[發明專利]一種冷藏裝置用薄膜太陽能電池及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910403067.2
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN111952078B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 郭凱;楊洪光;潘自杰;丁劍波;王春青
• 申請（專利權）人: 青島海爾特種電冰柜有限公司;海爾智家股份有限公司
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/004;H01G9/00
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 宋蓮英

本發明提出了一種冷藏裝置用薄膜太陽能電池及其制備方法和應用，涉及太陽能電池的技術領域。本發明包括二氧化鈦光陽極、對電極和電解液，二氧化鈦光陽極包括襯底和電極層，襯底為摻雜氟的SnOsubgt;2/subgt;透明導電玻璃；電極層由二氧化鈦摻雜材料的漿料經過燒結而成，二氧化鈦摻雜材料由以下重量份的原料經過高能球磨制備而成：二氧化鈦1?2份、氨水6?7份、氧化銅1?2份；本發明還給出了上述太陽能電池的制備方法及其在冷藏裝置上的應用。本發明是一種摻雜改性后的薄膜染料敏化太陽能電池，與冷藏裝置的門體玻璃相結合，即使在室內光照條件下依然能夠產生電能，利用率高，應用廣泛，不會占用額外的空間，成本便宜，對環境沒有任何危害。

技術領域

本發明屬于太陽能電池的技術領域，特別是指一種冷藏裝置用薄膜太陽能電池及其制備方法和應用。

背景技術

制冷裝置已經廣泛深入到人們日常工作和生活中，尤其是在炎熱的夏天，其使用頻率得到大大提高。目前制冷裝置基本都是采用市政電網供電，現有技術中也出現了一些連接有太陽能的制冷裝置。例如：中國專利CN107883632A于2018年04月06日公開了一種太陽能冰箱，該太陽能冰箱包括支架、冰箱機體、直流壓縮機、儲能裝置以及太陽能電池板，太陽能電池板、儲能裝置、直流壓縮機和冰箱機體依次電連接，由此太陽能電池板將采集到的太陽能經光電轉換獲得的電能存于儲能裝置中，并向直流壓縮機輸送供其運作所需的電能。這些太陽能冰箱的發電裝置都必須配置太陽能電池板，并將太陽能電池板置于室外光照下，這不僅占用了多余空間，而且陰天情況下太陽能電池板產生的電量很少，甚至不會產生，利用率低，應用受到限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種冷藏裝置用薄膜太陽能電池及其制備方法和應用，旨在解決現有技術中太陽能冰箱必須配置太陽能電池板而導致其占用多余的空間以及在陰天和室內無法產生電量的問題。

為實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案予以實現：

在一個方面，本發明的一種冷藏裝置用薄膜太陽能電池，包括二氧化鈦光陽極、對電極和電解液；所述二氧化鈦光陽極包括襯底和電極層，所述襯底為摻雜氟的SnO₂透明導電玻璃，所述電極層由二氧化鈦摻雜材料的漿料經過燒結而成，所述二氧化鈦摻雜材料由以下重量份的原料經過高能球磨制備而成：二氧化鈦1-2份、氨水6-7份、氧化銅1-2份。

本發明使用的是染料敏化太陽能電池(DSSCs)，典型的DSSCs結構主要包括光電極、染料、氧化還原電解液、對電極、導電玻璃和密封材料，其中，二氧化鈦由于具有超常的穩定性、優異的電荷傳輸分離和染料吸附等方面的優勢，被認為當前最好的光陽極材料，但是二氧化鈦的禁帶寬度是3.2eV，導致其在可見光區域的光吸收效率降低，此外，光致產生的電子-空穴對極易復合，降低了其光電轉換效率。為了提高二氧化鈦的光學性能，本發明采用以氮摻雜的TiO₂/Cu_xO核殼結構材料制備光陽極，一方面，這種結構可增加材料的比表面積以提高染料的負載率，進而吸收更多的光子；另一方面，這種結構可有效地使電子轉移到二氧化鈦的導帶上去，促進電子和空穴的分離，從而提高了染料敏化太陽能電池的光電轉換效率。經摻雜處理后TiO₂的光吸收范圍從紫外光區域擴展到了可見光區域，即使在室內沒有陽光直射或在燈光照射條件下依然可以發電，與冷藏裝置的門體玻璃相結合，發電可用于冷藏裝置的低功率負載，而且，薄膜太陽能電池既不會對玻璃的透光率造成太大影響，也不會占用多余的空間，冷藏裝置適用范圍可在室內和室外，太陽能利用率高，應用廣泛，成本便宜，對環境沒有任何危害。

可選地，所述二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦。本發明以二氧化鈦作為薄膜材料的光陽極，成本便宜，對環境沒有任何危害；金紅石型二氧化鈦的晶格致密，性質穩定，具有較好的耐候性、耐水性、不易變黃和不粉化的特點，其應用性能優異。