用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层及其形成方法
阅读：791发布：2020-05-14
专利汇可以提供用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层及其形成方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于染料敏化 太阳能 电池 的集 电极 保护层及其形成方法。用于染料敏化 太阳能电池 的集电极保护层包括形成在透明电极 基板 上且具有彼此间隔开的多个金属电极的电极层；以及在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上形成的第一阻挡层。第一阻挡层是还原的 氧 化 石墨 烯。，下面是用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层及其形成方法专利的具体信息内容。
1.一种用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层，包括：
电极层，所述电极层形成在透明电极基板上并且具有多个彼此间隔开的金属电极；以及
第一阻挡层，所述第一阻挡层形成在其上形成有所述电极层的所述透明电极基板的整个表面上，
其中，所述第一阻挡层是还原的氧化石墨烯。
2.根据权利要求1所述的集电极保护层，其中，透明电极是选自由以下组成的组中的任一种：氟掺杂的氧化锡、氧化铟锡、石墨烯、银纳米丝、以及导电聚合物。
3.根据权利要求1所述的集电极保护层，其中，所述金属电极包含选自由以下组成的组中的至少一种：银、铜、铝、金、铂、钯、铁、锌、钛、铬、镍、以及钼。
4.根据权利要求1所述的集电极保护层，其中，所述第一阻挡层具有0.01至100μm的厚度。
5.根据权利要求1所述的集电极保护层，进一步包括形成在所述第一阻挡层的整个表面上的第二阻挡层。
6.根据权利要求5所述的集电极保护层，其中，所述第二阻挡层是由聚乙烯醇或硅烷类化合物形成的聚合物膜，或硅膜。
7.根据权利要求5所述的集电极保护层，其中，所述第二阻挡层具有0.1至200μm的厚度。
8.根据权利要求1所述的集电极保护层，其中，所述第一阻挡层部分地形成在所述电极层上。
9.根据权利要求8所述的集电极保护层，进一步包括：第二阻挡层，所述第二阻挡层形成在其上部分地形成有所述第一阻挡层的所述透明电极基板的整个表面上。
10.一种形成用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层的方法，所述方法包括以下步骤：
通过在透明电极基板上布置多个电极使得所述多个电极间隔开来形成电极层；以及在其上形成有所述电极层的所述透明电极基板的整个表面上形成第一阻挡层，其中，形成所述第一阻挡层的步骤通过形成还原的氧化石墨烯层来进行。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，形成所述第一阻挡层的步骤通过用还原的氧化石墨烯溶液涂覆来进行。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，形成所述第一阻挡层的步骤通过用氧化石墨烯溶液涂覆并且还原涂覆的氧化石墨烯以形成还原的氧化石墨烯来进行。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述涂覆的氧化石墨烯在200至500℃的温度还原1至10小时。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述氧化石墨烯溶液或所述还原的氧化石墨烯溶液中的固体含量在0.01至50mg/mL的范围内。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一阻挡层具有0.01至100μm的厚度。
16.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：在所述第一阻挡层或其上部分地形成有所述第一阻挡层的所述透明电极基板的整个表面上形成第二阻挡层。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二阻挡层是由聚乙烯醇或硅烷类化合物制成的聚合物膜，或硅膜。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二阻挡层具有0.1至200μm的厚度。
19.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一阻挡层部分地形成在所述电极层上。
20.一种包括集电极保护层的染料敏化太阳能电池，其中，所述集电极保护层包括：
电极层，所述电极层形成在透明电极基板上并且具有多个间隔布置的金属电极；以及第一阻挡层，所述第一阻挡层形成在其上形成有所述电极层的所述透明电极基板的整个表面上，或部分地形成在所述电极层上，其中，所述第一阻挡层是还原的氧化石墨烯。
用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层及其形成方法
技术领域
[0001] 本公开涉及用于染料敏化(dye-sensitized)太阳能电池的集电极保护层以及形成其的方法。更具体地，本公开涉及用于能够保护集电极的金属表面免受湿气、电解质或空气以防止集电极的腐蚀，从而改善集电效率的染料敏化太阳能电池的集电极保护层，以及形成其的方法。
背景技术
[0003] 因此，已经报导了将玻璃粉、可UV固化的或热固性聚合物树脂膜等施加于新型电极保护层。玻璃粉是作为玻璃材料具有优异特性的防护材料，但是未能在太阳能电池允许的加工温度范围内完全保护集电极。因此，玻璃粉没有被广泛使用。具体地，由于当将压力施加于玻璃粉或将玻璃粉暴露于振动或冲击时，玻璃粉容易破碎或破裂，因此玻璃粉具有难以防止由电解质引起的腐蚀的缺点。
[0004] 此外，将环氧树脂分类为含有环氧基的热固性树脂。环氧树脂可以与固化剂结合使用。一旦通过施加热量至环氧树脂使这种环氧树脂固化并成型，环氧树脂具有良好的耐热性，这是因为即使当向其施加热量时它们也不会变形。通常，环氧树脂还已经广泛用作粘附材料，这是因为它们具有良好的粘附性。然而，由于在使用环氧树脂时产生的内分泌干扰物(endocrine disruptor)可能作为内分泌干扰化学品对人类健康具有负面影响，因此环氧树脂不适用于阻挡层中，并且可能不能完全排除碘类电解质。
[0005] 此外，当将可UV固化的树脂中包括的微量光引发剂暴露于UV射线以引发光聚合，使得树脂的主要组分，例如单体和低聚物聚合时，聚合的组分由UV固化剂立即固化。因此，UV固化剂已经用于各种领域。然而，太阳能电池的光电极可能由UV射线损坏，根据厚度差的固化速率差可能较大，并且可能难以固化电极的有角度部分或不平坦的部分，而非平坦表面。与热固性材料类似，环氧树脂已知为难以完全排除碘类电解质的材料。
[0008] 因此，存在对于能够防止电极腐蚀以提高集电效率的作为电极保护层的新型材料的需要。
发明内容
[0010] 本公开致力于解决与现有技术相关的上述问题。
[0011] 为解决以上问题，用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层可以用于保护集电极的金属表面免受湿气或空气(氧气)以及碘类电解质，以通过将超疏水的还原的氧化石墨烯施加至第一阻挡层作为集电极保护层，防止集电极的腐蚀。
[0012] 本发明构思的一个方面提供了用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层，其中将超疏水的还原的氧化石墨烯应用为集电极保护层。
[0013] 本发明构思的另一方面提供了形成用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层的方法，其能够防止集电极的腐蚀。
[0014] 本发明构思的又一方面提供了包括集电极保护层的染料敏化的太阳能电池。
[0016] 为了实现该目的，本公开包括如下实施方式。
[0017] 根据本公开的一种实施方式，用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层，其包括形成在透明电极基板上且具有布置为彼此隔开的多个金属电极的电极层，以及在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上形成，或仅部分地形成在电极层上的第一阻挡层。第一阻挡层是还原的氧化石墨烯。
[0018] 根据本公开的另一实施方式，形成用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层的方法，其包括：通过在透明电极基板上布置多个电极使得多个电极间隔开来形成电极层，以及在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上，或仅部分地在电极层上形成第一阻挡层。形成第一阻挡层的步骤通过形成还原的氧化石墨烯层来进行。
[0019] 根据本公开的又一实施方式，染料敏化太阳能电池包括集电极保护层。集电极保护层包括：形成在透明电极基板上且具有间隔布置的多个金属电极的电极层；以及在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上，或仅部分地形成在电极层上的第一阻挡层。第一阻挡层是还原的氧化石墨烯。
[0021] 现在将参照附图中示出的本公开内容的一些示例性实施方式详细地描述本公开的上述和其他特征，在下文中仅通过说明的方式给出了附图，因此并不限制本公开，其中：
[0022] 图1A是示出形成根据本公开的实施例1的集电极保护层的方法的工艺图；
[0023] 图1B是根据本公开的实施例1的集电极保护层的截面图；
[0024] 图2A是示出形成根据本公开的实施例2的集电极保护层的方法的工艺图；
[0025] 图2B是根据本公开的实施例2的集电极保护层的截面图；
[0026] 图3A是示出形成根据本公开的实施例3的集电极保护层的方法的工艺图；
[0027] 图3B是根据本公开的实施例3的集电极保护层的截面图；
[0028] 图4A是示出形成根据本公开的比较例1的集电极保护层的方法的工艺图；
[0029] 图4B是根据本公开的比较例1的集电极保护层的截面图；
[0031] 图5B是示出根据本公开的实施例1的rGO的XPS测量结果的图；
[0032] 图5C是示出根据本公开的比较例1的GO的XPS测量结果的图；
[0033] 图6A是根据本公开的实施例1的集电极保护层的扫描电子显微镜(SEM)图像；
[0034] 图6B是示出使用根据本公开的实施例1的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的图像；
[0035] 图7是示出使用根据本公开的实施例1的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的腐蚀性评价结果的图像；
[0036] 图8是示出使用根据本公开的比较例1的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的腐蚀性评价结果的图像；
[0037] 图9是示出使用根据本公开的比较例2的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的腐蚀性评价结果的图像。
[0038] 应当理解的是，附图无需按比例绘制，附图从某种程度上呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的简化表示。在本文中公开的本发明的特定设计特征，例如，包括特定的尺寸、方向、位置以及形状，部分地由特定的预期用途和使用环境决定。
[0039] 在附图中，参考标号指的是在整个附图的几幅图中的本发明的相同或等效的部件。
具体实施方式
[0040] 下文中，将详细地参照各种实施方式，其中的实施例在附图中阐明并在下文描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解的是，本说明书并不旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可以在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种代替物、修改、等价物以及其他实施方式。
[0041] 在本公开的说明中，当认为现有技术的某些详细说明可能使得本发明的本质变得不必要的晦涩时，将其省略。贯穿该说明书，除非明确地相反描述，否则表达“包括”应当理解为意指包括所述元件，而不排除任何其他的元件。
[0042] 根据本公开的用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层包括：形成在透明电极基板上且具有间隔布置的多个金属电极的电极层；以及在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上，或部分地形成在电极层上的第一阻挡层。第一阻挡层可以是还原的氧化石墨烯(rGO)。
[0044] 已经作为新型材料成为焦点的石墨烯，由于其固有性质使得目前在各种领域中被研究。为制备石墨烯，将石墨烯直接沉积在诸如铜箔的基板上，并且应用机械和化学剥离(chemical exfoliation)方法。其中，通过化学剥离方法，使用氧化-还原反应制备的氧化/还原的石墨烯是包括单层至几十层的碳纳米材料，因而示出对有机溶剂、热、光和气体(H2S)的优异的耐久性以及高透射率。
[0045] 金属电极可以包含选自由以下各项所组成的组的至少一种：银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、铁(Fe)、锌(Zn)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)和钼(Mo)。
[0046] 第一阻挡层可以形成在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上，或可以仅部分地形成在电极层上。具体地，当阻挡层部分地形成在电极层上时，需要确保染料敏化太阳能电池的透明度。
[0047] 可以将还原的氧化石墨烯(rGO)用作第一阻挡层。不同于氧化石墨烯(GO)，rGO是导电的且具有超疏水性能。此外，rGO示出了与由直接沉积方法制造的石墨烯相似的特性，且可以大量生产。在这种rGO的情况中，可以将GO还原以形成具有超疏水性能的rGO。rGO的超疏水性能可以通过防止集电极免受碘类电解质的腐蚀，保护电极层。
[0048] 第一阻挡层可以具有0.01至100μm的厚度。当第一阻挡层的厚度小于0.01μm时，可能不能有效防止电解质的渗透，其可能造成集电极的腐蚀。当第一阻挡层的厚度大于100μm时，至基板的粘附力可能降低，导致从基板剥离。
[0049] 用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层可以进一步包括形成在第一阻挡层或第一阻挡层部分地形成在其上的透明电极基板的整个表面上的第二阻挡层。
[0050] 第二阻挡层可以是由聚乙烯醇(PVA)或硅烷类化合物制成的聚合物膜，或硅膜。第二阻挡层可以通过防止电解质渗透用于形成第一阻挡层的rGO材料的整体结构的风险，保护集电极不受腐蚀。此外，根据期望的条件，可以省去第二阻挡层。
[0051] 第二阻挡层可以具有0.1至200μm的厚度。当第二阻挡层的厚度小于0.1μm时，阻挡性能不足。当第二阻挡层的厚度大于200μm时，由于太阳能电池的上部及下部板之间的距离增加，使得所述性能可能降低。
[0052] 根据另一实施方式，形成用于染料敏化太阳能电池的集电极保护层的方法包括：通过在透明电极基板上布置多个电极，使得多个电极由预定的间隔来间隔开，形成电极层；
以及在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上，或仅部分地在电极层上形成第一阻挡层。形成第一阻挡层的步骤是通过形成rGO层进行的。
以及在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上，或仅部分地在电极层上形成第一阻挡层。形成第一阻挡层的步骤是通过形成rGO层进行的。
[0053] 可以通过选自以下的任一项技术形成第一阻挡层：喷涂、辊式涂覆、狭缝式模具涂覆(slot-die coating)、棒涂、旋涂、喷墨涂覆以及浸涂技术，但本公开不限于此。可以通过喷涂技术形成第一阻挡层。在这种情况下，当第一阻挡层仅部分地形成在电极层上时，可以使用掩模片(mask sheet)涂覆第一阻挡层，使得第一阻挡层不会形成在电极层的不必要的部分上。
[0054] 形成第一阻挡层的步骤可以通过涂覆rGO溶液进行。即，第一阻挡层可以通过将rGO溶液部分地涂覆在电极层形成在其上的整个透明电极基板上，或仅将rGO溶液涂覆在电极层上形成。
[0055] 第一阻挡层可以通过用GO溶液涂覆并还原涂覆的GO以形成rGO来形成。此处，可以使用直接合成方法、机械剥离方法、化学剥离方法等由石墨烯制备GO溶液。GO溶液可以通过化学剥离方法，通过使其中堆叠几层石墨烯的石墨经受化学处理，如酸处理等制备。当石墨- -进行酸处理时，石墨烯表面的一部分具有OH或COOH基团。可以将这种石墨烯分散在水中或有机溶剂中以制备GO。此外，可以将GO溶液涂覆在电极层形成在其上的透明电极基板的整个表面上，或仅部分地涂覆在电极层上。
[0056] 可以在200至500℃的温度下，在4％H2/Ar气氛下进行还原1至10小时。即，可以将涂覆有GO溶液的石墨烯表面在200至500℃的高温下，在高真空炉中进行热处理从而将石墨烯还原为rGO，因而形成第一阻挡层。当还原温度小于200℃时，可能保留一些-COOH和-OH基团，从而可能不能获得rGO的特性。当还原温度大于500℃时，太阳能电池的性能可能由于在加工温度以上的温度将热施加于太阳能电池而下降。
[0057] GO溶液或rGO溶液中的固体含量可以在0.01至50mg/mL的范围内。当固体含量小于0.01mg/mL时，可能难以完全覆盖集电极。当固体含量大于50mg/mL时，溶液的分散性可能劣化，并且可能难以均匀地涂覆。
[0058] 第一阻挡层可以具有0.01至100μm的厚度。
[0059] 所述方法可以进一步包括在第一阻挡层或在第一阻挡层部分地形成在其上的透明电极基板的整个表面上形成第二阻挡层。
[0060] 第二阻挡层可以是由PVA或硅烷类化合物制成的聚合物膜，或硅膜。在聚乙烯醇的情况下，第一阻挡层可以涂覆有含水聚乙烯醇溶液，其中聚乙烯醇以按重量计0.1至10％的量存在于选自由以下各项所组成的组中的至少一种溶剂中：水、乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇和丁醇，以形成第二阻挡层。
[0061] 第二阻挡层可以具有0.1至200μm的厚度。
[0062] 根据另一实施方式，染料敏化太阳能电池包括集电极保护层。
[0063] 因此，可以保护集电极的金属表面免受碘类电解质、湿气或空气(氧气)以防止集电极的腐蚀，因而通过将超疏水rGO施加为集电极保护层，改善集电效率。此外，可以通过将聚合物膜或硅膜涂覆在rGO上以形成具有双层结构的集电极保护层，防止集电极的腐蚀。
[0064] 在下文中，本公开的一种或多种实施方式将参照以下实施例进行详细地描述。然而，这些实施例并不旨在限制一种或多种实施方式的目的和范围。
[0065] 实施例
[0066] 下列实施例说明了本发明并且不旨在对其进行限制。
[0067] 实施例1
[0068] 将Ag浆料涂覆在涂覆有氟掺杂的氧化锡(FTO)的玻璃上，作为用于组成染料敏化太阳能电池的透明电极的材料，并且然后在500℃下热处理30分钟以形成Ag电极。此后，将5mg/mL的GO溶液使用喷涂方法涂覆，并将涂覆的GO通过鼓泡4％H2/Ar的气体混合物，在300℃下还原5小时，以形成rGO的第一阻挡层。形成的第一阻挡层的厚度是0.5μm。然后，将其中按重量计5％的聚乙烯醇(PVA)溶于乙醇的含水溶液通过喷雾法涂覆在第一阻挡层上以形成第二阻挡层。在这种情况下，第二阻挡层的厚度是10μm。
[0069] 图1A是示出形成根据实施例1的集电极保护层的方法的工艺图。如图1A中所示，将Ag电极布置在涂覆有FTO的玻璃上以被间隔开，从而形成电极层，并将GO首先涂覆在电极层上，并且然后还原以形成涂覆有rGO的第一阻挡层。接下来，其中将第一阻挡层用PVA二次涂覆以形成第二阻挡层的集电极保护层在图1A中示出。图1B是根据实施例1的集电极保护层的截面图。
[0070] 实施例2
[0071] 将Ag浆料涂覆在涂覆有FTO的玻璃上，作为用于组成染料敏化太阳能电池的透明电极的材料，并且然后在500℃下热处理30分钟以形成Ag电极。此后，将掩膜片附接至玻璃以仅涂覆Ag电极，并将5mg/mL的氧化石墨烯(GO)溶液使用喷涂方法涂覆在掩膜片上。将涂覆的GO在300℃下通过鼓泡4％H2/Ar气体混合物还原5小时，以形成第一阻挡层，其中还原的氧化石墨烯(rGO)仅涂覆在Ag电极上。形成的第一阻挡层的厚度是0.5μm。然后，将其中按重量计5％的PVA溶于乙醇的含水溶液通过喷雾法涂覆在FTO层以及第一阻挡层的整个表面上以形成第二阻挡层。在这种情况下，第二阻挡层的厚度是10μm。
[0072] 图2A是示出形成根据实施例2的集电极保护层的方法的工艺图。如图2A中所示，将Ag电极布置在涂覆有FTO的玻璃上以被间隔开，从而形成电极层，并将GO仅使用掩膜片首先涂覆在电极层上，并且然后还原以形成涂覆有rGO的第一阻挡层。接下来，其中将第一阻挡层用PVA二次涂覆以形成第二阻挡层的集电极保护层在图2A中示出。图2B是根据实施例2的这种集电极保护层的截面图。
[0073] 实施例3
[0074] 将Ag浆料涂覆在涂覆有FTO的玻璃上，作为用于组成染料敏化太阳能电池的透明电极的材料，并且然后在500℃下热处理30分钟以形成Ag电极。此后，将5mg/mL的rGO溶液使用喷涂方法涂覆，并且然后在300℃下干燥1小时以形成第一阻挡层。形成的第一阻挡层的厚度是0.5μm。然后，将其中按重量计5％的PVA溶于乙醇的含水溶液通过喷雾法涂覆在第一阻挡层上以形成第二阻挡层。在这种情况下，第二阻挡层的厚度是20μm。
[0075] 图3A是示出形成根据实施例3的集电极保护层的方法的工艺图。如图3A中所示，将Ag电极布置在涂覆有FTO的玻璃上以被间隔开，从而形成电极层，并将rGO首先涂覆在电极层上以形成第一阻挡层。接下来，其中将第一阻挡层用PVA二次涂覆以形成第二阻挡层的集电极保护层在图3A中示出。图3B是根据实施例3的这种集电极保护层的截面图。
[0076] 实施例4
[0077] 将GO以5mg/mL分散在水中，将1mL的水合肼加入其中，并将得到的混合物在80℃下反应3小时。此后除去溶剂，并将混合物用乙醇洗涤，并干燥15小时以获得rGO。将得到的rGO分散在二甲基甲酰胺(DMF)中。此处，加入5mL的氨溶液以改善溶液的溶解度，并使得到的混合物反应2小时以除去氨溶液。然后，将5mg/mL的制备的rGO直接涂覆在涂覆有FTO的玻璃上，作为用于组成染料敏化太阳能电池的透明电极的材料，以形成第一阻挡层。形成的第一阻挡层的厚度是0.5μm。接着，将其中按重量计5％的PVA溶于乙醇的含水溶液通过喷雾法涂覆在第一阻挡层上以形成第二阻挡层。在这种情况下，第二阻挡层的厚度是20μm。
[0078] 比较例1
[0079] 将Ag浆料涂覆在涂覆有FTO的玻璃上，作为用于组成染料敏化太阳能电池的透明电极的材料，并且然后在500℃下热处理30分钟以形成Ag电极。此后，将5mg/mL的GO溶液使用喷涂方法涂覆，并且然后在300℃下干燥1小时以形成第一阻挡层。形成的第一阻挡层的厚度是0.5μm。然后，将其中按重量计5％的PVA溶于乙醇的含水溶液通过喷雾法涂覆在第一阻挡层上以形成第二阻挡层。在这种情况下，第二阻挡层的厚度是20μm。
[0080] 图4A是示出形成根据比较例1的集电极保护层的方法的工艺图。如图4A中所示，将Ag电极布置在涂覆有FTO的玻璃上以被间隔开，从而形式电极层，并将GO首先涂覆在电极层上以形成第一阻挡层。接下来，其中将第一阻挡层用PVA二次涂覆以形成第二阻挡层的集电极保护层在图4A中示出。图4B是根据比较例1的这种集电极保护层的截面图。
[0081] 比较例2
[0082] 将Ag浆料涂覆在涂覆有FTO的玻璃上，作为用于组成染料敏化太阳能电池的透明电极的材料，并且然后在500℃下热处理30分钟以形成Ag电极。此后，将环氧树脂类UV固化剂通过丝网印刷方法涂覆，在80℃下干燥30分钟，并且然后通过UV辐射固化以形成阻挡层。形成的阻挡层的厚度是30μm。
[0083] 测试例
[0084] 测试例1
[0086] 图5A是示出根据实施例1和比较例1的rGO和GO的XPS测量结果的图。图5B是示出根据实施例1的rGO的XPS测量结果的图，并且图5C是示出根据比较例1的GO的XPS测量结果的图。
[0087] 参考图5A至5C，由XPS测量的峰显示了，GO涂覆和rGO涂覆层分别适当地形成为实施例1和比较例2中制备的第一阻挡层。
[0088] 图6A是根据实施例1的集电极保护层的扫描电子显微镜(SEM)图像。如图6A中所示，其显示了GO涂覆层适当地形成在Ag电极上，且GO涂覆层的厚度是0.5μm。
[0089] 图6B是示出使用根据实施例1的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的图像。在图6B中，(a)是其中GO形成在Ag集电极上的染料敏化太阳能电池的前表面的图像，并且(b)是染料敏化太阳能电池的后表面的图像。Ag集电极的颜色没有变化，其显示了当GO形成时Ag集电极没有被损坏。
[0090] 测试例2
[0091] 将使用实施例1以及比较例1和2中制备的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池用碘类电解质浸渍500小时，并用肉眼观察染料敏化太阳能电池的表面。结果在图7、8和9中示出。
[0092] 图7是示出使用根据实施例1的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的腐蚀性评价结果的图像。具体地，(a)是在用电解质浸渍之前染料敏化太阳能电池的图像，并且(b)是用电解质浸渍之后染料敏化太阳能电池的图像。其显示了，在500小时之后观察到其中形成集电极保护层的区域(白色)，并且与图7的(a)相比，在图7的(b)中维持稳定的状态，表示不存在腐蚀的标志。
[0093] 图8是示出使用根据比较例1的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的腐蚀性评估结果的图像。具体地，(a)是在用电解质浸渍之前染料敏化太阳能电池的图像，并且(b)是用电解质浸渍之后染料敏化太阳能电池的图像。其显示了，与图8的(a)相比，在图8的(b)中，其中形成集电极保护层的区域(白色)在用电解质浸渍约150小时内被腐蚀。
[0094] 图9是示出使用根据比较例2的集电极保护层制造的染料敏化太阳能电池的腐蚀性评价结果的图像。具体地，在图9中，(a)示出了在用电解质浸渍之前形成的阻挡层和Ag集电极，并且(b)是示出在用电解质浸渍大约24小时内电解质渗透到阻挡层中并且集电极由于集电极的磨蚀而崩塌(collapsed)的图像。
[0095] 因此，已经确认可以保护集电极的金属表面免受碘类电解质、湿气或空气(氧气)以防止集电极的腐蚀，因而通过将根据本公开的实施方式的超疏水rGO施加为集电极保护层来改善集电效率。
[0096] 因此，可以保护集电极的金属表面免受碘类电解质、湿气或空气(氧气)以防止集电极的腐蚀，因而通过将根据本公开的优选实施方式的超疏水rGO施加至第一阻挡层作为集电极保护层来改善集电效率。
[0097] 此外，可以通过将聚合物膜或硅膜涂覆在rGO上以形成具有双层结构的集电极保护层来防止集电极的腐蚀。
[0098] 已参考其示例性实施方式详细描述了本发明。然而，本领域的技术人员应理解的是，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。
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