染料敏化太阳能电池模块及其制造方法和车辆部件及车辆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种染料敏化太阳能电池模块及其制造方法。染料敏化太阳能电池模 块可包括具有减小的厚度的无碱薄玻璃，而不是传统的碱石灰，作为制造染料敏化太阳能 电池模块的玻璃材料，使得染料敏化太阳能电池模块的工作电极和对电极可具有减小70% 至80%的厚度和重量，没有玻璃的弯曲现象或性能劣化。运样，本发明的染料敏化太阳能电 池模块可适当地用作需要减小重量的车用部件。
【背景技术】
[0002] 染料敏化太阳能电池通常包括光电极、集电极、对电极、密封剂、染料和电解液、W 及涂有透明导电材料的玻璃材料。染料敏化太阳能电池已经引起了许多关注。虽然染料敏 化太阳能电池具有比娃太阳能电池小的光电转换效率，但是染料敏化太阳能电池可在内部 使用，用1/3价格的较低成本制造，并此外可采用多种颜色。然而，为了将染料敏化太阳能 电池应用于车辆，染料敏化太阳能电池应具有柔性且其厚度和重量应减小，W根据环曲率 附设染料敏化太阳能电池。为此，应减小对厚度和重量具有最大影响的玻璃材料的厚度和 重量。例如，在相关技术领域中，已使用高分子材料，例如阳T、PI、PEN，等等，并已使用具有 1. Omm或更小的厚度的薄玻璃。然而，高分子材料可能具有例如缺少高溫稳定性的缺点，使 得需要降低涂在衬底上的所有材料的烧结溫度。
[000引因此，已经研究了使用具有1. Omm或更小的厚度的薄玻璃的方法。已主要且通常 使用具有在2. Omm至2. 5mm的范围内的厚度的碱石灰透明导电玻璃，作为在染料敏化太阳 能电池中使用的玻璃衬底，因为薄染料敏化太阳能电池需要具有1. Omm或更小的厚度的透 明导电薄玻璃，已使用厚度减小的碱石灰透明导电玻璃来制造该衬底。然而，为了用纳米颗 粒形成用于光电极的材料（例如二氧化铁（Ti化)）、用于对电极的材料（银（Ag))、用于对 电极的材料（销（Pt))，等等，在400°C至600°C的范围内的高溫下执行烧结处理，然而，在烧 结处理过程中可能出现碱石灰透明导电薄玻璃的劣化或弯曲现象。
[0004]图1示出了染料敏化太阳能电池的玻璃衬底，其中，在碱石灰玻璃13的一个表面 上施加FTO透明电极11。当如图所示从左侧开始将溫度变成25°C、200°C、400°C和25°C时， 示出了玻璃衬底的形式。当对其施加FTO透明电极11的碱石灰玻璃13按照独特的热膨 胀系数经历快速溫度变化时，可能由于膨胀/收缩度的差异而出现弯曲或劣化现象。当在 大约200°C的溫度下加热玻璃衬底时，玻璃衬底可根据独特的热膨胀系数按照碱石灰玻璃 13和FTO透明电极11的差胀而稍微弯曲。当通过增加溫度而加热玻璃衬底并保持在大约 400°C的溫度下，膨胀度可变成饱和度。当再次将玻璃衬底冷却至室溫时，在碱石灰玻璃13 或FTO透明电极11可不同程度地收缩的同时，碱石灰玻璃可弯曲。 阳0化]相关技术领域中的韩国专利未审查公开号2014-0064247公开了一种太阳能电池 衬底，其由碱石灰玻璃、低铁玻璃和无碱玻璃中的任何一种玻璃制成。详细地，包括在金属 锥上合成石墨締的步骤、在合成的石墨締上形成Ti化（其是太阳能电池部件）并去除金属 锥的步骤、W及制造太阳能电池的步骤。然而，在从石墨締转移到玻璃衬底上时，或在转移 之前在Ti化上涂覆脱模层时，可能损坏光电极，和/或可能增加该过程的价格/时间。
[0006] 此外，日本专利注册号5366154公开了一种太阳能电池，其在由无碱玻璃、低碱玻 璃、陶瓷或塑料制成的衬底和下电极层之间包括娃酸层。详细地，公开了一种通过相继层压 CIS基光电转换层和上电极层而形成的太阳能电池，但是由于使用了不同的半导体化合物， 所W可能难W在形成薄膜时精确地控制太阳能电池，并且，大尺寸模块的转换效率可能低 于小尺寸模块的转换效率。
[0007] 因此，需要开发出一种通过节省现有模块的厚度和重量并防止高溫下的弯曲现象 而适合于应用于车辆等的染料敏化太阳能电池。
[0008] 在此【背景技术】部分中公开的W上信息仅用于增强对本发明的【背景技术】的理解，因 此，其可包含并不形成本国的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0009] 本发明已经努力解决与现有技术相关的上述问题。
[0010] 在优选方面中，可使用具有减小的厚度的无碱薄玻璃，而不是传统的碱石灰，作为 制造染料敏化太阳能电池模块的玻璃材料。特别地，染料敏化太阳能电池模块的工作电极 和对电极可具有减小70%至80%的厚度和重量，没有玻璃的弯曲现象或性能劣化。运样， 本发明的染料敏化太阳能电池模块可适当地用作需要减小重量的车用部件。
[0011] 如本文中所使用的，术语"无碱"可指的是不包含任何碱金属元素（元素周期表的 I族元素，例如裡、钢和钟）的材料或物质。
[0012] 如本文中所使用的，"薄玻璃"可具有大幅减小的厚度，其可小于1. Ornm,小于 0. 9mm，小于0. 8mm，小于0. 7mm，小于0. 6mm，小于0. 5mm,小于0. 4mm.小于0. 3mm，小于 0. 2mm，或小于 0. 1mm。
[0013] 另外，本发明提供一种没有玻璃衬底的弯曲现象和性能劣化的染料敏化太阳能电 池模块。
[0014] 此外，本发明还提供一种玻璃衬底的厚度和重量减小的染料敏化太阳能电池模块 及其制造方法。
[0015] 此外，本发明还提供一种车辆的部件，例如车顶，其可包括如本文中所述的可适当 地应用于重量减小的车辆的染料敏化太阳能电池模块。
[0016] 在一个方面中，本发明提供一种染料敏化太阳能电池模块，包括：工作电极，该工 作电极包括工作电极透明导电薄膜和工作电极的保护层，该工作电极的保护层包括光电极 和工作电极的集电极；对电极，该对电极包括对电极透明导电薄膜和对电极的保护层，该对 电极的保护层包括催化电极和对电极的集电极；W及电解液。特别地，工作电极的保护层 和对电极的保护层可分别层压在工作电极透明导电薄膜和对电极透明导电薄膜上。此外， 工作电极透明导电薄膜和对电极透明导电薄膜中的每个可包括层压在无碱薄玻璃上的FTO 透明电极层。工作电极和对电极可布置为彼此相对且通过密封剂粘合，并且在形成于工作 电极和对电极之间的空间中可填充电解液。
[0017] 如本文中所使用的，"薄膜"指的是单层或多层材料，例如透明导电材料，具有在从 纳米级到几毫米级的范围内的总厚度。组成薄膜的材料可W固相或液相适当地层压或涂覆 在衬底上，不限制其制造或制作方法。 阳01引优选地，工作电极透明导电薄膜和对电极透明导电薄膜中的每个可具有在0.1 mm 至1. Omm的范围内的厚度，光电极可具有在4ym至15ym的范围内的厚度，染料敏化太阳 能电池模块的总厚度在0. 2mm至4. Omm的范围内。
[0019] 在另一方面中，本发明提供一种用于制造染料敏化太阳能电池模块的方法。该方 法可包括：通过在碱性薄玻璃上层压FTO透明电极层来分别制造工作电极透明导电薄膜和 对电极透明导电薄膜；通过在工作电极透明导电薄膜上层压工作电极的保护层来形成工 作电极，该工作电极的保护层包括光电极和工作电极的集电极；通过在对电极透明导电薄 膜上层压对电极的保护层来形成对电极，该对电极的保护层包括催化电极和对电极的集电 极；将工作电极和对电极布置为彼此相对；通过密封剂粘合工作电极和对电极；W及将电 解液通过电解液入口注入到由密封剂密封的形成于工作电极和对电极之间的空间中，并密 封电解液入口的开口，W制造染料敏化太阳能电池模块。
[0020] 可在对电极的两个边缘处形成电解液入口。
[0021] 特别地，可将工作电极和对电极布置为具有一空间，然后在该空间中在工作电极 和对电极之间填充电解液。
[0022] 工作电极透明导电薄膜和对电极透明导电薄膜中的每个可具有在0.1 mm至1. Omm 的范围内的厚度，光电极具有在4ym至15ym的范围内的厚度。
[0023] 本发明的方法可进一步包括：当形成工作电极时，吸附光电极上的染料。
[0024] 电解液入口的尺寸可在0. 5mm至1. 5mm的范围内。 阳0巧]当分别形成工作电极和对电极时，热处理溫度可在400°C至600°C的范围内。 阳026] 染料敏化太阳能电池模块的总厚度可在0. 2mm至4. Omm的范围内。
[0027] 在又一方面中，本发明提供一种车辆部件，其包括如本文中所述的染料敏化太阳 能电池模块。例如，该车辆部件可W是车辆的车顶。此外提供包括如本文中所述的染料敏 化太阳能电池模块的车辆。
[0028] 根据本发明，可采用具有减小的厚度的无碱薄玻璃，而不是传统的碱石灰，作为制 造染料敏化太阳能电池模块的玻璃材料，使得染料敏化太阳能电池模块的工作电极和对电 极可具有减小70%至80%的厚度和重量，没有玻璃的弯曲现象或性能劣化。特别地，该染 料敏化太阳能电池模