丝网印刷制备染料敏化太阳能电池方法的研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shazi009
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染料敏化太阳能电池(DSSC)作为新型的太阳能电池,以其简单的制造工艺、低廉的成本、相对较高的光电转换效率等优点,自诞生以来就成为了相关研究人员的焦点,并被认为是能够替代已经商业化的传统硅光电池的下一代太阳能电池,具有良好的发展前景。而如何使用简单的工艺对染料敏化电池进行大规模的工业级制造,是这种新型太阳能电池实现商业化所必须要克服的难题之一。本文研究并设计了一种新型的染料敏化电池制备方法,这种方法仅仅只需要使用丝网印刷这一简单的工艺技术,就能够制备并组装一块染料敏化电池。用这种方法能够使得大规模工业制造太阳能电池成为可能。  本文通过聚丙烯酸树脂III作为液态电解质的凝胶剂以形成准固态电解质,并在其中加入甲苯作为致孔剂形成液态电解质的通道,从而提高了准固态电解质的离子迁移率。研究结果表明,在1ml乙醇中溶解0.14g聚丙烯酸树脂III后,在溶液中再添加0.6g甲苯作为致孔剂,加入1ml液态电解质后自然挥发形成的准固态电解质可以形成良好的结构,方便在其上进行丝网印刷。  与此同时,实验配置了可以在常温条件下挥发成膜的对电极碳浆料,可以在准固态电解质上直接进行丝网印刷制备电池对电极。而为了能够通过丝网印刷形成光滑的对电极膜,新型材料氟化石墨被引入碳浆料中,可以有效的防止对电极膜在干燥的过程中开裂。  本文研究了致孔剂的含量对于最终电解质的影响,以及对电极丝网印刷的成膜条件,并最终使用这个方案成功制备出染料敏化电池。经过测试,所制备的有效面积为6mm*6mm的染料敏化太阳能电池,其短路电流密度Jsc=0.385mA/cm2,开路电压Voc=661mV,填充因子FF=0.42,最终光电转换效率Eff=1.08%。
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