[發明專利]含電紡絲法生產的聚合物納米纖維的電解質以及使用它的高效率染料敏化太陽能電池

有效

• 申請號: 200980136103.8
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN102160191A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 張永煜;金美羅;金英根;張誠日;樸現佑;元斗玹;金池彥;李鎮國;樸盛海
• 申請（專利權）人: 索爾維公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;蔡勝有

1.一種染料敏化的太陽能電池，包括：

彼此相對安排的第一基片和第二基片；

插入所述第一基片和第二基片之間的第一電極，其中所述第一電極包括無機氧化物層和染料層，所述染料層以化學方式被吸附到所述無機氧化物層中以提供被激發的電子；

與所述第一電極相對放置的第二電極，其中所述第二電極插入所述第一和第二基片之間以由此允許電流流動；

第一界面粘合層，所述第一界面粘合層配置為協助所述界面在所述無機氧化物層的頂面粘合到所述無機氧化物層上；

第二界面粘合層，所述第二界面粘合層配置為阻止所述第一界面粘合層頂面的反向電流；

插入所述第一和第二界面粘合層之間的光散射層，所述光散射層增加光吸收；和

插入所述第一和第二電極之間的固體電解質，其中所述固體電解質包括通過電紡絲法制造的聚合物納米纖維并且通過氧化還原反應向所述染料層提供電子。

2.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述聚合物纖維選自下列中的至少一種：聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)以及它們的聚合物共混物。

3.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述聚合物的含量相對于所述固體電解質為5至95重量百分數。

4.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述聚合物的重均分子量為50,000至1,000,000。

5.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述聚合物纖維具有20至1500nm的直徑。

6.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述固體電解質包括納米尺寸的Ag。

7.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述固體電解質還包括無機納米填充劑。

8.如權利要求7所述的染料敏化太陽能電池，其中所述無機納米填充劑是Al₂O₃或BaTiO₃。

9.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述第一和第二界面粘合層的厚度為10至100nm。

10.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中形成所述光散射層的顆粒具有100至500nm的粒徑。

11.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其中所述染料層是選自下列中的至少一種：基于釕的染料、基于呫噸的染料、基于菁藍的染料、基于卟啉的染料和基于蒽醌的染料。

12.一種用于制備染料敏化太陽能電池的方法，包括：

提供第一基片；

在所述第一基片的一個表面上形成無機氧化物層并形成第一電極；

形成第一界面粘合層，所述第一界面粘合層協助所述界面在所述無機氧化物層的頂面上粘合到所述無機氧化物層上；

在所述第一界面粘合層的頂面上形成光散射層以增加光吸收；

在所述光散射層的頂面上形成第二界面粘合層以防止反向電流；

在所述第二界面粘合層的頂面上吸附染料層；

在吸附所述染料層的所述第二界面粘合層的頂面上通過利用電紡絲裝置將聚合物溶液進行電紡絲來制造聚合物納米纖維，向所述聚合物納米纖維涂覆電解質溶液并隨后蒸發所涂覆的溶液以形成固體電解質；并且

在所述固體電解質的頂面上形成第二電極和第二基片。

13.如權利要求12所述的方法，其中形成所述固體電解質的步驟包括：使聚合物溶解在溶劑中以形成聚合物溶液，將所形成的聚合物溶液引入電紡絲部中并且對所述聚合物溶液進行紡絲。

14.如權利要求12所述的方法，其中在形成所述固體電解質的步驟中所述聚合物溶液包括納米尺寸的Ag。

15.如權利要求12所述的方法，其中在形成所述固體電解質的步驟中所述聚合物溶液還包括無機納米填充劑。

16.如權利要求15所述的方法，其中所述無機納米填充劑是Al₂O₃或BaTiO₃。