染料敏化型太陽能電池的概念及其構(gòu)成介紹

　　染料敏化納米晶太陽能電池（DSSC）因其制造成本遠(yuǎn)低于單晶硅和多晶硅太陽能電池，在石油資源緊張的現(xiàn)代備受矚目，是繼燃料電池之后新能源開發(fā)又一熱點(diǎn)。在實(shí)用化過程中，電解液的密封是一個(gè)至關(guān)重要又難于解決的關(guān)鍵技術(shù)。本文就電解液密封的技術(shù)要求介紹了三鍵開發(fā)的紫外線固化型密封膠。

　1 染料敏化太陽能電池的概念

　　染料敏化型納米晶太陽能電池（Dye-Sensitized Solar Cell，中國簡稱為DSSC，日本一般簡稱為DSC，本文簡稱為DSSC）是利用多孔納米結(jié)晶二氧化鈦中吸附的染料吸收太陽光而發(fā)電的電池。是瑞士科學(xué)家Gr?tzel等人于1991年首次發(fā)表在最高學(xué)術(shù)刊物“Nature”上，率先將總能量轉(zhuǎn)化效率提高到硅光伏電池的水平7%，而在漫反射日光下的總能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)12%，引起學(xué)界轟動(dòng)，因此又被稱為Gr?tzel電池。主要技術(shù)突破是采用了多孔納米結(jié)晶二氧化鈦吸附固定具有廣泛可視光吸收波長（480—600 nm）的紅染料Ru（dcbpy）2（NCS）2，最大限度地提高了光吸收效率。近年來隨著研究的深入，光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過10%，達(dá)到實(shí)用化要求。DSSC使用的原料為廉價(jià)易得的TiO2半導(dǎo)體，制備簡單，可以利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，制造成本僅為傳統(tǒng)光伏電池的1/5-1/10，還可以做成各種顏色的太陽能電池板，極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，各國均投入巨資進(jìn)行基礎(chǔ)和實(shí)用化研究。其中如何解決DSSC的長期室外耐久性和安定性是目前實(shí)用化遇到的最大課題，而電池面板的密封是其中關(guān)鍵技術(shù)之一。

　2 染料敏化型太陽能電池的構(gòu)成

　　如圖-1所示，DSSC的構(gòu)成非常簡單。染料敏化型太陽能電池是在附有透明導(dǎo)電性膜玻璃（ITO玻璃）基板上涂敷納米晶二氧化鈦，在450℃高溫下燒結(jié)形成正極。二氧化鈦層厚度為10-15?，因多孔，實(shí)效表面積是基板外觀面積的1000倍以上，空孔內(nèi)吸附固定可與二氧化鈦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的染料Ru（dcbpy）2（NCS）2。另外，在ITO玻璃基板上蒸鍍白金形成負(fù)極，然后在兩極間灌注具有氧化還原作用的電解液構(gòu)成電池單元。

　　其預(yù)想制造工藝如圖-2所示，首先對(duì)透明導(dǎo)電玻璃進(jìn)行外框密封，然后相互貼合，注入電解液，最后密封注入口，這與傳統(tǒng)LCD面板制造工藝非常相似。因此可以利用現(xiàn)有設(shè)備制造DSSC，大大減少了初期設(shè)備投資。