一种大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101887804A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101887804101887804A(43)申请公布日2010.11.17(21)申请号201010211840.4(22)申请日2010.06.29(71)申请人彩虹集团公司地址712021陕西省咸阳市彩虹路1号(72)发明人李少彦汪志华王香(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.H01G9/04(2006.01)H01G9/20(2006.01)H01M14/00(2006.01)H01L51/48(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法(57)摘要本发明公开一种大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，首先采用丝网印刷、挤压或注入的方式在洁净的导电衬底上形成金属栅线电极并烧结，再经涂覆法或丝网印刷法在导电衬底上制备纳米半导体膜并干燥，纳米半导体膜边缘与金属栅线电极留有间距，然后通过涂覆法或丝网印刷法，在金属栅线电极上覆盖有机高分子粘合剂浆料并干燥，最后一并烧结，制成染料敏化太阳能电池光阳极。采用本发明的制备方法既可避免大面积光阳极制备过程中纳米半导体膜被污染的问题，又可减少覆形固型材料造成的封装厚度增大和电解质渗透腐蚀金属栅线电极，为获得光电转换效率高、耐腐蚀的染料敏化太阳能电池提供优质光阳极，本制备方法工艺简单，可重复性强。CN10874ACN101887804ACCNN110188780401887807A权利要求书1/1页1.一种大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：首先在导电衬底上制备金属栅线电极并烧结，然后在导电衬底上制备纳米半导体膜并干燥，纳米半导体膜边缘与金属栅线电极间留有间距，然后在金属栅线电极上覆盖有机高分子粘合剂浆料并干燥，最后共同烧结，制成染料敏化太阳能电池光阳极。2.如权利要求1所述的大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：所述的金属栅线电极是指金、银、铜、镍、钨、铝、锰、铂或钛中的一种或两种以上金属粉末与高分子粘合剂混合后的材料，通过丝网印刷、挤压或注入的方法形成栅线，在375℃～600℃烧结15～60min，形成0.5～2mm宽、5～15μm厚的金属栅线电极。3.如权利要求1所述的大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：所述的纳米半导体薄膜通过纳米TiO2或纳米ZnO与高分子树脂粘合剂混合后形成浆料，经涂覆法或丝网印刷法制备并经80℃～160℃干燥，纳米半导体膜边缘与金属栅线电极有0.5～2mm的间距。4.如权利要求1所述的大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：所述的高分子粘合剂指环氧树脂、酚醛树脂、聚氨脂、聚丙烯酸类树脂、聚乙烯类、聚丙烯类或聚甲基丙烯酸类烯烃聚合物流体材料。5.如权利要求1所述的大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：在完成半导体膜印制及干燥后，将有机高分子粘合剂通过涂覆法或丝网印刷法覆盖在烧结后的栅线电极上并80℃～160℃干燥，保证完全覆盖金属栅线电极。6.如权利要求1所述的大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：纳米半导体膜和高分子粘合剂覆形涂覆后或印制完成干燥后，共同在375℃～500℃烧结30～90min。2CCNN110188780401887807A说明书1/3页一种大面积染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法技术领域：[0001]本发明属于太阳能电池制作领域，具体涉及一种大面积染料敏化纳米薄膜太阳能电池光阳极的制作方法。背景技术：[0002]随着全球性能源危机和环境污染问题的加剧，如何利用清洁、无污染、不受地理环境限制的太阳能资源已成世界范围内的研究热点。在各种新型太阳能电池中，染料敏化太阳能电池以其具理论转化效率高、工艺简单、透明度好、对温度和入射光角度依赖小、制备过程耗能少、成本低等众多优点，而愈来愈受到广泛重视。自1991年瑞士洛桑高等理工学院M.教授实验室报道以来，染料敏化太阳能电池不管在研究还是实用化前景方面都得到较大发展。[0003]目前小面积(＜1cm2)染料敏化太阳能电池的光电转换效率最高可达11.1％，但在大面积电池制备过程中，由于电池密封、电极关键材料等关键环节相互制约，大大的阻碍了电池效率的提高。如在制备大面积电池时需要引入金属栅线电极，若不在金属栅线电极上覆盖玻璃粉类介质材料，则在纳米半导体膜烧结过程中会因为金属栅线中金属离子的扩散而导致膜被污染，甚至能明显观察到纳米半导体膜周边变黑，这些金属离子掺入纳米半导体膜会引起电池效率的下降；若在金属栅线电极上覆盖玻璃粉类介质材料，烧结后金属栅线电极被包裹，保证纳米半导体膜烧结过程中无金属