TWI383511B

TWI383511B - 可撓式染料敏化太陽能電池之電化學製造方法

Info

Publication number: TWI383511B
Application number: TW97133398A
Authority: TW
Inventors: Eric Wei Guang Diau; Chien Chon Chen; Chin Shing Chen
Original assignee: Dc Solar Corp
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2013-01-21
Also published as: TW201011925A

Description

可撓式染料敏化太陽能電池之電化學製造方法

本發明係關於一種染料敏化太陽能電池及其製造方法，尤其係關於一種具有輕量化及可撓曲特性的染料敏化太陽能電池及其電化學製造方法。

根據美國能源部預估，目前全球石油存量約40年、天然氣存量約60年、煤炭存量約200年，而全球能源需求在2050年將達到目前的兩倍，在2100年時將達到目前的三倍，近年來由於石油價格的飆漲，第四次能源危機也即將到來。尋求新能源也成為目前各國極力開發的產業，近年來由於奈米技術與先進材料之開發，而有助於提升太陽能電池的轉換效率，因此單/複晶矽太陽能電池、非晶矽太陽能電池、薄膜太陽能電池、濕式太陽能電池等技術之改良，正受到各先進國家的重視。

目前主要的替代能源有：燃料電池、甲醇、生質能、生物能、太陽能、潮汐能以及風能等等，而這波綠色科技潮流，又首推太陽能最為行情看漲，由於環保意識的提升與能源危機的警訊刺激了太陽能電池產業的蓬勃發展，所以無論是學術界或產業界皆投入可觀的人力及資金，以發展太陽能電池相關的技術，而且政府更將太陽能電池產業視為下世代的重點發展項目之一。能源政策長久以來一直對各國的經濟、科技、以及政治產生重大的影響，過去數十年來能源對世界各國的影響如下：1954年：貝爾實驗室發表6%光電轉換效率的太陽能電池。

1957年：蘇聯發射第一顆的人造衛星(Sputnik 1)，利用太陽能電池作為能量的來源。

1973年：第一次石油危機，中東戰爭使石油價格由每桶3美元漲到超過13美元。

1979年：第二次石油危機，兩伊戰爭使石油價格由每桶15美元漲到39美元。

1983年：美國於加州建立世界上最大的太陽能電廠(16 MW)。

1990年：第三次石油危機，海灣危機使3個月內原油從每桶14美元漲到40美元。

1994年：日本實施補助獎勵辦法，推廣「市電併聯型太陽光電能系統」。

1997年：前美國總統柯林頓提出的百萬太陽電能屋頂(Million Roofs Solar Power)方案，預計在2010年之前建設完成100萬戶的太陽能發電系統。

2008年：石油價格每桶140美元。

在能源嚴重短缺、環保意識高漲的關鍵年代，節能與開發新能源，儼然已成為全球市場的新興產業，由於第一代與第二代太陽能電池製程需在無塵室與真空設備的操作下完成，所以其設備投資較大，亦因此使得第三代太陽能電池的低成本製程被廣為接受，其中染料敏化太陽能電池(DSSC，dye－sensitized solar cell)更具有低成本、可撓性、顏色多樣化、以及環保等等的特性，近來更是受到學術研究單位與產業投資者的矚目。瑞士科學家Gratzel(1991)利用二氧化鈦(TiO₂ )奈米顆粒(NP，nanoparticles)作為染料敏化太陽能電池的陽極以吸附光敏染料，並與導電陰極、電解液組成三明治結構的染料敏化太陽能電池，其光電轉換效率為7%(參考文獻1)。經過十幾年的發展，目前的效率僅為11%(參考文獻2－4)。近年來由於奈米技術與先進材料之開發，將有助於提升太陽能電池之轉換效率。典型的染料敏化太陽能電池係利用N3染料(LUMO＝－0.71eV，HOMO＝0.99eV)為電子產生層，配合TiO₂ (VB＝2.74eV，CB＝－0.46eV)為電子傳輸層，將電子與電洞分離，完成電子對外部電路的作功，電子再經由陰極傳回至電解液，而完成一連串完整的電化學反應。

太陽能電池的再生能源特性與光電轉換效率的發展，一直以來都是極為受到各工業國家的重視，另一方面，太陽能電池生產過程中所耗費的成本與使用過程中所產出的功率，更是各國家能源政策關注的重點之一，而環保人士則更積極對太陽能電池所使用之材料以及其生產過程中對環境之污染程度進行嚴厲的評估。因此，一個可具永續發展的太陽能電池，應具備有低生產成本、低耗電率、低環境污染性材料、以及低環境污染性生產過程等等的特性。在各製程中，傳統的陽極處理製程具有上述特性，陽極處理是電解鈍化的過程，用以增加金屬表面的氧化層厚度，此種製程為成熟的工業技術，於1960－1990年間，Thompson與Wood(參考文獻5－9)曾經進行許多關於此方面的研究，發現鋁表面經由陽極電化學氧化之後可形成一層緻密的氧化膜，並發現此種氧化膜能夠提高鋁表面的耐腐蝕性以及耐磨性。自1997年，Masuda(參考文獻10－12)利用二次陽極氧化法製備出具有規則排列以及均一孔洞形狀的多孔陽極氧化鋁之後，人們開始利用多孔陽極氧化鋁(Al₂ O₃ )製備大面積、自組裝、以及規則排列的奈米材料陣列。

根據以往Al₂ O₃ 奈米管的製作經驗，TiO₂ 奈米管的陽極處理與電解液成份、外加電壓、電解液攪拌、以及電解液溫度等參數之間具有密切的關係。例如，當外加電壓較大時，陽極膜可具有較大的多孔性結構；當電解液溫度較高時，薄膜的溶解速率較快，因而可獲得較薄的最終膜厚；以及當電解液中的溶質較多或較少時，可具有較低的氧化膜成長速率。

奈米管染料敏化太陽能電池(NT－DSSC，nanotubes－dye－sensitized solar cell)的優點包含：(1)由於一維結構的奈米管陣列有如光子晶體，所以能夠較有效地收集光線進而增加光電轉換效率；(2)奈米管的電子與電洞分流，電荷收集效率提升後亦可增進光電轉換效率；(3)電解液封裝於奈米管中不易滲漏，可增加耐久性；(4)奈米管由陽極處理直接生成於Ti基板(Ti foil)上，可縮短製程並降低成本；以及(5)由於奈米管陽極具有可撓曲特性，故可輕易做成大面積的可撓式奈米管染料敏化太陽能電池。

參考文獻1：M.Pourbaix,“Atlas of Electrochemical in Aqueous Solutions”,NACE,USA,280(1974).

參考文獻2：M.K.Nazeeruddin,F.D.Angelis,S.Fantacci,A.Selloni,G.Viscardi,P.Liska,S.Ito,B.Takeru,M.Grtzel,J.Am.Chem.Soc.127(2005)16835.

參考文獻3：M.Wei,Y.Konishi,H.Zhou,M.Yanagida,H.Sugihara,H.Arakawa,J.Mater.Chem.16(2006)1287.

參考文獻4：N.Koide,A.Islam,Y.Chiba,L.Han,J.Photochem.Photobio.A 182(2006)296.

參考文獻5：Spooner,R.C.,J.Electrochem.Soc.,102(1955)156.

參考文獻6：J.Brock,G.C.Wood,Electrochim.Acta,12(1967)395.

參考文獻7：G.C.Wood,A.J.Brock,Nature London,209(1968)773.

參考文獻8：G.C.Wood,J.P.O’Sullivan,Electrochim.Acta,15(1970)1865.

參考文獻9：G.E.Thompson,R.C.Furneanx：Corrosion Sci.,10(1978)4.

參考文獻10：Jianling Zhao,Xiaohui Wang,Tieyu Sun,Longtu Li,Nanotechnology 16(2005)2450.

參考文獻11：M.K.Nazeeruddin,F.D.Angelis,S.Fantacci,A.Selloni,G Viscardi,P.Liska,S.Ito,B.Takeru,M.Grtzel,J.Am.Chem.Soc.127(2005)16835.

參考文獻12：M.Wei,Y.Konishi,H.Zhou,M.Yanagida,H.Sugihara,H.Arakawa,J.Mater.Chem.16(2006)1287.

可撓曲乃為染料敏化太陽能電池的主要特點之一。目前許多研究係利用網印法，將二氧化鈦(TiO₂ )奈米顆粒塗佈於可撓式導電材料上，以製成染料敏化太陽能電池的陽極，並配合軟性陰極而製成可撓式染料敏化太陽能電池。此外，根據最新的文獻報導，陽極具有奈米管(NT，nanotubes)結構的染料敏化太陽能電池元件，其光電轉換效率可高於陽極具有奈米顆粒結構的染料敏化太陽能電池。因此基於上述構想，本案發明人在針對具有大面積、輕量化、以及可撓曲特性的染料敏化太陽能電池進行一連串的詳細研究與實驗之後提出本發明。

針對上述問題，本發明所使用的技術乃業界成熟的陽極處理技術，其低成本與自動化的特性將有助於日後染料敏化太陽能電池產品的量產。

為解決上述問題，本發明之一實施樣態為提供一種可撓式染料敏化太陽能電池，包含：鈦(Ti)基板，其表面經過粗糙化處理，以及其背面經過厚度減薄處理；二氧化鈦(TiO₂ )奈米管，在Ti基板進行厚度減薄處理之前，藉由陽極處理以及熱處理而成長於Ti基板的表面上，以作為電池的陽極；光敏染料，吸附於TiO₂ 奈米管的表面；軟性透明導電陰極，相對於陽極而配置；以及電解液，封裝在陰極與陽極之間，其中透明導電陰極的表面附著鉑(Pt)奈米觸媒層。

本發明之另一實施樣態為提供一種可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，包含以下步驟：對鈦(Ti)基板的表面進行粗糙化處理；對Ti基板進行陽極處理，然後進行熱處理，俾能在此表面上成長二氧化鈦(TiO₂ )奈米管，以作為電池的陽極；使光敏染料吸附於TiO₂ 奈米管的表面上；對Ti基板的背面進行厚度減薄處理；在軟性透明材料上形成透明導電氧化物薄膜以及鉑奈米觸媒層，以作為電池的陰極；以及將電解液封裝在陽極與陰極之間。

本發明之其他目的與優點可藉由隨後之詳細說明及隨附之申請專利範圍而更顯明白。

為解決上述問題，依照本發明之一實施例，提供一種可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其藉由對Ti基板的表面進行粗糙化處理以及陽極處理，以增加光敏染料在陽極表面的吸附面積，並藉由對Ti基板的背面進行厚度減薄處理，以提升電池元件的可撓曲性。圖1顯示依照本發明之一實施例之可撓性染料敏化太陽能電池的製造流程圖。如圖1所示，在步驟101中，對Ti基板進行600℃×1hr的熱處理，以消除Ti基板的應力。

在步驟102中，利用3 vol.% H₃ PO₄ ＋2 vol.% HF、3min等條件，對Ti基板的表面進行酸洗，以去除因熱處理所產生的TiO₂ 薄膜。

在步驟103中，使用3 vol.% HF＋5 wt.% NaCl、以及30V×1min等條件，對Ti基板的表面進行粗糙化處理，例如電解蝕刻，以獲得粗糙化的表面。在本發明之實施例中，用以進行表面粗糙化之電化學電解蝕刻的電解液可含有下列其中一種鹵素元素：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、或砈(At)；而其中含氯離子的電解液可例如為鹽酸(HCl)、氯化鈉(NaCl)、或過氯酸(HClO₄ )等，以及含氟離子的電解液可例如為氫氟酸(HF)、氟化鉀(KF)、或氟化銨(NH₄ F)等。然而，表面粗糙化處理並不限於電解蝕刻，在本發明之其他實施例中，表面粗糙化處理可包含電漿乾式蝕刻處理、機械式研磨、或噴砂處理等等。

在步驟104中，使用具有0.2%~5%氟離子(F^－ )濃度的電解液、以及20~100V×1~24hr等條件，對經過粗糙化的Ti基板表面進行陽極處理，以成長TiO₂ 奈米管。TiO₂ 奈米管的厚度範圍能夠介於約0.1μm與約100μm之間。

在步驟105中，對TiO₂ 奈米管進行450℃×3hr的熱處理，以獲得具有銳鈦相(anatase)結構的TiO₂ 奈米管。

在步驟106中，使光敏染料吸附於TiO₂ 奈米管的表面上。

在步驟107中，以10 vol.% HF×6min等條件，對Ti基板的背面進行厚度減薄處理，以獲得可撓曲的陽極。在本發明之實施例中，厚度減薄處理可使用化學蝕刻液或電化學電解法，對Ti基板背面的厚度進行減薄；而化學蝕刻液以及電化學電解法所使用的電解液可包含：氫氟酸溶液、硝酸溶液、鹽酸溶液或其混合液。在厚度減薄處理之後，Ti基板的厚度範圍能夠介於約30μm與約200μm之間。當於其上形成TiO₂ 奈米管的Ti基板具有上述厚度時，可被製成卷對卷(roll－to－roll)型式的太陽能電池材料。以此種構造，吾人能夠製造出卷對卷型式的可撓式染料敏化太陽能電池。此外，在另一實施例中，步驟107中的厚度減薄處理可在步驟106之前執行。

在步驟108中，於軟性透明材料上形成透明導電氧化物(TCO，Transparent Conducting Oxide)薄膜以及鉑奈米觸媒層，以獲得可撓曲的陰極。在本發明之實施例中，軟性透明材料可為聚二甲酸乙二醇酯(PEN，polyethylene naphthalate)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)高分子聚合材料；而透明導電氧化物薄膜可為銦錫氧化物(ITO，indium tin oxide)、銻錫氧化物(ATO，antimony tin oxide)、氟錫氧化物(FTO，fluorine tin oxide)、鋁鋅氧化物(AZO，aluminum zinc oxide)、或銦鋅氧化物(IZO，indium zinc oxide)。此外，為了增加入射光對軟性透明材料的穿透率並且提升軟性透明材料的阻水與阻氣率，吾人可在軟性透明材料的表面上形成抗反射(AR，Anti－reflection)層。

在步驟109中，利用軟性封裝膠，將含有碘(I₂ )以及碘化鋰(LiI)的乙腈(CH₃ CN)電解液封裝在陰極與陽極之間，以獲得可撓式染料敏化太陽能電池。軟性封裝膠可為紫外光(UV，ultra－violet)膠或熱固/縮膠。

在本發明之另一實施例中，Ti基板能夠以軟性透明基板加以取代，並且事先在軟性透明基板的表面上形成Ti薄膜，然後藉由陽極處理以及熱處理，在Ti薄膜的表面上成長TiO₂ 奈米管，並且利用軟性封裝膠將電解液封裝在皆為透明軟性的陰極與陽極之間，而製造出能夠正面/背面照光的透明可撓式染料敏化太陽能電池，其中正面照光係指光線從陽極側入射至太陽能電池的內部，而背面照光係指光線從陰極側入射至太陽能電池的內部。因此，由圖1之方法所製成的太陽能電池為背面照光的可撓式染料敏化太陽能電池。在對此種於其上具有TiO₂ 奈米管的軟性透明基板進行熱處理時，吾人可使用微波加熱、雷射加熱、或紅外光加熱方式進行熱處理，以保護較低熔點的軟性透明基板。

在本發明之另一實施例中，鈦基板可為鈦合金，例如Ti－6Al－4V合金等等。在本發明之其他實施例中，吾人可將鈦基板替代成下列其中一種基板：矽(Si)、銦(In)、鎢(W)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、或錫(Sn)；而替代基板上的氧化物奈米管對應於該替代基板之材料可分別為二氧化矽(SiO₂ )、三氧化二銦(In₂ O₃ )、三氧化鎢(WO₃ )、二氧化鋯(ZrO₂ )、氧化鋅(ZnO)、或二氧化錫(SnO₂ )。此外，TiO₂ 奈米管的表面可具有TiO₂ 奈米顆粒以增加TiO₂ 奈米管的表面積，而這些TiO₂ 奈米顆粒係利用TiF₄ 或TiCl₄ 溶液而形成。

為了使圖1的製造流程具體化，圖2A至2E概略地顯示依照圖1之實施例的製造示意圖。在圖2A至2E中，首先，於Ti基板1的表面上成長TiO₂ 奈米管3(如圖2B所示)，接著使光敏染料(無圖示)吸附於TiO₂ 奈米管3的表面上(如圖2C所示，其中斜線部分為其表面已吸附光敏染料的TiO₂ 奈米管3)，然後對Ti基板1的背面進行厚度減薄處理(如圖2D所示)，最後，以軟性封裝膠11，將電解液13封裝在包含軟性透明材料5、透明導電氧化物薄膜7、以及鉑奈米觸媒層9的陰極區域與包含Ti基板1以及其表面已吸附光敏染料之TiO₂ 奈米管3的陽極區域之間(如圖2E所示)。厚度減薄處理較佳係在形成TiO₂ 奈米管3之後進行，若在形成TiO₂ 奈米管3之前進行厚度減薄處理時，TiO₂ 奈米管3會因為應力的作用而從Ti基板1的表面剝落，因此，厚度減薄處理較佳係在形成TiO₂ 奈米管3之後進行。此種太陽能電池的工作原理為：當電池照光時，由光敏染料(無圖示)所產生的電子經由TiO₂ 奈米管3 傳遞(同時，電解液13進行氧化反應並將電子傳遞至光敏染料)至外部電路(無圖示)後，再由透明導電氧化物薄膜7進入至電解液13進行還原反應，以完成電化學反應的循環。

(實施範例)

在對商業用Ti基板(99.7%，0.127mm)進行600℃×1hr的熱處理之後，吾人可獲得均勻的α相鈦金相顯微組織，然後對Ti基板的表面進行酸洗(3 vol.% H₃ PO₄ ＋2 vol.% HF，3min)，以去除因熱處理所產生的TiO₂ 膜，接著對Ti基板的表面進行電解蝕刻(3 vol.% HF＋5 wt.% NaCl，30V，1 min)，以獲得較粗糙的表面，最後分別以下列三種條件對Ti基板進行陽極處理：(1)0.5 vol.% HF，18V；(2)0.58 wt.% KF＋13.8 wt.% NaHSO₄ ．2H₂ O＋5.9 wt.% C₆ H₅ Na₃ O₇ ．2H₂ O，25V；以及(3)0.25 wt.% NH₄ F＋乙二醇溶劑，60V。藉由上述三種條件進行陽極處理，吾人可在Ti基板的表面上成長具有奈米管結構的TiO₂ 陣列。圖3A至3C分別顯示以上述條件(1)、(2)、以及(3)進行陽極處理所獲得的TiO₂ 奈米管陣列顯微影像。

為了提升染料敏化太陽能電池的可撓性，並且降低其重量，因此染料敏化太陽能電池的材料必須具有輕量化的特性，例如本發明之實施例所使用之Ti基板的密度約為4.5 g．cm^－3 ，而聚二甲酸乙二醇酯(PEN)以及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之軟性透明高分子聚合物材料的密度約為1.4 g．cm^－3 。雖然Ti基板的密度比習知染料敏化太陽能電池陽－陰兩極常用之玻璃材料的密度(2.5 g．cm^－3 )稍大，但單片玻璃所需的厚度約為2000μm，而Ti基板以及聚二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)材料的厚度僅需約80μm，因此，利用Ti基板以及高分子聚合物材料所製成之染料敏化太陽能電池的重量僅為使用玻璃材料之染料敏化太陽能電池的4.7%。

將根據本發明之方法所製得的染料敏化太陽能電池陽極配合軟性透明導電陰極，即可製得可撓式染料敏化太陽能電池。圖4A 與圖4B分別為依照本發明之一實施例之可撓式染料敏化太陽能電池之陽極以及陰極的照片，而圖4C為由圖4A及圖4B中之陽極以及陰極所製成之可撓式染料敏化太陽能電池的照片。

圖5為依照本發明之一實施例之在氣團(AM，air mass)1.5之標準太陽光模擬光源測試條件下之可撓式染料敏化太陽能電池的電流密度－電壓特性曲線圖。如圖5所示，可撓曲的主動面積(active area)為20.25cm² 、短路電流密度(Jsc)為6.6 mA．cm^－2 、開路電壓(Voc)為0.72V、填充率(FF)為0.32、光電轉換效率(η)為1.51%。

因此，依照本發明之方法，吾人可製造出具有大面積、輕量化、以及可撓曲特性的染料敏化太陽能電池。

雖然本發明已參考其示範實施例進行特定顯示以及說明，但本發明並不限於這些實施例。具有此技術領域之通常知識者可瞭解在不離開如本發明之請求項所界定之精神與範圍的情形下，可進行各種不同形式與細節的變化。

1‧‧‧Ti基板

3‧‧‧TiO₂ 奈米管

5‧‧‧軟性透明材料

7‧‧‧透明導電氧化物薄膜

9‧‧‧鉑奈米觸媒層

11‧‧‧軟性封裝膠

13‧‧‧電解液

101‧‧‧對Ti基板進行熱處理，以消除Ti基板的應力

102‧‧‧對Ti基板的表面進行酸洗，以去除熱處理所產生的TiO₂ 膜

103‧‧‧對Ti基板的表面進行粗糙化處理，以獲得較粗糙的表面

104‧‧‧對經過粗糙化的Ti基板表面進行陽極處理，以成長TiO₂ 奈米管

105‧‧‧對TiO₂ 奈米管進行熱處理，以獲得具銳鈦相(anatase)結構的TiO₂ 奈米管

106‧‧‧使光敏染料吸附於TiO₂ 奈米管的表面上

107‧‧‧對Ti基板的背面進行厚度減薄處理，以獲得可撓曲的陽極

108‧‧‧在軟性透明材料上形成透明導電氧化物薄膜以及鉑奈米觸媒層，以獲得可撓曲的陰極

109‧‧‧利用軟性封裝膠將電解液封裝在陰極與陽極之間，以獲得可撓曲式染料敏化太陽能電池

圖1顯示依照本發明之一實施例之可撓性染料敏化太陽能電池的製造流程圖；圖2A至2E概略地顯示依照圖1之實施例的製造示意圖；圖3A至3C分別顯示以不同條件進行陽極處理所獲得的TiO₂ 奈米管陣列顯微影像；圖4A與圖4B分別為依照本發明之一實施例之可撓式染料敏化太陽能電池之陽極以及陰極的照片；圖4C為由圖4A及圖4B中之陽極以及陰極所製成之可撓式染料敏化太陽能電池的照片；及圖5為依照本發明之一實施例之可撓式染料敏化太陽能電池的電流密度－電壓特性曲線圖。

101‧‧‧對Ti基板進行熱處理，以消除Ti基板的應力

106‧‧‧使光敏染料吸附於TiO₂ 奈米管的表面上

108‧‧‧在軟性透明材料上形成透明導電氣化物薄膜以及鉑奈米觸媒層，以獲得可撓曲的陰極

109‧‧‧利用軟性封裝膠將電解液封裝在陰極與陽極之間，以獲得可撓式染料敏化太陽能電池

Claims

一種可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，包含：對一鈦(Ti)基板的表面進行粗糙化處理；再對該Ti基板進行陽極處理，然後進行熱處理，俾能在該表面上成長二氧化鈦(TiO₂ )奈米管，以作為該電池的一陽極；使一光敏染料吸附於該TiO₂ 奈米管的表面上；對該Ti基板的背面進行厚度減薄處理；在一軟性透明材料上形成一透明導電氧化物薄膜以及一鉑(Pt)奈米觸媒層，以作為該電池的一陰極；及將一電解液封裝在該陽極與該陰極之間。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該基板的表面粗糙化處理為電化學濕式蝕刻處理、電漿乾式蝕刻處理、機械式研磨、或噴砂處理其中之一。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中以一軟性封裝膠將該電解液封裝在該陰極與該陽極之間。
如申請專利範圍第3項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該軟性封裝膠為紫外光膠或熱固/縮膠。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中以TiF₄ 或TiCl₄ 溶液在該TiO₂ 奈米管的表面形成TiO₂ 奈米顆粒。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該陽極處理的電解液為含有氟離子(F^- )的電解液。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該厚度減薄處理係使用化學蝕刻液或電化學電解法，對該Ti基板背面的厚度進行減薄。
如申請專利範圍第7項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該化學蝕刻液以及該電化學電解法所使用的電解液包含：氫氟酸溶液、硝酸溶液、鹽酸溶液、或其混合液。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中在該軟性透明材料的表面上形成一抗反射層。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該Ti基板能夠以一軟性透明材料加以取代，並且事先在該軟性透明材料的表面上形成一Ti薄膜，然後進行陽極處理以及熱處理，以成長TiO₂ 奈米管。
如申請專利範圍第10項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該熱處理能夠利用微波加熱、雷射加熱、或紅外光加熱方式加以進行。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該Ti基板能夠以一Ti合金基板加以取代。
如申請專利範圍第12項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該Ti合金基板為Ti-6Al-4V合金。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該Ti基板能夠由下列其中一種基板加以替代：矽 (Si)、銦(In)、鎢(W)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、或錫(Sn)；而該替代基板上的氧化物奈米管對應於該替代基板之材料分別為二氧化矽(SiO₂ )、三氧化二銦(In₂ O₃ )、三氧化鎢(WO₃ )、二氧化鋯(ZrO₂ )、氧化鋅(ZnO)、或二氧化錫(SnO₂ )。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中在對該基板進行該粗糙化處理之前，事先對該基板進行熱處理，然後進行酸洗。
如申請專利範圍第1項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該TiO₂ 奈米管的厚度範圍能夠介於約0.1μm與約100μm之間；而經該厚度減薄處理後之該Ti基板的厚度範圍能夠介於約30μm與約200μm之間。
如申請專利範圍第16項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中於其上具有該TiO₂ 奈米管的該Ti基板能夠製成卷對卷(roll-to-roll)型式的太陽能電池材料。
如申請專利範圍第2項之可撓式染料敏化太陽能電池的電化學製造方法，其中該電化學濕式蝕刻處理的電解液含有下列其中一種鹵素元素：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、或砈(At)；而該含氯之電解液為鹽酸(HCl)、氯化鈉(NaCl)、或過氯酸(HClO₄ )其中一種，以及該含氟之電解液為氫氟酸(HF)、氟化鉀(KF)、或氟化銨(NH₄ F)其中一種。