CN101950690A - 一种染料敏化太阳能电池及其密封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种染料敏化太阳能电池及其密封方法，染料敏化太阳能电池包括光阳极导电玻璃基板、光阴极导电玻璃基板、设置在光阳极导电玻璃基板上与光阴极导电玻璃基板相对的面上的阳极薄膜，以及设置在光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板相对面的端部的封接层，所述光阴极导电玻璃基板上设置有灌注电解质的孔。封装时，将密封材料涂覆在光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板相对表面的两端区域，接着，热预固化处理，再使光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板精准对位和压合，再接着，进行光固化，最后，将电解液从光阴极导电玻璃基板上的孔内灌入，然后将该孔密封。由本发明方法制得的染料敏化太阳能电池具有良好的密封性和机械强度。

Description

一种染料敏化太阳能电池及其密封方法
技术领域
本发明属于光伏器件封装技术领域，特别是一种染料敏化太阳能电池及其密封方法。
背景技术
随着全球性矿物能源的枯竭和环境污染问题的加剧，太阳能资源的利用已经引起了世界的关注，由此，光伏技术的研究也成为世界范围内的热点。在各种新型太阳能电池中，染料敏化太阳能电池以其制作工艺简单、便于大规模生产、成本低廉等优点愈来愈受到广泛重视。
目前，染料敏化太阳能电池的研究取得了令人瞩目的研究进展，10cm×10cm的玻璃基板上光电转换效率已经可以达到6％以上，已经基本接近实用水平，世界范围内已经进入产业化研究阶段。
液态电解质DSC电池的封装目前主要是采用高分子的有机材料进行封装的，由于有机高分子材料不但在高温下容易老化而导致电解质泄露，同时液态电解质的碘离子也会不断的在有机高分子材料中进行扩散，从而导致电解质的挥发而降低染料敏化太阳能电池的寿命。采用玻璃粉的进行高温烧结的方法也有人进行研究，然而，由于阳极敏化材料在高温条件下会分解而采用循环染料的方式进行染料敏化工艺，致使染料敏化效果欠佳，制作工艺复杂并功耗较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好密封性和机械强度的染料敏化太阳能电池及其密封方法。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种染料敏化太阳能电池，包括相对设置的光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板、设置在光阳极导电玻璃基板上与光阴极导电玻璃基板相对的面上的阳极薄膜，以及设置在光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板相对面的端部并将光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板连接在一起的封接层，其中，光阴极导电玻璃基板上设置有灌注电解质的孔。
本发明还提供了一种染料敏化太阳能电池的密封方法，首先将密封材料涂覆在光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板相对表面的两端区域，接着，进行热预固化后，使光阳极导电玻璃基板和光阴极导电玻璃基板精准对位和压合，再接着，进行光固化，最后，将电解液从光阴极导电玻璃基板上的孔内灌入，然后将该孔密封。
作为本发明的优选实施例，所述热固化温度为60-100℃，时间为10～50min；
作为本发明的优选实施例，所述光固化采用紫外光辐照；
作为本发明的优选实施例，所述紫外光辐照的强度为1200-1800mJ/cm2，辐照时间为10-50min。
与现有技术相比，本发明染料敏化太阳能电池及其密封方法至少具有以下优点：本发明通过将密封材料先预热固化，然后将光阳极导电玻璃基板与光阴极导电玻璃基板进行对接，最后进行光固化密封材料，如此，通过本发明方法制备出来的器件密封性良好，具有良好的机械强度，从而，使染料敏化太阳能电池具有较好的长期稳定性。
附图说明
图1为采用本发明方法密封后的染料敏化太阳能电池的截面示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，采用本发明方法封接的染料敏化太阳能电池呈三明治结构，包括：相对设置的光阳极导电玻璃基板1和光阴极导电玻璃基板3，光阳极导电玻璃基板1上与光阴极导电玻璃基板3相对的表面上印刷有阳极薄膜2，且在光阳极导电玻璃基板与光阴极导电玻璃基板3的两个端部印刷有封接层4，该封接层4将光阳极导电玻璃基板1与光阴极导电玻璃基板3连接在一起，此外，在光阴极导电玻璃基板3上设置有用于灌注电解质的孔5。
所述光阳极导电玻璃基板1和光阴极导电玻璃基板3采用透明的FTO导电玻璃，透光率在85％以上。
本发明染料敏化太阳能电池的密封方法的具体步骤如下：
1)在光阳极导电玻璃基板1上印刷阳极半导体薄膜材料，该阳极半导体薄膜材料经染料敏化后，即在光阳极导电玻璃基板1上形成一层染料敏化的阳极薄膜2；
2)在光阴极导电玻璃基板3上印刷Pt浆料，形成光阴极；
3)将密封胶通过丝网印刷的方法或者点胶的方式布置在光阳极导电玻璃基板1和光阴极导电玻璃基板3上，形成厚度为20-200um、宽度为4mm的封接层4；
4)将步骤3)涂覆有封接层4的光阳极导电玻璃基板1和光阴极导电玻璃基板3在鼓风干燥箱内于60-100℃的条件下预固化10-50min，然后，采用对位贴合机将光阳极导电玻璃基板1和光阴极导电玻璃基板3精准对位并压合，随后，经紫外光源进行辐照，辐照强度为1200-1800mJ/cm2，辐照时间为10-50min，如此，封接层4经紫外光辐照固化而将阳极导电玻璃基板1和阴极导电玻璃基板3粘结在一起形成封条，防止周围环境中的水分和氧气进入到光伏器件的染料敏化的阳极薄膜2中；
5)最后，从光阴极导电玻璃基板3的孔中灌注电解液，然后采用热熔膜将阴极导电玻璃基板的孔密封。
本发明通过将密封材料预先热固化在光阴极和光阳极的导电玻璃基板上，然后将光阳极导电玻璃基板与光阴极导电玻璃基板进行对接，接着，采用辐照源(如紫外光)固化密封材料，从而实现玻璃基板的对接，最后用热熔膜进行封孔。如此，通过本发明方法制备出来的器件密封性良好，具有良好的机械强度，从而，使染料敏化太阳能电池具有较好的长期稳定性。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种染料敏化太阳能电池，其特征在于：包括相对设置的光阳极导电玻璃基板(1)和光阴极导电玻璃基板(3)、设置在光阳极导电玻璃基板(1)上与光阴极导电玻璃基板(3)相对的面上的阳极薄膜(2)，以及设置在光阳极导电玻璃基板(1)和光阴极导电玻璃基板(3)相对面的端部并将光阳极导电玻璃基板(1)和光阴极导电玻璃基板(3)连接在一起的封接层(4)，其中，光阴极导电玻璃基板(3)上设置有灌注电解质的孔(5)。
2.一种权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的密封方法，其特征在于：首先将密封材料涂覆在光阳极导电玻璃基板(1)和光阴极导电玻璃基板(3)相对表面的两端区域，接着，进行热预固化后，使光阳极导电玻璃基板(1)和光阴极导电玻璃基板(3)精准对位和压合，再接着，进行光固化，最后，将电解液从光阴极导电玻璃基板(3)上的孔(5)内灌入，最后将该孔(5)密封。
3.如权利要求2所述的染料敏化太阳能电池的密封方法，其特征在于：所述热固化温度为60-100℃，时间为10～50min。
4.如权利要求2所述的染料敏化太阳能电池的密封方法，其特征在于：所述光固化采用紫外光辐照。
5.如权利要求5所述的染料敏化太阳能电池的密封方法，其特征在于：所述紫外光辐照的强度为1200-1800mJ/cm2，辐照时间为10-50min。
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