色素增感型太阳能电池的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，特别是涉及一种色素增感型太阳能电池。

背景技术：

色素增感型太阳能电池中的电极结构一般为氧化钛(tio2)电极、氧化锡(sno2)电极、氧化锌(zno)电极或氧化铟锡(ito)电极；而上述电极结构存在光电转化效率较低的问题，从而影响色素增感型太阳能电池的光电转换效率。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种色素增感型太阳能电池，用于解决现有技术中的色素增感型太阳能电池中的电极结构存在的光电转化效率较低，从而影响色素增感型太阳能电池的光电转换效率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种色素增感型太阳能电池，所述色素增感型太阳能电池包括：

电极结构，包括：柔性材料层、导电材料层及半导体薄膜；所述柔性材料层的表面形成有多个凹槽；所述导电材料层位于各所述凹槽内；所述半导体薄膜位于所述柔性材料层形成有所述凹槽的表面，且覆盖所述凹槽；

纳米多孔膜层，所述纳米多孔膜层位于所述半导体薄膜的上表面；所述纳米多孔薄膜层的孔隙内及上表面均吸附有染料；

电解质层，所述电解质层位于所述纳米多孔膜层上；

对电极，所述对电极位于所述电解质层的上表面，且与所述电极结构电连接。

可选地，所述柔性材料层包括树脂层。

可选地，所述导电材料层包括铜层、金层、银层、锌层、锡层或导电油墨层。

可选地，所述导电材料层填满所述凹槽，或所述导电层的高度小于所述凹槽的深度。

可选地，各所述凹槽独立分布或各所述凹槽相互连接呈网格状互连分布。

可选地，各所述凹槽独立分布，且各所述凹槽围成六边环形、正方环形、三角环形、圆环形或不规则多边环形的凹槽结构。

可选地，所述凹槽的宽度包括5微米～50微米，所述凹槽的的深度包括0.5微米～20微米，所述凹槽结构的宽度包括100微米～1000微米。

可选地，所述凹槽的宽度包括5微米～50微米，所述凹槽结构的深度包括0.5微米～20微米。

可选地，所述半导体薄膜包括ito薄膜。

可选地，所述电极结构还包括基底，所述基底包括玻璃基底或柔性材料基底，所述基底位于所述柔性材料层远离所述半导体薄膜的表面；所述对电极包括第一电极及第二电极，所述第一电极位于所述电解质层的上表面，所述第二电极位于所述第一电极的表面，所述第一电极包括铂电极或碳电极，所述第二电极包括柔性导电薄膜。

如上所述，本实用新型的一种色素增感型太阳能电池，具有以下有益效果：

本实用新型的色素增感型太阳能电池中的电极结构在与半导体薄膜相接触的柔性材料层内的凹槽内形成导电材料层，可以显著降低电极结构的面电阻，从而提高色素增感型太阳能电池的光电转换效率；同时，导电材料层位于柔性材料层内的凹槽内，又凹槽具有一定的走向，且可以均匀分布，可以使得工作时电极结构收集电流的能力加强，从而进一步提高色素增感型太阳能电池的光电转换效率。

附图说明

图1至图4显示为本实用新型不同实施例中提供的色素增感型太阳能电池的截面结构示意图。

元件标号说明

1电极结构

10柔性材料层

11凹槽

12导电材料层

13半导体材料层

14基底

2纳米多孔膜层

3电解质层

4对电极

41第一电极

42第二电极

5染料

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

请参阅图1至图4，本实用新型提供一种电极结构，所述电极结构可以包括：电极结构1，所述对电极4位于所述电解质层3的上表面，且与所述电极结构1电连接；其中，所述电极结构1及所述对电极4均包括：柔性材料层10、导电材料层12及半导体薄膜13；所述柔性材料层10的表面形成有多个凹槽11；所述导电材料12于各所述凹槽11内；所述半导体薄膜13位于所述柔性材料层10有所述凹槽11的表面，且覆盖所述凹槽11；纳米多孔膜层2，所述纳米多孔膜层2位于所述半导体薄膜13的上表面；所述纳米多孔膜层2的孔隙内及上表面均吸附有染料5；电解质层3，所述电解质层3位于所述纳米多孔膜层2上；对电极4，所述对电极4位于所述电解质层3的上表面，且与所述电极结构1电连接。

作为示例，所述柔性材料层10可以包括但不仅限于树脂层，具体的，所述柔性材料层10可以包括但不仅限于uv树脂层，譬如，聚丙烯酸系的uv树脂层等等。需要说明的是，所述uv树脂层又称为光敏树脂层、紫外光固化树脂层，它可以作为油漆、涂料、油墨等的胶料使用。uv是英文ultravioletrays的缩写，即紫外线。紫外线是肉眼看不见的，是可见光以外的一段电磁辐射，波长在10nm～400nm的范围。所述uv树脂层的固化原理是所述uv树脂中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联和接支化学反应，使得所述uv树脂层在数秒钟内由液态转化为固态。

作为示例，所述凹槽11的深度可以小于等于所述柔性材料层10的厚度，即所述凹槽11可以为沿厚度方向贯穿所述柔性材料层10，也可以为沿厚度方向并没有贯穿所述柔性材料层10。

在一个示例中，位于所述柔性材料10上表面的各所述凹槽11可以相互连通成网格状，具体的，所述凹槽11的形状可以为矩形网格状，也可以为菱形网格状，还可以为三角形网格状等等。

作为示例，所述凹槽11的宽度可以从几微米至几十微米，优选地，本实施例中，所述凹槽11的宽度可以为5μm(微米)～50μm，具体的，所述凹槽11的宽度可以为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm或50μm；所述凹槽11的深度可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述凹槽11的深度可以为0.5μm～20μm，具体的，所述凹槽11的深度可以为0.5μm、1μm、5μm、10μm、15μm或20μm。

在另一个示例中，位于所述柔性材料层10上表面的各所述凹槽11也可以呈独立分布，即各所述凹槽11之间可以不相连通。此时，各所述凹槽11围成六边环形、正方环形、三角环形、圆环形或不规则多边环形的凹槽结构。

作为示例，所述凹槽11的宽度可以从几微米至几十微米，优选地，本实施例中，所述凹槽11的宽度可以为5μm(微米)～50μm，具体的，所述凹槽11的宽度可以为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm或50μm；所述凹槽11的深度可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述凹槽11的深度可以为0.5μm～20μm，具体的，所述凹槽11的深度可以为0.5μm、1μm、5μm、10μm、15μm或20μm；所述凹槽结构的宽度可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述凹槽结构的宽度可以为100μm～1000μm，具体的，所述凹槽结构的宽度可以为100μm、200μm、400μm、600μm、800μm或1000μm。需要说明的是，这里所述凹槽结构为六边环形、正方环形、三角环形或不规则多边环形时，所述凹槽结构的宽度指所述凹槽结构的边长，所述凹槽结构为圆环形时，所述凹槽结构的宽度指所述凹槽结构的直径。

作为示例，所述凹槽11可以包括但不仅限于压印凹槽。

作为示，所述凹槽11在所述柔性材料10的表面可以均匀分布。

作为示例，所述导电材料层12可以包括但不仅限于铜(cu)层、金(au)层、银(ag)层、锌(zn)层、锡(sn)层或导电油墨层。

在一个示例中，如图1及图3所示，所述导电材料层12的高度可以小于所述凹槽11的深度，即所述导电材料层12可以未填满所述凹槽11；此时，部分所述半导体薄膜会嵌入所述导电材料层12上方的所述凹槽11内。

在另一个示例中，如图2及图4所示，所述导电材料层12可以填满所述凹槽11；此时，所述导电材料层12的上表面与所述柔性材料层10的上表面相平齐。

作为示例，所述半导体薄膜13可以包括但不仅限于ito薄膜；在其他示例中，所述半导体薄膜13还可以为任意一种可以作为电极的薄膜。

作为示例，所述半导体薄膜13的厚度可以小于等于所述柔性材料层10的厚度。

作为示例，如图1至图4所示，所述电极结构1还包括基底14，所述基底14位于所述柔性材料层10远离所述半导体薄膜13的表面。

作为示例，所述基底14可以包括玻璃基底或柔性材料基底；所述柔性基底包括但不仅限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基底、聚酰亚胺(pi)基底、聚碳酸酯(pc)基底或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)基底。所述透明基底10的厚度可以根据实际需要进行设定，此处不做限定。

作为示例，所述对电极4包括第一电极41及第二电极42，所述第一电极41位于所述电解质层3的上表面，所述第二电极42位于所述第一电极1的上表面，所述第一电极41可以包括铂(pt)电极或碳(c)电极，所述第二电极42可以包括柔性导电薄膜。

作为示例，所述纳米多孔膜层2可以包括但不仅限于金属氧化物层，譬如氧化钛(tio2)层、氧化锡(sno2)层或氧化锌(zno)层等等；所述染料5可以包括不仅限于光敏染料。

作为示例，所述电解质层3可以包括具有氧化还原介质的电解质层，譬如，kcl(氯化钾)电解质层。

综上所述，本实用新型提供一种色素增感型电池，所述色素增感型电池包括：电极结构，包括：柔性材料层、导电材料层及半导体薄膜；所述柔性材料层的表面形成有多个凹槽；所述导电材料层位于各所述凹槽内；所述半导体薄膜位于所述柔性材料层形成有所述凹槽的表面，且覆盖所述凹槽；纳米多孔膜层，所述纳米多孔膜层位于所述半导体薄膜的上表面；所述纳米多孔薄膜层的孔隙内及上表面均吸附有染料；电解质层，所述电解质层位于所述纳米多孔膜层上；对电极，所述对电极位于所述电解质层的上表面，且与所述电极结构电连接。本实用新型的色素增感型太阳能电池中的电极结构在与半导体薄膜相接触的柔性材料层内的凹槽内形成导电材料层，可以显著降低电极结构的面电阻，提高色素增感型太阳能电池的光电转换效率；导电材料层位于柔性材料层内的凹槽内，凹槽具有一定的走向，且可以均匀分布，可以使得工作时电极结构收集电流的能力加强，进一步提高色素增感型太阳能电池的光电转换效率。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。