CN104733182A - 太阳能电池板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池板，其包括塑料基板和以矩阵方式排列在该塑料基板表面的光导电极，该光导电极包括结合于塑料基板的导电片和覆盖于该导电片一表面的TiO2薄膜。本发明双重搭配了塑料材料的透光率好的优点与金属材料的耐高温特性，即解决了塑料在高温条件下易熔化的问题，又解决了因完全使用金属作基板而使基板透光率较低的问题，此结合技术不但有环保节能与经济效应，更可使染料敏化太阳能技术永续发展。本发明还提供一种该太阳能电池板的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池板，尤其涉及一种应用塑料基板的太阳能电池板及其制造方法。
背景技术
目前，染料敏化太阳能电池（DSSC）以其成本低，制程简易及设备需求简单而被广泛应用，其基本结构主要由透明导电玻璃基板、TiO2纳米晶多孔薄膜、染料、电解质溶液和对电极组成。当能量低于半导体纳米晶TiO2的禁带宽度，但与染料分子的特征吸收波长相等的入射光照射在电极上时，吸附在电极表面的染料分子中的电子受激跃迁至激发态，再注入到TiO2的导带，而染料分子自身为氧化态。注入到TiO2中的电子通过扩散富集到导电玻璃基板，然后进入外电路。处于氧化态的染料分子从电解质溶液中获得电子而被还原成基态，电解质中被氧化的电子扩散至对电极，这就完成了一个光电化学反应循环。其中，TiO2需通过450-500℃煅烧，以去除TiO2电极在制备过程中使用的有机添加物，从而使TiO2粒子间颈连导电片。
目前DSSC的太阳能电池板普遍由透明导电玻璃基板组成。由于玻璃基板较脆弱和僵化，因此，在应用上较受局限。
现有技术使基板具有可挠性的方法是采用塑料基板或金属基板。然，若使用柔软度较好的塑料基板，虽然可解决脆弱和僵化的问题，但塑料本身无法耐热，所以不能进行高温热处理来使TiO2烧结键合，而低温烧结不能有效的使TiO2粒子之间产生颈连，而残留的有机物也会增大电极的阻抗，减少燃料的吸附量，增加电子的复合几率，进而影响整体电池的稳定性、导电性与透光率。若使用金属基板，虽然可以解决高温烧结问题，但将会降低基板的透光度，且金属基板的可挠性也低于塑料基板，使应用面受限。目前技术还有以不锈钢网对电极结构制作可挠性太阳能电池板，但是其网状结构的柔韧度和透光率仍不够好。
发明内容
鉴于以上情况，有必要提供一种即具有可挠性又具有良好的导电性和透光率的应用塑料基板的太阳能电池板。
另，还有必要提供一种上述太阳能电池板的制造方法。
一种太阳能电池板，其包括塑料基板和以矩阵方式排列在该塑料基板表面的光导电极，该光导电极包括结合于塑料基板的导电片和覆盖于该导电片一表面的TiO2薄膜。
一种太阳能电池板的制造方法，其包括如下步骤：
提供一种浆料，该浆料主要由纳米TiO2和分散剂混合制成；
提供若干导电片；
将浆料涂布在该若干导电片的表面，形成一层TiO2薄膜；
对涂布有TiO2薄膜的导电片进行烧结，制得具有导电片和覆盖于该导电片一表面的TiO2薄膜的光导电极；
将光导电极固定于塑料基板的表面。
本发明将TiO2浆料涂布在金属片上，形成一层TiO2薄膜，然后对其在高温下进行烧结反应，制得光导电极，然后，以矩阵的排列方式将光导电极固定于可挠性、和透明度较好的导电塑料基板上，制得可挠性和透光率均满足要求的太阳能电池板。这样，不仅解决了塑料在高温条件下易熔化的问题，而且可以解决因完全使用金属作基板而使基板透光率较低的问题。另外，可以通过控制导电片的形状、尺寸和相邻两个导电片之间的间距进一步控制太阳能电池板的透光率和可挠性。本发明双重搭配了塑料材料的透光率优点与金属材料的耐高温特性，使基板具有半穿透式功效；此结合技术不但环保节能且提升了经济效应，更可使染料敏化太阳能技术永续发展。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的太阳能电池板的立体图。
图2为图1所示的太阳能电池板的俯视图。
图3为图2所示的太阳能电池板沿III-III方向的剖视图。
主要元件符号说明
| 太阳能电池板 | 100 |
| 塑料基板 | 10 |
| 光导电极 | 20 |
| 导电片 | 21 |
| TiO2薄膜 | 22 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1-2，本发明提供一种太阳能电池板100，其主要包括塑料基板10和若干光导电极20，该光导电极20以矩阵排列方式形成于塑料基板10的一表面。
该塑料基板10为透明的导电塑料板，其可为导电性能由聚合物分子结构本身确定的结构型导电塑料如聚乙炔、聚芳烃和聚杂芳烃类线性共轭高分子、高分子化的酞菁螯合物等，或由聚合物与各种导电物质如金属、炭黑等复合制得的复合型导电塑料。在通电时，该塑料基板10可通过内部的粒子的转移或导电物质进行导电。该塑料基板10具有较好的透明性、导电性和可挠性。
请进一步参阅图3，该光导电极20包括导电片21和涂布在该导电片21一表面的TiO2（二氧化钛）薄膜22。该导电片21的材质可为不锈钢、金、银、铜、铂、铝、钛、石墨烯、合金等既导电又耐高温的材质，该导电片21的形状可为圆形、三角形、正方形，或该导电片21的形状可为正五边形、正六边形等正多边形的任意一种。该导电片21的厚度为0.001um-10mm，该导电片21涂布有TiO2薄膜22的一表面的面积约为0.01-400cm2。
将若干个光导电极20呈矩阵方式排列于塑料基板10的表面，使该光导电极20没有形成TiO2薄膜22的一面与塑料基板10接触，使用胶材（图未示）涂布于导电片21的与塑料基板10相接触的周缘，使光导电极20固定于塑料基板10上，这样可以保证导电的塑料基板10通过导电片21与该塑料基板10的接触面将电流传输至导电片21，进而使电流经由导电片21导出。该胶材可为可直接导电的银胶，或非导电胶材如：紫外光胶、两液混合硬化胶、树脂、硅胶等快干胶材。所述相邻光导电极20之间的距离可根据实际需要而设定，距离越大，太阳能电池板100的透明度越好。
该太阳能电池板100采用透明的导电塑料作为基板材料，具有较好的透光率和可挠性。另外，可通过控制导电片21的尺寸大小、形状、及相邻导电片21之间的间距，来控制塑料基板10的透光率，并加强其可挠性。
所述太阳能电池板100的制造方法包括如下步骤：
提供一种浆料，该浆料由纳米TiO2和分散剂混合后再经球磨制成。该分散剂可分为无机类、有机类和无机/有机复合分散剂的任意一种。
提供导电片21，该导电片21的材质可为不锈钢、金、银、铜、铂、铝、钛、石墨烯、合金等既导电又耐高温的材质，该导电片21的形状可为圆形、三角形、正方形，或该导电片21的形状可为正五边形、正六边形等正多边形的任意一种。该导电片21的厚度为0.001um-10mm。
将浆料均匀的涂布在导电片21的一个表面，形成一层TiO2薄膜22。
将涂布有TiO2薄膜22的导电片21放入烤箱进行烧结，控制烧结温度为400-500℃，以去除TiO2中混合的分散剂，从而使TiO2粒子间颈连和与导电片21之间键合完全，制得光导电极20。
以矩阵排列的方式将光导电极20排列于塑料基板10的表面，该光导电极20没有形成TiO2薄膜22的一面与塑料基板10接触，使用胶材（图未示）涂布于导电片21的与塑料基板10相接触的周缘，使光导电极20固定于塑料基板10上，这样可以保证导电的塑料基板10通过导电片21与该塑料基板10的接触面将电流传输至导电片21，进而使电流经由导电片21导出。
本发明将TiO2浆料涂布在导电片21上，形成一层TiO2薄膜22，然后将涂布有TiO2薄膜22的导电片21在400-500℃的温度下进行烧结反应，制得光导电极20，然后，以矩阵排列的方式将光导电极20固定于可挠性、导电性和透明度较好的塑料基板10上，制得可挠性和透光率均满足要求的太阳能电池板100。这样，不仅避免了塑料烧结易熔化的问题，而且可以解决因使用金属基板而使基板透光率较低的问题。另外，可以通过控制导电片21的形状、尺寸及相邻导电片21之间的间距进一步控制太阳能电池板100的透光率和可挠性。本发明双重搭配了塑料材料的透光率优点与金属材料的耐高温特性，使基板具有半穿透式功效。此结合技术不但环保节能且提升了经济效应，更可使染料敏化太阳能技术永续发展。
Claims (10)
1.一种太阳能电池板，其特征在于：所述太阳能电池板包括塑料基板和以矩阵方式排列在该塑料基板表面的光导电极，该光导电极包括结合于塑料基板的导电片和覆盖于该导电片一表面的二氧化钛薄膜。
2.如权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于：所述塑料基板的材质为透明的导电塑料。
3.如权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于：所述导电片的材质为不锈钢、金、银、铜、铂、铝、钛、石墨烯或合金，该导电片的厚度为0.001um-10mm。
4.如权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于：所述导电片的形状为圆形、三角形或正多边形。
5.如权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于：所述导电片上覆盖有二氧化钛薄膜的表面的面积为0.01-400cm2。
6.一种太阳能电池板的制造方法，其包括如下步骤：
提供一种浆料，该浆料主要由纳米二氧化钛和分散剂混合制成；
提供若干导电片；
将浆料涂布在该若干导电片的表面，形成一层二氧化钛薄膜；
对涂布有二氧化钛薄膜的导电片进行烧结，制得具有导电片和覆盖于该导电片一表面的二氧化钛薄膜的光导电极；
将光导电极固定于塑料基板的表面。
7.如权利要求6所述的太阳能电池板的制造方法，其特征在于：所述导电片的形状为圆形、三角形或正多边形，该导电薄片的材质为不锈钢、金、银、铜、铂、铝、钛、石墨烯或合金，该导电片的厚度为0.001um-10mm。
8.如权利要求6所述的太阳能电池板的制造方法，其特征在于：所述烧结制程为：将涂布有二氧化钛薄膜薄膜的导电片放入烤箱进行烧结，以去除二氧化钛中混合的分散剂。
9.如权利要求6所述的太阳能电池板的制造方法，其特征在于：所述光导电极以矩阵方式排列于塑料基板的表面。
10.如权利要求6所述的太阳能电池板的制造方法，其特征在于：所述光导电极使用胶材粘结于塑料基板的表面。
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