专利名称：狭缝型立体光伏电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光伏电池，特别是涉及一种狭缝型立体光伏 电池。属于太阳电池技术领域。
背景技术：
利用太阳能，是当今社会解决能源和环境问题的重要措施。光伏 电池将太阳光直接转化为电能，其中以氧化物半导体电极为基础的光 伏电池，近年来被大力推向实用阶段。
以氧化物半导体电极为基础的光伏电池，其构造和原理是在一 个密闭空间，相向设置一个氧化物半导体电极和一个对电极，在两个 电极之间充满传递电子的电解质。当氧化物半导体电极受到太阳光辐 射时，作为光电转化材料的氧化物半导体材料产生电子和空穴的分 离，其中电子通过负载传送到对电极，而电解质将电子输往空穴，并 在对电极得到电子，此循环周而复始，光电流便连续产生。由于适用 的氧化物半导体材料具有宽禁带，需要阳光中能量较高的紫外线激 发，才能产生上述光电转化过程，因此阳光利用效率低。1991年， 瑞士的Gratzell提出技术方案，采用纳米微晶介孔氧化钛材料作为 电极的光电转化材料，并进行表面处理，在氧化钛微粒表面上覆盖了 有机染料单分子层，结果大大提高了光电转化材料的活性表面积和阳 光利用率，使所述光伏电池的光电转化率达到10%以上。这种光伏电 池被称为Gratzell电池或染料敏化太阳电池(DSSC)。
典型的染料敏化太阳电池(DSSC)是平板状结构，它以玻璃或 有机高分子薄片作为透光密封材料，在薄片的内侧表面镀上一层透光 的导电材料膜，如常用的氧化铟锡(IT0)或含氟氧化锡等，在导电 材料膜表面上形成一层光电转化材料层并进行表面染料敏化处理，形 成透光导电电极；与此电极相平行，设置了镀在透光或不透光密封薄 片内侧表面上的导电层(常常再覆上由铂或碳等材料构成的催化层) 作为对电极，在两个电极之间充满传递电子的电解质，如常用的12/1— 氧化还原体系。
但是，这种平板状结构的染料敏化太阳电池(DSSC)难于兼顾提 高光电转化率及降低生产成本，在使用方面也有缺点，表现在1、 难于大面积制造由于透光导电材料膜受透光性限制而选用并非良导 体的导电材料如IT0，若增大电池面积，则ITO层的电阻提高、电池 的光电转化率降低；另一方面，制造平板状结构的电池，由于多道工
序需在平板上进行，电池面积越大就会产生越多困难，包括透光导电
材料膜的成型和电池的封装；2、平板状结构的电池以平面采光，占 地面积大、使用不方便；3、电解质效率与封装存在矛盾液态电解 质的离子输运速度快、效率高，有利于提高电池的光电转化率，但是 容易渗漏，对封装的要求严格，封装不良会使电池的光电转化率和寿 命降低；固态电解质不易渗漏，对封装的要求宽松，但是电解质的离 子输运速度下降、效率降低，会降低电池的光电转化率。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的，是为了克服前述平板状结构的染料敏 化太阳电池难于大面积制造和不便于使用的缺点，提供一种狭缝型立 体光伏电池。
本实用新型的第二个目的，是为了解决前述平板状结构的染料敏 化太阳电池采用高效液态电解质时封装的困难，提供一种狭缝型立体 光伏电池。
本实用新型的两个目的可以通过如下措施达到-
狭缝型立体光伏电池，其结构特点是包括透光密封容器和设置 于所述密封容器内腔中的填充件，在所述密封容器的内壁与所述填充 件之间形成狭缝，在所述狭缝内设置柔性电极和对电极，柔性电极和
对电极之间设有电解质；所述柔性电极与所述密封容器的内壁相邻或
相贴，所述对电极与所述填充件的外表面相邻或相贴、或者附着在所
述填充件的外表面上；在所述柔性电极中设置电极引出线，在所述对 电极中设置对电极引出线，所述引出线直通至所述容器的外表面、形 成引出线接口和。
本实用新型可以是以所述光伏电池为模块组合成的光伏电池组。
本实用新型的两个目的还可以通过如下措施达到
本实用新型的一种实施方式是所述密封容器由透光直口容器体 和密封盖构成；所述密封盖以可开闭方式(包括螺旋方式、卡接方式) 或者永久性密闭方式与所述容器体密闭连接。
当采用所述永久性密闭方式连接时，在所述密封盖上可设置至少 一个开口和附带的小密封盖，使所述小密封盖以可开闭方式与密封盖
密闭连接以便必要时可打开；所述容器身由透光密封材料包括透光玻 璃和透光高分子材料构成；所述容器身外观和所围住的空间可以是圆 柱形、椭圆柱形、棱柱形。
本实用新型的一种实施方式是所述填充件由耐腐蚀固体材料构 成，所述填充件的长度为所述密封容器内两端面距离的五分之一以
上，最佳是二分之一以上。
填充件可以是密实材料或者带孔隙材料；所述填充件可以是实心 的或者空心的；所述填充件的外表面可以具有凹纹和孔洞；。
本实用新型的一种实施方式是所述狭缝的宽度为6微米至20000 微米，较佳为15微米至15000微米，更佳为30微米至10000微米， 最佳是50微米至5000微米。
本实用新型的一种实施方式是所述柔性电极包括柔性导电织物 层，所述导电织物层中设置电极引出线，导电织物层的表面覆盖有光 电转化材料层；所述导电织物层通过电连接形成导电一体化结构；所 述光电转化材料层覆盖在导电织物层和引出线连接端的整个外表面、 并形成一层完整的薄层。
所述柔性电极可进一步进行各种表面处理，例如染料敏化处理或 者钝化处理。
本实用新型的一种实施方式是所述对电极包括柔性导电材料层， 所述导电材料层中设置对电极引出线；所述导电材料层可以是导电织 物层、导电薄片层或导电薄膜层，所述导电薄膜层可以附着在所述填 充件的外表面上。
所述对电极可进一步进行各种表面处理，例如催化处理。
本实用新型的一种实施方式是所述电解质为液态，充满所所述 容器内腔的剩余空间；在所述柔性电极和对电极之间可设置吸附材料 层，用以固定液态电解质和隔离电极；所述吸附材料层由耐腐蚀的带 孔隙固体材料层或凝胶层构成。
本实用新型的一种实施方式是所述电解质是半固态的或固态的， 充满所述柔性电极和对电极之间的空间。
本实用新型的一种实施方式是所述引出线接口和至少为一对， 电极引出线接口、对电极引出线接口成对设置在所述密封容器外表面 的侧面、 一端面，或者一对之中一个在侧面、另一个在端面，或者设 置在两个不同的端面。
本实用新型可以是以所述狭缝型立体光伏电池为模块组合成的光 伏电池组，包括两个或多个具有同种规格的所述电池，作为电池模块， 并设置导线；所述电池模块的引出线接口与导线连接，将所述电池模 块串联或者并联成一个整体。
采用本实用新型具有如下有益效果
1、由于本实用新型涉及的光伏电池采用狭缝型结构并采用柔性电 极和对电极，所述柔性电极能够尽量贴近透光密封容器内壁，有利于 提高光照效果；而且，电极与对电极之间也能够以适当的距离均匀设 置，有利于提高光电转化率。
3、 由于本实用新型涉及的光伏电池采用立体结构并采用柔性电极 和对电极，得以在有限的空间内设置尽可能大的电极面积，提高电池 受光面积，有利于实现大面积光伏电池的制造，有利于提高单位占地 面积的发电量。
1、由于本实用新型涉及的光伏电池采用密封容器作为透光密封材 料，密封性能好，而且其密封难易程度基本上不受电池受光面积大小 的影响，有利于制造大面积电池；有利于选用高效率电解质特别是液 态电解质；有利于提高电池的稳定性和寿命。
4、 由于本实用新型涉及的光伏电池可采用可开闭式密封结构，可 以在必要时方便地补充电解质，有利于提高电池的寿命。
5、 由于本实用新型涉及的光伏电池可工业化制作，可以制得同种 规格的电池，并以之作为电池模块组合成电池组，有利于所述光伏电 池的实际应用。
下面通过具体实施例子进一步显示本实用新型的有益效果。
图la是狭缝型立体光伏电池实施例1的结构剖视图。
图lb是图la中打开容器盖的结构剖视图。
图2a是狭缝型立体光伏电池实施例2的结构剖视图。
图3a、图3b和图3c是外观不同的狭缝型立体光伏电池的结构示意图。
图4a、图4b是组件大小比例不同的狭缝型立体光伏电池的结构
示意图。
图5a、图5b、图5c和图5d是引出线接口设置不同的狭缝型立体 光伏电池的示意图。
图6a、图6b是组合成狭缝型立体光伏电池组的结构示意图。
具体实施方式
具体实施例1:
参照图1，本具体实施例包括透光密封容器101和设置于所述密 封容器内腔中的填充件102，在所述密封容器101的内壁与所述填充 件102之间形成狭缝105,在所述狭缝105内设置柔性电极1031和 对电极1041，柔性电极1031和对电极1041之间设有电解质107;所 述柔性电极1031与所述密封容器101的内壁相邻或相贴，所述对电 极1041与所述填充件102的外表面相邻或相贴、或者附着在所述填 充件的外表面上；在所述柔性电极1031中设置电极引出线1032,在 所述对电极1041中设置对电极引出线1042,所述引出线直通至所述 容器101的外表面、形成引出线接口 1061和1062。
本实施例中
所述密封容器101由透光直口容器体1011和密封盖1012构成； 所述密封盖1012以可开闭方式(包括螺旋方式、卡接方式)。或者永 久性密闭方式与所述容器体1011密闭连接。所述填充件102由耐腐 蚀固体材料构成，所述填充件102的长度为所述密封容器内两端面距 离的五分之一、五分之二、 二分之一、五分之三或五分之四。
填充件102可以是密实材料或者带孔隙材料；所述填充件可以是 实心的或者空心的；所述填充件的外表面可以具有凹纹和孔洞。所述 狭缝105的宽度为6微米、15微米、30微米、50微米、100微米、 150微米、200微米、500微米、800微米或1000微米。
所述柔性电极1031包括柔性导电织物层，所述导电织物层中设置 电极引出线，导电织物层的表面覆盖有光电转化材料层；所述导电织 物层通过电连接形成导电一体化结构；所述光电转化材料层覆盖在导 电织物层和引出线连接端的整个外表面、并形成一层完整的薄层。所 述柔性电极可进一步进行各种表面处理，例如染料敏化处理或者钝化 处理。
所述电解质107为液态，充满所述密封容器101内腔的剩余空间； 在所述柔性电极1031和对电极1041之间可设置吸附材料层，用以固 定液态电解质和隔离电极；所述吸附材料层由耐腐蚀的带孔隙固体材 料层或凝胶层构成。
所述对电极1041包括柔性导电材料层，所述导电材料层中设置对 电极引出线；所述导电材料层可以是导电织物层、导电薄片层或导电 薄膜层，所述导电薄膜层可以附着在所述填充件102的外表面上。所 述对电极1041可进一步进行各种表面处理，例如催化处理。
密封圈的外径比电池盖的安装孔的直径大，密封圈可完全堵住极柱与 电池盖安装孔之间的空隙。
所述极板与靠近电池盖的汇流排连接，所述密封圈的高度大于电池盖 到汇流排之间的距离。
本实用新型采用上述技术方案，其有益的技术效果在于本实用新型 的用于焊接的防渗铅铅酸蓄电池，通过在伸出电池盖的极柱和电池盖之间 的缝隙处填塞密封圈，从而将因焊端子熔化而流经极柱附近安装孔的熔铅 堵在电池盖之外，从而防止熔铅渗入电池内部，避免了由因渗入的熔铅引 起的电池的短路或者爆炸。
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明 图1是本实用用于焊接的防渗铅铅酸蓄电池的结构示意图。 图2是本实用用于焊接的防渗铅铅酸蓄电池的极柱结构图。 图3是本实用用于焊接的防渗铅铅酸蓄电池的密封圈组装图。
具体实施方式
请参考图1至图3，本实用新型一种用于焊接的防漏铅铅酸蓄电池，。 一种用于悍接的防漏铅铅酸蓄电池，包括电池壳6、装设在电池壳6
内的极板1与隔板2、密封电池壳的电池盖4、穿过电池壳6的连接极板1 与焊接端子的至少一极柱7。所述电池壳6内设置有电池槽，所述电池槽 内注入电解液3。所述电池槽的内电解液3内依次插有若干个极板1和隔 板2，所述极板1与隔板2间隔地依次相接组成极群。所述极板1分别与 设置在电池盖4下方的汇流排对应连接。所述极柱7连接汇流排，并通过 汇流排连接极板l。所述极柱7为电池外部的负载供电。本实施方式中， 在电池盖4下方设置有防爆的安全阀。同时电池盖4上对应安全阀设置有 排气拴5。
所述电池盖4上开设有供极柱7穿过的安装孔8。
所述极柱7与电池盖4之间填塞有密封圈10。密封圈10的材质需要
满足适合电池内使用的条件，要求具有耐酸性和耐热性，以及可析出杂质 的特性。所述密封圈10用来塞紧电池盖4的安装孔8和极柱7之间的空隙。 所述密封圈10为空心的圆柱形结构。安装密封圈10以后，密封圈10可将
权利要求1、狭缝型立体光伏电池，其特征是包括透光密封容(101)和设置于所述容器中的填充件(102)，在所述容器(101)的内壁与所述填充件(102)之间形成狭缝(105)，在所述狭缝(105)内设置柔性电极(1031)和对电极(1041)，柔性电极(1031)和对电极(1041)之间设有电解质(107)；所述柔性电极(1031)与所述容(101)的内壁相邻或相贴，所述对电极(1041)与所述填充件(102)的外表面相邻或相贴、或者附着在所述填充件的外表面上；在所述柔性电极(1031)中设置电极引出线(1032)，在所述对电极(1041)中设置对电极引出线(1042)，所述电极引出线直通至所述容器(101)的外表面、形成引出线接口(1061)和(1062)。
2、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述 容器(101)由透光直口容器体(1011)和密封盖(1012)构成；所 述密封盖(1012)以螺旋方式、卡接方式或者永久性密闭方式与所述 容器体(1011)密闭连接。
3、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述填充件(102)由耐腐蚀固体材料构成，所述填充件(102)的长度为 所述容器内两端面距离的五分之一以上。
4、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述狭缝(105)的宽度为6微米至20000微米。
5、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述 柔性电极(1031)包括柔性导电织物层，所述导电织物层中设置电极 引出线，导电织物层的表面覆盖有光电转化材料层；所述导电织物层 通过电连接形成导电一体化结构；所述光电转化材料层覆盖在导电织 物层和引出线连接端的整个外表面、并形成一层完整的薄层。
6、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述 对电极(1041)包括柔性导电材料层，所述导电材料层中设置反电极 引出线；所述导电材料层可以是导电织物层、导电薄片层或导电薄膜 层，所述导电薄膜层可以附着在所述填充件(107)的外表面上。
7、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述 电解质(107)为液态，充满所所述容器(101)内腔的剩余空间；在 所述柔性电极(1031)和对电极(1041)之间可设置吸附材料层，用 以固定液态电解质和隔离电极；所述吸附材料层由耐腐蚀的带孔隙固 体材料层或凝胶层构成。
8、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述电解质(107)是半固态的或固态的，充满所述柔性电极(1031)和 对电极(1041)之间的空间。
9、 根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述容器(101)外观和所围住的空间可以是圆柱形、椭圆柱形或棱柱形。
10、根据权利要求1所述的狭缝型立体光伏电池，其特征是所述引出线接口 U061)和(1062)至少为一对，电极引出线接口 1061、 对电极引出线接口 ( 1062)成对设置在所述密封容器(101)外表面 的侧面、 一端面，或者一对之中一个在侧面、另一个在端面，或者设 置在两个不同的端面。
专利摘要本实用新型涉及狭缝型立体光伏电池，其特征是包括透光密封容器(101)和设置于所述容器中的填充件(102)，在所述容器(101)的内壁与所述填充件(102)之间形成狭缝(105)，在所述狭缝(105)内设置柔性电极(1031)和对电极(1041)，柔性电极(1031)和对电极(1041)之间设有电解质(107)；在所述柔性电极(1031)中设置电极引出线(1032)，在所述对电极(1041)中设置对电极引出线(1042)，所述电极引出线直通至所述容器(101)的外表面、形成引出线接口(1061)和(1062)。本实用新型有利于提高光照效果；有利于提高光电转化率，可以制得同种规格的电池，并以之作为电池模块组合成电池组，有利于所述光伏电池的实际应用。
文档编号H01G9/20GK201004464SQ20062006528
公开日2008年1月9日 申请日期2006年9月30日 优先权日2006年9月30日
发明者邢宪生 申请人:广州普惠特种材料有限公司