專利名稱：一種分層吸附染料敏化太陽能電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分層吸附染料敏化太陽能電池。
背景技術(shù)：
染料敏化太陽能電池(DSSCs)以其簡單的制作工藝，低廉的成本和良好的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。這種光伏電池的制作成本僅為硅太陽能電池的1/5 1/10，使用壽命能夠達(dá)到20年以上。具有重大的優(yōu)勢。染料敏化太陽能電池的光吸收效率是影響電池光伏性能的一個重要因素，然而光吸收效率受到染料吸收光譜的限制，難以實(shí)現(xiàn)染料的全光譜吸收以及吸收光譜與太陽光譜相匹配，目前只有昂貴的釕染料才具有較寬的吸收光譜，因而限制了染料敏化太陽能電池的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種分層吸附染料敏化太陽能電池，解決現(xiàn)有染料敏化太陽能電池太陽光譜吸收范圍窄、光電轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種分層吸附染料敏化太陽能電池，包括上電池和下電池，該上電池或下電池均包括染料敏化光陽極、對電極、電解質(zhì)及電池密封部件，該染料敏化光陽極至少包括基板、 導(dǎo)電膜及敏化多孔半導(dǎo)體膜，該對電極包括基板、導(dǎo)電膜及催化劑層，該上電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O與該下電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O通過基板重疊，該上電池染料敏化光陽極由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料兩個中的一個敏化，該下電池染料敏化光陽極中染料由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料兩個中另一個敏化。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種分層吸附染料敏化太陽能電池制備方法，包括如下步驟取下述相同基板，在第一基板上表面依次形成導(dǎo)電膜、多孔半導(dǎo)體膜制備第一光陽極；在第二基板上表面依次形成導(dǎo)電膜及催化劑層制備第一對電極；用該與制備第一光陽極或第一對電極相同方法，在第三基板上表面制備第二光陽極或第二對電極中的一個、 在第四基板上表面或上述第一基板、第二基板或第三基板中任一個下表面制備第二光陽極或第二對電極中的另一個；將第一光陽極和第二光陽極分別用第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料敏化，得到第一敏化光陽極和第二敏化光陽極；將該第一敏化光陽極與第一對電極或第二對電極中一個相對，將該第二敏化光陽極與第一對電極或第二對電極中另一個相對，將兩對敏化光陽極和對電極組裝為上電池和下電池，并且在該每對敏化光陽極和對電極之間形成電池密封部件，加入電解質(zhì)后密封或者密封后加入電解質(zhì)，得到分層吸附染料敏化太陽能電池。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池，通過上電池和下電池的重疊結(jié)構(gòu)以及將可見光吸收性染料或紅光吸收性染料分別敏化太陽能電池中的上電池或下電池，拓寬了本發(fā)明
3實(shí)施例分層吸附太陽能電池光吸收范圍，提高了光轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池制備方法，操作簡單，方便，成本低廉，適于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1本發(fā)明實(shí)施例提供的分層吸附染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)圖；圖2本發(fā)明另一實(shí)施例提供的分層吸附染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供一種分層吸附染料敏化太陽能電池，包括上電池和下電池，該上電池或下電池均包括染料敏化光陽極、對電極、電解質(zhì)及電池密封部件，該染料敏化光陽極至少包括基板、導(dǎo)電膜及敏化多孔半導(dǎo)體膜，該對電極包括基板、導(dǎo)電膜及催化劑層，該上電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O與該下電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O通過基板重疊，該上電池染料敏化光陽極由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料兩個中的一個敏化，該下電池染料敏化光陽極中染料由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料兩個中另一個敏化。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池，由上電池和下電池在電極上重疊組成。上電池中染料敏化光陽極所使用的染料為第一光譜吸收性染料或者第二光譜吸收性染料兩個中一個，下電池染料敏化光陽極所使用的染料為第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料兩個中的另一個，具體的，該第一光譜吸收性染料是指可見光吸收性染料，對太陽光的可見光具有較強(qiáng)吸收作用，該第二光譜吸收性染料是指紅光吸收性染料，對太陽光的紅光具有較強(qiáng)吸收作用。因此，太陽光照射該上電池后，太陽光的可見光或紅光一種被被吸收并轉(zhuǎn)化為電能，上電池中沒有被吸收的可見光或紅光中的另一種穿透上電池與下電池之間重疊的電極至下電池被吸收吸收并且轉(zhuǎn)化為電能，因此實(shí)現(xiàn)了太陽光可見光和紅光都被吸收， 大大提高太陽光吸收范圍。例如，本發(fā)明實(shí)施例太陽能電池，上電池的光陽極由可見光吸收性染料敏化，下電極由紅光吸收性染料敏化，太陽光從上電池射入，首先可見光在上電池中被吸收并且轉(zhuǎn)化為電能，不能被吸收的紅光穿透上電池至下電池中，被吸收、轉(zhuǎn)化為電能?；蛘?，上電池的光陽極由紅光吸收性染料敏化，下電池的光陽極由可見光吸收性染料敏化，太陽光從上電池射入，首先紅光在上電池中被吸收并且轉(zhuǎn)化為電能，不能被吸收的可見光穿透上電池至下電池中，被吸收并且轉(zhuǎn)化為電能。或者其他變形形式。該上電池中染料敏化光陽極和對電極的位置關(guān)系沒有限制，可以由染料敏化光陽極在上部而對電極在下部，也可以由對電極在上部而染料敏化光陽極在下部；同理在下電池中亦如此。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池上電池與下電池通過電極接觸而重疊，該重疊也沒有位置限制，可以是上電池染料敏化光陽極和下電池對電極接觸而實(shí)現(xiàn)重疊，也可是上電池對電極與下電池對電極接觸而重疊，或者上電池染料敏化光陽極與下電極染料敏化光陽極相接觸而重疊及上電池對電極與下電池染料敏化光陽極相接觸而重疊。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池，上下電池重疊的具體形式為相接觸的電極的兩個基板通過透光性膠體粘結(jié)、固定而實(shí)現(xiàn)上電池與下電池的重疊；或者，該相接觸的兩個電極，通過共用一個基板而實(shí)現(xiàn)上電池與下電池的重疊，具體為，在基板上表面為染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O，在該基板下表面也為染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O。但是該基板上表面的電極與下表面的電極分別屬于上電池和下電池。具體地，該透光膠體沒有限制，可以為各種對可見光和紅光沒有吸收性能的膠體。具體地，該染料敏化光陽極包括基板、覆蓋于基板上的導(dǎo)電膜、覆蓋于該導(dǎo)電膜上的致密半導(dǎo)體膜、及覆蓋于該致密半導(dǎo)體膜上的多孔半導(dǎo)體膜、或者該染料敏化光陽極包括基板、覆蓋于基板上的導(dǎo)電膜及覆蓋于該導(dǎo)電膜上的多孔半導(dǎo)體膜；該對電極包括基板、 覆蓋于該基板上的導(dǎo)電膜及覆蓋于該導(dǎo)電膜上的催化劑層。請參閱圖1，圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例分層吸附染料敏化太陽能電池的一種實(shí)施方式。本發(fā)明實(shí)施例分層吸附染料敏化太陽能電池包括上電池1和下電池2，該上電池1 包括染料敏化光陽極11、對電極12、電池密封部件13及電解質(zhì)14，該染料敏化光陽極11包括基板111，覆蓋于基板111之上的導(dǎo)電膜112，該導(dǎo)電膜112之上的致密半導(dǎo)體膜113及該致密半導(dǎo)體膜113之上的多孔半導(dǎo)體膜114，該多孔半導(dǎo)體膜114由可見光吸收性染料敏化；該對電極12包括基板4，覆蓋于基板4上的導(dǎo)電膜122及覆蓋于該導(dǎo)電膜122上的催化劑層123。該下電池2包括染料敏化光陽極21、對電極22、電池密封部件23及電解質(zhì) 24，該染料敏化光陽極21包括基板211、覆蓋于基板211上的導(dǎo)電膜212、覆蓋于該導(dǎo)電膜 212上的致密半導(dǎo)體膜213及覆蓋于該致密半導(dǎo)體膜213上的多孔半導(dǎo)體膜214，該多孔半導(dǎo)體膜214由紅光吸收性染料敏化；該對電極22包括基板4、覆蓋于該基板4之上的導(dǎo)電膜222及該導(dǎo)電膜222之上的催化劑層223。從圖1中可以看出，該上電池1和下電池2共用一基板4，在該基板4的一面是上電池1的對電極12，另一表面是下電池2的對電極22， 因此實(shí)現(xiàn)上電池1和下電池2的重疊。請參閱圖2，圖2顯示本發(fā)明實(shí)施例分層吸附染料敏化太陽能電池的另一種實(shí)施方式。本發(fā)明實(shí)施例分層吸附染料敏化太陽能電池包括上電池1和下電池2，該上電池1 包括染料敏化光陽極11、對電極12、電池密封部件13及電解質(zhì)14，該染料敏化光陽極11包括基板111，覆蓋于基板111之上的導(dǎo)電膜112，該導(dǎo)電膜112之上的致密半導(dǎo)體膜113及該致密半導(dǎo)體膜113之上的多孔半導(dǎo)體膜114，該多孔半導(dǎo)體膜114由可見光吸收性染料敏化；該對電極12包括基板4，覆蓋于基板4上的導(dǎo)電膜122及覆蓋于該導(dǎo)電膜122上的催化劑層123。該下電池2包括染料敏化光陽極21、對電極22、電池密封部件23及電解質(zhì) 24，該染料敏化光陽極21包括基板211、覆蓋于基板211上的導(dǎo)電膜212、覆蓋于該導(dǎo)電膜 212上的致密半導(dǎo)體膜213及覆蓋于該致密半導(dǎo)體膜213上的多孔半導(dǎo)體膜214，該多孔半導(dǎo)體膜214由紅光吸收性染料敏化；該對電極22包括基板5、覆蓋于該基板5之上的導(dǎo)電膜222及該導(dǎo)電膜222之上的催化劑層223。該上電池1對電極12的基板4和下電池2基板5之間重疊，在基板4和基板5之間通過透光膠體粘結(jié)固定，因此實(shí)現(xiàn)上電池1和下電池2的重疊。本發(fā)明實(shí)施例分層吸附染料敏化太陽能電池基于前面所述的內(nèi)容的變形結(jié)構(gòu)，在此不詳細(xì)闡述。具體地，該基板為剛性基板或柔性基板，剛性基板選自透明玻璃、剛性塑料等；柔性基板選自塑料薄膜，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺(PI)及金屬絲網(wǎng)。該導(dǎo)電膜選自氧化銦、氧化銦錫、氟摻雜氧化銦、氟摻雜氧化銦錫、氧化鋅錫、石墨烯及碳納米管中的一種或以上。另外，可以直接使用一些導(dǎo)電玻璃，例如FTO導(dǎo)電玻璃、ITO導(dǎo)電玻璃等。該致密半導(dǎo)體膜為致密二氧化鈦半導(dǎo)體層。該多孔半導(dǎo)體膜的材質(zhì)為金屬氧化物，例如，TiO2、SrTiO3、加0、、SiO2、WO3、MgO 及NiO中一種或以上，優(yōu)選地為TiA或加0。該催化劑層選自金、鉬或者其他催化劑物質(zhì)中的一種或以上，將催化劑物質(zhì)通過噴涂、印刷或者磁控濺射方法在導(dǎo)電膜上形成。具體地，可見光吸收性染料是指，對可見光短波方向具有強(qiáng)吸收能力的染料。例如，釕的多吡啶配合物、錸的多吡啶配合物、鋨的多吡啶配合物、P卜啉或其衍生物、三芳胺、 咔唑或其衍生物、吲哚或其衍生物及香豆素等。紅光吸收性染料是指，對紅光具有較強(qiáng)吸收能力的染料，吸收波長在600-800納米之間，例如，酞菁、花菁、茈染料、醌染料、芳甲烷染料、雙硫酚金屬絡(luò)合物等。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池所使用的染料為在太陽光譜范圍內(nèi)有吸收互補(bǔ)的光敏染料，即可見光吸收性染料和紅光吸收性染料，并且將該兩種光敏染料分別敏化本發(fā)明實(shí)施例太陽能電池中的上電池或下電池中光陽極的一個與另一個， 因此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池能夠吸收太陽光中的可見光和紅光，大大增加了太陽能電池的光譜吸收范圍，而且，將兩種染料敏化不同的光陽極，防止了染料共同敏化而帶來的光電轉(zhuǎn)換效率下降的問題。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池中，上電池光陽極由可見光吸收性染料或紅光吸收性染料中的一個敏化，下電池中光陽極由可見光吸收性染料或紅光吸收性染料中的另一個敏化，優(yōu)選上電池光陽極由可見光吸收性染料敏化而下電池光陽極由紅光吸收性染料敏化。由于紅光染料的量子效率通常要低于在可見光短波方向有強(qiáng)吸收的染料，因此，上電池光陽極由可見光吸收性染料敏化而下電池光陽極由紅光吸收性染料敏化，能夠使太陽光最大程度地轉(zhuǎn)化為電能，有效地防止光電轉(zhuǎn)換效率的降低。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池，上電池或下電池中，電解質(zhì)由起氧化還原作用的化合物和電解液組成，該起氧化還原作用的化合物選自碘/碘化物、溴和溴化物或是第四級銨鹽化合物等碘溴鹽，或者凝膠電解質(zhì)，如，聚氧化乙烯(PEO)系、聚丙烯腈(PAN) 系、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系和聚偏氟乙烯(PVDF)系等，高分子凝膠劑如，交聯(lián)聚丙烯酸樹脂衍生物、聚環(huán)氧烷烴衍生物，交聯(lián)聚丙烯腈衍生物、硅酮樹脂類、側(cè)鏈具有含氮雜環(huán)四元化合物鹽結(jié)構(gòu)的聚合物等；該電解液沒有限制。另外，該電解質(zhì)也可以是無機(jī)p-n型半導(dǎo)體材料，如Cul，CuSCN等組成的固態(tài)電解質(zhì)系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池上電池或下電池所用的電解質(zhì)可以是同種或者不同種電解質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種染料敏化太陽能電池制備方法，包括如下步驟取下述相同基板，在第一基板上表面依次形成導(dǎo)電膜，多孔半導(dǎo)體膜制備第一光陽極；在第二基板上表面依次形成導(dǎo)電膜及催化劑層制備第一對電極；用該與制備第一光陽極或第一對電極相同方法，在第三基板上表面制備第二光陽極或第二對電極中的一個、 在第四基板上表面或上述第一基板、第二基板或第三基板中任一個的下表面制備第二光陽極或第二對電極中的另一個；將第一光陽極和第二光陽極分別用第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料敏化，得到第一敏化光陽極和第二敏化光陽極；將該第一敏化光陽極與第一對電極或第二對電極中一個相對，將該第二敏化光陽極與第一對電極或第二對電極中另一個相對，將兩對敏化光陽極和對電極組裝為上電池和下電池，并且在該每對敏化光陽極和對電極之間形成電池密封部件，加入電解質(zhì)后密封或者密封后加入電解質(zhì)，得到分層吸附染料敏化太陽能電池。具體地，本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池密封過程中，根據(jù)電解質(zhì)的類型，密封步驟不同；采用液態(tài)電解質(zhì)時，先密封電池，然后灌注電解質(zhì)；采用凝膠電解質(zhì)或者固態(tài)電解質(zhì)時，先灌注電解質(zhì)，然后密封電池。光陽極的制備過程為在基板上表面覆蓋導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上覆蓋致密半導(dǎo)體膜，在該致密半導(dǎo)體膜上覆蓋多孔半導(dǎo)體膜或者直接在導(dǎo)電膜上覆蓋多孔半導(dǎo)體膜，得到光陽極；對電極的制備過程為在基板上表面覆蓋導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上制備催化劑層，得到對電極，其中，催化劑層的制備過程，如前面所述，在此不詳細(xì)闡述。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池，通過上電池和下電池的重疊結(jié)構(gòu)及將可見光吸收性染料或紅光吸收性染料分別敏化太陽能電池中的上電池或下電池，拓寬了本發(fā)明實(shí)施例分層吸附太陽能電池光吸收范圍，提高了光轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明實(shí)施例染料敏化太陽能電池制備方法，操作簡單，方便，成本低廉，適于工業(yè)化生產(chǎn)。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明制備方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。實(shí)施例一在兩塊FTO導(dǎo)電玻璃上分別依次覆蓋致密TW2層，多孔納米晶TW2薄膜層(多孔半導(dǎo)體膜)，制備第一敏化光陽極和第二敏化光陽極，其中第一光陽極多孔打02薄膜的厚度為8微米，由釕染料N719敏化；第二光陽極多孔TiA薄膜厚度15微米，由方酸菁染料敏化；在另一塊透明玻璃上，采用濺射的方法在玻璃上下表面各濺射一層透明的氟摻雜氧化錫導(dǎo)電膜(FTO)，然后采用絲網(wǎng)印刷的方法，將氯鉬酸的松油醇溶液印刷在玻璃上下兩個表面，經(jīng)燒結(jié)后制備成第一對電極和第二對電極；將第一敏化光陽極和第一對電極相對、第二敏化光陽極和第二對電極相對，用密封材料密封，然后在電池腔體內(nèi)灌注液態(tài)電解質(zhì)，即制得剛性分層吸附的染料敏化太陽能電池。實(shí)施例二在一塊導(dǎo)電玻璃(FTO)上依次覆蓋致密TiO2層，多孔納米晶TW2薄膜層(多孔半導(dǎo)體膜)，制備第一敏化光陽極，多孔TiA薄膜的厚度為5微米，由三芳胺染料JK2敏化；在第二塊導(dǎo)電玻璃(FTO)上依次覆蓋有致密SiO層，多孔納米SiO薄膜層(多孔半導(dǎo)體膜)，制備第二敏化光陽極，多孔薄膜厚度為40微米，由四羧基取代的酞菁鋅染料敏化；在一塊透明玻璃上，采用氣相沉積法(CVD法)在玻璃上下表面各制備一層透明的氟摻雜氧化錫導(dǎo)電膜(FTO)，然后采用濺射的方法，在玻璃上下兩個表面的導(dǎo)電膜上各制備一層Au催化劑層，制備成第一對電極和第二對電極；在第一敏化光陽極和第二敏化光陽極上灌注以PEO為凝膠劑的凝膠電解質(zhì)后，將第一敏化光陽極和第一對電極相對，將第二敏化光陽極和第二對電極相對，用密封材料密封，即制得剛性分層吸附的染料敏化半固態(tài)太陽能電池。實(shí)施例三在兩塊PEN-ITO導(dǎo)電薄膜(覆蓋有ITO薄膜的PEN膜)的ITO膜表面上分別覆蓋多孔納米晶T^2薄膜層(多孔半導(dǎo)體膜)，制得第一敏化光陽極和第二敏化光陽極，其中第一敏化光陽極多孔薄膜厚度為5微米，由三苯胺染料TPC敏化；第二敏化光陽極多孔TiA 薄膜厚度為20微米，由多甲基川花菁染料敏化；用濺射的方法在第三塊PEN薄膜上下表面各沉積一層透明導(dǎo)電的ITO薄膜，然后采用濺射的方法在ITO薄膜上沉積一層Pt，制備成第一對電極和第二對電極，將第一敏化光陽極和第一對電極相對，將第二敏化光陽極和第二對電極相對，用密封材料密封，灌注液態(tài)電解質(zhì)，即制得柔性分層吸附的染料敏化太陽能電池。實(shí)施例四在兩塊PEN-ITO導(dǎo)電薄膜(覆蓋有ITO薄膜的PEN膜)的ITO膜表面上分別覆蓋多孔納米晶TiO2薄膜層(多孔半導(dǎo)體膜)，制得第一敏化光陽極和第二敏化光陽極，其中， 第一敏化光陽極多孔TiO2薄膜厚度為8微米，由鋅卟啉染料敏化，第二敏化光陽極多孔TiA 薄膜厚度為15微米，由鋅酞菁染料Si-PcTyr敏化；采用濺射的方法在第三塊PEN薄膜上下表面各沉積一層透明導(dǎo)電的ITO薄膜，然后采用濺射的方法在ITO薄膜上沉積一層Pt，制備成第一對電極和第二對電極；將第一敏化光陽極和第二敏化光陽極浸入CuI的乙腈溶液中，使CuI沉積在染料表面，將第一敏化光陽極和第一對電極相對，將第二敏化光陽極和第二對電極相對，用密封材料密封，即制得柔性多層吸附的染料敏化固態(tài)太陽能電池。實(shí)施例五在兩塊PET-ITO薄膜(覆蓋有ITO薄膜的PET膜)的ITO薄膜上分別覆蓋多孔 ZnO薄膜層(多孔半導(dǎo)體膜)，制備第一敏化光陽極和第二敏化光陽極，其中，第一敏化光陽極多孔薄膜厚度為8微米，由香豆素染料NHX4883敏化，第二敏化光陽極多孔薄膜厚度為 15微米，由方酸菁染料敏化，采用濺射的方法在第三塊PET薄膜上下表面各沉積一層透明導(dǎo)電的ITO薄膜，然后在上下表面的ITO薄膜上濺射沉積一層Pt，制備第一對電極和第二對電極，將第一敏化光陽極浸入CuI的乙腈溶液中，使CuI沉積在染料表面，將第二敏化光陽極浸入CuSCN的硫代丙烷溶液，使CuSCN沉積在染料表面，將第一敏化光陽極和第一對電極相對，將第二敏化光陽極和第二對電極相對，用密封材料密封，即制得柔性分層吸附的染料敏化固態(tài)太陽能電池。實(shí)施例六在兩塊FTO導(dǎo)電玻璃上分別依次覆蓋致密TiO2層，多孔納米晶TW2薄膜層(多孔半導(dǎo)體膜)，制備第一敏化光陽極和第二敏化光陽極，其中第一光陽極多孔TiO2薄膜的厚度為8微米，由釕配合染料N719敏化；第二光陽極多孔TiA薄膜厚度15微米，由方酸菁染料敏化；在另一塊透明玻璃上，采用濺射的方法在玻璃上表面濺射一層透明的氟摻雜氧化錫導(dǎo)電膜(FTO)，然后采用絲網(wǎng)印刷的方法，將氯鉬酸的松油醇溶液印刷在氧化錫導(dǎo)電膜上表面，經(jīng)燒結(jié)后制備成第一對電極；在第四塊透明玻璃上，采用濺射的方法在玻璃上表面濺射一層透明的氟摻雜氧化錫導(dǎo)電膜(FTO)，然后采用絲網(wǎng)印刷的方法，將氯鉬酸的松油醇溶液印刷在氧化錫導(dǎo)電膜上表面，經(jīng)燒結(jié)后制備成第二對電極；將第一敏化光陽極和第一對電極相對、第二敏化光陽極和第二對電極相對，用密封材料密封，再將第一對電極和第二對電極重疊，用透明膠體粘結(jié)、固定，然后在電池腔體內(nèi)灌注液態(tài)電解質(zhì)，即制得剛性分層吸附的染料敏化太陽能電池。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分層吸附染料敏化太陽能電池，包括上電池和下電池，所述上電池或下電池均包括染料敏化光陽極、對電極、電解質(zhì)及電池密封部件，所述染料敏化光陽極至少包括基板、導(dǎo)電膜及敏化多孔半導(dǎo)體膜，所述對電極包括基板、導(dǎo)電膜及催化劑層，所述上電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O與所述下電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O通過基板重疊，所述上電池染料敏化光陽極由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料兩個中的一個敏化，所述下電池染料敏化光陽極中染料由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料兩個中另一個敏化。
2.如權(quán)利要求1所述的分層吸附染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述第一光譜吸收性染料是可見光吸收性染料，第二光譜吸收性染料是紅光吸收性染料。
3.如權(quán)利要求2所述的分層吸附染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述可見光吸收性染料選自釕的多吡啶配合物、錸的多吡啶配合物、鋨的多吡啶配合物、嚇啉或其衍生物、 三芳胺、咔唑或其衍生物、吲哚或其衍生物及香豆素中一種或以上。
4.如權(quán)利要求2所述的分層吸附染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述紅光吸收性染料選自酞菁、花菁、茈染料、醌染料、芳甲烷染料、雙硫酚金屬絡(luò)合物中一種或以上。
5.如權(quán)利要求1所述的分層吸附染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述基板為剛性基板或柔性基板。
6.如權(quán)利要求1所述的分層吸附染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述多孔半導(dǎo)體膜材質(zhì)為 Ti02、SrTiO3> ZnO, ZrO2, Si02、W03、MgO 及 NiO 中一種或以上。
7.如權(quán)利要求1所述的分層吸附染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述上電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O中任一個和下電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O中任一個共用基板。
8.如權(quán)利要求1所述的分層吸附染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述電解質(zhì)為固態(tài)電解質(zhì)、液態(tài)電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)中的一種。
9.一種分層吸附染料敏化太陽能電池制備方法，包括如下步驟取下述相同基板，在第一基板上表面依次形成導(dǎo)電膜、多孔半導(dǎo)體膜制備第一光陽極； 在第二基板上表面依次形成導(dǎo)電膜及催化劑層制備第一對電極；用所述與制備第一光陽極或第一對電極相同方法，在第三基板上表面制備第二光陽極或第二對電極中的一個、在第四基板上表面或上述第一基板、第二基板或第三基板中任一個下表面制備第二光陽極或第二對電極中的另一個；將第一光陽極和第二光陽極分別用第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料敏化， 得到第一敏化光陽極和第二敏化光陽極；將所述第一敏化光陽極與第一對電極或第二對電極中一個相對，將所述第二敏化光陽極與第一對電極或第二對電極中另一個相對，將兩對敏化光陽極和對電極組裝為上電池和下電池，并且在所述每對敏化光陽極和對電極之間形成電池密封部件，加入電解質(zhì)后密封或者密封后加入電解質(zhì)，得到分層吸附染料敏化太陽能電池。
10.如權(quán)利要求9所述的分層吸附染料敏化太陽能電池制備方法，其特征在于，所述催化劑層通過濺射、絲網(wǎng)印刷或噴涂方法制備。
全文摘要
本發(fā)明適用于太陽能電池領(lǐng)域，提供了一種分層吸附染料敏化太陽能電池及其制備方法。該染料敏化太陽能電池包括上電池和下電池，均由染料敏化光陽極、對電極、電解質(zhì)及電池密封部件構(gòu)成，該上電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O與下電池染料敏化光陽極或?qū)﹄姌O通過基板重疊，該上電池染料敏化光陽極由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料中的一種敏化，該下電池染料敏化光陽極由第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料中另一種敏化。本發(fā)明提供的染料敏化太陽能電池，通過上電池和下電池的重疊結(jié)構(gòu)以及將第一光譜吸收性染料或第二光譜吸收性染料分別敏化太陽能電池中的上電池或下電池，拓寬了本發(fā)明分層吸附太陽能電池光吸收范圍，提高了光轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L51/48GK102468055SQ20101054403
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者馮小明, 周明杰, 王平, 陳吉星 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司