專利名稱：一種染料敏化太陽(yáng)能電池及其密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光伏器件封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種染料敏化太陽(yáng)能電池及其密封方法。
背景技術(shù)：
隨著全球性礦物能源的枯竭和環(huán)境污染問題的加劇，太陽(yáng)能資源的利用已經(jīng)引起 了世界的關(guān)注，由此，光伏技術(shù)的研究也成為世界范圍內(nèi)的熱點(diǎn)。在各種新型太陽(yáng)能電池 中，染料敏化太陽(yáng)能電池以其制作工藝簡(jiǎn)單、便于大規(guī)模生產(chǎn)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)愈來(lái)愈受到 廣泛重視。目前，染料敏化太陽(yáng)能電池的研究取得了令人矚目的研究進(jìn)展，IOcmX IOcm的玻 璃基板上光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)可以達(dá)到6%以上，已經(jīng)基本接近實(shí)用水平，世界范圍內(nèi)已經(jīng)進(jìn) 入產(chǎn)業(yè)化研究階段。液態(tài)電解質(zhì)DSC電池的封裝目前主要是采用高分子的有機(jī)材料進(jìn)行封裝的，由于 有機(jī)高分子材料不但在高溫下容易老化而導(dǎo)致電解質(zhì)泄露，同時(shí)液態(tài)電解質(zhì)的碘離子也會(huì) 不斷的在有機(jī)高分子材料中進(jìn)行擴(kuò)散，從而導(dǎo)致電解質(zhì)的揮發(fā)而降低染料敏化太陽(yáng)能電池 的壽命。采用玻璃粉的進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)的方法也有人進(jìn)行研究，然而，由于陽(yáng)極敏化材料在高 溫條件下會(huì)分解而采用循環(huán)染料的方式進(jìn)行染料敏化工藝，致使染料敏化效果欠佳，制作 工藝復(fù)雜并功耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有良好密封性和機(jī)械強(qiáng)度的染料敏化 太陽(yáng)能電池及其密封方法。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種染料敏化太陽(yáng)能電池，包括相對(duì)設(shè)置的 光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板、設(shè)置在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板上與光陰極導(dǎo)電 玻璃基板相對(duì)的面上的陽(yáng)極薄膜，以及設(shè)置在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板 相對(duì)面的端部并將光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板連接在一起的封接層，其 中，光陰極導(dǎo)電玻璃基板上設(shè)置有灌注電解質(zhì)的孔。本發(fā)明還提供了一種染料敏化太陽(yáng)能電池的密封方法，首先將密封材料涂覆在光 陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板相對(duì)表面的兩端區(qū)域，接著，進(jìn)行熱預(yù)固化后，使 光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板精準(zhǔn)對(duì)位和壓合，再接著，進(jìn)行光固化，最后， 將電解液從光陰極導(dǎo)電玻璃基板上的孔內(nèi)灌入，然后將該孔密封。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述熱固化溫度為60-100°C，時(shí)間為10 50min ；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述光固化采用紫外光輻照；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述紫外光輻照的強(qiáng)度為1200-1800mJ/cm2，輻照時(shí)間 為 10_50mino與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池及其密封方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過將密封材料先預(yù)熱固化，然后將光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板與光陰極導(dǎo)電玻璃基板進(jìn) 行對(duì)接，最后進(jìn)行光固化密封材料，如此，通過本發(fā)明方法制備出來(lái)的器件密封性良好，具 有良好的機(jī)械強(qiáng)度，從而，使染料敏化太陽(yáng)能電池具有較好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。


圖1為采用本發(fā)明方法密封后的染料敏化太陽(yáng)能電池的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1所示，采用本發(fā)明方法封接的染料敏化太陽(yáng)能電池呈三明治結(jié)構(gòu)，包 括相對(duì)設(shè)置的光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1和光陰極導(dǎo)電玻璃基板3，光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1上 與光陰極導(dǎo)電玻璃基板3相對(duì)的表面上印刷有陽(yáng)極薄膜2，且在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板與光 陰極導(dǎo)電玻璃基板3的兩個(gè)端部印刷有封接層4，該封接層4將光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1與光 陰極導(dǎo)電玻璃基板3連接在一起，此外，在光陰極導(dǎo)電玻璃基板3上設(shè)置有用于灌注電解質(zhì) 的孔5。所述光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1和光陰極導(dǎo)電玻璃基板3采用透明的FTO導(dǎo)電玻璃， 透光率在85%以上。本發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池的密封方法的具體步驟如下1)在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1上印刷陽(yáng)極半導(dǎo)體薄膜材料，該陽(yáng)極半導(dǎo)體薄膜材料 經(jīng)染料敏化后，即在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1上形成一層染料敏化的陽(yáng)極薄膜2 ；2)在光陰極導(dǎo)電玻璃基板3上印刷Pt漿料，形成光陰極；3)將密封膠通過絲網(wǎng)印刷的方法或者點(diǎn)膠的方式布置在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1 和光陰極導(dǎo)電玻璃基板3上，形成厚度為20-200um、寬度為4mm的封接層4 ；4)將步驟3)涂覆有封接層4的光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板1和光陰極導(dǎo)電玻璃基板3 在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)于60-100°C的條件下預(yù)固化10-50min，然后，采用對(duì)位貼合機(jī)將光陽(yáng)極導(dǎo) 電玻璃基板1和光陰極導(dǎo)電玻璃基板3精準(zhǔn)對(duì)位并壓合，隨后，經(jīng)紫外光源進(jìn)行輻照，輻照 強(qiáng)度為1200-1800mJ/cm2，輻照時(shí)間為10-50min，如此，封接層4經(jīng)紫外光輻照固化而將陽(yáng) 極 電玻璃基板1和陰極導(dǎo)電玻璃基板3粘結(jié)在一起形成封條，防止周圍環(huán)境中的水分和 氧氣進(jìn)入到光伏器件的染料敏化的陽(yáng)極薄膜2中；5)最后，從光陰極導(dǎo)電玻璃基板3的孔中灌注電解液，然后采用熱熔膜將陰極導(dǎo) 電玻璃基板的孔密封。本發(fā)明通過將密封材料預(yù)先熱固化在光陰極和光陽(yáng)極的導(dǎo)電玻璃基板上，然后將 光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板與光陰極導(dǎo)電玻璃基板進(jìn)行對(duì)接，接著，采用輻照源(如紫外光)固化 密封材料，從而實(shí)現(xiàn)玻璃基板的對(duì)接，最后用熱熔膜進(jìn)行封孔。如此，通過本發(fā)明方法制備 出來(lái)的器件密封性良好，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，從而，使染料敏化太陽(yáng)能電池具有較好的長(zhǎng) 期穩(wěn)定性。以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說(shuō)明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明 的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
一種染料敏化太陽(yáng)能電池，其特征在于包括相對(duì)設(shè)置的光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板(1)和光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)、設(shè)置在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板(1)上與光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)相對(duì)的面上的陽(yáng)極薄膜(2)，以及設(shè)置在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板(1)和光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)相對(duì)面的端部并將光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板(1)和光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)連接在一起的封接層(4)，其中，光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)上設(shè)置有灌注電解質(zhì)的孔(5)。
2.—種權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽(yáng)能電池的密封方法，其特征在于首先將密封 材料涂覆在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板(1)和光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)相對(duì)表面的兩端區(qū)域，接 著，進(jìn)行熱預(yù)固化后，使光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板(1)和光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)精準(zhǔn)對(duì)位和壓 合，再接著，進(jìn)行光固化，最后，將電解液從光陰極導(dǎo)電玻璃基板(3)上的孔(5)內(nèi)灌入，最 后將該孔(5)密封。
3.如權(quán)利要求2所述的染料敏化太陽(yáng)能電池的密封方法，其特征在于所述熱固化溫 度為60-100°C，時(shí)間為10 50min。
4.如權(quán)利要求2所述的染料敏化太陽(yáng)能電池的密封方法，其特征在于所述光固化采 用紫外光輻照。
5.如權(quán)利要求5所述的染料敏化太陽(yáng)能電池的密封方法，其特征在于所述紫外光輻 照的強(qiáng)度為1200-1800mJ/cm2，輻照時(shí)間為10-50min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種染料敏化太陽(yáng)能電池及其密封方法，染料敏化太陽(yáng)能電池包括光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板、光陰極導(dǎo)電玻璃基板、設(shè)置在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板上與光陰極導(dǎo)電玻璃基板相對(duì)的面上的陽(yáng)極薄膜，以及設(shè)置在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板相對(duì)面的端部的封接層，所述光陰極導(dǎo)電玻璃基板上設(shè)置有灌注電解質(zhì)的孔。封裝時(shí)，將密封材料涂覆在光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板相對(duì)表面的兩端區(qū)域，接著，熱預(yù)固化處理，再使光陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃基板和光陰極導(dǎo)電玻璃基板精準(zhǔn)對(duì)位和壓合，再接著，進(jìn)行光固化，最后，將電解液從光陰極導(dǎo)電玻璃基板上的孔內(nèi)灌入，然后將該孔密封。由本發(fā)明方法制得的染料敏化太陽(yáng)能電池具有良好的密封性和機(jī)械強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01G9/08GK101950690SQ20101029314
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者姜春華 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司