CN110797200A - 一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池及制作方法 - Google Patents

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刘伟庆
陆炳君
姜海燕
熊儒韬
艾余前
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Abstract

本发明公开了一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池，先在导电玻璃一端1/5处制作一个带有两个开口的方形凹槽，方形凹槽开口朝向电极内侧，将存储电解液的胶囊放入凹槽中，密封膜置于光阳极与光阴极之间，真空环境下，进行一次热封即可完成染料敏化太阳电池的封装。电解液胶囊有着与凹槽开口对应的两个小口，使用封装电池时，可采用激光照射小口处，塑胶材料发热软化破裂，电解液自动注入真空的空腔内。本发明的技术效果是：一次性封装即成，简化了传统制备工艺中打孔，注入电解液，二次密封等繁琐操作，可以根据现实要求随时填充电解质，启用电池工作。

Description

一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池及制作方法
技术领域
本发明涉及到染料敏化太阳电池的制作与测试领域，尤其涉及一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池。
背景技术
染料敏化太阳电池(简称DSC)主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电池。染料敏化太阳能电池是以低成本的纳米二氧化钛和光敏染料为主要原料，模拟自然界中植物利用太阳能进行光合作用，将太阳能转化为电能。
传统的DSC是一种类似“三明治”结构的电池。由导电基底、纳米TiO2薄膜、染料、电解液以及铂电极构成：导电基底和染料敏化的纳米TiO2薄膜构成光阳极板，载铂的导电基底组成阴极板，两极板中间为电解液层。
传统的DSC制作封装过程比较复杂繁琐，制作前需先对阴极板打两个细孔，然后进行清洗烧制载铂阴极板。在封装过程时需进行两次密封膜封装，第一次封完之后需要注入电解液，然后再使用载玻片第二次封装密封细孔。完成封装后DSC内部反应即刻开始。电池从制备到寿命结束，经历“性能调整时期”，“性能稳定时期”和“性能衰退时期”等三个时期。实际工作中，应该让电池处于“性能稳定时期”，这样可以输出最大转化功率。但是实际情况是：电池制备时间和使用时间不同步：如果制备电池和实际使用电池时间间隔较长时，过早填充电解液，电池的“性能稳定时期”缩短，过早进入“性能衰退时期”，导致电池不能充分利用；如果制备电池和实际使用电池时间间隔较短时，过晚填充电解液，电池性能处于“性能调整时期”，性能不稳影响使用。
发明内容
本发明的目的是解决了制备DSC到使用时有时间差的问题。本发明可以根据需求更换电解液胶囊，并随时注入电解液。制备DSC的效率更高，使用电池更加的方便，可以在不填充电解液的情况下，长时间进行电池的储存和运输，不影响电池性能。本发明通过如下技术方案解决：一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池及制作方法，包括阴极板导电基底、沉积铂薄膜、TiO2薄膜、回形密封膜、电解液胶囊、凹槽和阳极板导电基底；所述阴极板导电基底或所述阳极板导电基底的导电面即内侧面上设有方形凹槽，用于放置阳极TiO2薄膜和阴极沉积铂薄膜，阴极和阳极之间通过回形密封膜进行密封，阳极板导电基底上靠近阳极/阴极一面设凹槽，凹槽内设电解液胶囊。
进一步的，所述的染料敏化太阳电池的阴极导电基底、阳极导电基底为带有方形凹槽的导电玻璃。
进一步的，所述的带有方形凹槽的导电玻璃可以作为阴极或者阳极，灵活使用，作为阳极时，在密封膜空腔位置涂TiO2并敏化，另一透明导电基底沉积铂；作为阴极时，在上沉积铂，在另一透明导电基底上涂覆TiO2并敏化。
进一步的，所述的电解液胶囊具有两个可吸热150摄氏度到200摄氏度融化的小口，胶囊内具有磁性的针状物，小口涂有对激光，紫外线敏感的硬度为 35D，型号为PAII、PAI2、PPO等塑胶原料。
一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池及制作方法：①使用机械设备在一侧导电玻璃的导电面制作一个方形凹槽于1/5处，清洗烘干，所述导电玻璃为阴极导电基底或阳极导电基底；
②作为阳极时，在密封膜空腔位置涂TiO2并敏化，另一透明导电基底沉积铂；作为阴极时，在上沉积铂，在另一透明导电基底上涂覆TiO2并敏化；
③准备完全后在真空环境下，将装有电解液的胶囊置于凹槽内，回形密封膜置于两电极之间，使用热压设备进行密封，电池完成封装；
④待使用时，可以采用激光照射，紫外线照射或者磁吸的方式使胶囊软化破裂，电解液在真空环境下迅速涌进空腔中，与敏化后TiO2薄膜接触，形成完整的染料敏化太阳电池本发明与现有实验室测试技术相比，具有以下有益效果：
1.一次性封装电池，提高了制备DSC的效率。
2.含有电解液胶囊，可以随时随地填充电解液，即用即得。
3.可以在不填充电解液的情况下，长时间进行电池的储存和运输，不影响电池性能。
4.避免过早填充电解液导致电池性能过早下降，也避免过晚填充电解液影响电池使用。
附图说明
图1为凹槽于阳极板导电基底的结构示意图。
图2为凹槽于阴极板导电基底的结构示意图。
图3为电解液胶囊的结构示意图。
图4为本发明的爆炸图。
在图中，1.阴极板导电基底、2.沉积铂薄膜、3.TiO2薄膜、4.回形密封膜、5. 电解液胶囊、6.凹槽、7.阳极板导电基底。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池，包括阴极板导电基底1、沉积铂薄膜2、TiO2薄膜3、回形密封膜4、电解液胶囊5、凹槽6和阳极板导电基底7；所述阴极板导电基底1或所述阳极板导电基底7的导电面即内侧面上设有方形凹槽6，用于放置阳极TiO2薄膜3和阴极沉积铂薄膜2，阴极和阳极之间通过回形密封膜4进行密封，阳极板导电基底7上靠近阳极/阴极一面设凹槽6，凹槽6内设电解液胶囊5。
进一步的，所述的染料敏化太阳电池的阴极导电基底、阳极导电基底为带有方形凹槽6的导电玻璃。
进一步的，所述的带有方形凹槽6的导电玻璃可以作为阴极或者阳极，灵活使用，作为阳极时，在密封膜空腔位置涂TiO2并敏化，另一透明导电基底沉积铂；作为阴极时，在上沉积铂，在另一透明导电基底上涂覆TiO2并敏化。
进一步的，所述的电解液胶囊5具有两个可吸热150摄氏度到200摄氏度融化的小口，胶囊内具有磁性的针状物，小口涂有对激光，紫外线敏感的硬度为35D，型号为PAII、PAI2、PPO等塑胶原料。
一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池及制作方法：①使用机械设备在一侧导电玻璃的导电面制作一个方形凹槽6于1/5处，清洗烘干，所述导电玻璃为阴极导电基底或阳极导电基底；
②作为阳极时，在密封膜空腔位置涂TiO2并敏化，另一透明导电基底沉积铂；作为阴极时，在上沉积铂，在另一透明导电基底上涂覆TiO2并敏化；
③准备完全后在真空环境下，将装有电解液的胶囊置于凹槽6内，回形密封膜4置于两电极之间，使用热压设备进行密封，电池完成封装；
④待使用时，可以采用激光照射，紫外线照射或者磁吸的方式使胶囊软化破裂，电解液在真空环境下迅速涌进空腔中，与敏化后TiO2薄膜3接触，完整的染料敏化电池完成
不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池，其特征在于，包括阴极板导电基底(1)、沉积铂薄膜(2)、TiO2薄膜(3)、回形密封膜(4)、电解液胶囊(5)、凹槽(6)和阳极板导电基底(7)；所述阴极板导电基底(1)或所述阳极板导电基底(7)的导电面即内侧面上设有方形凹槽(6)，用于放置阳极TiO2薄膜(3)和阴极沉积铂薄膜(2)，阴极和阳极之间通过回形密封膜(4)进行密封，阳极板导电基底(7)上靠近阳极/阴极一面设凹槽(6)，凹槽(6)内设电解液胶囊(5)。
2.根据权利要求1所述的一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池，其特征在于：所述的染料敏化太阳电池的导电基底为带有方形凹槽的导电玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池，其特征在于：所述的带有方形凹槽的导电玻璃可以作为阴极或者阳极，作为阳极时，在密封膜空腔位置涂TiO2并敏化，另一透明导电基底沉积铂；作为阴极时，在上沉积铂，在另一透明导电基底上涂覆TiO2并敏化。
4.根据权利要求1所述的一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池，其特征在于：所述的电解液胶囊具有两个可吸热150摄氏度到200摄氏度融化的小口，胶囊内具有磁性的针状物，小口涂有对激光，紫外线敏感的硬度为35D，型号为PAII、PAI2、PPO等塑胶原料。
5.一种含有存储电解液囊的染料敏化太阳电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：①使用机械设备在导电玻璃的导电面制作一个方形凹槽(6)于1/5处，清洗烘干，所述导电玻璃为阴极导电基底或阳极导电基底；
②作为阳极时，在密封膜空腔位置涂TiO2并敏化，另一透明导电基底沉积铂；作为阴极时，在上沉积铂，在另一透明导电基底上涂覆TiO2并敏化；
③准备完全后在真空环境下，将装有电解液的胶囊置于凹槽(6)内，回形密封膜(4)置于两电极之间，使用热压设备进行密封，电池完成封装；
④待使用时，可以采用激光照射，紫外线照射或者磁吸的方式使胶囊软化破裂，电解液在真空环境下迅速涌进空腔中，与敏化后TiO2薄膜(3)接触，形成完整的染料敏化太阳电池。
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