柔性染料敏化太陽電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽電池制作技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種柔性染料敏化太陽電池。
【背景技術(shù)】
[0002]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(diǎn)而受到科技界的密切關(guān)注，被譽(yù)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(zhì)量輕、便攜及抗彎折的特點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)尤為重要。
[0003]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(jī)械性能優(yōu)良且與傳統(tǒng)的制備工藝相兼容，同時具有較高的光透過率，被認(rèn)為最具有實(shí)用化和商業(yè)化潛力；但是傳統(tǒng)的DSSC大多采用覆蓋透明導(dǎo)電氧化物層氧化銦錫(ITO)或氧化氟錫(FTO)的導(dǎo)電玻璃為襯底電極，其堅(jiān)硬、易碎、質(zhì)量重等缺點(diǎn)限制了 DSSC的應(yīng)用。
[0004]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°C，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(fù)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(yīng)用過程中容易滲入到周圍材料中，對器件效率和壽命產(chǎn)生不利影響；ΙΤ0廢舊電子產(chǎn)品回收成本高昂，不利于環(huán)保。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于通過在銀納米線上原位聚合大分子預(yù)聚物一次成型得到低電阻率、高透光率的柔性導(dǎo)電襯底層，并以此為襯底制備柔性太陽電池，從而獲得環(huán)保、成本低的柔性染料敏化太陽電池。
[0006]按照本實(shí)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(fù)合導(dǎo)電襯底層、光陽極層、電解質(zhì)層、對電極層；
[0007]所述柔性聚合物復(fù)合導(dǎo)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。
[0008]本實(shí)用新型一種柔性染料敏化太陽電池，其優(yōu)點(diǎn)是:
[0009]1、由銀納米線薄膜層取代現(xiàn)有的ITO薄膜，具有環(huán)境友好、節(jié)約成本等特點(diǎn)；
[0010]2、柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層是通過在銀納米線薄膜層上原位聚合大分子預(yù)聚物，一次成型獲得，導(dǎo)電薄膜與聚合物基板的結(jié)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(zhuǎn)換效率；
[0011]3、由于銀納米線薄膜層可采用絲網(wǎng)印刷的方式制備，可實(shí)現(xiàn)大面積、工業(yè)化生產(chǎn)，易對制備工藝進(jìn)行調(diào)控。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的柔性染料敏化太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]上述圖中:
[0014]1、柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層，11、銀納米線薄膜層，12、聚合物層；
[0015]2、光陽極層，21、氧化物多孔膜層，22、染料層；
[0016]3、電解質(zhì)層；
[0017]4、對電極層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]—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(fù)合導(dǎo)電襯底層1、光陽極層2、電解質(zhì)層3、對電極層4 ；
[0019]優(yōu)選地，所述柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層I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10 μ m-30 μ m的銀納米線構(gòu)成，且其厚度為0.025 μ m?I μ m ;所述聚合物層12的厚度為10 μπι?1000 μπι，是通過光或化學(xué)引發(fā)的聚合物單體聚合而成；進(jìn)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(dǎo)電襯底層的設(shè)計，增強(qiáng)了太陽電池的透光率，同時降低了電阻率。
[0020]優(yōu)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(yōu)選地，所述氧化物多孔膜層21由導(dǎo)電氧化物漿料制得，且所述氧化物多孔膜層21的厚度為5 μ m-30 μ m ;優(yōu)選地，所述導(dǎo)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(dāng)染料溶液為無機(jī)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(lián)吡啶-4，4’-二羧基)釕(II)的乙醇溶液，或?yàn)闊o機(jī)量子點(diǎn)，如硫化鎘、砸化鎘量子點(diǎn)；當(dāng)染料溶液為有機(jī)染料敏化劑時，所選用材料如天然染料葉綠素。
[0021]優(yōu)選地，所述電解質(zhì)層3由乙腈溶液形成，其中，乙腈溶液的含量配比為0.6M1-丙基-3-甲基碘化咪唑鹽、0.5M 3-叔丁基吡啶、0.3M LiI和0.05M I2;具有氧化-還原對的作用，完成氧化態(tài)染料分子的循環(huán)再生；添加離子液體丙基-3-甲基碘化咪唑鹽和3-叔丁基吡啶以抑制暗電流，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率；優(yōu)選地，所述電解質(zhì)層3的厚度30 μ m-100 μ mD
[0022]優(yōu)選地，所述電解質(zhì)層3在電荷交換中起媒介作用，且其種類可為液態(tài)、固態(tài)或準(zhǔn)固態(tài)；
[0023]優(yōu)選地，所述對電極層4的厚度為0.4 μ m?30 μ m，由金屬材料層，金屬材料層選用金、鈾、石墨稀等金屬材料制成。
[0024]—種柔性染料敏化太陽電池的制備方法，包括如下步驟:
[0025]S1、選取剛性襯底，在剛性襯底上制備柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層I ;
[0026]S2、在步驟SI制備的所述柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層I上制備所述氧化物多孔膜層21，然后將所述氧化物多孔膜層21浸泡在染料溶液中，經(jīng)清洗后晾干獲得光陽極層2 ；
[0027]S3、在所述柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層I表面制作對電極層4 ；
[0028]S4、在所述光陽極層2與所述對電極層4間灌注電解質(zhì)染料，形成所述電解質(zhì)層3。
[0029]所述步驟SI中，柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層I的制備過程包括:①、將配置的銀納米線分散溶液制備在剛性襯底表面，制作銀納米線薄膜層11 、將步驟①獲得的銀納米線薄膜層11晾干后覆蓋一層聚合物單體，形成聚合物層12后去除剛性襯底，獲得柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層I。
[0030]優(yōu)選地，所述剛性襯底可選用玻璃基片。
[0031]步驟S2中，光陽極層2的制備過程中，是將導(dǎo)電氧化物漿料，在低溫條件下，采用刮涂法、或旋轉(zhuǎn)涂布法、或絲網(wǎng)印刷法在柔性銀納米線聚合物復(fù)合導(dǎo)電襯底層I