柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊、制作方法和電源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊、制作方法和電源。該電池模塊其包括:鈦基底層、對(duì)電極層、第一導(dǎo)電指層、第二導(dǎo)電指層、第一保護(hù)層、第二保護(hù)層、阻隔層、一光陽(yáng)極層、電解質(zhì)。本發(fā)明的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,在大面積電池上的效率為其在同等條件下的小面積電池的效率的85%;本發(fā)明的制作方法,能有效地降低大面積電池的面電阻,電池光電轉(zhuǎn)換效率高;電池不會(huì)短路,電解質(zhì)封裝后不會(huì)泄露;自然放置500小時(shí)以上,光電轉(zhuǎn)換效率沒(méi)有下降,性能穩(wěn)定性好;其制作工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備要求和制作成本低,不僅適合用于實(shí)驗(yàn)室制備,也適合用于工業(yè)化大量生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊、制作方法和電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊、其制作方法、和一種電子產(chǎn)品的電源。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類(lèi)生存和生活的基本要素,能源問(wèn)題是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。目前人類(lèi)可以利用的能源類(lèi)型包括化石燃料能、水電能、核能(核裂變能和研究中的核聚變能)、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物燃料能等。石化燃料能源的枯竭、核能的破壞性風(fēng)險(xiǎn)、生物質(zhì)能源和其它類(lèi)型能源的局限性,使得太陽(yáng)能在新能源開(kāi)發(fā)和應(yīng)用體系中居于一個(gè)主要的位置??偟膩?lái)說(shuō),能源的潛在危機(jī)和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化使得開(kāi)發(fā)包括太陽(yáng)能在內(nèi)的新能源和可再生能源成為全世界范圍內(nèi)的一個(gè)重大課題。地球上所有生命都是基于太陽(yáng)能,而電能是目前人類(lèi)社會(huì)廣泛使用的一種安全有效的能源形式(通過(guò)各種電站、電池和電器實(shí)現(xiàn)),光電能量轉(zhuǎn)換和能量?jī)?chǔ)存技術(shù)是帶有根本性意義的能源解決方案。光伏發(fā)電可直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,是太陽(yáng)能利用的重要形式。目前,光伏電池技術(shù)研究和材料發(fā)展中最主要的部分仍然是圍繞晶體硅進(jìn)行的,晶體硅太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)者,硅基材料的太陽(yáng)能電池是技術(shù)成熟和被廣泛應(yīng)用的太陽(yáng)能電池。晶體硅電池對(duì)材料純度要求高,設(shè)備和制作成本昂貴,導(dǎo)致終端電池裝備的價(jià)格過(guò)高。其成套設(shè)備制造過(guò)程中使用材料和制造工藝帶來(lái)的環(huán)境污染、老舊設(shè)備和組件回收處理等因素是這類(lèi)電池設(shè)備繼續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。為了適應(yīng)太陽(yáng)能電池高效率、低成本、大規(guī)?;a(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用需要,大力發(fā)展非晶硅、碲化鎘、銅銦鎵錫、有機(jī)半導(dǎo)體薄膜電池和染料敏化太陽(yáng)能電池是正在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的主要研究領(lǐng)域和發(fā)展方向,其中,染料敏化太陽(yáng)能電池被認(rèn)為是第三代新型低成本太陽(yáng)能電池的一個(gè)主要發(fā)展方向。
[0003]與硅基太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池相比,染料敏化太陽(yáng)能電池不僅具有成本優(yōu)勢(shì),而且其光電轉(zhuǎn)換效率受光強(qiáng)和光線(xiàn)角度的影響不大,可在陰天或室內(nèi)光源發(fā)電,因此近年來(lái)它迅速興起并成為研究熱點(diǎn)。染料敏化太陽(yáng)能電池的主要缺點(diǎn)在于其光電轉(zhuǎn)換效率還比較低,如小面積玻璃基染料敏化太陽(yáng)能電池的最大光電轉(zhuǎn)換效率為10-11%(International Journal of EnergyResearch, 2009, 33 (13), 1145-1160),小面積柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的最大光電轉(zhuǎn)換效率為7-8% (International Journal of EnergyResearch, 2009,33 (13),1145-1160),而小面積硅基太陽(yáng)能電池的最大光電轉(zhuǎn)換效率在2 O %以上,小面積玻璃基薄膜太陽(yáng)能電池的最大光電轉(zhuǎn)換效率也在15 %以上(Pr ο g.Photovolt:Res.Appl.2010; 18:346 一 352)。盡管如此,憑借其低成本的優(yōu)勢(shì)和在室內(nèi)光和弱光條件下的光電轉(zhuǎn)換工作能力,染料敏化太陽(yáng)能電池與其它太陽(yáng)能電池產(chǎn)品比較具備獨(dú)特的使用范圍和優(yōu)勢(shì)。染料敏化太陽(yáng)能電池有著良好的細(xì)分產(chǎn)品定位,有可能成為未來(lái)太陽(yáng)能電池的一類(lèi)主導(dǎo)性實(shí)用產(chǎn)品。染料敏化太陽(yáng)能電池可望在較低能耗的紡織和通訊產(chǎn)品(Communication)、電腦產(chǎn)品(Computer)、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品(Consumer)等3C產(chǎn)品上作為電力來(lái)源使用,這類(lèi)產(chǎn)品具有獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。[0004]柔性染料敏化太陽(yáng)能電池是染料敏化太陽(yáng)能電池的重要發(fā)展方向。根據(jù)基材不同,柔性染料敏化太陽(yáng)能電池可分為全塑料柔性染料敏化太陽(yáng)能電池和金屬基柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。目前,柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的研究主要是集中在全塑料柔性染料敏化太陽(yáng)能電池上,而采用金屬基柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的研究相對(duì)較少。根據(jù)金屬材料不同,常見(jiàn)的金屬基柔性染料敏化太陽(yáng)能電池主要又可分為兩類(lèi):不銹鋼基柔性染料敏化太陽(yáng)能電池和柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池。與不銹鋼基材相比,鈦箔基材具有更高的耐電解液腐蝕性(ECS Transactions, 2011,33 (17),129-138)。柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)電塑料及金屬鈦箔為基材,產(chǎn)品更具有輕薄及可撓性,更容易與紡織及3C產(chǎn)品結(jié)合,更加有助于開(kāi)發(fā)市場(chǎng)化實(shí)用。
[0005]近年來(lái),圍繞柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池技術(shù),世界各國(guó)都在加緊研究,提出了各種技術(shù)方案,具體來(lái)說(shuō):
[0006]I)在電池結(jié)構(gòu)上,柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池沿用了傳統(tǒng)的“三明治”雙電極的夾層結(jié)構(gòu),但是由于鈦質(zhì)基材不透光,人們提出了 “背光輻射”的電池結(jié)構(gòu)方式,即太陽(yáng)光從對(duì)電極方向輻射,然后經(jīng)過(guò)電解液,最后輻射到光陽(yáng)極層上?!氨彻廨椛洹钡碾姵亟Y(jié)構(gòu)有效地彌補(bǔ)了柔性鈦基光陽(yáng)極層不透光的不足。目前這類(lèi)電池在小面積電池(電極面積為
0.20cm2)上的最大光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到 7.2% (Chem.Commun.,2006,4004 - 4006)。
[0007]2)在膜層結(jié)構(gòu)上,由于電池采用了 “背光輻射”的形式,太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)對(duì)電極和電解液,到達(dá)光陽(yáng)極層必然會(huì)引起一定的損失。為了解決這個(gè)問(wèn)題,人們分別研究了鈦基光陽(yáng)極的膜層結(jié)構(gòu)、柔性對(duì)電極的膜層厚度以及的離子濃度對(duì)電池光電轉(zhuǎn)換效率的影響。其中,在鈦基光陽(yáng)極膜層上,人們?cè)阝伝怅?yáng)極層上引進(jìn)了光散射層(Electrochimica Acta, 2009,54:4467-4472),即鈦基光陽(yáng)極層的結(jié)構(gòu)順序分別為鈦基、光散射層、光吸收層。采用這種膜層結(jié)構(gòu),由于光散射層的作用,提高了光吸收層中的染料對(duì)光的吸收效率,從而使光電轉(zhuǎn)換效率得到提高。在對(duì)電極膜層上,人們優(yōu)化了光催化膜層的厚度,通過(guò)研究不同的光催化層的厚度對(duì)電池光電轉(zhuǎn)換效率的影響(Electrochimica Acta, 2010, 55:3721 - 3726)。結(jié)果表明,采用適宜的光催化膜層厚度,可以使電池的光電轉(zhuǎn)換效率非常接近“正面輻射”的電池效率,從而最大限度地減少“背光輻射”引起的效率損失。在電解液層濃度上,人們研究了電解液中碘的濃度,通過(guò)控制適宜的碘濃度,使電池達(dá)到最優(yōu)的光電轉(zhuǎn)換效率(JournalofPower Sources,2010,195:4344-4349)0
[0008]3)在電極材料上,人們主要對(duì)基底材料和電極膜層材料上進(jìn)行研究。在基底材料上,研究了鈦箔基材的厚度對(duì)電池光電轉(zhuǎn)換效率的影響(Journalof Power Sources, 2010,195:4344-4349)。結(jié)果表明,隨著鈦箔厚度的增加,光電轉(zhuǎn)換效率一般也隨著升高。但是,當(dāng)鈦箔厚度大于0.4mm,由于其失去了柔韌性,鈦箔厚度不能再進(jìn)一步提高。此外,為了提高電極材料與鈦基底之間的電接觸,人們也對(duì)鈦基材表面進(jìn)行改性處理。2011年,臺(tái)灣工研所Chia-Hua Lee等人分別采用不同的方法對(duì)柔性鈦箔進(jìn)行表面改性處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用過(guò)氧化氫處理的鈦箔效果最好,并且在自組裝的小面積電池上(電極面積為0.24cm2)采用背光福射的方式測(cè)的最佳的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到6.75% (Journal of Materials Chemistry,2011,21(13):5114-5119)。在電極膜層材料上,主要是采用納米氧化鈦?zhàn)鳛楣怅?yáng)極層,采用鉬層、碳或者聚合物作為對(duì)電極層。其中納米氧化鈦一般為商業(yè)化的P25Ti02,S0LAR0NXI公司或DYSOL公司提供的TiO2,也有自制的納米晶TiO2或者納米管TiO2 (Journal of theJapan Petroleum Institute, 2011, 54 (3):168-179)等。在對(duì)電極材料上,鉬層對(duì)電極最
為常用。
[0009]4)在電極制作方式上,柔性鈦基光陽(yáng)極的制作方式主要有直流低場(chǎng)電泳沉積、直流和脈沖電壓下的電化學(xué)陽(yáng)極氧化及絲網(wǎng)印刷法(化學(xué)進(jìn)展,2011,23 (2/3):548-556)。導(dǎo)電塑料柔性對(duì)電極的制作方式主要有恒電流電化學(xué)沉積、化學(xué)還原法以及磁控濺射法。2011年,中科院化學(xué)所林原教授等人采用上述不同的制備方法制備了柔性鈦基光陽(yáng)極和導(dǎo)電塑料柔性對(duì)電極,并且分別研究其電池性能的影響。在此基礎(chǔ)上,他們采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在電極面積為0.2cm2的電池上,采用“背光輻射”的方式獲得了最大光電轉(zhuǎn)換效率為6.74%。
[0010]5 )在封裝工藝和封裝材料上,柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池的封裝方法基本沿用傳統(tǒng)的染料敏化太陽(yáng)能電池的封裝材料和封裝方法,即采用透明熱溶膜熱壓封裝法。采用該方法制作的電池能夠順利地用于電池光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)試和性能研究。這個(gè)方法是目前文獻(xiàn)和專(zhuān)利最為常用的電池封裝方法。
[0011]由上述可知,尋找新材料、發(fā)展新工藝、追求高效率一直是柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池的重點(diǎn)發(fā)展方向。然而,我們發(fā)現(xiàn)目前大部分的研究只是在小面積電池方面;在大面積電池上,直接研究用于柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的組裝技術(shù)未見(jiàn)到公開(kāi)的報(bào)道。與小面積電池相比,大面積電池在電池結(jié)構(gòu)和組裝工藝上具有更高的要求。這是因?yàn)殡姌O面積增加,電池內(nèi)阻(來(lái)自基底材料電阻)增大,電子傳輸過(guò)程中能量損耗大,電池的光電轉(zhuǎn)換效率將大大降低。為了最大限度地減少電池內(nèi)阻的增大,大面積電池有必要對(duì)電極表面進(jìn)行低電阻改性處理,如在電極表面引進(jìn)低電阻的導(dǎo)電材料(如銀)來(lái)減少電極表面的面電阻(Chem.Commun.,2011,47,3120 - 3122),另外,為了使大面積電池能輸出較高的電壓和電流,電池往往需要采用串聯(lián)或并聯(lián)的電池結(jié)構(gòu)方式,因此,與小面積電池相比,大面積電池的結(jié)構(gòu)將變的更加復(fù)雜,對(duì)設(shè)備和電池組裝工藝要求更高。如何通過(guò)電池組裝技術(shù)獲得穩(wěn)定高效的大面積電池是需要不斷地探索和研究,單純地采用小面積電池的組裝技術(shù)用于大面積電池的封裝是不可行的。目前,現(xiàn)有的大面積柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池技術(shù)不成熟、穩(wěn)定性低、效率低下,并且組裝過(guò)程中容易發(fā)生短路,無(wú)疑,上述不足將限制了柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池的進(jìn)一步推廣和工業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。該現(xiàn)象亟待解決。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有大面積柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊制作技術(shù)不成熟、穩(wěn)定性低、效率低下,并且制作過(guò)程中容易發(fā)生短路的缺陷,提供一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊及其制作方法和電源。
[0013]本發(fā)明的目的之一是,提供一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,其包括至少一個(gè)柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池,其中,所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池包括:
[0014]一鈦基底層以及與所述鈦基底層對(duì)置的一對(duì)電極層,所述鈦基底層的表面與所述對(duì)電極層的底面相對(duì);
[0015]形成于所述鈦基底層的表面的一第一導(dǎo)電指層;
[0016]形成于所述對(duì)電極層的底面的一第二導(dǎo)電指層;
[0017]包覆所述第一導(dǎo)電指層的一第一保護(hù)層;
[0018]包覆所述第二導(dǎo)電指層的一第二保護(hù)層;[0019]連接所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的一阻隔層,所述阻隔層的寬度大于所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的寬度;
[0020]形成于所述鈦基底層的表面、且不與所述阻隔層接觸的一光陽(yáng)極層;
[0021]填充于所述鈦基底層和所述對(duì)電極層之間一空間的電解質(zhì),所述空間由所述鈦基底層的表面、所述對(duì)電極層的底面和所述阻隔層的側(cè)壁所限定。
[0022]其中,所述對(duì)電極層的底面是指所述對(duì)電極層的靠近所述鈦基底層的面。
[0023]較佳的,所述光陽(yáng)極層包括形成于所述鈦基底層的表面的一光散射層和形成于所述光散射層上的一光吸收層。
[0024]較佳的,所述的對(duì)電極層設(shè)有一用于填充電解質(zhì)的微孔。
[0025]較佳的,所述的對(duì)電極層的表面形成有一用于封閉所述的微孔的固化層。
[0026]本發(fā)明中,較佳的,所述的鈦基底層由鈦箔構(gòu)成,更佳的,所述的鈦箔為柔性鈦,進(jìn)一步更佳的,所述的鈦箔的厚度為0.01mm-4mm。
[0027]其中,所述對(duì)電極層的表面是指所述對(duì)電極層的遠(yuǎn)離所述鈦基底層的面。
[0028]本發(fā)明中,所述的鈦基底層是用來(lái)作為光陽(yáng)極的基底以及傳導(dǎo)電子;
[0029]所述的對(duì)電極層是電池的重要組成部分,是決定電池的效率及壽命的關(guān)鍵因素;其作用為:①與產(chǎn)生電子的光陽(yáng)極層構(gòu)成回路以通過(guò)電流;②催化還原電解質(zhì)。
[0030]所述的第一導(dǎo)電指層和第二導(dǎo)電指層是用來(lái)收集電子和降低鈦基底層的表面的面電阻的作用;
[0031]所述的第一保護(hù)層和第二保護(hù)層是用來(lái)分別保護(hù)所述第一導(dǎo)電指層和第二導(dǎo)電指層,以防止所述第一導(dǎo)電指層和第二導(dǎo)電指層被電解質(zhì)腐蝕;
[0032]所述的光陽(yáng)極層(包括光散射層和光吸收層)的作用為:承擔(dān)吸收太陽(yáng)光和產(chǎn)生電子,其是決定光電轉(zhuǎn)換效率的最關(guān)鍵部分。
[0033]所述的阻隔層是用來(lái)封裝電解質(zhì),并阻隔兩電極之間發(fā)生接觸而短路。
[0034]本發(fā)明中,較佳的,所述的第一導(dǎo)電指層和/或第二導(dǎo)電指層由導(dǎo)電金屬材料構(gòu)成;所述的導(dǎo)電金屬材料為低電阻的導(dǎo)電金屬材料,其電阻為0-20歐,較佳的,所述的導(dǎo)電金屬材料為銀、錫、鋁和銅中的一種或多種,更佳的為銀。
[0035]較佳的,所述的第一導(dǎo)電指層和/或第二導(dǎo)電指層的形狀為柵形或手指形;更佳的,所述的第一導(dǎo)電指層和/或第二導(dǎo)電指層的厚度為3 μ m-5 μ m,寬度為0.5mm-2mm。
[0036]本發(fā)明中,較佳的,所述的第一保護(hù)層和/或第二保護(hù)層由絕緣體構(gòu)成,所述的絕緣體為高度絕緣的無(wú)機(jī)材料和/或高度絕緣的聚合物材料;更佳的,所述的高度絕緣的無(wú)機(jī)材料為玻璃粉漿料,所述的高度絕緣的聚合物材料為無(wú)影膠(紫外固化UV膠)和/或熱固型高分子樹(shù)脂。
[0037]更佳的,所述的第一保護(hù)層和/或第二保護(hù)層形狀為柵形或手指形,所述的第一保護(hù)層和/或第二保護(hù)層的厚度為2 μ m-5 μ m,寬度為2mm-3mm。
[0038]本發(fā)明中,較佳的,所述的光陽(yáng)極層的厚度為10 μ m-30 μ m,寬度為0.5cm_l.0cm,長(zhǎng)度為1.0cm-lm。
[0039]其中,所述的光散射層由納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子和以下物質(zhì)構(gòu)成:大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子和/或玻璃微珠,其中所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子為T(mén)iO2和/或ZnO ;其中,所述的納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為5nm-50nm,所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠的平均粒徑為100nm-500nm ;所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠:納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的重量比為1/5-1/2 ;更佳的,所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠:納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的重量比為1/3。
[0040]其中,所述的光吸收層由納米晶尺寸的半導(dǎo)體納米粒子層和染料層構(gòu)成;較佳的,所述的半導(dǎo)體納米粒子層與所述的光散射層連接,所述的染料層與所述的電解質(zhì)接觸;更佳的,所述的半導(dǎo)體納米粒子的平均粒徑為5nm-50nm。
[0041]本發(fā)明中,較佳的,所述的電解質(zhì)為碘/碘鹽電解質(zhì)、離子液體、有機(jī)空穴傳輸材料和無(wú)機(jī)空穴傳輸材料中的一種或多種;其中,所述的有機(jī)空穴傳輸材料較佳的為2,2-7,7-四雙(N,N- 二對(duì)甲氧基苯胺)-9,9-螺雙芴。
[0042]本發(fā)明中,較佳的,所述的阻隔層由絕緣體構(gòu)成,所述的絕緣體為具有高度絕緣的熱熔型聚合物材料;更佳的為熱熔型薄膜;較佳的,所述的熱熔型薄膜的熔化溫度為800C _150°C,所述的熱熔型薄膜的厚度為25 μ m-100 μ m,更佳的,所述的熱熔型薄膜的熔化溫度為100°C _140°C,所述的熱熔型薄膜的厚度為30 μ m-60 μ m。
[0043]本發(fā)明中,較佳的,所述的對(duì)電極層是由光催化層和透明導(dǎo)電塑料構(gòu)成,所述的光催化層位于透明導(dǎo)電塑料的底面。所述的透明導(dǎo)電塑料的底面是指對(duì)透明導(dǎo)電塑料靠近所述鈦基底層的面。
[0044]所述的光催化層是用來(lái)催化還原電池中的電解質(zhì);
[0045]所述的透明導(dǎo)電塑料是用來(lái)作為對(duì)電極層的基底并起傳導(dǎo)電子的作用;
[0046]其中,較佳的,所述的光催化層由Pt、Au、N1、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、0s、C和導(dǎo)電聚合物中的一種或多種組成,其中,所述的導(dǎo)電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙炔和聚醚中的一種或多種。
[0047]較佳的,所述的透明導(dǎo)電塑料由透明的導(dǎo)電面層和透明塑料基底組成。所述的透明塑料基底位于所述的導(dǎo)電面層的表面,所述的導(dǎo)電面層的表面為透明導(dǎo)電塑料遠(yuǎn)離所述鈦基底層的面,較佳的,所述的導(dǎo)電面層的厚度為5nm-20nm。
[0048]也就是說(shuō),所述的對(duì)電極層包括三個(gè)組成部分,其位置關(guān)系從對(duì)電極層的表面至底面依次為:透明塑料基底、導(dǎo)電面層和光催化層。
[0049]其中,較佳的,所述的透明的導(dǎo)電面層為透明導(dǎo)電氧化物半導(dǎo)體層(TC0層)、銦錫氧化物半導(dǎo)體層(ΙΤ0層)和氟錫氧化物半導(dǎo)體層(FT0層)中的一種或多種;所述的透明塑料基底包括聚對(duì)苯二酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚丙酰胺、三乙酰基纖維素和聚醚砜中的一種或多種。更佳的,所述的對(duì)電極層是柔性的,所述的對(duì)電極層厚度為
[0050]本發(fā)明中,較佳的,所述的固化層由紫外固化UV膠和/或各類(lèi)熱固型樹(shù)脂組成的。
[0051]本發(fā)明中,較佳的,當(dāng)柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊包括兩個(gè)以上所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池時(shí),其由單一的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池串聯(lián)而成,或由單一的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池并聯(lián)而成,或由單一的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池串聯(lián)而成的模塊并聯(lián)而成。
[0052]本發(fā)明的目的之二是,提供一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的制作方法,該方法包括以下步驟:
[0053]步驟S1、在所述的鈦基底層的表面形成一第一導(dǎo)電指層;在所述的對(duì)電極層的底面形成一第二導(dǎo)電指層;
[0054]步驟S2、在所述的第一導(dǎo)電指層外包覆一第一保護(hù)層;在所述的第二導(dǎo)電指層外
包覆一第二保護(hù)層;
[0055]步驟S3、在所述的鈦基底層的表面形成一光陽(yáng)極層,所述的光陽(yáng)極層不與所述第一保護(hù)層接觸;
[0056]步驟S4、將所述的第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層通過(guò)一阻隔層對(duì)接密封使得所述鈦基底層的表面、所述對(duì)電極層的底面和所述阻隔層的側(cè)壁限定出一密封的空間,所述阻隔層的寬度大于所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的寬度,并且所述阻隔層不與所述光陽(yáng)極層接觸;
[0057]步驟S5、在所述空間中填充電解質(zhì)。
[0058]其中,步驟順序可以互換,例如可以先形成該光陽(yáng)極層,再形成該第一導(dǎo)電指層,只要該光陽(yáng)極層和該第一保護(hù)層互不接觸即可。
[0059]較佳的,所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的制作方法,該方法包括以下步驟:
[0060]在步驟S2中還包括:步驟S21、在所述的電極層中設(shè)置一用于填充電解質(zhì)的微孔。
[0061]在步驟S5之后,還包括:步驟S6、在對(duì)電極層的上形成一用于固化所述對(duì)電極層上的所述微孔的固化層。
[0062]較佳的,上述柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的制作方法采用了絲網(wǎng)印刷方法、導(dǎo)電指方法、保護(hù)層方法、阻隔層方法、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法、電解質(zhì)真空灌注方法以及紫外膠固化方法。
[0063]本發(fā)明中,利用所述的絲網(wǎng)印刷方法、導(dǎo)電指方法和保護(hù)層方法實(shí)現(xiàn)柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊電極的制備;
[0064]利用所述的阻隔層方法、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法、電解質(zhì)真空灌注方法、紫外固化方法實(shí)現(xiàn)柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的封裝。
[0065]本發(fā)明中,較佳的,所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊電極的制備主要是第一導(dǎo)電指層和第二導(dǎo)電指層、第一保護(hù)層和第二保護(hù)層、光散射層和光吸收層的制備。
[0066]較佳的,所述的步驟S1中,所述的形成第一導(dǎo)電指層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將低電阻的導(dǎo)電金屬漿料制備在鈦基底層的表面上;燒結(jié)或固化,即可。
[0067]較佳的,所述的步驟S1中,所述的形成第二導(dǎo)電指層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將低電阻的導(dǎo)電金屬漿料制備在對(duì)電極層的光催化層上;燒結(jié)或固化,即可。
[0068]其中,所述的燒結(jié)的溫度視金屬漿料的要求和基底材料的耐溫要求而定。
[0069]較佳的,在對(duì)電極層的光催化層的底面上,所述的導(dǎo)電金屬漿料為低溫銀漿料,所述的低溫銀漿料的燒結(jié)溫度為60°C -150°C ;在鈦基底層的表面上,所述的導(dǎo)電金屬漿料為低溫銀漿料或高溫漿料;低溫銀漿料的燒結(jié)溫度為60°C _150°C,高溫漿料的燒結(jié)溫度為3500C -550O。
[0070]較佳的,所述的燒結(jié)在烘箱或加熱爐中進(jìn)行。
[0071]較佳的,所述的步驟S2中,形成所述的第一保護(hù)層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將高度絕緣的無(wú)機(jī)或聚合物材料,制備在在所述的第一導(dǎo)電指層上;燒結(jié)或固化,即可。
[0072]所述的步驟S2中,形成所述的第二保護(hù)層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將高度絕緣的無(wú)機(jī)或聚合物材料,制備在在所述的第二導(dǎo)電指層上;燒結(jié)或固化,即可。
[0073]較佳的,所述的高度絕緣的無(wú)機(jī)材料為玻璃粉漿料,所述的高度絕緣的聚合物材料為無(wú)影膠(紫外固化UV膠)和/或熱固型高分子樹(shù)脂。
[0074]較佳的,所述的燒結(jié)在烘箱中進(jìn)行,所述的固化在紫外固化UV燈下進(jìn)行。上述燒結(jié)溫度或UV固化時(shí)間視材料性質(zhì)而定。更佳的,玻璃粉漿料的燒結(jié)溫度為500°C,時(shí)間為30分鐘;紫外固化UV膠的固化時(shí)間一般為5秒-10分鐘。
[0075]本發(fā)明中,較佳的,所述的步驟S3中,形成所述的光陽(yáng)極層包括所述的光散射層的制備和所述光吸收層的制備;其步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,分別將光散射層漿料和光吸收層漿料制備在鈦基底層的表面上,其中,所述光散射層漿料印刷于所述鈦基底層的表面上,所述光吸收層漿料形成于所述光散射層漿料上。
[0076]較佳的,形成所述光散射層的步驟包括:將所述的光散射層漿料印刷于所述鈦基底層的表面上,燒結(jié);形成所述光吸收層的步驟包括:將所述光吸收層漿料形成于所述光散射層漿料上,燒結(jié);
[0077]較佳的,所述的燒結(jié)為待光散射層漿料和光吸收層漿料依次印刷后燒結(jié);或待所述光散射層漿料印刷后燒結(jié),再印刷所述光吸收層漿料,后燒結(jié)。
[0078]較佳的,所述的燒結(jié)在加熱爐中進(jìn)行。
[0079]較佳的,所述的燒結(jié)溫度為400°C _550°C,所述的燒結(jié)時(shí)間為30-60分鐘。
[0080]所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的封裝的方法主要包括阻隔層方法、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法、電解質(zhì)真空灌注方法和紫外固化方法。
[0081]本發(fā)明中,較佳的,所述的步驟S4中,所述的阻隔層對(duì)接密封的步驟包括:在所述的鈦基底層和所述的對(duì)電極層之間放置一層熱熔型的透明高分子薄膜,采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法,將所述的鈦基底層和所述的對(duì)電極層密封。
[0082]較佳的,所述的熱熔型的透明高分子薄膜為具有框架結(jié)構(gòu)的薄膜;所述的框架結(jié)構(gòu)的薄膜的中間空心部分的形狀與光陽(yáng)極層相同,空心部分的面積大于所述光陽(yáng)極層的橫截面積;
[0083]更佳的,所述的空心部分的寬度大于光陽(yáng)極層寬度1mm,長(zhǎng)度大于光陽(yáng)極層長(zhǎng)度2mm ;所述薄膜的整體大小大于所述鈦基底層的大小和所述對(duì)電極層的大?。桓训?,所述薄膜的寬度比所述鈦基底層的寬度和所述對(duì)電極層的寬度寬1mm,所述薄膜長(zhǎng)度比所述鈦基底層的長(zhǎng)度和所述對(duì)電極層的長(zhǎng)度長(zhǎng)1mm。
[0084]所述的阻隔層方法是用來(lái)預(yù)留和密封兩個(gè)電極之間的空間,同時(shí)阻隔兩個(gè)電極之間空間以外部分的電接觸。
[0085]較佳的,所述的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法是采用一熱壓設(shè)備,將中間夾有阻隔層的所述鈦基底層和所述對(duì)電極層密封;所述的熱壓設(shè)備具有兩個(gè)平整的上下熱壓面,所述的上熱壓面是可通過(guò)氣壓上下調(diào)節(jié)的,所述的下熱壓面是固定的;較佳的,所述的熱壓面的形狀為圓形或方形的,所述的熱壓面的面積為IOcm2-1OOcm2,所述下熱壓面的面積大于所述上熱壓面的面積;
[0086]較佳的,所述的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法包括以下三個(gè)過(guò)程中的一種或多種:1)靜態(tài)預(yù)熱壓;2)動(dòng)態(tài)熱推壓;3)靜態(tài)熱壓;
[0087]I)所述的靜態(tài)預(yù)熱壓為:將中間夾有熱熔型的阻隔層的鈦基底層和對(duì)電極層放置在熱壓設(shè)備的熱壓面上,通過(guò)施加一定的溫度和壓力進(jìn)行預(yù)熱壓,使電極之間的阻隔層材料熔化;較佳的,所述的預(yù)熱壓時(shí)間為1-2分鐘;
[0088]2)所述的動(dòng)態(tài)熱推壓為:預(yù)熱壓所述夾有阻隔層的鈦基底層和對(duì)電極層,預(yù)熱壓之后采用硬質(zhì)工具在所述對(duì)電極層的表面上來(lái)回推壓,使所述空間完全密封,且所述阻隔層中沒(méi)有任何氣泡;較佳的,所述的動(dòng)態(tài)熱推壓時(shí)間為I分鐘;
[0089]所述的靜態(tài)熱壓為:將動(dòng)態(tài)熱推壓后的夾有阻隔層的鈦基底層和對(duì)電極層再次放置在熱壓設(shè)備上的熱壓面上,再次熱壓,直至兩個(gè)電極通過(guò)該阻隔層牢牢地結(jié)合在一起;較佳的,所述的熱壓溫度為80°C _150°C,熱壓工作氣壓為0.1MPa-1MPa ;所述的靜態(tài)熱壓過(guò)程時(shí)間在2-5分鐘;
[0090]所述的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法的用途是將柔性鈦基光陽(yáng)極和柔性對(duì)電極在阻隔層的作用下牢牢地密封在一起。
[0091]更佳的,所述的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法包括以下三個(gè)過(guò)程:1)靜態(tài)預(yù)熱壓;2)動(dòng)態(tài)熱推壓;3)靜態(tài)熱壓。
[0092]較佳的,所述的步驟S5中在所述空間中填充電解質(zhì)的步驟包括:將電解質(zhì)通過(guò)對(duì)電極上的微孔灌注入所述空間;
[0093]較佳的,所述的電解質(zhì)填充的步驟通過(guò)一真空灌注設(shè)備實(shí)現(xiàn),所述的真空灌注設(shè)備為玻璃真空干燥器、真空干燥箱或塑料真空壓力器中的一種; [0094]較佳的,所述的步驟S6中固化對(duì)電極層上的微孔的步驟包括:在所述微孔上形成紫外膠,后在紫外燈下照射所述紫外膠使該紫外膠固化;
[0095]更佳的,在紫外膠上覆蓋上一層塑料薄膜,后在紫外燈下照射以密封所述微孔。
[0096]本發(fā)明中,較佳的,當(dāng)柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊包括兩個(gè)以上所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池時(shí),其步驟還包括為:①將封裝好的電池模塊按照并聯(lián)結(jié)構(gòu)模式連接,得到大面積柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池并聯(lián)模塊;
[0097]②將封裝好的電池模塊按照串聯(lián)結(jié)構(gòu)模式連接,得到大面積柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池串聯(lián)1?塊;
[0098]③將封裝好的電池模塊分別按照并聯(lián)和串聯(lián)結(jié)構(gòu)模式連接,得到大面積柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池串聯(lián)和并聯(lián)模塊。
[0099]具體的,本發(fā)明的一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的制作方法分為以下九個(gè)步驟:
[0100]( I)柔性鈦箔表面處理
[0101](2)柔性透明導(dǎo)電塑料對(duì)電極層(包括光催化層)的制備
[0102](3)導(dǎo)電指層制備
[0103](4)保護(hù)層制備
[0104](5)光陽(yáng)極層制備
[0105](6)阻隔層制備
[0106](7)電池封裝
[0107](8)電解質(zhì)真空灌注
[0108](9)電解質(zhì)灌注孔密封(紫外固化)
[0109]其具體步驟為:[0110](I)柔性鈦箔的表面處理:
[0111]將柔性鈦箔裁減,用清洗劑、水、丙酮和乙醇清洗干凈,然后將柔性鈦箔放置在具有氧化還原能力的化合物溶液或易水解的含鈦化合物的溶液中,常溫下浸泡24-48小時(shí)。之后分別用水和乙醇清洗并干燥,由此得到的柔性鈦箔作為鈦基底層。
[0112]較佳的,所述的氧化還原能力的化合物溶液為過(guò)氧化氫溶液。
[0113]所述的浸泡的目的是清潔鈦箔表面,同時(shí)在鈦箔表面形成一層薄且致密的TiO2納米晶層,提聞光散射層和欽猜間的結(jié)合。
[0114](2)所述對(duì)電極層的預(yù)處理:
[0115]①將柔性透明導(dǎo)電塑料裁減,分別用清洗劑、水、丙酮和乙醇洗凈,并將柔性透明導(dǎo)電塑料放置平整,導(dǎo)電面朝上;
[0116]②采用絲網(wǎng)印刷方法將光催化層前驅(qū)體漿料或溶液均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電面上,并80-150°C溫度下干燥;
[0117]③將上述干燥后的柔性透明導(dǎo)電塑料放置在具有還原能力的化合物溶液中,在40°C溫度下浸泡4小時(shí);
[0118]所述的浸泡的目的是使光催化層前驅(qū)體漿料和具有還原能力的化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng),得到了具有光催化能力的光催化層。
[0119]④將上述被還原后的柔性透明導(dǎo)電塑料放置在沸水中煮沸4小時(shí),去除雜質(zhì);取出用清水清凈并干燥,在干燥暗室下放置,即得到對(duì)電極層。
[0120]其中,較佳的,所述的光催化層的前驅(qū)體漿料或溶液由Pt、Au、N1、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和導(dǎo)電聚合物中的一種或多種組成;較佳的,所述的光催化層前驅(qū)體漿料或溶液為Pt的前驅(qū)體漿料;更佳的,所述的Pt的前驅(qū)體漿料為鉬漿料或氯鉬酸溶液,更佳的,所述的氯鉬酸溶液的濃度為IOmM ;所述的具有還原能力的化合物溶液為硼氫化鈉溶液,較佳的,所述的硼氫化鈉溶液的濃度為10-50mM,更佳的為40mM。
[0121](3)導(dǎo)電指層的制備:
[0122]①采用絲網(wǎng)印刷方法,將導(dǎo)電漿料均勻印刷在經(jīng)過(guò)表面處理過(guò)的鈦基底層表面上,預(yù)熱干燥;
[0123]②采用絲網(wǎng)印刷方法,將導(dǎo)電漿料均勻印刷在柔性對(duì)電極層的光催化層的表面上,預(yù)熱干燥;
[0124]③燒結(jié)后,分別形成第一導(dǎo)電指層和第二導(dǎo)電指層。
[0125]其中,較佳的,所述的導(dǎo)電漿料為銀漿。較佳的,所述的第一導(dǎo)電指層的燒結(jié)時(shí)間為30分鐘;所述的第二導(dǎo)電指層的燒結(jié)溫度為120°C,燒結(jié)時(shí)間為30分鐘。
[0126](4)保護(hù)層的制備:
[0127]①采用絲網(wǎng)印刷方法,將保護(hù)層漿料均勻印刷在第一導(dǎo)電指層的表面上,預(yù)熱干燥;
[0128]②采用絲網(wǎng)印刷方法,將保護(hù)層漿料均勻印刷在第二導(dǎo)電指層的表面上,預(yù)固化干燥;
[0129]③燒結(jié),或者將保護(hù)層在UV燈下照射,分別形成第一保護(hù)層和第二保護(hù)層。
[0130]其中,較佳的,所述的第一保護(hù)層的漿料為低溫玻璃粉漿料,所述的第二保護(hù)層的漿料為UV膠或熱固性樹(shù)脂。[0131]較佳的,所述 的第一保護(hù)層的燒結(jié)溫度為450°C -550°C,燒結(jié)時(shí)間為30分鐘;所述的第二保護(hù)層的燒結(jié)溫度為120°C,燒結(jié)時(shí)間為30分鐘,所述的UV燈下照射的功率為125W,照射時(shí)間為I分鐘。
[0132](5)光陽(yáng)極層制備:
[0133]①采用絲網(wǎng)印刷方法,將光散射層漿料均勻印刷在經(jīng)過(guò)表面處理過(guò)的鈦基底層表面上,并在80-150°C溫度下預(yù)熱干燥;
[0134]其中,所述的光散射層由納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子和以下物質(zhì)構(gòu)成:大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子和/或玻璃微珠,其中所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子為T(mén)i02和/或ZnO ;其中,所述的納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為5nm-50nm,所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠的平均粒徑為100nm-500nm ;所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠:納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的重量比為1/5-1/2 ;更佳的,所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠:納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的重量比為1/3。
[0135]②重復(fù)①的步驟1-2次,至光散射層漿料形成的膜層的厚度為1_5μπι;
[0136]③將光吸收層漿料均勻印刷在②中形成的膜層上,在80_150°C溫度下預(yù)熱干燥;其中,所述的光吸收層漿料為含有納米晶尺寸的半導(dǎo)體氧化物漿料,
[0137]較佳的,所述的納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為5nm_50nm ;
[0138]光吸收層由半導(dǎo)體納米粒子層和染料層構(gòu)成;較佳的,所述的半導(dǎo)體納米粒子的平均粒徑為5nm-50nm。較佳的,所述的半導(dǎo)體納米粒子為T(mén)i02。
[0139]④重復(fù)③的步驟3-6次,直至光散射層和光吸收層的漿料形成的總的膜層的厚度^ 9 μ m-20 μ m ;
[0140]⑤分別將上述印刷好的光散射層和光吸收層燒結(jié);所述的燒結(jié)為待光散射層漿料和光吸收層漿料依次印刷后燒結(jié),或光散射層漿料印刷后燒結(jié),再印刷光吸收層漿料,后燒結(jié);較佳的,所述的光陽(yáng)極層的燒結(jié)溫度為400°C _550°C,所述的燒結(jié)時(shí)間為30-60分鐘;
[0141]⑥光散射層和光吸收層燒結(jié)后,待燒結(jié)溫度冷卻至100°C左右,迅速將⑤中形成的膜層放置于染料溶液中在0-35°C溫度下浸泡6-12小時(shí);
[0142]⑦浸泡完畢,取出用無(wú)水乙醇清洗,吹干;
[0143]本發(fā)明中,多次重復(fù)印刷的目的是慢慢增加膜層厚度。若不進(jìn)行多次重復(fù)印刷,膜層容易斷裂或起皮,會(huì)影響膜層質(zhì)量。
[0144]其中,較佳的,所述的光吸收層的厚度為8_15μπι;
[0145](6)阻隔層制備:
[0146]①將熱固型的塑料薄膜裁減成框架型;
[0147]②將上述框架型塑料薄膜正對(duì)放置于鈦基底層上,其中框架塑料薄膜中間的空心部分與光陽(yáng)極層相對(duì)齊,其它薄膜部分(即框架部分)要與鈦基底層相貼;
[0148]③在框架型塑料薄膜上正對(duì)放置對(duì)電極,對(duì)電極的微孔與框架型塑料薄膜的中間空心部分相對(duì);
[0149]④將正對(duì)的對(duì)電極層、塑料薄膜和鈦基底層夾緊,防止位置移動(dòng);
[0150](7)電池封裝:
[0151]①調(diào)節(jié)熱壓設(shè)備的溫度和壓力;
[0152]②將對(duì)電極層和鈦基底層通過(guò)塑料薄膜對(duì)接密封,形成夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極,將夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極平整地放置在熱壓設(shè)備的熱壓面上進(jìn)行預(yù)熱壓,塑料薄膜開(kāi)始熔化;
[0153]③取下夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極,迅速用硬質(zhì)工具在夾層面上推壓,使中間的夾層平整,不出現(xiàn)氣泡;
[0154]④再次將夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極放置在熱壓設(shè)備的熱壓面上,熱壓至電極間夾層完全熔化,形成阻隔層,此處,電極層和鈦基底層通過(guò)阻隔層對(duì)接密封;
[0155]⑤取下夾有阻隔層的兩個(gè)電極,冷卻。
[0156]較佳的,所述的熱壓設(shè)備的熱壓溫度為80°C _150°C,熱壓工作氣壓為0.1-1MPa0所述的硬質(zhì)工具為硬質(zhì)平板工具。所述的預(yù)熱壓的時(shí)間為2分鐘,所述的熱壓的時(shí)間為3-5分鐘。
[0157](8)電解質(zhì)真空灌注:
[0158]①將密封后夾有阻隔層的兩個(gè)電極放置在真空腔中,對(duì)電極層朝上;
[0159]②將電解質(zhì)滴在對(duì)電極層的預(yù)先設(shè)定的微孔上;
[0160]③打開(kāi)真空開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)真空度至0.ΟΙ-lTorr,排凈電極間的空腔內(nèi)的氣體;
[0161]④關(guān)閉真空開(kāi)關(guān),打開(kāi)通氣開(kāi)關(guān),讓真空腔內(nèi)壓力恢復(fù)到大氣壓,電解質(zhì)迅速充滿(mǎn)電極間的空腔內(nèi);
[0162]在該過(guò)程中,真空前,空腔內(nèi)氣壓與大氣壓一致,用液滴封住進(jìn)液孔,抽真空時(shí),氣體從液體中冒出,且液體同時(shí)阻止外部空氣進(jìn)入;
[0163](9)電解質(zhì)孔密封(紫外固化)
[0164]①將紫外固化UV膠加到對(duì)電極面的孔上,后在膠上覆蓋塑料薄膜;
[0165]②然后將電池放置在紫外膠下照射I分鐘使微孔密封。
[0166]較佳的,本發(fā)明的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的電池性能測(cè)試的具體步驟為:
[0167]①將上述制作的大面積鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊在AMl.5的照明下,測(cè)試其短路電流(Jsc)、開(kāi)路電壓(Voc)、填充因子(FF)、光電轉(zhuǎn)換效率(η );
[0168]②用萬(wàn)用表測(cè)量制作的大面積鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的輸出電壓和輸出電流。
[0169]本發(fā)明中,所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的產(chǎn)品器件演示的具體步驟為:
[0170]①選擇器件,如微型風(fēng)扇或鐘表;
[0171]②將單一電池模塊串聯(lián)或并聯(lián)成具有滿(mǎn)足器件額定功率要求的輸出電壓和輸出電流;
[0172]③將上述電池模塊與器件連接,放置在太陽(yáng)光或者室內(nèi)燈光下,電池開(kāi)始發(fā)電,器件工作。
[0173]本發(fā)明的目的之三,是提供一種電子產(chǎn)品的電源,其包括上述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊或上述的制作方法制得的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊。
[0174]其中,所述的電子產(chǎn)品為利用太陽(yáng)能的信息家電以及利用自然光或室內(nèi)燈光的電子產(chǎn)品;其中,所述的信息家電為計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中的一種或多種;所述的利用自然光或室內(nèi)燈光的電子產(chǎn)品為室內(nèi)遙控器、室內(nèi)燈箱以及室內(nèi)傳感器中的一種或多種。
[0175]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上,上述各優(yōu)選條件,可任意組合,即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。
[0176]本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
[0177]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
[0178](I)本發(fā)明的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,經(jīng)DSSC(Dye-sensitized solarcell,染料敏化太陽(yáng)能電池)測(cè)量結(jié)果表明,其在大面積電池(10cm2)上的效率為其在同等條件下的小面積電池(0.24cm2)的效率的85% ;本發(fā)明的制作方法,能有效地降低大面積電池模塊的面電阻,電池光電轉(zhuǎn)換效率高;
[0179](2)本發(fā)明的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,采用保護(hù)層方法、阻隔層方法和靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法,電池不會(huì)短路,電解質(zhì)封裝后不會(huì)泄露;
[0180](3)本發(fā)明方法制作的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,在空氣中自然放置500小時(shí)以上,光電轉(zhuǎn)換效率沒(méi)有下降,性能穩(wěn)定性好;
[0181](4)本發(fā)明方法制作的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,其制作工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備要求和制作成本低,不僅適合用于實(shí)驗(yàn)室制備,也適合用于工業(yè)化大量生產(chǎn)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0182]圖1為柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊并聯(lián)模塊的示意圖,其中虛線(xiàn)標(biāo)出的A表示單一的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的示意圖。
[0183]圖2為圖1中對(duì)電極層及其中的微孔的密封的示意圖。
[0184]圖3為包含了光陽(yáng)極層和保護(hù)層的鈦基底層的俯視圖。
[0185]圖4為柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊并聯(lián)模塊的阻隔層的示意圖。
[0186]圖5為熱壓設(shè)備的熱壓面的示意圖。
[0187]圖6為熱推壓的示意圖。
[0188]圖7為柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的效率與自然放置時(shí)間的關(guān)系示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0189]下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明,但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法,按照常規(guī)方法和條件,或按照商品說(shuō)明書(shū)選擇。
[0190]實(shí)施例1
[0191]參考圖1-6,柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊包括:
[0192]一鈦基底層I以及與所述鈦基底層對(duì)置的一對(duì)電極層8,所述鈦基底層I的表面與所述對(duì)電極層8的底面相對(duì);
[0193]形成于所述鈦基底層I的表面的一第一導(dǎo)電指層2 ;
[0194]形成于所述對(duì)電極層8的底面的一第二導(dǎo)電指層2’ ;
[0195]包覆所述第一導(dǎo)電指層2的一第一保護(hù)層3 ;
[0196]包覆所述第二導(dǎo)電指層2’的一第二保護(hù)層3’ ;
[0197]連接所述第一保護(hù)層3和所述第二保護(hù)層3’的一阻隔層7,所述阻隔層7的寬度大于所述第一保護(hù)層3和所述第二保護(hù)層3’的寬度;
[0198]形成于所述鈦基底層I的表面、且不與所述阻隔層7接觸的一光陽(yáng)極層;
[0199]填充于所述鈦基底層I和所述對(duì)電極層8之間一空間6的電解質(zhì),所述空間6由所述鈦基底層I的表面、所述對(duì)電極層8的底面和所述阻隔層7的側(cè)壁所限定。
[0200]所述光陽(yáng)極層包括形成于所述鈦基底層的表面的一光散射層4和形成于所述光散射層上的一光吸收層5。
[0201]其中,所述柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊包括設(shè)于所述的對(duì)電極層8上的一用于填充電解質(zhì)的微孔以及設(shè)于所述的對(duì)電極層8的表面的一用于封閉所述的孔的固化層9。(為了清楚地顯示出電池模塊的基本結(jié)構(gòu),微孔及其密封結(jié)構(gòu)(即固化層9)未在圖1中明示,具體如圖2所示)
[0202]所述對(duì)電極層8由透明塑料薄膜和光催化層82構(gòu)成,所述的透明塑料薄膜由導(dǎo)電面層81和透明塑料基底83構(gòu)成。
[0203]所述柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊制作通過(guò)以下步驟得到:
[0204](I)首先將柔性鈦箔裁減成lcmX7cm,并分別用清洗劑、水、丙酮和乙醇清洗干凈,然后將柔性鈦箔放置在30% (體積百分比)過(guò)氧化氫溶液中在常溫下浸泡48小時(shí)。浸泡完畢,分別用水和乙醇清洗并干燥,作為鈦基底層待用;其中,鈦箔的厚度為1_。
[0205](2)將柔性透明導(dǎo)電塑料裁減成IcmX 7cm,并分別用清洗劑、水、丙酮和乙醇清洗干凈,并將柔性透明導(dǎo)電塑料放置平整,導(dǎo)電面朝上,待用;
[0206](3)采用絲網(wǎng)印刷方法將IOmM氯鉬酸溶液(Pt的前驅(qū)體漿料)均勻印刷在透明導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電面的底面,并在100°c下干燥2小時(shí),制得光催化層;
[0207](4)將上述印刷并干燥后的透明導(dǎo)電塑料放置在40mM的硼氫化鈉溶液中在40°C下浸泡4小時(shí);
[0208](5)將上述被還原后的透明導(dǎo)電塑料取出并放置在沸水浴中4小時(shí),去除雜質(zhì)。取出用清水清洗干凈并干燥,在干燥暗室下放置,得到對(duì)電極層,待用;
[0209](6)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的導(dǎo)電指的格式(由于保護(hù)層包覆于導(dǎo)電指層上,在圖3的俯視圖中,可見(jiàn)的實(shí)為保護(hù)層,但是保護(hù)層的形狀與導(dǎo)電指層的形狀相同,由此可以參考圖3),將高溫導(dǎo)電銀漿(450°C溫度下燒結(jié))均勻印刷在鈦基底層表面上,并在120°C下預(yù)熱干燥10分鐘。其中,導(dǎo)電指層的厚度為5 μ m,寬度為2mm,導(dǎo)電指層之間的距離為0.7厘米,導(dǎo)電指層的長(zhǎng)度為6厘米;
[0210](7)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的導(dǎo)電指的格式(從圖1的截面圖來(lái)看,第一導(dǎo)電指層和第二導(dǎo)電指層在縱向上重合,其俯視圖的形狀一致,故可以參考圖3),將低溫導(dǎo)電銀漿(120°C下燒結(jié))均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的表面上,并在120°C溫度下預(yù)熱干燥;
[0211](8)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的保護(hù)層的格式,將玻璃粉層漿料均勻印刷在鈦基導(dǎo)電指的表面上,并在100°c下預(yù)熱干燥10分鐘;
[0212](9)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的保護(hù)層的格式,將UV膠均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的導(dǎo)電指的表面上,并在UV燈下照射I分鐘,待用;保護(hù)層的厚度為5 μ m,寬度為3mm ;UV燈下照射的功率為125W。
[0213](10)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的光陽(yáng)極層的格式,將粒徑200nm的1102和P25 (重量比為200nmTi02/P25=l/3)的混合漿料均勻印刷在鈦基底層表面上,形成光散射層,并在125 °C下預(yù)熱干燥5分鐘;
[0214](11)重復(fù)(10) I次,此時(shí)光散射層漿料形成的膜層的厚度為3μπι ;
[0215](12)將Ρ25的二氧化鈦漿料均勻印刷在上述光散射層上,形成含有納米晶的光吸收層,并在125°C溫度下預(yù)熱干燥5分鐘;
[0216](13)重復(fù)(12) 5次,直至光散射層漿料和光吸收層漿料形成的膜層的總厚度為12 μ m ;
[0217](14)將上述印刷好的光散射層和光吸收層的鈦基底層放置在500°C燒結(jié)30分鐘。待燒結(jié)溫度冷卻至100°c左右,迅速將其放置于染料溶液中,20°C -25°c溫度下浸泡6-12小時(shí);浸泡完畢,取出用無(wú)水乙醇清洗,吹干;
[0218]其中,所述的染料溶液為染料溶解于有機(jī)溶劑后形成的溶液。染料來(lái)自天然色素或人工合成的染料;有機(jī)溶劑的選擇根據(jù)極性相似相容的原則;常用的有機(jī)溶劑為乙醇、乙腈和叔丁醇中的一種或多種;
[0219](15)將熱固型的塑料薄膜按照?qǐng)D4的規(guī)格和尺寸裁減成框架型薄膜;中間空心部分11的寬為0.9厘米,長(zhǎng)為5.5厘米,外面薄膜部分10的寬為1.1厘米,長(zhǎng)為7.5厘米;
[0220](16)將裁減好的框架型塑料薄膜正對(duì)著放置在光陽(yáng)極層上,其中框架塑料薄膜中間的空心部分11與光陽(yáng)極層相對(duì)齊,其它薄膜部分10要與鈦基底層相貼;
[0221](17)接著,在框架型塑料薄膜上面正對(duì)著放置對(duì)電極層,對(duì)電極層的微孔要?jiǎng)偤梦挥诳蚣苄退芰媳∧さ闹虚g空心里;
[0222](18)將正對(duì)的對(duì)電極層、塑料薄膜和鈦基底層夾緊,防止位置移動(dòng);
[0223](19)調(diào)節(jié)熱壓設(shè)備的溫度至135°C和工作氣壓至0.25MPa ;
[0224](20 )將夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極平整地放置在熱壓設(shè)備的熱壓面上進(jìn)行預(yù)熱壓2分鐘,其中,12為下熱面,13為上熱面,電極之間的塑料薄膜開(kāi)始熔化;
[0225](21)取下夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極,迅速地用硬質(zhì)平板工具14在對(duì)電極層的表面推壓,使塑料薄膜平整,并沒(méi)有氣泡;
[0226](22)再次將夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極放置在熱壓設(shè)備的熱壓面上進(jìn)行熱壓3-5分鐘,電極之間的夾層完全熔化,形成阻隔層。取下夾有阻隔層的兩個(gè)電極夾有阻隔層的兩個(gè)電極,冷卻。
[0227](23)將密封后夾有塑料薄膜的兩個(gè)電極放置在真空腔中,對(duì)電極的面朝上;
[0228](24)將電解質(zhì)滴在對(duì)電極面的預(yù)先設(shè)定的微孔上;
[0229](25)打開(kāi)真空開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)一定的真空度,讓電極間的空腔內(nèi)的氣體排除干凈;
[0230](26)關(guān)閉真空開(kāi)關(guān),打開(kāi)通氣開(kāi)關(guān),讓真空腔內(nèi)壓力恢復(fù)到大氣壓,此時(shí),電解質(zhì)在大氣壓的作用下,迅速地充滿(mǎn)電極間的空腔內(nèi);
[0231](27)將少量的紫外膠加到對(duì)電極面的孔上,然后在膠上覆蓋上一塊塑料薄膜;
[0232](28)然后將電池放置在紫外膠下照射I分鐘。微孔迅速得到密封,得到電池模塊;
[0233](29)將制作的大面積鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊在AMl.5的照明下,測(cè)試其短路電流(Jsc)、開(kāi)路電壓(Voc)、填充因子(FF)、光電轉(zhuǎn)換效率(η)。
[0234]該電池模塊經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果是,采用本發(fā)明方法制作的大面積電池模塊(有效電極面積4cm2),其效率可以達(dá)到小面積電池(有效電極面積0.24cm2)效率的89% (見(jiàn)表 I)。
[0235]實(shí)施例2
[0236]柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊并聯(lián)模塊的制作
[0237](I)首先將柔性鈦箔裁減成6cmX7cm,并分別用清洗劑、水、丙酮和乙醇清洗干凈,然后將柔性鈦箔放置在30% (體積百分比)過(guò)氧化氫溶液中在常溫下浸泡48小時(shí)。浸泡完畢,分別用水和乙醇清洗并干燥,作為鈦基底層待用;
[0238](2)將柔性透明導(dǎo)電塑料裁減成6cmX7cm,并分別用清洗劑、水、丙酮和乙醇清洗干凈,并將柔性透明導(dǎo)電塑料放置平整,導(dǎo)電面朝上,待用;
[0239](3)?(5)同實(shí)施例1中的(3)?(5);
[0240](6)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D5中的導(dǎo)電指的格式,將高溫導(dǎo)電銀漿(450°C下燒結(jié))均勻印刷在鈦基底層表面上,并在120°C下預(yù)熱干燥10分鐘。其中,導(dǎo)電指的厚度為5 μ m,寬度為2_,導(dǎo)電指之間的距離為0.7厘米,導(dǎo)電指的長(zhǎng)度為6厘米;
[0241](7)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的導(dǎo)電指的格式,將低溫導(dǎo)電銀漿(120°C下燒結(jié))均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的表面上,并在一定的溫度下預(yù)熱干燥;
[0242](8)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的保護(hù)層的格式,將玻璃粉保護(hù)層漿料均勻印刷在鈦基導(dǎo)電指的表面上,并在100°c下預(yù)熱干燥10分鐘;
[0243](9)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的保護(hù)層的格式,將UV膠均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的導(dǎo)電指的表面上,并在UV燈下照射I分鐘,待用;
[0244](10)采用絲網(wǎng)印刷方法,按照?qǐng)D3中的光散射層的格式,將200nmTi02和P25 (重量比為200nmTi02/P25=l/3)的混合漿料均勻印刷在鈦基底層表面上,形成光散射層,并在125°C下預(yù)熱干燥5分鐘;
[0245](11)重復(fù)(10) I次,此時(shí)膜層厚度為3 μ m-5 μ m ;
[0246](12)將P25漿料均勻印刷在上述光散射層上,形成含有納米晶的光吸收層,并在125度溫度下預(yù)熱干燥5分鐘;
[0247](13)重復(fù)(12) 5次,直至膜層厚度為12 μ m左右;
[0248](14)將上述印刷好的光散射層和光吸收層的鈦基電極放置在500°C進(jìn)行燒結(jié)30分鐘。待燒結(jié)溫度冷卻至100°c左右,迅速將其放置于染料溶液中,常溫浸泡6-12小時(shí);
[0249](15)將熱固型的塑料薄膜按照?qǐng)D4的規(guī)格和尺寸裁減成框架型薄膜;中間空心部分11的寬為0.7厘米,長(zhǎng)為5.5厘米,外面薄膜部分10的寬為6厘米,長(zhǎng)為7.5厘米;
[0250](16)?(27)同實(shí)施例1中的(16)?(27);
[0251](28)然后將電池放置在紫外膠下照射I分鐘。微孔迅速得到密封。得到電池模塊;
[0252](29 )同實(shí)施例1中的(29 )。
[0253]該電池模塊經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果是,采用本發(fā)明方法制作的大面積電池模塊(有效電極面積10cm2),其效率可以達(dá)到小面積電池(有效電極面積0.24cm2)效率的85% (見(jiàn)表 I)。
[0254]實(shí)施例3
[0255]柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊串聯(lián)模塊的制作
[0256](I)單一電池的制作同實(shí)施例1。[0257]由實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)方法制備電池模塊2個(gè),每個(gè)電池模塊有效電極面積為4cm2,經(jīng)萬(wàn)用表檢測(cè),該電池模塊放置在中午12點(diǎn)的太陽(yáng)光下測(cè)得輸出電壓為0.55V,輸出電流為30mAo
[0258](2)將上述得到的2個(gè)單一電池模塊串聯(lián)得到串聯(lián)電池模塊。
[0259]該電池模塊經(jīng)過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試,串聯(lián)后的電池模塊的輸出電壓為單一電池模塊的兩倍,輸出電流與單一電池基本相同。結(jié)果見(jiàn)表2。
[0260]實(shí)施例4
[0261 ] 柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池串并聯(lián)模塊的制作
[0262](I)單一并聯(lián)電池模塊的制作同實(shí)施例2。
[0263]由實(shí)施例2的實(shí)驗(yàn)方法制備電池模塊2個(gè),每個(gè)電池有效電極面積為10cm2,經(jīng)萬(wàn)用表檢測(cè),該電池模塊放置在中午12點(diǎn)的太陽(yáng)光下測(cè)得輸出電壓為0.55V,輸出電流為80mAo
[0264](2)將上述得到的2個(gè)單一并聯(lián)電池模塊串聯(lián)得到串并聯(lián)電池模塊。
[0265]該電池模塊經(jīng)過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試,串聯(lián)后的電池模塊的輸出電壓為單一電池模塊的兩倍,輸出電流與單一電池模塊基本相同。結(jié)果見(jiàn)表2。
[0266]實(shí)施例5
[0267]電池模塊的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
[0268](I)按照實(shí)施例2的方法制作電池模塊,該電池模塊有效電極面積為10cm2,經(jīng)萬(wàn)用表檢測(cè),該電池模塊放置在中午12點(diǎn)的太陽(yáng)光下測(cè)得輸出電壓為0.68V,輸出電流為85mA。
[0269](2)將實(shí)施例2制作的電池模塊在空氣中自然放置500小時(shí)以上,并分別在AMl.0的光照下測(cè)試其光電轉(zhuǎn)換效率。結(jié)果表明電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效率保持穩(wěn)定,見(jiàn)圖7。
[0270]實(shí)施例6
[0271 ] 電池模塊與器件聯(lián)用的制作
[0272](I)并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池模塊制作同實(shí)施例2。由實(shí)施例2的實(shí)驗(yàn)方法制備電池。該電池模塊有效電極面積為20cm2,經(jīng)萬(wàn)用表檢測(cè),該電池模塊放置在太陽(yáng)光下測(cè)得輸出電壓為0.68V,輸出電流為120mAο
[0273](2)將得到電池模塊與微型風(fēng)扇聯(lián)用。該微型風(fēng)扇的額定電壓為大于0.5V,額定電流為大于60mA。該器件在太陽(yáng)光下能吸收太陽(yáng)光或室內(nèi)光源工作。
[0274]實(shí)施例7
[0275]除下述步驟外,其余同實(shí)施例1 ;
[0276](I)中,鈦箔的厚度為0.01mm,浸泡時(shí)間為24小時(shí),
[0277]( 3 )中,使用的漿料為鉬漿料;
[0278](4)中,硼氫化鈉溶液的濃度為40mM,浸泡4小時(shí);
[0279](6)中,將低溫導(dǎo)電銀漿(150°C溫度下燒結(jié))均勻印刷在鈦基底層表面上,
[0280](9)中,保護(hù)層的厚度為2 μ m,寬度為2mm ;
[0281](10)中,混合漿料為將粒徑IOOnm的ZnO和P25 (重量比為200nmTi02/P25=l/5);
[0282](12)中,溫度預(yù)熱干燥的溫度為150°C
[0283](13)中,光散射層漿料和光吸收層漿料形成的膜層的總厚度為10 μ m,[0284](19)中,調(diào)節(jié)熱壓設(shè)備的溫度至80°C和工作氣壓至0.1MPa ;
[0285]實(shí)施例8
[0286]除下述步驟外,其余同實(shí)施例1 ;
[0287](I)中,鈦箔的厚度為0.05mm,浸泡時(shí)間為36小時(shí),
[0288]( 3 )中,使用的漿料為Cu的前驅(qū)體漿料;
[0289](4)中,硼氫化鈉溶液的濃度為IOmM ;
[0290](6)中,將高溫導(dǎo)電錫漿(550°C溫度下燒結(jié))均勻印刷在鈦基底層表面上,
[0291](7)中,將低溫導(dǎo)電銀漿(60°C下燒結(jié))均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的表面上,導(dǎo)電指層的厚度為3 μ m,寬度為2mm,
[0292](9)中,保護(hù)層的厚度為4 μ m,寬度為2mm ;
[0293](10)中,混合漿料為將粒徑500nm的ZnO和P25 (重量比為200nmTi02/P25=l/3);
[0294](11)中,光散射層漿料形成的膜層的厚度為4μπι ;
[0295](12)中,溫度預(yù)熱干燥的溫度為80°C
[0296](13)中,光散射層漿料和光吸收層漿料形成的膜層的總厚度為20 μ m,
[0297](14)中的印刷好的光散射層和光吸收層的鈦基底層的燒結(jié)溫度為480°C,燒結(jié)時(shí)間為60分鐘;待燒結(jié)溫度冷卻后在10°C _20°C溫度下浸泡6-12小時(shí);
[0298](19)中,調(diào)節(jié)熱壓設(shè)備的溫度至120°C和工作氣壓至0.8MPa ;
[0299]實(shí)施例9
[0300]除下述步驟外,其余同實(shí)施例1 ;
[0301](I)中,鈦箔的厚度為2mm,浸泡時(shí)間為24小時(shí),
[0302]( 3)中,使用的漿料為聚苯胺;
[0303](4)中,硼氫化鈉溶液的濃度為50mM ;
[0304](6)中,將高溫導(dǎo)電鋁漿(350°C溫度下燒結(jié))均勻印刷在鈦基底層表面上,
[0305](7 )中,將低溫導(dǎo)電銀漿(100°C下燒結(jié))均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的表面上,導(dǎo)電指層的厚度為4 μ m,寬度為1mm,
[0306](9)中,保護(hù)層的厚度為4 μ m,寬度為2mm ;
[0307](10 )中,混合漿料為將粒徑500nm的玻璃微珠和P25 (重量比為200nmTi02/P25=l/2);
[0308](11)中,光散射層漿料形成的膜層的厚度為2μπι ;
[0309](13)中,光散射層漿料和光吸收層漿料形成的膜層的總厚度為10 μ m,
[0310](14)中的印刷好的光散射層和光吸收層的鈦基底層的燒結(jié)溫度為480°C,燒結(jié)時(shí)間為40分鐘;待燒結(jié)溫度冷卻后在20°C _30°C溫度下浸泡6-12小時(shí);
[0311](19)中,調(diào)節(jié)熱壓設(shè)備的溫度至100°C和工作氣壓至0.5MPa ;
[0312]實(shí)施例10
[0313]除下述步驟外,其余同實(shí)施例1 ;
[0314](I)中,鈦箔的厚度為3mm,浸泡時(shí)間為36小時(shí),
[0315](3)中,使用的漿料為聚對(duì)苯乙炔;
[0316](4)中,硼氫化鈉溶液的濃度為20mM ;
[0317](6)中,將低溫導(dǎo)電銅漿(60°C溫度下燒結(jié))均勻印刷在鈦基底層表面上,[0318](7)中,將低溫導(dǎo)電銀漿(80°C下燒結(jié))均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的表面上,導(dǎo)電指層的厚度為3 μ m,寬度為0.5mm,
[0319](9)中,保護(hù)層的厚度為4 μ m,寬度為2.5mm;
[0320](10)中,混合漿料為將粒徑300nm的ZnO和P25 (重量比為200nmTi02/P25=l/3);
[0321](11)中,光散射層漿料形成的膜層的厚度為5μm ;
[0322](12)中,溫度預(yù)熱干燥的溫度為120°C
[0323](13)中,光散射層漿料和光吸收層漿料形成的膜層的總厚度為18 μ m,
[0324](14)中的印刷好的光散射層和光吸收層的鈦基底層的燒結(jié)溫度為550°C,燒結(jié)時(shí)間為50分鐘;待燒結(jié)溫度冷卻后在25°C _30°C溫度下浸泡6-12小時(shí);
[0325](19)中,調(diào)節(jié)熱壓設(shè)備的溫度至150°C和工作氣壓至IMPa ;
[0326]實(shí)施例11
[0327]除下述步驟外,其余同實(shí)施例1 ;
[0328](I)中,鈦箔的厚度為4mm,
[0329](3)中,使用的漿料為聚噻吩;
[0330](4)中,硼氫化鈉溶液的濃度為30mM ;
[0331](6)中,將低溫導(dǎo)電銀漿(100°C溫度下燒結(jié))均勻印刷在鈦基底層表面上,
[0332]( 7)中,將低溫導(dǎo)電銀漿(100°C下燒結(jié))均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料光催化層的表面上,導(dǎo)電指層的厚度為5 μ m,寬度為2mm,
[0333](9)中,保護(hù)層的厚度為2 μ m,寬度為2.5mm ;
[0334](10 )中,混合漿料為將粒徑500nm的玻璃微珠和P25 (重量比為200nmTi02/P25=l/3);
[0335](11)中,光散射層漿料形成的膜層的厚度為Ιμm ;
[0336](12)中,溫度預(yù)熱干燥的溫度為100°C
[0337](13)中,光散射層漿料和光吸收層漿料形成的膜層的總厚度為9μm,
[0338](14)中的印刷好的光散射層和光吸收層的鈦基底層的燒結(jié)溫度為450°C,燒結(jié)時(shí)間為40分鐘;待燒結(jié)溫度冷卻后在0°C -10°C溫度下浸泡6-12小時(shí);
[0339](19)中,調(diào)節(jié)熱壓設(shè)備的溫度至80°C和工作氣壓至0.1MPa ;
[0340]效果實(shí)施例1
[0341]表1小面積柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池和大面積電池模塊的效率
[0342]
【權(quán)利要求】
1.一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,其特征在于:其包括至少一個(gè)柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池,其中,所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池包括: 一鈦基底層以及與所述鈦基底層對(duì)置的一對(duì)電極層,所述鈦基底層的表面與所述對(duì)電極層的底面相對(duì); 形成于所述鈦基底層的表面的一第一導(dǎo)電指層; 形成于所述對(duì)電極層的底面的一第二導(dǎo)電指層; 包覆所述第一導(dǎo)電指層的一第一保護(hù)層; 包覆所述第二導(dǎo)電指層的一第二保護(hù)層; 連接所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的一阻隔層,所述阻隔層的寬度大于所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的寬度; 形成于所述鈦基底層的表面、且不與所述阻隔層接觸的一光陽(yáng)極層; 填充于所述鈦基底層和所述對(duì)電極層之間一空間的電解質(zhì),所述空間由所述鈦基底層的表面、所述對(duì)電極層的底面和所述阻隔層的側(cè)壁所限定; 其中,所述對(duì)電極層的底面是指所述對(duì)電極層的靠近所述鈦基底層的面。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,其特征在于:所述光陽(yáng)極層包括形成于所述鈦基底層的表面的一光散射層和形成于所述光散射層上的一光吸收層; 較佳的,所述的對(duì)電極層設(shè)有一用于填充電解質(zhì)的微孔; 所述的對(duì)電極層的表面形成有一用于封閉所述的微孔的固化層; 較佳的,所述的鈦基底層由鈦箔構(gòu)成,更佳的,所述的鈦箔為柔性鈦;進(jìn)一步更佳的,所述的鈦箔的厚度為0.01mm-4mm ; 其中,所述對(duì)電極層的表面是指所述對(duì)電極層的遠(yuǎn)離所述鈦基底層的面。
3.如權(quán)利要求1所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,其特征在于:所述的第一導(dǎo)電指層和/或第二導(dǎo)電指層由導(dǎo)電金屬材料構(gòu)成;所述的導(dǎo)電金屬材料為低電阻的導(dǎo)電金屬材料,其電阻為0-20歐,較佳的,所述的導(dǎo)電金屬材料為銀、錫、鋁和銅中的一種或多種,更佳的為銀; 較佳的,所述的第一導(dǎo)電指層和/或第二導(dǎo)電指層的形狀為柵形或手指形;更佳的,所述的第一導(dǎo)電指層和/或第二導(dǎo)電指層的厚度為3 μ m-5 μ m,寬度為0.5mm-2mm ; 較佳的,所述的第一保護(hù)層和/或第二保護(hù)層由絕緣體構(gòu)成,所述的絕緣體為高度絕緣的無(wú)機(jī)材料和/或高度絕緣的聚合物材料;更佳的,所述的高度絕緣的無(wú)機(jī)材料為玻璃粉漿料,所述的高度絕緣的聚合物材料為無(wú)影膠和/或熱固型高分子樹(shù)脂; 更佳的,所述的第一保護(hù)層和/或第二保護(hù)層形狀為柵形或手指形,所述的第一保護(hù)層和/或第二保護(hù)層的厚度為2 μ m-5 μ m,寬度為; 較佳的,所述的光陽(yáng)極層的厚度為10 μ m-30 μ m,寬度為0.5cm_l.0cm,長(zhǎng)度為.1.0cm-1m ; 其中,所述的光散射層由納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子和以下物質(zhì)構(gòu)成:大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子和/或玻璃微珠,其中所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子為T(mén)iO2和/或ZnO ;其中,所述的納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的平均粒徑為5nm-50nm,所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠的平均粒徑為100nm-500nm ;較佳的,所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠:納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的重量比為1/5-1/2 ;更佳的,所述的大顆粒尺寸的半導(dǎo)體粒子或玻璃珠:納米晶尺寸的半導(dǎo)體粒子的重量比為1/3 ; 其中,所述的光吸收層由半導(dǎo)體納米粒子層和染料層構(gòu)成;較佳的,所述的半導(dǎo)體納米粒子層與所述的光散射層連接,所述的染料層與所述的電解質(zhì)接觸;更佳的,所述的半導(dǎo)體納米粒子的平均粒徑為7nm-50nm ; 較佳的,所述的電解質(zhì)為碘/碘鹽電解質(zhì)、離子液體、有機(jī)空穴傳輸材料和無(wú)機(jī)空穴傳輸材料中的一種或多種;其中,所述的有機(jī)空穴傳輸材料較佳的為2,2-7,7_四雙(N,N-二對(duì)甲氧基苯胺)-9,9_螺雙芴; 較佳的,所述的阻隔層由絕緣體構(gòu)成,所述的絕緣體為具有高度絕緣的熱熔型聚合物材料;更佳的為熱熔型薄膜;較佳的,所述的熱熔型薄膜的熔化溫度為80°C -150°C,所述的熱熔型薄膜的厚度為25 μ m-100 μ m,更佳的,所述的熱熔型薄膜的熔化溫度為IOO0C _140°C,所述的熱熔型薄膜的厚度為30μπι-60μπι ; 較佳的,所述的對(duì)電極層是由光催化層和透明導(dǎo)電塑料構(gòu)成,所述的光催化層位于透明導(dǎo)電塑料的底面;所述的透明導(dǎo)電塑料的底面是指對(duì)透明導(dǎo)電塑料靠近所述鈦基底層的面; 較佳的,所述的光催化層由Pt、Au、N1、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和導(dǎo)電聚合物中的一種或多種組成,其中,所述的導(dǎo)電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙炔和聚醚中的一種或多種; 較佳的,所述的透明導(dǎo)電塑料由透明的導(dǎo)電面層和透明塑料基底組成;所述的透明塑料基底位于所述的導(dǎo)電面層的表面,所述的導(dǎo)電面層的表面為透明導(dǎo)電塑料遠(yuǎn)離所述鈦基底層的面,較佳的,所述的導(dǎo)電面層的厚度為5-20nm ; 較佳的,所述的透明的導(dǎo)電面層為透明導(dǎo)電氧化物半導(dǎo)體層、銦錫氧化物半導(dǎo)體層和氟錫氧化物半導(dǎo)體層中的一種或多種;所述的透明塑料基底包括聚對(duì)苯二酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚丙酰胺、三乙酰基纖維素和聚醚砜中的一種或多種;更佳的,所述的對(duì)電極層是柔性的,所述的對(duì)電極層厚度為 較佳的,所述的固化層由紫外固化UV膠和/或熱固型樹(shù)脂組成的。
4.如權(quán)利要求1所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊,其特征在于:當(dāng)所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊包括兩個(gè)以上所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池時(shí),所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊由單一的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池串聯(lián)而成,或由單一的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池并聯(lián)而成,或由單一的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池串聯(lián)而成的模塊并聯(lián)而成。
5.一種柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊的制作方法,其特征在于:其包括以下步驟: 步驟S1、在所述的鈦基底層的表面形成一第一導(dǎo)電指層;在所述的對(duì)電極層的底面形成一第二導(dǎo)電指層; 步驟S2、在所述的第一導(dǎo)電指層外包覆一第一保護(hù)層;在所述的第二導(dǎo)電指層外包覆一第二保護(hù)層; 步驟S3、在所述的鈦基底層的表面形成一光陽(yáng)極層,所述的光陽(yáng)極層不與所述第一保護(hù)層接觸;步驟S4、將所述的第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層通過(guò)一阻隔層對(duì)接密封使得所述鈦基底層的表面、所述對(duì)電極層的底面和所述阻隔層的側(cè)壁限定出一密封的空間,所述阻隔層的寬度大于所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的寬度,并且所述阻隔層不與所述光陽(yáng)極層接觸; 步驟S5、在所述空間中填充電解質(zhì); 其中,步驟S1和S3的順序可以互換。
6.如權(quán)利要求5所述的制作方法,其特征在于:其還包括以下步驟: 在步驟S2中還包括:步驟S21、在所述的電極層中設(shè)置一用于填充電解質(zhì)的微孔; 在步驟S5之后,還包括:步驟S6、在對(duì)電極層的上形成一用于固化所述微孔的固化層。
7.如權(quán)利要求5或6所述的制作方法,其特征在于: 所述的步驟S1中,所述的形成第一導(dǎo)電指層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將低電阻的導(dǎo)電金屬漿料制備在鈦基底層的表面上;燒結(jié);所述導(dǎo)電金屬漿料的電阻為0-20歐;在鈦基底層的表面上,所述的導(dǎo)電金屬漿料為低溫銀漿料或高溫漿料;低溫銀漿料的燒結(jié)溫度為60°C _150°C,高溫漿料的燒結(jié)溫度為350°C _550°C;較佳地,所述的第一導(dǎo)電指層的燒結(jié)時(shí)間為30分鐘;較佳地,所述的導(dǎo)電漿料為銀漿,更佳的,所述的銀漿的固化溫度為 450℃ -550℃ ; 較佳的,所述的步驟S1中,所述的形成第二導(dǎo)電指層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將低電阻的導(dǎo)電金屬漿料制備在對(duì)電極層的光催化層上;燒結(jié)或固化,所述導(dǎo)電金屬漿料的電阻為0-20歐; 較佳的,在對(duì)電極層的光催化層的底面上,所述的導(dǎo)電金屬漿料為低溫銀漿料,所述的低溫銀漿料的燒結(jié)溫度為60°C -150°C ;較佳的,所述的第二導(dǎo)電指層的燒結(jié)溫度為120°C,燒結(jié)時(shí)間為30分鐘; 較佳的,所述的燒結(jié)在烘箱或加熱爐中進(jìn)行; 較佳的,所述的步驟S2中,形成所述的第一保護(hù)層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將高度絕緣的無(wú)機(jī)或聚合物材料,制備在在所述的第一導(dǎo)電指層上,燒結(jié)或固化;較佳的,所述的第一保護(hù)層的燒結(jié)溫度為450°C _550°C,燒結(jié)時(shí)間為30分鐘;較佳的,所述的第一保護(hù)層的固化為紫外固化;較佳的,所述紫外固化為在125W的UV燈下照射,照射時(shí)間為I分鐘;所述的步驟S2中,形成所述的第二保護(hù)層的步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,將高度絕緣的無(wú)機(jī)或聚合物材料,制備在在所述的第二導(dǎo)電指層上,燒結(jié)或固化;所述的第二保護(hù)層的燒結(jié)溫度為120°C,燒結(jié)時(shí)間為30分鐘;較佳的,所述的第二保護(hù)層的固化為紫外固化;較佳的,所述紫外固化為在125W的UV燈下照射,照射時(shí)間為I分鐘; 較佳的,所述的高度絕緣的無(wú)機(jī)材料為玻璃粉漿料,所述的高度絕緣的聚合物材料為無(wú)影膠和/或熱固型高分子樹(shù)脂; 較佳的,所述的燒結(jié)在烘箱中進(jìn)行,所述的固化在紫外固化UV燈下進(jìn)行;更佳的,玻璃粉漿料的燒結(jié)溫度為500°C,時(shí)間為30分鐘;紫外固化UV膠的固化時(shí)間為5秒-10分鐘;較佳的,所述的步驟S3中,形成所述的光陽(yáng)極層包括所述的光散射層的制備和所述光吸收層的制備;其步驟包括:采用絲網(wǎng)印刷方法,分別將光散射層漿料和光吸收層漿料制備在鈦基底層的表面上,其中,所述光散射層漿料印刷于所述鈦基底層的表面上,所述光吸收層漿料形成于所述光散射層漿料上;較佳的,形成所述光散射層的步驟包括:將所述的光散射層漿料印刷于所述鈦基底層的表面上,燒結(jié);形成所述光吸收層的步驟包括:將所述光吸收層漿料形成于所述光散射層漿料上,燒結(jié); 較佳的,所述的燒結(jié)為待光散射層漿料和光吸收層漿料依次印刷后燒結(jié);或待所述光散射層漿料印刷后燒結(jié),再印刷所述光吸收層漿料,后燒結(jié); 較佳的,所述的燒結(jié)在加熱爐中進(jìn)行; 較佳的,所述的燒結(jié)溫度為400°C -550°C,所述的燒結(jié)時(shí)間為30-60分鐘; 較佳的,所述形成光陽(yáng)極層的步驟包括以下步驟: ①采用絲網(wǎng)印刷方法,將光散射層漿料均勻印刷在所述鈦基底層表面上,并在80-150°C溫度下預(yù)熱干燥;其中,所述的光散射層漿料為含有納米晶的半導(dǎo)體氧化物漿料; ②重復(fù)①的步驟1-2次,至光散射層漿料形成的膜層的厚度為1_5μπι; ③將光吸收層漿料均勻印刷在②中形成的膜層上,在80-150°C溫度下預(yù)熱干燥;其中,所述的光吸收層漿料為含有大顆粒的半導(dǎo)體氧化物漿料; ④重復(fù)③的步驟3-6次,直至光散射層和光吸收層的漿料形成的總的膜層的厚度為9 μ m-20 μ m ; ⑤分別將上述印刷好的光散射層和光吸收層燒結(jié);所述的燒結(jié)為待光散射層衆(zhòng)料和光吸收層漿料依次印刷后燒結(jié),或光散射層漿料印刷后燒結(jié),再印刷光吸收層漿料,后燒結(jié); ⑥光散射層和光吸收層燒結(jié)后,待燒結(jié)溫度冷卻至100°c左右,迅速將⑤中形成的膜層放置于染料溶液中在0-35°C溫度下浸泡6-12小時(shí); ⑦浸泡完畢,取出用無(wú)水乙醇清洗,吹干; 其中,較佳的,所述的光吸收層的厚度為8-15 μ m。
8.如權(quán)利要求7所述的制作方法,其特征在于:本發(fā)明中,較佳的,所述的步驟S4中,所述的阻隔層對(duì)接密封的步驟包括:在所述的鈦基底層和所述的對(duì)電極層之間放置一層熱熔型的透明高分子薄膜,采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法,將所述的鈦基底層和所述的對(duì)電極層密封; 較佳的,所述的熱熔型的透明高分子薄膜為具有框架結(jié)構(gòu)的薄膜;所述的框架結(jié)構(gòu)的薄膜的中間空心部分的形狀與光陽(yáng)極層相同,空心部分的面積大于所述光陽(yáng)極層的橫截面積; 較佳的,所述的空心部分的寬度大于光陽(yáng)極層寬度1mm,長(zhǎng)度大于光陽(yáng)極層長(zhǎng)度2mm;所述薄膜的整體大小大于所述鈦基底層的大小和所述對(duì)電極層的大?。惠^佳的,所述薄膜的寬度比所述鈦基底層的寬度和所述對(duì)電極層的寬度寬1mm,所述薄膜長(zhǎng)度比所述鈦基底層的長(zhǎng)度和所述對(duì)電極層的長(zhǎng)度長(zhǎng)Imm ; 較佳的,所述的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法是采用一熱壓設(shè)備,將中間夾有阻隔層的所述鈦基底層和所述對(duì)電極層密封;所述的熱壓設(shè)備具有兩個(gè)平整的上下熱壓面,所述的上熱壓面是可通過(guò)氣壓上下調(diào)節(jié)的,所述的下熱壓面是固定的;較佳的,所述的熱壓面的形狀為圓形或方形的,所述的熱壓面的面積為IOcm2-1OOcm2,所述下熱壓面的面積大于所述上熱壓面的面積; 較佳的,所述的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱壓封裝方法包括以下三個(gè)過(guò)程中的一種或多種:1)靜態(tài)預(yù)熱壓;2)動(dòng)態(tài)熱推壓;3)靜態(tài)熱壓; 1)所述的靜態(tài)預(yù)熱壓為:將中間夾有熱熔型的阻隔層的鈦基底層和對(duì)電極層放置在熱壓設(shè)備的熱壓面上,進(jìn)行預(yù)熱壓,使電極之間的阻隔層材料熔化;較佳的,所述的預(yù)熱壓時(shí)間為1-2分鐘; 2)所述的動(dòng)態(tài)熱推壓為:預(yù)熱壓所述夾有阻隔層的鈦基底層和對(duì)電極層,預(yù)熱壓之后采用硬質(zhì)工具在所述對(duì)電極層的表面上來(lái)回推壓,使所述空間完全密封,且所述阻隔層中沒(méi)有任何氣泡;較佳的,所述的動(dòng)態(tài)熱推壓時(shí)間為I分鐘; 3)所述的靜態(tài)熱壓為:將動(dòng)態(tài)熱推壓后的夾有阻隔層的鈦基底層和對(duì)電極層再次放置在熱壓設(shè)備上的熱壓面上,再次熱壓,直至兩個(gè)電極通過(guò)該阻隔層牢牢地結(jié)合在一起;較佳的,所述的熱壓溫度為80°C _150°C,熱壓工作氣壓為0.1MPa-1MPa ;所述的靜態(tài)熱壓過(guò)程時(shí)間在2-5分鐘; 較佳的,所述的步驟S5中在所述空間中填充電解質(zhì)的步驟包括:將電解質(zhì)通過(guò)對(duì)電極上的微孔灌注入所述空間; 較佳的,所述的電解質(zhì)填充的步驟通過(guò)一真空灌注設(shè)備實(shí)現(xiàn),所述的真空灌注設(shè)備為玻璃真空干燥器、真空干燥箱或塑料真空壓力器中的一種; 較佳的,所述的步驟S6中固化對(duì)電極層上的微孔的步驟包括:在所述微孔上形成紫外膠,后在紫外燈下照射所述紫外膠使該紫外膠固化; 更佳的,在紫外膠上覆蓋上一層塑料薄膜,后在紫外燈下照射以密封所述微孔。
9.如權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于: 步驟S1之前包括以下步驟: (1)所述鈦基底層的表面處理: 將柔性鈦箔裁減,用清洗劑、水、丙酮和乙醇清洗干凈,然后將柔性鈦箔放置在具有氧化還原能力的化合物溶液或易水解的含鈦化合物的溶液中,常溫下浸泡24-48小時(shí),之后分別用水和乙醇清洗并干燥,由此得到的柔性鈦箔作為鈦基底層, 較佳的,所述的氧化還原能力的化合物溶液為過(guò)氧化氫溶液; (2)所述對(duì)電極層的預(yù)處理: ①將柔性透明導(dǎo)電塑料裁減,分別用清洗劑、水、丙酮和乙醇洗凈,并將柔性透明導(dǎo)電塑料放置平整,導(dǎo)電面朝上; ②采用絲網(wǎng)印刷方法將光催化層前驅(qū)體漿料或溶液均勻印刷在柔性透明導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電面上,并80-150°C溫度下干燥; ③將上述干燥后的柔性透明導(dǎo)電塑料放置在具有還原能力的化合物溶液中,在40°C溫度下浸泡4小時(shí); ④將上述被還原后的柔性透明導(dǎo)電塑料放置在沸水中煮沸4小時(shí),去除雜質(zhì);取出用清水清凈并干燥,在干燥暗室下放置,即得到對(duì)電極層; 其中,較佳的,所述的光催化層前驅(qū)體漿料或溶液為鉬漿料或氯鉬酸溶液,更佳的,所述的氯鉬酸溶液的濃度為IOmM ;所述的具有還原能力的化合物溶液為硼氫化鈉溶液,較佳的,所述的硼氫化鈉溶液的濃度為10-50mM,更佳的為40mM。
10.一種電子產(chǎn)品的電源,其特征在于,其包括如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能電池模塊或如權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的制作方法制得的柔性鈦基染料敏化太陽(yáng)能 電池模塊。
【文檔編號(hào)】H01G9/20GK103915260SQ201210577014
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】黃福新, 朱文峰, 傅克洪 申請(qǐng)人:凱惠科技發(fā)展(上海)有限公司