[實用新型]一種新型染料敏化太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220565685.0
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN203038788U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜春華
• 申請（專利權(quán)）人: 彩虹集團(tuán)公司
• 主分類號: H01G9/14
• 分類號: H01G9/14;H01G9/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種新型染料敏化太陽能電池。

背景技術(shù)

隨著全球性能源危機日益嚴(yán)重，人們迫切希望可以找到一種可持續(xù)發(fā)展的清潔能源。太陽能作為一種取之不盡的天然能源，日益受到世界各國的關(guān)注。染料敏化太陽能電池與傳統(tǒng)硅太陽能電池相比，成本低廉，制作簡單，受到全世界的廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是最有前途的下一代太陽能電池。但是目前染料敏化太陽能電池的實際光電轉(zhuǎn)換效率只有11％，離產(chǎn)業(yè)化的要求還有一定差距。

盡管多年來國內(nèi)外許多小組在提高染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率方面做了大量工作，但是效果并不顯著。其中一個重要原因是由于染料的吸收光譜很難與太陽的發(fā)射光譜相匹配，因此整體電池體系的太陽能利用效率不高所致。如現(xiàn)在人們普遍認(rèn)可的用于染料敏化太陽能電池的染料N719釕染料，其吸收光譜主要集中在400～600nm的可見光區(qū)，而太陽光中除含44％的可見光外，還含有3％的紫外線和53％的紅外線，顯然太陽光中的大部分能量都沒有得到有效利用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種光電轉(zhuǎn)換效率高的新型染料敏化太陽能電池。

一種新型染料敏化太陽能電池，包括依次疊加的光陽極基板、半導(dǎo)體多孔薄膜、染料、電解質(zhì)和對電極，其特別之處在于：其中在對電極外側(cè)還設(shè)有一層20-100nm厚的由上轉(zhuǎn)換材料構(gòu)成的信號增強層，從而將波長較長的紅外光轉(zhuǎn)換為波長短的可見光。

其中上轉(zhuǎn)換材料采用稀土離子摻雜的氟化合物、硫化合物、鹵化合物或氧化物材料體系。

其中上轉(zhuǎn)換材料為Ho³⁺：BaY₂F₈、Pr³⁺:K₂YF₅、Pr³⁺/Yb³⁺-Ga₂O₃:La₂S₃、Er³⁺:Cs₃Lu₂Br₉、Yb³⁺:Cs₃R₂X₉或Sm³⁺:Y₃Al₅O₁₂。

本實用新型的有益效果是：上轉(zhuǎn)換材料信號增強層可吸收太陽光中的紅外部分，并在可見光區(qū)發(fā)光，進(jìn)而被電池中的染料吸收，提高了太陽能的利用率，使電池的光電性能得到改善。

附圖說明

圖1為本實用新型的帶有上轉(zhuǎn)換材料信號增強層的染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)圖，圖中：1、光陽極基板；2、半導(dǎo)體多孔薄膜；3、染料；4、電解質(zhì)；5、對電極；6、信號增強層。

具體實施方式

圖1是本實用新型的電池結(jié)構(gòu)，其中包括光陽極基板、對電極和兩電極之間的染料和電解質(zhì)，以及位于對電極外側(cè)的信號增強層。具體是包括依次疊加的光陽極基板、半導(dǎo)體多孔薄膜、染料、電解質(zhì)和對電極，其中在對電極外側(cè)還設(shè)有一層20-100nm厚的由上轉(zhuǎn)換材料構(gòu)成的信號增強層，從而將波長較長的紅外光轉(zhuǎn)換為波長短的可見光。

其中上轉(zhuǎn)換材料采用稀土離子摻雜的氟化合物、硫化合物、鹵化合物或氧化物材料體系，具體為Ho³⁺：BaY₂F₈、Pr³⁺:K₂YF₅、Pr³⁺/Yb³⁺-Ga₂O₃:La₂S₃、Er³⁺:Cs₃Lu₂Br₉、Yb³⁺:Cs₃R₂X₉或Sm³⁺:Y₃Al₅O₁₂。