[實用新型]柔性染料敏化太陽電池

有效

• 申請號: 201520650552.7
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN204946727U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 熊艷;鄧飛
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本實用新型涉及太陽電池制作技術領域，具體地說是一種柔性染料敏化太陽電池。

背景技術

染料敏化太陽電池(DSSC)因其成本低廉和制備工藝簡單的特點而受到科技界的密切關注，被譽為第三代太陽電池；而柔性太陽電池在柔性襯底上制備，具有質量輕、便攜及抗彎折的特點，可用于太陽能汽車、太陽能帆船、太陽能背包上等，且對于光伏建筑一體化的實現尤為重要。

目前DSSC柔性光電極材料中，聚合物柔性基板因采用的聚合物襯底價格低廉、機械性能優良且與傳統的制備工藝相兼容，同時具有較高的光透過率，被認為最具有實用化和商業化潛力；但是傳統的DSSC大多采用覆蓋透明導電氧化物層氧化銦錫(ITO)或氧化氟錫(FTO)的導電玻璃為襯底電極，其堅硬、易碎、質量重等缺點限制了DSSC的應用。

市場上有些聚合物柔性基板的襯底采用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚酰亞胺(PI)，然后在襯底上制備ITO薄膜。由于聚合物襯底可耐受溫度不超過180℃，因此器件各層及ITO薄膜均要求在低溫條件下制備，對制備儀器的要求較高，工藝復雜，成本高；由于銦是稀有貴金屬，使得ITO價格昂貴；再者銦有劇毒，銦和錫在制備和應用過程中容易滲入到周圍材料中，對器件效率和壽命產生不利影響；ITO廢舊電子產品回收成本高昂，不利于環保。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在于通過在銀納米線上原位聚合大分子預聚物一次成型得到低電阻率、高透光率的柔性導電襯底層，并以此為襯底制備柔性太陽電池，從而獲得環保、成本低的柔性染料敏化太陽電池。

按照本實用新型提供的一種柔性染料敏化太陽電池，包括依次層疊的柔性銀納米線聚合物復合導電襯底層、光陽極層、電解質層、對電極層；

所述柔性聚合物復合導電襯底包括：銀納米線薄膜層以及覆蓋在所述銀納米線薄膜層上的聚合物層。

本實用新型一種柔性染料敏化太陽電池，其優點是：

1、由銀納米線薄膜層取代現有的ITO薄膜，具有環境友好、節約成本等特點；

2、柔性銀納米線聚合物復合導電襯底層是通過在銀納米線薄膜層上原位聚合大分子預聚物，一次成型獲得，導電薄膜與聚合物基板的結合更加緊密，且具有低電阻率和高透光率，有利于提高太陽電池的光電轉換效率；

3、由于銀納米線薄膜層可采用絲網印刷的方式制備，可實現大面積、工業化生產，易對制備工藝進行調控。

附圖說明

圖1為本實用新型的柔性染料敏化太陽電池結構示意圖；

上述圖中：

1、柔性銀納米線聚合物復合導電襯底層，11、銀納米線薄膜層，12、聚合物層；

2、光陽極層，21、氧化物多孔膜層，22、染料層；

3、電解質層；

4、對電極層。

具體實施方式

一種柔性染料敏化太陽電池，包括依次層疊的柔性銀納米線聚合物復合導電襯底層1、光陽極層2、電解質層3、對電極層4；

優選地，所述柔性銀納米線聚合物復合導電襯底層1包括：銀納米線薄膜層11以及覆蓋在所述銀納米線薄膜層11上的聚合物層12。所述銀納米線薄膜層11由直徑為25-50nm、長度為10μm-30μm的銀納米線構成，且其厚度為0.025μm～1μm；所述聚合物層12的厚度為10μm～1000μm，是通過光或化學引發的聚合物單體聚合而成；進一步地所述聚合物單體為有聚合能力的低分子原料，如丙烯酸酯單體；所述銀納米線薄膜層11與所述聚合物層12作為一次性成型的導電襯底層的設計，增強了太陽電池的透光率，同時降低了電阻率。

優選地，所述光陽極層2包括：氧化物多孔膜層21以及吸附在所述氧化物多孔膜層21表面的染料層22，所述氧化物多孔膜層21覆蓋在所述銀納米線薄膜層11上；優選地，所述氧化物多孔膜層21由導電氧化物漿料制得，且所述氧化物多孔膜層21的厚度為5μm-30μm；優選地，所述導電氧化物漿料中使用的氧化物為氧化鈦、氧化鋅或者氧化錫；所述染料層22由染料溶液組成，當染料溶液為無機類的染料敏化劑時，所選用材料為釕的金屬多吡啶配合物二-四丁銨-雙(異硫氰基)雙(2，2'-聯吡啶-4，4'-二羧基)釕(II)的乙醇溶液，或為無機量子點，如硫化鎘、硒化鎘量子點；當染料溶液為有機染料敏化劑時，所選用材料如天然染料葉綠素。