[发明专利]一种储能光伏电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，涉及一种太阳能电池及其制备方法，具体地说是一种储能光伏电池及其制备方法。

背景技术

目前，随着能源和环境危机日益严重，寻求新的可再生能源正在成为一项亟待解决的问题。太阳能取之不尽用之不竭，而且绿色可再生，已经被广泛应用于工业、农业、军事领域、航天领域、家用电器以及公用设施等领域，但由于其成本相对较高，大规模使用受到经济上的限制。染料敏化二氧化钛薄膜太阳能电池具有成本低、无环境污染、制作工艺简单、稳定性好等优点，成为硅太阳能电池最有前景的替代电池。

染料敏化二氧化钛薄膜太阳能电池的工作原理为：当太阳光照射到电池表面时，吸附在二氧化钛光电极表面的染料分子受到激发由基态S跃迁到激发态S*,然后将一个电子注入到二氧化钛导带内，此时染料分子自身转变为氧化态S+。注入到二氧化钛层的电子富集到导电基底，并通过外电路流向对电极,形成电流。处于氧化态的染料分子氧化溶液中的电子给体(此种在电解质溶液中的电子给体),自身恢复为还原态，使染料分子得到再生。被氧化的电子给体扩散至对电极,在电极表面被还原,从而完成一个光电化学反应循环。

但是，现有的太阳能电池一般只是光能转化器，仅仅把太阳能转化为电能输出，而对于电能的储存仅仅是在外部附加一个单一功能的储能器件，由于外加器件不易携带，直接限制了太阳能电池小型化的发展。

发明内容

本发明旨在提供一种具有光能转换和能量储存双项功能的储能光伏电池及其制备方法，不仅将光能转化为电能，同时将电能储存起来并用于输出。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供了一种储能光伏电池，所述储能光伏电池包括顶面导电玻璃衬底和底面导电玻璃衬底，且自顶面导电玻璃衬底的导电面至底面导电玻璃衬底的导电面之间依次设置有正极层、第一电解液层、隔膜、第二电解液层和负极层；所述正极层的材料组成为原位生成的均匀富炭TiO₂；所述均匀富炭TiO₂是将酯类、乙醇、酸类、甲醛水溶液、间苯二酚、丁二酸、十六烷基三甲基溴化铵按质量比9-24:8:9:10-20：10：1-2:0.1制备而成的富炭TiO₂，所述甲醛水溶液中甲醛的质量分数为35%；所述负极层的材料组成为储能材料，选自碳材料、聚苯胺。

优选的，所述正极层的厚度为50-600μm。

优选的，所述酯类选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯中的一种；所述酸类选自浓硫酸、浓硝酸中的一种；所述碳材料选自炭气凝胶、乙炔黑、聚偏氟乙烯中的两种或三种。

优选的，所述第一电解液层、第二电解液层均由液态电解液构成；所述液态电解液选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的一种与一甲基三乙基四氟硼酸铵、四乙基四氟硼酸铵中的一种按体积比为1:1的比例形成的混合物。

优选的，所述隔膜选自聚丙烯膜、隔膜纸或高分子半透膜中的一种。

本发明还提供了一种储能光伏电池的制备方法，按如下步骤操作：

a、将滴加过粘合剂的均匀富炭TiO₂研磨至粘稠状，一次性涂覆在顶面导电玻璃衬底的导电面上，130℃下烘干形成富炭TiO₂层，然后将所述顶面导电玻璃衬底浸泡在光敏染料中12-24小时后烘干形成正极层；

将滴加过粘合剂的储能材料粉体研磨至粘稠状，一次性涂覆在底面导电玻璃衬底的导电面上，130℃下烘干形成负极层；

b、在正极层和负极层之间插入隔膜，压合后注入液态电解质，分别在正极层与隔膜之间形成第一电解液层、在负极层与隔膜之间形成第二电解液层，再将构成的层结构在外周进行密封形成储能光伏电池。

优选的，所述光敏染料选自N3、N719、C106；所述粘合剂选自N-甲基吡咯烷酮或0.15mol/L的醋酸。

所述粘合剂的添加量以使得滴加过粘合剂的物料能研磨至粘稠状即可。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：