CN106847517A - 一种染料敏化太阳能电池及其电池模块、栅电极和电池模块制造工艺方法 - Google Patents
一种染料敏化太阳能电池及其电池模块、栅电极和电池模块制造工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种染料敏化太阳能电池及其电池模块、栅电极和电池模块制造工艺方法，对太阳能电池模块的第三导电层设置副栅电极；第三导电层的主栅电极与所述电池模块的第一导电层和第二导电层的长边平行；所述副栅电极的数量大于等于1根；第三导电层的副栅电极，一端直接或通过其他副栅电极间接与主栅电极相连，另一端直接或者通过其他副栅电极间接延伸至电池工作区域，与主栅电极形成大于0小于等于180度夹角。与现有技术相比，在染料敏化太阳能子电池模块宽度增大时，可以缩短电子在高电阻的第一、二导电层上的运动距离，从而更加高效的收集和传导电池中的电子，进而更加容易实现大面积、高转换效率、大开口率的染料敏化电池制作。
Description
技术领域
本发明涉及一种染料敏化太阳能电池及其电池模块、栅电极和电池模块制造工艺方法，特别是涉及一种适用于大面积的染料敏化太阳能电池及其电池模块、栅电极和电池模块制造工艺方法。
背景技术
自上世纪九十年代以来，染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,简称DSSC)作为第3代太阳能电池进入了人们的视野。相对于当前主流晶硅太阳能电池，染料敏化太阳能电池在透光性和弱光下发电性能等方面具有独特的优势，受到广泛的关注，极大的点燃了科学工作者的研究热情。
染料敏化太阳能电池光电转换机理如下:
1)太阳光(hν)照射到电池上，基态染料分子(S)吸收太阳光能量被激发，染料分子中的电子受激跃迁到激发态；
2)激发态的电子快速注入到TiO2导带中；
3)电子在TiO2膜中迅速的传输，在导电FTO电极上富集，通过外电路流向对电极；
4)处于氧化态的染料分子与电解质溶液中的电子供体发生氧化还原反应而回到基态，染料分子得以再生；
5)在对电极附近，电解质溶液得到电子而还原。
小尺寸的染料敏化太阳能电池通常是由透明导电玻璃、TiO2多孔纳米膜、敏化染料、电解质溶液以及镀Pt对电极构成的“三明治”式结构电池，目前实验室制作的小面积DSSC(<0.2cm2)已达到了12%的光电转换效率，其性能己接近非晶硅太阳电池。
在研制大面积DSSC中发现，在同样结构下，如果把小面积DSSC简单放大为大面积电池时，电池具有很大的内阻，使电池的填充因子迅速减小，电池的光电转换效率也大幅度降低，从而影响了DSSC的电池性能，达不到实用化要求。
为得到较高光电转换效率的大面积DSSC，通常将大尺寸染料敏化太阳能电池分隔成一定数量的条状子电池模块，并每个条状子电池模块边缘制作低电阻的栅电极，以缩短电子的传输距离。通常染料敏化电池中的电解液有较大的腐蚀性，为保护导电电极不受电解液的腐蚀，须将导电电极与电解液隔离。
CN200780017782.8专利：由应变点为520度以上的玻璃制成的基材上具有金属配线层和覆盖所述金属配线层的由低熔点玻璃制成的绝缘层的电极基板的制造方法，利用热处理将浆料烧结而形成所述绝缘保护层，以便于致密性较好的低熔点玻璃对栅电极进行保护，该法制作的DSSC无法在内部进行串联，导致电池内部电子运动路线过长，效率损失较大。
戴松元等2004年12月的太阳能学报和2005年的Solar Energy Materials &Solar Cells提出染料敏化太阳能电池中制作栅电极，并对染料敏化太阳能电池内部串并联方式进行了比较，在该研究中未对栅电极的保护进行报道。
黎颖等在2011年7月的材料导报A：综述篇中对栅电极结构的染料敏化电池内部串联进行了分析。
CN02157282.8专利：提出在第一层导电膜用由金属粉末和其它高分子粘合剂的混合金属浆料制成的栅电极，该电极在必要时可覆盖一层有机或无机的薄膜作为保护层。
CN201010248263.6专利：提出一种环形的栅电极，并在栅电极上方贴有机薄膜进行保护。
CN200880114271.2专利：提出栅电极设计，对栅电极的保护材料进行了创新，采用可导电的UV固化型浆料制作分隔单元，在对电解液和栅电极进行隔离的同时实现第一、二基板的栅电极串联。
CN200410014456.X专利：大面积内部并联染料敏化太阳能电池，也提出栅电极的制作并在内部并联，栅电极上靠电解液侧顶部印刷抗腐蚀性的保护材料隔离，以对电极进行保护，顶部未覆盖保护材料的电极用于电池内部的并联。
综上所述，当前研究均只提出在每个子电池模块制作一条直线型的栅电极，在电池面积增大的情况下，条状子单元电池模组宽度也变大，简单的制作一条栅电极不能够完全解决电子传输路径长导致效率降低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够高效收集电池内部各区域电子的染料敏化太阳能电池栅电极结构。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种在大面积染料敏化太阳能电池中的条状染料敏化太阳能子电池模块宽度增大时，可以缩短电子在高电阻的第一、二导电层上的运动距离，从而更加高效的收集和传导电池中的电子，进而提升电池效率的太阳能电池模块。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种在大面积染料敏化太阳能电池中的条状染料敏化太阳能子电池模块宽度增大时，可以缩短电子在高电阻的第一、二导电层上的运动距离，从而更加高效的收集和传导电池中的电子，进而提升电池效率的太阳能电池模块的制作工艺方法。
本发明要解决的第四个技术问题是提供一种能使电子循环的速度大幅提升，从而制造处开口率和转换率更高，电池面积更大的染料敏化太阳能电池。
为得到较高效率的大面积DSSC，通常将大尺寸染料敏化太阳能电池分隔成一定数量的条状子电池模块，并每个条状子电池模块边缘制作低电阻的栅电极，以缩短电子的传输距离。
在研制大面积染料敏化太阳能电池中发现，为提升开口率，若简单的将单位面积的染料敏化太阳能电池中的条状子电池模块的宽度增加，即减少单位面积中的条状子电池模块的数量时，电池内部的内阻急剧增大，使电池的填充因子迅速减小，电池的光电转换效率也大幅度降低，从而影响了DSSC的电池性能，达不到实用化要求。
为了提升染料敏化太阳能电池开口率，进而提升电池的电池开口率，需增加子电池模组的宽度，减少大面积染料敏化太阳能电池的子电池模组数量，当前在每个子电池模块制作一条直线型的栅电极的方法在电池面积和子电池模块的宽度增大的情况下，不能够完全解决电子传输路径长导致效率降低的问题本发明采用的技术方案如下：
一种染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，对太阳能电池模块的第三导电层设置副栅电极；第三导电层的主栅电极与所述电池模块的第一导电层和第二导电层的长边平行；所述副栅电极的数量大于等于1根；第三导电层的副栅电极，一端直接或通过其他副栅电极间接与主栅电极相连，另一端直接或者通过其他副栅电极间接延伸至电池工作区域，与主栅电极形成大于0小于等于180度夹角；所述第三导电层的主栅电极和副栅电极的电阻率小于第一导电层和第二导电层的电阻率。
在电池的FTO或ITO、TCO电池延伸上印刷低电阻的第三导电层，第三导电层由主、副栅电极组成，极大的减小了由于电池面积增加导致急剧增加的电阻，能够提升0.5m2以上的大面积染料敏化太阳能电池转换效率。该主、副栅电极设计结构，能够高效地收集染料敏化太阳能电池内部各区域的电子，使电池内部电子循环的速度大幅提升，从而能够制造出开口率和转换效率更高，电池面积更大的染料敏化太阳能电池。
所述副栅电极为等间距均匀分布的直线型或任意曲线形，或非等间距不均匀分布的直线型或任意曲线形。
分别对太阳能电池模块的第一基底上的第三导电层和第二基底上的第三导电层设置副栅电极；第一基底上的第三导电层的副栅电极设置于第一基底上的第一导电层和金属氧化物半导体之间；第二基底上的第三导电层的副栅电极设置于第二基底上的第二导电层和对电极之间。
对太阳能电池模块的第一基底上的第三导电层设置副栅电极，所设置的副栅电极位于第一基底上的第一导电层和金属氧化物半导体之间。
对太阳能电池模块的第二基底上的第三导电层设置副栅电极，所设置的副栅电极设位于第二基底上的第二导电层和对电极之间。
所设置的第一基底上的第三导电层的副栅电极和金属氧化物半导体之间设置有副栅电极保护层。
所设置的第二基底上的第三导电层的副栅电极和对电极之间设置有副栅电极保护层。
一种染料敏化太阳能电池模块，其特征在于：其栅电极结构采用上述任意一种染料敏化太阳能电池模块栅电极结构。
染料敏化太阳能电池模块包括：第一基底，设置有光电转换层光阳极和第一基底延伸部构成的第一导电层；第二基底，设置有电荷传输层（对电极）和第二基底延伸部构成的第二导电层；第三导电层（包括主、副栅电极）设置在第一导电层和第二导电层之间；电荷传输层。
一种制造上述敏化太阳能电池模块的制作工艺方法，包括：
1）第一导电层准备：通过激光刻蚀法将作为第一基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，由此形成第一导电层；
2）第一基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的直线型或树叶型副栅电极，电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作；
3）金属氧化物半导体层准备：将TIO2浆料TIO2-18NR-T采用丝网印刷的方式制作到第一导电层上方，厚度为8微米到15微米；
4）第一基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状金属氧化物半导体层四周；
5）第二基底导电层准备：通过激光刻蚀法将作为第二基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，并采用丝网印刷方式将铂浆料OPV-Pt-5制作在第二基底的条状FTO膜上方，膜厚为0.05微米到0.2微米，由此形成第二导电层；
6）第二基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的直线型或树叶型副栅电极，电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作；
7）第二基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状第二导电层四周；
8）外封接线准备：分别在第一、二基底四周的边缘印刷或涂敷低熔点玻璃粉封接浆料，宽度为0.4mm到0.6mm，厚度分别为10微米到15微米；
9）光电转换层准备：将已完成结构物加工的第一基底放入烧结炉进行烧结，烧结温度为500度，保温15-30分钟，并将基底放入被乙腈和叔丁醇稀释的N719溶液中浸泡5小时到30小时，从而得到光电转换层；
10）对合封接：将第一、二基底按照图15的方式进行贴合，并用有一定张力的弹簧夹夹持、固定，投入烧结炉中烧结，保温15分钟打破30分钟后取出，利用真空或挤压注入的方式将电解液注入，并密封注入孔，即完成本发明所述染料敏化太阳能电池制作过程。
所有栅电极为抗腐蚀的材料制成或由耐腐蚀的有机高分子材料或无机材料、金属材料进行分隔保护，第一导电层和第二导电层主栅电极在电池内部串联电连接。其中，第三导电层主、副栅电极膜厚为1微米到20微米，宽度为1微米到1000微米；第一导电层和第二导电层之间的间距是1微米到600微米。
在大面积染料敏化太阳能电池中的条状染料敏化太阳能子电池模块宽度增大时，可以缩短电子在高电阻的第一、二导电层上的运动距离，从而更加高效的收集和传导电池中的电子，进而提升电池效率。
一种染料敏化太阳能电池，包括两个以上平行放置的染料敏化太能电池模块，其特征在于：所述太阳能电池模块采用上述任意一种太阳能电池模块。在上述太阳能电池模块的基础上，还包括将相邻条状染料敏化太阳能电池模块分隔开的分隔壁。所述分隔壁由耐腐蚀材质制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：适合于工业化生产的大面积、高开口率、高转换效率染料敏化太阳能电池的设计方案和技术，本发明不仅工艺简单，而且电池稳定可靠，使用寿命达到实用要求。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的第一导电层制作示意图。
图2为本发明其中一实施例的第一基底的第三导电层中副栅电极制作示意图。
图3为本发明其中一实施例的第一基底的副栅电极保护层制作示意图。
图4为本发明其中一实施例的第一基底的第三导电层中主栅电极制作示意图。
图5为本发明其中一实施例的金属氧化物半导体层制作示意图。
图6为本发明其中一实施例的第一基底的分隔壁制作示意图。
图7为本发明其中一实施例的第一基底的外封接框制作示意图。
图8为本发明其中一实施例的敏化染料吸附后制作光电转换层示意图。
图9为本发明其中一实施例的第二导电层制作示意图。
图10为本发明其中一实施例的第二基底的第三导电层中副栅电极制作示意图。
图11为本发明其中一实施例的第二基底的副栅电极保护层制作示意图。
图12为本发明其中一实施例的第二基底上的对电极制作示意图。
图13、为本发明其中一实施例的第二基底的第三导电层中主栅电极制作示意图。
图14为本发明其中一实施例的第二基底的分隔层制作示意图。
图15为本发明其中一实施例的第二基底的外封接框制作示意图。
图16为本发明其中一实施例的本发明的染料敏化太阳能电池装置示意图。
图17为本发明其中一实施例的两个基底之一的第三导电层的直线型副栅电极分布与分隔壁示意图。
图18为与图17所示相对基底的第三导电层的直线型副栅电极与分隔壁示意图。
图19为本发明其中一实施例的两个基底之一的第三导电层的树叶型副栅电极分布与分隔壁示意图。
图20为与图19所示相对基底的第三导电层的树叶型副栅电极与分隔壁示意图。
附图标记中：1为第一基底，2为第一导电层，3为第一基底上的第三导电层副栅电极，4为第一基底上的第三导电层副栅电极保护层，5为第一基底上的第三导电层主栅电极，6为金属氧化物半导体层，7为第一基底上的分隔壁，8为第一基底上的外封接框，9为光电转换层，10为第二基底，11为第二导电层，12为第二基底上的第三导电层副栅电极，13为第二基底上的第三导电层副栅电极保护层，14为第二基底上的对电极，15为第二基底上的第三导电层主栅电极，16为第二基底上的分隔层，17为第二基底上的外封接框，18为电解质。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例1
一种染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，对太阳能电池模块的第三导电层设置副栅电极；第三导电层的主栅电极与所述电池模块的第一导电层和第二导电层的长边平行；所述副栅电极的数量大于等于1根；第三导电层的副栅电极，一端直接或通过其他副栅电极间接与主栅电极相连，另一端直接或者通过其他副栅电极间接延伸至电池工作区域，与主栅电极形成大于0小于等于180度夹角；所述第三导电层的主栅电极和副栅电极的电阻率小于第一导电层和第二导电层的电阻率。
具体实施例2
在具体实施例1的基础上，所述副栅电极为等间距均匀分布的直线型或任意曲线形，或非等间距不均匀分布的直线型或任意曲线形。
具体实施例3
在具体实施例1或2的基础上，分别对太阳能电池模块的第一基底上的第三导电层和第二基底上的第三导电层设置副栅电极；第一基底上的第三导电层的副栅电极设置于第一基底上的第一导电层和金属氧化物半导体之间；第二基底上的第三导电层的副栅电极设置于第二基底上的第二导电层和对电极之间。
具体实施例4
在具体实施例1或2的基础上，对太阳能电池模块的第一基底上的第三导电层设置副栅电极，所设置的副栅电极位于第一基底上的第一导电层和金属氧化物半导体之间。
具体实施例5
在具体实施例1或2的基础上，对太阳能电池模块的第二基底上的第三导电层设置副栅电极，所设置的副栅电极设位于第二基底上的第二导电层和对电极之间。
具体实施例6
在具体实施例1到4之一的基础上，所设置的第一基底上的第三导电层的副栅电极和金属氧化物半导体之间设置有副栅电极保护层。
具体实施例7
在具体实施例1到3和5到6之一的基础上，所设置的第二基底上的第三导电层的副栅电极和对电极之间设置有副栅电极保护层。
具体实施例8
一种染料敏化太阳能电池模块，其栅电极结构采用具体实施例1到7之一任意一种染料敏化太阳能电池模块栅电极结构。
具体实施例9
一种染料敏化太阳能电池，包括两个以上平行放置的染料敏化太能电池模块，所述太阳能电池模块采用具体实施例8中任意一种太阳能电池模块；还包括将相邻条状染料敏化太阳能电池模块分隔开的分隔壁。通过对电池模块的第一导电层（-电极）和第二导电层（+电极）的端部用导线进行连接，并将这些导线其它负载连接，即可完成染料敏化太阳能电池模块。
在本具体实施例中，把第一导电层分为两部分，即光电转换层设置部和延伸部。所述的光电转换层设置部代表第一导电层上设置光电转换层的那部分。延伸部代表第一导电层除了光电转化层设置部以外的那部分，并且在延伸部上设置第三导电层（树状栅电极）主栅电极和分隔壁，在光电转换层设置部上设置有第三导电层（树状栅电极）的副栅电极。延伸部的宽度为1微米到5毫米，优选50微米到3毫米，最优选100微米到1000微米范围内。关于第一导电层的光电转换层设置部与延伸部宽度比一般大于1，优选10以上，最优选25以上。
在本具体实施例中，把第二导电层分为两部分，即电荷传输层设置部和延伸部。所述的电荷传输层设置部代表第二导电层上设置电荷传输层的那部分。延伸部代表第二导电层除了电荷传输层设置部以外的那部分，可在延伸部上设置第三导电层主栅电极和分隔壁，在电荷传输层设置部上设置有第三导电层的副栅电极。延伸部的宽度为10微米到3毫米，优选10微米到3毫米，最优选30-微米到100微米范围内。关于第一导电层的光电转换层设置部与延伸部宽度比一般大于1，优选10以上，最优选25以上。
第三导电层：分为主、副栅电极两部分，第一基底上的主、副栅电极分别制作在第一导电层的延伸部和光电转换设置部的导电层上，第二基底上的主栅电极制作在第二导电层的延伸部上，第二基底的副栅电极可制作在第二基底上传输设置部导电层中的Pt层上或者导电层中的Pt层与金属氧化物层之间。
第三导电层优选电阻比第一导电层和第二导电层电阻低的材料，如Ag、Pt、Cu、Al、Ni、Au、W等，通过涂敷或者印刷含有这些金属粒子的膏状物，然后进行干燥、焙烧后形成。第三导电层还可以使用石墨等碳素材料和含有导电有机材料的非金属材料制成。为提升电池的开口率，通常副栅电极的宽度要比主栅电极的小，副栅电极与主栅电极间接或直接连通。电极厚度为1微米到30微米，优选6微米到20微米范围；主栅电极宽度一般为1微米到1000微米，优选50微米到500微米，最优选80微米到200微米。副栅电极宽度一般为1微米到1000微米，优选10微米到300微米，最优选30微米到100微米。副栅电极优选宽度小，厚度高，以降低副栅电极电阻。
副栅电极形状没有特别要求，可以是直线，也可以是任意形状的曲线；可以等间距均匀分布，也可非等间距分布，然而一般会综合考虑电子传输速率和开口率以及材料成本，在尽量满足电子传输速率要求的前提下，减少副栅电极的数量，以提升电池开口率，同时降低成本。
光电转换层：：在第一导电层上设置疏松多孔结构的含半导体层，然后使敏化染料吸附至含半导体层上。半导体层设置在第一导电层的光电转换层设置部上方。
优先选用金属氧化物半导体材料制作含半导体层，氧化物粒子可以直接与TiO2粒子混合后制作到第一导电层上，也可以根据需要按照粒度或者材料功能特点多次分别制作，形成多层含半导体结构。
在第一导电层上设置含半导体层的方法包括：通过将含有半导体粒子的浆料或者膏状物以单次或多次印刷或涂敷至导电层，进而干燥、固化或烧结得到半导体薄膜的方法，所述浆料或者膏状物含有通过水解法得到的半导体粒子；通过将含有半导体粒子的液态混合物喷射到导电层上干燥后再进行热处理得到半导体薄膜的方法；以电学方式将氧化物半导体粒子形成薄膜的方法；在薄膜上电沉积氧化物半导体粒子的方法；这种半导体层是染料敏化太阳能电池光阳极的一部分，
优选用印刷或者涂敷的方式含半导体粒子的浆料或膏状物制作到导电层上。
将用于敏化含半导体层的敏化染料吸附至含半导体层上，从而得到能将光能转换为电能的光电转换层（也称为“光阳极”）。
分隔壁：为了通过将大面积染料敏化太阳能电池中作为导电结构的染料敏化太阳能电池中的光电转换层、电荷传输层分隔成多个条状而形成多个子电池模块而设置，分隔壁起绝缘作用，还起到将主栅电极与作为电荷传输层的电解液分隔开的密封作用，以保护主栅电极不受电解液腐蚀。
分隔壁的宽度范围一般在1微米到1000微米，优选100微米到500微米范围内，为确保主栅电极能够与此主栅电极所在基底相对基底上的导电层或主栅电极导通，非导电分隔壁与主栅电极之间的间距为1微米到1000微米，其中优选50微米到500微米间距范围。
为进一步隔绝外界水、气等因素对染料敏化太阳能电池内部光电转换层和电荷传输层、栅电极的影响，在组装成电池的两个基底中的一个基底四周设置封接线，以提升电池的可靠性，封接线的材料没有特别限制，只要能耐腐蚀，并能将彼此相对的基底粘合在一起的材料即可。
电荷传输层：电荷传输层包含氧化还原电解质、空穴传输材料或P型半导体等，其形式包括液体状、固化体状（凝胶和凝胶状）、固体状。液体状的电荷传输层包含氧化还原电解质、熔融盐、空穴传输材料、P型半导体等分别溶于溶剂中的电荷传输层，及常温熔融盐。固化体状（凝胶和凝胶状）电荷传输层包括上面液体状的电荷传输层包含于聚合物基体中的电荷传输层、低分子量胶凝剂等。固体状电荷传输层包含氧化还原电解质、熔融盐、空穴传输材料和P型半导体。
下面给出三种制造敏化太阳能电池模块的具体实施例：
具体实施例一
1）第一导电层准备：如图1所示，通过激光刻蚀法将作为第一基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，由此形成第一导电层。
2）第一基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的直线型副栅电极（图16），电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作，如图2到图4所示。
3）金属氧化物半导体层准备：如图5所示，将TIO2浆料TIO2-18NR-T采用丝网印刷的方式制作到第一导电层上方，厚度约8微米到15微米。
4）第一基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状金属氧化物半导体层四周，如图16所示。
5）第二基底导电层准备：通过激光刻蚀法将作为第二基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，并采用丝网印刷方式将铂浆料OPV-Pt-5制作在第二基底的条状FTO膜上方，膜厚为0.05微米到0.2微米，由此形成第二导电层。
6）第二基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的直线型副栅电极（图17），电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作，如图10到图13所示。
7）第二基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状第二导电层四周，如图17所示。
8）外封接线准备：分别在第一、二基底四周的边缘印刷或涂敷低熔点玻璃粉封接浆料，宽度为0.4mm到0.6mm，厚度分别为10微米到15微米。
9）光电转换层准备：将已完成结构物加工的第一基底放入烧结炉进行烧结，烧结温度为500度，保温15-30分钟，并将基底放入被乙腈和叔丁醇稀释的N719溶液中浸泡5小时到30小时，从而得到光电转换层。
10）对合封接：将第一、二基底按照图15的方式进行贴合，并用有一定张力的弹簧夹夹持、固定，投入烧结炉中烧结（温度400-500摄氏度），保温15分钟打破30分钟后取出，利用真空或挤压注入的方式将电解液注入，并密封注入孔，即完成本发明所述染料敏化太阳能电池制作过程。
具体实施例二
1）第一导电层准备：如图1所示，通过激光刻蚀法将作为第一基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，由此形成第一导电层。
2）第一基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的树叶型副栅电极（图18），电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作，如图2到图4所示。
3）金属氧化物半导体层准备：如图5所示，将TIO2浆料TIO2-18NR-T采用丝网印刷的方式制作到第一导电层上方，厚度约8微米到15微米。
4）第一基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状金属氧化物半导体层四周，如图16所示。
5）第二基底导电层准备：通过激光刻蚀法将作为第二基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，并采用丝网印刷方式将铂浆料OPV-Pt-5制作在第二基底的条状FTO膜上方，膜厚为0.05微米到0.2微米，由此形成第二导电层。
6）第二基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的树叶型型副栅电极（图19），电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作，如图10到图13所示。
7）第二基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状第二导电层四周，如图17所示。
8）外封接线准备：分别在第一、二基底四周的边缘印刷或涂敷低熔点玻璃粉封接浆料，宽度为0.4mm到0.6mm，厚度分别为10微米到15微米。
9）光电转换层准备：将已完成结构物加工的第一基底放入烧结炉进行烧结，烧结温度为500度，保温15-30分钟，并将基底放入被乙腈和叔丁醇稀释的N719溶液中浸泡5小时到30小时，从而得到光电转换层。
10）对合封接：将第一、二基底按照图15的方式进行贴合，并用有一定张力的弹簧夹夹持、固定，投入烧结炉中烧结（温度400-500摄氏度），保温15分钟打破30分钟后取出，利用真空或挤压注入的方式将电解液注入，并密封注入孔，即完成本发明所述染料敏化太阳能电池制作过程。
具体实施例三
1）第一导电层准备：如图1所示，通过激光刻蚀法将作为第一基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，由此形成第一导电层。
2）第一基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的直线型副栅电极（图18），电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作，如图2到图4所示。
3）金属氧化物半导体层准备：如图5所示，将TIO2浆料TIO2-18NR-T采用丝网印刷的方式制作到第一导电层上方，厚度约8微米到15微米。
4）第一基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状金属氧化物半导体层四周，如图16所示。
5）第二基底导电层准备：通过激光刻蚀法将作为第二基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，并采用丝网印刷方式将铂浆料OPV-Pt-5制作在第二基底的条状FTO膜上方，膜厚为0.05微米到0.2微米，由此形成第二导电层。
6）外封接线准备：分别在第一、二基底四周的边缘印刷或涂敷低熔点玻璃粉封接浆料，宽度为0.4mm到0.6mm，厚度分别为10微米到15微米。
7）光电转换层准备：将已完成结构物加工的第一基底放入烧结炉进行烧结，烧结温度为500度，保温15-30分钟，并将基底放入被乙腈和叔丁醇稀释的N719溶液中浸泡5小时到30小时，从而得到光电转换层。
8）对合封接：将第一、二基底按照图15的方式进行贴合，并用有一定张力的弹簧夹夹持、固定，投入烧结炉中烧结（温度400-500摄氏度），保温15分钟打破30分钟后取出，利用真空或挤压注入的方式将电解液注入，并密封注入孔，即完成本发明所述染料敏化太阳能电池制作过程。
Claims (10)
1.一种染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，其特征在于：对太阳能电池模块的第三导电层设置副栅电极；第三导电层的主栅电极与所述电池模块的第一导电层和第二导电层的长边平行；所述副栅电极的数量大于等于1根；第三导电层的副栅电极，一端直接或通过其他副栅电极间接与主栅电极相连，另一端直接或者通过其他副栅电极间接延伸至电池工作区域，与主栅电极形成大于0小于等于180度夹角；所述第三导电层的主栅电极和副栅电极的电阻率小于第一导电层和第二导电层的电阻率。
2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，其特征在于：所述副栅电极为等间距均匀分布的直线型或任意曲线形，或非等间距不均匀分布的直线型或任意曲线形。
3.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，其特征在于：分别对太阳能电池模块的第一基底上的第三导电层和第二基底上的第三导电层设置副栅电极；第一基底上的第三导电层的副栅电极设置于第一基底上的第一导电层和金属氧化物半导体之间；第二基底上的第三导电层的副栅电极设置于第二基底上的第二导电层和对电极之间。
4.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，其特征在于：对太阳能电池模块的第一基底上的第三导电层设置副栅电极，所设置的副栅电极位于第一基底上的第一导电层和金属氧化物半导体之间。
5.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，其特征在于：对太阳能电池模块的第二基底上的第三导电层设置副栅电极，所设置的副栅电极设位于第二基底上的第二导电层和对电极之间。
6.根据权利要求3或4所述的染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，其特征在于：所设置的第一基底上的第三导电层的副栅电极和金属氧化物半导体之间设置有副栅电极保护层。
7.根据权利要求3或5所述的染料敏化太阳能电池模块栅电极结构，其特征在于：所设置的第二基底上的第三导电层的副栅电极和对电极之间设置有副栅电极保护层。
8.一种染料敏化太阳能电池模块，其特征在于：其栅电极结构采用1到7所述任意一种染料敏化太阳能电池模块栅电极结构。
9.一种制造权利要求8所述敏化太阳能电池模块的制作工艺方法，包括：
1）第一导电层准备：通过激光刻蚀法将作为第一基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，由此形成第一导电层；
2）第一基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的直线型或树叶型副栅电极，电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作；
3）金属氧化物半导体层准备：将TIO2浆料TIO2-18NR-T采用丝网印刷的方式制作到第一导电层上方，厚度为8微米到15微米；
4）第一基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状金属氧化物半导体层四周；
5）第二基底导电层准备：通过激光刻蚀法将作为第二基底的FTO 玻璃基板上的FTO层刻蚀成条状FTO薄膜，并采用丝网印刷方式将铂浆料OPV-Pt-5制作在第二基底的条状FTO膜上方，膜厚为0.05微米到0.2微米，由此形成第二导电层；
6）第二基底上的第三导电层准备：把银浆料OPV-Ag-past-H印刷至第一导电层上并干燥，由此形成第一基底上的第三导电层中的直线型或树叶型副栅电极，电极厚5微米到12微米，宽60微米到120微米；并在副栅电极上方印刷耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料后干燥作为保护层，副栅电极除与主栅电极连通端外都需被保护层覆盖，保护层厚度为5微米到12微米，宽150微米到300微米；接着在第一导电层边缘位置印刷银浆料OPV-Ag-past-H，形成主栅电极，厚度为10微米到20微米，宽度为0.3mm到0.6mm，从而完成第一基底上的第三导电层主、副栅电极及其保护层的制作；
7）第二基底的分隔壁准备：将耐腐蚀的低熔点玻璃粉浆料印刷至各个条状第二导电层四周；
8）外封接线准备：分别在第一、二基底四周的边缘印刷或涂敷低熔点玻璃粉封接浆料，宽度为0.4mm到0.6mm，厚度分别为10微米到15微米；
9）光电转换层准备：将已完成结构物加工的第一基底放入烧结炉进行烧结，烧结温度为500度，保温15-30分钟，并将基底放入被乙腈和叔丁醇稀释的N719溶液中浸泡5小时到30小时，从而得到光电转换层；
10）对合封接：将第一、二基底按照图15的方式进行贴合，并用有一定张力的弹簧夹夹持、固定，投入烧结炉中烧结，保温15分钟打破30分钟后取出，利用真空或挤压注入的方式将电解液注入，并密封注入孔，即完成本发明所述染料敏化太阳能电池制作过程。
10.一种染料敏化太阳能电池，包括两个以上平行放置的染料敏化太能电池模块，其特征在于：所述太阳能电池模块采用权利要求8所述中任意一种太阳能电池模块。
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