SE537836C2 - En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma - Google Patents

En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma Download PDF

Info

Publication number
SE537836C2
SE537836C2 SE1450123A SE1450123A SE537836C2 SE 537836 C2 SE537836 C2 SE 537836C2 SE 1450123 A SE1450123 A SE 1450123A SE 1450123 A SE1450123 A SE 1450123A SE 537836 C2 SE537836 C2 SE 537836C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
porous
layer
transparent
printed
layers
Prior art date
Application number
SE1450123A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1450123A1 (sv
Inventor
Henrik Lindström
Giovanni Fili
Original Assignee
Exeger Sweden Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exeger Sweden Ab filed Critical Exeger Sweden Ab
Priority to SE1450123A priority Critical patent/SE537836C2/sv
Priority to TW103144938A priority patent/TWI644446B/zh
Priority to JP2016550538A priority patent/JP6209779B2/ja
Priority to PCT/EP2015/050467 priority patent/WO2015117795A1/en
Priority to EP15701488.7A priority patent/EP3103147B1/en
Priority to ES15701488.7T priority patent/ES2671191T3/es
Priority to US15/117,306 priority patent/US10026561B2/en
Priority to CN201580007646.5A priority patent/CN105981189B/zh
Publication of SE1450123A1 publication Critical patent/SE1450123A1/sv
Publication of SE537836C2 publication Critical patent/SE537836C2/sv
Priority to US16/012,216 priority patent/US11328875B2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2022Light-sensitive devices characterized by he counter electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2027Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2059Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/621Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

537 836 Sammanfattning Foreliggande uppfinning avser en fargamnessensibiliserad solcell (dye-sensitized solar cell, DSC) innefattandes ett porost isolerande substrat (30) som har en forsta yta och en andra yta, ett forsta porost skikt (14) innefattandes ledande partiklar tryckt p5 det porosa isolerande substratets forsta yta och som bildar ett ledande porost skikt, ett andra porost skikt (16) innefattandes ledande partiklar tryckt p5 det porosa isolerande substratets andra yta och som bildar ett ledande porost skikt, varigenom det porosa isolerande substratet Jr anordnat mellan det forsta och det andra porosa skiktet, ett tredje porost skikt (18) innefattandes ljusabsorberande fargamnesmolekyler deponerade p5 det forsta porosa skiktet, samt ett medium for overforing av laddning for att overfora laddning mellan det tredje och det forsta porosa skiktet. Vardera av de porosa skikten innefattar ett tryckt monster innehallandes minst ett icke-transparent omr5de (24,25,26) och minst ett transparent omr5de (20,21,22) och det porosa isolerande substratet innefattar minst ett transparent omr5de (32), varigenom de porosa skiktens narrinda transparenta omr5den och det porosa isolerande substratets narrinda transparenta omrAden Jr sa placerade i forhallande till varandra att de bildar minst en genomg5ende transparent bana genom solcellen.

Description

537 836 En transparent fargamnessensibiliserad solcell samt ett s5tt f6r framstallning av densamma Tekniskt omrade Den har uppfinningen avser en transparent fargamnessensibiliserad solcell. Den har uppfinningen avser aven ett satt for framstallning av transparenta fargamnessensibiliserade solceller.
Tidigare kand teknik Fargamnessensibiliserade solceller (dye-sensitized solar cells, DCS) har funnits och vidareutvecklats under de senaste 20 aren och fungerar enligt liknande principer som fotosyntes. Till skillnad fran kiselsolceller sa tar dessa celler upp solljusets energi med hjalp av fargamnen som kan framstallas billigt, miljovanligt och i rikliga mangder.
En konventionell solcell av sandwich-typ har ett nagra mikrometer tjockt porost Ti02- elektrodskikt deponerat pa ett transparent ledande substrat. Ti02-elektroden bestar av Ti02- metalloxidpartiklar som sitter ihop med varandra samt med fargamnesmolekyler adsorberade till ytan av Ti02-partiklarna och detta bildar en arbetselektrod. Ett transparent ledande substrat bestar av en transparent ledande oxid deponerat pa ett glassubstrat. Det transparenta ledande oxidskiktet fungerar som en bak-kontakt (elektronsamlare) som tar upp fotogenererade elektroner fran arbetselektroden. Ti02-elektroden star i kontakt med en elektrolyt och ytterligare ett transparent ledande substrat, d.v.s. en motelektrod.
Solljuset tas upp av fargamnet som bildar foto-exciterade elektroner som overfors till ledningsbandet i Ti02-partiklarna och darifran vidare till det ledande substratet. Samtidigt sa reducerar I--joner i redoxelektrolyten det oxiderade fargamnet och overfor den bildade elektrontagaren till motelektroden Vanligtvis sa har solceller en framkontakt, van i elektronsamlaren är placerad ovanpa det ljusabsorberande skiktet. Ljuset behover cla passera genom framkontakten innan det nar det ljusabsorberande skiktet. Som en foljd av detta sa behover elektronsamlaren vara bade tillrackligt transparent for det inkommande ljuset samt ha tillrackligt hog elektrisk ledningsformaga for att mojliggora bade maximal ljusinstromning och bortledandet av den fotogenererade elektriska strommen utan markbara forluster p.g.a. elektriskt motstand. Tyvarr sa har material med hog transparens lag ledningsformaga och material med hog ledningsfOrmaga har lag transparens. Dessutom sa absorberar de transparenta ledare som anvands i solceller med framkontakt en del av det inkommande ljuset innan det nar det ljusabsorberande skiktet.
En fordel med DSC solcellsteknik är att elektronsamlaren kan placeras pa baksidan av det ljusabsorberande skiktet i det sa kallade "bakkontakt-" tillvagagangssattet. En bakkontakt mojliggor anvandandet av elektronsamlare med mycket hog ledningsformaga som inte är 1 537 836 transparenta for ljus, d.v.s. ledare som blockerar ljuset genom reflexion eller absorption av ljuset. LedningsformAgan hos elektronsamlaren av bakkontakttyp kan vara flera storleksordningar storre jamfort med de transparenta elektronsamlare som anvands till framkontakt. Effektiviteten for omvandling av ljus till elektricitet has en DSC-cell av bakkontakttyp kan bkas markant tack vare de minskade elektriska forlusterna, d.v.s. genom lagre motstAnd i elektronsamlaren, och genom utokad aktiv area samt genom hogre fotonflode som n5r det ljusabsorberande skiktet.
Figur 1 visar ett exempel p5 en fargamnessensibiliserad solcell innehAllandes en arbetselektrod 1 innefattandes en poros metalloxid med ett ljusabsorberande amne deponerat p5 ovansidan; ett forsta ledande skikt 2 for upptagande av fotogenererade elektroner fran arbetselektroden; ett porost isolerande substrat 4; och en motelektrod inneh5llandes ett andra ledande skikt 3, placerat pa motsatt sida av det porosa isolerande substratet. Det forsta ledande skiktet 2 är ett porost ledande skikt som är deponerat p5 ena sidan av det porosa isolerande substratet 4. Det andra ledande skiktet 3 är ett porost ledande skikt som är deponerat p5 motsatta sidan av det porosa isolerande substratet 4. Det forsta och det andra ledande skiktet är tryckt p5 det porosa isolerande substratet. B5da de ledande skikten 2,3, bestAr av partiklar som är stora nog for att inte tranga in i porerna p5 det porosa substratet. Substratet separerar de ledande skikten fysiskt och elektriskt for att undvika direkt elektrisk kortslutning mellan de ledande skikten. Dessutom s5 bor det porosa substratet vara lampligt for tryck, s5 att det forsta och det andra ledande skiktet ska kunna tryckas p5 det porosa substratet.
Ett flertal celler bildar tillsammans en solcellsmodul. De ledande skikten kan vara forseglade i kanterna for att skydda DSC-modulen mot den omgivande atmosfaren och for att forhindra avdunstning eller lackage av komponenterna inuti DSC-cellen.
Porerna i det ljusabsorberande skiktet, i de porosa elektroderna och i det porosa substratet frAn elektrodkonstruktionen i Figur 1, är infiltrerade med ett medium for overforing av elektrisk laddning, t.ex. en elektrolyt. Mediet for overforing av elektrisk laddning bildar ett genomg5ende skikt inuti ledarna och mellan ledarna, varigenom overforing av elektrisk laddning mellan motelektroden och arbetselektroden mojliggors. Det forsta ledande skiktet anvands for att samla elektroner genererade i det ljusabsorberande skiktet, och for att leda elektronerna via en extern elektrisk krets (syns ej i Figur 1) till motelektroden. Motelektroden anvands for att leda elektronerna till mediet for overforing av elektrisk laddning. Mediet for overforing av elektrisk laddning overfor elektroner tillbaka till det ljusabsorberande skiktet och sluter darigenom den elektriska kretsen. Beroende p5 arten av medium for overforing av elektrisk laddning, s5 kan antingen joner eller elektroner och h51 overforas mellan motelektroden och det ljusabsorberande skiktet.
Mediet for overforing av elektrisk laddning uppvisar ett visst elektriskt motstAnd mot laddningsoverforing. Det elektriska motst5ndet akar med avstAndet som laddningarna ska overforas. Darigenom kommer det alltid att finnas vissa elektriska resistiva forluster i mediet for overforing av elektrisk laddning nar elektrisk laddning ska overforas mellan motelektroden och det ljusabsorberande skiktet. Genom att minimera avstAndet mellan motelektroden och 2 537 836 det ljusabsorberande skiktet sA Jr det mojligt att minimera de resistiva forlusterna. Genom att Ora det porosa substratet tunnare s5 kan de resistiva forlusterna minska. Nar det porosa substratet blir tunnare s5 blir det emellertid mekaniskt skorare. Darfor s5 Jr det onskvart att anvanda sig av ett substrat som Jr tjockt nog for saker mekanisk hantering.
DSC-celler av bakkontakttyp Jr ej transparenta p5 grund av anvandandet av icke transparenta material med hog ledningsform5ga. Foljaktligen s5 kan dessa DSC-celler av bakkontakttyp ej anvandas for tillampningar som kraver transparens, s5 som byggnadsintegrerad fotovoltaik (BIPV, building integrated photovoltaics) eller byggnadsapplicerad fotovoltaik (BAPV, building applied photovoltaics), dar solceller behover b5de generera elektricitet samt till5ta ljus att passera for att belysa insidan av byggnaden.
En kand losning for att Ora icke-transparenta solceller transparenta har att Ora med inforandet av parer och hal i solcellsenheten genom att avlagsna delar av det icketransparenta cellmaterialet. Material kan avlagsnas exempelvis med hjalp av laserteknik eller etsning. Nackdelen med denna losning Jr att solcellsmaterialet avlagsnas och farspills vid platsen for h5len.
US2013/255761 beskriver ett satt for framstallning av en transparent arbetselektrod, vani arbetselektroden innehaller en poros metallfolie. Parer i metallfolien skapas genom genomtrangning utav nAlar eller laserablation. Det namns aven ett satt att sintra titanpulver och pressa titanfiberpapper for att skapa hAl i solcellen.
N5gra av de kanda losningarna akar solcellens komplexitet. Dessa solceller Jr skorare och mer benagna att g5 sander. S5dana solceller Jr aven sv5rare att framstalla. Ofta blir ytterligare material och processteg nodvandiga vid anvandandet av tunna och omtaliga material.
Det finns behov for en solcell som Jr transparent, har god eller okad effektivitet for energiomvandling Irk ljus till elektricitet samt hog ledningsformAga. Det finns behov for en solcell som kan fastas p5 eller integreras i glassegmenten av en konstruktion, s5 som en byggnad eller en farkost. Det finns aven behov for en solcell som kan framstallas till lag kostnad.Lampligtvis bor inget extra material eller processteg vara nodvandigt vid framstallning av den transparenta solcellen. Det finns behov for en solcell som kan framstallas utan avlagsnande av material frAn solcellen, eller utan att nodvandigtvis anvanda sig av laser eller etsande tekniker eller liknande.
Andam5I och sammanfattning av uppfinningen Andarn5let med foreliggande uppfinning Jr att Atminstone delvis overvinna de ovan namnda nackdelarna.
Detta andam5I uppn5s genom en fargamnessensibiliserad solcell (dye-sensitized solar cell, DSC) enligt krav 1. 3 537 836 DSC:n innehaller ett porost isolerande substrat med en forsta och en andra yta. Ett forsta porost skikt innehallandes ledande partiklar trycks pa det porlisa substratets forsta yta och bildar ett forsta ledande skikt. Ett andra porost skikt innehallandes ledande partiklar trycks pa substratets andra sida och bildar ett andra ledande skikt. Det porosa isolerande substratet är darmed anordnat mellan det forsta och det andra porosa skiktet. Ett tredje porost skikt, arbetselektroden, trycks pa det forsta porosa skiktet. Detta tredje porosa skikt forses med ljusabsorberande fargamnesmolekyler. DSC:n innehaller dessutom ett medium for overforing av laddning for att overfora laddningar mellan det andra porosa skiktet (motelektroden) och det tredje porosa skiktet (det ljusabsorberande skiktet). Foretradesvis sa är mediet for overforing av laddning transparent. Detta medium for overforing av laddning kan vara placerat i de porosa skiktens och i det porosa isolerande substratets porer. Alla porosa skikt innefattar ett tryckt monster, varigenom varje porost skikt har minst ett icke-transparent omrade och minst ett transparent omrade. De porosa skiktens transparenta omraden och det porosa isolerande substratets transparenta omraden är placerade i forhallande till varandra pa sa satt att de bildar minst en genomgaende transparent bana genom solcellen sa att ljus kan passera genom solcellen i en riktning vinkelratt mot den forsta och den andra ytan.
De icke-transparenta omradena är icke-transparenta p5 grund av det faktum att de innehaller icke-transparenta material/partiklar. Det forsta och det andra porosa skiktets icketransparenta omraden innehaller ledande partiklar, till exempel metallpartiklar som är icke- transparenta. Det tredje porosa skiktets icke-transparenta omraden innehaller ljusabsorberande fargamnesmolekyler vilka är icke-transparenta. Beroende pa halten av icketransparenta partiklar i de icke-transparenta omradena sa kan emellertid graden av icketransparens variera. Med benamningen ''icke-transparent omrade" sa menas att minst 80 % av inkommande ljus hindras Iran att passera genom omradet.
De transparenta omradena är transparenta tack vare det faktum att de ej innehaller icke- transparent material/partiklar eller innehaller endast ett fatal icke-transparenta partiklar. Med benamningen "transparent omrade" sa menas att ljus kan passera igenom. Det kan dock forekomma varierande grader av transparens. Till exempel sa kan de transparenta omradena vara fargat translucenta, som exempelvis gult translucent eller opalescent. Foretradesvis sa bor mer an 50 % av ljuset slappas igenom det transparenta omradet, och foretradesvis bar mer an 70 % av ljuset slappas igenom.
Det ftirsta och det andra porosa skiktets icke-transparenta ornraden är elektriskt ledande omraden av DSC:n. Det forsta, det andra och det tredje porosa skiktets samt substratets transparenta omraden är icke-ledande omraden av DSC:n. Det porosa isolerande substratet innefattar aven det minst ett transparent omrade. Hela det porosa isolerande substratet kan vara transparent, eller sa är substratet ej transparent men innehaller ett eller flera transparenta omraden, exempelvis hal.
Det forsta, det andra och det tredje porosa skiktets samt substratets transparenta omraden är placerade sa att det bildas en genomgaende transparent bana genom DSC:n, vilken mojliggor att ljus kan passera genom DSC:n. Foljaktligen blir DSC:n transparent. Foretradesvis 4 537 836 sS innehAller varje porost skikt ett flertal transparenta omrklen, som tillsammans med en eller flera av substratets transparenta omrAden bildar ett flertal transparenta banor genom DSC:n.
De transparenta omrAdena, exempelvis i form av h51 eller punkter, lAter ljus passera genom DSC:n. Det forsta och det andra porosa skiktets transparenta omrkle/n kan vara placerade varsomhelst mellan det/de icke-transparenta omr5det/omr5dena s5 lange som den/de icke- transparenta omr5det/omr5dena bildar en genomg5ende ledande bana. Detta mojliggor skapandet av ett stort antal olika tryckta monster for en DSC, exempelvis sa som visas i figurerna 4a-4d.
Nar samtliga skikts samt substratets transparenta omrAden ligger hoppassade, eller ovanp varandra i en riktning vinkelratt mot den forsta och den andra ytan, s5 bildar de transparenta omrklena en eller flera banor genom DSC:n som mojliggor for ljus att passera igenom DSC:n. Ljus kan dock reflekteras inom cellkonstruktionen och p5 s6 s5tt passera igenom konstruktionen utan att de transparenta omrklena overlappar varandra.
Genom att tillhandahAlla porosa skikt med tryckta monster innehallandes icke-transparenta omrklen och transparenta omrklen sA är det mojligt att ktadkomma en transparent DSC av bakkontakttyp inneh5llandes icke-transparent material med hog ledningsform5ga. Varje porost skikt trycks i ett monster innehallandes en eller flera omraden, exempelvis ett punktmonster dar inget ledande material trycks i punkterna, p5 s5 sat att ljus kan passera igenom de transparenta omrklena for att uppn5 delvis transparens hos DSC:n. Graden av transparens hos DSC:n av bakkontakttyp kan varieras genom att trycka transparenta omrklen av varierande storlek, varierande form och varierande avstand. Dessutom sa kan avancerade grafiska monster framstallas genom att variera storlek, form och avstAnd p5 de transparenta omrklena. Grundlaggande bildbehandlingstekniker, s5 som rasterteknik, kan exempelvis anvandas for att skapa passande tryckmonster som resulterar i onskade grafiska monster.
Harigenom foljer att genom att trycka porosa skikt innehallandes transparenta omraden sa. är det mojligt att framstalla en DSC av bakkontakttyp som bkle är transparent och har en grafisk formgivning.
Den foreliggande uppfinningen gar det mojligt att framstalla transparenta DSC:er av bakkontakttyp for tillampningar som kraver transparens, s5 som i byggnader, dar solceller !Ade behover generera elektricitet samt tillata ljus att passera for att belysa insidan av byggnaden.
Ytterligare en fordel med att anvanda porosa skikt i monstertryck är att inget solcellsmaterial behover avlagsnas eller forspillas i ett extra nodvandigt processteg. Genom att trycka bakkontakten direkt i onskat monster s5 är det foljaktligen mojligt att minska ner p5 antalet processteg och spara solcellsmaterial. Dessutom s5 har transparenta ledare som anvands i solceller av framkontaktstyp dAlig elektrisk ledningsform5ga och lider darfor storre forluster i ledningsform5ga nar transparenta omrklen infors, och detta begransar antalet mojliga anvandbara monster, samt att det begransar den maximala storleken p5 sklana celler. Tillvagag5ngssattet med DSC av bakkontakttyp med hog ledningsform5ga daremot erbjuder mojligheten till ett stort antal anvandbara monster utan att cellstorleken behover 537 836 kompromissas. Det Jr aven mojligt att tillsatta olika farger till punkterna genom att farga cellens framre eller bakre forseglingsskiva och darigenom Oka den estetiska kvaliteten.
Denna DSC kan dessutom framstallas till 15g kostnad med hjalp av relativt okomplicerade trycktekniker. Inga 1151 behover goras i denna DSC, d.v.s. inga laser- eller ets-tekniker behover tillampas for att Astadkomma de transparenta omr5dena i denna DSC. Darigenom s5 Jr inga extra material eller extra processteg nadvandiga for att framstalla en DSC enligt krav 1.
Foreliggande uppfinning mojliggor framstallningen av en DSC av bakkontakttyp med hog elektrisk ledningsformaga, och darigenom mojliggors okad effektivitet i energiomvandlingen frAn ljus till elektricitet, samtidigt som den Jr delvis transparent.
Denna DSC Jr gjord av tunna skikt, vilka tillsammans bildar en tunn DSC. Denna DSC kan latt installeras i ett glassegment av en konstruktion, sA som en byggnad eller en farkost. Monstret, d.v.s. antalet och storleken p5 de transparenta omr5dena kan anpassas efter omstandigheterna. Till exempel sA kan antalet av och/eller storleken pa de transparenta omrAdena begransas for att forhindra sal att skina in i konstruktionen i Wider med varmt klimat, meden i Wider som n5s av mindre solsken sA kan antalet av och/eller storleken p5 de transparenta omr5dena okas for att 18ta maximal andel av solljuset att passera in i konstruktionen. Darigenom sa kan andelen transparent yta av den totala ytan av de porosa skikten varieras beroende p5 tillampningen av solcellen. Foretradesvis s5 Jr arean p5 det, till antalet minst ett, transparenta omr5det hos varje porost skikt mellan 10 % och 70 % av den totala arean av varje porost skikt, och vanligtvis s5 är arean av det, till antalet minst ett, transparenta omradet has varje porost skikt mellan 30 % och 60 % av den totala arean av varje porost skikt. Foretradesvis s5 Jr arean p5 de(t/n) transparenta omrAde(t/na) liknande i varje porost skikt.
I en utforingsform s5 overlappar Atminstone delvis de porosa skiktens minst en till antalet transparenta omr5den for att sakerstalla att ljus kan passera igenom de porosa skikten.
I ytterligare en utforingsform sA motsvarar det tredje porosa skiktets tryckta monster det forsta porosa skiktets tryckta monster. I en utforingsform sA motsvaras det andra porosa skiktets tryckta monster av det forsta och det tredje porosa skiktets tryckta monster. Det Jr lampligt att tillampa samma monster p5 alla tre porosa skikt. Dessutom s5 forenklar det framstallningen av det grafiska monstret p5 DSC:n am ljus kan passera genom DSC:n.
Benamningen "motsvarande monster" tas i denna beskrivning for att betyda "monster med samma form och samma orientering".
Enligt en utforingsform av uppfinningen s5 innefattar solcellen ett flertal kopplingsorgan, t.ex. samlingsskenor som Jr elektriskt anslutna till det forsta och till det andra porosa skiktet for att ansluta det forsta och det andra porosa skiktet till en yttre elektrisk krets, samt att det forsta och det andra porosa skiktets tryckta monster Jr utformade p5 s5 satt att de icke-transparenta omr5dena kommer i direkt elektrisk kontakt med minst ett av kopplingsorganen. Denna utforingsform sakerstaller att den ljusgenererade strommen leds till den yttre kretsen och sakerstaller foljaktligen hog effektivitet i DSC:ns elektriska kraftproduktion. 6 537 836 Det tredje porosa skiktet är ett ljusabsorberande skikt, och dess framsta funktion Jr att absorbera ljus och omvandla ljuset till elektriskt energi. Det forsta och det andra porosa skiktet är ledande skikt. Det forsta porosa skiktets framsta uppgift är att ta upp strom frAn det tredje porosa skiktet och att leda den upptagna strommen till en extern elektrisk krets. Det andra porosa skiktets framsta uppgift är att ta upp strommen frAn den yttre elektriska kretsen och leda strommen till mediet for overforing av laddning. For att effektivt kunna samla och leda strom till den yttre elektriska kretsen sA kir det forsta porosa skiktets alla icke-transparenta omr5den vara elektriskt anslutna till det forsta porosa skiktets kopplingsorgan, s5 att en eller flera genomgaende ledande banor tillhandahalls mellan det forsta skiktets icke-transparenta omrAden och den yttre elektriska kretsen. For att effektivt leda strommen frAn den yttre elektriska kretsen till mediet for overforing av laddning sA bor det andra porosa skiktets alla icke-transparenta omrAden vara elektriskt anslutna till det andra skiktets kopplingsorgan, s5 att darigenom en eller flera genomgaende elektriska banor tillhandahalls mellan det andra porosa skiktets icke-transparenta omrAden och den yttre elektriska kretsen.
I en utforingsform sA innefattar det tryckta monstret ett flertal transparenta omr8clen fordelade i ett icke-transparent omrade. Exempelvis sa är de transparenta omradena transparenta punkter fordelade i ett icke-transparent omrAde. Det icke-transparenta omrAdet bildar ett genomgAende ledande skikt for att leda strom till och frAn den externa elektriska kretsen. De transparenta omrAdena kan vara placerade sA att de formar ett grafiskt monster tillsammans med det icke-transparenta omradet.
Foretradesvis sA är det forsta och det andra porosa skiktet porosa ledande pulverskikt. Med detta menas att skikten är framstallda genom deponering av ledande partiklar i fast form. De fasta partiklarna är metallbaserade och kan vara rena metaller, metallegeringar eller metallhydrider, eller hydrider av metallegeringar eller blandningar av tidigare namnda material. Porositeten hos de porosa ledande skikten kan vara mellan 15 % och 85 %. En porositet mellan 30 % och 70 %, eller mellan 40 % och 60 % 5r att foredra.
Det porosa isolerande substratets transparenta omrAde(n) kan Astadkommas p5 olika satt. Antingen s5 är hela substratet transparent eller s5 är endast delar av substratet transparent.
I en utforingsform sa har mediet for overforing av laddning ett forsta refraktionsindex och det porosa isolerande substratet innehAller material med ett andra refraktionsindex, vani skillnaden mellan det forsta och det andra refraktionsindexet är mindre an 0,2. Genom att anvanda ett medium for overforing av laddning som har ett refraktionsindex som ligger nara substratets refraktionsindex sa blir substratet transparent eller atminstone halvtransparent. Ju mindre skillnaden i refraktionsindex mellan mediet for overforing av laddning och substratet är, ju transparentare blir substratet. Darav foljer att skillnaden mellan mediets for overforing av laddning refraktionsindex och substratets refraktionsindex bor. vara 55 liten som mojligt for att Astadkomma 55 hog transparens p5 substratet som mojligt. 7 537 836 1 en annan utforingsform s5 innefattar det porosa isolerande substratet ett translucent material, till exempel glasfibrer eller kvartsfibrer. 1 en annan utforingsform sA innefattar det porosa isolerande substratet en eller flera transparenta omrAden av ett transparent plastmaterial. 1 ytterligare en utforingsform s5 är det porosa isolerande substratets namnda minst ett transparenta omr5de ett genomg5ende h51 som stracker sig mellan det porosa isolerande substratets forsta och andra yta.
Foreliggande uppfinning avser aven bruket av den fargamnessensibiliserade solcellen, s5 som beskriven ovan, i ett glassegment i en konstruktion.
AndarnAlet med foreliggande uppfinning uppnAs aven genom ett satt att framstalla en transparent fargamnessensibiliserad solcell, s5 som definierad i krav 11.
Sattet for framstallning innefattar att ett forsta porost skikt innefattande ledande partiklar trycks p5 en forsta yta p5 ett porost isolerande substrat innefattandes minst ett transparent omrAde, ett andra porost skikt innehAllandes ledande partiklar trycks p5 en andra yta av det porosa isolerande substratet, ett tredje porost skikt trycks ovanp5 det forsta porosa skiktet, och det tredje porosa skiktet infargas med ljusabsorberande molekyler, och vardera av det forsta, det andra och det tredje porosa skiktet Jr tryckt i monster som innefattar minst ett icke-transparent omr5cle och minst ett transparent omrAde, och monstren är tryckta p5 sA satt att de porosa skiktens namnda transparenta omr5den och det porosa isolerande substratets namnda transparenta omrAde bildar minst en genomg5ende transparent bana genom solcellen for att ljus ska kunna passera igenom solcellen.
En fordel med detta framstallningssatt Jr att inget solcellsmaterial behover avlagsnas eller forspillas i ett extra nodvandigt processteg. Genom att trycka de porosa skikten direkt i onskat monster s5 är det foljaktligen mojligt att minska p5 antalet processteg och spara solcellsmaterial. 1 en utforingsform sA trycks monstren p5 s5 satt att de porosa skiktens namnda transparenta omraden och det porosa isolerande substratets namnda transparenta omrade atminstone delvis overlappar varandra i en riktning tvarstalld mot den forsta och andra ytan. 1 en utforingsform s5 trycks det tredje porosa skiktets minst ett icke-transparenta omr5de ovanpa det forsta porosa skiktets minst ett icke-transparenta omrade. Detta betyder att det tredje porosa skiktets icke-transparenta omrAde(n) är lika stor(t/a) eller mindre an det forsta porosa skiktets icke-transparenta omrAde(n). 8 537 836 1 en utforingsform sA motsvarar det forsta, det andra och det tredje porosa skiktets monster varandra, d.v.s. formen och storleken p5 de porosa skiktens transparenta och icketransparenta omrAden Jr likadana. Denna utforingsform underlattar produktionen av DSC:er. 1 en utforingsform s5 Jr det tryckta monstret tryckt med hjalp av screentryck. Screentryck Jr en anvandbar metod for att trycka monstren. Det Jr dock aven mojligt att anvanda andra tryckmetoder. 1 en utforingsform s5 innefattar framstallningssattet att stansa det porosa isolerande substratet for att tillhandahalla minst ett genomgaende hal som stracker sig mellan det porosa isolerande substratets forsta och andra yta. Substratet forses med ett eller flera genomg5ende h51 innan skikten trycks. De(t) genomg5ende h5let(n) bildar transparenta omr5den som stracker sig genom substratet. Detta tillvagag5ngssatt Jr ett enkelt satt att forse substratet med transparenta omrAden. 1 en utforingsform av framstallningssattet s5 skapas det forsta och det andra porosa skiktet genom att en deponering inneh5llandes ledande partiklar trycks p5 substratet, och de ledande partiklarna sintras for att bilda ledande skikt. len utforingsform av framstallningssattet sA skapas ett porost ledande puderskikt p5 ena sidan av det porosa isolerande substratet, och ett andra porost ledande puderskikt skapas p5 andra sidan av det porosa isolerande substratet. 1 ytterligare en utforingsform av framstallningssattet sA inneh5lIer deponeringen en katalysator for bildandet av ett andra porost ledande pulverskikt. 1 ytterligare en utforingsform av framstallningssattet s5 innehAller det tredje porosa skiktet Ti02, och det forsta och det andra porosa skiktet innehAller titanpartiklar. 1 ytterligare en utforingsform sa skapas titanpartiklarna genom varmeinducerat sonderfall av tryckta titanhydridpartiklar.
Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen ska nu forklaras narmare genom beskrivning av olika utforingsformer av uppfinningen och med hanvisning till de bifogade figurerna.
Figur 1 visar schematiskt en fargamnessensibiliserad solcell enligt tidigare kand teknik.
Figur 2 visar schematiskt en planritning av en fargamnessensibiliserad solcell enligt en utforingsform av uppfinningen. 9 537 836 Figur 3 visar schematiskt en planritning av en fargamnessensibiliserad solcell enligt en annan utforingsform av uppfinningen.
Figurer 4a-d visar exempel p5 en passande formgivning for de porosa skiktens tryckta monster hos en fargamnessensibiliserad solcell enligt uppfinningen.
Figurer 5a-b visar exempel p5 utforingsformer for en DSC, som lampligen kan anvandas.
Figur 6 visar exempel p5 ett framstallningssatt for framstallning av en fargamnessensibiliserad solcell enligt uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av foredragna utforingsformer av uppfinningen Figur 2 visar ett exempel p5 en fargamnessensibiliserad solcell (Dye-sentizised Solar Cell, DSC) enligt en forsta utforingsform av uppfinningen. DSC:n innefattar ett porost isolerande substrat med en forsta yta 11 och en andra yta 12. I denna utforingsform s5 är det porosa isolerande substratet 10 transparent, eller blir transparent nar det nersanks i ett medium for overforing av laddning. Exempelvis sa är substratet gjort av ett translucent material sa som glasfibrer eller kvartsfibrer. DSC:n innehAller ytterligare ett forsta porost skikt 14, innefattande ledande partiklar, och som tryckts p5 det porosa isolerande substratets forsta yta 11 ftir att bilda ett forsta ledande skikt, och ett andra porost skikt 16, innefattandes ledande partiklar, och som tryckts p5 det porosa isolerande substratets andra yta 12 for att bilda ett andra ledande skikt. Harefter benamns det forsta porosa skiktet for det forsta ledande skiktet och det andra porosa skiktet benarrins det andra ledande skiktet. Det porosa isolerande substratet 10 är anordnat mellan det forsta och det andra ledande skiktet 14,16.
Ett tredje skikt 18, inneh5llandes metalloxidpartiklar och ljusabsorberande fargamnesmolekyler, är deponerat p5 det forsta ledande skiktet 14. Harefter benamns det tredje skiktet for det ljusabsorberande skiktet. Det ljusabsorberande skiktet 18 är tryckt ovanp5 det forsta skiktet. Metalloxidpartiklarna fargas darefter in med ljusabsorberande fargamnesmolekyler. Det ljusabsorberande skiktet 18 bildar en arbetselektrod. Det forsta ledande skiktet 14 är anpassat for att extrahera fotogenererade elektroner fran det ljusabsorberande skiktet. Foretradesvis s5 är det forsta, det andra och det tredje skiktet porosa skikt. DSC:n innehAller ytterligare ett transparent medium for overforing av laddning som overfor laddning mellan skikten. Mediet for overfOring av laddning, exempelvis en elektrolyt, tranger in i det ljusabsorberande skiktets, de ledande skiktens och substratets porer. Mediet for overforing av laddning bildar ett genomgAende medium mellan skikten, och mojliggor darmed overforing av elektrisk laddning mellan det ljusabsorberande skiktet och det andra ledande skiktet. Mediet for overforing av elektrisk laddning är inbegripet i skiktens och substratets porer for att kunna overfora laddning frAn det ljusabsorberande skiktet till det andra ledande skiktet. Mediet for overforing av elektrisk laddning är till exempel en elektrolyt.
For att forbattra substratets transparens s5 kan mediet for overforing av elektrisk laddning valjas s5 att det har ett refraktionsindex som ligger nara det porosa isolerande substratets 537 836 refraktionsindex. Foretradesvis sA är skillnaden mellan de !Ada refraktionsindexen lagre an 0,2. Genom att bruka ett medium for overforing av laddning i form av en elektrolyt med ett refraktionsindex som ligger nara substratets refraktionsindex s5 blir substratet transparent eller 5tminstone halvtransparent.
Det forsta ledande skiktet 14 anvands for att ta upp elektroner som genererats av det ljusabsorberande skiktet 18, och aven for att leda elektronerna via en extern elektrisk krets (visas ej) till det andra ledande skiktet 16. Det andra ledande skiktet 16 anvands for att leda elektroner till mediet for overforing av laddning. Mediet for overforing av laddning overfor elektroner tillbaka till det ljusabsorberande skiktet och sluter darigenom den elektriska kretsen.
Vardera av skikten 14,16,18 innefattar ett tryckt monster inneh5llandes minst ett transparent omrade 20,21,22 och minst ett icke-transparent omrade 24,25,26. I denna utforingsform sa innehAller vardera av skikten ett flertal transparenta omrAden. Skiktens transparenta omr5den Jr s5 placerade i forh5llande till varandra att de bildar en genomg5ende transparent bana genom cellen i en riktning vinkelratt mot substratets forsta och andra yta. Lampligtvis s är det tryckta monstret identiskt i de tre skikten 14,16,18. Lampligtvis sa har de tryckta monstren samma placering och orientering i de olika skikten s5 att motsvarande transparent omrAde hos de olika skikten är placerade ovanp5 varandra. Det är dock mojligt att anvanda olika monster s5 lange som de transparenta omr5dena 5tminstone delvis overlappar varandra.
Det forsta och det andra skiktets icke-transparenta omraden är elektriskt ledande och är placerade sA att det bildas en eller flera ledande banor i en riktning parallell till substratets forsta och andra yta i vardera av det forsta och det andra ledande skiktet. Foretradesvis s5 bildar det forsta och det andra ledande skiktets icke-transparenta omr5den minst en genomgaende ledande bana i varje skikt.
Solcellen innehaller minst ett kopplingsorgan 34 som är elektriskt anslutet till det forsta ledande skiktet for att ansluta det forsta ledande skiktet till en extern elektrisk krets (visas ej), samt minst ett kopplingsorgan 36 som är elektriskt anslutet till det andra ledande skiktet for att ansluta det andra ledande skiktet till en extern elektrisk krets. Exempelvis sA kan kopplingsorganen 34,36 vara samlingsskenor. I en utforingsform sa innehaller solcellen tva kopplingsorgan anslutna till det forsta ledande skiktet och placerade p5 motsatta sidor om det forsta ledande skiktet, samt tv5 kopplingsorgan anslutna till det andra ledande skiktet och placerade p5 motsatta sidor av det andra ledande skiktet. Kopplingsorganen kan utbreda sig langs med hela skiktens sidor. Foretradesvis sa är det fosta ledande skiktets tryckta monster 55 utformat s5 att de icke-transparenta omrAdena 20 är i direkt elektrisk kontakt med kopplingsorganet 34, och det andra ledande skiktets tryckta monster är utformat s5 att de icke-transparenta omr5dena 22 är i direkt elektrisk kontakt med kopplingsorganet 36.
For att effektivt kunna leda vidare strom fr5n det ljusabsorberande skiktet s5 bor det forsta ledande skiktets icke-transparenta omr5den tillhandah51Ia en direkt elektriskt ledande bana frAn det ljusabsorberande skiktet till kopplingsorganen. Ytterligare, sA for att effektivt leda strom frAn den externa elektriska kretsen till mediet for overforing av laddning sA bar det andra ledande skiktets icke-transparenta omr5den tillhandah51Ia en direkt elektriskt ledande 11 537 836 bana till kopplingsorganen. Foljaktligen s5 bar det forsta och det andra ledande skiktet tryckas p5 s5 satt att "obildning" av icke-transparenta omr5den undviks. Darav s5 bor det forsta och det andra ledande skiktet foretradesvis vara ett genomg5ende ledande skikt avbrutet av transparenta omr5den, dar placeringen av de transparenta omr5dena inte bildar oar eller isolering av icke-transparenta omr5den. Dessutom s5 bör det tryckta monstret konstrueras med bakkontaktskiktets ledningsform5ga, med avst5ndet som strommen ska overforas over, samt med den elektriska strommen som genereras av det ljusabsorberande skiktet i 5tanke p5 s5 sat att elektriska forluster minimeras, och for att uppn5 maximal elektrisk kraft.
DSC:n innefattar aven en forsta forseglingsskiva 28 som tacker en ovansida p5 DSC:n och en andra forseglingsskiva 29 som tacker en undersida av DSC-modulen, och som fungerar som vatskebarriarer for elektrolyten. Den forsta och den andra forseglingsskivan 28, 29 behover vara transparenta och 15ta ljus passera igenom. Forseglingsskivorna 28, 29 Jr exempelvis gjorda av ett transparent polymert material.
Figur 3 visar ett exempel p5 en fargamnessensibiliserad solcell enligt en andra utfOringsform av uppfinningen. Lika eller motsvarande omr5den i figurerna 2 och 3 är indikerade med samma nummer. Utforingsformen som visas i figur 3 skiljer sig fran utforingsformen som visas i figur 2 i det att den innefattar ett porost isolerande substrat 30 gjort av ett icke-transparent material. For att ljus ska kunna passera igenom substratet 30, sA Jr substratet forsett med minst ett transparent omr5de 32 som stracker sig mellan substratets forsta och andra yta. De transparenta omradena 32 är exempelvis genomgaende hal eller omraden av ett transparent plastmaterial som stracker sig fr5n den forsta ytan till den andra ytan. Substratets transparenta omr5den 32 Jr placerade i forh5llande till skiktens transparenta omr5den 20,21,22 p5 55 sat att de bildar en genomg5ende bana for ljuset genom DSC:n. Foretradesvis sa ligger substratets transparenta omraden 32 och skiktens transparenta omraden 20,21,22 p5 linje, som visas i figur 3.
Figurerna 4a-d visar exempel p5 olika lampliga konstruktioner for det tryckta monstret. De transparenta omr5dena Jr vita och de icke-transparenta omr5dena Jr svarta i figurerna. DSC:n kan tryckas i ett monster forestallande en logotyp eller ett varumarke. Det är aven mojligt att anvanda en eller flera farger i DSC:n. Darigenom kan DSC:n anvandas for kommersiella andam51 i kombination med inf5ngandet av energi fr5n solljus. Det tryckta monstret Jr foretradesvis s5 konstruerat att de(n) icke-transparenta omr5det(ena) stracker sig fr5n skiktets ena sida till skiktets andra sida s5 att det bildar minst en genomg5ende ledande bana fran skiktets ena sida till skiktets andra sida. Detta är speciellt viktigt i det forsta och i det andra ledande skiktet, vars huvudsakliga uppgift det Jr att leda strom. Placeringen av de transparenta omr5dena ska heller inte orsaka "O-bildning" eller isolering av de icke- transparenta omr5dena.
Figur 4a visar ett exempel p5 ett tryckt monster inneh5llandes ett icke-transparent omr5de samt ett flertal transparenta omr5den fordelade i det icke-transparenta omr5det. De transparenta omr5dena Jr formade som punkter. 12 537 836 I en annan utforingsform sa' innefattar det tryckta monstret ett flertal icke-transparenta omrAden och ett flertal transparenta omrAden fordelade mellan de icke-transparenta omrAdena. Figur 4b visar ett monster innefattandes ett flertal icke-transparenta omrAden i form av remsor som stracker sig fr5n monstrets ena sida till monstrets andra sida och som darigenom bildar ett flertal elektriskt ledande banor, samt ett flertal transparenta omrAden som stracker sig mellan de icke-transparenta omrAdena.
Figurerna 4c och 4d visar andra varianter av monster som har det gemensamt att de icketransparenta omrAdena bildar minst en genomg5ende ledande bana frAn monstrets ena sida till monstrets motsatta sida.
Figurerna 5a-b visar exempel p5 andra utforingsformer av DSC:n. Olika varianter av fargamnessensibiliserade solceller (DSC:er), van i cellens olika skikt kan tryckas ovanp5 varandra, kan anvandas for att framstalla DSC:n som definieras i krav 1. Foreliggande uppfinning Jr inte begransad till en specifik utforingsform av en DSC.
En annan DSC-variant visas i figur 5a. DSC:n skiljer sig frAn utforingsformerna som visas i figur 2 och 3 i det att solcellen innefattar ett porost isolerande skikt 5 placerat mellan det forsta och det andra ledande skiktet 2, 3, samt ett ledande skikt 6 placerat mellan det porosa isolerande skiktet 5 och det andra ledande skiktet 3. Det ledande skiktet 6 innefattar ett porost substrat 4 gjort av ett isolerande material och ledande partiklar som bildar ett ledande natverk genom det isolerande materialet. Det forsta ledande skiktet 2 trycks p5 substratets 4 forsta yta och ett andra ledande skikt 3 trycks p5 substratets 4 andra yta. En arbetselektrod 1 trycks p5 det forsta ledande skiktet 2. Det extra isolerande skiktet 5 trycks p5 substratet 4. Ett medium for overforing av laddning inbegrips i skikten och substratet for att overfora laddning mellan det forsta ledande skiktet 2 och arbetselektroden 1. Ytterligare detaljer am denna utforingsform 5terfinns i SE 1350611-8, vilket harigenom tillfogas genom referens. For att astadkomma en transparent DSC, sa trycks arbetselektroden 1 och de ledande skikten 2, 3 i ett monster innefattandes transparenta och icke-transparenta omrAden p5 samma sat som beskrivet med referens till figurerna 2 och 3. Dessutom sA kan det ledande skiktet 6, innefattandes substratet 4, forses med transparenta omr5den i form av genomg5ende h5lsom stracker sig genom skiktet 6. Det isolerande skiktet 5 kan tryckas med samma monster som det forsta och det andra ledande skiktet, eller forses med genomg5ende hal p5 samma sat som det ledande skiktet 6.
Figur 5b visar en utforingsform av en DSC som innefattar ett flertal fargamnessensibiliserade solcellsenheter placerade intill varandra och anslutna i serie. DSC:n innefattar en arbetselektrod 1, ett forsta ledande skikt 2 for att ta upp fotogenererade elektroner frAn arbetselektroden, en motelektrod innefattandes ett andra ledande skikt 3 samt elektrolyt for overforing av elektroner frAn motelektroden till arbetselektroden. DSC:n innefattar ytterligare ett seriekopplingsorgan 8 for att elektriskt ansluta motelektroden till en arbetselektrod has en intilliggande cellenhet. DSC:n innefattar ett porost isolerande substrat 4 med ett forsta ledande skikt 2 tryckt p5 substratets 4 forsta yta och ett andra ledande skikt 3 tryckt p5 den andra ytan. Arbetselektroden 1 trycks p5 det forsta ledande skiktet. 13 537 836 Seriekopplingsorganet 8 är ett ledande skikt som tranger igenom det porosa isolerande substratet 4 och stracker sig Iran en av cellenheternas forsta ledande skikt 2 till den intilliggande cellenhetens andra ledande skikt 3, van i en av cellenheternas forsta ledande skikt elektriskt ansluts till den intilliggande cellenhetens andra ledande skikt. Mellanrum 7a och 7b mellan cellenheter a,b,c, visas ocksa. Ytterligare detaljer om denna utforingsform aterfinns i WO 2013/149787 vilket harigenom tillfogas genom referens. For att astadkomma en transparent DSC kan substratet 4 forses med genomgaende hal placerade mellan seriekopplingsorganen 8. Arbetselektroden 1 och de ledande skikten 2, 3 trycks i monster innefattandes transparenta och icke-transparenta omraden p5 samma satt som beskrivet med referens till figurerna 2 och 3. Det forsta och det andra ledande skiktets tryckta monster bar emellertid innehalla icke-transparenta omraden som atminstone delvis overlappar seriekopplingsorganet 8 for att elektriskt ansluta de ledande skikten med seriekopplingsorganet 8. Ytterligare sa är mellanrummen 7a-7b transparenta omraden hos skikten. len utforingsform sa innefattar det porosa isolerande substratet 4 en vavd textil och icke-vavd textil. Ytterligare detaljer om denna utforingsform aterfinns i WO 2013/149789 vilket harigenom tillfogas genom referens. Exempel pa andra typer av DSC:er som lampar sig for bruk inom ramen for foreliggande uppfinning kan exempelvis aterfinnas i W02012/045881 vilket harigenom tillfogas genom referens.
Det porosa isolerande substratet kan vara gjort av ett material som lampar sig for tryck.
Substratet kan vara gjort av pa pper, 55 som papper gjort pa mikrofibrer som kan vara en vavd textil och/eller en icke-vavd textil. Foretradesvis s är det porosa isolerande substratet ett keramiskt mikrofiber-baserat substrat, sa som ett glasmikrofiber- eller ett keramiskt mikrofiber-substrat. Glasfibrer, aluminosilikatfibrer eller kvartsfibrer kan anvandas. Det porosa isolerande substratets porositet tinter overforing av joner genom substratet.
Substratet innefattar minst ett transparent omrade. Substratet kan innefatta ett flertal transparenta omrken. Det transparenta omradet kan vara ett genomgaende hal som stracker sig mellan den forsta och andra ytan, och dar substratets 4 material har avlagsnats. Detta genomgaende hal kan fyllas med elektrolyt eller ett transparent material, sa som en plast.
Det ljusabsorberande skiktets 18 icke-transparenta omraden innehaller metalloxidpartiklar, exempelvis Ti02-partiklar som har fargats med ljusabsorberande fargamnesmolekyler. De ledande skiktens 14, 16 icke-transparenta omraden innehaller ledande metallpartiklar. Materialet som bildar det forsta och det andra ledande skiktet 2,3 är lampligtvis porost. Det forsta och det andra ledande skiktet 14,16 kan exempelvis vara gjorda av ett material valt Iran gruppen innefattandes titan, titanlegeringar, nickel, legeringar innehallandes nickel, legeringar innehallandes krom, grafit och amorft kol, eller blandningar utav dessa. Lampligtvis sa Jr de forsta och andra ledande skikten gjorda av titan eller en titanlegering, eller blandningar darav.
Beroende pa karaktaren pa mediet for overforing av laddning sa kan antingen joner eller elektroner och hl overforas mellan det andra ledande skiktet och det ljusabsorberande skiktet. Exempel pa elektrolyter är flytande elektrolyter (sa som dessa baserade pa 1-113-- 14 537 836 redoxparet eller baserade p5 koboltkomplex som redoxpar), gelelektrolyter, torra polymera elektrolyter och fasta keramiska elektrolyter. Nar elektrolyter anvands som medium for overforing av laddning s5 Jr motelektroden vanligtvis forsedd med ett katalytiskt amne som har till andam51 att underlatta overforingen av elektroner till elektrolyten. Halvledare kan anvandas som medium for overforing av laddning for att overfora elektroner och h51 mellan det andra ledande skiktet och det ljusabsorberande skiktet. Exempel p5 halvledare Jr inorganiska halvledare, s5 som CSCN eller Cul, och organiska halvledare s5 som SpiroOMeTAD. Nar halvledare anvands som medium for overforing av laddning sA Jr motelektroden vanligtvis forsedd med ett arnne som har till andam5latt skapa en bra elektrisk kontakt, d.v.s. en bra ohmsk kontakt, mellan motelektroden och mediet for overforing av laddning.
DSC:n enligt uppfinningen kan lampligtvis anvandas for att forse konstruktioner, s5 som byggnader eller farkoster, med energi. DSC:n kan vara placerad i eller p5 n5got segment av konstruktionen. Ett segment kan vara en yta av konstruktionen, s5 som en vagg eller en oppning mellan vaggar dar ett fonster kan vara placerat. DSC:n är speciellt lampad for anvandning p5 n5gon av konstruktionens ytor dar ljus kommer in i konstruktionen s5 som glassegment i en byggnad. Andra exempel kan vara ett glassegment i en farkost, s5 som en bil eller en buss.
Arean av det tryckta monstrets transparenta omr5den kan vara mellan 10 % och 80 % av skiktets totala area. Den mangd ljus som passerar genom den transparenta DSC:n kan varieras genom att variera den transparenta andelen av den totala arean. Detta majliggiir star flexibilitet vid bruket av DSC:n. 1 ett varmt klimat, exempelvis, s5 kan det vara onskvart att begransa mangden solljus som passerar genom ett fonster, medan samtidigt som behovet av energi for att driva luftkonditionering existerar.1 detta fall sa kan en DSC konstrueras med ett tryckt monster med endas nAgra 15 transparenta omr5den och/eller transparenta omrAden av liten storlek.lett kyligt klimat 5 andra sidan, s5 kan det vara onskvart att 15ta s5 mycket solljus som mojligt komma in i byggnaden. For detta fall s5 kan en DSC konstrueras med ett tryckt monster med ett start antal transparenta omraden och/eller transparenta omraden av star storlek.
Framstallningssatt DSC:n enligt uppfinningen kan framstallas p5 olika satt. W02013/053501 beskriver screentryck-tekniker som kan anvandas for framstallning av DSC:n enligt foreliggande uppfinning. W02013/053501, speciellt sidorna 4 till 7 tillfogas harmed genom referens. Exempel p5 trycktekniker Jr slot die coating, gravyr, screentryck, knife coating, bladbelaggning, doctor blading, flexografi, dip coating och sprayning. Benamningen tryckning kan ocks5 innefatta deponering av torrt pulver. Deponering av torrt pulver kan goras genom exempelvis siktning eller elektrostatisk pulverdeponering.
Screentryck är en tryckteknik som anvander en vav som stod for en blackblockerande schablon for att f5 tram den onskade bilden. Den fasta schablonen bildar oppna ytor p5 vaven dar black eller annat tryckbart material pressas genom vaven som en skarpkantad bild som overfors till ett substrat. En rakel eller en skrapa fors Over vaven med schablonen och pressar under 537 836 skraptaget black in i vavens oppningar och clarifrAn overfors blacket vidare genom kapillarverkan. EnkeIt uttryckt är det processen att anvanda en schablon for att overfora black till ett substrat. Screentryck är aven en schablonbaserad metod for tryckning van i en design infors p5 en duk av polyester eller annan fin vav med hjalp av tomma ytor belagda med en ogenomtranglig substans. Black pressas in i vavens oppningar med hjalp av rakeln eller skrapan och ut p5 tryckytan under rakeltaget. Screentryck är aven kant som silkscreentryck, serigrafi, screen printing, silkscreen, serigraphy eller serigraph printing.
Framstallningssattet innefattar tryckning av ett forsta skikt p5 ett porost isolerande substrats forsta yta, medelst ett black inneh5llandes ledande partiklar, tryckning av ett andra skikt p det porosa isolerande substratets andra sida medelst black inneh5llandes ledande partiklar samt tryckning av ett tredje skikt ovanpa det forsta skiktet medelst black innehallandes metalloxidpartiklar, samt infargning av metalloxiden med ljusabsorberande molekyler. Var och ett av skikten trycks i monster inneh5llandes minst ett icke-transparent omr5de och minst ett transparent omr5de, och monstren trycks p5 s5 satt att det forsta, det andra och det tredje skiktets transparenta omraden atminstone delvis overlappar varandra.
Ett exempel p5 framstallningssattet beskrivs nedan med referens till figur 6.
I ett forsta steg sA utformas ett eller flera hal i ett porost isolerande substrat, till exempel ett glasmikrofibersubstrat. I ett andra steg s5 framstalls ett forsta ledande pulverskikt, genom att trycka ett monster inneh5llandes transparenta omr5den p5 substratets ena sida med hjalp av screentryck och ett black inneh5llandes ledande partiklar. Blacket kan beredas utifr5n en blandning av TiH2 med ett organiskt losningsmedel, som terpineol. Det tryckta monstret motsvaras av substratets icke-transparenta omr5den. I ett tredje steg torkas det deponerade blacket. I ett fjarde steg sA vakuum-sintras substratet med de deponerade ledande partiklarna for att erh51Ia ett forsta porost ledande pulverskikt.
I foljande steg framstalls ett andra ledande pulverskikt genom tryck av ett monster innehallandes transparenta omraden p5 substratets andra yta med hjalp av screentryck och ett black inneh5llandes ledande partiklar. Det andra ledande pulverskiktets tryckta monster motsvaras av det f6rsta ledande pulverskiktets tryckta monster s5 att de forsta och andra skiktens transparenta omr5den ligger p5 rat linje. Det deponerade blacket torkas och de deponerade ledande partiklarna vakuum-sintras for att erhalla ett andra porost ledande pulver-skikt.
I ett foljande steg deponeras ett Ti02-baserat black p5 det forsta porosa ledande pulverskiktet med hjalp av samma tryckmonster och processteg som beskrivna ovan for det forsta porosa ledande pulverskiktet. Det tryckta monstret motsvaras av det forsta och det andra ledande pulverskiktets tryckta monster p5 s5 sat att Ti02-skiktets samt det forsta och det andra ledande pulverskiktets transparenta omr5den ligger p5 rat linje. Valfritt s5 kan tv5 till tre skikt avTi02-baserat black tryckas i samma monster ovanp5 det forsta skiktet avTi02-baserat black innan detta sintras. 16 537 836 1 ytterligare ett steg anbringas fargamnesmolekyler till Ti02-skiktet for att bilda ett porost ljusabsorberande skikt.
Den erhAllna DSC:n kan sedan fyllas med elektrolyt och forseglas.
Alternativt s5 kan konstruktionen innehAllandes ett porost isolerande substrat, ett forsta porost ledande pulverskikt, och ett fargamnessensibiliserat Ti02-skikt sedan laggas pa' lager tillsammans med en andra konstruktion framstalld enligt steg ett till fyra, och med samma tryckta monster. 1 ytterligare ett alternativt framstallningssatt s5 framstalls Mien i substratet efter torkningssteget eller efter sintringssteget.
Exempel Exempel 1 - Porost ledande pulverskikt p5 ett keramiskt substrat.
Ett black framstalldes genom att blanda T1H2 med terpineol. Blacket maldes sedan i en kulkvarn i 25 minuter p5 5000 RPM med hjalp av 0,3 mm zirkoniakulor. Zirkoniakulorna separerades fran blacket med hjalp av filtrering. En laser anvandes for att borra ett cirkulart genomg5ende [Al med en diameter p5 5 mm mitt p5 ett 4 cm x 4 cm 45 mikrometer tjockt glasmikrofiberbaserat substrat. Det filtrerade blacket trycktes sedan ovanp5' det glasmikrofiberbaserade substratet i ett monster best5ende av en 2 cm x 2 cm kvadrat med ett cirkulart hal i mitten med en diameter pa 6 mm. Det tryckta monstret passades in koncentriskt ovanp5 substratet s5 att det cirkulara genomg5ende halet och det cirkulara tryckmonstret delade samma medelpunkt. Efter tryckning 55 torkades det deponerade blacket i 200[grad]C under 5 minuter. Darefter vakuum-sintrades glasmikrofibersubstratet med belaggningen i 600[grad]C. Trycket under sintring var lagre an 0,01 Pa (0,0001 mbar). Det porosa ledande pulverskikt som erholls var ett porost metalliskt titanskikt.
Darefter trycktes ett TiO2-baserat black (eller TiO2-black) ph' det porosa ledande pulverskiktet med hjalp av samma tryckmonster och processteg som anvandes for TiH2-skiktet.
Fore tryck sa kan substratet passeras igenom uppvarmda gummibelagda valsar som utjamnar substratets yta. Substratet kan aven behandlas med kolloidal silika innan det passeras igenom de gummibelagda valsarna.
Alternativa substrat är ett substrat baserat pa aluminosilikatfibrer, eller en blandning av aluminosilikat fibrer och glasfibrer eller kvartsfibrer.
Exempel 2 - Porost ledande pulverskikt tryckt p5 ett keramiskt substrat.
Ett black bereds genom att blanda TiH2 med terpineol. Blacket maldes sedan i en kulkvarn i minuter pa' 4000 RPM med 0,3 mm zirkoniakulor. Zirkoniakulorna separerades frAn blacket med hjalp av filtrering. Ett h5Islag anvandes for att stansa ett kvadratiskt genomg5ende hl med en kantlangd av 5 mm i mitten p5 ett 4 cm x 4 cm 67 mikrometer tjockt substrat baserat p'5 aluminosilikat-mikrofibrer. Det filtrerade blacket trycktes sedan ovanpa' det mikrofiberbaserade substratet med ett tryckmonster best5ende av en 2 cm x 2 cm kvadrat med ett kvadratiskt h5li mitten med en kantlangd p5 6 mm. Det tryckta monstret passades in 17 537 836 koncentriskt ovanp5 substratet sA att det kvadratiska genomgAende hAlet och det kvadratiska tryckmonstret delade mittpunkt och s5 att kanterna p5 de b5da kvadraterna 15g parallellt.
Efter tryckning s5 torkades blacket i 200[gracI]C i 5 minuter. Darefter vakuum-sintrades det belagda keramiska substratet i 850[gracI]C under 30 minuter ler att sedan svalna av till runt [grad]C. Trycket under sintring var lagre an 0,01 Pa (0,0001 mbar). Det erhAllna porosa ledande pulverskiktet var ett metalliskt porost titanskikt. Darefter trycktes ett Ti02-baserat black (eller Ti02-black) p5 det porosa ledande pulverskiktet med samma tryckmonster och beredningssteg som anvandes for TiH2. Tjockleken p5 det porosa ledande pulverskiktet var 16 mikrometer och porositeten var 44 %. Ytmotstandet matte mindre an 0,5 Ohm/sq.
Alternativt s5 sker forst ett tryck av ett porost skikt av TiO2 p5 det keramiska substratet for att Ora substratets yta jamnare och planare innan tryckning med TiH2-black. Vi har funnit att ju jamnare substratets yta är innan tryckningen med TiH2-black, ju lagre blir ytmotst5ndet for det porosa ledande pulverskiktet for en given tjocklek p5 det porosa ledande pulverskiktet.
Exempel 3 - Andra porost ledande pulverskikt med platina tryckt p5 keramiskt substrat.
Ett black bereddes genom att blanda T1H2 med terpineol. Blacket maldes i en kulkvarn i 25 minuter p5 5000 RPM med 0,3 mm zirkonia-kulor. Zirkonia-kulorna separerades frAn blacket med filtrering. En laser anvandes for att borra ett cirkulart genomgAende 1151 med en diameter p5 5 mm mitt i ett 4 cm x 4 cm 45 mikrometer tjockt glasfiberbaserat substrat. Det filtrerade blacket blandades sedan med hexakloroplatinasyra och trycktes p5 det glasmikrofiberbaserade substratet med ett tryckmonster best5ende av en 2 cm x 2 cm kvadrat med ett cirkulart h51 mitt i med en diameter p5 6 mm. Det tryckta monstret passades in koncentriskt ovanp5 substratet s5 att det cirkulara genomg5ende h5let och det cirkulara tryckmonstret delade samma medelpunkt. Det tryckta blacket fick sedan torka i 200[grad]C under 5 minuter. Darefter vakuum-sintrades det keramiska substratet med trycket i 600[gracI]C for att sedan svalna av till rumstemperatur. Trycket under sintring var lagre an 0,01 Pa (0,0001 mbar). Det andra porosa ledande pulverskikt som erholls innefattade en metalliskt poros titanfilm med katalytisk halt av platina.
Alternativt s5 blandas det filtrerade blacket med platinaiserade ledande partiklar fore tryck. Alternativt s5 blandas det filtrerade blacket inte med hexakloroplatinasyra. Istallet s5 trycks en losning av hexakloroplatinasyra p5 det vakuum-sintrade porosa ledande pulverskiktet, vilket sedan far torka och varms s5 att den deponerade hexakloroplatinasyran sonderfaller och platina deponeras p5 ytan och p5 s5 satt bildas ett andra porost ledande pulverskikt.
Substratet kan vara baserat p5 aluminosilikat-mikrofibrer istallet for p5 glasfibrer, eller kvartsfibrer och glasmikrofibrer.
Fore tryck s5 kan substratet passeras igenom uppvarmda gummibelagda valsar som utjamnar substratets yta.
Exempel 4 - Andra porost ledande pulverskikt med platina tryckt p5 keramiskt substrat.
Ett black bereddes genom att blanda TiH2 med terpineol. Blacket maldes i en kulkvarn i 25 minuter p5 6000 RPM med 0,6 mm zirkonia-kulor. Zirkonia-kulorna separerades frAn 18 537 836 blacket med filtrering. Ett hAlslag anvandes for att stansa ett kvadratiskt genomg5ende hAl med en kantlangd p5 5 mm mitt i ett 4 cm x4 cm 67 mikrometer tjockt aluminosilikatmikrofiberbaserat substrat. Det filtrerade blacket blandades sedan med hexakloroplatinasyra och trycktes p5 det mikrofiberbaserade substratet med ett tryckmonster bestAende av en 2 cm x 2 cm kvadrat med ett kvadratiskt hal mitt i med en kantlangd p5 6 mm. Det tryckta monstret passades in koncentriskt ovanp5 substratet s5 att det kvadratiska genomg5ende hAlet och det kvadratiska tryckmonstret delade samma medelpunkt, och s5 att kanterna p5 de b5da kvadraterna 15g parallellt. Det tryckta blacket fick sedan torka i 200[grad]C under 5 minuter. Darefter varmebehandlades det keramiska substratet med deponering i vakuum och sintrades i 850[grad]C under 30 minuter for att sedan forst svalna av till runt 100[grad]C.
Trycket under sintring var lagre an 0,01 Pa (0,0001 mbar). Det andra porosa ledande pulverskikt som erholls innefattade en ports metallisk titanfilm med katalytisk halt av platina. Tjockleken p5 det andra porosa ledande pulverskiktet var 20 mikrometer och porositeten var 50 %. Ytmotstandet var lagre an 0,6 Ohm/sq.
Alternativt s5 blandas det filtrerade blacket inte med hexakloroplatinasyra. Istallet s5 trycks en losning av hexakloroplatinasyra p5 det vakuum-sintrade porosa ledande pulverskiktet, vilket sedan fAr torka och \farms s5 att den deponerade hexakloroplatinasyran sonderfaller och platina deponeras p5 ytan av det andra porosa ledande pulverskiktet.
Det keramiska substratet kan forst belaggas med ett porost skikt aluminosilikat for att Ora substratets yta jamnare och planare innan det belaggs med TiH2-black.
Exempel 5 - Porosa ledande pulverskikt p5 dubbelsidigt belagt substrat.
Ett black bereddes genom att blanda TiH2 med terpineol. Blacket maldes i en kulkvarn i 25 minuter p5 5000 RPM med 0,3 mm zirkonia-kulor. Zirkonia-kulorna separerades fr5n blacket med filtrering, och hexakloroplatinasyra och etylcellulosa tillsattes till det filtrerade blacket. En laser anvandes for att borra ett cirkulart genomg5ende h51 med en diameter p5 5 mm i mitten p5 ett 4 cm x 4 cm 45 mikrometer tjockt glasmikrofiber-baserat substrat. Blacket trycktes sedan p5 det glasmikrofiber-baserade substratet med ett tryckmonster best5ende av en 2 cm x 2 cm kvadrat med ett cirkulart h51i mitten med en diameter p5 6 mm.
Det tryckta monstret passades in koncentriskt ovanp5 substratet p5 s5 satt att det cirkulara genomg5ende hAlet och det cirkulara tryckmonstret delade samma medelpunkt. Det tryckta blacket fick sedan torka i 200[grad]C under 5 minuter.
Ett andra black berett genom blandning av TiH2 med terpineol foljt av malning i kulkvarn, filtrering och tillsattning av etylcellulosa trycktes sedan p5 den motsatta sidan av glasmikrofibersubstratet s5 att det forsta tryckta skiktet och det andra tryckta skiktet separeras av glasfibersubstratet. Dessutom s5 passades det andra tryckmonstret koncentriskt in p5 substratets andra sida s5 att det cirkulara genomg5ende h5let i substratet, det forsta tryckets cirkulara tryckmonster och det andra tryckets cirkulara tryckmonster delade samma medelpunkt.
Det dubbelsidigt belagda substratet torkades sedan i 200[grad]C under 5 minuter. Darefter vakuumsintrades det dubbelsidigt belagda keramiska substratet i 600[grad]C och fick sedan svalna av till rumstemperatur. Trycket under sintring var lagre an 0,01 Pa (0,0001 mbar). Det 19 537 836 dubbelsidigt belagda substrat som erholls har ett porost ledande pulverskikt av metalliskt titan p5 ena sidan och ett andra porost ledande pulverskikt innehAllandes metalliskt titan med katalytisk halt av platina p5 andra sidan.
Alternativt s5 kan ett cirkulart genomg5ende hl skapas genom laserborrning efter att det forsta och det andra ledande skiktet respektive har tryckts och torkats. Genom att trycka och torka genomg5ende hAllosa ledande skikt p5 substratets !Ada sidor och sedan laserborra genom alla tre skikt s5 uppstAr inget behov av att anvanda ett tryckmonster med h51, och det uppst5r inget behov att passa in Mien i tryckmonstren, och darfor kan h5len skapas genom laserborrning genom alla tre skikt i ett enda processteg.
Alternativt s5 kan ett cirkulart genomg5ende h51 skapas genom laserborrning genom alla tre skikt i ett enda processteg efter vakuumsintring av de tryckta och torkade forsta och andra ledande skikten, respektive.
Alternativt deponeras en poros keramisk belaggning p5 motsatta sidan av det keramiska substratet innan borrning med laser. Ett s5dant keramiskt tryck skulle kunna vara anvandbart for att hindra elektrisk kontakt mellan det forsta och det andra porosa ledande pulverskikten.
TiH2-pulvret kan ytbehandlas med platina, t.ex. genom varmesonderfall av belaggning av platinasalt deponerat p5 TiH2-pulvret fore beredning av ett black.
Ytterligare sA kan det filtrerade blacket blandas med hexakloroplatinasyra istallet for inblandning av platiniserade ledande partiklar.
Exempel 6 - DSC baserad p5 porost ledande pulverskikt enkelsidigt belagt p5 keramiskt substrat.
Ett 20 mikrometer tjockt skikt av Ti02-black innehAllandes partiklar av storleken 20 nm trycktes med screentryck p5 ett enkelsidigt belagt glasmikrofibersubstrat berett enligt exempel 1 pa sidan med det platinalosa forsta porosa ledande pulverskiktet. Tjockleken pa skiktet av torkat Ti02-black var 1 - 2 mikrometer. Ett andra 60 mikrometer tjockt skikt av Ti02- black trycktes ovanp5 det forsta skiktet av TiO2 och torkades. Ett tredje Ti02-skikt trycktes ovanp5 det andra Ti02-skiktet och torkades. Darefter utsattes konstruktionen av belaggningar av TiO2 for varmebehandling i luft i 500[gracI]C under 20 minuter. Efter avsvalning ner till 70[grad]C s5 sanktes konstruktionen med Ti02-belaggning ner i en losning av 20 mM fargamne Z907 i metoxypropanol och varmebehandlades i 70[grad]C under 30 minuter, darefter skoljdes konstruktionen i metoxypropanol och torkades i torr luft. Konstruktionen bestaende av ett glasmikrofibersubstrat, porost ledande skikt och fargamnessensibiliserad Ti02, lades sedan ihop med en andra konstruktion framstalld enligt exempel 3.
Den andra konstruktionen bestod av ett glasmikrofibersubstrat med en poros metallisk titanfilm innehAllandes katalytisk halt platina. Den andra konstruktionen lades ihop med den forsta p5 s5 satt att den porosa metalliska titanfilmen innehAllandes katalytisk halt platina kom 537 836 I fysisk kontakt med sidan med glasmikrofibersubstrat frAn den forsta konstruktionen. Darigenom separerades de ledande skikten Irk] de forsta och andra konstruktionerna elektriskt och fysiskt av forsta konstruktionens glasmikrofibersubstrat. Dessutom passades det cirkulara h5let i den andra konstruktionen koncentriskt s5 att det genomg5ende h5let i substratet i den forsta konstruktionen och h5let i det tryckta monstret fr5n den andra konstruktionen delade medelpunkt. Darefter tillsattes elektrolyt till den ihopsatta konstruktionen och den ihopsatta konstruktionen forseglades.
Exempel 7 - DSC baserad p5 porost ledande pulverskikt dubbelsidigt belagt p5 keramiskt substrat.
Ett 20 mikrometer tjockt skikt av Ti02-black innehAllandes partiklar av storleken 20 nm trycktes med screentryck p5 sidan med det platinalosa forsta porosa ledande pulverskiktet p5 ett dubbelsidigt belagd glasmikrofibersubstrat framstallt enligt exempel 5 eller 6. Tjockleken p5 skiktet av torkat Ti02-black var 1 - 2 mikrometer. Ett andra 60 mikrometer tjockt skikt av Ti02-black trycktes ovanp5 det forsta skiktet av TiO2 och torkades. Ett tredje Ti02-skiktk trycktes ovanp5 det andra Ti02-skiktet och torkades. Darefter utsattes konstruktionen med deponerat TiO2 for varmebehandling i luft i 500[grad]C under 20 minuter. Efter att ha avsvalnat till 70[grad]C sa sanktes konstruktionen med deponering av TiO2 ner i en losning av 20 mM fargamne Z907 i metoxypropanol och varmebehandlades i 70[grad]C under minuter for att darefter skoljas i metoxypropanol. Darefter tillsattes elektrolyt till det keramiska substratet med dubbelsidig belaggning av porosa ledande pulverskikt och slutligen forseglades konstruktionen.
Exempel S - DSC baserad p5 porost ledande pulverskikt dubbelsidigt belagt p5 keramiskt substrat med blockerande skikt.
Ett black bereddes genom att blanda T1H2 med terpineol. Blacket maldes sedan i en kulkvarn i 40 minuter p5 5000 RPM med 0,3 mm zirkonia-kulor. Zirkonia-kulorna separerades frAn blacket med filtrering, och hexakloroplatinasyra och etylcellulosa tillsattes till det filtrerade blacket. En laser anvandes for att borra ett cirkulart genomg5ende h51 med en diameter p mm i mitten p5 ett 4 cm x 4 cm 45 mikrometer tjockt glasmikrofiber-baserat substrat.
Blacket trycktes sedan p5 den andra ytan p5 ett glasmikrofiber-baserat substrat forsett med ett blockerande skikt av nanocellulosa, vilket deponerats p5 den forsta ytan av substratet. Tryckmonstret bestod av en 2 cm x 2 cm kvadrat med ett cirkulart h51 i mitten med en diameter p5 6 mm. Det tryckta monstret passades in koncentriskt ovanpa substratet p5 sa satt att det cirkulara genomg5ende h5let och det cirkulara tryckmonstret delade samma medelpunkt. De ledande partiklarna i blacket var mindre an substratets porer och darfor trangde de ledande partiklarna in i substratet och trycktes darfor in i substratet. Det tryckta blacket fick sedan torka i 200[grad]C under 5 minuter.
Ett andra black berett genom blandning av T1H2 med terpineol foljt av malning i kulkvarn, filtrering och tillsattning av etylcellulosa trycktes sedan p5 den motsatta sidan p glasmikrofibersubstratet s5 att det forsta tryckta skiktet och det andra tryckta skiktet separeras av glasfibersubstratet. Dessutom s5 passades det andra tryckmonstret koncentriskt in p5 substratets andra sida s5 att det cirkulara genomg5ende h5let i substratet, det forsta 21 537 836 tryckets cirkulara tryckmonster och det andra tryckets cirkulara tryckmonster delade samma medelpunkt. Dessutom s5 deponerades det andra tryckta skiktet p5 det nanocellulosabaserade blockerande skiktet.
Det dubbelsidigt belagda substratet torkades sedan i 200[grad]C under 5 minuter. Darefter vakuumsintrades det dubbelsidigt belagda keramiska substratet i 600[grad]C och lick sedan svalna av till rumstemperatur. Trycket under sintring var lagre an 0,01 Pa (0,0001 mbar). Det dubbelsidigt belagda substrat som erholls har ett porost ledande pulverskikt av metalliskt titan p5 enda sidan och ett andra porost ledande pulverskikt inneh5llandes metalliskt titan med katalytisk halt av platina pa andra sidan.
Darefter s5 trycktes ett 20 mikrometer tjockt skikt av Ti02-black inneh5llandes partiklar av storleken 20 nm med screentryck p5 sidan med det platinalosa forsta porosa ledande pulverskiktet pa det dubbelsidigt belagda glasmikrofibersubstratet. Tjockleken pa skiktet av torkat Ti02-black var 1 - 2 mikrometer. Ett andra 60 mikrometer tjockt skikt av Ti02-black trycktes ovanp5 det forsta skiktet av TiO2 och torkades. Ett tredje Ti02-skikt trycktes ovanp5 det andra Ti02-skiktet och torkades. Darefter utsattes konstruktionen med deponerad TiO2 for varmebehandling i luft i 500[gracI]C under 20 minuter. Efter att ha avsvalnat till 70[grad]C s5 sanktes konstruktionen med deponering av TiO2 ner i en losning av 20 mM fargamne Z907 i metoxypropanol och varmebehandlades i 70[grac]C under 30 minuter for att darefter skoljas i metoxypropanol. Darefter tillsattes elektrolyt till det keramiska substratet med dubbelsidig belaggning av porosa ledande pulverskikt och slutligen forseglades konstruktionen. 22

Claims (16)

537 836 Krav 1. En fargamnessensibiliserad solcell innefattandes:
1. ett porost isolerande substrat (10;30) med en forsta yta och en andra yta, -ett forsta porost skikt (14) innefattandes ledande partiklar tryckta p5 det porosa isolerande substratets forsta yta och som bildar ett ledande skikt, 2. ett andra porost skikt (16) innefattandes ledande partiklar tryckta p5 det porosa isolerande substratets andra yta och som bildar ett ledande skikt, van i det porosa isolerande substratet (4;10;30) är anordnat mellan det forsta och det andra skiktet, -ett tredje porost skikt (18) innefattandes ljusabsorberande fargamnesmolekyler deponerade p5 det forsta skiktet, samt 3. ett medium for overforing av laddning for att overfora laddning mellan det tredje och det andra skiktet, kannetecknad av att vardera av de porosa skikten innefattar ett tryckt monster innehallandes minst ett icke-transparent omr5de (24,25,26) och minst ett transparent omr5de (20,21,22) och det porosa isolerande substratet innefattar minst ett transparent omr5de (32), varigenom de porosa skiktens namnda transparenta omr5den och det isolerande substratets namnda transparenta omr5de är placerade i forh5llande till varandra sa att det bildas minst en genomgaende transparent bana genom solcellen.
2. En fargamnessensibiliserad solcell enligt krav 1, van i minst ett av de porosa skiktens transparenta omr5den (20,21,22) är anordnade s5 att de 5tminstone delvis overlappar varandra.
3. En fargamnessensibiliserad solcell enligt n5got av foreg5ende krav, van i det tredje porosa skiktets (18) tryckta monster motsvarar det ftirsta porosa skiktets (14) tryckta monster.
4. En fargamnessensibiliserad solcell enligt krav 3, van i det andra porosa skiktets (16) tryckta monster motsvarar det forsta och det tredje porosa skiktet tryckta monster.
5. En fargamnessensibiliserad solcell enligt nagot foregaende krav, van i solcellen innefattar ett flertal kopplingsorgan (34,36) elektriskt anslutna till det forsta och till det andra porosa skiktet (14,16) for att ansluta det forsta och det andra porosa skiktet till en extern elektrisk krets, och det forsta och det andra porosa skiktets tryckta monster Jr konstruerade s5 att de icketransparenta omradena (25,26) kommer i direkt elektrisk kontakt med minst ett av kopplingsorganen.
6. En fargamnessensibiliserad solcell enligt n5got av de foreg5ende kraven, van i namnda tryckta monster innehaller ett flertal transparenta omraden (20,21,22) fordelade i de, till antalet minst ett, icke-transparenta omrAdena (24,25,26)
7. An fargamnessensibiliserad solcell enligt n5got av de foregAende kraven, van i det porosa isolerande substratets (30) namnda minst ett transparenta omr5de (32) är ett genomgAende MI som stracker sig mellan det porosa isolerande substratets forsta och andra yta. 23 537 836
8. En fargamnessensibiliserad solcell enligt nAgot av foreg5ende krav, van i en area av de, till antalet minst ett, transparenta omrAdena av vale porost skikt (14,16,18) Jr mellan 10 % och 70 % av den totala arean av varje porost skikt, och foretradesvis mellan 30 % och 60 % av den totala arean av varje porost skikt.
9. En fargamnessensibiliserad solcell enligt n5got av foregAende krav, van i namnda forsta och andra porosa skikt Jr porosa ledande pulverskikt.
10. Bruket av en fargamnessensibiliserad solcell enligt nagot av krav 1 till 8 i eller p5 ett glassegment av en konstruktion.
11. Ett satt for framstallning av an transparent fargamnessensibiliserad solcell, van i sattet innefattar: - tryckning av ett forsta porost skikt (14) innefattandes ledande partiklar p5 ett porost isolerande substrats (10;30) forsta yta, 1. tryckning av ett andra porost skikt (16) innefattandes ledande partiklar p5 det porosa isolerande substratets andra yta, 2. tryckning av ett tredje porost skikt (18) ova np5 det forsta porosa skiktet, samt - infargning av det tredje porosa skiktet med ljusabsorberande molekyler, kannetecknad av att det porosa isolerande substratet innefattar minst ett transparent omr5de (32), och vardera av de porosa skikten är tryckta i monster innehallandes minst ett icke-transparent omr5cle (24,25,26) och minst ett transparent omr5de (20,21,22), och monstren Jr tryckta p5 s5 satt att de porosa skiktens namnda transparenta omr5den och det porosa isolerande substratets namnda transparenta omr5den bildar minst en genomg5ende transparent bana genom solcellen.
12. Sattet for framstallning enligt krav 11, van i monstren Jr tryckta p5 s5 satt att de porosa skiktens namnda transparenta omr5den och det isolerande substratets namnda transparenta omraden atminstone delvis overlappar varandra i en riktning tvarstalld mot den forsta och den andra ytan.
13. Sattet for framstallning enligt krav 11 eller 12, van i det tredje porosa skiktets minst ett icketransparenta omrade (21) trycks ovanpa det forsta porosa skiktets minst ett icke-transparenta omr5de (20).
14. Sattet for framstallning enligt n5got eller n5gra av kraven 11 - 13, van i det forsta, det andra och det tredje porosa skiktets (14,16,18) monster motsvarar varandra.
15. Sattet for framstallning enligt nAgot eller !Agra av kraven 11 - 14, van i namnda tryckta monster trycks med hjalp av screentryck. 24 537 836
16. Sattet for framstallning enligt nAgot eller nAgra av kraven 11 - 15, van i sattet for framstallning innefattar stansning av det porosa isolerande substratet for att Astadkomma minst ett genomg5ende 1151 (32) som stracker sig mellan det porosa isolerande substratets (30) forsta och andra yta. 537 836
SE1450123A 2014-02-06 2014-02-06 En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma SE537836C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1450123A SE537836C2 (sv) 2014-02-06 2014-02-06 En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma
TW103144938A TWI644446B (zh) 2014-02-06 2014-12-23 透明染料敏化太陽能電池以及製造太陽能電池的方法
JP2016550538A JP6209779B2 (ja) 2014-02-06 2015-01-13 透明な色素増感太陽電池および同太陽電池を製造するための方法
PCT/EP2015/050467 WO2015117795A1 (en) 2014-02-06 2015-01-13 A transparent dye-sensitized solar cell and a method for manufacturing the solar cell
EP15701488.7A EP3103147B1 (en) 2014-02-06 2015-01-13 A transparent dye-sensitized solar cell and a method for manufacturing the solar cell
ES15701488.7T ES2671191T3 (es) 2014-02-06 2015-01-13 Célula solar sensibilizada por colorante transparente y método para fabricar la célula solar
US15/117,306 US10026561B2 (en) 2014-02-06 2015-01-13 Transparent dye-sensitized solar cell and a method for manufacturing the solar cell
CN201580007646.5A CN105981189B (zh) 2014-02-06 2015-01-13 透明染料敏化太阳能电池及该太阳能电池的制造方法
US16/012,216 US11328875B2 (en) 2014-02-06 2018-06-19 Transparent dye-sensitized solar cell and a method for manufacturing the solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1450123A SE537836C2 (sv) 2014-02-06 2014-02-06 En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1450123A1 SE1450123A1 (sv) 2015-08-07
SE537836C2 true SE537836C2 (sv) 2015-11-03

Family

ID=52432786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1450123A SE537836C2 (sv) 2014-02-06 2014-02-06 En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma

Country Status (8)

Country Link
US (2) US10026561B2 (sv)
EP (1) EP3103147B1 (sv)
JP (1) JP6209779B2 (sv)
CN (1) CN105981189B (sv)
ES (1) ES2671191T3 (sv)
SE (1) SE537836C2 (sv)
TW (1) TWI644446B (sv)
WO (1) WO2015117795A1 (sv)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE537836C2 (sv) 2014-02-06 2015-11-03 Exeger Sweden Ab En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma
MX2018010840A (es) * 2016-03-10 2019-02-07 Exeger Operations Ab Una celda solar que comprende granos de un material semiconductor dopado y un metodo para fabricar la celda solar.
WO2018021952A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Exeger Operations Ab A light absorbing layer and a photovoltaic device including a light absorbing layer
SE540184C2 (en) 2016-07-29 2018-04-24 Exeger Operations Ab A light absorbing layer and a photovoltaic device including a light absorbing layer
EP3652763B1 (en) * 2017-07-12 2021-03-31 Exeger Operations AB A photovoltaic device having a light absorbing layer including a plurality of grains of a doped semiconducting material
AU2019269021B2 (en) * 2018-05-16 2024-03-14 Exeger Operations Ab A photovoltaic device
EP3627527A1 (en) 2018-09-20 2020-03-25 Exeger Operations AB Photovoltaic device for powering an external device and a method for producing the photovoltaic device
CN109036855B (zh) * 2018-08-17 2020-11-24 常州大学 石墨烯复合透明发电薄片及其制备方法
US10780498B2 (en) * 2018-08-22 2020-09-22 General Electric Company Porous tools and methods of making the same
CN109065646A (zh) * 2018-08-23 2018-12-21 广东中诚阳能科技有限公司 一种基于艺术图案的太阳能组件板及其设计方法
US11081606B2 (en) * 2018-12-27 2021-08-03 Solarpaint Ltd. Flexible and rollable photovoltaic cell having enhanced properties of mechanical impact absorption
CN113614928B (zh) 2019-03-18 2024-01-30 卡梅隆股份有限公司 用于太阳能模块的图形外观
WO2021105487A1 (fr) * 2019-11-28 2021-06-03 Advanced Track & Trace Procédé et dispositif de marquage sécurisé et procédé et dispositif d'authentification
CN113556882B (zh) * 2020-04-23 2022-08-16 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 透明电路板的制作方法以及透明电路板
SE2051120A1 (en) 2020-09-25 2022-03-26 Exeger Operations Ab An electronic device comprising a solar cell unit for powering the device
EP4202082A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Gas diffusion layer

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3446674A (en) * 1965-07-07 1969-05-27 United Aircraft Corp Method and apparatus for converting hydrogen-containing feedstocks
JP2004221496A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Seiko Epson Corp 光電変換素子の製造方法、光電変換素子および電子機器
KR100927660B1 (ko) 2007-10-16 2009-11-20 한국전자통신연구원 염료 감응 태양 전지 및 그 제조 방법
JP5192888B2 (ja) * 2008-04-08 2013-05-08 シャープ株式会社 色素増感型太陽電池の透明性絶縁膜用ペースト、色素増感型太陽電池用透明性絶縁膜、色素増感型太陽電池、及び色素増感型太陽電池の製造方法
JP2010003468A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Sony Corp 色素増感太陽電池およびその製造方法
FR2941557B1 (fr) * 2009-01-29 2011-03-25 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'un article conducteur de l'electricite
US7795067B1 (en) * 2009-03-30 2010-09-14 Solopower, Inc. Semitransparent flexible thin film solar cells and modules
CN102396101B (zh) * 2009-04-15 2014-06-25 夏普株式会社 染料敏化太阳能电池和染料敏化太阳能电池模块
TWI505482B (zh) * 2009-06-24 2015-10-21 Nippon Steel & Sumikin Chem Co Pigment sensitized solar cells
KR20120113223A (ko) * 2010-02-03 2012-10-12 고쿠리츠 다이가쿠 호진 큐슈 코교 다이가쿠 색소 증감 태양전지 및 그 제조 방법
JP2011216190A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp 光電変換装置及びその製造方法
US20130255761A1 (en) 2010-06-17 2013-10-03 Polymers Crc Ltd. Electrode and dye-sensitized solar cell
JP2012014849A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Sony Corp 光電変換素子およびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールおよびその製造方法
GB201011118D0 (en) 2010-06-30 2010-08-18 Univ Warwick Transparent electrodes for semiconductor thin film devices
WO2012045881A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Nlab Solar Ab Improved dye- sensitized solar cell and a method for manufacture
JP5664119B2 (ja) 2010-10-25 2015-02-04 ソニー株式会社 透明導電膜、透明導電膜の製造方法、光電変換装置および電子機器
CA2850671C (en) * 2011-10-11 2019-08-13 Exeger Sweden Ab Method for manufacturing dye-sensitized solar cells and solar cells so produced
SE537449C2 (sv) 2012-04-04 2015-05-05 Exeger Sweden Ab En färgämnessensiterad solcell som innehåller ett poröst isolerande substrat samt en metod för framställning av det porösa isolerande substratet
SE537669C2 (sv) 2012-04-04 2015-09-29 Exeger Sweden Ab Färgämnessensiterad solcellsmodul med seriekopplad struktursamt sätt för framställning av solcellen
EP2997585B1 (en) 2013-05-17 2019-08-14 Exeger Operations AB A dye-sensitized solar cell and a method for manufacturing the solar cell
SE537836C2 (sv) * 2014-02-06 2015-11-03 Exeger Sweden Ab En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma

Also Published As

Publication number Publication date
CN105981189A (zh) 2016-09-28
WO2015117795A1 (en) 2015-08-13
US10026561B2 (en) 2018-07-17
JP6209779B2 (ja) 2017-10-11
US11328875B2 (en) 2022-05-10
CN105981189B (zh) 2018-11-27
TW201532295A (zh) 2015-08-16
TWI644446B (zh) 2018-12-11
EP3103147B1 (en) 2018-03-21
SE1450123A1 (sv) 2015-08-07
US20180366278A1 (en) 2018-12-20
JP2017508283A (ja) 2017-03-23
ES2671191T3 (es) 2018-06-05
EP3103147A1 (en) 2016-12-14
US20160351343A1 (en) 2016-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE537836C2 (sv) En transparent färgämnessensibiliserad solcell samt ett sättför framställning av densamma
US10490359B2 (en) Dye-sensitized solar cell module having a serial structure and a method for manufacturing the solar cell
KR102032581B1 (ko) 염료 감응형 태양 전지의 제조 방법 및 그렇게 제조된 태양 전지
CN102124602A (zh) 染料敏化太阳能电池及其制造方法
CN101728092B (zh) 一种半导体电极及制法和含有该半导体电极的太阳能电池
JP6867703B2 (ja) ドープされた半導体材料の粒状体を備える太陽電池および太陽電池を製造する方法