一種網狀染料敏化太陽能電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到太陽能電池領域，具體的說是一種網狀染料敏化太陽能電池。
【背景技術】
[0002]T12是一種寬禁帶半導體，禁帶寬度為3.2ev，在增強光電轉化效率方面具有重要的作用，在電子學、光電轉化方面，具有很高的研究價值。納米T12作為一種綠色功能材料，具有一些特殊的性質，如N型半導體、化學與機械穩定性、光催化性、生物活性及低制備成本已成為該領域的研究熱點之一，在染料敏化太陽能電池、光催化器件及傳感器等方面有著廣泛的應用前景。
[0003]現有的染料敏化太陽能電池一般采用陰極和光陽極相對設置，兩者之間充斥電解質，這種結構的太陽能電池，光陽極與電解質的接觸面積小，導致該種類型的太陽能電池的光電轉換率很低。
【發明內容】
[0004]為解決現有的染料敏化太陽能電池光電轉化率低的問題，本發明提供了一種網狀染料敏化太陽能電池，通過對光陽極和電池結構的改進，大大增加了光陽極與電解質的接觸面積，從而大幅度提高了光電轉換率。
[0005]本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為:一種網狀染料敏化太陽能電池，包括相對設置在腔體內的光陽極和陰極，腔體內充斥1_/13_型電解質，所述光陽極為網狀結構，網上附著有二氧化鈦納米顆粒層，二氧化鈦納米顆粒層上吸附有敏化染料。
[0006]所述陰極為導電玻璃，導電玻璃的導電面上鍍有金屬鉬層，非導電面上鍍有鋁層或銀層。
[0007]所述光陽極的材質為不銹鋼、鈦、鋅或黃銅。
[0008]本發明中，所述的網狀結構光陽極可以是單層網狀結構或者多層網狀結構疊加而成，但是，在多層網狀結構疊加時相鄰層的網孔不能重合。
[0009]本發明所述的敏化染料可以是一種敏化染料，也可以是兩種，敏化染料不同種主要是為了響應不同波長的可見光，擴展光響應范圍，敏化染料有N719，N3, GD3，Z907等。
[0010]本發明中，在導電玻璃的導電面上鍍金屬鉬層和非導電面上鍍有鋁層或銀層(即做鏡面處理)，其目的有兩個:其一，利用鉬的催化作用，增大了電子的傳輸速率，從而提高光電轉換效率，其二，將從光陽極一側射進的多余的光線通過鏡面反射到光陽極上從而提高光線利用率。
[0011]有益效果:本發明與現有技術相比具有以下優點:
1)將導電玻璃作為陰極，并在其導電面上鍍設金屬鉬層和非導電面鍍鋁層或銀層做鏡面處理，這樣可以將射進電池內但被反射的光線通過導電玻璃二次反射后再次照射到光陽極上，從而提高光線的利用率；
2)通過將光陽極設置為網狀結構，增大了其上附著的二氧化鈦納米顆粒的表面積，從而與電解質的接觸面積和吸附敏化染料的量均增加，進而大幅度提高了光電轉換效率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明光陽極的一種網狀結構示意圖；
附圖標記:1、腔體，2、陰極，3、二氧化鈦納米顆粒層，4、光陽極，5、敏化染料，6、電解質，7、非導電面。
【具體實施方式】
[0013]如圖所示，一種網狀染料敏化太陽能電池，包括相對設置在腔體I內的光陽極4和陰極2，腔體I內充斥Γ/Ι3_型電解質6，所述光陽極4為網狀結構，光陽極4上附著有二氧化鈦納米顆粒層3，二氧化鈦納米顆粒層3上吸附有敏化染料5。
[0014]以上為本發明的基本實施方式，可以在以上基礎上做進一步的改進或限定:
如，所述陰極2為導電玻璃，導電玻璃的導電面上鍍有金屬鉬層和非導電面鍍銀層或鋁層做鏡面處理，以提高光線的利用率和增大電子的傳輸速率；所述陰極2最好是作為腔體I的一個側壁來設置，或者是將陰極2的形狀設置為環形從而構成腔體I的側壁，光陽極4設置在陰極2的中心位置；
如，所述網狀結構的光陽極4的網孔形狀為菱形，當然網孔形狀也可以為其他的形狀，如圓形、多邊形等形狀；
如，所述光陽極4的材質為不銹鋼、鈦、鋅或黃銅，優選的材質為鈦，網狀光陽極4的厚度為50微米，這樣可以使其具有很好的柔韌性以便于制作成可彎曲的太陽能電池，用途廣泛攜帶方便。
[0015]本發明中，當光線照射到光陽極4上的敏化染料5時，敏化染料分子躍遷至激發態，處于激發態的染料分子將電子注入到T12半導體的導帶中，后流入外電路中，處于氧化態的染料被還原態的Γ/Ι3_型電解質還原再生，氧化態的電解質在對電極接受電子后被還原，從而完成一個循環。
【主權項】
1.一種網狀染料敏化太陽能電池，包括相對設置在腔體(I)內的光陽極(4)和陰極(2)，腔體(I)內充斥1_/13_型電解質(6)，其特征在于:所述光陽極(4)為網狀結構，光陽極(4)上附著有二氧化鈦納米顆粒層(3 )，二氧化鈦納米顆粒層(3 )上吸附有敏化染料(5 )。
2.根據權利要求1所述的一種網狀染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述陰極(2)的形狀為環形，光陽極(4)設置在陰極(2)的中心位置。
3.根據權利要求1所述的一種網狀染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述陰極(2)為導電玻璃，導電玻璃的導電面上鍍有金屬鉬層，非導電面(7)上鍍有鋁層或銀層。
4.根據權利要求1所述的一種網狀染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述光陽極(4)的材質為不銹鋼、鈦、鋅或黃銅。
【專利摘要】一種網狀染料敏化太陽能電池，包括相對設置在腔體內的光陽極和陰極，腔體內充斥I-/I3-型電解質，所述光陽極為網狀結構，光陽極上附著有二氧化鈦納米顆粒層，二氧化鈦納米顆粒層上吸附有敏化染料。本發明通過將導電玻璃作為陰極并在其導電面上鍍金屬鉑層、非導電面做鏡面處理，而且將光陽極做成網狀結構，這樣不僅使光陽極與陰極相對的表面積增加，從而增大了接受光照的表面積，而且也可以將射進電池內但被反射的光線通過導電玻璃二次反射后再次照射到光陽極上，從而提高光線的利用率，大幅度提高了光電轉換率。
【IPC分類】H01G9-042, H01G9-20, H01G9-048
【公開號】CN104576065
【申請號】CN201310493789
【發明人】徐春花, 王鏡喆, 尤玉飛, 王俊鵬, 張夢蘭, 李香利, 徐申生, 曹津, 王濤然, 侯寒停, 程博文, 韓林格
【申請人】河南科技大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月21日