层压薄膜

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1875433A (zh) * 2003-10-28 2006-12-06 住友金属矿山株式会社 透明导电层叠体及其制造方法及使用了该层叠体的器件
CN101485035A (zh) * 2006-07-13 2009-07-15 帝人杜邦薄膜日本有限公司 染料敏化太阳能电池以及用于该电池的电极和层压薄膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN103310991A (zh) 2013-09-18
TW201427155A (zh) 2014-07-01
TWI502792B (zh) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103310991B (zh) 薄膜电极及其制法
Abate et al. Perovskite solar cells: from the laboratory to the assembly line
Mariani et al. The role of printing techniques for large-area dye sensitized solar cells
CN104134752B (zh) 钙钛矿太阳能电池及其热塑性碳对电极的制备方法
CN104022222B (zh) 钙钛矿基薄膜太阳电池及其制备方法
Flynn et al. Hierarchically-structured NiO nanoplatelets as mesoscale p-type photocathodes for dye-sensitized solar cells
Wu et al. Scaling of the flexible dye sensitized solar cell module
CN104009159B (zh) 钙钛矿基薄膜太阳电池及其制备方法
CN104022226B (zh) 钙钛矿基薄膜太阳电池及其制备方法
BR112014008631B1 (pt) Método para preparação de células solares sensibilizadas por corantes e células solares assim produzidas
Xu et al. Effects of ethanol on optimizing porous films of dye-sensitized solar cells
Wang et al. Energy level and thickness control on PEDOT: PSS layer for efficient planar heterojunction perovskite cells
CN109103023A (zh) 一种Sb-二氧化锡-AgNWs/CBS-GNs柔性薄膜太阳能电池及其制备方法
CN101462768A (zh) 一种二氧化钛介孔球、制备方法和在太阳能电池中的应用
CN103943780A (zh) 一种铜铟硫/钙钛矿体异质结太阳能电池及其制备方法
CN103943782A (zh) 一种低温全溶液法制备钙钛矿太阳能电池的方法
Fu et al. Plastic dye-sensitized solar cells with enhanced performance prepared from a printable TiO2 paste
Kuo et al. Preparation of the working electrode of dye-sensitized solar cells: Effects of screen printing parameters
CN105551834B (zh) 一种柔性染料敏化太阳电池的低温低压制备方法
Li et al. Fabrication of Flexible Dye‐Sensitized Solar Cell Modules using Commercially Available Materials
CN103904217B (zh) 一种多元有机/无机杂化太阳电池及其制备方法
JPWO2009113342A1 (ja) 色素増感型太陽電池
CN108878657A (zh) 一种高效率碳基钙钛矿太阳能电池的制备方法
CN112071988A (zh) 一种全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法
Zhu et al. Playdough-like carbon electrode: A promising strategy for high efficiency perovskite solar cells and modules

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: Taiwan Kaohsiung city China Sanmin District Construction Road No. 578

Applicant after: Changxing material industry limited-liability company

Address before: Taiwan Kaohsiung city China Sanmin District Construction Road No. 578

Applicant before: Changxing Chemical Industrial Co., Ltd.

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHANGXING CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. TO: ETERNAL MATERIALS CO., LTD.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161228

Termination date: 20200424