染料敏化太阳电池的制作方法

专利名称：染料敏化太阳电池的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种染料敏化太阳电池，尤其是指一种在长波长范围内 具有较佳光子吸收效率并具有较佳光电转换效率的染料敏化太阳电池。
背景技术：
由于目前人类主要依赖的各种能源来源，如铀、天然气与石油等，在 未来数十年的内皆会使用殆尽，科学家无不投入大量心力与金钱在开发替 代能源的应用上，如太阳能、风力、波力及地热，即所谓的绿色能源。但 是，在前述各种绿色能源中，风力、波力及地热的运用皆具有其地域限制 性，即必须在某些环境才可以使用，如火山区或海岸边。况且，应用这些 能源所需使用的设备也非常庞大，如风车及深海海水的取水管线等，造成 这些绿色能源的可应用性非常有限。
相反地，由于只要在能被阳光照射到的地方就可以应用到太阳能，所 以近几年来，太阳能相关产业便成为业界竞相进入的明星产业，且业界均 已投入大量资源开发太阳电池及相关的装置。可是，由于目前的主流太阳 电池是以硅做为其主要材料，且因为硅原料产能不足价格昂贵、硅太阳电 池产线的设备成本极高、硅太阳电池的量产速度过慢及硅太阳电池的光电 转换效率难以突破等缺点，使目前硅太阳电池的发展面临瓶颈。
为此，产学界开发出另一种太阳电池，即染料敏化太阳电池
(dye-sensitized solar cell, DSSC)，其由依附在宽能隙半导体上的染料加强对 可见光的吸收，以将光能转换成电能。公知的染料敏化太阳电池的结构便如图l所示，其包括 一第一基板 1、 一第二基板12、以及一夹置于第一基板11与第二基板12之间光能转换
层13。其中，光能转换层13包含一电解凝体i31及复数个染料吸附单元132， 且这些染料吸附单元132分布于电解凝体131中。此外，公知的染料敏化太 阳电池是配合一外部回路10运作，且前述的第一基板11及第二基板12电性 连接于此外部回路IO。另一方面，前述的光能转换层13的电解凝体131包 含复数个氧化还原媒介物(redox mediator),而复数个染料吸附单元132则包 含复数个氧化钛材质的纳米球。除此之外，在公知的染料敏化太阳电池中， 一第一透明导电部14设置于第一基板11的邻近于光能转换层13的一侧，第 一透明导电部14电性连接于前述的外部回路10。此外， 一第二透明导电部 15设置于第二基板12的邻近于光能转换层13的一侧，第二透明导电部15亦 电性连接于前述的外部回路IO。
当公知的染料敏化太阳电池运作时， 一光线是自外界通过第一基板l 1 及第一透明导电部14而到达光能转换层13。但是，当此光线到达光能转换 层13后，此光线可能会直接经由第二透明导电部15及第二基板12而射出公 知的染料敏化太阳电池。或者，此光线会在被染料吸附单元132反射后， 再经由第一透明导电部14及第一基板11而射出公知的染料敏化太阳电池。 因此，公知的染料敏化太阳电池无法完全地将此光线的光能转换为电能， 造成公知的染料敏化太阳电池的光电转换效率无法再提升。
另一方面，请参阅图2，是公知的染料敏化太阳电池的各组成单元的 光吸收效率随着波长变化关系的示意图。其中，曲线A代表光能转换层的 氧化钛材质的纳米球的光吸收效率随着波长变化的关系，曲线B代表光能 转换层的第一染料RuL3的光吸收效率随着波长变化的关系，曲线C则代表 光能转换层的第二染料RuL，(NCS)3的光吸收效率随着波长变化的关系。
如图2所示，公知的染料敏化太阳电池的光能转换层的氧化钛材质的 纳米球主要吸收波长范围在400nm以下的光线(曲线A)，而光能转换层的第一染料(RuL3)及第二染料(RuL，(NCS)3)则主要吸收波长范围400nm至 800nm的光线(曲线B及曲线C)。也就是说，对于波长范围在800nm以上的 光线，公知的染料敏化太阳电池并无法有效地吸收并将此部分的光线所携 带的光能转换为电能。因此，在长波长的范围中(波长大于800nm)，公知 的染料敏化太阳电池的光电转换效率更无法有效提升。
因此，业界亟需一种在长波长范围内具有较佳光子吸收效率并具有 较佳光电转换效率的染料敏化太阳电池。

发明内容
本发明的主要目的在于提供一种染料敏化太阳电池，以能在长波长范 围内具有较佳光子吸收效率。
本发明的另一目的在于提供一种染料敏化太阳电池，以能具有较佳光 电转换效率。
为实现上述目的，本发明提供的染料敏化太阳电池，配合一外部回路， 包括
一第一基板； 一第二基板；以及
一光能转换层，夹置于该第一基板与该第二基板之间，该光能转换层 包含一电解凝体及复数个染料吸附单元，且该些染料吸附单元分布于该电 解凝体中；
其中， 一第一光子晶体层设置于该第一基板的表面，且一光线自外界 通过该第一光子晶体层及该第一基板而到达该光能转换层，该光能转换层 将该光线的光能转换为电能，该外部回路则电性连接于该第一基板及该第 二基板。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一基板于邻近该光能转换层的 一侧还设置有一第一透明导电部，该第一透明导电部与该第一光子晶体层分别位于该第一基板的两侧，且该第一透明导电部电性连接于该外部回 路。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层设置于该第一基 板的相对于该光能转换层的另一侧。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二基板于邻近该光能转换层的 一侧还设置有一第二透明导电部，且该第二透明导电部电性连接于该外部 回路。
所述的染料敏化太阳电池，其中，还包括一设置于该第二基板的表面 的第二光子晶体层。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层设置于该第二基 板的邻近于该光能转换层的表面。
所述的染料敏化太阳电池，其中，还包括一设置于该第二光子晶体层 与该光能转换层之间的第二透明导电部，且该第二透明导电部电性连接于 该外部回路。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层利用一纳米球数 组定义蚀刻工艺形成于该第一基板的表面。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该纳米球数组定义蚀刻工艺所使用 的纳米球的材质为氧化硅。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层包含复数个球状 凹陷部。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该些球状凹陷部的形状为圆球形。 所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层包含复数个光阻 结构。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层为一抗反射层。 所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层包含至少一纳米 球层，且该纳米球层包含复数个纳米球。所述的染料敏化太阳电池，其中，该些纳米球的材质为氧化硅。 所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层为一分布式布拉 格反射镜。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层为一反射层。 所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一基板及该第二基板的材质为
聚乙烯对苯二甲酸酯。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一基板及该第二基板的材质为玻璃。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一透明导电部的材质为氧化铟锡。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二透明导电部的材质为氧化铟锡。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二透明导电部的材质为氧化铟锡。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该电解凝体包含复数个氧化还原媒介。
所述的染料敏化太阳电池，其中，该染料吸附单元包含复数个氧化钛 材质的纳米球。
综上述，本发明的染料敏化太阳电池可由其所设置的光子晶体层(即 第一光子晶体层及第二光子晶体层)，将长波长范围中的光线吸收并将其所 携带的光能转换为电能。也就是说，本发明的染料敏化太阳电池可有效应 用到公知的染料敏化太阳电池所无法应用到的光线，如红外线光。因此， 在长波长范围内，本发明的染料敏化太阳电池不仅具有较佳光吸收效率， 其更具有较佳光电转换效率，而使得染料敏化太阳电池可取代目前主流的 硅太阳电池。
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图l是公知的染料敏化太阳电池的示意图。
图2是显示公知的染料敏化太阳电池的各组成单元的光吸收效率随着
波长变化的关系示意图。
图3是本发明一较佳实施例的染料敏化太阳电池的示意图。 图4是显示形成一第一光子晶体层于本发明一较佳实施例的染料敏化
太阳电池的第一基板表面的「纳米球数组定义蚀刻工艺」的示意图。
图5A及图5B显示形成一第二光子晶体层于本发明一较佳实施例的染 料敏化太阳电池的第二基板表面的纳米球堆栈工艺的示意图。
图6是显示本发明一实施例的染料敏化太阳电池的各组成单元的光吸 收效率随着波长变化的关系的示意图。
图7是本发明另一较佳实施例的染料敏化太阳电池的示意图。
图8是本发明又一较佳实施例的染料敏化太阳电池的示意图。 附图中主要组件符号说明
10外部回路 11第一基板 12第二基板 13光能转换层 131电解凝体 132染料吸附单元 14第一透明导电部 15第二透明导电部 30外部回路 31第一基板 311表面32第二基板
321表面
33光能转换层
331电解凝体
332染料吸附单元
34第一光子晶体层
341球状凹陷部
35第二光子晶体层
351纳米球层
36第一透明导电部
37第二透明导电部
41纳米球层
42氧化硅层
51胶体溶液
52容器
53丙酮溶液
70外部回路
71第一基板
72第二基板
721表面
73光能转换层
731电解凝体
732染料吸附单元
74第一光子晶体层
741球状凹陷部
75第二光子晶体层76第一透明导电部
77第二透明导电部
80外部回路
81第一基板
811表面
82第二基板
821表面
83光能转换层
831电解凝体
832染料吸附单元
84第一光子晶体层
841光阻结构
85第二光子晶体层
851纳米球层
86第一透明导电部
87第二透明导电部
具体实施例方式
本发明的染料敏化太阳电池的第一光子晶体层可利用任何方式形成 于第一基板的表面，其较佳利用一纳米球数组定义蚀刻工艺、 一将一或复 数个纳米球层堆栈于第一基板的表面的工艺、 一纳米压印工艺或一黄光显 影定义蚀刻工艺形成于第一基板的表面。其中，前述的纳米球数组定义蚀 刻工艺可使用任何材质的纳米球，它们的材质较佳为氧化硅、聚甲基丙烯 酸甲酯或聚苯乙烯。此外，本发明的染料敏化太阳电池的第一光子晶体层 可具有任何类型，其较佳为一纳米球层、复数个纳米球层、复数个光阻结 构或复数个球状凹陷部。至于构成前述的一或复数个纳米球层的复数个纳米球可由任何材质构成，它们的材质较佳为氧化硅、硅、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚苯乙烯或氧化钛。另一方面，前述的复数个光阻结构可具有任何类 型，它们较佳为圆柱、椭圆柱或长方形柱。前述的复数个球状凹陷部则可 具有任何形状，它们的形状较佳为圆球形或椭圆球形。
本发明的染料敏化太阳电池的第二光子晶体层可利用任何方式形成 于第二基板的表面，其较佳利用一纳米球数组定义蚀刻工艺、 一将一或复 数个纳米球层堆栈于第一基板的表面的工艺、 一纳米压印工艺或一黄光显 影定义蚀刻工艺形成于第二基板的表面。此外，本发明的染料敏化太阳电 池的第二光子晶体层可具有任何类型，其较佳为一分布式布拉格反射镜、 一纳米球层或复数个纳米球层。至于构成前述的一或复数个纳米球层的复 数个纳米球可由任何材质构成，它们的材质较佳为氧化硅、硅、聚甲基丙 烯酸甲酯、聚苯乙烯或氧化钛。
最后，本发明的染料敏化太阳电池的第一基板可由任何材质构成，其 材质较佳为玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜或 聚碳酸脂。本发明的染料敏化太阳电池的第二基板可由任何材质构成，其 材质较佳为玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜或 聚碳酸脂。本发明的染料敏化太阳电池的第一透明导电部可由任何材质构 成，其材质较佳为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝、氧化锌镓。本发明的 染料敏化太阳电池的第二透明导电部可由任何材质构成，其材质较佳为氧 化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝、氧化锌镓。
如图3所示，本发明一实施例的染料敏化太阳电池的示意图，其包括
一第一基板31、 一第二基板32、以及一夹置于第一基板31与第二基板32之 间光能转换层33。其中，光能转换层33包含一电解凝体331及复数个染料 吸附单元332，且这些染料吸附单元332分布于电解凝体331中。在本实施 例中，光能转换层33的电解凝体331包含复数个氧化还原媒介物(redox mediator),而复数个染料吸附单元332则包含复数个氧化钛材质的纳米球。此外，本发明一实施例的染料敏化太阳电池配合一外部回路30运作，
前述的第一基板31及第二基板32则电性连接于此外部回路30。此外，在本 发明一实施例的染料敏化太阳电池中， 一第一光子晶体层34设置于第一基 板31的表面311，且一第二光子晶体层35设置于第二基板32的表面321。另 一方面， 一第一透明导电部36设置于第一基板31的邻近于光能转换层33的 一侧，使得第一透明导电部36与第一光子晶体层34分别位于第一基板31的 两侦U，且第一透明导电部36电性连接于前述的外部回路30。最后， 一第二 透明导电部37设置于第二光子晶体层35与光能转换层33之间，且第二透明 导电部37亦电性连接于前述的外部回路30。
当本发明一实施例的染料敏化太阳电池运作时， 一光线自外界依序通 过第一光子晶体层34、第一基板31及第一透明导电部36而到达光能转换层 33。在本实施例中，由于第一光子晶体层34同时为一抗反射层及一色散层， 所以前述的光线可有效地通过第一光子晶体层34。另一方面，由于光子晶 体结构具有拘限光子的效果，且在本实施例中，第二光子晶体层35为一反 射层，所以前述的到达光能转换层33的光线可因为被第二光子晶体层35反 射而多次通过光能转换层33，即此光线被拘限在光能转换层33中。因此， 当此光线被拘限在本发明一实施例的染料敏化太阳电池的光能转换层33 中时，光能转换层33便可将此光线的光能近乎完全地转换为电能，使得本 发明一实施例的染料敏化太阳电池的光电转换效率远较公知的染料敏化 太阳电池的光电转换效率为高。至于光能转换层33将此光线的光能转换为 电能的机制，由于己广为业界所知，在此便不再赘述。
除此之外，由于本发明一实施例的染料敏化太阳电池可由选择具有不 同直径大小的纳米球的方式，调整其第一光子晶体层及第二光子晶体层的 结构的尺寸，进而调整其第一光子晶体层及第二光子晶体层所能作用的光 源的波长范围。所以，本发明一实施例的染料敏化太阳电池可由适当选择 其第一光子晶体层及第二光子晶体层的结构的尺寸的方式，使得长波长范围的光线可顺利地到达其光能转换层并被局限在其光能转换层中，直到此 光线的光能被完全转换为电能为止。
再如图3所示，在本发明一实施例的染料敏化太阳电池中，第一基板
31及第二基板32的材质为玻璃，第一透明导电部36及第二透明导电部37的 材质则为氧化铟锡(ITO)。此外，第一光子晶体层34是利用一 「纳米球数组 定义蚀刻工艺」形成于第一基板31的表面311，所形成的第一光子晶体层 34为一包含复数个球状凹陷部341的二维光子晶体结构，且这些球状凹陷 部341的形状为圆球形。此外，前述的「纳米球数组定义蚀刻工艺」所使 用的纳米球的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，而「纳米球数组定义蚀 刻工艺」的详细步骤，则如下所述
请参阅图4，首先，于第一基板31的表面311形成一包含复数个纳米球 的纳米球层41，且这些纳米球的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，且其 平均直径介于400 nm至2000 nm之间。接着，再利用气相沉积法，同时 于前述的纳米球层41的间隙及第一基板31的部分表面形成一氧化硅层 (SiOx)42，并将具有氧化硅层42的第一基板31以50(TC至90(rC进行退火处 理。
当完成退火步骤后，将第一基板31及位于其上的氧化硅层42浸入一甲 酸(图中未示)中，将前述的复数个纳米球移除。如此，便形成一包含复数 个球状凹陷部341的二维光子晶体结构于第一基板31的表面311，即第一光
子晶体层34。需注意的是，若使用不同材质的纳米球于前述的工艺中，则 移除纳米球所需的溶液并不相同。即，若纳米球的材质为氧化硅，则使用 的溶液为氢氟酸溶液；若纳米球的材质为聚苯乙烯，则使用的溶液为丁酮 或甲苯。
另一方面，第二光子晶体层35则包含复数层纳米球层351，且每一纳 米球层351均包含复数个纳米球。也就是说，第二光子晶体层35是由将复 数个纳米球堆栈于第二基板32的表面321的方式形成，而这些纳米球的材质为氧化硅。至于将这些纳米球堆栈于第二基板32的表面321的方式，则
如下所述
请参阅图5A及图5B，首先，提供一第二基板32及一胶体溶液51，此 胶体溶液51具有复数个纳米球及一界面活性剂。接着，将第二基板32放置 于胶体溶液51的容器52中，并使第二基板32浸入胶体溶液51中。待静置数 分钟以后，复数个纳米球便逐渐堆积于第二基板32的表面并自动堆栈而形 成复数层纳米球层351。其中，这些纳米球的材质为氧化硅，且其平均直 径介于150nm至450nm之间。但是，在不同的应用场合中，前述工艺亦可 以使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或氧化钛材质的纳米球，且其尺寸并 不仅限于前述的范围，可依照实际需要改变其尺寸。随后，将具有挥发性 的丙酮溶液53倒入容器52中，将前述的胶体溶液51挥发掉。待胶体溶液51 被挥发干净后，再将第二基板32从容器52中取出，便得到一具有复数层纳 米球层351于其表面的第二基板32。
请参阅图6，其显示本发明一实施例的染料敏化太阳电池的各组成单 元的光吸收效率随着波长变化的关系的示意图。其中，曲线D代表光能转 换层所具的氧化钛材质的纳米球的光吸收效率随着波长变化的关系，曲线 E代表光能转换层的第一染料RuL3的光吸收效率随着波长变化的关系，曲 线F代表光能转换层的第二染料RuL'(NCS)3的光吸收效率随着波长变化的 关系，曲线G则代表具有第一光子晶体层及第二光子晶体层的本发明一实
施例的染料敏化太阳电池的光吸收效率随着波长变化的关系。
如图6所示，在长波长的范围中(波长大于800nm)，本发明一实施例的
染料敏化太阳电池可由其所设置的光子晶体层(如第一光子晶体层及第二 光子晶体层)将具有此部分波长的光线(如红外线)所携带的光能吸收并转 换为电能。即，本发明一实施例的染料敏化太阳电池可吸收并应用公知的 染料敏化太阳电池所无法应用的红外线光源的光能。因此，在长波长范围内，相较于公知的染料敏化太阳电池，本发明一实施例的染料敏化太阳电 池不仅具有较佳光吸收效率，其更具有较佳光电转换效率。
图7是本发明另一实施例的染料敏化太阳电池的示意图，其包括一
第一基板71、 一第二基板72、以及一夹置于第一基板71与第二基板72之间 光能转换层73。其中，光能转换层73包含一电解凝体731及复数个染料吸 附单元732，且这些染料吸附单元732分布于电解凝体731中。此外，本发 明另一实施例的染料敏化太阳电池系配合一外部回路70运作，前述的第一 基板71及第二基板72则电性连接于此外部回路70。另一方面，在本发明另 一实施例的染料敏化太阳电池中， 一第一光子晶体层74设置于第一基板71 的表面，且一第二光子晶体层75设置于第二基板72的表面721。除此之外， 一第一透明导电部76设置于第一基板71的邻近于光能转换层73的一侧，使 得第一透明导电部76与第一光子晶体层74分别位于第一基板71的两侧，且 第一透明导电部76电性连接于前述的外部回路70。最后， 一第二透明导电 部77则设置于第二光子晶体层75与光能转换层73之间，且第二透明导电部 77亦电性连接于前述的外部回路70。
再如图7所示，在本发明另一实施例的染料敏化太阳电池中，第一基 板71及第二基板72的材质为聚乙烯对苯二甲酸酯，第一透明导电部76及第 二透明导电部77的材质则为氧化铟锡(ITO)。此外，第一光子晶体层74利用 一 「纳米压印工艺」形成于第一基板71的表面并使得第一光子晶体层74为 一包含复数个球状凹陷部741的二维光子晶体结构，而这些球状凹陷部741 的形状为圆球形并与第一基板71整合为一体。另一方面，第二光子晶体层 75则为一分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector)。
如此，当本发明另一实施例的染料敏化太阳电池运作时， 一自外界依 序通过第一光子晶体层74、第一基板71及第一透明导电部76而到达光能转 换层73的光线便会因为被第二光子晶体层75反射而多次通过光能转换层 73，即此光线被拘限在光能转换层73中。因此，本发明另一实施例的染料敏化太阳电池的光电转换效率远较公知的染料敏化太阳电池的光电转换 效率为高。
图8是本发明又一实施例的染料敏化太阳电池的示意图，其包括一
第一基板81、 一第二基板82、以及一夹置于第一基板81与第二基板82之间 光能转换层83。其中，光能转换层83包含一电解凝体831及复数个染料吸 附单元832，且这些染料吸附单元832分布于电解凝体831中。此外，本发 明又一实施例的染料敏化太阳电池系配合一外部回路80运作，前述的第一 基板81及第二基板82则电性连接于此外部回路80。另一方面，在本发明又 一实施例的染料敏化太阳电池中， 一第一光子晶体层84设置于第一基板81 的表面811，且一第二光子晶体层85设置于第二基板82的表面821。除此之 外， 一第一透明导电部86设置于第一基板81的邻近于光能转换层83的一 侧，使得第一透明导电部86与第一光子晶体层84分别位于第一基板81的两 侧，且第一透明导电部86电性连接于前述的外部回路80。最后， 一第二透 明导电部87则设置于第二光子晶体层85与光能转换层83之间，且第二透明 导电部87亦电性连接于前述的外部回路80。
再如图8所示，在本发明又一实施例的染料敏化太阳电池中，第一基 板81及第二基板82的材质为玻璃，第一透明导电部86及第二透明导电部87 的材质则为氧化铟锡(ITO)。此外，第一光子晶体层84利用一 「黄光显影定 义蚀刻工艺」形成于第一基板81的表面811并使得第一光子晶体层84为一 由复数个光阻结构841组成的二维光子晶体结构。另一方面，第二光子晶 体层85则包含一纳米球层851，且纳米球层851包含复数个纳米球，而这些 纳米球的材质为氧化硅。
如此，当本发明又一实施例的染料敏化太阳电池运作时， 一自外界依 序通过第一光子晶体层84、第一基板81及第一透明导电部86而到达光能转 换层83的光线便会因为被第二光子晶体层85反射而多次通过光能转换层 83，即此光线被拘限在光能转换层83中。因此，本发明又一实施例的染料
18敏化太阳电池的光电转换效率远较公知的染料敏化太阳电池的光电转换 效率为高。
综上所述，本发明的染料敏化太阳电池可藉由其所设置的光子晶体层 (即第一光子晶体层及第二光子晶体层)，将长波长的范围中的光线吸收并 将其所携带的光能转换为电能。也就是说，本发明的染料敏化太阳电池可 有效应用到公知的染料敏化太阳电池所无法应用到的光线，如红外线光。 因此，在长波长范围内，本发明的染料敏化太阳电池不仅具有较佳光吸收 效率，其更具有较佳光电转换效率，而使得染料敏化太阳电池可取代目前 主流的硅太阳电池。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利要求 范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1、一种染料敏化太阳电池，配合一外部回路，包括一第一基板；一第二基板；以及一光能转换层，夹置于该第一基板与该第二基板之间，该光能转换层包含一电解凝体及复数个染料吸附单元，且该些染料吸附单元分布于该电解凝体中；其中，一第一光子晶体层设置于该第一基板的表面，且一光线自外界通过该第一光子晶体层及该第一基板而到达该光能转换层，该光能转换层将该光线的光能转换为电能，该外部回路则电性连接于该第一基板及该第二基板。
2、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一基板于邻近 该光能转换层的一侧还设置有一第一透明导电部，该第一透明导电部与该 第一光子晶体层分别位于该第一基板的两侧，且该第一透明导电部电性连 接于该外部回路。
3、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层 设置于该第一基板的相对于该光能转换层的另一侧。
4、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二基板于邻近 该光能转换层的一侧还设置有一第二透明导电部，且该第二透明导电部电 性连接于该外部回路。
5、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，还包括一设置于该 第二基板的表面的第二光子晶体层。
6、 如权利要求5所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层设置于该第二基板的邻近于该光能转换层的表面。
7、 如权利要求5所述的染料敏化太阳电池，其中，还包括一设置于该 第二光子晶体层与该光能转换层之间的第二透明导电部，且该第二透明导 电部电性连接于该外部回路。
8、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层 利用一纳米球数组定义蚀刻工艺形成于该第一基板的表面。
9、 如权利要求8所述的染料敏化太阳电池，其中，该纳米球数组定义蚀刻工艺所使用的纳米球的材质为氧化硅。
10、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体层包含复数个球状凹陷部。
11、 如权利要求10所述的染料敏化太阳电池，其中，该些球状凹陷部 的形状为圆球形。
12、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体 层包含复数个光阻结构。
13、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一光子晶体 层为一抗反射层。
14、 如权利要求5所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层包含至少一纳米球层，且该纳米球层包含复数个纳米球。
15、 如权利要求14所述的染料敏化太阳电池，其中，该些纳米球的材质为氧化硅。
16、 如权利要求5所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层为一分布式布拉格反射镜。
17、 如权利要求5所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二光子晶体层为一反射层。
18、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一基板及该 第二基板的材质为聚乙烯对苯二甲酸酯。
19、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一基板及该 第二基板的材质为玻璃。
20、 如权利要求2所述的染料敏化太阳电池，其中，该第一透明导电部的材质为氧化铟锡。
21、 如权利要求4所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二透明导电部的材质为氧化铟锡。
22、 如权利要求7所述的染料敏化太阳电池，其中，该第二透明导电 部的材质为氧化铟锡。
23、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该电解凝体包含 复数个氧化还原媒介。
24、 如权利要求l所述的染料敏化太阳电池，其中，该染料吸附单元 包含复数个氧化钛材质的纳米球。
全文摘要
本发明是关于一种在长波长范围内具有较佳光子吸收效率并具有较佳光电转换效率的染料敏化太阳电池。本发明的染料敏化太阳电池，配合一外部回路，包括一第一基板；一第二基板；以及一夹置于此第一基板与此第二基板之间的光能转换层。其中，光能转换层包含一电解凝体及复数个分布于此电解凝体中的染料吸附单元。此外，一第一光子晶体层设置于此第一基板的表面，且一光线自外界通过此第一光子晶体层及此第一基板而到达此光能转换层。此光能转换层将此光线的光能转换为电能，而此外部回路则电性连接于此第一基板及此第二基板。
文档编号H01L51/42GK101431111SQ20071016928
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年11月8日
发明者李崇华, 蔡宏杰 申请人:和椿科技股份有限公司