專利名稱：染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池的密封方法，確切地說是一種染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法。
染料敏化納米薄膜太陽電池是利用有機(jī)光敏功能分子與半半導(dǎo)體納米材料結(jié)合的復(fù)合體系對太陽能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，它綜合了有機(jī)和無機(jī)光電材料的功能和特點(diǎn)利用有機(jī)光敏染料高效的采集光性能，半導(dǎo)體材料的快速電荷轉(zhuǎn)移與分離優(yōu)勢，結(jié)合半導(dǎo)體納晶薄膜的多孔性和高的比表面積，充分利用有機(jī)分子的設(shè)計(jì)的靈活性以及半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)材料的不同于體材料的一些新特性由于染料敏化納米薄膜太陽電池的內(nèi)部物理和化學(xué)的環(huán)境復(fù)雜，電子在電解液的過程傳遞中伴隨著復(fù)雜的反應(yīng)過程，這些都對密封材料的抗溶劑性能提出了更高的要求，而且要足夠的密封強(qiáng)度防止電解液的揮發(fā)和泄漏，這是達(dá)到一個(gè)長壽命的染料敏化納米薄膜太陽電池的基本要求。
目前該電池在小面積(小于1cm2)最高轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到11％左右，但大面積電池及其組件，由于電池密封等關(guān)鍵問題上未能解決，一直阻礙這種太陽電池的廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明是用密封材料將電解液密封于電池的光陽極和反電極之間，其特征在于采用聚合物薄膜或膠粘劑，經(jīng)制備，電池盒密封和封孔后制成染料敏化納米薄膜太陽電池。
采用有機(jī)高分子聚合物薄膜作密封材料的具體密封方法的步驟是(1)、選擇具有一定密封性能的聚合物薄膜如聚乙烯和聚甲基丙稀酸薄膜，應(yīng)用擠壓、熱壓、拉膜技術(shù)將聚合物材料制備成厚度為1～500微米密封的薄膜。
(2)、將聚合物密封薄膜平鋪在金屬板材上，應(yīng)用機(jī)械和激光刻劃技術(shù)將薄膜刻劃成所需密封薄膜的形狀。
(3)、將具有一定形狀的聚合物密封薄膜準(zhǔn)確定位于光陽極和反電極所需密封的位置上，再用平板壓力機(jī)施加壓力或加熱，使兩極間完全密封。
(4)、將染料光敏化劑和電解液通過電池盒上的小孔注入到密封的電池盒中，再用聚合物密封薄膜和薄玻璃片經(jīng)熱密封將電池盒上的小孔密封。
采用聚合物粘膠作密封材料的具體密封方法的步驟是(1)、將聚合物膠粘劑的本體交聯(lián)劑和添加劑如單、雙組份環(huán)氧樹脂，單、雙組份有機(jī)硅膠調(diào)制成適合的粘度，再采用絲網(wǎng)印刷和機(jī)械槍注入、擠壓，將具有一定粘度的膠粘劑涂附于光陽極和電極上。
(2)、將涂有膠粘劑的光陽極和反電極準(zhǔn)確定位后進(jìn)行合膜、固化。
(3)、將染料光敏化劑和電解液通過電池盒上的小孔注入到密封的電池盒中，再用聚合物膠粘劑和薄玻璃片將電池盒上的小孔密封。
本發(fā)明的效果本發(fā)明利用聚合物薄膜或膠粘劑，經(jīng)制備，電池盒密封和封孔，將電解質(zhì)長期、穩(wěn)定地密封于電池的光陽極和反電極之間，從而解決了大面積電池及其組件的密封關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)了大面積電池的制作。又本發(fā)明操作簡單，成本低廉。
實(shí)施例2選取單組份環(huán)氧樹脂作為密封膠粘劑，再采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在光陽極和反電極上涂附一層具有一定粘度的膠粘劑，空氣中放置片刻后將光陽極和反電極準(zhǔn)確定位后進(jìn)行合膜，合膜后施加接觸壓放在烘箱中，溫度為80℃，預(yù)固化30分鐘后調(diào)節(jié)溫度到145℃固化30分鐘，再升高溫度到180℃，固化1小時(shí)，隨爐冷卻，即制成密封電池盒。最后將染料光敏化劑和電解液通過電池上的小孔注入到密封的電池盒中，再用環(huán)氧樹脂膠粘劑和薄玻璃片將電池盒上的小孔密封。
權(quán)利要求
1.一種染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，它是用密封材料將電解液密封于電池的光陽極和反電極之間，其特征在于采用聚合物薄膜或膠粘劑，經(jīng)制備，電池盒密封和封孔后制成染料敏化納米薄膜太陽電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，其特征在于所述的制備是將聚合物密封薄膜平鋪在金屬板材上，應(yīng)用機(jī)械和激光刻劃技術(shù)將薄膜刻劃成所需密封薄膜的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，其特征在于所述的電池盒密封是將具有一定形狀的聚合物密封薄膜準(zhǔn)確定位于光陽極和反電極所需密封的位置上，再用平板壓力機(jī)施加壓力或加熱，使兩極間完全密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，其特征在于所述的封孔是將染料光敏化劑和電解液通過電池盒上的小孔注入到密封的電池盒中，再用聚合物密封薄膜和薄玻璃片經(jīng)熱密封將電池盒上的小孔密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，其特征在于所述的制備是將聚合物膠粘劑的本體交聯(lián)劑和添加劑如單、雙組份環(huán)氧樹脂，單、雙組份有機(jī)硅膠調(diào)制成適合的粘度，再采用絲網(wǎng)印刷和機(jī)械槍注入、擠壓，將具有一定粘度的膠粘劑涂附于光陽極和電極上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，其特征在于所述的電池盒密封是將涂有膠粘劑的光陽極和反電極準(zhǔn)確定位后進(jìn)行合膜、固化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，其特征在于所述的封孔是將染料光敏化劑和電解液通過電池盒上的小孔注入到密封的電池盒中，再用聚合物膠粘劑和薄玻璃片將電池盒上的小孔密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種染料敏化納米薄膜太陽電池的密封方法，它是采用聚合物薄膜或膠粘劑作密封材料，經(jīng)制備，電池盒密封和封孔，將電解液密封于電池的光陽極和反電極之間，制成染料敏化納米薄膜太陽電池。該發(fā)明不僅解決了大面積電池及其組件的密封關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)了大面積電池的制作，而且操作簡單易行，成本低廉。
文檔編號H01L31/18GK1444294SQ0215727
公開日2003年9月24日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者王孔嘉, 戴松元, 隋毅峰, 翁堅(jiān), 方霞琴 申請人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所