内部串联染料敏化太阳能电池、制作方法及电源技术

本发明专利技术公开了一种内部串联染料敏化太阳能电池、制作方法及电源。该电池包括：工作电极基底层以及与所述工作电极基底层对置的对电极基底层，位于工作电极基底层表面的第一导电面；位于对电极基底层底面的第二导电面；位于工作电极基底层导电面的第一绝缘部；位于对电极基底层导电面的第二绝缘部；位于工作电极基底层表面的第一导电指；位于对电极基底层底面的第二导电指；形成于工作电极基底层表面的光阳极层；形成于对电极基底层底面的光催化层；连接第一导电指和相邻电池单元的第二导电指的低温固化导电连接单元。本发明专利技术的染料敏化太阳能电池电极连接性能好，制作工艺简单，对设备精度要求低，有利于工业化的批量生产和降低成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种内部串联染料敏化太阳能电池、制作方法及电源。该电池包括：工作电极基底层以及与所述工作电极基底层对置的对电极基底层，位于工作电极基底层表面的第一导电面；位于对电极基底层底面的第二导电面；位于工作电极基底层导电面的第一绝缘部；位于对电极基底层导电面的第二绝缘部；位于工作电极基底层表面的第一导电指；位于对电极基底层底面的第二导电指；形成于工作电极基底层表面的光阳极层；形成于对电极基底层底面的光催化层；连接第一导电指和相邻电池单元的第二导电指的低温固化导电连接单元。本专利技术的染料敏化太阳能电池电极连接性能好，制作工艺简单，对设备精度要求低，有利于工业化的批量生产和降低成本。【专利说明】内部串联染料敏化太阳能电池、制作方法及电源
本专利技术涉及内部串联染料敏化太阳能电池、制作方法及电源。
技术介绍
太阳能是当今世界重要开发的清洁能源，它将可能取代现有的能源材料，如汽油 和柴油，并将在各个领域上发挥十分重要的作用。太阳能电池，作为一种利用光生伏特作用 将太阳能直接转换为电能的光电池，自问世以来，就受到了世界各国专家的重视，且迅速发 展。然而，近年来，面对世界光伏产业日益激烈的竞争，全方位降低成本，提高经济效益，已 成为各大光伏产业公司共同追求的目标。 染料敏化太阳能电池是一类特殊的光化学电池，它的工作原理类似自然界的光合 作用，它的染料就像植物中的叶绿素。由于其材料来源方便、设备和工艺简单、成本十分低 廉，将可望成为未来光伏产业发展的主流。"有光就有电"是太阳能电池的共同特点，但染料 敏化太阳能电池的优点在于不仅在弱光或室内光下具有较高的光电转换效率，而且其光电 转换效率受入射光的入射角的影响较小，因此它将更加适合与各种电子产品和电器，尤其 是室内电子用品或电器的联用，并具有十分广阔的市场发展前景。 高电压输出是实现染料敏化太阳能电池与各类电子产品联用的前提。串联技术是 实现电池高电压输出的方法。研究染料敏化太阳能电池的串联技术，进而提高电池的效率 和稳定性，以及降低生产成本，是业内十分关注的课题。目前，染料敏化太阳能电池的串联 主要有外部串联和内部串联。外部串联是利用导线实现电池模块之间的串联，电池的有效 面积低；与外部串联相比，内部串联具有更大的有效面积，其结构主要有两种：w式串联和 Z式串联。其中，W式串联是在同一电池模块上，电池的上下两个正负电极的导电面上均分 别交叉排列着光阳极层和光催化层，每个电极上的光阳极层和与其正对的光催化层构成一 个电池单元，从而实现相邻电池单元之间的串联，这样不仅工艺复杂，而且光的电流受到对 电极的影响会明显减少；Z式串联是在同一电池模块内的上下两个正负电极上，光阳极层 均位于上电极的导电面上，光催化层均位于下电极的导电面上，每个电极上的光阳极层和 与其正对的光催化层构成一个电池单元，相邻电池单元之间的串联连接是通过基底刻痕和 导电指技术使相邻电池单元的上下两个电极面上的导电金属直接接触来实现的，这种做法 是需要在上下两个电极之间添加保护层或绝缘封装材料层以避免电池的短路。很明显，与 W式串联相比，Z式串联不仅电极制作工艺相对简单，而且电池对光的利用效率会更高。然 而，目前的Z式串联连接技术还存在以下缺点：串联连接的接触不良问题，串联电池一般是 由多条电极单元串联而成的，如果其中有一条串联电极单元出现问题，那么就会引起整个 电池模块不能正常工作，这样就大大增加了串联电池的废品率。上述缺点在一定程度上限 制了该技术的进一步工业化推广和应用。因此，开发接触良好，制备工艺简单，成品率高的 内郃串联电池是现在急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有染料敏化太阳能电池封装不牢、接触 不良以及工业上对工艺技术和设备精度要求较高，成品率低等缺陷而提供了一种内部串联 染料敏化太阳能电池、制作方法及电源。本专利技术的染料敏化太阳能电池电极连接性能好，不 会发生串联连接接触不良或断路问题，不需要要求绝缘封装层材料和导电层材料的厚度相 匹配，制作工艺简单，对设备精度要求低，有利于工业化的批量生产和降低成本。 本专利技术提供了一种内部串联连接的染料敏化太阳能电池，所述的染料敏化太阳能 电池包括至少两个电池单元，每个电池单元包括： -工作电极基底层以及与所述工作电极基底层对置的一对电极基底层，所述工作 电极基底层的表面与所述对电极基底层的底面相对； 位于所述工作电极基底层的表面的一第一导电面； 位于所述对电极基底层的底面的一第二导电面； 位于所述第一导电面的一第一绝缘部； 位于所述第二导电面的一第二绝缘部； 位于所述第一导电面上的一第一导电指； 位于所述第二导电面上的一第二导电指； 形成于所述第一导电面上的一光阳极层； 形成于所述第二导电面上的一光催化层； 所述的染料敏化太阳能电池还包括： 一低温固化导电连接单元和一阻隔层，所述的低温固化导电连接单元用于连接一 电池单元的第一导电指和与该电池单元相邻的电池单元的第二导电指；所述的阻隔层连接 所述第一导电面和所述第二导电面；其中，第一绝缘部和第二绝缘部被设置为：使得一电 池单元的第一导电指和与该电池单元相邻的电池单元的第二导电指得以通过低温固化导 电连接单元实现串联连接； 填充于所述工作电极基底层和所述对电极基底层之间一空间的电解质，所述空间 由所述工作电极基底层的表面、所述对电极基底层的底面和所述阻隔层的侧壁所限定； 其中，所述对电极基底层的底面是指所述对电极基底层的靠近所述工作电极基底 层的面，所述对电极基底层的表面是指所述对电极基底层的远离所述工作电极基底层的 面，所述阻隔层与所述光阳极层不相接触。 较佳的，所述对电极基底层中设有用于填充电解质的微孔。所述的微孔位置在所 述对电极基底层中与所述光阳极层相对应的位置，较佳地，在所述对电极基底层的长度方 向上所述微孔距离所述第二导电指的距离大于等于〇. lcm，所述微孔位于所述对电极基底 层中与所述的光阳极层正对的位置；所述的对电极基底层的表面形成有一用于封闭所述的 微孔的紫外固化层；所述的微孔直径较佳的为〇. 〇5mm?1mm，更佳的为0. 1mm或0. 2mm ;所 述的微孔的数目与所述染料敏化太阳能电池中电池单元的数目相同。 本专利技术中，较佳的，所述的工作电极基底层为导电玻璃、导电塑料或金属板。所述 的导电玻璃为透明导电基底，较佳的，其对可见光的透光率大于80%，面电阻为50欧以内； 更佳的，对550nm左右的可见光的透光率大于90%，面电阻为15欧以内；所述的导电塑料 为透明高分子薄膜，较佳的其对可见光的透光率大于80%，面电阻为50欧以内；更佳的，对 550nm左右的可见光的透光率大于90%，面电阻为15欧以内；所述的金属板较佳的为钛板或 不锈钢板。所述的工作电极基底层的厚度较佳的为〇.〇5mm?4cm。所述的工作电极基底层 的形状较佳的为长方形或圆形；所述的圆形的直径较佳的大于等于5cm ;所述的长方形的 边长大于等于1. 5cm，所述的工作电极基底层与对电极基底层的形状及尺寸相匹配，所述的 工作电极基底层的电阻值大于〇. 1兆欧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内部串联连接的染料敏化太阳能电池，其特征在于：所述的染料敏化太阳能电池包括至少两个电池单元，每个电池单元包括：一工作电极基底层以及与所述工作电极基底层对置的一对电极基底层，所述工作电极基底层的表面与所述对电极基底层的底面相对；位于所述工作电极基底层的表面的一第一导电面；位于所述对电极基底层的底面的一第二导电面；位于所述第一导电面的一第一绝缘部；位于所述第二导电面的一第二绝缘部；位于所述第一导电面上的一第一导电指；位于所述第二导电面上的一第二导电指；形成于所述第一导电面上的一光阳极层；形成于所述第二导电面上的一光催化层；所述的染料敏化太阳能电池还包括：一低温固化导电连接单元和一阻隔层，所述的低温固化导电连接单元用于连接一电池单元的第一导电指和与该电池单元相邻的电池单元的第二导电指；所述的阻隔层连接所述第一导电面和第二导电面；其中，第一绝缘部和第二绝缘部被设置为：使得一电池单元的第一导电指和与该电池单元相邻的电池单元的第二导电指得以通过低温固化导电连接单元实现串联连接；填充于所述工作电极基底层和所述对电极基底层之间一空间的电解质，所述空间由所述工作电极基底层的表面、所述对电极基底层的底面和所述阻隔层的侧壁所限定；其中，所述对电极基底层的底面是指所述对电极基底层的靠近所述工作电极基底层的面，所述对电极基底层的表面是指所述对电极基底层的远离所述工作电极基底层的面，所述阻隔层与所述光阳极层不相接触。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄福新，朱文峰，林逍，惠永正，傅克洪，
申请(专利权)人：凯惠科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31