[實(shí)用新型]一種高效實(shí)用型染料敏化太陽能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220158269.9
• 申請(qǐng)日: 2012-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN202749232U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安雪娥;顧桃;潘漢懷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): H01G9/20
• 分類號(hào): H01G9/20;H01G9/004
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效實(shí)用型染料敏化太陽能電池。

背景技術(shù)

目前，染料敏化太陽能電池仍然處于研發(fā)階段，由于低成本、無污染、制作過程簡單等優(yōu)勢一直成為學(xué)者所堅(jiān)持研究的理由。那么目前研發(fā)水平的最高效率為13％左右，市場效率為5％左右，可見效率較低，因此無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此外學(xué)者研究方向主要是通過提高導(dǎo)電玻璃的效率或者尋找采光能力更強(qiáng)的染料敏化劑等材料本身著手，可能需要極其漫長的探究過程。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高其整體效率，而不局限于電池本身材料組成，本實(shí)用新型利用菲涅爾透鏡附著在導(dǎo)電玻璃外框進(jìn)行高倍聚光，大大增強(qiáng)入射電池中的光強(qiáng)度，以此來提高染料敏化太陽能電池中染料的采光能力，從而提高其發(fā)電效率。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高效實(shí)用型染料敏化太陽能電池，由導(dǎo)電玻璃、菲涅爾透鏡、穩(wěn)固件組成；所述導(dǎo)電玻璃設(shè)有導(dǎo)電玻璃正極和導(dǎo)電玻璃負(fù)極，導(dǎo)電玻璃正極和導(dǎo)電玻璃負(fù)極外側(cè)均設(shè)置一塊經(jīng)過計(jì)算而約定最佳距離的菲涅爾透鏡；導(dǎo)電玻璃與菲涅爾透鏡之間則通過塑料連接穩(wěn)固件連接成一體；導(dǎo)電玻璃正極和導(dǎo)電玻璃負(fù)極之間設(shè)有碘離子和染料敏化劑。

所述菲涅爾透鏡外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)為螺紋面，所述菲涅爾透鏡依據(jù)染料敏化劑所占面積設(shè)計(jì)菲涅爾透鏡的長度、寬度、焦距、環(huán)距等參數(shù)，使其聚光效果達(dá)到最佳。

所述導(dǎo)電玻璃正極內(nèi)設(shè)有電池正極，導(dǎo)電玻璃負(fù)極內(nèi)設(shè)有電池負(fù)極。

所述導(dǎo)電玻璃負(fù)極上設(shè)有TiO2納米薄膜。

所述導(dǎo)電玻璃正極和導(dǎo)電玻璃負(fù)極可以正對(duì)也可以錯(cuò)開。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：從外部增加入射光強(qiáng)，讓染料敏化劑吸收更多的光子能量，發(fā)生高頻率的躍遷，然后再釋放更多的能量，這樣使得電池內(nèi)部整體物質(zhì)循環(huán)反應(yīng)速率增大，頻率變高，發(fā)電效率大大提高，實(shí)現(xiàn)高效率染料敏化太陽能電池的夢想。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例1的原理示意圖；

圖3是實(shí)施例2的原理示意圖；

圖中：1.菲涅爾透鏡，2.電池正極，3.碘離子，4.塑料連接穩(wěn)固件，5.電池負(fù)極，6.TiO2納米薄膜，7.染料敏化劑，8.導(dǎo)電玻璃正極，9.菲涅爾透鏡平面，10.導(dǎo)電玻璃負(fù)極，11.菲涅爾透鏡螺紋面，12.光斑，13.光線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施凡方式進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型加以說明；

如圖1所示，一種高效實(shí)用型染料敏化太陽能電池，由導(dǎo)電玻璃、菲涅爾透鏡、塑料連接穩(wěn)固件組成；所述導(dǎo)電玻璃設(shè)有導(dǎo)電玻璃正極(8)和導(dǎo)電玻璃負(fù)極(10)，導(dǎo)電玻璃正極(8)和導(dǎo)電玻璃負(fù)極(10)外側(cè)均設(shè)置一塊經(jīng)過計(jì)算而約定最佳距離的菲涅爾透鏡(1)；導(dǎo)電玻璃與菲涅爾透鏡(1)之間則通過塑料連接穩(wěn)固件(4)連接成一體；導(dǎo)電玻璃正極(8)和導(dǎo)電玻璃負(fù)極(10)之間設(shè)有碘離子(3)和染料敏化劑(7)。所述菲涅爾透鏡(1)外側(cè)為菲涅爾透鏡平面(9)，內(nèi)側(cè)為菲涅爾透鏡螺紋面(11)，所述菲涅爾透鏡(1)依據(jù)染料敏化劑所占面積設(shè)計(jì)菲涅爾透鏡的長度、寬度、焦距、環(huán)距等參數(shù)，使其聚光效果達(dá)到最佳。所述導(dǎo)電玻璃正極(8)內(nèi)設(shè)有電池正極(2)，導(dǎo)電玻璃負(fù)極(10)內(nèi)設(shè)有電池負(fù)極(5)。所述導(dǎo)電玻璃負(fù)極(10)上設(shè)有TiO2納米薄膜(6)。那么當(dāng)外部有光線射入，則菲涅爾透鏡將外部光線匯聚到染料敏化太陽能電池的中心面積——染料敏化劑7聚集的地方，讓染料敏化劑能夠吸收更多的光能量，由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，因處于激發(fā)態(tài)的染料不穩(wěn)定，則將電子注入TiO₂的導(dǎo)帶，電子擴(kuò)散至電池負(fù)極，后流入外電路中。而失去電子的染料敏化劑將被溶液中的碘離子還原成染料，同時(shí)進(jìn)入電池正極的電子與被氧化了的3價(jià)碘離子結(jié)合形成碘離子，這樣就形成了一個(gè)完整的光電轉(zhuǎn)換的過程。

實(shí)施例1、如圖2所示，導(dǎo)電玻璃正極(8)正對(duì)導(dǎo)電玻璃負(fù)極(10)，光線(13)經(jīng)過折射到光斑(12)，聚集在光斑(12)中心，加強(qiáng)了光斑(12)中心范圍的光強(qiáng)度，在原來的基礎(chǔ)上大大的提高整塊電池的發(fā)電效率。

實(shí)施例2、如圖3所示，導(dǎo)電玻璃正極(8)與電玻璃負(fù)極(10)錯(cuò)開，光線(13)折射進(jìn)光斑(12)，加大了染料敏化劑(7)接觸高強(qiáng)度光的面積，在原來基礎(chǔ)上提高了整塊電池的發(fā)電效率。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。