DE102009012544A1

DE102009012544A1 - Farbstoffsensibilisierte Solarzelle und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102009012544A1
Application number: DE102009012544A
Authority: DE
Inventors: Jung-Hyun Hwaseong Son; Sang-Kyu Hwaseong Lee; Han-Bok Hwaseong Joo; Jong-Dai Hwaseong Park
Original assignee: Dongjin Semichem Co Ltd
Current assignee: Dongjin Semichem Co Ltd
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2009-10-22
Also published as: CN101540233A; JP5481081B2; TWI462369B; TW200947791A; JP2009231284A; KR20090100649A; KR101510658B1; CN101540233B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle, insbesondere eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle, die einer harten äußeren Umgebung ausgesetzt ist und in dieser betrieben wird, bei welcher die Verflüchtigung eines Elektrolyts aus einem abgedichteten Teil einer Solarzelle verhindert ist, was folglich die Dauerhaltbarkeit verlängert. Dabei wird eine Dichtung bereitgestellt, mit ausgezeichneter Dichtwirkung für Flüssigkeiten und Gase, welche bei niedriger Temperatur verarbeitet werden kann und welche einen Widerstand gegen Stöße von außen oder andere Beschädigungen sowie eine ausgezeichnete Festigkeit aufweist. Folglich wird das Leben einer Solarzelle verlängert und ihre Haltbarkeit erhöht. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle, die einer harten äußeren Umgebung ausgesetzt ist und in dieser betrieben wird, welche die Verflüchtigung eines Elektrolyts aus einem abgedichteten Teil der Solarzelle verhindern kann, was folglich die Dauerhaltbarkeit verlängert und welche eine Dichtung mit ausgezeichneter Dichtwirkung sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase bereitstellt, welche leicht bei niedriger Temperatur verarbeitet werden kann und welche einen Widerstand gegen Stöße von außen oder Beschädigungen hat sowie eine ausgezeichnete Festigkeit, wodurch folglich das Leben der Solarzelle verlängert und ihre Haltbarkeit erhöht werden, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
[Stand der Technik]
Seitdem die farbstoffsensibilisierte Nanopartikel-Titanoxid-Solarzelle von Michael Gratzel und anderen im Jahr 1991 an der Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL) entwickelt worden ist, werden und wurden viele Studien diesbezüglich durchgeführt. Weil die farbstoffsensibilisierte Solarzelle bemerkenswert niedrige Herstellungskosten gegenüber einer gewöhnlichen Silikonsolarzelle hat, kann sie die derzeit existenten amorphen Silikonsolarzellen ersetzen. Die farbstoffsensibilisierte Solarzelle ist eine photoelektrochemische Solarzelle, die hauptsächlich aus Farbstoffmolekülen besteht, die dazu in der Lage sind, sichtbare Strahlen zu absorbieren, um daraus Elektron-Lochpaare zu erzeugen, sowie aus Übergangsmetalloxiden zur Übertragung der erzeugten Elektronen.
Allgemein umfasst eine Einheit einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle obere und untere transparente Substrate, sowie leitfähige transparente Elektroden, die entsprechend an den transparenten Substraten angeformt sind, eine farbstoffabsorbierte poröse Übergangsmetalloxidschicht, die an einer leitfähigen transparenten Elektrode angeformt ist, was einer ersten Elektrode entspricht, eine katalysierende Dünnschichtelektrode, die an einer leitfähigen transparenten Elektrode angeformt ist, was einer zweiten Elektrode entspricht, und einen Elektrolyt, der zwischen dem Übergangsmetalloxid, beispielsweise eine poröse TiO₂-Elektrode, und der katalysierenden Dünnschichtelektrode eingefüllt ist.
Um den Elektrolyt stabil zwischen den ersten und zweiten Elektroden zu halten, wird ein thermoplastischer Polymerfilm zwischen den ersten und zweiten Elektroden angeordnet und, um sie zu verbinden, heiß gepresst, wobei ein Raum ausgebildet wird, in den der Elektrolyt injiziert und zwischen der ersten und zweiten Elektrode untergebracht werden kann.
Da der thermoplastische Polymerfilm keine kompakte Struktur hat, verschlechtert er sich leicht durch hohe Temperaturen, intensives Sonnenlicht, Hitzezyklen usw. und der Elektrolyt verflüchtigt sich durch Hitzezyklen wie Tag und Nacht oder Sommer und Winter usw., so dass die Leistungsfähigkeit der Solarzelle sinkt und diese schließlich ihr Dasein beendet. Auch wird der thermoplastische Polymerfilm aufgrund seiner beschränkten mechanischen Festigkeit leicht durch Stöße von außen beschädigt, was das Leben der Solarzelle ebenfalls verkürzt und Probleme mit der Haltbarkeit schafft.
[Offenbarung der Erfindung]
Um die oben beschriebenen Probleme des Stands der Technik zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle zu schaffen, die in einer harten äußeren Umgebung betrieben wird und dieser ausgesetzt ist, welche die Verflüchtigung eines Elektrolyts aus einem abgedichteten Teil der Solarzelle verhindert, wodurch die Dauerhaltbarkeit verlängert wird und welche eine Abdichtung mit ausgezeichneter Abdichtungswirkung für Feuchtigkeit und Gase aufweist, welche bei niedriger Temperatur verarbeitet werden kann und einen Widerstand gegen Stöße von außen oder Beschädigungen hat und ausgezeichnete Festigkeit, wodurch das Leben der Solarzelle verlängert und ihre Haltbarkeit erhöht wird.
Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung, sieht die Erfindung vor, dass eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle eine erste Elektrode aufweist mit einem transparentem Substrat, das einen porösen Film mit Farbstoff auf seiner Oberfläche aufweist, eine zweite Elektrode, die gegenüber der ersten Elektrode angeordnet ist, und einen Elektrolyt, der zwischen erster und zweiter Elektrode angeordnet ist, wobei der Elektrolyt in einen Raum gefüllt ist, der von einer gesinterten Glasfritte gebildet ist, die die erste und zweite Elektrode abdichtet, wobei diese in einem regulären Abstand voneinander beabstandet angeordnet sind und wobei die gesinterte Glasfritte derart ausgebildet ist, dass eine Glasfritte aufgebracht ist, die 0–30 mol% P₂O₅, 0–50 mol% V₂O₅, 0–20 mol% ZnO, 0–15 mol% BaO, 0–20 mol% As₂O₃, 0–20 mol% Sb₂O₃, 0–5 mol% In₂O₃, 0–10 mol% Fe₂O₃, 0–5 mol% Al₂O₃, 0–20 mol% B₂O₃, 0–10 mol% Bi₂O₃ und 0–10 mol% TiO₂ umfasst und diese gesintert ist.
Die vorliegende Erfindung sieht außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle vor, die eine erste Elektrode aufweist mit einem transparenten Substrat, das einen porösen Film mit Farbstoff auf seiner Oberfläche aufweist, eine zweite Elektrode, die gegenüber der ersten Elektrode angeordnet ist und einen Elektrolyt zwischen den ersten und der zweiten Elektroden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen einer Glasfritte, die 0–30 mol% P₂O₅, 0–50 mol% V₂O₅, 0–20 mol% ZnO, 0–15 mol% BaO, 0–20 mol% As₂O₃, 0–20 mol% Sb₂O₃, 0–5 mol% In₂O₃, 0–10 mol% Fe₂O₃, 0–5 mol% Al₂O₃, 0–20 mol% B₂O₃, 0–10 mol% Bi₂O₃ und 0–10 mol% TiO₂ aufweist, auf der Bondingoberfläche zwischen der ersten und zweiten Elektrode und Sintern der Glasfritte, um die erste und zweite Elektrode abzudichten, wobei diese in einem regulären Intervall voneinander beabstandet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da das Lecken des Elektrolyts verhindert wird und die mechanische Festigkeit durch die Abdichtung einer gesinterten Glasfritte gesichert werden kann, die Verflüchtigung des Elektrolyts der Solarzelle, die einer harten äußeren Umgebung betrieben wird und dieser ausgesetzt ist, aus ihrem abgedichteten Teil verhindert werden, wodurch ihre Lebensdauer entsprechend verlängert wird. Außerdem kann eine Dichtung mit ausgezeichneter Dichtwirkung für Flüssigkeiten und Gase leicht bei niedriger Temperatur hergestellt werden, mit einem Widerstand gegen äußere Stöße oder Schäden und mit einer ausgezeichneten Festigkeit, wodurch das Leben der Solarzelle verlängert und ihre Haltbarkeit erhöht wird.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Abdichtung eines Elektrolyteinlasses gezeigt ist und
9 ist eine Schnittansicht einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei eine Anschlussbahn gezeigt ist.
[Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle, die eine erste Elektrode (10) aufweist mit einem transparentem Substrat (11), das einen porösen Film (13) mit Farbstoff auf seiner Oberfläche aufweist, sowie eine zweite Elektrode (20), die gegenüber der ersten Elektrode (10) angeordnet ist und einen Elektrolyt (30) zwischen den ersten und zweiten Elektroden, wobei der Elektrolyt (30) in einen Raum gefüllt ist, der durch eine gesinterte Glasfritte (40) gebildet wird, welcher die erste Elektrode (10) und die zweite Elektrode (20) abdichtet, wobei diese in einem regulären Intervall voneinander beabstandet werden und wobei die gesinterte Glasfritte dadurch gebildet ist, dass eine Glasfritte, die 0–30 mol% P₂O₅, 0–50 mol% V₂O₅, 0–20 mol% ZnO, 0–15 mol% BaO, 0–20 mol% As₂O₃, 0–20 mol% Sb₂O₃, 0–5 mol% In₂O₃, 0–10 mol% Fe₂O₃, 0–5 mol% Al₂O₃, 0–20 mol% B2O₃, 0–10 mol% Bi₂O₃ und 0–10 mol% TiO₂ umfasst, aufgebracht und gesintert ist.
Im Allgemeinen besteht eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle aus einer ersten Elektrode (10), die ein transparentes Substrat (11) mit einem porösen Film (13) mit Farbstoff auf seiner Oberfläche aufweist, einer zweiten Elektrode (20), die gegenüber der ersten Elektrode (10) angeordnet ist und einem Elektrolyt (30) zwischen den ersten und zweiten Elektroden. Um den Elektrolyt zwischen den ersten und zweiten Elektroden langfristig stabil zu bewahren, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die ersten und zweiten Elektroden voneinander beabstandet angeordnet, wobei der Raum zwischen ihnen durch eine gesinterte Glasfritte abgedichtet ist, die bei einer niedrigen Temperatur gesintert werden kann und eine gasdichte Abdichtung bildet, und wobei der abgedichtete Raum mit einem Elektrolyt gefüllt ist. Konkrete Beispiele sind in den 1 bis 9 dargestellt, deren Beschreibung hiernach folgt.
Als poröser Film können eine Vielzahl bekannte poröse Filme, in die Farbstoffe absorbiert werden, verwendet werden und beispielsweise kann ein Übergangsmetalloxid wie beispielsweise TiO₂ in der Größenordnung von 10 bis 15 nm aufgebracht und gesintert werden, um einen porösen Film zu erhalten. Das transparente Substrat, auf welchem der poröse Film angeordnet ist, ist nicht notwendigerweise ein flaches Substrat sondern kann ein gekrümmtes Substrat umfassen und verschiedene transparente Substrate, die gewöhnlicher Weise in Solarzellen verwendet werden, können verwendet werden, worunter auch Substrate fallen, die aus Material bestehen, das von sichtbaren Strahlen oder Wellen einer bestimmten Wellenlänge durchdrungen wird (beispielsweise Glas). Für die Elektrode wird ein leitfähiges Substrat vorgezogen. Konkrete Beispiele des transparenten Substrats umfassen bekanntes transparentes Glas, transparentes Harz, PET, ITO oder FTO usw. Damit eine Leitfähigkeit erreicht wird, kann darüber hinaus zwischen dem porösen Film und dem Substrat zu den oben genannten Materialien ein leitfähiger Film oder eine Überzugsschicht (ITO, FTO oder ein leitfähiges Polymer) angeordnet sein. Da die zweite Elektrode gegenüber der ersten Elektrode angeordnet ist, kann ein beliebiges Substrat, das gewöhnlicher Weise als zweite Elektrode einer Solarzelle verwendet wird, benutzt werden, was sich nicht notwendigerweise auf ein flaches Substrat beschränkt, sondern ebenfalls ein gekrümmtes Substrat umfassen kann. Vorzugsweise besteht es aus Materialien, durch welches sichtbare Strahlen oder Wellen einer bestimmten Wellenlänge hindurch treten und zu diesem Zweck kann es aus bekanntem transparentem Glas, transparentem Harz, PET, ITO oder FTO usw. hergestellt sein. Vorzugsweise kann für die Leitfähigkeit außerdem ein leitfähi ger Film oder eine Überzugsschicht (ITO, FTO oder ein leitfähiges Polymer) vorgesehen sein. Um die Effizienz der Absorption von Sonnenlicht zu erhöhen und eine Reaktion zu aktivieren, kann an der äußersten Seite der ersten Elektrode außerdem eine Katalysatormetallschicht wie Pt angeordnet sein.
Die gesinterte Glasfritte wird dadurch erzeugt, dass eine Glasfrittenpaste, die eine Glasfritte umfasst, zwischen den Substraten entlang ihrer Kanten aufgebracht und gesintert wird, so dass ein dichtender Festkörper ausgebildet wird, wobei die Glasfritte 0–30 mol% P₂O₅, 0–50 mol% V₂O₅, 0–20 mol% ZnO, 0–15 mol% BaO, 0–20 mol% As₂O₃, 0–20 mol% Sb₂O₃, 0–5 mol% In₂O₃, 0–10 mol% Fe₂O₃, 0–5 mol% Al₂O₃, 0–20 mol% B₂O₃, 0–10 mol% Bi₂O₃ und 0–10 mol% TiO₂ umfasst.
Vorzugsweise umfasst die Zusammenstellung der Glasfrittenpaste a) die Glasfritte, b) ein organisches Bindemittel und c) ein organisches Lösungsmittel, vorzugsweise a) 60 bis 90 Gew.-% der Glasfritte, b) 0,1 bis 5 Gew.-% organisches Bindemittel und c) 5 bis 35 Gew.-% organisches Lösungsmittel.
Vorzugsweise umfasst die Glasfritte 10–25 mol% P₂O₅, 40–50 mol% V₂O₅, 10–20 mol% ZnO, 1–15 mol% BaO, 1–10 mol% Sb₂O₃, 1–10 mol% Fe₂O₃, 0,1–5 mol% Al₂O₃, 0,1–5 mol% B₂O₃, 1–10 mol% Bi₂O₃ und 0,1–5 mol% TiO₂, besonders bevorzugt 15–20 mol% P₂O₅, 40–50 mol% V₂O₅, 10–20 mol% ZnO, 5–10 mol% BaO, 3–7 mol% Sb₂O₃, 5–10 mol% Fe₂O₃, 0,1–5 mol% Al₂O₃, 0,1–5 mol% B₂O₃, 1–5 mol% Bi₂O₃ und 0,1–5 mol% TiO₂.
Wenn die Bestandteile der Glasfrittenkomponenten außerhalb der oben genannten Bereiche liegen, könnte das Fritten (Vitrifikation, Verglasung) unmöglich sein, die Eigenschaft der Wasserdichtheit könnte sich entscheidend verschlechtern oder das Lasersintern könnte unmöglich sein.
Wenn speziell der ZnO-Anteil 20 mol% übersteigt, tritt die Kristallphase zu früh ein, wodurch die Erzeugung der Dichtung erschwert wird und wenn der Anteil von BaO 15 mol% übersteigt, wird das Glas instabil, was zum Entfritten (Entvitrifikation) führt.
Wenn der Anteil von Al₂O₃ 5 mol% übersteigt, ist das Glas unstabil und wenn der Anteil von B₂O₃ 20 mol% übersteigt, dann übersteigt die Erweichungstemperatur 500°C, wodurch die Dichtung bei niedriger Temperatur erschwert wird.
Wenn der Anteil von Bi₂O₃ 10 mol% übersteigt, dann steigt der thermische Expansionskoeffizient, wodurch die Dichtung erschwert wird und wenn der Anteil von TiO₂ 10 mol% übersteigt, steigt der thermische Expansionskoeffizient, wodurch die Dichtung bei niedriger Temperatur erschwert wird.
Vorzugsweise hat die Glasfritte eine Glasübergangstemperatur (T_g) von 300 bis 400°C und eine Erweichungstemperatur (T_dsp) von 300 bis 400°C. Innerhalb dieser Bereiche ist die Sinterstabilität bei niedriger Temperatur exzellent.
Die Glasfritte hat vorzugsweise eine Teilchengröße von 0,1 bis 20 μm. Innerhalb dieses Bereichs ist eine Verarbeitung bei niedriger Temperatur möglich und für gasdichtes Abdichten einer Vorrichtung, die nicht stabil erhitzbar ist, geeignet und eine Laserverarbeitung ist möglich, wodurch die Wirksamkeit der Dichtung der elektrischen Vorrichtung vergrößert ist.
In der Zusammensetzung der Glasfrittenpaste kann a) die Glasfritte wie oben beschrieben und b) als organisches Bindemittel kommerziell erhältliches organisches Bindemittel verwendet werden. Konkrete Beispiele des organischen Bindemittels umfassen Copolymere vom Typ Ethylzellulose oder Acryl. Was c) das organische Lösungsmittel betrifft, kann organisches Lösungsmittel verwendet werden, das kompatibel mit dem organischen Bindemittel ist, das für die Zusammensetzung der Glasfrittenpaste der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei für organisches Bindemit tel der Art Ethylzellulose konkrete Beispiele Butylcarbitolacetat (BCA), Terpineol (TPN), Dibutylphthalat (DBP) oder eine Mischung daraus umfassen. Vorzugsweise werden 30 bis 70 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels von 100 Gew.-% des verwendeten organischen Lösungsmittels mit dem organischen Bindemittel gemischt, um einen Träger vorzubereiten, daraufhin wird das verbleibende organische Lösungsmittel und die Glasfritte mit dem vorbereiteten Träger vermischt, wodurch eine Zusammenstellung einer Glasfrittenpaste bereitgestellt werden kann, die das Dispersionsvermögen der zusammengestellten Glasfrittenpaste weiter verbessert. Besonders bevorzugt bestehen die 30 bis 70 Gew.-% des organischen Lösungsmittels bei der Vorbereitung des Trägers aus 20 bis 55 Gew.-% BCA, 3 bis 10 Gew.-% TPN und 1 bis 5 Gew.-% DBP und als Lösungsmittel bei der Mischung mit der Glasfritte wird BCA benutzt.
Um den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu kontrollieren, kann die Zusammenstellung der Glasfrittenpaste darüber hinaus ein Füllmittel umfassen. Konkrete Beispiele des Füllmittels umfassen 0,1 bis 20 μm Cordierit, vorzugsweise in Anteilen von 0,1 bis 30 Gew.-%.
Die Zusammenstellung der Glasfrittenpaste hat vorzugsweise eine Viskosität von 500 bis 50000 cps, besonders bevorzugt 2000 bis 35000 cps. Innerhalb dieses Bereichs ist die Anwendung des Siebdruckverfahrens möglich, was die weitere Bearbeitbarkeit verbessert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Elektrode (10) ein transparentes Substrat (11), das aus transparentem Material besteht, einen porösen Film (13), der auf dem transparenten Substrat (11) in einem regulären Intervall beabstandet von der Kante (12) des transparenten Substrats zu dem Inneren angeordnet ist, und Farbstoff, der in dem porösen Film (13) absorbiert ist, wobei die zweite Elektrode (20) aus einem Trägersubstrat (21) und einer katalysierenden Metallschicht (23) besteht, die auf dem ganzen Trägersubstrat (21) oder auf dem Trägersubstrat in einem regulären Intervall abstand zu der Kante (22) des Trägersubstrats zu dem Inneren angeordnet ist, wobei die ersten (10) und zweiten (20) Elektroden so angeordnet sind, dass der poröse Film (13) und die Katalysatormetallschicht (23) einander gegenüber angeordnet sind und die gesinterte Glasfritte (40) zwischen der Kante (12) des transparenten Substrats, wo der poröse Film nicht angeordnet ist und der Katalysatormetallschicht (23) des Trägersubstrats (21) oder der Kante (22) des Trägersubstrats, wo die Katalysatormetallschicht nicht angeordnet ist, angeordnet ist, um den Raum zwischen der ersten Elektrode (12) und der zweiten Elektrode (20) abzudichten.
Als transparentes Substrat (11) können verschiedene bekannte transparente Substrate verwendet werden, beispielsweise kann es, wie in den 1, 2 oder 7 gezeigt, aus leitfähigem, transparentem Material wie ITO oder FTO bestehen oder es kann eine ITO- oder FTO-Deckschicht oder eine transparente leitfähige Polymerdeckschicht auf dem Glassubstrat (oder auf dem transparenten Polymersubstrat wie PET) angeordnet sein. Der leitfähige Film kann, wie in den 3, 4 und 6 gezeigt, mit der gesinterten Glasfritte, die darauf gebondet ist, abgedichtet sein oder der leitfähige Film kann identisch zum porösen Film in einem regulären Intervall räumlich von der Kante des Glassubstrats beabstandet sein und die gesinterte Glasfritte kann, wie in 5 gezeigt, direkt auf das Glassubstrat gebondet sein. Im letzten Fall sollte außerhalb des leitfähigen Films für die elektrische Verbindung eine Anschlussbahn gezogen werden.
In dem auf dem transparenten Substrat angeordneten porösen Film ist Farbstoff absorbiert, was eine Seite des transparenten Substrats bildet. Der poröse Film (13) ist vorzugsweise auf dem transparenten Substrat (11) angeordnet, wobei er in einem regulären Intervall von der Kante (12) des transparenten Substrats zum Inneren räumlich beabstandet ist, wodurch ein Lecken des Elektrolyts durch den porösen Film verhindert wird.
Als Farbstoff können gewöhnlich für farbstoffsensibilisierte Solarzellen verwendete Farbstoffe verwendet werden, wobei der Farbstoff durch verschiedene bekannte Verfahren in dem porösen Film absorbiert werden kann.
Die erste Elektrode kann, wie in 7 gezeigt, auf dem porösen Film weiterhin eine Massenschicht aus einem Übergangsmetalloxid umfassen. Die Massenschicht kann insbesondere dadurch ausgebildet werden, dass 400 bis 500 nm TiO₂ aufgebracht und gesintert werden, was die Sonnenlichtabsorptionseffizienz vergrößert.
Als Trägersubstrat (21) der zweiten Elektrode können verschiedene bekannte Trägersubstrate verwendet werden, wobei vorzugsweise transparente Substrate benutzt werden. Beispielsweise kann, wie in 1, 2 oder 7 gezeigt, leitfähiges transparentes Material wie ITO oder FTO verwendet werden oder es kann eine ITO- oder FTO-Deckschicht oder eine transparente leitfähige Polymerdeckschicht auf dem Glassubstrat (oder auf dem transparenten Polymersubstrat wie PET) angeordnet sein. Der leitfähige Film kann mit einer gesinterten Glasfritte abgedichtet sein, die, wie in 4 gezeigt, darauf gebondet ist oder der leitfähige Film kann identisch zu dem porösen Film auf der ersten Elektrode in einem regulären Intervall von der Kante des Glassubstrats beabstandet sein und die gesinterte Glasfritte kann direkt auf dem Glassubstrat oder dem ITO/FTO Substrat, wie in 5 gezeigt, gebondet sein. Im letzteren Fall sollte außerhalb des leitfähigen Films eine Anschlussbahn zur elektrischen Verbindung gezogen werden.
Die zweite Elektrode umfasst zusätzlich zu dem Trägersubstrat (21) eine Katalysatormetallschicht (23). Die Katalysatormetallschicht kann i), wie in 1 und 3 gezeigt, auf der gesamten Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet sein (aufgebracht oder beschichtet) oder ii), wie in 2 und 4–7 gezeigt, auf dem Trägersubstrat in einem regulären Intervall räumlich von dem Trägersubstrat zur Innenseite beabstandet angeordnet sein.
Dabei kann die gesinterte Glasfritte an die Katalysatormetallschicht der zweiten Elektrode (1 und 3) oder wahlweise an das Glassubstrat (5), an das ITO/FTO-Substrat (2, 6 und 7) oder an die leitfähige Filmschicht (4) gebondet sein.
Die ersten und zweiten Elektroden sind derart angeordnet, dass der poröse Film und die Katalysatormetallschicht einander gegenüberliegen und die gesinterte Glasfritte (40) ist zwischen der Kante des transparenten Substrats, an der der poröse Film nicht angeordnet ist und i) der Katalysatormetallschicht des Trägersubstrats oder ii) der Kante des Trägersubstrats, an der die Katalysatormetallschicht nicht angeordnet ist, angeordnet, so dass der Raum zwischen der ersten und zweiten Elektrode abgedichtet ist.
Zusätzlich dazu kann die farbstoffsensibilisierte Solarzelle der vorliegenden Erfindung einen Einlass zur Injektion des Elektrolyts (30) umfassen. Vorzugsweise umfasst die zweite Elektrode (20) den Einlass (25) zur Injektion des Elektrolyts und der Elektrolyteinlass (25) ist durch eine gesinterte Glasfritte (50) abgedichtet, wovon eine bevorzugte Ausführungsform in 8 dargestellt ist, wobei dadurch ein Lecken des Elektrolyts durch den Einlass verhindert wird und die Haltbarkeit der Solarzelle gewährleistet ist.
Darüber hinaus kann die farbstoffsensibilisierte Solarzelle der vorliegenden Erfindung eine Anschlussbahn (60) umfassen, die von der ersten Elektrode (10) oder der zweiten Elektrode (20) zu der Außenseite einer Einheitszelle gezogen ist, wobei die Anschlussbahn (60) vorzugsweise wahlweise in der gesinterten Glasfritte (70) eingebettet und an der Seite der Solarzelle befestigt ist. Im Speziellen wird mit Einheitszelle eine in den 1 bis 9 dargestellte Einheit bezeichnet und jede Einheitszelle weist eine Anschlussbahn zur Verbindung untereinander oder zur Übertragung von Elektrizität, die daraus erhalten wurde, an die äußere Vorrichtung auf. Wenn die Anschlussbahn außen frei liegt, kann ein Kurzschluss oder eine Entladung erzeugt werden. Um also einen Kurzschluss oder eine Entladung zu verhindern, ist die Außenseite der Anschlussbahn mit einer Isolierglasfritte beschichtet, wobei diese vorzugsweise an die Seite der Solarzelle gebondet ist, um eine Beschädigung der Anschlussbahn durch externe Stöße zu verhindern. Demzufolge ist in dem Fall, wenn eine Anschlussbahn (60) an die Seite der Solarzelle gezogen ist, die Glasfritte so aufgebracht und gesintert, dass die Anschlussbahn in die gesinterte Glasfritte (70) eingebettet und an der Seite der Solarzelle befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle bereit, die eine erste Elektrode (10) aufweist mit einem transparentem Substrat (11), das einen porösen Film (13) mit Farbstoff auf seiner Oberfläche aufweist, eine zweite Elektrode (20), die gegenüber der ersten Elektrode (10) angeordnet ist, und einen Elektrolyt (30) zwischen der ersten und zweiten Elektrode, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen einer Glasfritte, die 0–30 mol% P₂O₅, 0–50 mol% V₂O₅, 0–20 mol% ZnO, 0–15 mol% BaO, 0–20 mol% As₂O₃, 0–20 mol% Sb₂O₃, 0–5 mol% In₂O₃, 0–10 mol% Fe₂O₃, 0–5 mol% Al₂O₃, 0–20 mol% B₂O₃, 0–10 mol% Bi₂O₃ und 0–10 mol% TiO₂ aufweist, auf der Bondingoberfläche zwischen der ersten Elektrode (10) und der zweiten Elektrode (20) und Sintern der Glasfritte, um die erste Elektrode (10) und die zweite Elektrode (20) abzudichten, wobei diese in einem regulären Intervall voneinander beabstandet werden.
Also wird in der vorliegenden Erfindung eine spezielle Glasfritte zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode aufgebracht und gesintert, so dass zwischen der ersten und zweiten Elektrode eine Dichtung mittels einer speziellen gesinterten Glasfritte gebildet wird.
Die Glasfritte kann mittels verschiedener aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren aufgebracht werden. Vorzugsweise wird eine Paste, die die Glasfritte enthält, entlang der Kanten der ersten und zweiten Elektroden aufgebracht. Das Sintern kann durch beliebige Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, ausgeführt werden oder es kann lediglich der Teil, auf dem die Glasfritte aufgebracht wird, mit einem Laser zum Sintern aufgeheizt werden, was den thermischen Schock für den verbleibenden Teil minimieren kann.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zur Herstellung einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte: Bereitstellen eines transparenten Substrats aus einem transparenten Material für eine erste Elektrode, Ausbilden eines porösen Films auf dem transparenten Substrat, wobei der Film in einem regulären Intervall von der Kante des transparenten Substrats zu dem Inneren räumlich beabstandet ist, Absorbieren von Farbstoff auf dem porösen Film, Bereitstellen eines Trägersubstrats für eine zweite Elektrode, Bilden einer Katalysatormetallschicht auf der gesamten Oberfläche des Trägersubstrats oder in einem Intervall von der Kante des Trägersubstrats zur Innenseite räumlich beabstandet, Aufbringen der Glasfritte zwischen den Kanten des transparenten Substrats, an denen der poröse Film nicht angeordnet ist und der Katalysatormetallschicht des Trägersubstrats oder der Kante des Trägersubstrats, an welcher die Katalysatormetallschicht nicht angeordnet ist, Verbinden der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, so dass der poröse Film und die Katalysatormetallschicht einander gegenüberliegen und Sintern der aufgebrachten Glasfritte, um die ersten und zweiten Elektroden abzudichten.
Das transparente Substrat kann ein beliebiges Substrat sein, welches aus dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise kann es aus einem Isolator, wie ITO, FTO, Glas oder PET usw. bestehen, der einen leitfähigen Film aufweist. Der poröse Film kann ein beliebiger aus dem Stand der Technik bekannter poröser Film sein und vorzugsweise kann er dadurch erhalten werden, dass TiO₂ mit einer Dicke von 10 bis 15 nm aufgebracht und gesintert wird. Der Farbstoff kann auf dem porösen Film durch beliebige Verfahren aus dem Stand der Technik absorbiert werden und vorzugsweise wird das Substrat mit dem porösen Film darauf mit einer Mischlösung imprägniert, in die Farbstoff aufgelöst ist, so dass Farbstoff absorbiert wird. Der Farbstoffabsorptionsschritt wird nicht notwendigerweise zu diesem Zeitpunkt ausgeführt und kann ausgeführt werden, nachdem eine Massenschicht, wie in 7 dargestellt, angeordnet ist oder nachdem die ersten und zweiten Elektroden verbunden sind und bevor ein Elektrolyt eingefüllt ist (durch die Injektion einer Mischlösung durch einen Elektrolyteinlass). Der Farbstoffabsorptionsschritt kann unabhängig von der Reihenfolge der Schritte ausgeführt werden, wenn er lediglich dazu führt, dass Farbstoff von dem porösen Film absorbiert wird. Eine Massenschicht kann weiterhin von dem porösen Film umfasst sein.
Daraufhin wird die zweite Elektrode hergestellt, indem das oben beschriebene Trägersubstrat bereitgestellt wird und eine Katalysatormetallschicht durch Galvanisieren, Sputtern usw. aufgeschichtet wird.
Der poröse Film ist vorzugsweise in einem regulären Intervall räumlich beabstandet von der Kante zu der Innenseite auf dem transparenten Substrat angeordnet. Die Katalysatormetallschicht kann auf dem Trägersubstrat in einem regulären Intervall räumlich beabstandet von der Kante zum Inneren angeordnet sein, kann jedoch ebenfalls auf dem gesamten Trägersubstrat angeordnet sein.
Die derart präparierten ersten und zweiten Elektroden werden durch das Aufbringen und das Sintern der Glasfrittenpaste wie in 1 bis 9 dargestellt abgedichtet (was auch das Heiß-Lasersintern umfasst).
Darüber hinaus kann das Verfahren zur Herstellung der farbstoffsensibilisierten Solarzelle der vorliegenden Erfindung die weiteren Schritte umfassen: Ausbilden eines Einlasses zur Injektion eines Elektrolyts in der zweiten Elektrode, Injektion des Elektrolyts in den Einlass, Aufbringen einer Glasfritte auf dem Einlass und Sintern der Glasfritte, um den Einlass abzudichten. Der Schritt des Ausbildens des Elektrolyteinlasses kann zu jedem Zeitpunkt vor der Injizierung des Elektrolyts ausgeführt werden. Also kann dieser Schritt vor oder nach dem Bereitstellen des Trägersubstrats oder nach dem Ausbilden der Katalysatormetallschicht oder nach dem Zusammenführen der ersten und zweiten Elektroden ausgeführt werden.
Dann wird der Elektrolyt, der zur Herstellung einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle benötigt wird, durch den ausgebildeten Elektrolyteinlass injiziert und die Glasfrittenpaste auf dem Einlass aufgebracht und gesintert, um den Einlass, wie in 8 gezeigt, abzudichten.
Darüber hinaus kann für die 9 dargestellte Konstruktion das Verfahren zur Herstellung der farbstoffsensibilisierten Solarzelle der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte umfassen: Kombinieren einer Anschlussbahn, die von der ersten oder der zweiten Elektrode zur Außenseite der Einheitszelle geführt wird und wahlweise Führen der Anschlussbahn an die Seite der Solarzelle, Aufbringen einer Glasfritte um die Anschlussbahn und die Seite der Solarzelle und Sintern der Glasfritte, so dass die Anschlussbahn an der Seite der Solarzelle befestigt ist. Der Schritt des Kombinierens der Anschlussbahn kann zu einem passenden Zeitpunkt durchgeführt werden, so dass die Anschlussbahn ausgehend von der ersten und zweiten Elektrode herausgeführt werden kann, um die Bewegung von Elektronen zu ermöglichen oder kann während der weiteren Verarbeitung durchgeführt werden. Da auch eine gewöhnliche Solarzelle eine Anschlussbahn benötigt, kann die Anschlussbahn mittels bekannter Verfahren gezogen werden.
Die Isolierung der herausgeführten Anschlussbahn und ihre Befestigung an der Seite der Solarzelle werden nicht notwendigerweise nach dem Abschluss der Herstellung der Solarzelle durchgeführt, diese Schritte können zum Zeitpunkt der Fertigung ausgeführt werden, wenn die ersten und zweiten Elektroden verbunden sind und die seitliche Form der Solarzelle nicht mehr verändert wird. Das Sintern der Glasfritte kann durch gewöhnliche Sintermethoden ausgeführt werden oder kann dadurch geschehen, dass nur der Teil, auf dem die Glasfritte aufgebracht wird, von Lasern erhitzt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die folgenden Beispiele näher erläutert, wobei die Beispiele lediglich zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen und den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
[Beispiel 1] Herstellung der Glasfritte

Die Glasfritten aus den Beispielen 1 bis 7 wurden mit den Zusammenstellungen, wie in der folgenden Tabelle 1 beschrieben, hergestellt. In der Tabelle 1 ist jeder Wert in mol% angegeben. [Tabelle 1]

	Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3	Bsp. 4	Bsp. 5	Bsp. 6	Bsp. 7
P₂O₅	20	20	18	18	26	25	18
V₂O₅	47	50	42	43	47	47	42
ZnO	15	15	14	14	0	15	11
BaO	0	8	10	9	0	6	9
As₂O₃	0	3	1	0	0	3	0
Sb₂O₃	7	0	4	4	18	0	4
In₂O₃	0	0,5	0	0	0	0,5	0
Fe₂O₃	7	0	6	7	7	0	10
Al₂O₃	0	0	1	1	1	0	1
B₂O₃	0	0	1	1	0	0	1
Bi₂O₃	3	2,5	2	2	0	2,5	3
TiO₂	1	1	1	1	1	1	1

[Beispiel 8] Bereitung einer Zusammenstellung einer Glasfrittenpaste und Dichtungstest
Unter Verwendung jeder der Glasfritten aus den obigen Beispielen 1 bis 7 wurden Zusammenstellungen der Glasfrittenpaste zubereitet. Die Zusammenstellung der Glasfrittenpaste wurde dadurch erzeugt, dass 5 Gew.-% eines ethylzelluloseartigen organischen Bindemittels in ein gemischtes Lösungsmittel mit einem Gewichtsverhältnis von BCA:TPN:DBP = 75:15:5 gelöst wurde, um einen Träger bereitzustellen, und dass 17 Gew.-% des vorbereiteten Trägers, 12 Gew.-% BCA als organisches Lösungsmittel und 71 Gew.-% der jeweiligen vorbereiteten Glasfritten der Beispiele 1 bis 7 gleichmäßig gemischt wurde.
Der Dichtungstest für die Solarzelle wurde unter Verwendung der vorbereiteten Glasfrittenpastezusammenstellungen ausgeführt. Jede der Glasfrittenpastezusammenstel lungen der Beispiele 1 bis 7 wurde siebgedruckt, getrocknet, vorgesintert und mit Lasern bestrahlt, um die Dichtung auszubilden. Als Laser wurde ein Titansaphir (810 nm) Laser und als Substrat ein transparentes Glassubstrat (Samsung Corning Company, Produktname: Eagle 2000) verwendet. Während des Abdichtens wurde keine unterscheidbare Temperaturvergrößerung oder Rissbildung auf der Glasplatte beobachtet.
Die Glasfrittenpastezusammenstellungen der Beispiele 1 bis 7 wurden wie folgt bewertet, wobei die Resultate in der anschließenden Tabelle 2 zusammengefasst wurden.
1. Glasübergangstemperatur (T_g)
Eine Glasübergangstemperatur wurde mit einem DTA-Gerät (DTG-60H Shimatz) bei einer Auswertetemperatur von 10°C/min. gemessen.
2. Enhärtetemperatur (T_dsp)
Eine Enthärtetemperatur wurde mit einem DTA-Gerät (DTG-60H Shimatz) bei einer Auswertetemperatur von 10°C/min. gemessen.
3. Thermischer Expansionskoeffizient (CTE(× 10^–7/°C))
Ein thermischer Expansionskoeffizient wurde mit einem TMA-Gerät (TMA-Q400 TA Instrument) bei einer Auswertetemperatur von 5°C/min. gemessen.
4. Wasserdichtheit
Das abgedichtete OLED-Muster wurde in 80°C reines Wasser getaucht und das Gewicht gemessen, um jene auszusondern, die eine steigende Rate von weniger als 0,5% als O und jene, die eine steigende Rate von 0,5% oder mehr als X aufweisen.
5. Laserdichtungstest
Die Glasfrittenpaste wurde siebgedruckt, getrocknet und gesintert, um eine Musterdichtung zu bilden, woraufhin ein Dichtungstest mittels eines Lasers ausgeführt wurde. Laserstrahlen wurden unter Verwendung eines Spectra-Physics' Integra-MP zu 13 mm/sek. ausgestrahlt, um den Dichttest durchzuführen und es wurde bestimmt, ob sie dicht war oder nicht.

o: gute Dichtung x: schlechte Dichtung

	Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3	Bsp. 4	Bsp. 5	Bsp. 6	Bsp. 7
T_g (°C)	336	332	332	328	323	340	332
T_dsp (°C)	342	344	344	348	349	347	339
CTE(× 10^–7/°C)	74	75	75	75	70	75	75
Wasserdichtheit	0	0	0	0	0	0	0
Laserdichtung	0	0	0	0	0	0	0

Wie in der obigen Tabelle 2 dargestellt, bot die Mischung der Glasfrittenpaste der vorliegenden Erfindung gute Prozesswerte bei tiefen Temperaturen und ausgezeichnete Wasserdichtheit und Laserdichtung.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Beispiele und die beigefügten Zeichnungen beschränkt und eine Vielzahl von Änderungen können von dem Fachmann vorgenommen werden, ohne dass der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung, wie sie in den hiernach angefügten Ansprüchen beschrieben ist, diese nicht mit umfasst.

10: erste Elektrode
11: transparentes Substrat
12: Kante (des transparenten Substrats)
13: poröser Film (mit Farbstoff)
15: leitfähiger Film (auf der ersten Elektrode)
16: Massenschicht
20: zweite Elektrode
21: Trägersubstrat
22: Kante (des Trägersubstrats)
23: Katalysatormetallschicht
25: (Elektrolyt-)Einlass
26: leitfähiger Film (auf der zweiten Elektrode)
30: Elektrolyt
40: gesinterte Glasfritte (zwischen den Elektroden)
50: gesinterte Glasfritte (für den Einlass)
60: Anschlussbahn
70: gesinterte Glasfritte (für die Anschlussbahn)

Claims

Farbstoffsensibilisierte Solarzelle, die eine erste Elektrode aufweist mit einem transparenten Substrat, das einen porösen Film mit Farbstoff auf seiner Oberfläche aufweist, eine zweite Elektrode, die gegenüber der ersten Elektrode angeordnet ist, und einen Elektrolyt, der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei der Elektrolyt in einen Raum gefüllt ist, der von einer gesinterten Glasfritte geformt ist, die die erste und zweite Elektrode abdichtet, wobei diese in einem regulären Intervall voneinander beabstandet angeordnet sind, und wobei die gesinterte Glasfritte derart ausgebildet ist, dass eine Glasfritte aufgebracht ist, die 0–30 mol% P₂O₅, 0–50 mol% V₂O₅, 0–20 mol% ZnO, 0–15 mol% BaO, 0–20 mol% As₂O₃, 0–20 mol% Sb₂O₃, 0–5 mol% In₂O₃, 0–10 mol% Fe₂O₃, 0–5 mol% Al₂O₃, 0–20 mol% B₂O₃, 0–10 mol% Bi₂O₃ und 0–10 mol% TiO₂ aufweist und diese gesintert ist.
Farbstoffsensibilisierte Solarzelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesinterte Glasfritte so ausgebildet ist, dass eine Zusammenstellung einer Glasfrittenpaste umfassend a) die Glasfritte, b) ein organisches Bindemittel und c) ein organisches Lösungsmittel aufgebracht und gesintert ist.
Farbstoffsensibilisierte Solarzelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesinterte Glasfritte so ausgebildet ist, dass eine Zusammenstellung einer Glasfrittenpaste umfassend a) 60 bis 90 Gew.-% der Glasfritte, b) 0,1 bis 5 Gew.-% eines organischen Bindemittels und c) 5 bis 35 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels aufgebracht und gesintert ist.
Farbstoffsensibilisierte Solarzelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfritte 10–25 mol% P₂O₅, 40–50 mol% V₂O₅, 10–20 mol% ZnO, 1–15 mol% BaO, 1–10 mol% Sb₂O₃, 1–10 mol% Fe₂O₃, 0,1–5 mol% Al₂O₃, 0,1–5 mol% B₂O₃, 1–10 mol% Bi₂O₃ und 0,1–5 mol% TiO₂ umfasst.
Farbstoffsensibilisierte Solarzelle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung der Glasfrittenpaste weiterhin 0,1 bis 30 Gew.-% eines Füllmittels umfasst.
Farbstoffsensibilisierte Solarzelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode ein transparentes Substrat umfasst, das aus einem transparenten Material besteht, sowie einen porösen Film, der auf dem transparenten Substrat in einem regulären Intervall räumlich beabstandet von der Kante des transparenten Substrats zu dem Inneren angeordnet ist, wobei Farbstoff auf dem porösen Film absorbiert ist, und dass die zweite Elektrode ein Trägersubstrat und eine Katalysatormetallschicht umfasst, die auf dem gesamten Trägersubstrat oder in einem regulären Intervall beabstandet von der Kante des Trägersubstrats zum Inneren angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Elektroden derart angeordnet sind, dass der poröse Film und die Katalysatormetallschicht einander gegenüberliegen und die gesinterte Glasfritte zwischen der Kante des transparenten Substrats, an welcher der poröse Film nicht angeordnet ist und der Katalysatormetallschicht des Trägersubstrats oder der Kante des Trägersubstrats, an welcher die Katalysatormetallschicht nicht angeordnet ist, angeordnet ist, so dass die erste Elektrode und die zweite Elektrode abgedichtet sind.
Farbstoffsensibilisierte Solarzelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode weiterhin einen Einlass zur Injizierung des Elektrolyts umfasst und der Einlass durch eine gesinterte Glasfritte abgedichtet ist.
Farbstoffsensibilisierte Solarzelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode oder die zweite Elektrode weiterhin eine Anschlussbahn ausgehend von ihnen zu der Außenseite einer Einheitszelle umfassen und diese Anschlussbahn wahlweise in die gesinterte Glasfritte eingebettet und an der Seite der Solarzelle befestigt ist.
Verfahren zur Herstellung einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle, die eine erste Elektrode aufweist mit einem transparentem Substrat, das einen porösen Film mit Farbstoff auf seiner Oberfläche aufweist, eine zweite Elektrode, die gegenüber der ersten Elektrode angeordnet ist und einen Elektrolyt zwischen den ersten und zweiten Elektroden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen einer Glasfritte, die 0–30 mol% P₂O₅, 0–50 mol% V₂O₅, 0–20 mol% ZnO, 0–15 mol% BaO, 0–20 mol% As₂O₃, 0–20 mol% Sb₂O₃, 0–5 mol% In₂O₃, 0–10 mol% Fe₂O₃, 0–5 mol% Al₂O₃, 0–20 mol% B₂O₃, 0–10 mol% Bi₂O₃ und 0–10 mol% TiO₂ aufweist, auf der Bondingoberfläche zwischen den ersten und zweiten Elektroden und Sintern der Glasfritte, um die ersten und zweiten Elektroden abzudichten, wobei diese in einem regulären Intervall voneinander beabstandet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, welches weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines transparenten Substrats für eine erste Elektrode, welches aus einem transparenten Material besteht, Anordnen eines porösen Films auf dem transparenten Substrat in einem regulären Intervall räumlich von der Kante des transparenten Substrats zu dem Inneren beabstandet, Absorbieren von Farbstoff auf dem porösen Film, Bereitstellen eines Trägersubstrats für eine zweite Elektrode, Ausbilden einer Katalysatormetallschicht auf der gesamten Oberfläche des Trägersubstrats oder auf dem Trägersubstrat in einem regulären Intervall beabstandet von der Kante des Trägersubstrats zum Inneren, Aufbringen der Glasfritte zwischen der Kante des transparenten Substrats, an welcher der poröse Film nicht angeordnet ist und der Katalysatormetallschicht des Trägersubstrats oder der Kante des Trägersubstrats, an welcher die Katalysatormetallschicht nicht angeordnet ist und Verbinden der ersten und zweiten Elektroden, so dass der poröse Film und die Katalysatormetallschicht einander gegenüberliegen und Sintern der aufgebrachten Glasfritte, um die ersten und zweiten Elektroden abzudichten.
Verfahren gemäß Anspruch 9, welches weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden eines Einlasses zur Injizierung des Elektrolyts in der zweiten Elektrode, Injizieren des Elektrolyts in den Einlass und Aufbringen und Sintern einer Glasfritte auf dem Einlass, um den Einlass abzudichten.
Verfahren gemäß Anspruch 9, welches weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Kombinieren einer Anschlussbahn, welche von der ersten oder der zweiten Elektrode zu der Außenseite einer Einheitszelle gezogen wird und wahlweise Herausziehen der Anschlussbahn zu der Seite der Solarzelle, Aufbringen einer Glasfritte um die Anschlussbahn herum und die Seite der Solarzelle und Sintern der Glasfritte, so dass die Anschlussbahn an der Seite der Solarzelle befestigt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfritte derart gesintert wird, dass lediglich der Teil mit Laser erhitzt wird, auf welchem die Glasfritte aufgebracht ist.