一种基于高效率光电转化太阳能电池制造技术

本申请涉及一种基于高效率光电转化太阳能电池，所述太阳能电池包括：底座、电极片、干燥单元、聚焦透镜、玻璃基板以及太阳电池单元。

A high efficiency photoelectric conversion solar cell

The utility model relates to a high-efficiency photoelectric conversion solar cell, which comprises a base, an electrode plate, a drying unit, a focusing lens, a glass substrate and a solar cell unit.

【技术实现步骤摘要】
一种基于高效率光电转化太阳能电池
本申请涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种基于高效率光电转化太阳能电池。
技术介绍
太阳能清洁能源是将太阳的光能转换为热能、电能等形式，能源转换过程中不会产生其他污染。目前使用最多的是硅基太阳能，其光电转换的效率较高，但是，硅的提纯过程会产生环境污染，硅基太阳能电池的制作工艺复杂，价格昂贵。在太阳能电池的大家庭中，染料敏化太阳能电池属于有机-无机杂化电池，该型电池由光阳极、对电极和中间夹着的电解液构成类三明治结构；其中，光阳极一般是由透明电极及其表面的TiO2纳米薄膜构成，该TiO2纳米薄膜吸附有染料，染料主要用来吸收太阳光能；对电极一般由电极及其表面的催化薄膜构成，该催化薄膜一般为Pt金属。染料敏化太阳能电池具有技术简单、成本低廉等优点。在对染料敏化太阳能电池的研究中，光阳极的材料和结构对提高光电的转换效率方面起到了很大的作用，现有染料敏化太阳电池技术中，光电转换效率需进一步提高。此外，由于太阳能电池密封防潮性较差，长时间工作，容易造成太阳能电池的光电转换效率降低，及稳定性下降。
技术实现思路
针对现有技术出现的问题，以及为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于高效率光电转化太阳能电池，其光电转换效率提高，工作稳定性良好。本申请通过以下技术方案实现：一种基于高效率光电转化太阳能电池，所述太阳能电池包括：底座、电极片、干燥单元、聚焦透镜、玻璃基板以及太阳电池单元。优选地，所述底座设置有凹槽结构，所述电极片设置在所述底座底部，并与所述太阳电池单元接触。优选地，所述电极片为铜片。优选地，所述太阳电池单元顶部设置聚焦透镜，所述聚焦透镜上安装有玻璃基板；所述太阳电池单元两侧设置干燥单元。优选地，所述太阳电池单元基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳电池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO基底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子；所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为50nm；所述三氧化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。优选地，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：S1，制备光阳极a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染，首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子水中分别超声清洗20min，用氮气枪吹干待用；b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为50nm；c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁力搅拌30min，使其充分混合，然后将烧杯放入80℃油浴中磁力搅拌6h，得到种子溶液；取步骤一中清洗过后的FTO导电玻璃，将其缓慢进入种子溶液中，静置3min，接着缓慢拉出FTO导电玻璃，保持拉出速度为0.05cm/s，随后将拉出的FTO导电玻璃放入烘箱中烘干，最后将FTO导电玻璃放入马弗炉中300℃退火5h，其中升温过程中升温速率为5℃/min；d)生长三氧化钨三维网格纳米结构：配制含有六氯化钨，30mmol钨酸钠，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去离子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并搅拌，然后将其转移到高压釜内胆中；取覆有氧化钨种子层的FTO导电玻璃倾斜靠在高压釜内胆的溶液中，导电面朝下放置，密封后，将高压釜放入已经升温到95℃的烘箱中，反应24h，反应完全后自然降至室温，取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗30s，得到生长有三氧化钨三维网格纳米结构的光阳极；S2，配制电解液和染料：电解液应用传统的碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M单质碘，0.6M4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的纳米银粒子，将其加入混合溶液中，充分混合；染料溶液：称取N719粉末50mg，无水乙醇30ml，将N719加入无水乙醇中，充分溶解，避光搅拌12h；S3，封装：取步骤S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后将生长有三氧化钨三维网格纳米结构的光阳极进入该棕色玻璃皿中，避光在60℃下敏化3h，取出，然后将带有Pt催化层的相同尺寸FTO导电玻璃与该光阳极封装在一起，封装材料采用热封膜，将电解液从对电极一端的小孔注入，封装小孔，连接导线，形成本专利技术的改进型染料敏化太阳能电池。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：1.本申请太阳能电池中的染料敏化太阳电池，由于传统染料敏化太阳能电池中采用TiO2纳米颗粒作为染料的载体，颗粒结构虽具有大的比表面积，但是由于颗粒间界面的存在，电子在颗粒之间传输要经过无数界面，这削弱了电子在传输过程中的传输速率；本专利技术的染料敏化太阳能电池中光阳极结构为在透明导电薄膜上直接生长三氧化钨三维网格纳米结构，其具有直接的电子转移通道，电子可以沿着三维纳米网格被收集到电极上，同时由于三氧化钨纳米材料属于宽禁带半导体材料，具有高的导电性，因此从结构及材料方面均大大提高了电子的传输效率。2.三氧化钨三维网格纳米结构具有较大的比表面积，能够大大提高染料的吸附效率，染料被光激发产生电子，充足的染料吸附量能够大量产生光子，增加光电流密度，进而能够提高太阳光的转换效率。3.光阳极的FTO基底和氧化钨三维网格纳米结构之间增加了一层Cr金属，其作为电子传导的过渡层，避免了纳米结构与基底之间较大的接触电阻，此外，在电解液中加入了纳米银颗粒，纳米银颗粒有助于太阳光在电解液中的散射，增大了染料吸收的几率，能够提高光电转化效率。4.本专利技术设计的改进型光阳极结构中，三氧化钨三维网格纳米结构采用水热法制备，该制备方法简单，成本低廉，具有大范围实际应用的潜力。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是本申请所述太阳能电池结构示意图，其中，1-底座、2-电极片、3-干燥单元、4-聚焦透镜、5-玻璃基板、6-太阳电池单元。图2是本申请太阳能电池中所述染料敏化太阳电池的制作方法的流程图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高效率光电转化太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括：底座、电极片、干燥单元、聚焦透镜、玻璃基板以及太阳电池单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于高效率光电转化太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括：底座、电极片、干燥单元、聚焦透镜、玻璃基板以及太阳电池单元。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述底座设置有凹槽结构，所述电极片设置在所述底座底部，并与所述太阳电池单元接触。3.根据权利要求2所述的电极片，其特征在于，所述电极片为铜片。4.根据权利要求2所述的太阳电池单元，其特征在于，所述太阳电池单元顶部设置聚焦透镜，所述聚焦透镜上安装有玻璃基板；所述太阳电池单元两侧设置干燥单元。5.根据权利要求4所述的太阳电池单元，其特征在于，所述太阳电池单元基于染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳电池由光阳极、对电极和电解液构成；所述光阳极由外而内依次为FTO基底、过渡层、三氧化钨种子层、三氧化钨三维网格纳米结构和染料分子；所述过渡层为Cr膜过渡层；所述三氧化钨种子层厚度为50nm；所述三氧化钨三维网格纳米结构采用水热法制备。6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳电池，其特征在于，所述染料敏化太阳电池的制备过程如下：S1，制备光阳极a)清洗FTO基底：FTO导电玻璃表面会存在油污、尘埃等污染，首先取一定尺寸(10cm×10cm)的FTO导电玻璃，将其导电面朝上放入洗洁精溶液中，超声清洗30min，然后用去离子水反复冲洗数次，直至将洗洁精清洗干净，然后，将FTO导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、去离子水中分别超声清洗20min，用氮气枪吹干待用；b)制备过渡层：在清洗过后的FTO导电玻璃表面磁控溅射一层Cr膜，用作三氧化钨三维网格结构和FTO导电玻璃的过渡层，Cr膜厚度为50nm；c)制备三氧化钨种子层：取0.1mol的钨酸钠、0.06mol的二乙醇胺和100ml无水乙醇溶液，将其放入烧杯中，在室温磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：肖锐，
类型：发明
国别省市：浙江,33