CN206210621U - 一种染料敏化太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极、光阴极以及设置于所述光阳极和光阴极之间的电解质，所述光阴极的外侧设有反射层，所述光阴极的内侧设有储电层，所述光阳极至少有两层。本实用新型在光阴极的外侧设有反射层，反射层将从染料敏化电池中透过而未被有效吸收利用阳光反射回染料敏化电池中，反射的阳光被二次吸收利用，光电转化率高、发电效率高；在光阴极的内侧设有储电层，可以储存多余的能量，提高发电效率；光阳极有两层以上，大大提高了光阳极与电解质的接触面积，吸收的太阳光多，提高了染料敏化太阳能电池光转化率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池，更具体地说，涉及一种染料敏化太阳能电池。
背景技术
随着地球环境的日益恶化，人们迫切需要多种清洁能源来代替原有的高碳能源，而太阳能是取之不尽的清洁能源，因此，太阳能电池的开发和利用得到人们的日益重视。而染料敏化太阳能电池就是其中的一种新型太阳能电池，染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电池，其主要优势是：原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义。
与传统的多晶硅太阳能电池相比，染料敏化太阳能电池可以以环保的方式及相对低的生产成本被人们日益重视。目前，染料敏化太阳能电池光电转换效率较低，其中的一个缺陷是相对电极基板层是透明的，很大一部分光从染料敏化电池中透过而不能被有效的吸收利用，浪费了大部分太阳光的能量，电池的发电效率低。
所以，提供一种光电转换效率高的染料敏化太阳电池是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、发电效率高的染料敏化太阳能电池。
为达到上述目的，本实用新型用以下技术方案：
一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极、光阴极以及设置于所述光阳极和光阴极之间的电解质，所述光阴极的外侧设有反射层，所述光阴极的内侧设有储电层，所述光阳极至少有两层。
进一步地，所述反射层为银层或铝层。
进一步地，所述反射层的厚度是40~80nm。
进一步地，所述储电层为碳纳米管。
进一步地，所述储电层的厚度是100~300nm。
进一步地，所述光阴极为印有金属铂或者碳的导电玻璃。
进一步地，所述光阳极为表面吸附有染料的纳米半导体薄膜。
进一步地，所述光阳极有三层。
进一步地，所述光阳极除了最外层均设置有均匀分布的通孔。
本实用新型具有以下有益效果：
1、在光阴极的外侧设有反射层，反射层将从染料敏化电池中透过而未被有效吸收利用阳光反射回染料敏化电池中，反射的阳光被二次吸收利用，光电转化率高、发电效率高。
2、在光阴极的内侧设有储电层，可以储存多余的能量，提高发电效率。
3、由于光阳极有两层以上，大大提高了光阳极与电解质的接触面积，吸收的太阳光多，提高了染料敏化太阳能电池光转化率，增强了电池的储电性能，同时延长了使用寿命。
4、本实用新型的染料敏化太阳能电池结构简单、制造成本低。
附图说明
图1是本实用新型的染料敏化太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
实施例
一种染料敏化太阳能电池，如图1所示，包括光阳极1、光阴极2以及设置于所述光阳极1和光阴极2之间的电解质3，所述光阴极2的外侧设有反射层4，所述光阴极2的内侧设有储电层5，所述光阳极1至少有两层。
反射层将经过染料敏化电池中未吸收的太阳光再次反射回到电池中，实现对太阳光能的充分吸收，可以提高染料敏化电池的光电转化效率。现有技术中，由于光阴极是透明的，光线穿透玻璃，不能被有效的吸收利用，太阳能电池的光电转化效率低。
在优选方案中，反射层为银层或铝层；因为这两种材料具有很好的反光效果，把电池没有吸收的光给反射回去，让光电极上的染料继续吸收太阳光子的能量，对未吸收的太阳光能量进行全面利用。
在优选方案中，反射层的厚度是40~80nm。一般来说，反射层的厚度越大，成本越高，而如果反射层厚度太薄，则反射效果不好，综合成本和效果两方面，确定反射层的最优厚度是40~80nm。
反射层可以通过溅射，蒸镀，电化学沉积等方法获得。
储电层为碳纳米管；碳纳米管具有很好的储能特性，可以储存多余的能量，提高发电效率。
在优选方案中，储电层的厚度是100~300nm，具有该厚度的储电层具有最好的储能效果。
光阴极为印有金属铂或者碳的导电玻璃。
光阳极为表面吸附有染料的纳米半导体薄膜，比如纳米二氧化钛膜，可以通过丝网印刷等技术手段获得，染料为酞菁类、吲哚类、卟啉类、含钌的N3等。染料分子在受到光照的情况下，由基态跃迁至激发态，处于激发态的染料分子将电子注入到光阳极的纳米半导体薄膜上，再通过电解质与光阴极产生电流。
在优选方案中，光阳极有三层。由于光阳极有两层以上，大大提高了光阳极与电解质的接触面积，吸收的太阳光多，提高了染料敏化太阳能电池光转化率。
光阳极除了最外层均设置有均匀分布的通孔，便于电解液流通。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (9)
1.一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极、光阴极以及设置于所述光阳极和光阴极之间的电解质，其特征在于，所述光阴极的外侧设有反射层，所述光阴极的内侧设有储电层，所述光阳极至少有两层。
2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述反射层为银层或铝层。
3.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述反射层的厚度是40~80nm。
4.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述储电层为碳纳米管。
5.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述储电层的厚度是100~300nm。
6.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述光阴极为印有金属铂或者碳的导电玻璃。
7.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述光阳极为表面吸附有染料的纳米半导体薄膜。
8.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述光阳极有三层。
9.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述光阳极除了最外层均设置有均匀分布的通孔。
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Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114214639A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-03-22 | 承丰光能科技(广州)有限公司 | 光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统 |
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| CN114214639B (zh) * | 2022-01-06 | 2023-03-07 | 承丰光能科技(广州)有限公司 | 光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统 |
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