DE102015225701A1

DE102015225701A1 - Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen und Verfahren zu deren Bildung

Info

Publication number: DE102015225701A1
Application number: DE102015225701.0A
Authority: DE
Inventors: Won Jung Kim; Sang Hak Kim; Sol Kim; Jung Hee YANG; Mi Sook MIN; Hyo Young Lee
Original assignee: Res & Business Found Sungyunkwan Univ; Hyundai Motor Co; Sungkyunkwan University Research and Business Foundation
Current assignee: Res & Business Found Sungyunkwan Univ; Hyundai Motor Co; Sungkyunkwan University Research and Business Foundation
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-03-16
Also published as: KR20170011837A; JP2017028239A; CN106373999A; KR101865997B1; US20170025229A1; JP6842235B2

Abstract

Eine Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen schließt eine Elektrodenschicht ein, die auf einem transparenten Elektrodensubstrat gebildet ist und eine Mehrzahl von Metallelektroden aufweist, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind; und eine erste Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats gebildet ist, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist. Bei der ersten Barrierenschicht handelt es sich um reduziertes Graphenoxid.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen und ein Verfahren zu deren Bildung. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen, die in der Lage ist, die Metalloberfläche einer Kollektorelektrode vor Feuchtigkeit, Elektrolyten oder Luft zu schützen, um die Korrosion der Kollektorelektrode zu verhindern, wodurch die Stromkollektoreffizienz erhöht wird, sowie ein Verfahren zu deren Bildung.
HINTERGRUND
Wenn die Größe von Solarzellen zunimmt, so verschlechtert sich die Stromkollektoreffizienz aufgrund des Widerstands in der transparenten leitfähigen Schicht. Um diesen Nachteil zu kompensieren, wird im Allgemeinen eine Elektrode eingebracht. Allerdings wird die eingebrachte Metallelektrode oft durch Elektrolyte auf Jod-Basis korrodiert.
Dementsprechend wurde berichtet, dass Glasur, UV-härtbare oder wärmehärtende Polymerharzfilme und ähnliches als neue Elektrodenschutzschichten eingesetzt werden. Glasmasse (Glasur) ist ein Schutzmaterial mit hervorragenden Charakteristika als Glasmaterial, doch kann es innerhalb zulässiger Verarbeitungstemperaturbereiche von Solarzellen die Kollektorelektroden nicht vollständig schützen. Als Ergebnis wird Glasmasse nicht weit verbreitet eingesetzt. Da insbesondere Glasmasse bei Ausübung von Druck auf die Glasur oder wenn die Glasur Vibrationen oder Aufschlag ausgesetzt ist, leicht bricht, hat die Glasmasse den Nachteil, dass es schwierig ist, die durch Elektrolyte verursachte Korrosion zu verhindern.
Weiterhin werden Epoxyharze in wärmehärtende Harze eingeteilt, die Epoxygruppen enthalten. Die Epoxyharze können in Verbindung mit dem Härtungsmittel eingesetzt werden. Sobald solche Epoxyharze gehärtet werden und zu Formen geformt werden, indem Wärme auf das Epoxyharz ausgeübt wird, weisen die Epoxyharze eine gute Hitzeresistenz auf, dass sie selbst dann nicht deformiert werden, wenn Hitze auf sie ausgeübt wird. Im Allgemeinen wurden Epoxyharze auch weit verbreitet als Haftmaterialien eingesetzt, da sie gute Hafteigenschaften aufweisen. Da allerdings bei Einsatz der Epoxyharze endokrin wirksame Stoffe gebildet werden, können sie als endokrin wirksame Chemikalien einen negativen Einfluss auf die menschliche Gesundheit haben; Epoxyharze sind nicht günstig für den Einsatz in einer Barrierenschicht, und Elektrolyten auf Jod-Basis können nicht vollständig ausgeschlossen werden.
Wenn weiterhin eine Spur eines Fotoinitiators, der in einem UV-härtbaren Harz enthalten ist, mit UV-Strahlen belichtet wird, um eine Fotopolymerisation zu initiieren, so dass die Hauptkomponenten eines Harzes, beispielsweise eines Monomers und eine Oligomers, polymerisiert werden, so werden die polymerisierten Komponenten durch ein UV-Härtungsmittel unmittelbar gehärtet. Daher wurde das UV-Härtungsmittel in verschiedenen Gebieten eingesetzt. Doch können Fotoelektroden der Solarzellen durch UV-Strahlung beschädigt werden, die Differenz der Härtungsrate in Abhängigkeit von der Differenz der Dicke kann groß sein, und es kann schwierig sein, gewinkelte Elemente oder unebene Elemente außer flachen Oberflächen der Elektroden zu härten. Wie bei den wärmehärtenden Materialien sind die Epoxyharze als Materialien bekannt, bei denen es schwierig ist, Elektrolyte auf Jod-Basis vollständig auszuschließen.
Als Beispiel wurde eine flexible Metall-Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle offenbart, in der ein Schutzfilm und ein transparenter Dünnfilm auf Kohlenstoffbasis Kohlenstoffnanoröhren oder Graphen-Dünnfilme sind.
Der Film auf Kohlenstoffbasis weist eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln, Hitze, Licht und Gasen auf, doch werden im oben genannten Stand der Technik Probleme wie die Korrosion, die durch Elektrolyte auf Jod-Basis verursacht wird, nicht berücksichtigt.
Daher besteht Bedarf für neue Materialien als Elektrodenschutzschichten, die die Korrosion der Elektroden verhindert können, um die Stromkollektionseffizienz zu verbessern.
Die oben in diesem Abschnitt zum Hintergrund offenbarten Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht zum Stand der Technik gehören, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung wurde in dem Bestreben gemacht, die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu lösen.
Zur Lösung der obigen Probleme kann die Kollektorelektroden Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen nützlich sein zum Schutz einer Metalloberfläche einer Kollektorelektrode vor Feuchtigkeit oder Lust (Sauerstoff) sowie einem Elektrolyten auf Jod-Basis, um Korrosion der Kollektorelektrode zu verhindern, indem ein superhydrophobes reduziertes Graphenoxid auf eine erste Barrierenschicht als Kollektorelektroden-Schutzschicht aufgebracht wird.
Ein Gesichtspunkt des vorliegenden erfinderischen Konzepts stellt eine Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen bereit, in der das superhydrophobe reduzierte Graphenoxid als Kollektorelektroden-Schutzschicht eingesetzt wird.
Ein weiterer Gesichtspunkt des vorliegenden erfinderischen Konzepts liefert ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen, die Korrosion einer Kollektorelektrode verhindern kann.
Ein weiterer Gesichtspunkt des vorliegenden erfinderischen Konzepts liefert eine Farbstoff-sensibilisiert Solarzelle, die eine Kollektorelektroden-Schutzschicht einschließt.
Die Ziele des vorliegenden erfinderischen Konzepts sind nicht auf die oben beschriebenen Gesichtspunkte beschränkt. Ziele des vorliegenden erfinderischen Konzepts werden durch die folgende Beschreibung geklärt und werden durch die Mittel, die in den beigefügten Ansprüchen und Kombinationen davon offenbart sind, verwirklicht.
Um diese Ziele zu erreichen, schließt die vorliegende Offenbarung die nachfolgenden Ausführungsformen ein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegende Offenbarung wird eine Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen, die eine Elektrodenschicht einschließt, die auf einem transparenten Elektrodensubstrat gebildet ist und eine Mehrzahl von Metallelektroden aufweist, die in einem Abstand voneinander angebracht sind, sowie eine erste Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist, gebildet ist, oder nur auf einem Teil der Elektrodenschicht gebildet ist. Die erste Barrierenschicht ist ein reduziertes Graphenoxid.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schließt ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen das Bilden einer Elektrodenschicht durch Anordnen einer Mehrzahl von Elektroden auf einem transparenten Elektrodensubstrat, so dass die Mehrzahl der Elektroden in einem Abstand angeordnet ist, und Bilden einer ersten Barrierenschicht über die gesamte Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die Elektrode gebildet ist, oder nur teilweise auf der Elektrodenschicht. Der Schritt des Bildens der ersten Barrierenschicht wird durchgeführt durch Bilden einer Schicht aus reduziertem Graphenoxid.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schließt eine Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle eine Kollektorelektroden-Schutzschicht ein. Die Kollektorelektroden-Schutzschicht umfasst: eine Elektrodenschicht, die auf einem transparenten Elektrodensubstrat gebildet ist und eine Mehrzahl von Metallelektroden aufweist, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind; und eine erste Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats gebildet ist, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist, oder nur teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet ist. Die erste Barrierenschicht ist ein reduziertes Graphenoxid.
Weitere Gesichtspunkte und beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden unten diskutiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegende Offenbarung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf gewisse beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, die in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, die im Folgenden lediglich zum Zwecke der Illustration angegeben sind und daher die vorliegende Offenbarung nicht beschränken.
1A ist ein Prozessdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung zeigt;
1B ist eine Querschnittsansicht der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung;
2A ist ein Prozessdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2B ist eine Querschnittsansicht der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Offenbarung;
3A ist ein Prozessdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3B ist eine Querschnittsansicht der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Offenbarung;
4A ist ein Prozessdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4B ist eine Querschnittsansicht der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung;
5A ist ein Graph, der die Ergebnisse der Röntgen-Fotoelektronenspektroskopiemessung (XPS) von reduziertem Graphenoxid (rGO) und GO gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung illustriert;
5B ist ein Graph, der die Ergebnisse der XPS-Messung von rGO gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung illustriert;
5C ist ein Graph, der die Ergebnisse der XPS-Messung von GO gemäß Vergleichsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung illustriert;
6A ist eine Rasterlektronenmikroskop-(REM)-Abbildung einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung;
6B ist eine Abbildung einer Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle, die unter Einsatz der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde;
7 ist eine Abbildung, die die Korrosionsbewertungsergebnisse für eine Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle zeigt, die die Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung einsetzt;
8 ist eine Abbildung, die die Korrosionsbewertungsergebnisse für eine Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle zeigt, die die Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung einsetzt;
9 ist eine Abbildung, die die Korrosionsbewertungsergebnisse für eine Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle zeigt, die die Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung einsetzt;
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale liefern, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die speziellen Design-Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie hier offenbart, einschließlich beispielsweise spezieller Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen werden teilweise durch die spezielle beabsichtigte Verwendung und die Umgebung des Einsatzes bestimmt.
In den Figuren beziehen sich Bezugsziffern auf die gleichen oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung über mehrere Figuren der Zeichnungen hinweg.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird nun im Detail auf verschiedene Ausführungsformen Bezug genommen, deren Beispiele in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, und die unten beschrieben werden. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, so versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die im Geist und Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
In der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung werden gewisse detaillierte Erläuterungen des Standes der Technik weggelassen, wenn gefunden wird, dass sie unnötigerweise den Kern der Erfindung verhüllen können. Durch diese Beschreibung hindurch versteht sich der Ausdruck ”einschließen/einschließlich”, soweit es nicht explizit anders gesagt ist, dass er das Einschließen der genannten Elemente impliziert, aber beliebige andere Elemente nicht ausschließt.
Eine Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen gemäß der vorliegenden Offenbarung schließt folgendes ein: eine Elektrodenschicht, die auf einem transparenten Elektrodensubstrat gebildet ist und eine Mehrzahl von Metallelektroden aufweist, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind; und eine erste Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats gebildet ist, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist, oder teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet ist. Bei der ersten Barrierenschicht kann es sich um ein reduziertes Graphenoxid (rGO) handeln.
Gemäß einer Ausführungsform kann die transparente Elektrode eine beliebige sein, die aus der Gruppe, bestehend aus Fluor-dotiertem Zinnoxid (FTO), Indiumzinnoxid (ITO), Graphen, Silber-(Ag)-Nanodrähten und eine leitfähigen Polymer ausgewählt ist.
Das Graphen, das als neues Material in Schlaglicht geraten ist, wird gegenwärtig in verschiedenen Bereichen aufgrund seiner inhärenten Eigenschaften erforscht. Um Graphen herzustellen, wird Graphen direkt auf ein Substrat, wie Kupferfolie, abgeschieden, und es werden mechanische und chemische Exfoliationsverfahren eingesetzt. Dabei ist oxidiertes/reduziertes Graphen, das durch ein chemisches Exfoliationsverfahren hergestellt wird, das eine Oxidations-/Reduktionsreaktion einsetzt, ein Kohlenstoff-Nanomaterial, das eine einzelne Schicht bis etliche zehn Schichten einschließt und so eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln, Hitze, Licht und Gasen (H₂S) sowie eine hohe Transmission aufweist.
Die Metallelektrode kann mindestens eines einschließen, das aus der Gruppe bestehend aus Silber (Ag), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Gold (Au), Platin (Pt), Palladium (Pd), Eisen (Fe), Zink (Zn), Titan (Ti), Chrom (Cr), Nickel (Ni) und Molybdän (Mo) ausgewählt ist.
Die erste Barrierenschicht kann auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist, gebildet werden, oder sie kann nur teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet werden. Speziell, wenn die Barrierenschicht teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet wird, muss die Transparenz der Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle sichergestellt werden.
Das reduzierte Graphenoxid (rGO) kann als erste Barrierenschicht eingesetzt werden. Anders als Graphenoxid (GO) ist rGO leitfähig und weist superhydrophobe Eigenschaften auf. Außerdem zeigt rGO Eigenschaften, die ähnlich zu Graphen sind, das durch das direkte Abscheidungsverfahren hergestellt wurde, und kann durch Massenproduktion hergestellt werden. Im Fall eines solchen rGO kann ein GO reduziert werden, um rGO mit superhydrophoben Eigenschaften zu bilden. Die superhydrophoben Eigenschaften des rGO können die Elektrodenschicht schützen, indem verhindert wird, dass die Kollektorelektrode von einem Elektrolyten auf Jod-basis korrodiert wird.
Die erste Barrierenschicht kann eine Dicke von 0,01 bis 100 μm aufweisen. Wenn die Dicke der ersten Barrierenschicht weniger als 0,01 μm ist, so kann das Durchdringen von Elektrolyten nicht wirksam verhindert werden, was eine Korrosion der Kollektorelektrode verursachen kann. Wenn die Dicke der ersten Barrierenschicht größer als 100 μm ist, so kann die Haftkraft zum Substrat verschlechtert werden, was zu einer Ablösung vom Substrat führt.
Die Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen kann weiterhin eine zweite Barrierenschicht einschließen, die auf der gesamten Oberfläche der ersten Barrierenschicht oder dem transparenten Elektrodensubstrat, auf dem die erste Barrierenschicht teilweise gebildet ist, gebildet sein.
Die zweite Barrierenschicht kann ein Polymerfilm sein, der aus Polyvinylalkohol (PVA) oder einer Verbindung auf Silanbasis hergestellt wird, oder ein Siliziumfilm. Die zweite Barrierenschicht kann die Kollektorelektrode vor Korrosion schützen, indem sie das Risiko verhindert, dass Elektrolyten durch die sperrige Struktur des rGO dringen, das das Material zum Bilden der ersten Barrierenschicht ist. Weiterhin kann die zweite Barrierenschicht in Abhängigkeit von den gewünschten Bedingungen weggelassen werden.
Die zweite Barrierenschicht kann eine Dicke von 0,1 bis 200 μm aufweisen. Wenn die Dicke der zweiten Barrierenschicht weniger als 0,1 μm ist, so wird die Barrierenwirkung unzureichend. Wenn die Dicke der zweiten Barrierenschicht größer als 200 μm ist, so kann die Leistungsfähigkeit aufgrund des Anstiegs des Abstands zwischen der oberen und der unteren Platte der Solarzelle abnehmen.
Ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen gemäß einer anderen Ausführungsform schließt ein: Bilden einer Elektrodenschicht durch Aufbringen einer Mehrzahl von Elektroden auf ein transparentes Elektrodensubstrat, so dass die mehreren Elektroden in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind; und Bilden einer ersten Barrierenschicht auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist, oder nur teilweises Bilden auf der Elektrodenschicht. Der Schritt des Bildens der ersten Barrierenschicht wird durch Bilden einer rGO-Schicht durchgeführt.
Die erste Barrierenschicht kann durch ein beliebiges Verfahren ausgewählt aus Sprühbeschichtung, Walzenbeschichtung, Spaltdüsen-Beschichtung, Leistenbeschichtung, Spin-Coating, Tintenstrahlbeschichtung und Tauchbeschichtungsverfahren gebildet werden, doch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die erste Barrierenschicht kann durch ein Sprühbeschichtungsverfahren gebildet werden. Wenn in diesem Fall die erste Barrierenschicht nur teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet wird, so kann die erste Barrierenschicht unter Einsatz eines Maskenbogens aufgebracht werden, so dass die erste Barrierenschicht nicht auf einem unnötigen Abschnitt der Elektrodenschicht gebildet wird.
Der Schritt des Bildens der ersten Barrierenschicht kann durch Beschichtung mit einer rGO-Lösung durchgeführt werden. D. h., die erste Barrierenschicht kann durch teilweises Aufbringen der rGO-Lösung auf die Gesamtheit des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist oder durch Aufbringen der rGO-Lösung nur auf die Elektrodenschicht, gebildet werden.
Die erste Barrierenschicht kann durch Beschichtung mit einer GO-Lösung und Reduzieren des aufgebrachten GO zum Bilden von rGO gebildet werden. Hierbei kann die GO-Lösung auf Graphen durch Verwendung eines Direkt-Syntheseverfahrens, eines mechanischen Exfoliationsverfahrens, eines chemischen Exfoliationsverfahrens, etc. hergestellt werden. Die GO-Lösung kann durch das chemische Exfoliationsverfahren hergestellt werden, indem Graphit, in dem mehrere Schichten aus Graphen gestapelt sind, einer chemischen Behandlung, wie Säurebehandlung, etc., unterzogen wird. Wenn die Säurebehandlung mit dem Graphit durchgeführt wird, so weist ein Abschnitt der Graphenoberfläche ^–OH- oder ^–COOH-Gruppen auf. Ein solches Graphen kann in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel dispergiert werden, um GO herzustellen. Weiterhin kann die GO-Lösung auf die gesamte Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist, aufgetragen werden, oder teilweise nur auf die Elektrodenschicht aufgetragen werden.
Das Reduzieren kann bei einer Temperatur von 200 bis 500°C über 1 bis 10 Stunden unter einer 4% H₂/Ar-Gasatmosphäre durchgeführt werden. D. h., die Oberfläche des mit der GO-Lösung aufgebrachten Graphens kann bei einer hohen Temperatur von 200 bis 500°C in einem Hochvakuumofen wärmebehandelt werden, so dass Graphen zu rGO reduziert wird, wobei die erste Barrierenschicht gebildet wird. Wenn die Reduktionstemperatur weniger als 200°C ist, so können einige der ^–COOH- und ^–OH-Gruppen verbleiben, und somit können die Charakteristika von rGO nicht erreicht werden. Wenn die Reduktionstemperatur größer als 500°C ist, so kann sich die Leistungsfähigkeit der Solarzelle verschlechtern, da Hitze auf die Solarzelle bei einer Temperatur oberhalb der Verarbeitungstemperatur ausgeübt wird.
Ein Feststoffgehalt in der GO-Lösung oder der rGO-Lösung kann im Bereich von 0,01 bis 50 mg/ml liegen. Wenn der Feststoffgehalt weniger als 0,01 mg/ml ist, so kann es schwierig sein, die Kollektorelektrode vollständig abzudecken. Wenn der Feststoffgehalt größer als 50 mg/ml ist, so kann sich die Dispergierbarkeit der Lösung verschlechtern, und ein gleichförmiges Beschichten kann schwierig werden.
Die erste Barrierenschicht kann eine Dicke von 0,01 bis 100 μm aufweisen.
Das Verfahren kann weiterhin die Bildung einer zweiten Barrierenschicht auf der gesamten Oberfläche der ersten Barrierenschicht oder dem transparenten Elektrodensubstrat, auf dem die erste Barrierenschicht teilweise gebildet ist, einschließen.
Die zweite Barrierenschicht kann ein Polymerfilm aus PVA oder einer Verbindung auf Silanbasis sein, oder ein Siliziumfilm. Im Fall von Polyvinylalkohol kann die erste Barrierenschicht mit einer wässrigen Polyvinylalkohollösung beschichtet werden, in der Polyvinylalkohol in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.% in mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasser, Ethanol, Methanol, Aceton, Isopropylalkohol und Butanol vorhanden ist, um die zweite Barrierenschicht zu bilden.
Die zweite Barrierenschicht kann eine Dicke von 0,1 bis 200 μm aufweisen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt eine Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle die Kollektorelektroden-Schutzschicht ein.
Daher kann eine Metalloberfläche der Kollektorelektrode vor Elektrolyten auf Jod-Basis, Feuchtigkeit und Luft (Sauerstoff) geschützt werden, um die Korrosion der Kollektorelektrode zu verhindern, indem ein superhydrophobes rGO-Oxid als Kollektorelektroden-Schutzschicht aufgebracht wird, wodurch die Stromkollektionseffizienz verbessert wird. Weiterhin kann die Korrosion der Kollektorelektrode durch Aufbringen eines Polymerfilms oder eines Siliziumfilms auf dem rGO, um eine Kollektorelektroden-Schutzschicht mit Doppelschichtstruktur zu bilden, verhindert werden.
Im Folgenden werden ein oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben. Allerdings sollen diese Beispiele den Zweck und den Bereich der einen oder mehreren Ausführungsformen nicht einschränken.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung und sollen diese nicht beschränken.
BEISPIEL 1
Eine Ag-Paste wurde auf ein mit Fluor-dotiertem Zinnoxid (FTO) beschichtetes Glas als Material für transparente Elektroden, die die Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen aufbauen, aufgebracht und dann bei 500°C über 30 Minuten wärmebehandelt, um eine Ag-Elektrode zu bilden. Danach wurden 5 mg/ml einer GO-Lösung unter Verwendung eines Sprühbeschichtungsverfahrens aufgebracht, und das aufgebrachte GO wurde bei 300°C über 5 Stunden mittels Durchleitung einer 4% H₂/Ar-Gasmischung reduziert, um eine erste Barrierenschicht aus rGO zu bilden. Die Dicke der gebildeten ersten Barrierenschicht war 0,5 μm. Dann wurde eine wässrige Lösung, in der 5 Gew.% Polyvinylalkohol (PVA) in Ethanol aufgelöst war, auf die erste Barrierenschicht durch ein Sprühbeschichtungsverfahren aufgebracht, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden. In diesem Fall war die Dicke der zweiten Barrierenschicht 10 μm.
1A ist ein Verfahrensdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 zeigt. Wie in 1A gezeigt, waren Ag-Elektroden auf dem mit FTO beschichteten Glas in einem Abstand aufgebracht, um eine Elektrodenschicht zu bilden, und GO wurde zuerst auf die Elektrodenschicht aufgebracht, und dann reduziert, um eine erste Barrierenschicht zu bilden, in der rGO aufgebracht ist. Als nächstes ist die Kollektorelektroden-Schutzschicht, in der die erste Barrierenschicht sekundär mit PVA beschichtet ist, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden, in 1A gezeigt. 1B ist eine Querschnittsansicht der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1.
BEISPIEL 2
Eine Ag-Paste wurde auf ein mit FTO beschichtetes Glas als Material für die transparenten Elektroden, die die Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle aufbauen, aufgebracht, und dann bei 500°C für 30 Minuten wärmebehandelt, um eine Ag-Elektrode zu bilden. Danach wurde ein Maskenbogen am Glas angebracht, um ausschließlich die Ag-Elektrode zu beschichten, und 5 mg/ml Graphenoxid(GO)-Lösung wurde auf den Maskenbogen unter Verwendung eines Sprühbeschichtungsverfahrens aufgebracht. Das aufgebrachte GO wurde bei 300°C über 5 Stunden mittels Durchleiten einer 4% H₂/Ar-Gasmischung reduziert, um eine erste Barrierenschicht zu bilden, in der reduziertes Graphenoxid (rGO) nur auf die Ag-Elektrode aufgebracht war. Die Dicke der gebildeten ersten Barrierenschicht war 0,5 μm. Dann wurde eine wässrige Lösung, in der 5 Gew.% PVA in Ethanol aufgelöst war, auf die gesamte Oberfläche der ersten Barrierenschicht und der FTO-Schicht durch ein Sprühverfahren aufgebracht, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden. In diesem Fall war die Dicke der zweiten Barrierenschicht 10 μm.
2A ist ein Verfahrensdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 2 zeigt. Wie in 2A gezeigt, waren Ag-Elektroden auf einem mit FTO beschichteten Glas in einem Abstand voneinander angeordnet, um eine Elektrodenschicht zu bilden, und GO wurde zuerst nur auf die Elektrodenschicht unter Verwendung eines Maskenbogens aufgebracht, und dann reduziert, um eine erste Barrierenschicht zu bilden, in der rGO aufgebracht ist. Als nächstes ist eine Kollektorelektroden-Schutzschicht, in der die erste Barrierenschicht sekundär mit PVA beschichtet ist, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden, in 2A gezeigt. 2B ist eine Querschnittsansicht einer solchen Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 2.
BEISPIEL 3
Eine Ag-Paste wurde auf ein mit FTO beschichtetes Glas als Material für transparente Elektroden, die die Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle aufbauen, aufgebracht, und dann bei 500°C über 30 Minuten wärmebehandelt, um eine Ag-Elektrode zu bilden. Danach wurde 5 mg/ml einer rGO-Lösung unter Verwendung eines Sprühbeschichtungsverfahrens aufgebracht und bei 300°C über 1 Stunde getrocknet, um eine erste Barrierenschicht zu bilden. Die Dicke der gebildeten ersten Barrierenschicht war 0,5 μm. Dann wurde eine wässrige Lösung, in der 5 Gew.% PVA in Ethanol aufgelöst war, durch ein Sprühverfahren auf die erste Barrierenschicht aufgebracht, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden. In diesem Fall war die Dicke der zweiten Barrierenschicht 20 μm.
3A ist ein Verfahrensdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 3 zeigt. Wie in 3A gezeigt, waren Ag-Elektroden auf einem mit FTO beschichteten Glas in einem Abstand voneinander angeordnet, um eine Elektrodenschicht zu bilden, und dann wurde zuerst rGO auf die Elektrodenschicht aufgebracht, um eine erste Barrierenschicht zu bilden. Als nächstes ist eine Kollektorelektroden-Schutzschicht, in der die erste Barrierenschicht sekundär mit PVA beschichtet ist, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden, in 3A gezeigt. 3B ist eine Querschnittsansicht einer solchen Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 3.
BEISPIEL 4
GO wurde zu 5 mg/ml in Wasser dispergiert, 1 ml Hydrazinhydrat wurde zugegeben, und die resultierende Mischung wurde bei 80°C über 3 Stunden umgesetzt. Danach wurde das Lösungsmittel entfernt, und die Mischung wurde mit Ethanol gewaschen und 15 Stunden getrocknet, um rGO zu erhalten. Das resultierende rGO wurde in Dimethylformamid (DMF) dispergiert. Hierbei wurde 5 mg/ml Ammoniaklösung zugegeben, um die Löslichkeit der Lösung zu verbessern, und die resultierende Mischung wurde 2 Stunden umgesetzt, um die Ammoniaklösung zu entfernen. Dann wurden 5 mg/ml des hergestellten rGO direkt auf ein mit FTO beschichtetes Glas als Material für die transparenten Elektroden, die die Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle aufbauen, aufgebracht, um eine erste Barrierenschicht zu bilden. Die Dicke der gebildeten ersten Barrierenschicht war 0,5 μm. Anschließend wurde eine wässrige Lösung, in der 5 Gew.% PVA in Ethanol aufgelöst war, auf die erste Barrierenschicht durch ein Sprühverfahren aufgebracht, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden. In diesem Fall war die Dicke der zweiten Barrierenschicht 20 μm.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine Ag-Paste wurde auf ein mit FTO beschichtetes Glas als Material für transparente Elektroden, die die Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle aufbauen, aufgebracht, und dann bei 500°C über 30 Minuten wärmebehandelt, um eine Ag-Elektrode zu bilden. Danach wurde 5 mg/ml einer GO-Lösung unter Verwendung eines Sprühbeschichtungsverfahrens aufgebracht und bei 300°C über 1 Stunde getrocknet, um eine erste Barrierenschicht zu bilden. Die Dicke der gebildeten ersten Barrierenschicht war 0,5 μm. Dann wurde eine wässrige Lösung, in der 5 Gew.% PVA in Ethanol aufgelöst war, durch ein Sprühverfahren auf die erste Barrierenschicht aufgebracht, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden. In diesem Fall war die Dicke der zweiten Barrierenschicht 20 μm.
4A ist ein Verfahrensdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden einer Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 1 zeigt. Wie in 4A gezeigt, wurden Ag-Elektroden auf einem mit FTO beschichteten Glas in einem Abstand voneinander angeordnet, um eine Elektrodenschicht zu bilden, und GO wurde zuerst auf die Elektrodenschicht aufgebracht, um eine erste Barrierenschicht zu bilden. Als nächstes ist eine Kollektorelektroden-Schutzschicht, in der die erste Barrierenschicht sekundär mit PVA beschichtet ist, um eine zweite Barrierenschicht zu bilden, in 4A gezeigt. 4B ist eine Querschnittsansicht einer solchen Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 1.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Eine Ag-Paste wurde auf ein mit FTO beschichtetes Glas als Material für transparente Elektroden, die die Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle aufbauen, aufgebracht, und dann bei 500°C über 30 Minuten wärmebehandelt, um eine Ag-Elektrode zu bilden. Danach wurde ein UV-Härtungsmittel auf Epoxybasis durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht, wobei 80°C über 30 Minuten getrocknet und dann durch UV-Strahlung gehärtet wurde, um eine Barrierenschicht zu bilden. Die Dicke der gebildeten Barrierenschicht war 30 μm.
TESTBEISPIELE
TESTBEISPIEL 1
Es wurden Röntgenfotoelektronenspektroskopie-(XPS)-Messungen durchgeführt, um ein Beschichtungsmaterial der ersten Barrierenschicht als Kollektorelektroden-Schutzschicht, wie in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in den 5A, 5B und 5C gezeigt.
5A ist ein Graph, der die Ergebnisse der XPS-Messung von rGO und GO gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 illustriert. 5B ist ein Graph, der die Ergebnisse der XPS-Messung von rGO gemäß Beispiel 1 illustriert, und 5C ist ein Graph, der die Ergebnisse der XPS-Messung von GO gemäß Vergleichsbeispiel 1 illustriert.
In Bezug auf 5A bis 5C wurde anhand der durch XPS gemessenen Peaks gezeigt, dass die GO-Beschichtung und die rGO-Beschichtung, die in Beispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurden, ordnungsgemäß als erste Barrierenschicht gebildet wurden.
6A ist eine Rasterelektronenmikroskop-(REM)-Abbildung der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1. Wie in 6A gezeigt, wurde gezeigt, dass die GO-Beschichtung ordnungsgemäß auf der Ag-Elektrode gebildet wurde, und die Dicke der GO-Beschichtung war 0,5 μm.
6B ist eine Abbildung, die eine Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle zeigt, die unter Verwendung der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 hergestellt wurde. In 6B ist (A) eine Abbildung der vorderen Oberfläche einer Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle, in der GO auf einer Ag-Kollektorelektrode gebildet ist, und (B) ist eine Abbildung einer rückseitigen Oberfläche der Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle. Es gab keine Farbänderung in der Ag-Kollektorelektrode und es wurde gezeigt, dass die Ag-Kollektorelektrode nicht beschädigt wurde, wenn GO gebildet wurde.
TESTBEISPIEL 2
Die Farbstoff-sensibilisierten Solarzellen, die unter Verwendung der in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 hergestellten Kollektorelektroden-Schutzschichten hergestellt wurden, wurden mit einem Elektrolyten auf Jod-Basis 500 Stunden imprägniert, und die Oberflächen der Farbstoff-sensibilisierten Solarzellen wurden mit bloßem Auge beobachtet. Die Ergebnisse sind in den 7, 8 und 9 gezeigt.
7 ist eine Abbildung, die die Ergebnisse der Bewertung der Korrosivität einer Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle zeigt, die die Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Beispiel 1 einsetzt. Speziell ist (A) eine Abbildung der Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle vor Imprägnierung mit dem Elektrolyten, und (B) ist eine Abbildung der Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle nach Imprägnierung mit dem Elektrolyten. Es wurde gezeigt, dass Gebiete (weiß), in denen die Kollektorelektroden-Schutzschicht gebildet worden ist, nach 500 Stunden beobachtet wurden, und in einem stabilen Zustand in (B) von 7, verglichen mit (A) von 7 erhalten blieben, was anzeigt, dass es keine Anzeichen von Korrosion gab.
8 ist eine Abbildung, die die Ergebnisse der Bewertung der Korrosivität einer Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle zeigt, die die Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 1 einsetzt. Speziell ist (A) eine Abbildung der Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle vor Imprägnierung mit dem Elektrolyten, und (B) ist eine Abbildung der Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle nach Imprägnierung mit dem Elektrolyten. Es wurde gezeigt, dass Gebiete (weiß), in denen die Kollektorelektroden-Schutzschicht gebildet war, innerhalb von etwa 150 Stunden nach Imprägnierung mit dem Elektrolyten in (B) von 8 korrodiert wurden, im Vergleich zu (A) von 8.
9 ist eine Abbildung, die die Ergebnisse der Bewertung Korrosivität einer Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle zeigt, die eine Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Vergleichsbeispiel 2 einsetzt. Speziell zeigt (A) in 9 eine Ag-Kollektorelektrode und eine gebildete Barrierenschicht vor Imprägnierung mit dem Elektrolyten, und (B) ist eine Abbildung, die zeigt, dass der Elektrolyt in die Barrierenschicht innerhalb etwa 24 Stunden seit Imprägnierung mit dem Elektrolyten eindrang, und die Kollektorelektrode aufgrund der Korrosion der Kollektorelektrode kollabierte.
Dadurch wurde bestätigt, dass eine Metalloberfläche einer Kollektorelektrode vor Elektrolyten auf Jod-Basis, Feuchtigkeit oder Luft (Sauerstoff) geschützt werden kann, um die Korrosion der Kollektorelektrode zu verhindern, und dadurch die Stromkollektionseffizienz verbessert werden kann, indem superhydrophobes rGO als Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufgebracht wird.
Daher kann eine Metalloberfläche der Kollektorelektrode vor Elektrolyten auf Jod-Basis, Feuchtigkeit oder Luft (Sauerstoff) geschützt werden, um die Korrosion der Kollektorelektrode zu verhindern, indem das superhydrophobe rGO als erste Barrierenschicht der Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufgebracht wird, wodurch die Stromkollektionseffizienz verbessert wird.
Weiterhin kann die Korrosion der Kollektorelektrode durch Aufbringen eines Polymerfilms oder eines Siliziumfilms auf das rGO, um eine Kollektorelektroden-Schutzschicht mit Zweischichtstruktur zu bilden, geschützt werden.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. Allerdings versteht es sich für den Fachmann, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und vom Geist der Erfindung abzuweichen, deren Bereich durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims

Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen, umfassend: eine Elektrodenschicht, die auf einem transparenten Elektrodensubstrat gebildet ist und eine Mehrzahl von Metallelektroden aufweist, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind; und eine erste Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die Elektrodenschicht gebildet ist, aufgebracht ist, worin die erste Barrierenschicht ein reduziertes Graphenoxid ist.
Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Anspruch 1, worin die transparente Elektrode eine beliebige ist, die aus der Gruppe, bestehend aus einem Fluor-dotierten Zinnoxid (FTO), Indiumzinnoxid (ITO), Graphen, Silber-(Ag)-Nanodrähten und einem leitfähigen Polymer, ausgewählt ist.
Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Anspruch 1, worin die Metallelektrode mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silber (Ag), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Gold (Au), Platin (Pt), Palladium (Pd), Eisen (Fe), Zink (Zn), Titan (Ti), Chrom (Cr), Nickel (Ni) und Molybdän (Mo) umfasst.
Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Anspruch 1, worin die erste Barrierenschicht eine Dicke von 0,01 bis 100 μm aufweist.
Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine zweite Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche der ersten Barrierenschicht gebildet ist.
Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Anspruch 5, worin die zweite Barrierenschicht ein Polymerfilm ist, der aus Polyvinylalkohol (PVA) oder einer Verbindung auf Silanbasis gebildet ist, oder ein Siliziumfilm ist.
Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Anspruch 5, worin die zweite Barrierenschicht eine Dicke von 0,1 bis 200 μm aufweist.
Kollektorelektroden-Schutzschicht, worin die erste Barrierenschicht teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet ist.
Kollektorelektroden-Schutzschicht gemäß Anspruch 8, weiterhin umfassend: eine zweite Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats gebildet ist, auf dem die erste Barrierenschicht teilweise gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kollektorelektroden-Schutzschicht für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen, wobei das Verfahren umfasst: Bilden einer Elektrodenschicht durch Anordnen einer Mehrzahl von Elektroden auf einem transparenten Elektrodensubstrat, so dass die Mehrzahl der Elektroden in einem Abstand voneinander angeordnet sind; und Bilden einer ersten Barrierenschicht auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats, auf der die Elektrodenschicht gebildet ist, worin der Schritt des Bildens der ersten Barrierenschicht durch Bilden einer Schicht aus reduziertem Graphenoxid durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, worin der Schritt des Bildens der ersten Barrierenschicht durch Aufbringen einer Lösung mit reduziertem Graphenoxid durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, worin der Schritt des Bildens der ersten Barrierenschicht durch Aufbringen einer Lösung mit Graphenoxid und reduzieren des aufgebrachten Graphenoxids, um reduziertes Graphenoxid zu bilden, durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das aufgebrachte Graphenoxid bei einer Temperatur von 200 bis 500°C über 1 bis 10 Stunden reduziert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, worin der Feststoffgehalt in der Graphenoxidlösung oder der reduzierten Graphenoxidlösung im Bereich von 0,01 bis 50 mg/ml liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die erste Barrierenschicht eine Dicke von 0,01 bis 100 μm aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, weiterhin umfassend: Bilden einer zweiten Barrierenschicht auf der gesamten Oberfläche der ersten Barrierenschicht oder des transparenten Elektrodensubstrats, auf dem die erste Barrierenschicht teilweise gebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, worin die zweite Barrierenschicht ein Polymerfilm aus PVA oder einer Verbindung auf Silanbasis ist, oder ein Siliziumfilm ist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, worin die zweite Barrierenschicht eine Dicke von 0,1 bis 200 μm aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die erste Barrierenschicht teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet wird.
Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle, die eine Kollektorelektroden-Schutzschicht umfasst, worin die Kollektorelektroden-Schutzschicht folgendes umfasst: eine Elektrodenschicht, die auf einem transparenten Elektrodensubstrat gebildet ist und eine Mehrzahl von Metallelektroden aufweist, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind; und eine erste Barrierenschicht, die auf der gesamten Oberfläche des transparenten Elektrodensubstrats gebildet ist, auf dem die Elektrode gebildet ist, oder teilweise auf der Elektrodenschicht gebildet ist, wobei die erste Barrierenschicht reduziertes Graphenoxid ist.