TWI387111B - Dye - sensitized solar cell packaging method - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種電池之封裝方法，且特別是有關於一種染料敏化太陽能電池之封裝方法。
一般而言，染料敏化太陽能電池係由上導電玻璃基板與下導電玻璃基板所組成。上導電玻璃基板的作用主要是將奈米級尺寸的二氧化鈦(TiO2
)粒子經溶劑溶解後，均勻塗佈在上導電玻璃基板上，以形成一二氧化鈦層。經加熱處理後，可形成一微觀狀似海綿、具多孔及大比表面積的薄膜。此一具有多孔性的二氧化鈦薄膜經過適當染料敏化之後，即形成工作電極，為主要的光電轉換部件。然後，塗佈一例如白金的金屬觸媒層於下導電玻璃基板上，以作為一對應電極。最後，將上導電玻璃基板、下導電玻璃基板與一電解液如三明治方式組裝起來，並對二氧化鈦層進行照光即可驅動電子，形成一太陽能電池裝置。
上述製作過程中，上導電玻璃基板與下導電玻璃基板，一般使用ITO或FTO透明導電玻璃為基板，然而使用上述兩種基板將面臨價格昂貴、基板不具可撓性、大面積製作困難，串聯電阻過大等問題。此外，目前所使用的有機封裝材料經陽光長期曝曬後易造成劣化、毀損，且常用的封裝材料同樣具有不可彎曲之限制。這些都是目前染料敏化太陽能電池無法商業化的瓶頸。
有鑑於此，本發明提供一種太陽能電池之封裝方法，用以封裝一種可撓性的染料敏化太陽能電池。
本發明提出一種染料敏化太陽能電池之封裝方法，包括：提供一工作電極、一相對電極以及一隔離層；組合該工作電極、該相對電極與該隔離層，並使該隔離層配置於該工作電極與該相對電極之間；提供一軟性封裝材料，該軟性封裝材料進行第一次熱壓處理後，形成一容納空間；將該組合過之該工作電極、該相對電極與該隔離層配置於該容納空間；填充一電解液至該容納空間內並排出多於之氣體；以及進行第二次熱壓處理密封該容納空間。
在本發明一實施例中，其中所述的熱壓處理係透過一封口機執行之。
在本發明一實施例中，其中所述的軟性封裝材料為一透明膠膜。
在本發明一實施例中，其中所述的軟性封裝材料為一可抗有機溶液侵蝕之材料。
在本發明一實施例中，其中所述的工作電極包括至少一基材及一二氧化鈦薄膜，該二氧化鈦薄膜配置於該基材上。
綜上所述，使用軟性封裝材料可以提供一可撓性的殼體，因此可提供一種可撓性之染料敏化太陽能電池。此外，透過封口機的熱壓處理，可提供一種低成本的太陽能電池封裝技術。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1是本發明染料敏化太陽能電池的封裝方法流程圖，圖2是本發明染料敏化太陽能電池的組合示意圖。請分別參閱圖1及圖2，染料敏化太陽能電池100包括一工作電極110、一相對電極120、一隔離層130、一電解液(圖未示)以及一殼體140。
本發明的染料敏化太陽能電池100之封裝方法，其步驟包括：首先，提供一工作電極110、一相對電極120以及一隔離層130(步驟S100)。之後，組合工作電極110、相對電極120與隔離層130，並使隔離層130配置於工作電極110與相對電極120之間(步驟S200)，其配置關係圖可參閱圖2，將隔離層130配置於工作電極110與相對電極120之間，可用於避免相對電極120與工作電極110碰觸而產生短路之現象。
其中，須特別說明的是染料敏化太陽能電池100的工作電極110可包括至少一基材及一二氧化鈦薄膜，二氧化鈦薄膜配置於基材上，其中基板可為一透明導電基板或一不透明導電基板，由於二氧化鈦薄膜配置於基板上，因此工作電極110可利用二氧化鈦薄膜來吸收太陽光，進行光電轉換，近而將光能轉換為電能。
之後，提供一軟性封裝材料，軟性封裝材料進行第一次熱壓處理後，形成一容納空間(步驟S300)。也就是說，在此步驟中，主要是透過一軟性封裝材料，在軟性封裝材料的三周圍先進行熱壓處理後形成一容納空間，而這個容納空間可用於容納染料敏化太陽能電池100的工作電極110、相對電極120、隔離層130以及電解液，而這個軟性封裝材料就可以組成染料敏化太陽能電池100的殼體140。
這裡所述的軟性封裝材料可為一透明膠膜或一可抗有機溶液侵蝕之材料，如：塑膠，而熱壓處理可透過一封口機執行之，舉例來說，當軟性封裝材料為一塑膠時，利用封口機可以將塑膠進行熱壓處理，進而將塑膠的三周圍軟化密合起來。
之後，將步驟S200組合過之工作電極110、相對電極120與隔離層130配置於容納空間(步驟S400)，並填充一電解液至該容納空間內並排出多於之氣體(步驟S500)；以及進行第二次熱壓處理密封該容納空間(步驟S600)。
同樣的，這裡所指的第二次熱壓處理係透過一封口機執行，因軟性封裝材料為一塑膠，而利用封口機可以將塑膠所含有的最後開口處進行熱壓處理，最後將染料敏化太陽能電池100於軟性封裝材料密封起來。
另外，如同一般的電池一樣，工作電極110與相對電極120可透過電解液電性導通，這裡，本發明的染料敏化太陽能電池100的電解液可為一含碘溶液，用以使工作電極與相對電極彼此電性導通。
需特別說明的是，本發明與習知技術差異在於封裝體的材質以及封裝技術，如習知技藝所述，目前所使用的有機封裝材料大多經陽光長期曝曬後，易造成劣化、毀損，且具有不可彎曲之限制。而本發明則是提出一種完全不同於習知的封裝方法，此封裝方法係採用一種軟性封裝材料，透過封口機的熱壓處理，可將軟性封裝材料加以密封。
如此，這樣的軟性封裝材料可以提供一可撓性的殼體140，因此可提供一種可撓性之染料敏化太陽能電池100。此外，透過封口機的熱壓處理，可提供一種低成本的太陽能電池封裝技術。
雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。
100．．．染料敏化太陽能電池
110．．．工作電極
120．．．相對電極
130．．．隔離層
140．．．殼體
圖1是本發明染料敏化太陽能電池的封裝方法流程圖；及
圖2是本發明染料敏化太陽能電池的組合示意圖。
Claims (4)
- 一種染料敏化太陽能電池之封裝方法，包括：提供一工作電極、一相對電極以及一隔離層，其中該工作電極包括至少一基材以及配置於該基材上的二氧化鈦薄膜；組合該工作電極、該相對電極與該隔離層，並使該隔離層配置於該工作電極與該相對電極之間；提供一軟性封裝材料，該軟性封裝材料進行第一次熱壓處理後，形成一容納空間，其中該軟性封裝材料為一透光軟性封裝材料，該第一次熱壓處理為對該軟性封裝材料的部份周圍進行熱壓處理後，而形成該容納空間以及連通該容納空間的一開口；將該組合過之該工作電極、該相對電極與該隔離層配置於該容納空間，且將該工作電極的一端與該相對電極的一端分別露出在該開口之外部；填充一電解液至該容納空間內並排出多於之氣體；以及進行第二次熱壓處理以密封該開口而使該容納空間成為密封狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述之染料敏化太陽能電池之封裝方法，其中該熱壓處理係透過一封口機執行之。
- 如申請專利範圍第1項所述之染料敏化太陽能電池之封裝方法，其中該軟性封裝材料為一透明膠膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之染料敏化太陽能電池之封裝方法，其中該軟性封裝材料為一可抗有機溶液侵蝕之材料。
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