[發明專利]染料敏化太陽能電池的導電玻璃

無效

• 申請號: 200910029258.3
• 申請日: 2009-04-07
• 公開（公告）號: CN101515504A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 孫岳明;宋鉑;王育喬;奚俊婷;蔣銀花;吳小娟
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01G9/004
• 分類號: H01G9/004;H01G9/04;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/44;H01L51/48;C03C17/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 李紀昌

一、技術領域

本發明屬于導電玻璃工藝技術領域，特別涉及一種適用于大面積染料敏化太陽能電池的導電玻璃。

二、背景技術

染料敏化太陽能電池是一種新型非晶硅太陽能電池，其有比硅太陽能電池更廉價，更環保的優勢，但是由于光陽極完全暴露于電解液中，Ti0₂和導電玻璃基底上的光生電子會與電解液中的I₃^-發生復合形成暗反應，從而降低光電轉換效率，同時隨著電池面積逐漸增大，電池的伏安特性發生了明顯的變化，其與小電池相比，填充因子和光電轉換效率大大減小，主要原因是導電玻璃的表面電阻的影響，即電子傳輸路程太長，從而導致電子在傳輸過程中的損耗增大。

三、發明內容

技術問題：

本發明的目的在于提供一種既可以減少染料敏化太陽能電池電子損耗、可使電子定向移動，同時可提高大面積染料敏化太陽能電池的光電轉換效率的導電玻璃。

技術方案：本發明的技術解決方案為：

一種染料敏化太陽能電池的導電玻璃，包括導電玻璃層，在導電玻璃層的上表面，從下至上依次設有低電阻柵電極和致密二氧化鈦阻隔膜層，致密二氧化鈦阻隔膜層將低電阻柵電極與外界環境隔絕，

其中，上述低電阻柵電極選用有機低電阻金屬漿料為材料，采用絲網印刷法印刷于導電玻璃層的上表面，為網狀形貌。

制備所述染料敏化太陽能電池的導電玻璃的方法，包括以下步驟：取導電玻璃，在導電玻璃的上表面采用絲網印刷法印刷低電阻柵電極，然后采用濺射法、電化學沉積法、沉積法、甩膜法、拉膜法在低電阻柵電極上覆蓋一層致密的二氧化鈦前體，然后450℃燒結，使低電阻柵電極外部形成致密的二氧化鈦阻隔層膜。

有益效果：

一種染料敏化太陽能電池的導電玻璃，包括導電玻璃層，在導電玻璃層的上表面，從下至上依次設有低電阻柵電極和致密二氧化鈦阻隔膜層，致密二氧化鈦阻隔膜層將低電阻柵電極與外界環境隔絕。低電阻柵電極的出現，減小電子傳輸路徑的電阻，使得電池的性能接近小面積電池的性能；致密的二氧化鈦阻隔膜的出現阻止導電玻璃基底上的光生電子和電解液中I₃^-的復合；同時由于將低電阻柵布于致密二氧化鈦層以下，避免了低電阻柵于電解液的接觸，從而避免了低電阻柵被電解液氧化和腐蝕，保護了低電阻柵電極；同時省去了以往在不過低電阻柵以后還要再刷高分子涂層保護膜的步驟，簡化了工藝，降低了成本。上述導電玻璃適用于大面積染料敏化太陽能電池。

本發明中，低電阻柵選用有機低電阻金屬漿料為材料，采用絲網印刷法，印刷于底板玻璃的上表面，為網狀形貌。染料敏化太陽能電池在應用中如硅電池一樣是由單個工作的染料敏化太陽能電池串并聯組成，以滿足所需的電流電壓要求，因而線路連接工藝復雜，低電阻柵的材料選用與玻璃粘附性較好的有機低電阻金屬漿料，例如銀漿、鋁漿或銅漿。低電阻柵電極的印刷采用絲網印刷法，低電阻柵可以根據所需連接的要求，直接在網版上繪制出不同的鏤空的絲網，直接刷涂，使設計性與可操作性的差距大大較低，基本可實現復雜電路的簡單刻版并直接印刷。

制備本發明所述染料敏化太陽能電池的導電玻璃的方法包括以下步驟：取導電玻璃，在導電玻璃的上表面采用絲網印刷法印刷低電阻柵電極，然后，采用濺射法、電化學沉積法、沉積法、甩膜法、拉膜法在低電阻柵電極上覆蓋一層致密的二氧化鈦前體，然后450℃燒結，使低電阻柵電極外部形成致密的二氧化鈦阻隔層膜。磁控濺射法的特點是工藝控制性好，可在大面積基體上均勻成膜，阻隔膜層致密均勻，可以大規模工業化生產，但對設備要求嚴格，成本較高；電化學沉積法特點是薄膜所需工業化設備簡單，工藝周期短，原材料價格低廉，可以大規模工業化生產，阻隔膜層致密，均勻度一般；沉積法的特點，不需要儀器設備，工藝周期短，原材料價格低廉，可以大規模工業化生產，阻隔膜層致密，但均勻度較差；甩膜法的特點，不適合工業化生產，但所得阻隔膜層致密均勻，較適合小規模生產，工藝周期短，原材料價格低廉；拉膜法的特點制品均勻性較好，阻隔膜層致密，所需工業化設備簡單，工藝周期短，原材料價格低廉，可以大規模工業化生產。

四、附圖說明

圖1是大面積染料敏化太陽能電池的導電玻璃的結構示意圖。

五、具體實施方式

以下實施例為本發明的一些舉例，不應被看做是對本發明的限定。

實施例1：

一種染料敏化太陽能電池的導電玻璃，包括導電玻璃層和二氧化鈦阻隔膜層，其特征在于在所述導電玻璃層和二氧化鈦阻隔膜層之間設有低電阻柵電極，且二氧化鈦阻隔膜層將低電阻柵電極與外界環境隔絕。