染料敏化型太阳能电池的概念及其构成介绍

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资料介绍

　　染料敏化纳米晶太阳能电池（DSSC）因其制造成本远低于单晶硅和多晶硅太阳能电池，在石油资源紧张的现代备受瞩目，是继燃料电池之后新能源开发又一热点。在实用化过程中，电解液的密封是一个至关重要又难于解决的关键技术。本文就电解液密封的技术要求介绍了三键开发的紫外线固化型密封胶。

　1 染料敏化太阳能电池的概念

　　染料敏化型纳米晶太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Cell，中国简称为DSSC，日本一般简称为DSC，本文简称为DSSC）是利用多孔纳米结晶二氧化钛中吸附的染料吸收太阳光而发电的电池。是瑞士科学家Gr?tzel等人于1991年首次发表在最高学术刊物“Nature”上，率先将总能量转化效率提高到硅光伏电池的水平7%，而在漫反射日光下的总能量转化效率高达12%，引起学界轰动，因此又被称为Gr?tzel电池。主要技术突破是采用了多孔纳米结晶二氧化钛吸附固定具有广泛可视光吸收波长（480—600 nm）的红染料Ru（dcbpy）2（NCS）2，最大限度地提高了光吸收效率。近年来随着研究的深入，光电转换效率已经超过10%，达到实用化要求。DSSC使用的原料为廉价易得的TiO2半导体，制备简单，可以利用现有的生产设备，制造成本仅为传统光伏电池的1/5-1/10，还可以做成各种颜色的太阳能电池板，极具市场竞争力，各国均投入巨资进行基础和实用化研究。其中如何解决DSSC的长期室外耐久性和安定性是目前实用化遇到的最大课题，而电池面板的密封是其中关键技术之一。

　2 染料敏化型太阳能电池的构成

　　如图-1所示，DSSC的构成非常简单。染料敏化型太阳能电池是在附有透明导电性膜玻璃（ITO玻璃）基板上涂敷纳米晶二氧化钛，在450℃高温下烧结形成正极。二氧化钛层厚度为10-15?，因多孔，实效表面积是基板外观面积的1000倍以上，空孔内吸附固定可与二氧化钛发生化学反应的染料Ru（dcbpy）2（NCS）2。另外，在ITO玻璃基板上蒸镀白金形成负极，然后在两极间灌注具有氧化还原作用的电解液构成电池单元。

　　其预想制造工艺如图-2所示，首先对透明导电玻璃进行外框密封，然后相互贴合，注入电解液，最后密封注入口，这与传统LCD面板制造工艺非常相似。因此可以利用现有设备制造DSSC，大大减少了初期设备投资。