一、技术摘要

本发明公开了一种叠层染料敏化太阳电池,该叠层染料敏化太阳电池包括透明导电基底,染料敏化或量子点敏化光阳极,以聚合物材料作为光活性材料的聚合物复合结构光阴极以及在光阳极和光阴极之间的电解质。本发明利用聚合物复合结构光阴极可以有效的提高染料敏化太阳电池的太阳光谱利用率。为以后发展高性能叠层染料敏化太阳电池奠定了基础。

二、技术背景

染料敏化太阳（DSC）电池因具有价格低廉、制备工艺简单,环境友好等特点,受到各界的广泛关注。在过去的几十年中染料敏化太阳电池取得了重大的发展。目前染料敏化太阳电池的光电转换效率已经突破12%,可以与非晶硅级太阳电池相媲美。新型基于钙钦矿结构的敏化电池光电转换效率已经达到15%。染料敏化太阳电池作为第三代太阳电池技术,如何提高其光电转换效率成为研究的热点,传统的n型单节染料敏化太阳电池理论上光电转换效率极限为31%。采用敏化光阴极替代常规n-DSC中的对点解组成叠层染料敏化太阳电池理论极限光电转换效率可提高到43%。然而光阴极太阳电池(p一DSC)低的光电转换效率制约着叠层染料敏化太阳电池的发展。目前p一DSC的研究主要集中在有机染料敏化型氧化物多孔薄膜上。应用于p一DSC中的半导体薄膜主要有NiO     、CuGaO2、CuSCN等p型半导体材料。到目前为止电池光电转化效率最好的是NiO半导体材料的电极,也获得了最广泛的研究。但是NiO材料具有一定的光吸收以及空穴传输能力较低严重制约了其在p一DSC的应用。p型CuGaO2半导体薄膜由于其比NiO更低的价带位置获得了较高的开路电压。与n一DSC常用钉染料不同p一DSC中的染料多为D一π一A结构有机染料。目前p一DSC光电转换效率已达。然而由于目前一由于光谱重叠及电子复合等问题光电转换效率难以取得突破性的进展。另外一种制备光阴极的方法是采用无机半导体材料,比如p一CdS、p一CdTe、p一InP以及Se等,但这种光阴极在电解质中不稳定,容易被电解质腐蚀等弱点限制了其发展。1985年首次发现聚合物光活性材料/电解质结可以产生光电效应。利用聚合物光活性材料替代传统p一DSC会在解决上述问题取得好的效果。本发明基于聚合物光活性材料制备光阴极。光阴极包括导电基底,导电基底上制备空穴传输材料。空穴传输材料上附着聚合物光活性材料。采用这种光阴极与传统染料敏化光阳极或量子点敏化光阳极,中间灌注电解质组成叠层染料敏化太阳电池。相比于传统的一可以有效的改善太阳光利用率,提高光电转换效率并且降低成本。

三、技术原理

聚合物光活性材料和电解质结合可以产生光电效应。一种叠层染料敏化太阳电池,其特征在于：所述叠层染料敏化太阳电池包括透明导电基底,染料敏化或量子点敏化光阳极,以聚合物材料作为光活性材料的聚合物复合结构光阴极以及在光阳极和光阴极之间的电解质。

四、技术优势

本发明利用以聚合物材料作为光活性材料的聚合物复合结构光阴极来取代传统n一DSC的对电极,可以有效提高染料敏华太阳电池的太阳光谱利用效率以及光电转换效率,为以后发展高性能叠层染料敏化太阳电池奠定了基础。