[发明专利]基板电极结构的制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于基板电极结构的制造方法，特别有关于提升染料敏化太阳电池输出电流与输出功率的方法。

背景技术

染料敏化太阳电池(Dye-Sensitized Solar Cell，简称DSSC)或称为染料增感型太阳电池，具有成本低、效率高、制作简易以及可塑性高等优势，且室内光源可发电、不受日照角度影响等特点。传统染料敏化太阳电池的结构包含基板(玻璃或薄膜基板)、透明导电膜、工作电极(含半导体层与染料)、电荷传输材料(电解质)，和由基板上镀有透明导电膜、铂触媒之相对电极等所构成。由于染料敏化太阳电池次模块目前的输出效率约只有6-8％，且输出功率尚不够高。提升染料敏化太阳电池次模块的效率与输出功率为目前开发的一大重点。

在制造染料敏化太阳电池的次模块电池时，一般会使用网印法印刷银线与保护银线的保护胶于导电基板上。一般在制造工艺设计上，在工作电极与银线保护胶之间，会预留特定的空间，却因此降低了次模块工作电极的活性面积。

另外，电泳沉积法具有快速成膜速度、设备简单且可以沉积在具有导电性的各种形状的物体上等优点。因此，在已知技术中亦被选择用来制备染料敏化太阳电池的TiO₂电极。广义上电泳沉积法是属于胶体工艺的一种，通过控制胶体粒子的表面状态，使其均匀分散悬浮于溶液中，再将两电极浸入悬浮液中，并于两电极间施加直流电场，使表面带有电荷的粒子在电场的作用下，朝向与本身电性相反的电极方向移动，最终沉积于基板上，而形成一镀层。

中国专利第CN 1763261A号揭露一种以定电位方式电泳沉积TiO₂膜于玻璃导电基板上的方法。所述具有电极结构的导电基板可应用于染料敏化太阳电池。然而，传统电泳沉积TiO₂膜的方法具有许多技术上的限制，例如必须以定电压方式制备TiO₂电极，限制在电泳槽的阴极沉积，电泳液中需含有盐类电解质，以及需要再经400-500℃或微波处理电极，使得单纯以电泳沉积法无法得到所欲的电极品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基板电极结构的制造方法。

本发明的一实施例提供一种基板电极结构的制造方法，包括：提供一基板，其上面具有一图案化金属层定义出一电极区域，其中一保护胶覆盖该图案化金属层，且一电极层填充在该电极区域内；以及实施一填补步骤以沉积一纳米氧化物于该电极层上，使其填满整个电极区域。

本发明另一实施例提供一种基板电极结构的制造方法，包括：提供一透明导电基板，其上面具有一图案化金属层定.义出一电极区域，其中一保护胶覆盖该图案化金属层，且一电极层填充于该电极区域内、其中该电极层包含一细粒径电极次层和一粗粒径电极次层；实施一第一电泳沉积步骤沉积细粒径的纳米氧化物颗粒于该电极层与该保护胶之间的间隙；以及实施一第二电泳沉积步骤沉积粗粒径的纳米氧化物颗粒于该电极层与该保护胶之间的间隙。

本发明的各实施例主要利用电泳沉积法填补工作电极与银线保护胶之间空隙，提升工作电极的活性面积，并作为染料敏化太阳电池的工作电极以提高组件的输出电流与输出功率。

为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1显示本发明的实施例中电泳沉积设备10的示意图；

图2A和2B显示根据本发明的实施例的基板电极结构的制造方法示意图；

图3显示根据本发明实施例的基板电极结构的入射波长和入射光子-电子转换效率(IPCE)的比较结果。

【主要组件符号说明】

10～电泳沉积设备；

12～电泳溶液槽体；

14～阴极；

15～带电荷的氧化物粉体；

16～阳极；

18～溶剂；

20～直流电源供应器；

D～两电极间的距离；

102～基板；

104～图案化金属层；

106～保护胶；

110～电极层；

112～细粒径电极次层；

114～粗粒径电极次层；

120～电泳沉积纳米氧化物层；

122～细粒径的纳米氧化物颗粒；

124～粗粒径的纳米氧化物颗粒；

A～电极区域；

B～实际印刷的电极层面积。

具体实施方式