[實用新型]一種染料敏化太陽能電池埋柵電極

有效

• 申請號: 201721486885.6
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN207690655U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 秦藝穎;葉金花;文貴華;劉建國;吳聰萍;鄒志剛
• 申請（專利權）人: 南京大學昆山創新研究院
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042;H01G9/048
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張倩倩

本實用新型公開一種染料敏化太陽能電池埋柵電極，其包括由下至上依次疊置的玻璃基體、ITO導電膜、銀柵線和FTO導電膜；銀柵線埋覆于ITO導電膜與FTO導電膜之間。本實用新型利用ITO與FTO復合導電膜代替傳統的FTO導電膜，表層覆蓋的FTO導電膜，彌補了ITO導電膜高溫下吸附空氣中氧的缺陷，使其耐熱性強，內層的ITO導電膜使導電基體有較低的電阻率。而將銀柵埋覆于兩層導電膜中間，制備成為埋柵電極，避免了電解液泄露腐蝕銀柵線，提高了電池穩定性。

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池技術領域，特別是一種染料敏化太陽能電池埋柵電極。

背景技術

染料敏化太陽能電池（DSSC）主要由以下幾個部分組成：導電基體、納米TiO2 多孔膜、染料敏化層、電解質和對電極。電池受到光照后，電池中的染料就會變為激發狀態，釋放出電子，電子經氧化鈦(TiO2) 到達透明電極，而流到外部。另一方面，釋放出電子后成為陽離子的染料經電解液中的碘(I) 還原，恢復至原來的狀態，以此循環。用于DSSC的透明電極必須滿足電阻低、熱穩定性好、化學穩定性高、高透過性、耐濕性和低成本等條件。相比于一般摻雜有錫的氧化銦膜(ITO 導電膜)，目前優選耐熱、化學性條件強的摻雜有氟的氧化錫膜(FTO導電膜)。

DSSC所使用的FTO導電膜，在可見光波長范圍內具有良好的透光性，并且耐熱性較好，但在高溫條件下電阻率增長較快，造成電池效率較低。例如發明201410057955.0，公開了一種染料敏化太陽能電池光陽極疊層結構：導電基體、第一致密層、傳輸層、第二致密層、散射層，雖然在導電基體和傳輸層間設有致密層，抑制了導電基體上產生的電子與電解液之間所形成的暗電流，但其所使用的導電玻璃為FTO玻璃，在高溫條件下電阻率增長快，不利于提升電池效率。

為了降低FTO導電基體的表面電阻，常在導電基體表面制備銀柵線，但由于電解質溶劑易于揮發和泄漏，銀柵極易被腐蝕，嚴重影響電池的穩定性。例如：發明201410756005.7，按照TiO2薄膜圖形將熱封膜切割成條形柵格，將其定位在光陽極和對電極之間，采用夾具進行固定，然后加熱至熱封膜融化，將光陽極與對電極緊密結合起來；最后往對電極表面的小孔灌注電解質，再用熱封膜將小孔封裝。缺點是：電解液容易泄露，銀柵線容易被腐蝕，嚴重影響電池效率和穩定性。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種染料敏化太陽能電池埋柵電極，其導電基體具有較低的電阻率，同時可避免電解液泄露時銀柵線被腐蝕。

本實用新型采取的技術方案為：一種染料敏化太陽能電池埋柵電極，包括由下至上依次疊置的玻璃基體、ITO導電膜、銀柵線和FTO導電膜；銀柵線埋覆于ITO導電膜與FTO導電膜之間。

優選的，ITO導電膜朝向FTO導電膜的一面上，設有形狀與銀柵線形狀相適應的刻蝕溝槽，銀柵線填充于所述刻蝕溝槽內。即銀柵線通過刻蝕嵌入ITO導電膜內，可保證ITO膜上部繼續通過濺射設置FTO導電膜后，FTO導電膜上表面即電極上表面平整。

優選的，所述ITO導電膜的厚度為50-1000nm，FTO導電膜的厚度為30-500nm。

優選的，銀柵線的單線寬度為1mm，厚度為20-50nm，且銀柵線厚度小于ITO導電膜厚度。

優選的，ITO導電膜上的刻蝕溝槽深度為20-50nm，且刻蝕溝槽深度小于ITO導電膜厚度；對應單條銀柵線的刻蝕溝槽寬度為1mm。

優選的，所述玻璃基體采用透光率為85%~95%的玻璃。玻璃基體材質為普通玻璃，厚度可為2.2mm。

有益效果