CN202749232U - 一种高效实用型染料敏化太阳能电池 - Google Patents

一种高效实用型染料敏化太阳能电池 Download PDF

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Abstract

一种高效实用型染料敏化太阳能电池，属于太阳能电池技术领域，由导电玻璃、菲涅尔透镜、稳固件组成；所述导电玻璃设有导电玻璃正极和导电玻璃负极，导电玻璃正极和导电玻璃负极外侧均设置一块经过计算而约定最佳距离的菲涅尔透镜；导电玻璃与菲涅尔透镜之间则通过塑料连接稳固件连接成一体；导电玻璃正极和导电玻璃负极之间设有碘离子和染料敏化剂。本实用新型具有以下优点：从外部增加入射光强，让染料敏化剂吸收更多的光子能量，发生高频率的跃迁，然后再释放更多的能量，这样使得电池内部整体物质循环反应速率增大，频率变高，发电效率大大提高，实现高效率染料敏化太阳能电池的梦想。

Description

一种高效实用型染料敏化太阳能电池
技术领域
本实用新型属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种高效实用型染料敏化太阳能电池。
背景技术
目前，染料敏化太阳能电池仍然处于研发阶段，由于低成本、无污染、制作过程简单等优势一直成为学者所坚持研究的理由。那么目前研发水平的最高效率为13％左右，市场效率为5％左右，可见效率较低，因此无法实现产业化。此外学者研究方向主要是通过提高导电玻璃的效率或者寻找采光能力更强的染料敏化剂等材料本身着手，可能需要极其漫长的探究过程。
发明内容
为了提高其整体效率，而不局限于电池本身材料组成，本实用新型利用菲涅尔透镜附着在导电玻璃外框进行高倍聚光，大大增强入射电池中的光强度，以此来提高染料敏化太阳能电池中染料的采光能力，从而提高其发电效率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效实用型染料敏化太阳能电池，由导电玻璃、菲涅尔透镜、稳固件组成；所述导电玻璃设有导电玻璃正极和导电玻璃负极，导电玻璃正极和导电玻璃负极外侧均设置一块经过计算而约定最佳距离的菲涅尔透镜；导电玻璃与菲涅尔透镜之间则通过塑料连接稳固件连接成一体；导电玻璃正极和导电玻璃负极之间设有碘离子和染料敏化剂。
所述菲涅尔透镜外侧为平面，内侧为螺纹面，所述菲涅尔透镜依据染料敏化剂所占面积设计菲涅尔透镜的长度、宽度、焦距、环距等参数，使其聚光效果达到最佳。
所述导电玻璃正极内设有电池正极，导电玻璃负极内设有电池负极。
所述导电玻璃负极上设有TiO2纳米薄膜。
所述导电玻璃正极和导电玻璃负极可以正对也可以错开。
本实用新型具有以下优点：从外部增加入射光强，让染料敏化剂吸收更多的光子能量，发生高频率的跃迁，然后再释放更多的能量，这样使得电池内部整体物质循环反应速率增大，频率变高，发电效率大大提高，实现高效率染料敏化太阳能电池的梦想。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是实施例1的原理示意图；
图3是实施例2的原理示意图；
图中：1.菲涅尔透镜，2.电池正极，3.碘离子，4.塑料连接稳固件，5.电池负极，6.TiO2纳米薄膜，7.染料敏化剂，8.导电玻璃正极，9.菲涅尔透镜平面，10.导电玻璃负极，11.菲涅尔透镜螺纹面，12.光斑，13.光线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施凡方式进一步对本实用新型加以说明；
如图1所示，一种高效实用型染料敏化太阳能电池，由导电玻璃、菲涅尔透镜、塑料连接稳固件组成；所述导电玻璃设有导电玻璃正极(8)和导电玻璃负极(10)，导电玻璃正极(8)和导电玻璃负极(10)外侧均设置一块经过计算而约定最佳距离的菲涅尔透镜(1)；导电玻璃与菲涅尔透镜(1)之间则通过塑料连接稳固件(4)连接成一体；导电玻璃正极(8)和导电玻璃负极(10)之间设有碘离子(3)和染料敏化剂(7)。所述菲涅尔透镜(1)外侧为菲涅尔透镜平面(9)，内侧为菲涅尔透镜螺纹面(11)，所述菲涅尔透镜(1)依据染料敏化剂所占面积设计菲涅尔透镜的长度、宽度、焦距、环距等参数，使其聚光效果达到最佳。所述导电玻璃正极(8)内设有电池正极(2)，导电玻璃负极(10)内设有电池负极(5)。所述导电玻璃负极(10)上设有TiO2纳米薄膜(6)。那么当外部有光线射入，则菲涅尔透镜将外部光线汇聚到染料敏化太阳能电池的中心面积——染料敏化剂7聚集的地方，让染料敏化剂能够吸收更多的光能量，由基态跃迁至激发态，因处于激发态的染料不稳定，则将电子注入TiO2的导带，电子扩散至电池负极，后流入外电路中。而失去电子的染料敏化剂将被溶液中的碘离子还原成染料，同时进入电池正极的电子与被氧化了的3价碘离子结合形成碘离子，这样就形成了一个完整的光电转换的过程。
实施例1、如图2所示，导电玻璃正极(8)正对导电玻璃负极(10)，光线(13)经过折射到光斑(12)，聚集在光斑(12)中心，加强了光斑(12)中心范围的光强度，在原来的基础上大大的提高整块电池的发电效率。
实施例2、如图3所示，导电玻璃正极(8)与电玻璃负极(10)错开，光线(13)折射进光斑(12)，加大了染料敏化剂(7)接触高强度光的面积，在原来基础上提高了整块电池的发电效率。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种高效实用型染料敏化太阳能电池，由导电玻璃、菲涅尔透镜、稳固件组成；特征在于所述导电玻璃设有导电玻璃正极和导电玻璃负极，导电玻璃正极和导电玻璃负极外侧均设置一块经过计算而约定最佳距离的菲涅尔透镜；导电玻璃与菲涅尔透镜之间则通过塑料连接稳固件连接成一体。
2.根据权利要求1所述的一种高效实用型染料敏化太阳能电池，特征在于所述菲涅尔透镜外侧为平面，内侧为螺纹面，所述菲涅尔透镜依据染料敏化剂所占面积设计菲涅尔透镜的长度、宽度、焦距、环距参数。
3.根据权利要求1所述的一种高效实用型染料敏化太阳能电池，特征在于所述导电玻璃正极内设有电池正极，导电玻璃负极内设有电池负极。
4.根据权利要求1所述的一种高效实用型染料敏化太阳能电池，特征在所述导电玻璃负极上设有TiO2纳米薄膜。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105308701A (zh) * 2014-01-27 2016-02-03 株式会社昭和 设有聚光装置的色素敏化型太阳能电池
WO2016127285A1 (zh) * 2015-02-09 2016-08-18 浙江大学 带有表面纳米结构的太阳能电池

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