CN106449119A - 一种太阳电池阳极染料浸泡装置及染料浸泡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳电池阳极染料浸泡装置，并进一步提供了使用该太阳电池阳极染料浸泡装置的染料浸泡方法，该装置及方法针对柔性染料敏化太阳电池、低温制备的染料敏化太阳电池的染料吸附效果理想，能够有效控制染料挥发的速度，显示染料的用量，易对制备工艺进行调控；同时避免结构不够紧致的氧化物半导体薄膜在溶液中浸渍时分解、离散的情况发生；并且有效节约染料用量，提高材料利用率，提高浸泡质量。
Description
技术领域
本发明属于太阳电池制作技术领域，特别是涉及一种太阳电池阳极染料封闭浸泡装置及染料浸泡方法。
背景技术
清洁能源是当今社会必须重视的话题，涉及到国家的环保绿色发展战略。制备染料敏化太阳电池的一个重要步骤是光阳极的制备，光阳极的结构一般为导电玻璃/二氧化钛(TiO2)/染料，其中TiO2普遍采用450℃以上的温度进行烧结，以获得致密的结构，因此对于基于聚合物衬底的柔性电池及采用低温方法制备的太阳电池，不能采用高温烧结的方式，导致在后续浸泡染料的过程中，TiO2层对染料的吸附不理想。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种针对柔性染料敏化太阳电池、低温制备的染料敏化太阳电池的染料吸附的新方法和装置。该装置及方法可实现密封式的染料敏化太阳电池阳极基板的浸泡从而提升柔性染料敏化太阳电池、低温制备的染料敏化太阳电池的制备效率。
本发明第一方面提供了一种太阳电池阳极染料浸泡装置，包括依次可拆卸连接的存储仓、浸泡仓及底座；
所述存储仓包括顶端开口的存储仓体、可盖合并密闭存储仓体的密封盖，所述存储仓体底部设置有阀门，所述存储仓体的内部空间通过所述阀门与浸泡仓的内部空间连通；
所述浸泡仓包括顶端、底端均开口的浸泡仓体、压力平衡装置，所述浸泡仓体的侧壁设置有刻度槽，所述浸泡仓体的侧壁位于刻度槽上方设置有压力平衡装置；
所述底座包括底板，所述底板上表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有垫片。
本发明第二方面提供了利用上述太阳电池阳极染料浸泡装置的染料浸泡方法，步骤包括：
a、将染料装入存储仓内，将基板置于垫片上，使浸泡仓体底部与基板密封连接；
b、开启阀门使染料流入浸泡仓后关闭阀门，通过调节压力平衡装置控制浸渍速度从而使染料与基板接触浸渍，通过刻度槽读取染料用量。
本发明的有益效果是：
1、能够控制染料挥发的速度，能够显示染料的用量，易对制备工艺进行调控；
2、避免结构不够紧致的氧化物半导体薄膜在溶液中浸渍时分解、离散的情况；
3、节约染料用量，提高材料利用率，提高浸泡质量。
附图说明
图1为太阳电池阳极染料浸泡装置结构示意图；
图2为太阳电池阳极染料浸泡装置的立体结构示意图；
图3为太阳电池阳极染料浸泡装置的浸泡仓的结构示意图；
图4为太阳电池阳极染料浸泡装置的夹板上通孔设置位置的示意图。
具体实施方式
本发明第一方面提供了一种太阳电池阳极染料浸泡装置，包括依次可拆卸连接的存储仓、浸泡仓及底座；
所述存储仓包括顶端开口的存储仓体、可盖合并密闭存储仓体的密封盖，所述存储仓体底部设置有阀门，所述存储仓体的内部空间通过所述阀门与浸泡仓的内部空间连通；
所述浸泡仓包括顶端、底端均开口的浸泡仓体、压力平衡装置，所述浸泡仓体的侧壁设置有刻度槽，所述浸泡仓体的侧壁位于刻度槽上方设置有压力平衡装置；
所述底座包括底板，所述底板上表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有垫片。
存储仓可以保证染料的密封及短期的避光保存，可以用开关控制染料的加入。浸泡仓可以清晰的看到染料的用量，随着时间染料减少的情况，染料颜色的变化等。底座的垫片可活动，能适配不同厚度的阳极基板。
优选的，所述底座还包括夹板，所述夹板一端与底板铰接，夹板另一端开设有通孔，所述通孔内壁的两端分别与存储仓体、浸泡仓体螺纹连接，所述夹板和底板将浸泡仓体夹持。
更加优选的，所述夹板与底板之间设置有弹簧。
优选的，所述浸泡仓体内侧壁的底部设置有密封垫圈。
优选的，所述压力平衡装置包括浸泡仓体的侧壁上开设的气孔，及控制气孔开闭的气孔开关。
本发明第二方面提供了利用上述太阳电池阳极染料浸泡装置的染料浸泡方法，步骤包括：
a、将染料装入存储仓内，将基板置于垫片上，使浸泡仓体底部与基板密封连接；
b、开启阀门使染料流入浸泡仓后关闭阀门，通过调节压力平衡装置控制浸渍速度从而使染料与基板接触浸渍，通过刻度槽读取染料用量。
下面将结合具体实施例对本发明提供的一种太阳电池阳极染料浸泡装置及染料浸泡方法予以进一步说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。
实施例一
本实施例提供了一种太阳电池阳极染料浸泡装置，并进一步提供利用该装置的染料浸泡方法，进一步的完成电池制作。
如附图1、附图2所示，所述太阳电池阳极染料浸泡装置，包括依次可拆卸连接的存储仓1、浸泡仓2及底座3。
所述存储仓1包括顶端开口的存储仓体11、可盖合并密闭存储仓体的密封盖12，所述存储仓体11底部设置有阀门，所述存储仓体11的内部空间通过所述阀门与浸泡仓2的内部空间连通。在本实施例中，所述阀门的开启或闭合通过阀门开关控制，该阀门开关为可遮挡阀门的片状结构，通过调节片状结构对阀门的遮挡程度，来实现阀门的开启闭合及调节阀门开启程度。实现阀门开启闭合并不局限于这一种方式，通过其他方式来对阀门实现开启闭合控制也可以达到类似技术效果。
如附图3所示，所述浸泡仓2包括顶端、底端均开口的浸泡仓体21、压力平衡装置22，所述浸泡仓体21的侧壁设置有刻度槽23，所述浸泡仓体21的侧壁位于刻度槽23上方设置有压力平衡装置22；具体的，所述压力平衡装置22包括浸泡仓体21的侧壁上开设的气孔221，及控制气孔221开闭的气孔开关222，本实施例中气孔开关222为片状结构，通过片状结构遮挡气孔221的程度来控制气孔221的大小。为了保证密封性，在所述浸泡仓体21内侧壁的底部设置有密封垫圈，保证和基板接触的紧密，染料的不流失。
所述底座3包括底板31，所述底板31上表面开设有凹槽32，所述凹槽32内设置有垫片33。所述垫片33可活动可拆卸，可通过更换不同厚度的垫片来适配不同厚度的阳极基板。
具体的，为了使存储仓1、浸泡仓2及底座3连接得更加稳固，所述底座3还包括夹板34，所述夹板34一端与底板31铰接，夹板34另一端开设有通孔35，如附图4所示，所述通孔35内壁的两端分别与存储仓体11、浸泡仓体21螺纹连接，具体的，所述通孔35的内壁设置有内螺纹，存储仓体11侧壁底部及浸泡仓体21侧壁顶部均设置有与通孔35内壁螺纹相配合的外螺纹，所述夹板34和底板31将浸泡仓体21夹持。
更加具体的，所述夹板34与底板31之间设置有弹簧36。
采用以上装置进行电池制作，制作方法包括：
1)制作导电衬底并清洗干燥；
2)将氧化物半导体制备在导电衬底表面，适当处理至干燥；
3)将浸泡装置安放在制备了氧化物半导体薄膜的导电衬底上，浸泡染料；
4)浸泡完成的样品干燥后，与对电极组装为电池器件，灌注电解质，完成电池制作。
具体的，所述方法的具体步骤包括：
S1、导电衬底的准备：将氟锡氧化物(FTO)导电玻璃裁剪至合适大小，依次用去离子水、乙醇、异丙醇超声清洗后干燥；
S2、氧化物半导体TiO2薄膜的制备：将市场上购得的TiO2胶体溶液，室温下采用丝网印刷法制备在步骤S1准备的导电玻璃150摄氏度处理30分钟；
S3、染料浸泡：将步骤S2制备的样品至于包含染料存储仓、浸泡仓、底座的浸泡装置的垫片上，打开开闭阀门，使存储仓中的染料0.5mM的二-四丁铵-双(异硫氰基)双(2，2'-联吡啶-4，4'-二羧基)钌(II)乙醇溶液注入浸泡仓中，关闭开闭阀门，调节气孔开关控制染料浸渍程度，至染料浸渍完毕，得到光阳极；
S4、对电极层的制备：在柔性光阳极层上溅射厚度为1μm的铂；
S5、染料电解质的制备：配置0.6M 1-丙基-3-甲基碘化咪唑盐、0.5M 3-叔丁基吡啶、0.3M LiI和0.05M I2的混合乙腈溶液，然后将乙腈溶液灌注在柔性光阳极层与对电极层之间，采用导线与负载连接，形成外回路。
实施例二
本实施例提供了一种太阳电池阳极染料浸泡装置，并进一步提供利用该装置的染料浸泡方法，进一步的完成电池制作。
本实施例采用的太阳电池阳极染料浸泡装置与实施例1相同，利用该装置的染料浸泡方法及进一步的完成电池制作的方法有所差异。
具体的，采用以上装置进行电池制作，制作方法包括：
S1、导电衬底的准备：将柔性导电衬底聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/铟锡氧化物(ITO)裁剪至合适大小，依次用去离子水、异丙醇超声清洗后干燥；
S2、氧化物半导体TiO2薄膜的制备：将市场上购得的TiO2胶体溶液，室温下采用刮涂法制备在步骤1制得的柔性衬底层上，待干燥后，用压样机施加30Mpa的压强，制备厚度为12μm的氧化物多孔膜层；
S3、染料浸泡：将步骤S2制备的样品至于包含染料存储仓、浸泡仓、底座的浸泡装置的垫片上，打开开闭阀门，使存储仓中的染料0.5mM的二-四丁铵-双(异硫氰基)双(2，2'-联吡啶-4，4'-二羧基)钌(II)乙醇溶液注入浸泡仓中，关闭开闭阀门，调节气孔开关控制染料浸渍程度，至染料浸渍完毕，得到光阳极；
S4、对电极层的制备：在PEN/ITO上刮涂铂浆、干燥后得到厚度为2μm的对电极层；
S5、染料电解质层的制备步骤同实施例一，配置混合乙腈溶液，然后将乙腈溶液灌注在柔性光阳极层与对电极层之间，采用导线与负载连接，形成外回路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种太阳电池阳极染料浸泡装置，其特征在于：包括依次可拆卸连接的存储仓(1)、浸泡仓(2)及底座(3)；
所述存储仓(1)包括顶端开口的存储仓体(11)、可盖合并密闭存储仓体(11)的密封盖(12)，所述存储仓体(11)底部设置有阀门，所述存储仓体(11)的内部空间通过所述阀门与浸泡仓(2)的内部空间连通；
所述浸泡仓(2)包括顶端、底端均开口的浸泡仓体(21)、压力平衡装置(22)，所述浸泡仓体(21)的侧壁设置有刻度槽(23)，所述浸泡仓体(21)的侧壁位于刻度槽(23)上方设置有压力平衡装置(22)；
所述底座(3)包括底板(31)，所述底板(31)上表面开设有凹槽(32)，所述凹槽(32)内设置有垫片(33)。
2.如权利要求1所述的太阳电池阳极染料浸泡装置，其特征在于：所述底座(3)还包括夹板(34)，所述夹板(34)一端与底板(31)铰接，夹板(34)另一端开设有通孔(35)，所述通孔(35)内壁的两端分别与存储仓体(11)、浸泡仓体(21)螺纹连接，所述夹板(34)和底板(31)将浸泡仓体(21)夹持。
3.如权利要求2所述的太阳电池阳极染料浸泡装置，其特征在于：所述夹板(34)与底板(31)之间设置有弹簧(36)。
4.如权利要求1所述的太阳电池阳极染料浸泡装置，其特征在于：所述浸泡仓体(21)内侧壁的底部设置有密封垫圈。
5.如权利要求1所述的太阳电池阳极染料浸泡装置，其特征在于：所述压力平衡装置(22)包括开设于浸泡仓体(21)侧壁上的气孔(221)，及控制气孔(221)开闭的气孔开关(222)。
6.利用太阳电池阳极染料浸泡装置的染料浸泡方法，其步骤包括：
a、将染料装入存储仓(1)内，将基板置于垫片(33)上，使浸泡仓体(21)底部与基板密封连接；
b、开启阀门使染料流入浸泡仓(2)后关闭阀门，通过调节压力平衡装置(22)控制浸渍速度从而使染料与基板接触浸渍，通过刻度槽(23)读取染料用量。
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| CN101916669A (zh) * | 2010-02-09 | 2010-12-15 | 南京大学 | 染料敏化太阳能电池工作电极的染料吸附方法 |
| CN102771006A (zh) * | 2010-02-25 | 2012-11-07 | 东京毅力科创株式会社 | 色素增感型太阳电池的制造装置和色素增感型太阳电池的制造方法 |
| KR20130135496A (ko) * | 2012-06-01 | 2013-12-11 | 주식회사 세아 이앤티 | 염료감응 태양전지용 분사식 염료 흡착장치 |
| CN103606464A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-02-26 | 皖江新兴产业技术发展中心 | 一种染料敏化太阳电池光阳极快速均匀敏化的方法及设备 |
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2016
- 2016-09-14 CN CN201610821678.5A patent/CN106449119B/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115274319A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-01 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种多层陶瓷电容器的制备方法 |
| CN115274319B (zh) * | 2022-07-18 | 2024-05-31 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种多层陶瓷电容器的制备方法 |
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