一種染料敏化太陽(yáng)能電池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種染料敏化太陽(yáng)能電池，包括腔體、光陽(yáng)極和腔體內(nèi)的I-/I3-型電解質(zhì)，所述腔體為導(dǎo)電玻璃圍成的空腔，該空腔的兩端通過(guò)密封膜密封，光陽(yáng)極設(shè)置在空腔的中心位置，所述光陽(yáng)極為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其上生長(zhǎng)有二氧化鈦納米管層，二氧化鈦納米管層上吸附有敏化染料。本實(shí)用新型通過(guò)將導(dǎo)電玻璃作為陰極、非陽(yáng)光入射端導(dǎo)電玻璃非導(dǎo)電面做鏡面處理，并將光陽(yáng)極放置于導(dǎo)電玻璃構(gòu)成的空腔內(nèi)，而且將光陽(yáng)極做成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣不僅使光陽(yáng)極與陰極相對(duì)的表面積增加，從而增大了接受光照的表面積，而且也可以將射進(jìn)電池內(nèi)但被反射的光線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)電玻璃的鏡面二次反射后再次照射到光陽(yáng)極上，從而提高光線(xiàn)的利用率，大幅度提高了光電轉(zhuǎn)換率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種染料敏化太陽(yáng)能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種染料敏化太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]TiO2是一種寬禁帶半導(dǎo)體，禁帶寬度為3.2ev，在增強(qiáng)光電轉(zhuǎn)化效率方面具有重要的作用，在電子學(xué)、光電轉(zhuǎn)化方面，具有很高的研究?jī)r(jià)值。納米TiO2作為一種綠色功能材料，具有一些特殊的性質(zhì)，如N型半導(dǎo)體、化學(xué)與機(jī)械穩(wěn)定性、光催化性、生物活性及低制備成本已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，在染料敏化太陽(yáng)能電池、光催化器件及傳感器等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有的染料敏化太陽(yáng)能電池一般采用陰極和光陽(yáng)極相對(duì)設(shè)置，兩者之間充斥電解質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，光陽(yáng)極與電解質(zhì)的接觸面積小，導(dǎo)致該種類(lèi)型的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換率很低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決現(xiàn)有的染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化率低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種染料敏化太陽(yáng)能電池，通過(guò)對(duì)光陽(yáng)極和電池結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，大大增加了光陽(yáng)極與電解質(zhì)的接觸面積，從而大幅度提高了光電轉(zhuǎn)換率。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為:一種染料敏化太陽(yáng)能電池，包括腔體、光陽(yáng)極和腔體內(nèi)的/Ι3—型電解質(zhì)，所述腔體為導(dǎo)電玻璃圍成的空腔，該空腔的兩端通過(guò)密封膜密封，光陽(yáng)極設(shè)置在空腔的中心位置，所述光陽(yáng)極為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其上生長(zhǎng)有二氧化鈦納米管層，二氧化鈦納米管層上吸附有敏化染料。
[0006]所述導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面上鍍有金屬鉬層。
[0007]所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光陽(yáng)極的網(wǎng)孔形狀為菱形。
[0008]所述光陽(yáng)極的材質(zhì)為工業(yè)純鈦、鋅或黃銅，優(yōu)選為工業(yè)純鈦。
[0009]本實(shí)用新型中，光陽(yáng)極上生長(zhǎng)的二氧化鈦納米管層可以通過(guò)鈦陽(yáng)極氧化得到。
[0010]本實(shí)用新型中，在導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面上鍍金屬鉬層，非陽(yáng)光入射端導(dǎo)電玻璃的非導(dǎo)電面上鍍有銀層或鋁層做鏡面處理，其目的有兩個(gè):其一，是利用鉬的催化作用，增大了電子的傳輸速率，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率；其二，將射進(jìn)的未利用的部分光線(xiàn)反射到光陽(yáng)極上從而提高光線(xiàn)利用率。
[0011]有益效果:本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]I)將導(dǎo)電玻璃作為陰極，并將光陽(yáng)極放置于導(dǎo)電玻璃構(gòu)成的空腔內(nèi)，這樣使光陽(yáng)極相對(duì)的表面積增加，從而增大了接受光照的表面積，而且也可以將射進(jìn)電池內(nèi)但被反射的光線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)電玻璃的鏡面二次反射后再次照射到光陽(yáng)極上，從而提高光線(xiàn)的利用率；
[0013]2)通過(guò)將光陽(yáng)極設(shè)置為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增大了其上生長(zhǎng)的二氧化鈦納米管層的表面積，從而與電解質(zhì)的接觸面積和吸附敏化染料的量均增加，進(jìn)而大幅度提高了光電轉(zhuǎn)換效率?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]附圖標(biāo)記:1、腔體，2、導(dǎo)電玻璃，3、密封膜，4、二氧化鈦納米管層，5、光陽(yáng)極，6、敏化染料，7、電解質(zhì)，8、非導(dǎo)電面。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖所示，一種染料敏化太陽(yáng)能電池，包括腔體1、光陽(yáng)極5和腔體I內(nèi)的1_/13_型電解質(zhì)7，所述腔體I為導(dǎo)電玻璃2圍成的空腔，該空腔的兩端通過(guò)密封膜3密封，光陽(yáng)極5設(shè)置在空腔的中心位置，所述光陽(yáng)極5為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其上生長(zhǎng)有二氧化鈦納米管層4，二氧化鈦納米管層4上吸附有敏化染料6。
[0018]以上為本實(shí)用新型的基本實(shí)施方式，可以在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)或限定:
[0019]如，在所述導(dǎo)電玻璃2的導(dǎo)電面上鍍有金屬鉬層，以提高光線(xiàn)的利用率和增大電子的傳輸速率；非陽(yáng)光入射端導(dǎo)電玻璃的非導(dǎo)電面8上鍍有銀層或鋁層做鏡面處理，可以將射進(jìn)電池內(nèi)但被反射的光線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)電玻璃鏡面二次反射后再次照射到光陽(yáng)極上，從而提高光線(xiàn)的利用率；
[0020]如，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光陽(yáng)極5的網(wǎng)孔形狀為菱形；當(dāng)然網(wǎng)孔形狀也可以為其他的形狀，如圓形、多邊形等形狀，只要兩者不完全重合即可；
[0021]如，所述光陽(yáng)極5的材質(zhì)為工業(yè)純鈦、鋅或黃銅，優(yōu)選的材質(zhì)為二氧化鈦或鈦，網(wǎng)狀光陽(yáng)極5的厚度為50微米，這樣可以使其具有很好的柔韌性以便于制作成可彎曲的太陽(yáng)能電池，用途廣泛攜帶方便。
[0022]本實(shí)用新型中，當(dāng)光線(xiàn)照射到光陽(yáng)極5上的敏化染料6時(shí)，敏化染料分子躍遷至激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的染料分子將電子注入到TiO2半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中，后流入外電路中，處于氧化態(tài)的染料被還原態(tài)的I-/Ι3_型電解質(zhì)還原再生，氧化態(tài)的電解質(zhì)在對(duì)電極接受電子后被還原，從而完成一個(gè)循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種染料敏化太陽(yáng)能電池，包括腔體(I)、光陽(yáng)極(5)和腔體(I)內(nèi)的r/I3_型電解質(zhì)(7)，其特征在于:所述腔體(I)為導(dǎo)電玻璃(2)圍成的空腔，該空腔的兩端通過(guò)密封膜(3)密封，光陽(yáng)極(5)設(shè)置在空腔的中心位置，所述光陽(yáng)極(5)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其上生長(zhǎng)有二氧化鈦納米管層(4 )，二氧化鈦納米管層(4 )上吸附有敏化染料(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料敏化太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述導(dǎo)電玻璃(2)的導(dǎo)電面上鍍有金屬鉬層，非陽(yáng)光入射端導(dǎo)電玻璃的非導(dǎo)電面(8)上鍍有銀層或鋁層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料敏化太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光陽(yáng)極(5)的網(wǎng)孔形狀為菱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種染料敏化太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述光陽(yáng)極(5)的材質(zhì)為工業(yè)純鈦、鋅或黃銅。
【文檔編號(hào)】H01G9/20GK203521180SQ201320647873
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】王鏡喆, 徐春花, 李平, 徐申生, 王濤然, 李會(huì), 李香利, 曹帥, 魏世忠, 郭子豪, 李光輝, 黃亞博 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)