[发明专利]染料敏化太阳能电池单元、光伏充电器以及用于生产太阳能电池单元的方法

说明书

本发明涉及一种染料敏化太阳能电池单元(1)，包括：工作电极，该工作电极包括多孔的光吸收层(10)；多孔的第一传导层(12)，第一传导层(12)包括用于从光吸收层(10)提取光生电子的传导材料；由绝缘材料制成的多孔绝缘层(105)；对电极，对电极包括形成在多孔绝缘层(105)的相对侧面上的多孔催化传导层(106)，以及离子基电解质，离子基电解质用于将电子从对电极转移到工作电极，并且离子基电解质布置在多孔的第一传导层(12)、多孔催化传导层(106)和多孔绝缘层(105)的孔中，其中，第一传导层(12)包括形成在传导材料的表面上的绝缘氧化物层(109)，多孔催化传导层(106)包括传导材料(107')和分布在传导材料中的用于改善电子从传导材料(107)到电解质的转移的催化粒子(107)。

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池单元。本发明还涉及一种光伏充电器，该光伏充电器特别适合于对包括染料敏化太阳能电池单元的电子装置进行充电。

背景技术

太阳能电池长期以来被用于将光能转换为电力。太阳能电池板用于吸收阳光作为能量来源来生成电力。太阳能电池板包括串联连接的多个太阳能电池。在大型太阳能园区中，经常将大量太阳能电池板布置在一起，以生产电力至电力供给网络。

太阳能电池的生产变得越来越有效且更便宜。因此，自然地，公司正在制造至少部分地由太阳能电池供电的各种各样的消费产品。如今，许多便携式电子装置都设置有存储能量的内置可再充电的电池，以及被布置为向电池供电以对电池进行充电的光伏充电器。光伏充电器或太阳能充电器利用太阳能来向装置供给电力并对电池充电。这种便携式装置的示例是平板电脑、移动电话、头戴式耳机和计算器。当使用太阳能电池时，补充装置的电池，使得在需要从外部源对装置进行充电之前增加使用时间。取决于光伏充电器的效率和装置的功耗，甚至可以废弃利用外部源对装置充电的需要，且装置于是仅由太阳能供电。例如，小型计算器通常仅由光伏充电器供电。

现今，市场上的光伏充电器使用各种类型的太阳能电池板，从效率在7-15范围内的薄膜电池板到提供高达18的效率的稍微更高效的单晶电池板。通常使用标准测试条件STC来测试效率，标准测试条件STC是用于测试太阳能电池板的条件的工业标准。在STC中，辐照为1000W/m²，温度为25℃，空气质量为1.5。作为示例，提供200W/m²的输出功率的太阳能电池板具有20％的效率。这些条件模拟了太阳能电池板在夏日无云的外界条件下的效率。室内光的波长光谱不同于室外光的波长光谱。例如，由于玻璃窗户过滤UV光并且室内灯具主要产生可见范围内的光，因此室内光中常常缺少可见范围外的波长。因此，在外界条件下测量的太阳能电池板的效率不能应用于室内条件。典型的人眼将响应约390至700nm的波长，并且室内光大多在可见光谱内。

在GeorgiaApostolou等人的文章“Comparison ofthe indoorperformance of12commercial PVproducts by a simple model(通过简单模型比较12种商业PV产品的室内性能)”中，解释了室内照明与室外照明如何不同。该文章的作者指出，在双层玻璃隔热窗户的情况下，在距离窗户1米和5米处的辐射功率的减少分别为约70％和97％。该文章表明，现今太阳能电池板在室内照明中损失了它们的许多效率。因此，那些太阳能电池板的缺点在于它们在低光强度下具有低效率。

用于为电子装置供电的现有太阳能电池板的其它缺点是它们中的一些有毒、具有差的机械性能并且昂贵。

OnBeat有限公司的GB2510451(A)示出了一对由太阳能电池供电的头戴式耳机。柔性太阳能电池板设置在头带的外表面上和耳机上。头戴式耳机还可以用于利用所存储的太阳能来向外部装置供电。对于旁观者来说，视觉上明显的是OnBeat头带被太阳能电池板覆盖，但是没有指定太阳能电池的类型。