染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置以及染料溶液的調節裝置的製作方法
2023-07-29 14:42:11 2
專利名稱：染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置以及染料溶液的調節裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置以及染料溶液的調節裝置，更詳細的涉及，在染料敏化太陽能電池製造中，將染料吸附工序實時最佳化，從而能以高生產率製作高品質的太陽能電池，並將昂貴的染料以最佳狀態最大限度地有效利用， 使其廢棄量最小化，從而可獲得節約成本、製作高效率電池的效果的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置和染料溶液的調節裝置以及適用於這樣裝置的方法。
背景技術：
1991年瑞士國立洛桑高等技術學院(EPFL)的麥可格萊才爾(Michael Gratzel)研究小組開發了染料敏化納米粒子氧化鈦太陽能電池後，進行了很多關於該領域的研究。染料敏化太陽能電池相比於現有的矽系太陽能電池製造單價顯著低，因此，具有能夠代替現有的非晶質矽太陽能電池的可能性，並且，與矽太陽能電池不同，染料敏化太陽能電池是以能夠通過吸收可見光而生成電子-空穴對的染料分子和傳遞所生成的電子的過渡金屬氧化物作為主要組成材料的光電化學太陽能電池。一般的染料敏化太陽能電池的單位電池單元結構是以上、下部透明的基板(一般為玻璃)和在該透明基板的表面上分別形成的透明導電性氧化物(TCO)構成的導電性透明電極為基本，並具有如下結構，即，在相當於第1電極(作用極)的一側的導電性透明電極上形成有其表面吸附有染料的過渡金屬氧化物多孔質層，在相當於第2電極(催化劑極) 的另一側導電性透明電極上形成有催化劑薄膜電極(主要為Pt)，上述過渡金屬氧化物，例如TiO2、多孔質電極和催化劑薄膜電極之間填充有電解質。即，染料敏化太陽能電池以在作用極基板和用於供給電子的催化劑極基板之間向被氧化的染料供給電子的電解質為基本而構成，所述作用極基板上塗布有光電極(TiO2)材料，所述光電極材料上附著有接受光而產生電子的染料。但是，在具有這樣結構的染料敏化太陽能電池中，在上述過渡金屬氧化物多孔質層上吸附多少具有優異特性的吸光染料對太陽能電池的效率和成本帶來很大影響。即，吸附量越多、吸光的染料的特性越優異，太陽能電池的光電效率就會越增大，越能有效(以效率良好的形態吸附)地使用昂貴的染料，降低沒有吸附而丟棄的染料的廢棄率，從而減少成本。但是，以往為了提高吸附率，以將新合成而準備的染料調整為吸附率最好的濃度來準備染料溶液，向其中浸漬太陽能電池單元的方式來進行吸附工序，隨著對多數的單元進行吸附工序，濃度發生變化而吸附率降低，需要廢棄剩餘的染料溶液，所以廢棄率高而染料的浪費嚴重。因此，雖然為了改善該情況而管理了染料溶液的濃度，但是與使用最初的新液體的情況相比，在進行吸附的過程中，由於染料的變形等原因，表現出越來越低的光吸收率，僅通過濃度管理不能最佳化優異的太陽能電池製作，而手動濃度管理的情況下則不能以連續工序進行染料吸附工序，從而存在生產率下降的問題。
因此迫切需要開發能夠解決這些問題的染料溶液管理裝置和管理方法。
發明內容
技術課題為了解決上述的現有技術的問題，本發明的目的在於提供在染料敏化太陽能電池製造中，可以將染料吸附工序實時最佳化，從而能以高生產率製作高品質的太陽能電池，並將昂貴的染料最大限度地以最佳狀態有效利用，使其廢棄量最小化，從而可獲得節約成本效果的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置、染料溶液的調節裝置以及適用於這樣裝置的染料管理方法。解決課題的手段為了達到上述目的，本發明提供一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，在染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置中，包括吸光裝置，其測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度；以及，pH測定裝置，其測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的pH。另外，本發明提供一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節裝置，其特徵在於，包括貯藏槽，其用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液高濃度的染料溶液；pH調節裝置，其向上述貯藏槽供給酸或鹼；以及，控制部，其根據從上述監測裝置獲得的吸光度和pH值來控制上述染料供給裝置和PH調節裝置。另外，本發明提供一種染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置，其特徵在於，包括貯藏槽，其用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，且具有用於染料吸附用載體的輸入輸出的輸送口；上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液高濃度的染料溶液；pH調節裝置，其向上述貯藏槽供給酸或鹼；溫度調節部，其用於測定並控制上述貯藏槽內染料溶液的溫度；壓力調節部，其用於測定並控制上述貯藏槽內染料溶液的壓力；以及，控制部，其根據從上述監測裝置獲得的吸光度和pH值來控制上述染料供給裝置和PH調節裝置。或者，一種染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置，其特徵在於，包括貯藏槽，用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，且具有用染料敏化太陽能電池組件使染料溶液循環的輸送管路；
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上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液高濃度的染料溶液；pH調節裝置，其向上述貯藏槽供給酸或鹼；溫度調節部，其用於測定並控制上述輸送管路內染料溶液的溫度或上述染料敏化太陽能電池組件的溫度；壓力調節部，其用於測定並控制上述輸送管路內染料溶液的壓力或上述染料敏化太陽能電池組件內的壓力；以及，控制部，其根據從上述監測裝置獲得的吸光度和pH值來控制上述染料供給裝置和PH調節裝置。此外，本發明一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測方法，其特徵在於，同時進行染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度測定和染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的PH測定；並提供適用了這樣的監測方法的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節方法。發明效果根據本發明的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置、染料溶液的調節裝置以及適用於這樣裝置的染料管理方法，在染料敏化太陽能電池的製造中，將染料吸附工序實時最佳化，從而能以高生產率以連續工序製作高品質的太陽能電池，並將昂貴的染料以能顯示出最佳效率的狀態最大限度地有效利用，從而可以獲得將其廢棄量最小化而節約成本、並減少環境汙染的效果。
圖1圖示出本發明染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置的一個實施例的系統示意圖。(為了簡單化而未圖示TCO層和催化劑層等)圖2圖示出本發明染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置的另一個實施例的系統示意圖。(為了簡單化而未圖示TCO層和催化劑層等)符號說明IOa 上面玻璃基板(催化劑極)IOb 下面玻璃基板(作用極)40 過渡金屬氧化物層50 密封部
具體實施例方式以下詳細說明本發明。本發明的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，具有包括吸光裝置和pH 測定裝置的結構，所述吸光裝置測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度；所述PH 測定裝置測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的PH。參照附圖對其進行詳細說明。S卩，本發明為了染料敏化太陽能電池的製造，為了在TiO2之類的過渡金屬氧化物多孔層更有效地吸附染料而監測染料溶液的狀態，為此，在以往的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置中，具備用於監測染料溶液內的染料濃度的、測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度的吸光裝置。即，著眼於本發明的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的特徵是具有吸收光的吸光功能這一點，上述吸光裝置向染料照射由光源產生的光，測定所照射光中除被染料吸收光以外的其餘光來測定染料溶液的吸光度，從而測定具有吸光功能的染料的濃度。從容易測定濃度的角度考慮，優選上述吸光裝置的光源為染料所吸收光的波長區域，它可以是具有作為測定對象的染料的最大吸收率的波長區域，根據情況也可以向根據濃度而吸光度變化敏感的其它波長區域調整，具體而言，適用於上述吸光裝置的光源可以具有175nm 3300nm的波長或適用UV(紫外線)光源，由此可以敏感地感知濃度變化。另外，染料敏化太陽能電池用染料的吸附過程中的吸附會隨著進行吸附過程而染料溶液的狀態發生變化，這樣的染料溶液狀態的變化會使染料引起變形或者即使染料的濃度高也不能達到其以上的吸附。因此，不能僅以濃度監測來維持吸附的最佳條件，需要同時管理這樣的染料溶液的狀態，這一般對染料溶液的酸度或鹼度帶來影響，所以為了管理這樣的染料溶液的狀態，本發明的監測裝置包括測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的PH 的PH測定裝置。上述PH測定裝置可以適用通常的多種形態，另外，從可以直接受到染料溶液的PH的影響的角度考慮，優選適用於上述染料溶液在吸附過程中酸度或鹼度發生變化的染料(對此的具體例子可以舉出有機染料或有機金屬染料等，根據吸附的進行而發生PH 的變化時，可能發生染料吸附率或所吸附染料的變化，因此在吸附進行中需要PH監測。特別是有機染料的情況下，根據染料溶液的PH，染料的反應基團，例如-COOH的反應性產生差異，可能根據PH變化而對吸附率帶來影響，有機金屬染料的情況下也可能受到這樣的影響而對吸附率帶來影響或者染料結構發生變化，從而帶來降低電池效率的影響。)，更優選適用於隨著吸附過程的繼續進行染料溶液的PH發生變化，從而使染料結構發生變化的釕系染料，更優選適用於由於最初染料的TBA分離或進一步附著，從而最初染料變為效率低的染料之類的，根據染料溶液的酸度而發生裂化的具有TBA的釕(Ru)系染料。為了這樣的吸光度和pH的測定，上述吸光裝置和PH測定裝置可以設置在圖1 圖2所示的位置，或者可以從其中採取染料溶液的樣品來測定吸光度和pH。即，上述吸光裝置從貯藏上述染料溶液的貯藏槽或輸送上述染料溶液的輸送管路(引入或排出管路)直接測定吸光度，或從上述貯藏槽或輸送管路抽取樣品來測定吸光度，上述PH測定裝置可以從貯藏上述染料溶液的貯藏槽或輸送上述染料溶液的輸送管路直接測定pH，或可以從上述貯藏槽或輸送管路抽取樣品來測定PH，由此可以實時監測染料溶液的狀態，可進行連續工序。另外，在此基礎上，如將其具體例子圖示的那樣，上述監測裝置中還可以包括測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的濁度或電導率的附加測定裝置。即，由此可以確認染料溶液是否有異常，可以測定濁度來掌握染料溶液內的異物汙染程度，從而可以將異物妨礙吸附的情況防範於未然。另外，本發明提供以這樣的監測裝置為基礎的染料溶液的調節裝置，其包括以下裝置而構成貯藏槽，其用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；上述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液高濃度的染料溶液；PH調節裝置， 其向上述貯藏槽供給酸或鹼；以及，控制部，其根據從上述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制上述染料供給裝置和pH調節裝置。
對此的具體例子如圖1 圖2所圖示。即，需要根據利用上述監測裝置監測的染料溶液的狀態，將其轉換成能達到最佳吸附的狀態。從而，為此，染料濃度比吸附的最佳條件低時，為了給上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液高濃度的染料溶液而啟動染料供給裝置；為了隨著染料的吸附而溶液的酸度升高時供給鹼來調節PH、且鹼度升高時供給酸來調節PH，而啟動pH調節裝置。這樣的濃度和pH調節通過上述控制部進行反饋控制，所以貯藏槽內的染料溶液一直實時控制成最佳的吸附條件。例如包括釕系染料的染料溶液的情況下，照射紫外線，紫外線吸收率顯示為一定程度以下時，表示染料的濃度降低，因此為了增加染料濃度，追加高濃度的染料溶液而調節到適當的濃度水平，從而能夠實現充分的吸附。另外，釕系染料的情況下，隨著染料的吸附過程的進行，PH逐漸變化，這大致從兩方面對所製作太陽能電池的特性帶來影響。首先，作為釕系染料的代表性例子的N719是在原來的分子結構中只選擇性地結合有2個TBA陽離子的結構，若根據吸附次數的增加或其他因素而染料溶液的PH發生變化，則發生結合於N719的TBA陽離子解離而形態變化成未結合任何TBA的N3染料(pH減少的情況)、或在N719上進一步結合TBA陽離子而變成其它形態的染料(PH增加的情況)等變化，這意味著最初供給的N719變成比其效率低的其它形態的染料而進行吸附，因此引起染料敏化太陽能電池的性能低下；其次，這樣解離的TBA 陽離子濃度的增加對T^2帶來影響，給電流值或電壓值帶來影響，從而引起染料敏化太陽能電池的性能低下。因此，為了防止使這樣的N719原來的分子結構變化的TBA陽離子的解離，追加酸或鹼，從而將染料溶液的PH調節至適當的水平。即，在本發明中同時進行這樣的濃度和pH管理，而且實時進行，從而在連續吸附工序中時常維持最佳的吸附條件，可以提高具有優異的特性的染料的吸附率，並可以提高具有優異的特性的染料的有效利用度。另外，可能因上述染料供給裝置的故障等而使貯藏槽內的染料溶液的濃度過高， 也可能發生染料溶液的量不足的情況，相對於此，可以在上述貯藏槽中進一步包括用於供給上述染料溶液的溶劑的溶劑供給裝置，上述控制部可以根據從上述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制上述染料供給裝置、pH調節裝置和溶劑供給裝置。即，染料溶液的濃度高時，可以進一步供給溶劑，從而將染料溶液的濃度控制成最佳濃度，染料溶液不足時，可以從染料供給裝置供給高濃度的染料溶液，向其中供給溶劑，從而可以提供最佳濃度的新液體。另外，本發明提供染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置，這可以舉出在組裝太陽能電池單元之前進行吸附的圖1的情況、和在單位電池單元的組裝結束後進行的圖2的情況。即，用如圖1的方式進行吸附時，染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置可以包括如下裝置而構成貯藏槽，其用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，且具有用於染料吸附用載體的輸入輸出的輸送口 ；上述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，其向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液高濃度的染料溶液；PH調節裝置，其向上述貯藏槽供給酸或鹼；溫度調節部，其用於測定並控制上述貯藏槽內染料溶液的溫度；壓力調節部，其用於測定並控制上述貯藏槽內染料溶液的壓力；以及，控制部，其根據從上述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制上述染料供給裝置和PH調節裝置。另外，用如圖2的方式進行吸附時，染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置可以包括如下裝置而構成貯藏槽，用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，且具有用染料敏化太陽能電池組件使染料溶液循環的輸送管路；上述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液高濃度的染料溶液；PH調節裝置，其向上述貯藏槽供給酸或鹼；溫度調節部，其用於測定並控制上述輸送管路內染料溶液的溫度或上述染料敏化太陽能電池組件的溫度；壓力調節部，其用於測定並控制上述輸送管路內染料溶液的壓力或上述染料敏化太陽能電池組件內的壓力；以及，控制部，其根據從上述監測裝置獲得的吸光度和pH值來控制上述染料供給裝置和pH調節裝置。S卩，為了使吸附條件最佳化，不僅需要染料溶液條件的最佳化，還需要吸附工序條件的最佳化，為此，還附加控制吸附工序的溫度和壓力的調節部。上述溫度調節部的溫度控制在通常的釕系染料的情況下設定為50°C內外的溫度條件而控制，壓力適用高壓條件對吸附有利。另外，為了對其追加的追加物質均勻混合，當然可以在貯藏槽等的內部進一步包括攪拌裝置。如圖所示，為了監測染料狀態，監測裝置可以從多個部分獲取染料溶液，其可以選擇性地或對所有部分同時進行，也可以在表示的部分直接或通過取樣來進行。S卩，溫度調節部(溫度測定和控制部)在圖1的情況下，在貯藏槽具備另外的溫度測定裝置和加熱或冷卻裝置，由此測定溫度，將利於吸附的溫度作為目標值，從而可以控制貯藏槽內的染料溶液溫度；在圖2的情況下，溫度控制對象為貯藏槽內的染料溶液時，可以如上所述地進行控制，溫度控制的對象為輸送管路的染料溶液時，在輸送管路上具備溫度測定裝置和加熱或冷卻裝置，或者通過在貯藏槽具備加熱或冷卻裝置，可以對其進行控制， 需要在實質性地達成吸附的電池單元中控制溫度時，可以將溫度測定裝置附著於貯藏槽、 輸送管路或電池單元，也可以是將加熱或冷卻裝置附著於貯藏槽、輸送管路或電池單元的結構。另外，就壓力調節部(壓力測定和控制部)而言，在圖1的情況下，在貯藏槽具備另外的壓力測定裝置和減壓或加壓裝置(泵和閥等)，由此測定壓力，將有利於吸附的壓力作為目標值，從而可以控制貯藏槽內的染料溶液壓力，此時，上述貯藏槽應為壓力容器。另外，在圖2的情況下，壓力控制對象為貯藏槽內的染料溶液時，可以如上所述地進行控制， 壓力控制的對象為輸送管路的染料溶液時，將壓力測定裝置和減加壓裝置以輸送管路為基準來具備，或者在貯藏槽中具備減加壓裝置，可以對其進行控制，需要在實質性地達成吸附的電池單元中控制壓力時，可以將壓力測定裝置附著於貯藏槽、輸送管路或電池單元，也可以是將減加壓裝置附著於泵或閥，使得能以貯藏槽、輸送管路或電池單元為基準進行控制的結構。在這種情況下，如上述調節裝置中所述，可以將溶劑追加性地進行控制，為此，上述染料吸附裝置在上述貯藏槽中還包括供給上述染料溶液的溶劑的溶劑供給裝置，上述控制部的結構使其能夠根據從上述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制上述染料供給裝置、PH調節裝置和溶劑供給裝置。在這裡，為了向其中追加的追加物質均勻混合，當然可以在貯藏槽等的內部進一步包括攪拌裝置。
此外，本發明提供適用於如上所述的監測裝置、調節裝置和吸附裝置的監測方法和調節方法，利用監測方法，在染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測方法中，通過同時進行染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度測定和染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的PH測定，可以得到比以往的單純濃度監測更高的吸附效果。其中，上述染料溶液的染料優選為上述染料溶液在吸附過程中酸度或鹼度發生變化的染料(對此的具體例子可以舉出多種有機染料和有機金屬染料)，更具體的可以舉出釕系染料，例如N719等具有TBA的釕系染料。另外，作為染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節方法，可以舉出如下方式從用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的貯藏槽中將上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液用上述(染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的)監測方法進行監測，根據從上述監測獲得的吸光度和PH值向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液更高濃度的染料溶液， 或者向上述貯藏槽供給酸或鹼。對此，在對上述裝置的記述中已進行了詳細說明，因此在這裡省略其詳細說明，上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節方法中，可以與上述同樣地進一步附加追加溶劑的控制要素，這可以通過以下方式來進行，即，從用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的貯藏槽將上述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液用上述(染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的)監測方法進行監測，根據從上述監測獲得的吸光度和PH值，向上述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液更高濃度的染料溶液，或者向上述貯藏槽供給酸或鹼，或者供給上述染料溶液的溶劑。以上說明的本發明不被上述的詳細說明、實施例所限定，在不脫離權利要求書中記載的本發明的思想和領域的範圍內，所屬技術領域的技術人員進行的多種修訂和變形的情形當然也包括在本發明的範圍內。產業上的利用可能性根據本發明的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置和染料溶液的調節裝置以及適用於這樣裝置的染料管理方法，在染料敏化太陽能電池的製造中，將染料吸附工序實時最佳化，從而能以高生產率以連續工序製作高品質的太陽能電池，並且將昂貴的染料以能顯示出最佳效率的狀態最大限度地有效利用，從而可以獲得將其廢棄量最小化而節約成本、並減少環境汙染的效果。
權利要求
1.一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，包括 吸光裝置，其測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度；以及，PH測定裝置，其測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的pH。
2.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，所述染料溶液的染料是所述染料溶液在吸附過程中酸度或鹼度發生變化的染料。
3.根據權利要求2所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，所述染料是有機染料或有機金屬染料。
4.根據權利要求3所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，所述染料是釕系染料。
5.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，所述吸光裝置從貯藏所述染料溶液的貯藏槽或輸送所述染料溶液的輸送管路直接測定吸光度，或者從所述貯藏槽或輸送管路抽取樣品而測定吸光度；所述PH測定裝置從貯藏所述染料溶液的貯藏槽或輸送所述染料溶液的輸送管路直接測定PH，或者從所述貯藏槽或輸送管路抽取樣品而測定pH。
6.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，適用於所述吸光裝置的光源具有175nm 3300nm的波長，或者是UV光源。
7.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其特徵在於，還包括測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的濁度或電導率的附加測定裝置。
8.一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節裝置，其特徵在於，包括 貯藏槽，其用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；權利要求1 7中任一項所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測所述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，其向所述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液更高濃度的染料溶液； PH調節裝置，其向所述貯藏槽供給酸或鹼；以及，控制部，其根據從所述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制所述染料供給裝置和pH調節裝置。
9.根據權利要求8所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節裝置，其特徵在於，還包括向所述貯藏槽供給所述染料溶液的溶劑的溶劑供給裝置，所述控制部根據從所述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制所述染料供給裝置、pH 調節裝置和溶劑供給裝置。
10.一種染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置，其特徵在於，包括貯藏槽，其用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，且具有用於染料吸附用載體的輸入輸出的輸送口；權利要求1 7中任一項所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測所述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，其向所述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液更高濃度的染料溶液； PH調節裝置，其向所述貯藏槽供給酸或鹼； 溫度調節部，其用於測定並控制所述貯藏槽內染料溶液的溫度；壓力調節部，其用於測定並控制所述貯藏槽內染料溶液的壓力；以及，控制部，其根據從所述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制所述染料供給裝置和pH調節裝置。
11.根據權利要求10所述的染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置，其特徵在於，還包括向所述貯藏槽供給所述染料溶液的溶劑的溶劑供給裝置，所述控制部根據從所述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制所述染料供給裝置、PH 調節裝置和溶劑供給裝置。
12.—種染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置，其特徵在於，包括貯藏槽，其用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，且具有用染料敏化太陽能電池組件使染料溶液循環的輸送管路；權利要求1 7中任一項所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置，其用於監測所述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液；染料供給裝置，其向所述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液更高濃度的染料溶液； PH調節裝置，其向所述貯藏槽供給酸或鹼；溫度調節部，其用於測定並控制所述輸送管路內染料溶液的溫度或所述染料敏化太陽能電池組件的溫度；壓力調節部，其用於測定並控制所述輸送管路內染料溶液的壓力或所述染料敏化太陽能電池組件內的壓力；以及，控制部，其根據從所述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制所述染料供給裝置和pH調節裝置。
13.根據權利要求12所述的染料敏化太陽能電池的染料吸附裝置，其特徵在於，還包括向所述貯藏槽供給所述染料溶液的溶劑的溶劑供給裝置，所述控制部根據從所述監測裝置獲得的吸光度和PH值來控制所述染料供給裝置、pH 調節裝置和溶劑供給裝置。
14.一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測方法，其特徵在於，同時進行染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度測定和染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的PH測定。
15.根據權利要求14所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測方法，其特徵在於，所述染料溶液的染料是所述染料溶液在吸附過程中酸度和鹼度發生變化的染料。
16.一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節方法，其特徵在於，由權利要求14 或15所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測方法，從用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的貯藏槽監測所述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，根據從所述監測中獲得的吸光度和PH值，向所述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液更高濃度的染料溶液，或向所述貯藏槽供給酸或鹼。
17.一種染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節方法，其特徵在於，由權利要求14 或15所述的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測方法，從用於裝染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的貯藏槽監測所述染料敏化太陽能電池吸附染料溶液，根據從所述監測中獲得的吸光度和PH值，向所述貯藏槽供給比貯藏槽內的染料溶液更高濃度的染料溶液，或向所述貯藏槽供給酸或鹼，或供給所述染料溶液的溶劑。
全文摘要
本發明涉及染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置和染料溶液的調節裝置。本發明的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的監測裝置的特徵在於包括測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的吸光度的吸光裝置、和測定染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的pH的pH測定裝置。本發明的染料敏化太陽能電池吸附染料溶液的調節裝置的特徵在於，除上述監測裝置外，還包括高濃度的染料追加裝置、和用於pH調節的酸或鹼追加裝置。由此，在染料敏化太陽能電池製造中，可將染料吸附工序實時最佳化，從而能以高生產率製作高品質的太陽能電池，並將昂貴的染料最大限度地有效利用，使其廢棄量最小化，從而可獲得節約成本的效果。
文檔編號G01N33/32GK102348978SQ201080011516
公開日2012年2月8日 申請日期2010年3月8日 優先權日2009年3月10日
發明者任潤吉, 李鍾燦 申請人:株式會社東進世美肯