[實(shí)用新型]染料敏化太陽(yáng)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720203650.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206489986U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁穩(wěn)發(fā);夏凌峰;穆曼;許佩瑤;李艷青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): H01G9/20
• 分類號(hào): H01G9/20;H01G9/04
• 代理公司: 北京惟誠(chéng)致遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11536
• 代理人: 李巍,趙靜

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能電池，具體涉及一種染料敏化太陽(yáng)能電池。

背景技術(shù)

目前，由于燃燒化石能源帶來(lái)的一系列污染問(wèn)題，人們迫切地渴求一種綠色能源的出現(xiàn)，所以新能源越來(lái)越受人們青睞，而太陽(yáng)能電池也逐漸成為人們研究的重點(diǎn)對(duì)象，其中染料敏化太陽(yáng)能電池(DSCs)尤為受到人們的重視。染料敏化太陽(yáng)能電池主要是模仿光合作用的原理制作出的一種新型太陽(yáng)能電池，它工作的原理是，當(dāng)光照時(shí)，光陽(yáng)極上的染料分子吸收太陽(yáng)光能后，其中的電子變?yōu)榧ぐl(fā)狀態(tài)，激發(fā)態(tài)的電子進(jìn)入緊鄰的金屬氧化物薄膜層，隨后進(jìn)入導(dǎo)電膜，再通過(guò)外部電線把電子輸送到對(duì)電極，最后進(jìn)入電解質(zhì)，染料中失去的電子則通過(guò)金屬氧化物從電解質(zhì)中得到補(bǔ)償，使染料回到初始狀態(tài)而形成電子回路，這樣就產(chǎn)生了光電流。

DSCs與傳統(tǒng)的太陽(yáng)電池相比有以下一些優(yōu)勢(shì)：

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；

(2)制備電池耗能較少，能源回收周期短；

(3)生產(chǎn)成本較低，僅為硅太陽(yáng)能電池的1/5～1/10；

(4)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)毒無(wú)污染。

但是，目前的薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率不高、整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)采用液態(tài)有機(jī)小分子化合物溶劑，其沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，流動(dòng)性大，會(huì)造成給電極腐蝕、電解液泄露、壽命短等一系列問(wèn)題；并且重新注射電解液時(shí)，必須整體拆開(kāi)，操作復(fù)雜，電池的壽命低。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種染料敏化太陽(yáng)能電池，從而得到的染料敏化太陽(yáng)能電池，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，不易腐蝕，提高了光電利用效率。

本實(shí)用新型提供一種染料敏化太陽(yáng)能電池，包括依次設(shè)置的染料敏化光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)、對(duì)電極和透光玻璃，所述染料敏化光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)包括光陽(yáng)極，所述光陽(yáng)極上設(shè)有絕緣膜，所述絕緣膜上設(shè)有第一開(kāi)口，所述第一開(kāi)口沿所述光陽(yáng)極的對(duì)光區(qū)的周邊設(shè)置，所述對(duì)電極上穿設(shè)有第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口與第一開(kāi)口對(duì)應(yīng)設(shè)置，且所述對(duì)光區(qū)、第一開(kāi)口、第二開(kāi)口與所述透光玻璃圍成用于填充電解液的空腔；所述透光玻璃上還穿設(shè)有與第二開(kāi)口相連通的通孔，所述通孔的截面成螺旋形，所述通孔的第一端口設(shè)于所述第二開(kāi)口的周邊，所述通孔的第二端口設(shè)于透光玻璃上，所述第二端口上設(shè)有與其相開(kāi)合的密封部。

優(yōu)選地，所述透光玻璃上還設(shè)有凹槽，所述凹槽沿所述通孔的第二端口的周向設(shè)置，該凹槽的設(shè)置，防止電解液溢流在整個(gè)透光玻璃上造成污染，影響其透光性，從而影響電池的整體光電轉(zhuǎn)換效果。

優(yōu)選地，所述密封部為單向密封部，從而能夠防止電解液注射的過(guò)程中逆流，造成腐蝕。

優(yōu)選地，所通孔的頂部的直徑小于所述通孔的底部的直徑，且所述通孔的直徑為2～4mm；頂部的直徑小于所述通孔的底部的直徑，成錐形的設(shè)置能夠防止電解液溢出；且在通孔設(shè)計(jì)下，改變了電解液的注射方式，減少了使用中對(duì)電池結(jié)構(gòu)的損壞，延長(zhǎng)了電池壽命。

優(yōu)選地，所述透光玻璃上均勻設(shè)有多個(gè)凸起，該凸起的設(shè)置能夠提高整個(gè)透光玻璃的光電接觸面積，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。

優(yōu)選地，所述透光玻璃上還設(shè)有防紫外線層，防紫外線層的設(shè)計(jì)能夠防止紫外線對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池的劣化，提高染料敏化太陽(yáng)能電池耐久性，延長(zhǎng)染料敏化太陽(yáng)能電池的使用壽命，利于染料敏化太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

優(yōu)選地，所述光陽(yáng)極為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述光陽(yáng)極上設(shè)有二氧化鈦納米微管層，網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)增大了二氧化鈦納米微管層的表面積，從而與電解質(zhì)的接觸面積和吸附染料敏化層的量均增加，體高了光電轉(zhuǎn)換效率。

優(yōu)選地，所述光陽(yáng)極和所述絕緣膜間還設(shè)有染料敏化層，所述染料敏化層成正弦或余弦波分布，染料敏化層成波形的設(shè)置，在使用時(shí)易吸收太陽(yáng)光形成電勢(shì)。

優(yōu)選地，所述對(duì)光區(qū)為方形或圓形，且設(shè)于所述光陽(yáng)極的中心，這樣的布置，能夠形成較高的電動(dòng)勢(shì)，最大地利用光陽(yáng)極面積提高輸出功率。

優(yōu)選地，所述電解液為0.1mol/L的Na₂SO₄溶液。

優(yōu)選地，所述染料敏化層由染料敏化劑制成，所述染料敏化劑選取天然植物桑葚為原料，經(jīng)無(wú)污染的提取過(guò)程制得，具有良好的敏化效果，提高了光電轉(zhuǎn)化效率。

優(yōu)選地，對(duì)電極是契合對(duì)光的中心經(jīng)切割的鉑片，具有較高的理論電動(dòng)勢(shì)。