【染料敏化纳米晶太阳能电池用密封胶】
染料敏化纳米晶太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC)是一种利用多孔纳米结晶二氧化钛中吸附的染料吸收太阳光发电的电池,由瑞士科学家Gratzel等人在1991年首次提出。这种电池因其制造成本远低于传统的单晶硅和多晶硅太阳能电池,且光电转换效率已超过10%,因此备受关注。DSSC主要由透明导电玻璃(ITO玻璃)基板上的纳米晶二氧化钛正极、染料Ru(dcbpy)(NCS)、负极铂电极以及含氧化还原作用的电解液构成。
在DSSC的实际应用过程中,电解液的密封是至关重要的技术环节,也是目前实现商业化面临的主要挑战之一。由于电解液是湿式的,含有碘和碘化物,对密封胶有着特殊要求。理想的密封胶需要具备以下特性:
1. **耐化学性**:能够抵抗电解液中碘化物和其他成分的腐蚀,确保电池组件的长期稳定。
2. **紫外线固化**:使用紫外线固化树脂作为密封胶,可以快速固化,提高生产效率,同时减少有害物质的排放。
3. **良好粘接性**:密封胶需与ITO玻璃和电池组件的其他材料有良好的粘接力,确保电池结构的完整性。
4. **耐候性**:由于太阳能电池需要在户外长时间暴露,密封胶必须具有优异的耐紫外线、耐热、耐冷、耐湿等耐候性,以保证电池的使用寿命。
5. **机械强度**:提供足够的机械强度,防止因温度变化或外力导致的电池组件开裂。
6. **光学透明性**:为了最大限度地捕捉太阳光,密封胶需要保持一定的透明度,不影响光线的透过。
三键公司开发的紫外线固化型密封胶就是针对这些要求设计的,它可以有效地解决电解液的密封问题,提高染料敏化纳米晶太阳能电池的性能和稳定性。通过优化密封工艺,可以降低电池制造成本,推动DSSC的商业化进程。
DSSC的制造工艺包括对透明导电玻璃的外框密封、两片玻璃的相互贴合、注入电解液,最后密封注入口。这种工艺类似于LCD面板的制造,可以利用现有的生产设备,降低了初期投资。
未来,染料敏化纳米晶太阳能电池的发展方向将集中在提高光电转换效率、增强电池的稳定性、降低成本以及实现大规模生产。随着技术的进步和新材料的开发,密封胶的性能将进一步优化,为染料敏化纳米晶太阳能电池的广泛应用打下坚实基础。