一種太陽能天窗的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種太陽能天窗，包括：太陽能電池片、天窗玻璃和柔性封裝層，所述太陽能電池片的兩面分別經封裝膠層與所述天窗玻璃和所述柔性封裝層粘結；所述太陽能電池片基于染料敏化太陽電池。
【專利說明】
一種太陽能天窗
技術領域
[0001]本申請涉及光伏應用領域，尤其涉及一種太陽能天窗。
【背景技術】
[0002]汽車天窗已經有了大約一百多年的歷史，汽車天窗能夠方便車內空氣流通、換氣柔和，使車內空氣新鮮，尤其是上層的清新空氣可使司機頭腦保持清醒，駕車更安全可靠，為車主帶來舒適健康的享受，受到眾多消費者的青睞。
[0003]太陽能汽車天窗是應用太陽能的一個非常經典的案例。它可以通過安裝在車頂，通過太陽照射發電，只要有太陽照射的地方就可以發電，還能將電能儲存。太陽能天窗的應用范圍不斷擴大，開發一種低成本，能滿足多樣化需求的太陽能天窗是非常有必要的。
【發明內容】
[0004]為克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種太陽能天窗。
[0005]本申請通過以下技術方案實現:
[0006]—種太陽能天窗，包括:太陽能電池片、天窗玻璃和柔性封裝層，所述太陽能電池片的兩面分別經封裝膠層與所述天窗玻璃和所述柔性封裝層粘結;所述太陽能電池片基于染料敏化太陽電池。
[0007]優選地，所述柔性封裝層為柔性玻璃。
[0008]優選地，所述封裝膠層為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、TPE膠膜或POE膠膜。
[0009]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極由外而內依次為FTO基底、過渡層、三氧化鎢種子層、三氧化鎢三維網格納米結構和染料分子;所述過渡層為Cr膜過渡層;所述三氧化鎢種子層厚度為20nm;所述三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備。
[0010]優選地，所述染料敏化太陽電池的制備過程如下:
[0011]SI，制備光陽極
[0012]a)清洗FTO基底:FTO導電玻璃表面會存在油污、塵埃等污染，首先取一定尺寸(1cm X 1cm)的FTO導電玻璃，將其導電面朝上放入洗潔精溶液中，超聲清洗30min，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，然后，將FTO導電玻璃依次放入丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗20min，用氮氣槍吹干待用；
[0013]b)制備過渡層:在清洗過后的FTO導電玻璃表面磁控濺射一層Cr膜，用作三氧化鎢三維網格結構和FTO導電玻璃的過渡層，Cr膜厚度為50nm;
[0014]c)制備三氧化媽種子層:取0.1mol的媽酸鈉、0.06mol的二乙醇胺和10ml無水乙醇溶液，將其放入燒杯中，在室溫磁力攪拌30min，使其充分混合，然后將燒杯放入80 V油浴中磁力攪拌6h，得到種子溶液;取步驟一中清洗過后的FTO導電玻璃，將其緩慢進入種子溶液中，靜置3min，接著緩慢拉出FTO導電玻璃，保持拉出速度為0.05cm/s，隨后將拉出的FTO導電玻璃放入烘箱中烘干，最后將FTO導電玻璃放入馬弗爐中300 0C退火5h，其中升溫過程中升溫速率為5°C/min;
[0015]d)生長三氧化鎢三維網格納米結構:配制含有六氯化鎢，30mmol鎢酸鈉，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去離子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并攪拌，然后將其轉移到高壓釜內膽中；取覆有氧化鎢種子層的FTO導電玻璃傾斜靠在高壓釜內膽的溶液中，導電面朝下放置，密封后，將高壓釜放入已經升溫到95°C的烘箱中，反應24h，反應完全后自然降至室溫，取出FTO導電玻璃，用去離子水沖洗30s，得到生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極；
[0016]S2，配制電解液和染料:
[0017]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液，首先稱取10ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解;然后稱取5g的納米銀粒子，將其加入混合溶液中，充分混合；
[0018]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h;
[0019]S3，封裝:
[0020]取步驟S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極進入該棕色玻璃皿中，避光在60°C下敏化3h，取出，然后將帶有Pt催化層的相同尺寸FTO導電玻璃與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0021]本申請的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果:
[0022]1.本申請太陽能天窗中的染料敏化太陽電池，由于傳統染料敏化太陽能電池中采用Ti02納米顆粒作為染料的載體，顆粒結構雖具有大的比表面積，但是由于顆粒間界面的存在，電子在顆粒之間傳輸要經過無數界面，這削弱了電子在傳輸過程中的傳輸速率;本發明的染料敏化太陽能電池中光陽極結構為在透明導電薄膜上直接生長三氧化鎢三維網格納米結構，其具有直接的電子轉移通道，電子可以沿著三維納米網格被收集到電極上，同時由于三氧化鎢納米材料屬于寬禁帶半導體材料，具有高的導電性，因此從結構及材料方面均大大提高了電子的傳輸效率。
[0023]2.三氧化鎢三維網格納米結構具有較大的比表面積，能夠大大提高染料的吸附效率，染料被光激發產生電子，充足的染料吸附量能夠大量產生光子，增加光電流密度，進而能夠提高太陽光的轉換效率。
[0024]3.光陽極的FTO基底和氧化鎢三維網格納米結構之間增加了一層Cr金屬，其作為電子傳導的過渡層，避免了納米結構與基底之間較大的接觸電阻，此外，在電解液中加入了納米銀顆粒，納米銀顆粒有助于太陽光在電解液中的散射，增大了染料吸收的幾率，能夠提高光電轉化效率。
[0025]4.本發明設計的改進型光陽極結構中，三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備，該制備方法簡單，成本低廉，具有大范圍實際應用的潛力。
[0026]本申請附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0027]此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。
[0028]圖1是本申請所述太陽能天窗結構示意圖，其中，1-太陽能電池片，2-封裝膠層，3-天窗玻璃，4-柔性封裝層。
[0029]圖2是本申請太陽能天窗中所述染料敏化太陽電池的制作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0031]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本申請的不同結構。為了簡化本申請的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本申請。此外，本申請可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不只是所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此夕卜，本申請提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征值“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0032]在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0033]能源是向自然界提供能量轉化的物質，是人類活動的物質基礎。清潔能源，也稱為綠色能源，指的是那些不排放污染物的能源，包括有水能、風能、太陽能、生物能、核能、地熱能等等，清潔能源對環境友好，排放少，污染程度小。目前，清潔能源的開發和利用正在成為全球社會一致的呼吁。
[0034]太陽能清潔能源是將太陽的光能轉換為熱能、電能等形式，能源轉換過程中不會產生其他污染。目前使用最多的是硅基太陽能，其光電轉換的效率較高，但是，硅的提純過程會產生環境污染，硅基太陽能電池的制作工藝復雜，價格昂貴。
[0035]在太陽能電池的大家庭中，染料敏化太陽能電池屬于有機-無機雜化電池，該型電池由光陽極、對電極和中間夾著的電解液構成類三明治結構;其中，光陽極一般是由透明電極及其表面的Ti02納米薄膜構成，該Ti02納米薄膜吸附有染料，染料主要用來吸收太陽光能;對電極一般由電極及其表面的催化薄膜構成，該催化薄膜一般為Pt金屬。染料敏化太陽能電池具有技術簡單、成本低廉等優點。在對染料敏化太陽能電池的研究中，光陽極的材料和結構對提高光電的轉換效率方面起到了很大的作用。
[0036]金屬鎢屬于過渡金屬，三氧化鎢是鎢的最高氧化態，完全滿足化學計量比，三氧化鎢是一種典型的寬禁帶半導體功能材料，其在氣體檢測，光、電致變色，光催化，電化學等方面具有優異的性能。
[0037]下面結合實施例對本發明做進一步的說明。
[0038]實施例一:
[0039]由圖1，本申請的實施例涉及一種太陽能天窗，包括:太陽能電池片1、天窗玻璃3和柔性封裝層4，所述太陽能電池片I的兩面分別經封裝膠層2與所述天窗玻璃3和所述柔性封裝層4粘結;所述太陽能電池片I基于染料敏化太陽電池。
[0040]優選地，所述柔性封裝層4為柔性玻璃。
[0041]優選地，所述封裝膠層2為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、TPE膠膜或POE膠膜。
[0042]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極由外而內依次為FTO基底、過渡層、三氧化鎢種子層、三氧化鎢三維網格納米結構和染料分子;所述過渡層為Cr膜過渡層;所述三氧化鎢種子層厚度為20nm;所述三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備。
[0043]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備過程如下:
[0044]SI，制備光陽極
[0045]a)清洗FTO基底:FTO導電玻璃表面會存在油污、塵埃等污染，首先取一定尺寸(1cm X 1cm)的FTO導電玻璃，將其導電面朝上放入洗潔精溶液中，超聲清洗30min，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，然后，將FTO導電玻璃依次放入丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗20min，用氮氣槍吹干待用；
[0046]b)制備過渡層:在清洗過后的FTO導電玻璃表面磁控濺射一層Cr膜，用作三氧化鎢三維網格結構和FTO導電玻璃的過渡層，Cr膜厚度為50nm;
[0047]c)制備三氧化媽種子層:取0.1mol的媽酸鈉、0.06mol的二乙醇胺和10ml無水乙醇溶液，將其放入燒杯中，在室溫磁力攪拌30min，使其充分混合，然后將燒杯放入80 V油浴中磁力攪拌6h，得到種子溶液;取步驟一中清洗過后的FTO導電玻璃，將其緩慢進入種子溶液中，靜置3min，接著緩慢拉出FTO導電玻璃，保持拉出速度為0.05cm/s，隨后將拉出的FTO導電玻璃放入烘箱中烘干，最后將FTO導電玻璃放入馬弗爐中300 0C退火5h，其中升溫過程中升溫速率為5°C/min;
[0048]d)生長三氧化鎢三維網格納米結構:配制含有六氯化鎢，30mmol鎢酸鈉，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去離子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并攪拌，然后將其轉移到高壓釜內膽中；取覆有氧化鎢種子層的FTO導電玻璃傾斜靠在高壓釜內膽的溶液中，導電面朝下放置，密封后，將高壓釜放入已經升溫到95°C的烘箱中，反應24h，反應完全后自然降至室溫，取出FTO導電玻璃，用去離子水沖洗30s，得到生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極；
[0049]S2，配制電解液和染料:
[0050]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液，首先稱取10ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解;然后稱取5g的納米銀粒子，將其加入混合溶液中，充分混合；
[0051 ] 染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h;
[0052]S3，封裝:
[0053]取步驟S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極進入該棕色玻璃皿中，避光在60°C下敏化3h，取出，然后將帶有Pt催化層的相同尺寸FTO導電玻璃與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0054]優選的，所述染料敏化太陽電池中，經過水熱法生長，在FTO基底上，生長一層三氧化鎢網格結構，其中六氯化鎢含量為60mmol時，納米網格厚度為6μπι。氧化鎢納米三維結構呈空心網絡狀，其中，網格結構的直徑為40nm，中間可以吸附隱藏大量染料分子，染料吸附量為0.189 X 10-6mol/ cm2。
[0055]對本發明染料電池結構進行光電轉換測試，測試條件為AM1.5光功率密度10mW/cm2，測試發現，短路電流為15.4mA/cm2，開路電壓為0.6V，光電轉換效率達到9.4 %。抗疲勞測試，在連續測試100h情況下，光電轉換效率相比較下降了 3.1%，工作穩定性較好。
[0056]通過測試，本發明的太陽能天窗，制備過程簡單，抗疲勞能力強，光電轉換效率較高，具備一定的實際應用潛能。
[0057]實施例二:
[0058]由圖1，本申請的實施例涉及一種太陽能天窗，包括:太陽能電池片1、天窗玻璃3和柔性封裝層4，所述太陽能電池片I的兩面分別經封裝膠層2與所述天窗玻璃3和所述柔性封裝層4粘結;所述太陽能電池片I基于染料敏化太陽電池。
[0059 ]優選地，所述柔性封裝層4為柔性玻璃。
[0060]優選地，所述封裝膠層2為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、TPE膠膜或POE膠膜。
[0061]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極由外而內依次為FTO基底、過渡層、三氧化鎢種子層、三氧化鎢三維網格納米結構和染料分子;所述過渡層為Cr膜過渡層;所述三氧化鎢種子層厚度為20nm;所述三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備。
[0062]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備過程如下:
[0063]SI，制備光陽極
[0064]a)清洗FTO基底:FTO導電玻璃表面會存在油污、塵埃等污染，首先取一定尺寸(1cm X 1cm)的FTO導電玻璃，將其導電面朝上放入洗潔精溶液中，超聲清洗30min，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，然后，將FTO導電玻璃依次放入丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗20min，用氮氣槍吹干待用；
[0065]b)制備過渡層:在清洗過后的FTO導電玻璃表面磁控濺射一層Cr膜，用作三氧化鎢三維網格結構和FTO導電玻璃的過渡層，Cr膜厚度為50nm;
[ΟΟ??] c)制備三氧化媽種子層:取0.1mol的媽酸鈉、0.06mol的二乙醇胺和10ml無水乙醇溶液，將其放入燒杯中，在室溫磁力攪拌30min，使其充分混合，然后將燒杯放入80 V油浴中磁力攪拌6h，得到種子溶液;取步驟一中清洗過后的FTO導電玻璃，將其緩慢進入種子溶液中，靜置3min，接著緩慢拉出FTO導電玻璃，保持拉出速度為0.05cm/s，隨后將拉出的FTO導電玻璃放入烘箱中烘干，最后將FTO導電玻璃放入馬弗爐中300 0C退火5h，其中升溫過程中升溫速率為5°C/min;
[0067]d)生長三氧化鎢三維網格納米結構:配制含有六氯化鎢，30mmol鎢酸鈉，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去離子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并攪拌，然后將其轉移到高壓釜內膽中；取覆有氧化鎢種子層的FTO導電玻璃傾斜靠在高壓釜內膽的溶液中，導電面朝下放置，密封后，將高壓釜放入已經升溫到95°C的烘箱中，反應24h，反應完全后自然降至室溫，取出FTO導電玻璃，用去離子水沖洗30s，得到生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極；
[0068]S2，配制電解液和染料:
[0069 ]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液，首先稱取I OOml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解;然后稱取5g的納米銀粒子，將其加入混合溶液中，充分混合；
[0070]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h;
[0071]S3，封裝:
[0072]取步驟S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極進入該棕色玻璃皿中，避光在60°C下敏化3h，取出，然后將帶有Pt催化層的相同尺寸FTO導電玻璃與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0073]優選的，所述染料敏化太陽電池中，經過水熱法生長，在FTO基底上，生長一層三氧化鎢網格結構，其中六氯化鎢含量為50mmol時，納米網格厚度為5μπι。氧化鎢納米三維結構呈空心網絡狀，其中，網格結構的直徑為40nm，中間可以吸附隱藏大量染料分子，染料吸附量為0.189 X 10-6mol/ cm2。
[0074]對本發明染料電池結構進行光電轉換測試，測試條件為AM1.5光功率密度10mW/cm2，測試發現，短路電流為15.4mA/cm2，開路電壓為0.6V，光電轉換效率達到8.3%。抗疲勞測試，在連續測試100h情況下，光電轉換效率相比較下降了 3.5%，工作穩定性較好。
[0075]通過測試，本發明的太陽能天窗，制備過程簡單，抗疲勞能力強，光電轉換效率較高，具備一定的實際應用潛能。
[0076]實施例三:
[0077]由圖1，本申請的實施例涉及一種太陽能天窗，包括:太陽能電池片1、天窗玻璃3和柔性封裝層4，所述太陽能電池片I的兩面分別經封裝膠層2與所述天窗玻璃3和所述柔性封裝層4粘結;所述太陽能電池片I基于染料敏化太陽電池。
[0078]優選地，所述柔性封裝層4為柔性玻璃。
[0079]優選地，所述封裝膠層2為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、TPE膠膜或POE膠膜。
[0080]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極由外而內依次為FTO基底、過渡層、三氧化鎢種子層、三氧化鎢三維網格納米結構和染料分子;所述過渡層為Cr膜過渡層;所述三氧化鎢種子層厚度為20nm;所述三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備。
[0081]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備過程如下:
[0082]SI，制備光陽極
[0083]a)清洗FTO基底:FTO導電玻璃表面會存在油污、塵埃等污染，首先取一定尺寸(1cm X 1cm)的FTO導電玻璃，將其導電面朝上放入洗潔精溶液中，超聲清洗30min，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，然后，將FTO導電玻璃依次放入丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗20min，用氮氣槍吹干待用；
[0084]b)制備過渡層:在清洗過后的FTO導電玻璃表面磁控濺射一層Cr膜，用作三氧化鎢三維網格結構和FTO導電玻璃的過渡層，Cr膜厚度為50nm;
[0085]c)制備三氧化鎢種子層:取0.1mol的鎢酸鈉、0.06mol的二乙醇胺和10ml無水乙醇溶液，將其放入燒杯中，在室溫磁力攪拌30min，使其充分混合，然后將燒杯放入80 V油浴中磁力攪拌6h，得到種子溶液;取步驟一中清洗過后的FTO導電玻璃，將其緩慢進入種子溶液中，靜置3min，接著緩慢拉出FTO導電玻璃，保持拉出速度為0.05cm/s，隨后將拉出的FTO導電玻璃放入烘箱中烘干，最后將FTO導電玻璃放入馬弗爐中300 0C退火5h，其中升溫過程中升溫速率為5°C/min;
[0086]d)生長三氧化鎢三維網格納米結構:配制含有六氯化鎢，30mmol鎢酸鈉，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去離子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并攪拌，然后將其轉移到高壓釜內膽中；取覆有氧化鎢種子層的FTO導電玻璃傾斜靠在高壓釜內膽的溶液中，導電面朝下放置，密封后，將高壓釜放入已經升溫到95°C的烘箱中，反應24h，反應完全后自然降至室溫，取出FTO導電玻璃，用去離子水沖洗30s，得到生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極；
[0087]S2，配制電解液和染料:
[0088]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液，首先稱取IOOml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解;然后稱取5g的納米銀粒子，將其加入混合溶液中，充分混合；
[0089]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h;
[0090]S3，封裝:
[0091 ]取步驟S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極進入該棕色玻璃皿中，避光在60°C下敏化3h，取出，然后將帶有Pt催化層的相同尺寸FTO導電玻璃與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0092]優選的，所述染料敏化太陽電池中，經過水熱法生長，在FTO基底上，生長一層三氧化鎢網格結構，其中六氯化鎢含量為70mmol時，納米網格厚度為7μπι。氧化鎢納米三維結構呈空心網絡狀，其中，網格結構的直徑為40nm，中間可以吸附隱藏大量染料分子，染料吸附量為0.189 X 10-6mol/ cm2。
[0093]對本發明染料電池結構進行光電轉換測試，測試條件為AM1.5光功率密度10mW/cm2，測試發現，短路電流為15.4mA/cm2，開路電壓為0.6V，光電轉換效率達到7.8%。抗疲勞測試，在連續測試100h情況下，光電轉換效率相比較下降了 5.1%，工作穩定性較好。
[0094]通過測試，本發明的太陽能天窗，制備過程簡單，抗疲勞能力強，光電轉換效率較高，具備一定的實際應用潛能。
[0095]實施例四:
[0096]由圖1，本申請的實施例涉及一種太陽能天窗，包括:太陽能電池片1、天窗玻璃3和柔性封裝層4，所述太陽能電池片I的兩面分別經封裝膠層2與所述天窗玻璃3和所述柔性封裝層4粘結;所述太陽能電池片I基于染料敏化太陽電池。
[0097]優選地，所述柔性封裝層4為柔性玻璃。
[0098]優選地，所述封裝膠層2為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、TPE膠膜或POE膠膜。
[0099]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極由外而內依次為FTO基底、過渡層、三氧化鎢種子層、三氧化鎢三維網格納米結構和染料分子;所述過渡層為Cr膜過渡層;所述三氧化鎢種子層厚度為20nm;所述三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備。
[0100]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備過程如下:
[0101]SI，制備光陽極
[0102]a)清洗FTO基底:FTO導電玻璃表面會存在油污、塵埃等污染，首先取一定尺寸(1cm X 1cm)的FTO導電玻璃，將其導電面朝上放入洗潔精溶液中，超聲清洗30min，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，然后，將FTO導電玻璃依次放入丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗20min，用氮氣槍吹干待用；
[0103]b)制備過渡層:在清洗過后的FTO導電玻璃表面磁控濺射一層Cr膜，用作三氧化鎢三維網格結構和FTO導電玻璃的過渡層，Cr膜厚度為50nm;
[0?04] c)制備三氧化媽種子層:取0.1mol的媽酸鈉、0.06mol的二乙醇胺和10ml無水乙醇溶液，將其放入燒杯中，在室溫磁力攪拌30min，使其充分混合，然后將燒杯放入80 V油浴中磁力攪拌6h，得到種子溶液;取步驟一中清洗過后的FTO導電玻璃，將其緩慢進入種子溶液中，靜置3min，接著緩慢拉出FTO導電玻璃，保持拉出速度為0.05cm/s，隨后將拉出的FTO導電玻璃放入烘箱中烘干，最后將FTO導電玻璃放入馬弗爐中300 0C退火5h，其中升溫過程中升溫速率為5°C/min;
[0105]d)生長三氧化鎢三維網格納米結構:配制含有六氯化鎢，30mmol鎢酸鈉，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去離子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并攪拌，然后將其轉移到高壓釜內膽中；取覆有氧化鎢種子層的FTO導電玻璃傾斜靠在高壓釜內膽的溶液中，導電面朝下放置，密封后，將高壓釜放入已經升溫到95°C的烘箱中，反應24h，反應完全后自然降至室溫，取出FTO導電玻璃，用去離子水沖洗30s，得到生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極；
[0106]S2，配制電解液和染料:
[0107]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液，首先稱取10ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解;然后稱取5g的納米銀粒子，將其加入混合溶液中，充分混合；
[0108]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h;
[0109]S3，封裝:
[0110]取步驟S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極進入該棕色玻璃皿中，避光在60°C下敏化3h，取出，然后將帶有Pt催化層的相同尺寸FTO導電玻璃與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0111]優選的，所述染料敏化太陽電池中，
[0112]經過水熱法生長，在FTO基底上，生長一層三氧化鎢網格結構，其中六氯化鎢含量為90mmoI時，納米網格厚度為1ym。氧化鎢納米三維結構呈空心網絡狀，其中，網格結構的直徑為40nm，中間可以吸附隱藏大量染料分子，染料吸附量為0.189X10-6mol/cm2o
[0113]對本發明染料電池結構進行光電轉換測試，測試條件為AM1.5光功率密度10mW/cm2，測試發現，短路電流為15.4mA/cm2，開路電壓為0.6V，光電轉換效率達到7.3%。抗疲勞測試，在連續測試100h情況下，光電轉換效率相比較下降了 3.1%，工作穩定性較好。
[0114]通過測試，本發明的太陽能天窗，制備過程簡單，抗疲勞能力強，光電轉換效率較高，具備一定的實際應用潛能。
[0115]實施例五:
[0116]由圖1，本申請的實施例涉及一種太陽能天窗，包括:太陽能電池片1、天窗玻璃3和柔性封裝層4，所述太陽能電池片I的兩面分別經封裝膠層2與所述天窗玻璃3和所述柔性封裝層4粘結;所述太陽能電池片I基于染料敏化太陽電池。
[0117]優選地，所述柔性封裝層4為柔性玻璃。
[0118]優選地，所述封裝膠層2為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、TPE膠膜或POE膠膜。
[0119]優選地，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極由外而內依次為FTO基底、過渡層、三氧化鎢種子層、三氧化鎢三維網格納米結構和染料分子;所述過渡層為Cr膜過渡層;所述三氧化鎢種子層厚度為20nm;所述三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備。
[0120]優選地，結合圖2，所述染料敏化太陽電池的制備過程如下:
[0121]SI，制備光陽極
[0122]a)清洗FTO基底:FTO導電玻璃表面會存在油污、塵埃等污染，首先取一定尺寸(1cm X 1cm)的FTO導電玻璃，將其導電面朝上放入洗潔精溶液中，超聲清洗30min，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，然后，將FTO導電玻璃依次放入丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗20min，用氮氣槍吹干待用；
[0123]b)制備過渡層:在清洗過后的FTO導電玻璃表面磁控濺射一層Cr膜，用作三氧化鎢三維網格結構和FTO導電玻璃的過渡層，Cr膜厚度為50nm;
[0?24] c)制備三氧化媽種子層:取0.1mol的媽酸鈉、0.06mol的二乙醇胺和10ml無水乙醇溶液，將其放入燒杯中，在室溫磁力攪拌30min，使其充分混合，然后將燒杯放入80 V油浴中磁力攪拌6h，得到種子溶液;取步驟一中清洗過后的FTO導電玻璃，將其緩慢進入種子溶液中，靜置3min，接著緩慢拉出FTO導電玻璃，保持拉出速度為0.05cm/s，隨后將拉出的FTO導電玻璃放入烘箱中烘干，最后將FTO導電玻璃放入馬弗爐中300 0C退火5h，其中升溫過程中升溫速率為5°C/min;
[0125]d)生長三氧化鎢三維網格納米結構:配制含有六氯化鎢，30mmol鎢酸鈉，45mmol的六次甲基四胺和200ml的去離子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并攪拌，然后將其轉移到高壓釜內膽中；取覆有氧化鎢種子層的FTO導電玻璃傾斜靠在高壓釜內膽的溶液中，導電面朝下放置，密封后，將高壓釜放入已經升溫到95°C的烘箱中，反應24h，反應完全后自然降至室溫，取出FTO導電玻璃，用去離子水沖洗30s，得到生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極；
[0126]S2，配制電解液和染料:
[0127]電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液，首先稱取10ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解;然后稱取5g的納米銀粒子，將其加入混合溶液中，充分混合；
[0128]染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h;
[0129]S3，封裝:
[0130]取步驟S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極進入該棕色玻璃皿中，避光在60°C下敏化3h，取出，然后將帶有Pt催化層的相同尺寸FTO導電玻璃與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
[0131 ]優選的，所述染料敏化太陽電池中，經過水熱法生長，在FTO基底上，生長一層三氧化鎢網格結構，其中六氯化鎢含量為120mmol時，納米網格厚度為15μπι。氧化鎢納米三維結構呈空心網絡狀，其中，網格結構的直徑為40nm，中間可以吸附隱藏大量染料分子，染料吸附量為 0.189 X 10-6mol/cm2o
[0132]對本發明染料電池結構進行光電轉換測試，測試條件為AM1.5光功率密度10mW/cm2，測試發現，短路電流為15.4mA/cm2，開路電壓為0.6V，光電轉換效率達到6.5%。抗疲勞測試，在連續測試100h情況下，光電轉換效率相比較下降了 3.1%，工作穩定性較好。
[0133]通過測試，本發明的太陽能天窗，制備過程簡單，抗疲勞能力強，光電轉換效率較高，具備一定的實際應用潛能。
[0134]本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本申請未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。
[0135]應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。
【主權項】
1.一種太陽能天窗，其特征在于，包括:太陽能電池片、天窗玻璃和柔性封裝層，所述太陽能電池片的兩面分別經封裝膠層與所述天窗玻璃和所述柔性封裝層粘結;所述太陽能電池片基于染料敏化太陽電池。2.根據權利要求1所述的柔性封裝層，其特征在于，所述柔性封裝層為柔性玻璃。3.根據權利要求1所述的封裝膠層，其特征在于，所述封裝膠層為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、TPE膠膜或POE膠膜。4.根據權利要求1所述的染料敏化太陽電池，其特征在于，所述染料敏化太陽電池由光陽極、對電極和電解液構成;所述光陽極由外而內依次為FTO基底、過渡層、三氧化鎢種子層、三氧化鎢三維網格納米結構和染料分子;所述過渡層為Cr膜過渡層;所述三氧化鎢種子層厚度為20nm;所述三氧化鎢三維網格納米結構采用水熱法制備。5.根據權利要求4所述的染料敏化太陽電池，其特征在于，所述染料敏化太陽電池的制備過程如下: S1，制備光陽極 a)清洗FTO基底:FTO導電玻璃表面會存在油污、塵埃等污染，首先取一定尺寸(10cmX1cm)的FTO導電玻璃，將其導電面朝上放入洗潔精溶液中，超聲清洗30min，然后用去離子水反復沖洗數次，直至將洗潔精清洗干凈，然后，將FTO導電玻璃依次放入丙酮、乙醇、去離子水中分別超聲清洗20min，用氮氣槍吹干待用； b)制備過渡層:在清洗過后的FTO導電玻璃表面磁控濺射一層Cr膜，用作三氧化鎢三維網格結構和FTO導電玻璃的過渡層，Cr膜厚度為50nm; c)制備三氧化媽種子層:取0.1mol的媽酸鈉、0.06moI的二乙醇胺和10ml無水乙醇溶液，將其放入燒杯中，在室溫磁力攪拌30min，使其充分混合，然后將燒杯放入80 V油浴中磁力攪拌6h，得到種子溶液;取步驟一中清洗過后的FTO導電玻璃，將其緩慢進入種子溶液中，靜置3min，接著緩慢拉出FTO導電玻璃，保持拉出速度為0.05cm/s，隨后將拉出的FTO導電玻璃放入烘箱中烘干，最后將FTO導電玻璃放入馬弗爐中300 0C退火5h，其中升溫過程中升溫速率為5°C/min; d)生長三氧化媽三維網格納米結構:配制含有六氯化媽，30mmoI媽酸鈉，45mmo I的六次甲基四胺和200ml的去離子水混合溶液，逐滴加入5ml氨水并攪拌，然后將其轉移到高壓釜內膽中；取覆有氧化鎢種子層的FTO導電玻璃傾斜靠在高壓釜內膽的溶液中，導電面朝下放置，密封后，將高壓釜放入已經升溫到95°C的烘箱中，反應24h，反應完全后自然降至室溫，取出FTO導電玻璃，用去離子水沖洗30s，得到生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極； S2，配制電解液和染料: 電解液應用傳統的碘/碘三負離子電解液，首先稱取1 O m I的乙腈溶液，向其中加入.0.1M的碘化鋰，0.1M單質碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化銨，避光超聲5min，使其充分溶解;然后稱取5g的納米銀粒子，將其加入混合溶液中，充分混合； 染料溶液:稱取N719粉末50mg，無水乙醇30ml，將N719加入無水乙醇中，充分溶解，避光攪拌12h; S3，封裝: 取步驟S2中配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中，然后將生長有三氧化鎢三維網格納米結構的光陽極進入該棕色玻璃皿中，避光在600C下敏化3h，取出，然后將帶有Pt催化層的相同尺寸FTO導電玻璃與該光陽極封裝在一起，封裝材料采用熱封膜，將電解液從對電極一端的小孔注入，封裝小孔，連接導線，形成本發明的改進型染料敏化太陽能電池。
【文檔編號】H01G9/042GK106098387SQ201610513366
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】不公告發明人
【申請人】肖銳