[发明专利]光生伏打装置、用二氧化钛粒子制作该装置的制造方法、和使用该装置的染料敏化的太阳能电池

说明书

技术领域

[0001]

本发明涉及光生伏打装置、用二氧化钛粒子制作该光生伏打装置的制造方法、和使用该光生伏打装置的染料敏化的太阳能电池。在该光生伏打装置中，二氧化钛粒子被分散在导电膜中。

背景技术

[0002]

近年来，染料敏化的太阳能电池，被作为低成本的太阳能电池而备受关注。这种染料敏化太阳能电池具有穿过碘溶液的电化学电池结构，不用硅半导体。作为适合该太阳能电池电极使用的多孔膜材料，是使用二氧化钛粒子。现在，作为染料敏化太阳能电池的电极，广泛使用包括锐钛矿型TiO₂烧结体的多孔电极。

另一方面，是研发其他类型的染料敏化太阳能电池，其中把第二金属氧化物薄膜，诸如SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂之类，涂覆在TiO₂膜上。(例如，参见Journal of American Chemical Society，2，125，2003，p.475-482)。在该染料敏化太阳能电池中，电池性能比只用TiO₂膜的太阳能电池有所改进。此外，该第二金属氧化物薄膜，是通过把TiO₂膜浸入金属氧化物的起始溶液中并烧结而形成的。

发明内容

本发明要解决的问题

[0003]

但是，在上面非专利参考文献所示的常规染料敏化太阳能电池中，存在的问题是，由于在TiO₂膜上形成第二金属氧化物薄膜，增加了整个电池的厚度。

另外，在上面非专利参考文献所示的常规染料敏化太阳能电池中，存在的另一个问题是，由于必须把TiO₂膜浸入金属氧化物起始溶液中，以形成第二金属氧化物薄膜，增加了许多生产工艺。

本发明的目的，是提供一种光生伏打装置，它能改进短路电流密度和光电转换效率，而不使整个电池的厚度增厚和增加制造工艺数。另外，本发明的目的，还提供一种用二氧化钛粒子制作光生伏打装置的制造方法，和使用该光生伏打装置的染料敏化的太阳能电池。

解决问题的措施

[0004]

按照权利要求1的本发明，是改进的光生伏打装置，它包括光可透射的基础材料31和在该基础材料上形成的并吸收染料41d的多孔膜41b，如图1中所示。

本发明的特征在于，吸收染料41d的多孔膜41b，包括含有氧化铝的二氧化钛粒子41c。

在权利要求1说明的光生伏打装置中，因为二氧化钛粒子41c包含氧化铝，可以防止染料41d上产生的电子(e^-)向后流向电解液溶液33，所以改进光生伏打装置30的光电转换效率。

按照权利要求2的发明是按照权利要求1的发明，并且进一步具有的特征是，该二氧化钛粒子是搀有氧化铝的二氧化钛粒子。

在权利要求2说明的光生伏打装置中，因为二氧化钛粒子搀有氧化铝，可以防止染料上产生的电子(e^-)向后流向电解液溶液，所以改进光生伏打装置的光电转换效率。

按照权利要求3的发明是按照权利要求1的发明，并且进一步具有的特征是，该二氧化钛粒子41c，是第一类二氧化钛粒子和第二类二氧化钛粒子的混合粒子，如图1中所示。该第一类二氧化钛粒子搀有氧化铝，而该第二类二氧化钛粒子不搀氧化铝。

在权利要求3说明的光生伏打装置中，因为二氧化钛粒子41c包含搀有氧化铝的第一类二氧化钛粒子，可以防止染料41d上产生的电子向后流向电解液溶液33，所以改进光生伏打装置30的光电转换效率。另外，因为二氧化钛粒子41c包含不搀氧化铝的第二类二氧化钛粒子，增加多孔膜41b每单位体积的比表面面积，增加被吸收的染料的量，从而使短路电流密度变高。因此改进光电转换效率。此外，当一种第一类二氧化钛粒子和一种第二类二氧化钛粒子的混合比改变时，容易调整二氧化钛粒子41c中的氧化铝含量，这里的第一类二氧化钛粒子搀有预定量的氧化铝，而第二类二氧化钛粒子不搀氧化铝。

[0005]