]为了确保微纤维母液中的纤维适当地分散，在混合水和微纤维之前将添加剂添加至蒸馏水中是有利的。适合的添加剂的实例是表面活性剂、分散剂、湿润剂、助留剂、消泡剂和流变改变剂。添加一种以上的这些添加剂是有利的。太阳能电池的制造工序的下述步骤期间，添加剂燃烧掉，且因此不会残留在最终产品中。添加剂的目的是实现单根的且非团聚的纤维，以使单根的纤维能尽可能均匀地沉积以提供薄且同时致密的单根纤维的层。因此，通过使用添加剂，可制造较薄且较致密的具有较小的洞的基材。
[0073]通过将表面活性剂添加至纤维母液和稀释水中，可完成较平滑和较均匀的微纤维沉积。此外，将湿润剂添加至纤维母液是有利的，以使稀释水湿润纤维和织物。而且，通过将水溶性聚合物添加至纤维母液和稀释水中，可获得较平滑和较均匀的微纤维沉积。然而，发现，当添加聚合物时，需要添加消泡剂以避免在稀释水填充和搅拌和排水循环期间过度的发泡。添加流变改变添加剂以改变纤维母液和稀释水的粘度也是有利的。
[0074]也可将粘合剂添加至纤维母液和稀释水中以提高非织造纤维彼此的粘合，并提高非织造纤维对织物的粘合。可使用的粘合剂为例如无机粘合剂如硅酸盐，胶体二氧化硅颗粒，硅烷例如线性硅烷、支链硅烷或环硅烷，和胶体A1203。
[0075]也可将助留剂添加至纤维母液和稀释水中以改进多孔绝缘基材中的纤维随着其形成的保留。纳米纤维素可用作助留剂。
[0076]图5示出穿过根据上述实施例中描述的方法制造的多孔绝缘基材4的截面图。基材具有包括含有多根单丝11的织造纱线10和形成于纱线10之间的洞14的织造微纤维的层5。织造纱线10优选由陶瓷微纤维制成。基材也包括设置在织造微纤维的层5的各侧上的非织造微纤维的两层6、7。非织造微纤维的层6、7可由陶瓷微纤维、有机微纤维、或其组合制成。如该图所示，非织造微纤维的主要部分累积在纱线10之间的洞14中。这是来自纤维母液的液体通过在织物中形成的洞排出的事实的结果。这导致微纤维的非织造层6、7的厚度依赖于微纤维的织造层中洞14的位置而变化，使得非织造层在织造层的洞14中较厚，且在织造层的纱线17的顶部较薄。面对远离织造层5的非织造层6、7的一侧是平滑的，但反向面对织造层的非织造层的相对侧是不平的，且具有突出至织造层的洞14内的厚部16，和配置在纱线10的顶部的薄部17。本发明可用于单片型和夹层型DSC。
[0077]非织造微纤维应优选为比织造微纤维的层中的单丝薄。因此，如果单丝的直径为大约4 μ m，非织造微纤维的层中的纤维应具有小于4 μ m、优选小于I μ m、且更优选小于0.5 μ??的直径，以便以有效的方式阻塞洞。非织造纤维的长度为，例如100nm-3mm。例如，纳米纤维素纤维的直径一般为5-10nm且纤维的长度一般为几μ m。然而，也存在具有10_20nm的直径和几mm的长度的纳米纤维素纤维。
[0078]本发明并不局限于公开的实施方案，且可在下述权利要求的范围内变更和修改。例如，微纤维母液可包括不同材料和直径的微纤维。虽然，上述实施例使用玻璃微纤维，但本发明并不局限于玻璃微纤维。可使用具有相似性质的其它类型的陶瓷微纤维。进一步地，非织造层中的微纤维可由与织造层中的微纤维不同的陶瓷材料制成。进一步地，非织造层的微纤维可由如纤维素或聚合物等有机微纤维制成。
[0079]在代替的实施方案中，基材可包括层压在一起的非织造微纤维的层和织造微纤维的层。
[0080]在代替的实施方案中，基材仅具有设置在织造微纤维的层的一侧上的一层非织造微纤维的层。虽然在织造层的两侧具有非织造层是有利的，但不是必需的。可将导电层沉积在基材的两侧，虽然仅一侧织造层设置有非织造微纤维的层。可将导电层印刷在非织造层和织造层上。具有沉积在织造层两侧上的非织造层的基材可在一侧和两侧上覆盖有导电层O
[0081]在代替的实施方案中，多孔绝缘基材仅具有一层设置在织造微纤维的层的一侧上的非织造微纤维的层，且将导电层沉积在织造微纤维的另一侧上，即，将导电层沉积在织造微纤维上而不沉积在非织造微纤维上。
[0082]多孔绝缘基材为可用于除染料敏化型太阳能电池之外的其它用途的多孔的、化学惰性、耐高温，且电绝缘的材料。基材可用于过滤/过滤器应用，以用于除去例如，灰尘，有机或无机或生物微颗粒，面粉，沙，烟，细菌和花粉。
[0083]基材也可用作隔离体，物质上分离如燃料电池、蓄电池、电化学传感器、电致变色的显示器和光电化学太阳能电池等电化学或光电化学装置中的阴极和阳极。
【主权项】
1.一种用于生产多孔绝缘基材和形成于所述多孔绝缘基材上的多孔导电层的方法，其中所述方法包括以下步骤: a)通过提供包括多根纱线和形成于它们之间的洞的织造微纤维的织物，借助混合液体和微纤维来制备纤维母液，用所述纤维母液覆盖所述织物的第一侧，使来自所述纤维母液的液体通过所述织物中的洞流出，并干燥具有配置在所述织物上的所述微纤维的湿织物来生产所述多孔绝缘基材，和 (b)将包含导电性颗粒的墨沉积在所述绝缘基材的一侧以形成多孔导电层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述织造微纤维的织物的纱线包括多根单丝，且所述纤维母液中的微纤维比所述织造微纤维的层中的单丝细。
3.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其中所述纤维母液中的微纤维的直径小于4 μ m，优选小于I μ m，且更优选小于0.5 μ m。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中所述织物由织造陶瓷微纤维制成，且所述纤维母液通过混合液体和陶瓷微纤维来制备。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中所述纤维母液通过混合液体和有机微纤维来制备。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其中所述纤维母液通过混合液体、陶瓷微纤维和有机微纤维来制备。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其中所述织造微纤维的织物的厚度在4μ m和30 μ m之间，优选在4 μ m和20 μ m之间，且更优选在4 μ m和10 μ m之间。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其中将所述墨沉积在配置的微纤维的顶部以在多孔绝缘基材的第一侧上形成多孔导电层，且步骤a)进一步包括用所述纤维母液覆盖所述织物的第二侧，并使来自所述纤维母液的液体通过所述织物中的洞流出，且步骤b)进一步包括:将所述墨沉积在所述织物的第二侧在配置的微纤维的顶部，以在所述多孔绝缘基材的第二侧形成多孔导电层。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其中步骤a)进一步包括添加粘合剂至所述纤维母液。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括将选自包含表面活性剂、分散剂、湿润剂、消泡剂和流变改变剂的组的一种以上的添加剂添加至所述纤维母液。
【专利摘要】本发明涉及一种染料敏化型太阳能电池，所述染料敏化型太阳能电池包括工作电极(1)；用于从所述工作电极中提取光生电子的第一导电层(3)，由微纤维制成的多孔绝缘基材(4)，其中所述第一导电层为形成于所述多孔绝缘基材的一侧上的多孔导电层；包括设置在所述多孔基材的相对侧上的第二导电层(2)的对电极；和用于将电子从所述对电极转移至所述工作电极的电解液。所述多孔绝缘基材包括织造微纤维的层(5)和配置在织造微纤维的层上的非织造微纤维的层(6)。本发明还涉及用于生产染料敏化型太阳能电池的方法。
【IPC分类】B32B5-26, B32B5-02, H01G9-20
【公开号】CN104637693
【申请号】CN201510083212
【发明人】亨里克·林德斯特伦, 乔瓦尼·菲利
【申请人】领英瑞典集团
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年3月8日
【公告号】CA2866779A1, CN104221108A, EP2834824A2, US20150075592, WO2013149789A2, WO2013149789A3