本發明涉及一種無鉛玻璃粉、無鉛玻璃粉漿料、大面積染料敏化太陽能電池及其制備方法和應用,屬于太陽能電池技術領域。
背景技術:
目前,世界上能源緊張,太陽能電池作為一種永不枯竭的能源倍受關注,隨著市場需求的發展,太陽能電池的應用領域不斷發展。染料敏化太陽能電池被評為第三代太陽能電池,染料敏化太陽能電池主要由導電基體、半導體電極、染料敏化劑、電解質溶液和對電極組成,是一類有機無機復合型光電化學太陽電池,隨著制備染料敏化太陽能電池面積的增加,對封裝技術的要求也進一步提高,一般封裝技術使用的封裝樹脂容易受到電解質等因素的影響發生氧化而減短染料敏化太陽能電池的使用壽命。
現有的大面積染料敏化太陽能電池的封裝工藝為:將商用熱熔膠Surlyn,裁剪成能包含光陽極大小的方框形狀,再用層壓機真空熱壓使光陽極與對電極形成四周密封的腔體,通過對電極的每個腔體預留一個孔洞,再采用真空灌裝,將電解液充滿光陽極與對電極所形成的四周密封的腔體中,再將孔洞密封,得到大面積染料敏化太陽能電池。現有封裝工藝復雜,電池腔體越多需要的孔洞越多,電解液越容易泄漏,且封裝材料容易被電解液腐蝕發生氧化而影響電池壽命。
現有的無鉛玻璃粉制備工藝存在軟化溫度高、熔化溫度高、成分原料復雜、玻璃粉粒徑大等問題,以及制備的玻璃粉漿料存在放置后易沉淀等問題。
技術實現要素:
本發明所要解決的技術問題是:
提供一種不易發生氧化,玻璃粉粒度超細,穩定性好,適用于染料敏化太陽能電池封裝的無鉛玻璃粉;
進一步地,提供一種無鉛玻璃粉的制備方法,該法制備的玻璃粉軟化溫度低,熔融溫度低,節能減排,制得的無鉛玻璃粉粒度細,穩定性好;
更進一步地,提供一種無鉛玻璃粉在大面積染料敏化太陽能電池中的應用,使大面積染料敏化太陽能電池的使用壽命大大延長;
更進一步地,提供一種無鉛玻璃粉漿料,該漿料由無鉛玻璃粉制得,制得的無鉛玻璃粉漿料有效的防止了粉體的團聚沉淀問題,漿料分散性好、粒度均勻,且具有適用于點膠法或印刷法的粘稠度,漿料有良好的流變性能,其添加的有機物無毒,易揮發去除,環保性好;
更進一步地,提供一種無鉛玻璃粉漿料的制備方法,該法工藝簡單,漿料易于分散,漿料放置后也不易沉淀;
更進一步地,提供一種無鉛玻璃粉漿料在大面積染料敏化太陽能電池中的應用,使大面積染料敏化太陽能電池的使用壽命大大延長;
更進一步地,提供一種大面積染料敏化太陽能電池,該電池電解液不易泄漏,封裝材料耐腐蝕性好,使用壽命長;
更進一步地,提供一種大面積染料敏化太陽能電池的制備方法,焙燒可形成致密玻璃體耐腐蝕保護層,提高導電銀柵的耐腐蝕性,并且通過導電基體四周的玻璃粉體將光陽極和對電極封接起來,通過整面印刷的方式,減少了孔洞的數量,簡化了封裝工藝,可減慢電解液的泄漏,提高電池的壽命。
為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案為:
無鉛玻璃粉,包括以下組分:SiO2 10~20%、B2O3 5~15%、Bi2O3 40~70%、ZnO 1~10%、Ai2O3 1~10%、Na2O 0.5~5%、BaO 1~5%和CaO 2~7%。
所述無鉛玻璃粉的軟化點為425~480℃,線膨脹系數為75~95×10-7/℃
無鉛玻璃粉的制備方法,包括以下步驟:
S01,按重量百分比稱取無鉛玻璃粉各組分,配制混合料;
S02,將混合料加熱熔煉呈玻璃液;
S03,將熔制好的玻璃液攪拌均勻后水淬;
S04,烘干水淬后的玻璃料;
S05,將烘干后的玻璃料粉碎成粉末;
S06,過篩,玻璃粉粒徑為在5μm以下的超細玻璃粉。
S02中,將混合料放入剛玉坩堝中,再放在電爐內加熱熔煉,加熱熔煉溫度為1000~1500℃,保溫10~30min。
S05中的粉碎方法為采用行星球磨法。
無鉛玻璃粉漿料,包括以下組分:所述無鉛玻璃粉70~80%、有機載體15~25%和添加劑1~5%。
所述有機載體包括乙基纖維素和松油醇,所述添加劑包括TiO2粉體。
無鉛玻璃粉漿料的制備方法,包括以下步驟:
S1,使用無水乙醇配置出適合百分濃度的乙基纖維素溶液;
S2,燒杯中加入適量無鉛玻璃粉,再加無水乙醇,使用超聲細胞粉碎機超聲混合均勻;
S3,燒杯中再加入松油醇、乙基纖維素溶液和TiO2粉體,放入磁子,使用磁力攪拌器和超聲細胞粉碎機攪拌均勻;
S4,使用旋轉蒸發儀旋蒸S3的混合液,制得無鉛玻璃粉漿料。
大面積染料敏化太陽能電池,包括相對應的光陽極導電基體和對電極導電基體,所述對電極導電基體上鉆有兩個封裝孔,所述光陽極導電基體和對電極導電基體的相對面上相對應地印制有若干導電銀柵;所述光陽極導電基體與對電極導電基體相對面的四周一圈印刷有玻璃體保護層,以及光陽極導電基體和對電極導電基體的導電銀柵上均印刷有所述玻璃體保護層,且其線條寬度比導電銀柵線條寬1~3mm;位于四周的一圈玻璃體保護層將光陽極導電基體和對電極導電基體內部圍成一個空腔;空腔內的光陽極導電基體的內表面印制有二氧化鈦薄膜層,空腔內的對電極導電基體的內表面印制有鉑催化層,所述二氧化鈦薄膜層和鉑催化層之間填充有電解液。
位于四周的所述玻璃體保護層設置有若干圈,若干圈玻璃體保護層呈交互式分別連于所述光陽極導電基體和對電極導電基體上。
大面積染料敏化太陽能電池的制備方法,包括以下步驟:
S001,在大面積染料敏化太陽能電池的對電極導電基底上鉆兩個封裝孔,以使染料敏化太陽能電池進行染料吸附和電解質的灌注;
S002,在光陽極導電基底和對電極導電基體上通過絲網印刷印制導電銀柵,導電銀柵形狀為設計的幾何圖形,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經1~1.5h時間升到450~500℃,并保持溫度15~30min,再自然緩慢降至室溫;
S003,通過絲網印刷在導電銀柵上印刷上述無鉛玻璃粉漿料,使無鉛玻璃粉漿料的形狀除覆蓋導電基底四周外,其他位置和導電銀柵的幾何圖形一樣,且線條寬度比導電銀柵線條寬1~3mm,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經2~3h時間升到450~500℃,并保持溫度15~30min,再自然緩慢降至室溫;
S004,在光陽極導電基底上進行二氧化鈦薄膜層制作,通過絲網印刷把二氧化鈦薄膜層整面印到光陽極導電基底上,印刷范圍預留出四周封裝用尺寸,然后進行熱處理,從室溫經1~1.5h升到450~500℃,并保持溫度15~30min,再自然緩慢降至室溫,得到光陽極;
S005,在對電極導電基底上進行鉑催化層制作,通過絲網印刷把鉑漿料整面印到對電極導電基底上,然后進行熱處理,從室溫經1~1.5h升到300~450℃,并保持溫度15~30min,再自然緩慢降至室溫,得到對電極;
S006,將步驟S004、S005得到的光陽極和對電極進行圖形對位,然后進行燒結熱處理,從室溫經2~3h升到450~500℃,并保持溫度20~40min,自然緩慢降至室溫,得到半成品電池;
S007,封裝完畢后,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔進行染料吸附18~24h;
S008,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔進行電解質灌注;
S009,通過紫外固化膠對封裝孔進行封裝,得到封裝好的大面積染料敏化太陽能電池。
無鉛玻璃粉或無鉛玻璃粉漿料在大面積染料敏化太陽能電池中的應用。
本發明的大面積染料敏化太陽能電池,以點膠或印刷的方式將此無鉛玻璃粉漿料覆蓋住光陽極及對電極的導電銀柵,然后在450℃-500℃下焙燒,形成玻璃體保護層,以及在光陽極和對電極的四周印刷或點膠此無鉛玻璃粉漿料,烘干后,將光陽極和對電極對接,在450℃-500℃下焙燒,將光陽極和對電極封接起來。
本發明提供的無鉛玻璃粉的配方及制備方法,以及簡易的無鉛玻璃粉漿料及其制備流程,有效的防止了粉體的團聚沉淀問題,其通過超聲分散,使得制備出來的漿料分散性好、粒度均勻,且具有適用于點膠法或印刷法的粘稠度,漿料有良好的流變性能,其添加的有機物無毒,易揮發去除,環保性好,在450-500℃下焙燒,可形成致密玻璃體耐腐蝕保護層,提高導電銀柵的耐腐蝕性,并且通過FTO導電玻璃四周的玻璃粉體將光陽極和對電極封接起來,通過整面印刷的方式,減少了孔洞的數量,簡化封裝工藝,可減慢電解液的泄漏,提高電池的壽命。
本發明提供的大面積染料敏化太陽能電池及其制備方法,電池電解液不易泄漏,封裝材料耐腐蝕性好,使用壽命長。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
實施例1:
如圖1所示,無鉛玻璃粉,包括以下組分:SiO2 12%、B2O3 6%、Bi2O3 65%、ZnO 5%、Ai2O3 5%、Na2O 1%、BaO 3%和CaO3%。
無鉛玻璃粉的制備方法,包括以下步驟:按上述重量稱取無鉛玻璃粉各組分,混合后,在1300℃的升降爐中熔煉30分鐘得到玻璃液,再將玻璃液進行淬水急冷后烘干得到玻璃小顆粒,最后將玻璃小顆粒在球料比為3:1,轉速450~500轉/分鐘的行星式高能球磨機中球磨8~10小時,得到低熔點玻璃粉。然后過篩,得玻璃粉粒徑為在5μm以下的超細玻璃粉。經測試,本發明無鉛玻璃粉的軟化點在425~480℃之間,線膨脹系數在75~95×10-7/℃之間。
無鉛玻璃粉漿料,包括以下組分:所述無鉛玻璃粉71%、有機載體25%和添加劑4%。
所述有機載體包括乙基纖維素和松油醇,所述添加劑包括TiO2粉體。
無鉛玻璃粉漿料,是用所述無鉛玻璃粉與添加劑和有機載體配制所得。包括以下步驟:
(1)先使用無水乙醇配置出12%乙基纖維素溶液。把500ml燒杯放到電子天平上,清零,然后向燒杯中加176g無水乙醇,將燒杯拿到磁力攪拌器上,向燒杯中放入一個磁子,打開磁力攪拌,使杯中液體出現較大漩渦。將稱量紙放到電子天平上,清零,稱量進口乙基纖維素24g,緩慢撒入磁力攪拌器上燒杯里的乙醇中,使用保鮮膜封住燒杯口,使其攪拌約4h,達到勻質透明狀,收集起來備用。
(2)將250ml燒杯放到天平上,清零,再向燒杯中加入玻璃粉40g,然后加無水乙醇170g,使用無水乙醇超聲清洗超聲細胞粉碎機探頭后,將燒杯放入超聲細胞粉碎機中,向上旋至探頭距離燒杯底部約3cm處,打開超聲細胞粉碎機,功率調至220w,超聲間隙設為2s,超聲時間設為15min,超聲15min后,靜置約20min,如此再超聲3次。
(3)將超聲后的燒杯液體轉移入500ml燒杯,向燒杯中加入松油醇12g,TiO2商業粉2g,再加入12%乙基纖維素溶液18g。向燒杯中放入磁子,將燒杯放入超聲細胞粉碎機中,超聲15min再攪拌15min,之后再超聲攪拌各3次。
(4)將燒杯液體轉移入500ml茄形瓶中,將茄形瓶裝入旋蒸儀,提前打開旋蒸儀,使冷卻溫度降到-30℃左右,使旋蒸儀水槽里水溫達到設定溫度40℃。緩慢降壓旋蒸至燒瓶里漿料粘稠且基本不再連續滴落液滴,關閉旋蒸儀,取下茄形瓶,使用塑料藥匙取出無鉛玻璃粉漿料。
大面積染料敏化太陽能電池,包括相對應的光陽極導電基體101和對電極導電基體108,所述對電極導電基體108上鉆有兩個封裝孔,所述光陽極導電基體101和對電極導電基體108的相對面上相對應地印制有若干導電銀柵102;所述光陽極導電基體101與對電極導電基體108相對面的四周一圈印刷有玻璃體保護層103,105,以及光陽極導電基體101和對電極導電基體108的導電銀柵102上均印刷有所述玻璃體保護層103,105,且其線條寬度比導電銀柵102線條寬3mm;位于四周的一圈玻璃體保護層103,105將光陽極導電基體101和對電極導電基體108內部圍成一個空腔;空腔內的光陽極導電基體101的內表面印制有二氧化鈦薄膜層104,空腔內的對電極導電基體108的內表面印制有鉑催化層106,所述二氧化鈦薄膜層104和鉑催化層106之間填充有電解液107。
光陽極導電基體101和對電極導電基體108均優選為FTO導電玻璃。
優選地,二氧化鈦薄膜層104略小于空腔寬度。
優選地,位于四周的所述玻璃體保護層103,105設置有若干圈,若干圈玻璃體保護層103,105呈交互式分別連于所述光陽極導電基體101和對電極導電基體108上,優選地,圈數為3圈,以便多重保護,防止電解液107泄露。
大面積染料敏化太陽能電池的制備方法,包括以下步驟:
S001,在大面積染料敏化太陽能電池的對電極導電基底108上鉆兩個封裝孔,以使染料敏化太陽能電池進行染料吸附和電解質的灌注;
S002,在光陽極導電基底101和對電極導電基體108上通過絲網印刷印制導電銀柵102,導電銀柵102形狀為設計的幾何圖形,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經1h時間升到500℃,并保持溫度15min,再自然緩慢降至室溫;
S003,通過絲網印刷在導電銀柵102上印刷上述無鉛玻璃粉漿料,使無鉛玻璃粉漿料的形狀除覆蓋導電基底四周外,其他位置和導電銀柵102的幾何圖形一樣,且線條寬度比導電銀柵102線條寬3mm,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經2h時間升到500℃,并保持溫度30min,再自然緩慢降至室溫;
S004,在光陽極導電基底101上進行二氧化鈦薄膜層104制作,通過絲網印刷把二氧化鈦薄膜層104整面印到光陽極導電基底101上,印刷范圍預留出四周封裝用尺寸,然后進行熱處理,從室溫經1h升到450℃,并保持溫度15min,再自然緩慢降至室溫,得到光陽極;
S005,在對電極導電基底108上進行鉑催化層106制作,通過絲網印刷把鉑漿料整面印到對電極導電基底108上,然后進行熱處理,從室溫經1h升到430℃,并保持溫度30min,再自然緩慢降至室溫,得到對電極;
S006,將步驟S004、S005得到的光陽極和對電極進行圖形對位,然后進行燒結熱處理,從室溫經2h升到500℃,并保持溫度30min,自然緩慢降至室溫,得到半成品電池;
S007,封裝完畢后,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔注射染料,每隔2小時注射一次,放于避光恒溫恒濕柜中,進行染料吸附20h;
S008,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔進行電解質灌注;
S009,通過紫外固化膠對封裝孔進行封裝,得到封裝好的大面積染料敏化太陽能電池。
無鉛玻璃粉或無鉛玻璃粉漿料在大面積染料敏化太陽能電池中的應用。
實施例2:
如圖1所示,無鉛玻璃粉,包括以下組分:SiO2 20%、B2O3 15%、Bi2O3 40%、ZnO 10%、Ai2O310%、Na2O 2%、BaO 1%和CaO 2%。
無鉛玻璃粉的制備方法,包括以下步驟:按上述重量稱取無鉛玻璃粉各組分,混合后,在1000℃的升降爐中熔煉10分鐘得到玻璃液,再將玻璃液進行淬水急冷后烘干得到玻璃小顆粒,最后將玻璃小顆粒在球料比為3:1,轉速450轉/分鐘的行星式高能球磨機中球磨10小時,得到低熔點玻璃粉。然后過篩,得玻璃粉粒徑為在5μm以下的超細玻璃粉。經測試,本發明無鉛玻璃粉的軟化點在425~480℃之間,線膨脹系數在75~95×10-7/℃之間。
無鉛玻璃粉漿料,包括以下組分:所述無鉛玻璃粉80%、有機載體15%和添加劑5%。
所述有機載體包括乙基纖維素和松油醇,所述添加劑包括TiO2粉體。
無鉛玻璃粉漿料,是用所述無鉛玻璃粉與添加劑和有機載體配制所得。包括以下步驟:
(1)先使用無水乙醇配置出12%乙基纖維素溶液。把500ml燒杯放到電子天平上,清零,然后向燒杯中加176g無水乙醇,將燒杯拿到磁力攪拌器上,向燒杯中放入一個磁子,打開磁力攪拌,使杯中液體出現較大漩渦。將稱量紙放到電子天平上,清零,稱量進口乙基纖維素24g,緩慢撒入磁力攪拌器上燒杯里的乙醇中,使用保鮮膜封住燒杯口,使其攪拌約4h,達到勻質透明狀,收集起來備用。
(2)將250ml燒杯放到天平上,清零,再向燒杯中加入玻璃粉40g,然后加無水乙醇170g,使用無水乙醇超聲清洗超聲細胞粉碎機探頭后,將燒杯放入超聲細胞粉碎機中,向上旋至探頭距離燒杯底部約3cm處,打開超聲細胞粉碎機,功率調至220w,超聲間隙設為2s,超聲時間設為15min,超聲15min后,靜置約20min,如此再超聲3次。
(3)將超聲后的燒杯液體轉移入500ml燒杯,向燒杯中加入松油醇6.3g,TiO2商業粉2.5g,再加入12%乙基纖維素溶液10g。向燒杯中放入磁子,將燒杯放入超聲細胞粉碎機中,超聲15min再攪拌15min,之后再超聲攪拌各3次。(4)將燒杯液體轉移入500ml茄形瓶中,將茄形瓶裝入旋蒸儀,提前打開旋蒸儀,使冷卻溫度降到-30℃左右,使旋蒸儀水槽里水溫達到設定溫度40℃。緩慢降壓旋蒸至燒瓶里漿料粘稠且基本不再連續滴落液滴,關閉旋蒸儀,取下茄形瓶,使用塑料藥匙取出無鉛玻璃粉漿料。
大面積染料敏化太陽能電池,包括相對應的光陽極導電基體101和對電極導電基體108,所述對電極導電基體108上鉆有兩個封裝孔,所述光陽極導電基體101和對電極導電基體108的相對面上相對應地印制有若干導電銀柵102;所述光陽極導電基體101與對電極導電基體108相對面的四周一圈印刷有玻璃體保護層103,105,以及光陽極導電基體101和對電極導電基體108的導電銀柵102上均印刷有所述玻璃體保護層103,105,且其線條寬度比導電銀柵102線條寬2mm;位于四周的一圈玻璃體保護層103,105將光陽極導電基體101和對電極導電基體108內部圍成一個空腔;空腔內的光陽極導電基體101的內表面印制有二氧化鈦薄膜層104,空腔內的對電極導電基體108的內表面印制有鉑催化層106,所述二氧化鈦薄膜層104和鉑催化層106之間填充有電解液107。
光陽極導電基體101和對電極導電基體108均優選為FTO導電玻璃。
優選地,二氧化鈦薄膜層104略小于空腔寬度。
優選地,位于四周的所述玻璃體保護層103,105設置有若干圈,若干圈玻璃體保護層103,105呈交互式分別連于所述光陽極導電基體101和對電極導電基體108上,優選地,圈數為2圈,以便多重保護,防止電解液107泄露。
大面積染料敏化太陽能電池的制備方法,包括以下步驟:
S001,在大面積染料敏化太陽能電池的對電極導電基底108上鉆兩個封裝孔,以使染料敏化太陽能電池進行染料吸附和電解質的灌注;
S002,在光陽極導電基底101和對電極導電基體108上通過絲網印刷印制導電銀柵102,導電銀柵102形狀為設計的幾何圖形,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經1.5h時間升到450℃,并保持溫度30min,再自然緩慢降至室溫;
S003,通過絲網印刷在導電銀柵102上印刷上述無鉛玻璃粉漿料,使無鉛玻璃粉漿料的形狀除覆蓋導電基底四周外,其他位置和導電銀柵102的幾何圖形一樣,且線條寬度比導電銀柵102線條寬2mm,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經3h時間升到450℃,并保持溫度15min,再自然緩慢降至室溫;
S004,在光陽極導電基底101上進行二氧化鈦薄膜層104制作,通過絲網印刷把二氧化鈦薄膜層104整面印到光陽極導電基底101上,印刷范圍預留出四周封裝用尺寸,然后進行熱處理,從室溫經1.5h升到500℃,并保持溫度30min,再自然緩慢降至室溫,得到光陽極;
S005,在對電極導電基底108上進行鉑催化層106制作,通過絲網印刷把鉑漿料整面印到對電極導電基底108上,然后進行熱處理,從室溫經1.5h升到300℃,并保持溫度15min,再自然緩慢降至室溫,得到對電極;
S006,將步驟S004、S005得到的光陽極和對電極進行圖形對位,然后進行燒結熱處理,從室溫經3h升到450℃,并保持溫度40min,自然緩慢降至室溫,得到半成品電池;
S007,封裝完畢后,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔注射染料,每隔2小時注射一次,放于避光恒溫恒濕柜中,進行染料吸附24h;
S008,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔進行電解質灌注;
S009,通過紫外固化膠對封裝孔進行封裝,得到封裝好的大面積染料敏化太陽能電池。
無鉛玻璃粉或無鉛玻璃粉漿料在大面積染料敏化太陽能電池中的應用。
實施例3:
如圖1所示,無鉛玻璃粉,包括以下組分:SiO2 10%、B2O3 5%、Bi2O3 70%、ZnO 1%、Ai2O3 1%、Na2O 1%、BaO 5%和CaO 7%。
無鉛玻璃粉的制備方法,包括以下步驟:按上述重量稱取無鉛玻璃粉各組分,混合后,在1500℃的升降爐中熔煉20分鐘得到玻璃液,再將玻璃液進行淬水急冷后烘干得到玻璃小顆粒,最后將玻璃小顆粒在球料比為3:1,轉速500轉/分鐘的行星式高能球磨機中球磨8小時,得到低熔點玻璃粉。然后過篩,得玻璃粉粒徑為在5μm以下的超細玻璃粉。經測試,本發明無鉛玻璃粉的軟化點在425~480℃之間,線膨脹系數在75~95×10-7/℃之間。
無鉛玻璃粉漿料,包括以下組分:所述無鉛玻璃粉75%、有機載體24%和添加劑1%。
所述有機載體包括乙基纖維素和松油醇,所述添加劑包括TiO2粉體。
無鉛玻璃粉漿料,是用所述無鉛玻璃粉與添加劑和有機載體配制所得。包括以下步驟:
(1)先使用無水乙醇配置出12%乙基纖維素溶液。把500ml燒杯放到電子天平上,清零,然后向燒杯中加176g無水乙醇,將燒杯拿到磁力攪拌器上,向燒杯中放入一個磁子,打開磁力攪拌,使杯中液體出現較大漩渦。將稱量紙放到電子天平上,清零,稱量進口乙基纖維素24g,緩慢撒入磁力攪拌器上燒杯里的乙醇中,使用保鮮膜封住燒杯口,使其攪拌約4h,達到勻質透明狀,收集起來備用。
(2)將250ml燒杯放到天平上,清零,再向燒杯中加入玻璃粉37.5g,然后加無水乙醇170g,使用無水乙醇超聲清洗超聲細胞粉碎機探頭后,將燒杯放入超聲細胞粉碎機中,向上旋至探頭距離燒杯底部約3cm處,打開超聲細胞粉碎機,功率調至220w,超聲間隙設為2s,超聲時間設為15min,超聲15min后,靜置約20min,如此再超聲3次。
(3)將超聲后的燒杯液體轉移入500ml燒杯,向燒杯中加入松油醇10.2g,TiO2商業粉0.5g,再加入12%乙基纖維素溶液15g。向燒杯中放入磁子,將燒杯放入超聲細胞粉碎機中,超聲15min再攪拌15min,之后再超聲攪拌各3次。(4)將燒杯液體轉移入500ml茄形瓶中,將茄形瓶裝入旋蒸儀,提前打開旋蒸儀,使冷卻溫度降到-30℃左右,使旋蒸儀水槽里水溫達到設定溫度40℃。緩慢降壓旋蒸至燒瓶里漿料粘稠且基本不再連續滴落液滴,關閉旋蒸儀,取下茄形瓶,使用塑料藥匙取出無鉛玻璃粉漿料。
大面積染料敏化太陽能電池,包括相對應的光陽極導電基體101和對電極導電基體108,所述對電極導電基體108上鉆有兩個封裝孔,所述光陽極導電基體101和對電極導電基體108的相對面上相對應地印制有若干導電銀柵102;所述光陽極導電基體101與對電極導電基體108相對面的四周一圈印刷有玻璃體保護層103,105,以及光陽極導電基體101和對電極導電基體108的導電銀柵102上均印刷有所述玻璃體保護層103,105,且其線條寬度比導電銀柵102線條寬1mm;位于四周的一圈玻璃體保護層103,105將光陽極導電基體101和對電極導電基體108內部圍成一個空腔;空腔內的光陽極導電基體101的內表面印制有二氧化鈦薄膜層104,空腔內的對電極導電基體108的內表面印制有鉑催化層106,所述二氧化鈦薄膜層104和鉑催化層106之間填充有電解液107。
光陽極導電基體101和對電極導電基體108均優選為FTO導電玻璃。
優選地,二氧化鈦薄膜層104略小于空腔寬度。
優選地,位于四周的所述玻璃體保護層103,105設置有若干圈,若干圈玻璃體保護層103,105呈交互式分別連于所述光陽極導電基體101和對電極導電基體108上,優選地,圈數為4圈,以便多重保護,防止電解液107泄露。
大面積染料敏化太陽能電池的制備方法,包括以下步驟:
S001,在大面積染料敏化太陽能電池的對電極導電基底108上鉆兩個封裝孔,以使染料敏化太陽能電池進行染料吸附和電解質的灌注;
S002,在光陽極導電基底101和對電極導電基體108上通過絲網印刷印制導電銀柵102,導電銀柵102形狀為設計的幾何圖形,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經1.2h時間升到480℃,并保持溫度20min,再自然緩慢降至室溫;
S003,通過絲網印刷在導電銀柵102上印刷上述無鉛玻璃粉漿料,使無鉛玻璃粉漿料的形狀除覆蓋導電基底四周外,其他位置和導電銀柵102的幾何圖形一樣,且線條寬度比導電銀柵102線條寬1mm,然后在馬弗爐中進行熱處理,從室溫經2.5h時間升到480℃,并保持溫度25min,再自然緩慢降至室溫;
S004,在光陽極導電基底101上進行二氧化鈦薄膜層104制作,通過絲網印刷把二氧化鈦薄膜層104整面印到光陽極導電基底101上,印刷范圍預留出四周封裝用尺寸,然后進行熱處理,從室溫經1.2h升到480℃,并保持溫度20min,再自然緩慢降至室溫,得到光陽極;
S005,在對電極導電基底108上進行鉑催化層106制作,通過絲網印刷把鉑漿料整面印到對電極導電基底108上,然后進行熱處理,從室溫經1.2h升到450℃,并保持溫度25min,再自然緩慢降至室溫,得到對電極;
S006,將步驟S004、S005得到的光陽極和對電極進行圖形對位,然后進行燒結熱處理,從室溫經2.5h升到480℃,并保持溫度20min,自然緩慢降至室溫,得到半成品電池;
S007,封裝完畢后,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔注射染料,每隔2小時注射一次,放于避光恒溫恒濕柜中,進行染料吸附18h;
S008,使用真空吸盤注射器通過半成品電池的封裝孔進行電解質灌注;
S009,通過紫外固化膠對封裝孔進行封裝,得到封裝好的大面積染料敏化太陽能電池。
無鉛玻璃粉或無鉛玻璃粉漿料在大面積染料敏化太陽能電池中的應用。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。