專利名稱：用于光伏電池的柔性電極及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光伏電池的電極，特別是涉及一種用于光伏電池的柔性電極及其制造方法。屬于太陽電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用太陽能，是當(dāng)今社會解決能源和環(huán)境問題的重要措施。光伏電池將太陽光直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，其中以氧化物半?dǎo)體電極為基礎(chǔ)的光伏電池，近十五年來在光電轉(zhuǎn)化率方面取得突破，正被大力推向?qū)嵱秒A段。
以氧化物半導(dǎo)體電極為基礎(chǔ)的光伏電池，其構(gòu)造和原理是在一個密閉空間，相向設(shè)置一個氧化物半導(dǎo)體電極和一個對電極，在兩個電極之間充滿傳遞電子的電解質(zhì)。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體電極受到太陽光輻射時，作為光電轉(zhuǎn)化材料的氧化物半導(dǎo)體材料產(chǎn)生電子和空穴的分離，其中電子通過負載傳送到對電極，而電解質(zhì)將電子輸往空穴，并在對電極得到電子，此循環(huán)周而復(fù)始，光電流便連續(xù)產(chǎn)生。由于適用的氧化物半導(dǎo)體材料具有寬禁帶，需要陽光中能量較高的紫外線激發(fā)，才能產(chǎn)生上述光電轉(zhuǎn)化過程，因此陽光利用效率低。1991年，瑞士的Gratzell提出技術(shù)方案，采用納米微晶介孔氧化鈦材料作為電極的光電轉(zhuǎn)化材料，并進行表面處理，在氧化鈦微粒表面上覆蓋了有機染料單分子層，結(jié)果大大提高了光電轉(zhuǎn)化材料的活性表面積和陽光利用率，使所述光伏電池的光電轉(zhuǎn)化率達到10％以上。這種光伏電池被稱為Gratzell電池或染料敏化太陽電池(DSSC)。
典型的染料敏化太陽電池(DSSC)以玻璃或有機高分子薄片作為透光密封材料，在薄片的內(nèi)側(cè)表面鍍上一層透光的導(dǎo)電材料膜，如常用的氧化銦錫(ITO)或含氟氧化錫等，在導(dǎo)電材料膜表面上形成一層光電轉(zhuǎn)化材料層并進行表面染料敏化等處理，形成透光導(dǎo)電電極；與此電極相平行，設(shè)置了鍍在透光或不透光密封薄片內(nèi)側(cè)表面上的導(dǎo)電層(常常再覆上由鉑或碳等材料構(gòu)成的催化層)作為對電極，在兩個電極之間充滿傳遞電子的電解質(zhì)，如常用的I2/I-氧化還原體系。
但是，這種結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽電池(DSSC)存在難于兼顧提高光電轉(zhuǎn)化率及降低生產(chǎn)成本等方面的缺點，表現(xiàn)在1、透光導(dǎo)電電極的制作，涉及到在透光密封材料表面上鍍上透光導(dǎo)電材料膜的工序，此工序常采用濺射或等離子成型的方法，難于連續(xù)化制造，成本高；2、透光導(dǎo)電電極的制作，還涉及到在導(dǎo)電材料膜表面上形成一層光電轉(zhuǎn)化材料薄層的工序，這一工序由于受到上一工序的限制，也難于連續(xù)化制造，質(zhì)量難穩(wěn)定，成本高；3、光電轉(zhuǎn)化材料薄層的表面處理，如染料敏化處理、鈍化處理等，特別是染料敏化處理，除了受到上一工序的限制之外，還受到處理條件如處理時間的限制，也難于與下道工序同步配合，進行連續(xù)化制造；4、透光導(dǎo)電材料膜，由于受透光性限制，不得不選用并非良導(dǎo)體的導(dǎo)電材料如TIO，導(dǎo)致面電阻率較高，在增大電池面積的情況下電阻率更高，因此降低了光電轉(zhuǎn)化率，限制了電池的容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的，是為了克服前述染料敏化太陽電池(DSSC)的導(dǎo)電電極加工過程復(fù)雜、難以連續(xù)化制造、成本高的缺點，提供一種用于光伏電池的柔性電極。
本發(fā)明的第二個目的，是為了提供一種用于光伏電池的柔性電極的制造方法。
本發(fā)明的第一個目的通過以下措施達到一種用于光伏電池的柔性電極，其結(jié)構(gòu)特點是包括柔性導(dǎo)電織物層，所述導(dǎo)電織物層中設(shè)置若干個導(dǎo)電引出線連接點或引出線，導(dǎo)電織物層的表面覆蓋有光電轉(zhuǎn)化材料層；所述導(dǎo)電織物層通過電連接形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)；所述光電轉(zhuǎn)化材料層覆蓋在導(dǎo)電織物層和引出線連接端的整個外表面、并形成一層完整的薄層。
本發(fā)明的第一個目的還可以通過采取如下措施達到本發(fā)明的一種實施方式是所述導(dǎo)電織物層由良導(dǎo)體材料絲織造構(gòu)成，或由表面良導(dǎo)體化的半導(dǎo)體材料絲、非金屬導(dǎo)電材料絲、絕緣材料絲織造構(gòu)成，或由良導(dǎo)體材料絲與半導(dǎo)體材料絲、非金屬導(dǎo)電材料絲、絕緣材料絲的一種或二種以上混織構(gòu)成；所述良導(dǎo)體材料絲包括銀絲、金絲、銅絲、鋁絲、鉑絲、鈦絲和不銹鋼絲的一種或二種以上；所述的良導(dǎo)體絲、半導(dǎo)體絲、非金屬導(dǎo)電絲和絕緣材料絲為單絲或多絲紡成的線。
本發(fā)明的一種實施方式是所述導(dǎo)電織物層的厚度為5微米至5000微米；較佳為10微米至2000微米；更佳為15微米至1000微米；最佳為20微米至300微米；寬度為1厘米至500厘米；較佳為10厘米至200厘米；更佳為20厘米至150厘米；最佳為50厘米至100厘米。導(dǎo)電織物層的長度不限。
本發(fā)明的一種實施方式是所述光電轉(zhuǎn)化材料層由氧化物半導(dǎo)體材料構(gòu)成，如氧化鈦、氧化鋅的一種或兩種以上混合而成。
本發(fā)明的一種實施方式是所述氧化物半導(dǎo)體材料在所述導(dǎo)電織物層的表面形成完整的薄層，所述薄層的厚度為0.01微米至50微米，較佳為0.1微米至10微米。所述氧化物半導(dǎo)體薄層可以以各種適當(dāng)?shù)姆绞叫纬?，具有高光電轉(zhuǎn)化率所要求的各種微觀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一種實施方式是所述導(dǎo)電織物層由良導(dǎo)體絲編織而成，通過對絲線交織點進行導(dǎo)電連接形成連續(xù)的導(dǎo)電連接線，將全部絲線連接起來，形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)電連接線可以呈對角線形“\”、“/”，對角折線形“”、或 也可呈對角曲線形。
本發(fā)明的一種實施方式是所述柔性電極可進一步進行各種表面處理，例如染料敏化處理或者鈍化處理。
本發(fā)明的第二個目的可以通過采取如下措施達到如前所述的用于光伏電池的柔性電極的制造方法，其特點在于包括以下步驟1)選擇導(dǎo)電織物、形成導(dǎo)電織物層，將該導(dǎo)電織物層的表面除污并風(fēng)干；2)對導(dǎo)電織物層進行導(dǎo)電一體化處理通過對絲線交織點進行導(dǎo)電連接形成連續(xù)的導(dǎo)電連接線，將全部絲線連接起來，形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)；3)在所述導(dǎo)電織物層的適當(dāng)部位預(yù)留若干引出線連接點或者直接導(dǎo)出引出線；4)選擇氧化物半導(dǎo)體材料，在所述導(dǎo)電織物層的表面上形成光電轉(zhuǎn)化材料層，構(gòu)成所述柔性電極；5)制成用于光伏電池的柔性電極成品，檢驗入庫。
上述制造方法可以根據(jù)需要做出調(diào)整，各步驟可分別進行，實施間歇式生產(chǎn)方式；最好是在生產(chǎn)線上以卷動方式實施連續(xù)化制造。
本發(fā)明的第二個目的還可通過采取如下措施達到前述制造方法的第2)步驟中，根據(jù)客戶需要或者產(chǎn)品規(guī)格，對導(dǎo)電織物層劃分導(dǎo)電一體化區(qū)域，形成一個或多個小區(qū)，對每一小區(qū)的絲線交織點進行導(dǎo)電連接處理形成連續(xù)的導(dǎo)電連接線，使每一小區(qū)形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)，同時導(dǎo)電織物層整體也形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)。
前述制造方法的第5)步驟中，以上制得的柔性電極可以進一步以導(dǎo)電一體化小區(qū)為單位進行切割，成為面積較小的多個柔性電極，然后對切口做封閉處理。檢驗入庫。
此工序可單獨進行，也可融入前述生產(chǎn)線實施連續(xù)化制造。
采用本發(fā)明具有如下有益效果1、由于本發(fā)明涉及的柔性電極容易大面積連續(xù)化制造，而且有較大的自由空間選用導(dǎo)電織物層，又容易控制光電轉(zhuǎn)化材料層的材料、結(jié)構(gòu)、性能、成型工藝及工業(yè)生產(chǎn)時的質(zhì)量穩(wěn)定性，因此有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。
2、由于本發(fā)明用于傳導(dǎo)所述光電轉(zhuǎn)化材料光生電子的所述導(dǎo)電織物是良導(dǎo)體，因此有利于提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)化率。
3、由于所述導(dǎo)電織物經(jīng)由導(dǎo)電一體化處理，可在預(yù)想的適當(dāng)位置上導(dǎo)出電極的引出線，并可方便地對引出線連接點進行電隔絕處理，因此有利于提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)化率，又有利于配合后續(xù)光伏電池的連續(xù)化制造。
4、由于本發(fā)明所述柔性電極可切割、可裁剪、可彎曲、可表面處理，因此，作為構(gòu)造光伏電池的部件，使用靈活有效，設(shè)計創(chuàng)意空間大。
實際上，本發(fā)明所述柔性電極是一種工業(yè)產(chǎn)品，可作為光伏電池的重要部件，供制造光伏電池之用。除了具有以上有益效果外，還具有其他突出的優(yōu)點。下面通過具體實施例子進一步顯示本發(fā)明的有益效果。


圖1a是所述柔性電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1b是圖1中的A-A向結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2a、圖2b是圖1中的B-B向結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3是本發(fā)明一個實施例的導(dǎo)電一體化區(qū)域劃分示意圖。
圖4是本發(fā)明一個實施例的導(dǎo)電一體化區(qū)域劃分示意圖。
具體實施例方式
具體實施例1參照圖1a、圖1b，本實施例所述的柔性電極100，由柔性導(dǎo)電織物層101、柔性導(dǎo)電織物層101的若干條引出線102、以及光電轉(zhuǎn)化材料層103所組成，所述導(dǎo)電織物層101在導(dǎo)電性上連成一體，例如，若在其某一平面上兩個對角點之間形成一條連續(xù)的導(dǎo)電連接線104，則在該平面范圍內(nèi)是電相通的，可在該平面上任意一點導(dǎo)出引出線102，傳導(dǎo)流經(jīng)該平面的全部電流，所述光電轉(zhuǎn)化材料層103完整地覆蓋在所述導(dǎo)電織物層101和引出線連接點1020和引出線連接端部1021的整個表面上。
本實施例中所述導(dǎo)電織物層101由良導(dǎo)體材料絲織造構(gòu)成，或由表面良導(dǎo)體化的半導(dǎo)體材料絲、非金屬導(dǎo)電材料絲、絕緣材料絲織造構(gòu)成，或由良導(dǎo)體材料絲與半導(dǎo)體材料絲、非金屬導(dǎo)電材料絲、絕緣材料絲的一種或二種以上混織構(gòu)成；所述良導(dǎo)體材料絲包括銀絲、金絲、銅絲、鋁絲、鉑絲、鈦絲和不銹鋼絲的一種或二種以上；所述的良導(dǎo)體絲、半導(dǎo)體絲、非金屬導(dǎo)電絲和絕緣材料絲為單絲或多絲紡成的線。
導(dǎo)電織物層101的厚度可以為20微米、50微米、80微米、100微米、150微米、200微米、250微米或300微米，導(dǎo)電織物層101的寬度為50厘米、60厘米、65厘米、70厘米、80厘米、90厘米或100厘米，導(dǎo)電織物層101的長度不限。導(dǎo)電織物層101的光電轉(zhuǎn)化材料層103為由氧化物半導(dǎo)體材料構(gòu)成的薄層，如氧化鈦、氧化鋅的一種或兩種以上混合而成。光電轉(zhuǎn)化材料層103的厚度為0.1微米至10微米。氧化物半導(dǎo)體薄層可以以各種適當(dāng)?shù)姆绞叫纬?，具有高光電轉(zhuǎn)化率所要求的各種微觀結(jié)構(gòu)。
所述導(dǎo)電織物層101由良導(dǎo)體絲編織而成，通過對絲線交織點進行導(dǎo)電連接形成連續(xù)的導(dǎo)電連接線，將全部絲線連接起來，形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)。所述導(dǎo)電連接線104可以呈對角線形“\”、“/”，對角折線形“”、或 也可呈對角曲線形。
本實施例所述柔性電極可進一步進行各種表面處理，例如染料敏化處理或者鈍化處理。
參照圖2a、圖2b，本發(fā)明對導(dǎo)電織物層的疏密度不加限制，因此所述柔性電極可疏可密。在選用疏織導(dǎo)電織物的情況下，所述光電轉(zhuǎn)化材料層103覆蓋在所述導(dǎo)電織物層101表面之后留有網(wǎng)孔；而在選用密織導(dǎo)電織物的情況下，所述光電轉(zhuǎn)化材料層103覆蓋在所述導(dǎo)電織物層101表面時完全或者部分地填充了網(wǎng)孔。另一方面，本發(fā)明對導(dǎo)電織物本身的透光性也不加限制。綜合上述兩種因素，所述柔性電極可以是透光的，半透光的，或者不透光的。當(dāng)所述柔性電極用于光伏電池時，光電轉(zhuǎn)化材料層103的有效受光面積是一個重要因素。由于導(dǎo)電織物的表面是起伏不平的，在本發(fā)明規(guī)定的光電轉(zhuǎn)化材料層103厚度的范圍內(nèi)，即使在選用密織導(dǎo)電織物的情況下，所述光電轉(zhuǎn)化材料層103也基本上隨著導(dǎo)電織物層101的表面狀態(tài)而起伏不平，因此其受光面積會大于表觀面積(即平板狀態(tài)下的面積)；而在選用疏織導(dǎo)電織物的情況下，光線可以透過網(wǎng)孔照射到孔側(cè)甚至孔后的所述光電轉(zhuǎn)化材料層103，因此有利于增加所述光電轉(zhuǎn)化材料層103的受光面積。除非所述導(dǎo)電織物過于疏松，以至于附著過少比例的光電轉(zhuǎn)化材料，而使所述光電轉(zhuǎn)化材料層103的受光面積反而小于表觀面積。因此，通過選擇適當(dāng)疏密度的導(dǎo)電織物層101，配合適當(dāng)厚度的光電轉(zhuǎn)化材料層103，形成適當(dāng)疏密度的柔性電極，可以優(yōu)選得到最大的受光面積。這是本發(fā)明的一個突出的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步。
具體實施例2本實施例的特點是柔性導(dǎo)電織物層101具有若干個引出線連接點1020，該引出線連接點1020用于連接并導(dǎo)出引出線。所述導(dǎo)電織物層101的厚度為5微米、10微米、15微米或20微米，寬度為1厘米、5厘米、10厘米或20厘米，導(dǎo)電織物層的長度不限。所述氧化物半導(dǎo)體材料在所述導(dǎo)電織物層的表面形成完整的薄層，所述薄層的厚度為0.01微米、0.05微米、0.1微米、0.5微米或1微米。其余同具體實施例1。
具體實施例3本具體實施例的特點是所述導(dǎo)電織物層101的厚度為25微米、30微米、50微米、100微米、200微米或300微米，寬度為25厘米、50厘米、100厘米或150厘米，導(dǎo)電織物層的長度不限。所述氧化物半導(dǎo)體材料在所述導(dǎo)電織物層的表面形成完整的薄層，所述薄層的厚度為1.5微米、2.5微米、5微米、10微米、15微米或20微米。其余同具體實施例1或具體實施例2。
具體實施例4本具體實施例的特點是所述導(dǎo)電織物層101的厚度為350微米、400微米、500微米、600微米、800微米或1000微米，寬度為200厘米、250厘米、300厘米、400厘米或500厘米，導(dǎo)電織物層的長度不限。所述氧化物半導(dǎo)體材料在所述導(dǎo)電織物層的表面形成完整的薄層，所述薄層的厚度為25微米、30微米、35微米、40微米、45微米或50微米。其余同具體實施例1或具體實施例2。
現(xiàn)有技術(shù)闡明，微粒密堆積介孔結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)化材料薄層具有更大的表面積，若入射光經(jīng)透射、反射、折射、散射等形式進入該薄層，則可大大增大光電轉(zhuǎn)化材料薄層的受光面積。本發(fā)明可將各種有益的技術(shù)融入所述柔性電極的設(shè)計和制造中，綜合考慮原材料的特性、可成型性、制造工藝、工序、產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)及性能、生產(chǎn)可控性、產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性、安全性、環(huán)保性、生產(chǎn)成本等因素。由于采用物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的導(dǎo)電織物為基材來形成所述光電轉(zhuǎn)化材料層，上述的綜合因素可以得以優(yōu)化考慮和實施。而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來制造光伏電池中的氧化半導(dǎo)體電極，是難以做到這一點的。這又顯示了本發(fā)明的另一個有益效果。
以下舉例詳述所述柔性電極的制造方法。
具體制造方法11)選用柔性導(dǎo)電織物100目不銹鋼織物，單絲正交織造，厚度為250微米，寬度為500毫米，長度為2米；酸洗風(fēng)干；2)導(dǎo)電一體化處理根據(jù)客戶需要或者產(chǎn)品規(guī)格，劃分導(dǎo)電一體化區(qū)域；如圖3所示，本例以0.5米*500毫米為一小區(qū)，將所述導(dǎo)電織物分為4個小區(qū)，在每一小區(qū)平面兩個對角點之間，通過電焊，形成一條連續(xù)的導(dǎo)電連接線104；
3)設(shè)置引出線根據(jù)需要，在每一小區(qū)適當(dāng)部位設(shè)置至少一個引出線連接點，比如本例選取每一小區(qū)寬度方向一側(cè)邊緣的某一點作為引出線連接點，然后通過電焊(或者卯接、織出、導(dǎo)電橡膠接等方式)，導(dǎo)出不銹鋼質(zhì)(或者銅、鋁、銀、鈦質(zhì)等)引出線；4)形成光電轉(zhuǎn)化材料層用浸提方法，將經(jīng)過步驟3)的導(dǎo)電織物用粒度為20納米的氧化鈦溶膠包覆，自然干燥后經(jīng)450℃熱處理30分鐘，自然冷卻，形成厚度約為300納米的光電轉(zhuǎn)化材料層；這樣就制得一個2米*500毫米的柔性電極；5)制得的柔性電極可以進一步以0.5米*500毫米為單位進行切割，成為面積較小的多個柔性電極；須對切口做封閉處理，比如用氧化鈦溶膠封閉。
具體制造方法21)選用柔性導(dǎo)電織物300目不銹鋼織物，單絲正交織造，厚度為50微米，寬度為1000毫米，長度為5米；酸洗風(fēng)干；2)導(dǎo)電一體化處理如圖4所示，以0.2米*500毫米為一小區(qū)，將所述導(dǎo)電織物分為50個小區(qū)，在每一小區(qū)平面兩個對角點之間，通過絲網(wǎng)印刷納米銀無機導(dǎo)電膠進行膠接，形成一條對角線形的連續(xù)的導(dǎo)電連接線；3)設(shè)置引出線選取每一小區(qū)寬度方向一側(cè)邊緣的兩點作為引出線連接點，然后通過導(dǎo)電膠膠接導(dǎo)出銅質(zhì)引出線；4)形成光電轉(zhuǎn)化材料層用浸提方法，將經(jīng)過步驟3)的導(dǎo)電織物先用粒度為5納米的氧化鈦溶膠包覆，自然干燥后，再用粒度為20納米的氧化鈦溶膠包覆，自然干燥后經(jīng)450℃熱處理30分鐘，自然冷卻，形成厚度約為400納米的光電轉(zhuǎn)化材料層；這樣就制得一個5米*1000毫米的柔性電極；5)制得的柔性電極可以進一步以0.2米*500毫米為單位進行切割，成為面積較小的多個柔性電極；須對切口做封閉處理，比如用氧化鈦溶膠封閉。
具體制造方法31)選用柔性導(dǎo)電織物密織鍍銀聚酯織物，多股斜紋，厚度為30微米，寬度為200毫米，長度為20米；酸洗風(fēng)干；2)導(dǎo)電一體化處理以0.2米*200毫米為一小區(qū)，將所述導(dǎo)電織物分為100個小區(qū)，在每一小區(qū)平面兩個對角點之間，通過絲網(wǎng)印刷納米銀導(dǎo)電膠進行膠接，形成一條連續(xù)的導(dǎo)電連接線；3)設(shè)置引出線選取每一小區(qū)寬度方向一側(cè)邊緣的一點作為引出線連接點，然后通過導(dǎo)電膠膠接導(dǎo)出鈦質(zhì)引出線；4)形成光電轉(zhuǎn)化材料層用印刷方法，將經(jīng)過步驟3)的導(dǎo)電織物先用粒度為10納米的銳鈦型氧化鈦溶膠包覆，熱風(fēng)干燥后，再用粒度為25納米的銳鈦型氧化鈦溶膠包覆，熱風(fēng)干燥后經(jīng)120℃熱處理10分鐘，自然冷卻，形成厚度約為600納米的光電轉(zhuǎn)化材料層。這樣就制得一個20米×200毫米的卷裝柔性電極；上述工序2-4可采用卷動方式連續(xù)化制造。
5)制得的卷裝柔性電極可以進一步以0.2米*200毫米為單位進行切割，成為面積較小的多個柔性電極；須對切口做封閉處理，比如用氧化鈦溶膠封閉。
上述工序2-5可采用卷動方式連續(xù)化制造。
以下繼續(xù)舉例詳述所述柔性電極在光伏電池制造中的應(yīng)用。
具體應(yīng)用實例1在兩片面積為210毫米*510毫米的玻璃片之間，相向放置面積各為200毫米*500毫米的一片所述柔性電極(如具體實施例2所示者)和一片作為對電極的表面鍍鉑的鋁箔，兩個電極分別導(dǎo)出引出線至超出玻璃片外沿，用環(huán)氧樹脂密封膠封住玻璃片外沿，只留小口用針筒注射入電解質(zhì)(I2/I-氧化還原體系)，使之充滿兩電極之間，再用環(huán)氧樹脂密封膠封住小口。這樣就制得一個光伏電池。
具體應(yīng)用實例2取用200毫米*500毫米的一片所述柔性電極(如具體實施例2所示者)，先用N3染料進行染料敏化處理，然后在兩片面積為210毫米*510毫米的玻璃片之間，相向放置這片染料敏化柔性電極和一片面積一致的對電極即表面鍍鉑的鋁箔，兩個電極分別導(dǎo)出引出線至超出玻璃片外沿，用環(huán)氧樹脂密封膠封住玻璃片外沿，只留小口用針筒注射入電解質(zhì)(I2/I-氧化還原體系)，使之充滿兩電極之間，再用環(huán)氧樹脂密封膠封住小口。這樣就制得一個染料敏化太陽電池(DSSC)。
具體應(yīng)用實例取用卷裝的所述柔性電極(如具體實施例3所示者)，先用染料進行染料敏化處理，然后和卷裝透光密封聚酯片材以卷動方式層合，再以膠態(tài)電解質(zhì)施膠，與卷裝片狀對電極層合，兩個電極分別導(dǎo)出引出線，再密封層合片的邊沿及對電極的后面。這樣就制得一個卷裝染料敏化太陽電池(DSSC)。卷裝染料敏化太陽電池(DSSC)可進一步切割和封邊，制得面積較小的染料敏化太陽電池(DSSC)。
改變工序進行層合，同樣可用卷動方式連續(xù)化制造光伏電池。這又進一步顯示了本發(fā)明的有益效果。
權(quán)利要求
1.一種用于光伏電池的柔性電極，其特征是包括柔性導(dǎo)電織物層(101)，所述導(dǎo)電織物層(101)中設(shè)置若干個導(dǎo)電引出線連接點(1020)或引出線(1021)，導(dǎo)電織物層(101)的表面覆蓋有光電轉(zhuǎn)化材料層(103)；所述導(dǎo)電織物層(101)通過電連接形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)；所述光電轉(zhuǎn)化材料層(103)覆蓋在導(dǎo)電織物層(101)和引出線連接端的整個外表面、并形成一層完整的薄層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏電池的柔性電極，其特征是所述導(dǎo)電織物層(101)由良導(dǎo)體材料絲織造構(gòu)成，或由表面良導(dǎo)體化的半導(dǎo)體材料絲、非金屬導(dǎo)電材料絲、絕緣材料絲織造構(gòu)成，或由良導(dǎo)體材料絲與半導(dǎo)體材料絲、非金屬導(dǎo)電材料絲、絕緣材料絲的一種或二種以上混織構(gòu)成；所述良導(dǎo)體材料絲包括銀絲、金絲、銅絲、鋁絲、鉑絲、鈦絲和不銹鋼絲的一種或二種以上；所述的良導(dǎo)體絲、半導(dǎo)體絲、非金屬導(dǎo)電絲和絕緣材料絲為單絲，或為多絲紡成的線。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏電池的柔性電極，其特征是所述導(dǎo)電織物層(101)的厚度為5微米至5000微米；寬度為1厘米至500厘米。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏電池的柔性電極，其特征是所述光電轉(zhuǎn)化材料層(103)由氧化物半導(dǎo)體材料構(gòu)成；即由單一氧化物半導(dǎo)體材料構(gòu)成或由二種以上氧化物半導(dǎo)體材料混合而成。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于光伏電池的柔性電極，其特征是所述氧化物半導(dǎo)體材料在所述導(dǎo)電織物層(101)的表面形成完整的薄層，所述薄層的厚度為0.01微米至50微米。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏電池的柔性電極，其特征是所述導(dǎo)電織物層(101)由良導(dǎo)體材料絲編織而成，通過對絲線交織點進行導(dǎo)電連接形成連續(xù)的導(dǎo)電連接線(104)，將全部絲線連接起來，形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)電連接線可以呈對角線形“\”、“/”，對角折線形“”、或 也可呈對角曲線形。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏電池的柔性電極的制造方法，其特征在于包括以下步驟1)選擇導(dǎo)電織物、形成導(dǎo)電織物層(101)，將該導(dǎo)電織物層(101)的表面除污并風(fēng)干；2)對導(dǎo)電織物層(101)進行導(dǎo)電一體化處理通過對絲線交織點進行導(dǎo)電連接形成連續(xù)的導(dǎo)電連接線(104)，將全部絲線連接起來，形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)；3)在所述導(dǎo)電織物層(101)的適當(dāng)部位預(yù)留若干引出線連接點(1020)或者直接導(dǎo)出引出線(1021)；4)選擇氧化物半導(dǎo)體材料，在所述導(dǎo)電織物層(101)的表面上形成光電轉(zhuǎn)化材料薄層(103)，構(gòu)成所述柔性電極(100)；5)制成用于光伏電池的柔性電極(100)成品。
8.如權(quán)利要求7所述的一種用于光伏電池的柔性電極的制造方法，其特征在于前述制造方法的第2)步驟中，對導(dǎo)電織物層(101)劃分導(dǎo)電一體化區(qū)域，形成一個或多個小區(qū)，對每一小區(qū)的絲線交織點進行導(dǎo)電連接處理形成連續(xù)的導(dǎo)電連接線(104)，使每一小區(qū)形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)，同時導(dǎo)電織物層整體也形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7所述的一種用于光伏電池的柔性電極的制造方法，其特征在于前述制造方法的第5)步驟中，將制得的柔性電極進一步以導(dǎo)電一體化小區(qū)為單位進行切割，成為面積較小的多個柔性電極，然后對切口做封閉處理。
10.如權(quán)利要求7所述的一種用于光伏電池的柔性電極的制造方法，其特征在于包括如下步驟1)選用柔性導(dǎo)電織物100目不銹鋼織物，單絲正交織造，厚度為250微米，寬度為500毫米，長度為2米；酸洗風(fēng)干；2)導(dǎo)電一體化處理根據(jù)客戶需要或者產(chǎn)品規(guī)格，劃分導(dǎo)電一體化區(qū)域，以0.5米*500毫米為一小區(qū)，將所述導(dǎo)電織物分為4個小區(qū)，在每一小區(qū)平面兩個對角點之間，通過電焊，形成一條連續(xù)的導(dǎo)電連接線(104)；3)設(shè)置引出線根據(jù)需要，在每一小區(qū)適當(dāng)部位設(shè)置至少一個引出線連接點(1020)，選取每一小區(qū)寬度方向一側(cè)邊緣的某一點作為引出線連接點，然后通過電焊或者卯接、織出或?qū)щ娔z膠接方式，導(dǎo)出不銹鋼質(zhì)或者銅、鋁、銀、鈦質(zhì)引出線(1021)；4)形成光電轉(zhuǎn)化材料層(103)用浸提方法，將經(jīng)過步驟3)的導(dǎo)電織物用粒度為20納米的氧化鈦溶膠包覆，自然干燥后經(jīng)450℃熱處理30分鐘，自然冷卻，形成厚度約為300納米的光電轉(zhuǎn)化材料層(103)；制得柔性電極(100)；5)制得的柔性電極(100)可以進一步以0.5米*500毫米為單位進行切割，成為面積較小的多個柔性電極，對切口做封閉處理，用氧化鈦溶膠封閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于光伏電池的柔性電極，其結(jié)構(gòu)特點是包括柔性導(dǎo)電織物層(101)，所述導(dǎo)電織物層(101)中設(shè)置若干個導(dǎo)電引出線連接點(1020)或引出線(1021)，導(dǎo)電織物層(101)的表面覆蓋有光電轉(zhuǎn)化材料層(103)；所述導(dǎo)電織物層(101)通過電連接形成導(dǎo)電一體化結(jié)構(gòu)；所述光電轉(zhuǎn)化材料層(103)覆蓋在導(dǎo)電織物層(101)和引出線連接端的整個外表面、并形成一層完整的薄層。本發(fā)明有較大的自由空間選用導(dǎo)電織物層，因此有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本；有利于提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)化率；有利于配合后續(xù)光伏電池的連續(xù)化制造。
文檔編號H01L31/18GK1925172SQ200610122198
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日
發(fā)明者邢憲生 申請人:邢憲生