CN102484302A - 色素敏化型太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种色素敏化型太阳能电池,其是即使在使用了可弯曲的基材的情况下,也不产生短路等不良的色素敏化型太阳能电池;还提供一种能以低成本容易地形成上述色素敏化型太阳能电池的色素敏化型太阳能电池的制造方法。本发明的色素敏化型太阳能电池在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方的表面上形成有绝缘层,所述绝缘层形成于形成有所述多孔质层的多孔质层形成区域的周围且形成于所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材相对向的区域,而且所述绝缘层具有从所述多孔质层形成区域内向外连通至外部的外通部。
Description
技术领域
本发明涉及具有可弯曲性,没有短路等不良的色素敏化型太阳能电池。
背景技术
近年来,二氧化碳的增加所引起的地球暖化等环境问题成为了严重的问题,在世界范围内正在研究其对策。其中,正在积极地研究开发利用了太阳能作为对环境的负荷小、且清洁的能源的太阳能电池。作为这样的太阳能电池,单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池和化合物半导体太阳能电池等已实用化,但这些太阳能电池具有制造成本高等问题。因此,作为环境负荷小并且能够削减制造成本的太阳能电池,色素敏化型太阳能电池备受关注,并且正在进行研究开发。
将色素敏化型太阳能电池的一般构成例示于图11。如图11中所示,一般的色素敏化型太阳能电池100具有如下构成:在基材111上层叠了第1电极层112的色素敏化型太阳能电池用基材110与具有作为电极的功能的对电极基材120之间,在密封材料103的内侧形成包含担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层102和电解质层101。而且,在多孔质层102中的金属氧化物半导体微粒的表面吸附的色素敏化剂受到来自基材111侧的太阳光照射而被激发,被激发的电子被传递到第1电极层,再通过外部电路被传递到对向电极基材。然后,通过氧化还原电子对,电子返回到色素敏化剂的基底能级,由此进行发电。
在这样的色素敏化型太阳能电池中,以往,作为基材,可以使用玻璃基板,但是近年来,希望色素敏化型太阳能电池可弯曲,正在研究使用可弯曲的基板作为基材。然而,使用了可弯曲的基材时,存在由于基板的弯曲,上述第1电极层和对向电极基材发生电性接触而易于在内部引起短路(短接)的问题。
对于上述问题,例如专利文献1~2中公开了在对向电极层与由多孔质层和电解质层而成的发电层之间,配置绝缘性的多孔质膜等间隔件来防止短路。另外,专利文献3中公开了,通过在对向电极层上设置隔垫来防止短路。上述专利文献1~3中,都是使用液状物作为电解质的太阳能电池。
另一方面,在上述具有使用了液状的电解质的电解质层的色素敏化型太阳能电池中,通常,使用密封剂来密封电解质层,但是由于上述密封剂必须使用对于电解质中所含的碘耐受性高的高价密封剂,因此存在制造成本提高的问题。另外,即使使用上述密封剂密封电解质层,也存在可能发生从电解质层漏液的问题。进而,在制造具有使用了上述液状的电解质的电解质层的色素敏化型太阳能电池的制造时,必须利用密封剂进行密封,因此对于贴合上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材时的贴合位置要求很高的精度。另外,在上述色素敏化型太阳能电池中,由于上述密封剂必须在形成有多孔质层的区域的外侧形成,因此对于形成色素敏化型太阳能电池的各部件时的形成位置也要求有高精度。因此,存在这样的色素敏化型太阳能电池的制造工序繁杂的问题。
因此,正在研究代替上述液状的电解质,具有使用了固体的电解质的固体电解质层的色素敏化型太阳能电池。上述具有固体电解质层的色素敏化型太阳能电池中,由于使用了不具有流动性的固体电解质,因此不需要使用上述高价密封剂密封固体电解质层,所以能以低成本制造色素敏化型太阳能电池。另外,由于使用了固体的电解质,所以也能解决从电解质漏液的问题。进而,由于不需要利用上述密封剂进行密封,因此对于上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置,及色素敏化型太阳能电池的各部件的形成位置不要求高精度,所以能消减制造上述使用了液状的电解质的色素敏化型太阳能电池时的繁杂程度,能够容易地制造色素敏化型太阳能电池。
在这样的使用了固体电解质层的色素敏化型太阳能电池中,作为基材也希望使用可弯曲的基材。
上述使用了固体电解质层的色素敏化型太阳能电池中,使用了可弯曲的基材的情况下,由于通过上述固体电解质层和多孔质层的层叠体能够隔离色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材,因此还认为具有可以不使用上述间隔件或隔垫等部件的优点。
然而,上述使用了固体电解质层的色素敏化型太阳能电池中,存在在多孔质层的周围色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材接触而可能发生内部短路的问题。另外,为了解决上述问题,例如图12所示,也研究了不在多孔质层4的周围设置色素敏化型太阳能电池用基材1及对向电极基材2所对向的部分的结构,但是这种情况下,由于对贴合色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材时的贴合位置要求必须为高精度,因此存在制造工序变得繁杂的问题。此外,对于图12的详细说明在后叙述。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-243388号公报
专利文献2:日本特开2006-331791号公报
专利文献3:日本特开2004-296203号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的主要目的在于,提供色素敏化型太阳能电池中,即使在使用了可弯曲的基材的情况下,也不产生短路等不良的色素敏化型太阳能电池、以及能以低成本容易地形成上述色素敏化型太阳能电池的色素敏化型太阳能电池的制造方法。
解决课题的方法
为了解决上述课题,本发明提供一种色素敏化型太阳能电池,其具有:
色素敏化型太阳能电池用基材,其具有作为电极的功能、具有可弯曲性、且在一方的表面上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层;
对向电极基材,其以与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向的方式配置、具有作为电极的功能、且具有可弯曲性;以及
固体电解质层,其形成于所述色素敏化型太阳能电池用基材与对向电极基材之间、且以与所述多孔质层相接的方式形成,
而且,所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方为具有透明性的基材,
其特征在于,在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少方的表面上形成有绝缘层,所述绝缘层形成于形成有所述多孔质层的多孔质层形成区域的周围且形成于所述色素敏化型太阳能电池用基材与所述对向电极基材相对向的区域,而且所述绝缘层具有从所述多孔质层形成区域内向外连通至外部的外通部。
根据本发明,通过具有上述绝缘层,可以在上述多孔质层形成区域的周围且在上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材对向的区域中,防止两基材发生接触,并能防止在上述色素敏化型太阳能电池内部发生短路。
另外,根据本发明,通过具有上述固体电解质层,由于使用不具有流动性的物质作为电解质,因此不需要利用碘耐受性高的高价密封剂对固体电解质层进行密封,因而能以低成本制造色素敏化型太阳能电池。
另外,根据本发明,由于具有上述固体电解质层和绝缘层,因此制造色素敏化型太阳能电池时,各部件的形成位置以及上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置不要求高的精度,因此可以容易地制造色素敏化型太阳能电池。
另外,根据本发明,通过上述多孔质层的周围具有上述外通部,在形成色素敏化型太阳能电池时的贴合色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的工序中,能使色素敏化型太阳能电池内的空气从上述外通部排出而进行贴合,因此可容易地制造色素敏化型太阳能电池。
本发明中,上述色素敏化型太阳能电池用基材优选为由金属箔而成,且上述对向电极基材为具有透明性的基材。通过上述色素敏化型太阳能电池用基材由金属箔而成,通过烧成上述多孔质层,能够在上述色素敏化型太阳能电池用基材上直接形成,因此能够形成上述色素敏化型太阳能电池用基材和多孔质层的密合性良好的色素敏化型太阳能电池。
另外,在上述色素敏化型太阳能电池用基材由金属箔而成、且上述对向电极基材为具有透明性的基材的结构(以下,有时称为逆结构)中,光经由固体电解质层进入多孔质层,因此担心固体电解质层中的光的损失。因此,希望将固体电解质层变薄,固体电解质层变薄时,两基材的间隔变窄,因此电极间的短路的危险性变大。因此,在逆结构的色素敏化型太阳能电池中,优选采用本发明中使用的绝缘层。
本发明中,优选上述绝缘层具有粘着性。由此,贴合色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材时,可以使用上述绝缘层以色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材处于所需位置关系的方式进行预先的临时贴合等,因此能够形成高品质的色素敏化型太阳能电池。
本发明中,优选上述多孔质层形成区域为四边形,且上述多孔质层形成区域的对向的两边上形成上述绝缘层。
上述色素敏化型太阳能电池的形状是是适合进行大量生产时的形状,这是因为其可以利用例如辊对辊法(Roll to Roll法)等进行大量生产。
本发明提供一种色素敏化型太阳能电池模块,其特征在于,连结多个上述色素敏化型太阳能电池而成。
根据本发明,通过具有上述色素敏化型太阳能电池,在色素敏化型太阳能电池模块内,可防止内部短路。
另外,本发明提供一种色素敏化型太阳能电池的制造方法,其特征在于,作为基材,准备色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材,所述色素敏化型太阳能电池用基材具有作为电极的功能、具有可弯曲性且在一方的表面上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层,所述对向电极基材以与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向的方式配置、具有作为电极的功能且具有可弯曲性,其中所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方具有透明性,然后以顺序可以不同的方式进行以下工序:多孔质层形成工序,在所述色素敏化型太阳能电池用基材上形成所述多孔质层;固体电解质层形成工序,以与所述多孔质层上相接的方式形成固体电解质层,以及绝缘层形成工序,在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方的表面上的与形成有所述多孔质层的多孔质层形成区域对应的区域的周围、且在贴合所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材时所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材对向的区域内形成绝缘层,上述工序之后,还具有以夹持所述多孔质层和电解质层的方式对向地贴合所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材的贴合工序。
根据本发明,可以容易地制造内部不发生短路的色素敏化型太阳能电池。
另外,根据本发明,通过固体电解质层形成工序和绝缘层形成工序,形成固体电解质层和绝缘层,因此上述贴合工序中,贴合上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材时的贴合位置不要求高的精度,能容易地制造色素敏化型太阳能电池。
另外,根据本发明,由于不具有通过密封剂密封电解质层的工序,因此与用密封剂密封形成有多孔质层的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材后,注入电解质形成电解质层的以往的色素敏化型太阳能电池的制造方法相比,可以更容易地制造色素敏化型太阳能电池。
本发明中,优选的是,使用金属箔作为上述色素敏化型太阳能电池用基材,且使用具有透明性的基材作为上述对向电极基材,上述多孔质形成工序中,烧成上述多孔质层而形成。因为这样可以使色素敏化型太阳能电池用基材和多孔质层的密合性良好。另外还因为,在使用金属箔作为色素敏化型太阳能电池用基材的逆结构的色素敏化型太阳能电池中,通过上述绝缘层形成工序可以使所形成的绝缘层的作用效果高度地发挥。
另外,本发明中,上述绝缘层形成工序中,优选在上述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方图案状涂布用于形成上述绝缘层的绝缘层形成用组合物,或通过使用具有绝缘性的胶带来形成上述绝缘层。由此,可以在上述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方容易地形成上述绝缘层。
另外,本发明中,优选的是,上述多孔质层形成工序中,通过在上述色素敏化型太阳能电池用基材上,以图案状涂布用于形成多孔质层的多孔质层形成用组合物来形成上述多孔质层,上述固体电解质层形成工序中,通过在上述多孔质层上以图案状涂布用于形成固体电解质层的固体电解质层形成用组合物来形成固体电解质层,在上述绝缘层形成工序中,在上述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方以图案状涂布上述用于形成绝缘层的绝缘层形成用组合物来形成上述绝缘层。上述多孔质层形成工序、固体电解质层形成工序和绝缘层形成工序的任一工序中,通过使用上述的涂布法,即可利用一个制造流水线形成色素敏化型太阳能电池,能提高制造效率。另外,由于本发明中使用的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材都是具有可弯曲性的基材,所以通过利用涂布方法进行所有上述各工序,与使用胶带等的情况相比,对色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材施加的载荷少,能防止加工精度降低。
发明的效果
本发明的色素敏化型太阳能电池通过具有上述绝缘层,即使在使用了具有可弯曲性的基材作为上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极的基材时,也能防止两基材的接触,因此能起到防止上述色素敏化型太阳能电池内部的短路的效果。
另外,由于本发明的色素敏化型太阳能电池具有上述绝缘层和固体电解质层,所以对于色素敏化型太阳能电池的各部件的形成位置以及上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置不要求高的精度,因此起到了能容易地制造的效果。
附图说明
图1是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的一例的示意图。
图2是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的其他例的示意图。
图3是表示能得到本发明的色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件的一例的示意图。
图4是表示能得到本发明的色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件的其他例的示意图。
图5是表示能得到本发明的色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件的其他例的示意图。
图6是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的其他例的示意图。
图7是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的其他例的示意图。
图8是表示本发明的色素敏化型太阳能电池模块的一例的概略剖面图。
图9是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法的一例的工序图。
图10是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法的其他例的工序图。
图11是表示通常的色素敏化型太阳能电池的一例的简图。
图12是表示色素敏化型太阳能电池的一例的简图。
具体实施方式
以下,对于本发明的色素敏化型太阳能电池、使用了本发明的色素敏化型太阳能电池的太阳能电池模块以及制造本发明的色素敏化型太阳能电池的色素敏化型太阳能电池的制造方法进行详细地说明。
A.色素敏化型太阳能电池
本发明的色素敏化型太阳能电池色素敏化型太阳能电池用基材,其具有作为电极的功能、具有可弯曲性、且在一方的表面上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层;对向电极基材,其以与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向的方式配置、具有作为电极的功能、且具有可弯曲性;以及固体电解质层,其形成于所述色素敏化型太阳能电池用基材与对向电极基材之间、且以与所述多孔质层相接的方式形成,而且,所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方为具有透明性的基材,其特征在于,在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方的表面上形成有绝缘层,所述绝缘层形成于形成有所述多孔质层的多孔质层形成区域的周围且形成于所述色素敏化型太阳能电池用基材与所述对向电极基材相对向的区域,而且所述绝缘层具有从所述多孔质层形成区域内向外连通至外部的外通部。
本发明中,所谓“所述绝缘层具有从所述多孔质层形成区域内向外连通至外部的外通部”,是指以多孔质层形成区域不被密封的方式形成绝缘层,例如是指以下的状态:在上述多孔质层的周围,存在上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不相对向、没有形成绝缘层的部分的状态;或在多孔质层的周围全部形成绝缘层的情况下,至少在其一部分具有空隙部分的状态。
另外,所谓“上述绝缘层的空隙部分”,是指绝缘层以不与色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的任一方相接的方式形成的状态、或绝缘层部分地没有被形成的状态。
另外,本发明中的“固体电解质层”是指不显示流动性的电解质层。
对于本发明的色素敏化型太阳能电池,使用图进行说明。图1(a)是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的一例的示意图。图1(b)是图1(a)中所示的本发明的色素敏化型太阳能电池的A-A剖面图。如图1(b)中所示,本发明的色素敏化型太阳能电池10具备:色素敏化型太阳能电池用基材1,其具有基材1a和第1电极层1b、且在第1电极层1b上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层4;对向电极基材2,其与色素敏化型太阳能电池用基材1对向地配置、且具有作为电极的功能;固体电解质层3,其在色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2之间形成、且与多孔质层4相接地形成;以及绝缘层5,其在色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2的表面上形成。此外,图1(b)中示出了绝缘层5形成于色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2的表面上的情况,但是绝缘层5也可以在色素敏化型太阳能电池用基材1或对向电极基材2中的至少一方的表面上形成。另外,图1(a)中所示,绝缘层5形成于形成有多孔质层4的多孔质层形成区域T的周围且形成于色素敏化型太阳能电池用基材1和上述对向电极基材2相对向的区域。另外,本发明的色素敏化型太阳能电池10中,在多孔质层4的周围,具有色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2不对向而未形成绝缘层5的部分且从多孔质层形成区域T向外连通至色素敏化型太阳能电池10的外部的外通部5a。此外,图1(a)中,为了说明省略基材1a和多孔质层4。
图2是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的其他例的示意图。图2中,对于绝缘层5以包围多孔质层形成区域T的周围的方式形成的情况进行说明。另外,图2(b)是图2(a)中所示的本发明的色素敏化型太阳能电池的A-A断面的概略剖面图。如图2(a)中所示,绝缘层5以包围多孔质层形成区域T的周围形成时,如图2(b)中所示,通过将绝缘层5仅仅形成在色素敏化型太阳能电池用基材1或对向电极基材2的任一方的表面上,并在绝缘层的厚度方向设有空隙部分,在多孔质层4的周围设置外通部5a。图2(b)中,示出了绝缘层5形成在色素敏化型太阳能电池用基材1上,且在对向电极基材2上不形成的状态,但是也可以是绝缘层5形成于对向电极基材2上,且在色素敏化型太阳能电池用基材1上不形成的状态。此外,图2中,对于没有说明的部件的符号,与图1相同,因此在此省略说明。
根据本发明,通过具有上述绝缘层,可防止在上述多孔质层形成区域的周围且在上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材对向的区域中,两基材发生接触,因此能够防止上述色素敏化型太阳能电池内部的短路。
另外,根据本发明,通过具有上述固体电解质层,作为电解质使用不具有流动性的物质,因此不需要利用碘耐受性高的高价密封剂密封固体电解质层,因此能以低成本制造色素敏化型太阳能电池。另外,不需要通过密封剂对固体电解质层进行密封,因此在色素敏化型太阳能电池的制造时,各部件的形成位置、以及上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置不要求高的精度,可以容易地制造色素敏化型太阳能电池。
另外,使用了固体电解质层的色素敏化型太阳能电池中,例如,如图12中所示,通过不形成绝缘层5,在形成有多孔质层4的多孔质层形成区域T的周围不具有上述色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2对向的区域,可以防止色素敏化型太阳能电池内部的短路。然而,制造这样的色素敏化型太阳能电池时,存在对于上述贴合色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的时的贴合位置要求高的精度,制造工序变得繁杂的问题。此外,在图12中对于没说明的符号设为与图1相同。
另一方面,根据本发明,由于具有上述绝缘层,所以制造色素敏化型太阳能电池时,对上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置不要求高的精度,所以可以容易地制造色素敏化型太阳能电池。
另外,根据本发明,通过在上述多孔质层的周围具有上述外通部,形成色素敏化型太阳能电池时的贴合色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的工序中,可以使色素敏化型太阳能电池内的空气从上述外通部排出而进行贴合,因此可形成能容易地制造的色素敏化型太阳能电池。
进而,本发明的色素敏化型太阳能电池使用固体电解质层,因此通过预先制作能得到多个色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件,再将其裁切为规定的大小,能制成多个色素敏化型太阳能电池。由此,例如通过利用辊对辊法等制造上述带有多面的部件,再将其裁切为所需的大小,可以大量生产色素敏化型太阳能电池,因此,能以低成本形成色素敏化型太阳能电池。
本发明的色素敏化型太阳能电池中,使用图对用于上述大量生产而形成的带有多面的部件进行说明。图3~5是表示能得到本发明的色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件的示意图。图3~5所示,本发明中使用的带有多面的部件20预先形成有多个色素敏化型太阳能电池10的部件。通过在裁切位置将其裁切,可以大量生产色素敏化型太阳能电池10。此外,使用了图3和图4中所示的带有多面的部件时,通过在裁切位置进行裁切,可以形成多个如图1中所示的,上述多孔质层形成区域为矩形,在上述多孔质层形成区域的对向的两边形成有上述绝缘层的色素敏化型太阳能电池。
另外,使用图5中所示的带有多面的部件时,通过在裁切位置进行裁切,可形成多个如图2中所示的,以包围着多孔质层形成区域的周围的方式形成有绝缘层的色素敏化型太阳能电池。
此外,在图3~4中,对于没说明的符号可以认为与图1相同,在图5中对于没说明的符号可以认为与图2相同,因此,在此省略说明。
以下,对本发明中使用的各部件进行说明。
1.绝缘层
本发明中使用的绝缘层,形成于后述的色素敏化型太阳能电池用基材或上述对向电极基材中的至少一方的表面上,且形成于形成有后述的多孔质层的多孔质层形成区域的周围且形成为上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材相对向的区域。
这里,本发明的色素敏化型太阳能电池中,在后述的多孔质层的周围形成的绝缘层中,具有从上述多孔质层形成区域向外连通至上述色素敏化型太阳能电池的外部的外通部,上述外通部,如上所述,是指在上述多孔质层的周围,具有上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不对向,且没有形成绝缘层的部分,或者指在形成于多孔质层的周围的绝缘层中设置的空隙部分。
另外,本发明的色素敏化型太阳能电池中,作为上述外通部,只要是以在上述多孔质层的周围,具有上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不对向且没有形成绝缘层的部分,或者在形成于多孔质层的周围的绝缘层中设置的空隙部分的至少1种状态的外通部的方式形成上述绝缘层,就没有特别限制,可以具有全部状态的外通部的方式形成上述绝缘层。
因此,对于本发明中使用的绝缘层,只要是本发明的色素敏化型太阳能电池以在上述多孔质层的周围具有上述外通部的方式形成,且在上述多孔质层的周围,色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不电性接触的方式形成,就没有特别限定。
作为本发明中的绝缘层,当上述外通部采用在上述多孔质层的周围,具有上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不对向且没有形成绝缘层的部分的方式时,例如多孔质层为多边形时,只要是以多边形的多孔质层形成区域的周围的至少一边以形成上述外通部的方式形成绝缘层,就没有特别限制。
进而,本发明中,优选如图1中所示,上述多孔质层形成区域为四边形,在上述多孔质层形成区域的对向的两边上形成上述绝缘层的方式。如上所述,通过大量生产形成有绝缘层的色素敏化型太阳能电池,可以容易地制造高品质的色素敏化型太阳能电池。
此外,上述状态中,可以是上述绝缘层与上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材密合的形式形成。
另一方面,在本发明中,在上述外通部为设置于形成于多孔质层的周围的绝缘层中的空隙部分的情况下,只要以绝缘层具有不与色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材的任一方相接的空隙部分,或在形成有上述多孔质层的多孔质层形成区域的周围且上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材相对向的区域的一部分中不形成绝缘层的空隙部分中的至少一种空隙部分的方式,形成上述绝缘层,就没有特别限制,也可以具有上述两种空隙部。此外,在形成上述没有形成绝缘层的空隙部分的情况下,优选形成后述的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不接触的程度的空隙部分。
这里,作为上述外通部,作为不与色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材的任一方相接而设置空隙部分的绝缘层,可举出例如仅在色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材的任一方形成绝缘层,且绝缘层不与另一个基材相接的方式形成的状态,或者例如在色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材任一个的表面上都形成绝缘层,且在各基材上形成的绝缘层彼此不相接的状态。
另外,作为上述外通部,在形成有上述多孔质层的多孔质层形成区域的周围且上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材相对向的区域的一部分设置有不形成绝缘层的空隙部分的绝缘层中,上述绝缘层可以与色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的两侧密合的方式形成。
另外,在图1至图5中所示的色素敏化型太阳能电池中,示出了绝缘层5以连续长条状形成的状态,但是如图6中所示,绝缘层5也可以是色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2隔开不接触的程度的间隔而以岛状形成。此外,在图6中对于未说明的符号可认为与图2相同。
另外,本发明中,上述绝缘层只要是以后述的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不电性接触的方式形成的,就没有特别限制,如图7(a)中所示,可以绝缘层5上的一部分上形成多孔质层4和固体电解质层3,另外也可以是图7(b)中所示那样,可以是绝缘层5与多孔质层4和固体电解质层3之间形成间隙的方式形成。由此,本发明中,对色素敏化型太阳能电池的各部件的形成位置不要求高的精度,所以可以容易地形成色素敏化型太阳能电池。此外,图7中,对于未说明的符号可认为与图2相同。
作为上述绝缘层的宽度,只要是色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不电性接触的程度的宽度就没有特别限制。这样的绝缘层的宽度越宽,对上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置越不需要高的精度,越窄对贴合位置越要求高的精度。因此,优选考虑色素敏化型太阳能电池的发电面积和上述贴合位置的精度来决定。另外,作为上述绝缘层的宽度,具体地优选为0.5mm~50mm的范围内。不足0.5mm时,难以确实地防止形成有后述的多孔质层的多孔质层形成区域的周围且上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材相对向的区域中的短路,超过50mm时,在色素敏化型太阳能电池中,无助于发电的变大而不优选。
另外,作为本发明中使用的绝缘层的材料,只要是具有绝缘性且能在色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材的任一方形成绝缘层即可,没有特别限制。作为上述绝缘层的材料可以具有透明性,也可以不具有透明性。
作为这样的绝缘层的材料,可以是无机材料,也可以是有机材料。作为上述无机材料,可举出SiO2等绝缘性材料。另外,作为有机材料,可举出天然橡胶、腈基橡胶等弹性体,环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、离子交联聚合物树脂、乙烯·丙烯酸共聚物等。
作为本发明中使用的绝缘层的膜厚,只要是色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不电性接触的程度的膜厚,就没有特别限制,可以比后述的多孔质层和固体电解质的层叠体厚,也可以比其薄。
作为上述具有粘着性的绝缘层的厚度,具体而言,上述绝缘层的厚度,与包含保护上述多孔质层和上述固体电解质层的层叠体的厚度之差为±20μm左右,其中优选±10μm左右,特别优选±5μm左右。
通过减小上述绝缘层的厚度与包含保护上述多孔质层和上述固体电解质层的层叠体的厚度之差,可以使本状态的色素敏化型太阳能电池的端部的膜厚均匀。
另外,本发明中,更优选上述绝缘层具有粘着性。通过上述绝缘层具有粘着性,形成色素敏化型太阳能电池时的贴合色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的工序中,为了决定色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置关系,可使用上述绝缘层进行预先的临时贴合,能够使色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材牢固地粘接。此外,使色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材牢固地粘接时,上述绝缘层是部分具有仅与色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材的任一方相接而与另一个不相接的区域,或者没有形成绝缘层的区域的绝缘层。
另外,使用上述具有粘着性的绝缘层,进行色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的临时贴合、牢固的粘接等时,例如无论绝缘层的厚度比包含上述多孔质层和固体电解质层的层叠体的厚度相比薄还是厚,通过将色素敏化型太阳能电池侧基材和对向电极基材强力地压合,都可以进行临时贴合和牢固的粘接。因此,在绝缘层具有粘着性时,对于绝缘层的膜厚,可以比后述的多孔质层和固体电解质层的层叠体厚,也可以比其薄。
另外,作为上述绝缘层的粘着性,只要使上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材对向而压合时,通过上述具有粘着性的绝缘层能够进行临时贴合的程度的粘着性,就没有特别限制。作为这样的绝缘层的粘着性,具体而言,特别优选为100mN/25mm以上。另外,上述绝缘层的粘着性,通过使用A&D(株)的Tensilon等测定器测定用于使各基材剥离的力(剥离力)的方式来测定。
作为这样的绝缘层的材料,上述绝缘层材料中,可使用溶剂型、聚合型等具有粘接性的材料,具体而言,可使用紫外线固化型、乳剂型、热溶融型、干层压型、热密封等各种的粘接剂。作为该粘接剂的材料,可举出天然橡胶系、腈基橡胶系、环氧树脂系、乙酸乙烯酯乳剂系、丙烯酸系、丙烯酸酯共聚物系、聚乙烯醇系、酚醛树脂系、聚氨酯树脂、离子交联聚合物树脂等各种材料。
2.固体电解质层
本发明中使用的固体电解质层在后述的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材之间形成,且与上述多孔质层相接地形成。另外,位于后述的多孔质层和对向电极基材之间,负责将从多孔质层传导来的电荷经由色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材向多孔质层输入时的输送。
另外,如上所述,本发明中使用的固体电解质层是在制造本发明的色素敏化型太阳能电池时和使用时不显示流动性的物质。作为这样的固体电解质层,是通过高分子成分将氧化还原电对电解质固体化而成的物质,可举出通常的太阳能电池中使用的电解质溶液中通过添加氧化钛粒子、二氧化硅粒子等而降低了流动性的物质等,本发明中,优选将通过高分子成分将氧化还原电对电解质固体化的物质作为固体电解质层使用。这是因为,上述固体电解质层可以容易地形成,而且经时劣化少。
作为上述固体电解质层中的高分子成分,优选可使用聚醚、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸烷基酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚己内酯、聚六亚甲基碳酸酯、聚硅氧烷、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚氟化乙烯、聚六氟丙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、主链上具有聚丙烯腈的高分子或这些中2种以上单体成分的共聚物等。
另外,作为上述固体电解质层中使用的高分子成分,可举出纤维素系树脂。纤维素系树脂的耐热性高,所以用纤维素系树脂进行了固体化的电解质层,即使在高温下也不会引起漏液,而热稳定性高。具体而言,可举出纤维素、乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素等纤维素乙酸酯(CA)、纤维素乙酸酯丁酸酯(CAB)、纤维素乙酸酯丙酸酯(CAP)、纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯、硝酸纤维素等纤维素酯类、甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、氰基乙基纤维素、羟基甲基纤维素、羟基乙基纤维素、羟基丙基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素等纤维素醚类。这些纤维素系树脂可以单独使用,也可以2种以上组合使用。纤维素系树脂中,从与电解质溶液的相溶性的观点出发,特别优选使用阳离子性纤维素衍生物。所谓阳离子性纤维素衍生物,是指纤维素或其衍生物的OH基与阳离子化剂反应而阳离子化的物质。通过含有阳离子性纤维素衍生物,电解液的保持性优异,特别是在高温下或者加压时,电解液也不漏液,可得到热稳定性优良的固体电解质。
上述的纤维素系树脂的分子量根据其纤维素系树脂的种类不同而没有特别限制,从形成电解质层时得到良好的造膜性的观点出发,优选重均分子量为10000以上(聚苯乙烯换算),特别优选100000~200000的范围。例如,作为纤维素系树脂使用乙基纤维素的情况下,以在水中以2重量%使乙基纤维素溶解,在30℃进行粘度测定时的值计算,优选显示10mPa·s~1000mPa·s,特别优选显示5mPa·s~500mPa·s的粘度的分子量。
另外,纤维素系树脂的玻璃转移温度为了得到电解质层的充分的热稳定性,优选为80℃~150℃的范围内。
作为这样的高分子成分的含量,只要用于形成固体电解质层就没有特别限制,上述固体电解质层中的高分子成分的浓度过低时,固体电解质层的热稳定性降低,反之过高时太阳能电池的光电转换效率降低,因此可以考虑这些来适当设定。具体而言,优选固体电解质层中含有5重量%~60重量%。上述固体电解质层中的高分子成分比上述范围的比例低时,有时与后述的多孔质层的密合性不充分,另外,有时也造成固体电解质层自身的机械的强度下降,因此不优选。另一方面,比上述范围的比例高时,由于绝缘性的高分子成分大量存在,可能妨碍输送电荷的功能,因此不优选。
另外,本发明中使用的固体电解质层中,作为氧化还原电对电解质,只要是一般在固体电解质层中使用的物质就没有特别限制。具体而言,优选碘和碘化物的组合,溴和溴化物的组合。例如,作为碘和碘化物的组合,可举出LiI、NaI、KI、CaI2等金属碘化物与I2的组合。进而,作为溴和溴化物的组合,可举出LiBr、NaBr、KBr、CaBr2等金属溴化物与Br2的组合。
另外,作为上述氧化还原电对电解质的含量,只要能够形成固体电解质层就没有特别限制,具体而言,氧化还原电对电解质在固体电解质层所占的比例为,1重量%~50重量%的范围内,其中优选为5重量%~35重量%的范围内。只要氧化还原电对电解质的含量为上述范围内,就能充分得到从第2电极层向氧化物半导体层输送电荷的功能。
本发明中使用的固体电解质层中除了上述高分子成分和氧化还原电解质,还可适当增加必要成分。作为这样的成分,可举出离子液体。
离子液体是降低电解质的粘性、改善离子的传导性、提高光电转换效率的物质。离子液体的蒸气压非常低,室温下实质上几乎不蒸发,不用担心如通常的有机溶剂那样发生挥发和起火,因此可以防止因挥发而电池特性的降低。作为上述离子液体,例如,阳离子(阳离子)可举出1-甲基-3-甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-丙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、1-辛基-3-甲基咪唑鎓、1-十八烷基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基-2、3-二甲基咪唑鎓、1-丁基-2、3-二甲基咪唑鎓、1-己基-2、3-二甲基咪唑鎓、1-辛基-2、3-二甲基咪唑鎓、和1-十八烷基-2、3-二甲基咪唑鎓等咪唑鎓系、1-甲基-吡啶鎓、1-丁基-吡啶鎓、和1-己基-吡啶鎓等吡啶鎓系、脂环式胺系、以及脂肪族胺系的离子。另外,阴离子(阴离子)可举出碘离子、溴离子、氯离子、四氟硼酸盐、六氟硼酸盐、三氟甲烷磺酸盐、和三氟乙酸酯等氟系、异氰酸酯系、以及硫异氰酸酯的离子等。这些物质可以单独使用任一种,也可以混合使用多种。
另外,使用以碘为阴离子的碘化物系离子性液体时,可以是碘离子的供给源,且可作为上述的氧化还原电对而发挥功能。作为碘化物系离子性液体作为,具体而言,可举出1,2-二甲基-3-正丙基咪唑鎓碘化物、1-甲基-3-正丙基咪唑鎓碘化物、1-丙基-3-甲基咪唑鎓碘化物、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓碘化物和1-己基-3-甲基咪唑鎓碘化物等。此外,如碘化物系离子性液体那样,对于也作为氧化还原电对发挥功能的离子性液体而言,确定上述的电解质层中的氧化还原电对和离子性液体的浓度时,不离子性液体的形式而是以氧化还原电对的形式被含有。
本发明中使用的固体电解质层中的离子液体的比例,根据离子液体的种类等而不同,作为固体电解质中的氧化还原电对/离子液体/树脂的比例,优选树脂为5重量%~60重量%,离子液体为0重量%~80重量%,氧化还原电对(含PMIm-I)为3重量%~95重量%,其中更优选树脂为5重量%~40重量%,离子液体为10重量%~70重量%,氧化还原电对(含PMIm-I)为10重量%~85重量%。
作为这样的固体电解质层的膜厚,一般地说,只要是在固体电解质层中采用的膜厚,就没有特别的限制,为0.5μm~100μm的范围内,其中优选为2μm~50μm的范围内。
3.多孔质层
接下来,对本发明中使用的多孔质层进行说明。本发明中使用的多孔质层含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒,形成于后述的色素敏化型太阳能电池用基材上,且与上述固体电解质层相接。
作为本发明中使用的多孔质层的形状,只要能在后述的色素敏化型太阳能电池用基材上形成,就没有特别限制,例如可举出多边形等。另外,作为本发明中使用的多孔质层的形状,多边形之中优选为四边形。这是因为可以容易地形成上述多孔质层。另外,通过上述多孔质层的形状为四边形,在上述多孔质层的周围形成绝缘层时,也可以容易地形成。
这里,“多孔质层的形状为四边形”,是指多孔质层为矩形、平行四边形、菱形等形状。另外,作为上述“四边形”,也包括矩形、平行四边形、菱形的形状中仅将角圆角化了的形状。
另外,作为本发明的形成有多孔质层的多孔质层形成区域,只要可以设置为在后述的色素敏化型太阳能电池用基材上,且通过上述绝缘层使多孔质层形成区域内为不被密封的区域,就没有特别限制。例如,如图2中所示,可以是上述多孔质层的周围全部形成上述绝缘层的方式形成上述多孔质层,另外,例如,也可以是如图1中所示,以在多孔质层的周围,上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不对向且存在没有形成绝缘层的部分的方式,形成上述多孔质层。
另外,作为本发明中使用的多孔质层和上述绝缘层的位置关系,只要以利用上述绝缘层,上述多孔质层形成区域不被密封,且利用上述绝缘层在多孔质层的周围不发生内部短路的方式设置就没有特别限制,如图2(b)中所示,可以从上述绝缘层向内侧形成多孔质层,也可以如图7(a)中所示,在绝缘层的一部分的表面上形成多孔质层。
接下来,对于上述多孔质中使用的金属氧化物半导体微粒和色素敏化剂分别说明。
(1)金属氧化物半导体微粒
作为本发明中使用的金属氧化物半导体微粒,只要是包含具有半导体特性的金属氧化物的物质,就没有特别限制。作为本发明中使用的构成金属氧化物半导体微粒的金属氧化物,例如,可举出TiO2、ZnO、SnO2、ITO、ZrO2、MgO、Al2O3、CeO2、Bi2O3、Mn3O4、Y2O3、WO3、Ta2O5、Nb2O5、La2O3等。这些金属氧化物半导体微粒适于形成多孔性的多孔质层,能够使能量转换效率提高、削减成本,因此在本发明中可以优选使用。
本发明中使用的金属氧化物半导体微粒可以全部由相同的金属氧化物构成,或者也可以由2种以上不同的金属氧化物构成。另外,本发明中使用的金属氧化物半导体微粒,可以为以一种为芯微粒,通过其他金属氧化物半导体形成包含芯微粒的壳的芯壳结构。
其中,本发明中,最优选使用由TiO2构成的金属氧化物半导体微粒。这是因为TiO2的半导体特性特别优异。
作为本发明中使用的金属氧化物半导体微粒的平均粒径,只要使多孔质层的比表面积达到所需的范围内的程度,就没有特别限制,通常优选1nm~10μm的范围内,特别优选10nm~1000nm的范围内。这是因为平均粒径比上述范围小时,各金属氧化物半导体微粒有时会凝聚形成二次粒子,另外,平均粒径大于上述范围时,多孔质层不但会厚膜化,而且多孔质层的多孔度,即比表面积也有可能减少。这里,多孔质层的比表面积变小时,例如,有时难以在多孔质层中担载用于进行光电转换的充分的色素敏化剂。
此外,上述金属氧化物半导体微粒的平均粒径表示一次粒径。
另外,本发明中,作为上述金属氧化物半导体微粒,可以使用平均粒径全都相同的粒子,或者,也可以使用2种以上平均粒径不同的多个金属氧化物半导体微粒。通过并用平均粒径的不同的金属氧化物半导体微粒,可提高多孔质层中的光散射效果,具有能够使本发明的色素敏化型太阳能电池的发电效率更优良的优点。
本发明中,使用2种以上平均粒径不同的金属氧化物半导体微粒时,作为不同的平均粒径的组合,例如,可例示平均粒径处于10nm~50nm的范围内的金属氧化物半导体微粒,和平均粒径处于50nm~800nm的范围内的金属氧化物半导体微粒的组合。
(2)色素敏化剂
作为本发明中使用的色素敏化剂,只要能够吸收光并产生电动势,则并无特别限定。作为这样的色素敏化剂,可以列举有机色素或金属络合物色素。作为上述有机色素,可以列举吖啶系、偶氮系、硫靛系、醌系、香豆素系、部花青系、苯基呫吨系、二氢吲哚、咔唑系的色素。本发明中,这些有机色素中,优选使用香豆素系色素。此外,作为上述金属络合物色素,优选使用钌系色素,特别优选使用作为钌络合物的钌联吡啶色素和钌三联吡啶色素。这是因为,这样的钌络合物吸收的光的波长范围宽,因此可使能够光电转换的光的波长范围大幅地变宽。
(3)任意的成分
本发明中使用的多孔质层中,除了上述金属氧化物半导体微粒以外,可含有任意的成分。作为本方案中使用的任意的成分,可以列举例如粘结剂树脂。这是因为,通过在上述多孔质层中含有粘结剂树脂,能够使本方案中使用的多孔质层成为脆性低的多孔质层。
作为本发明中能够用于多孔质层的粘结剂树脂,只要能够使多孔质层的脆性达到所需的程度即可,并无特别限定。本发明中,由于多孔质层与电解质层相接地形成,因此使用相对于电解质层具有耐受性的粘结剂树脂变得必要。作为这样的粘结剂树脂,可以列举例如聚乙烯基吡咯烷酮、乙基纤维素、己内酰胺等。
需要说明的是,本方案中使用的粘结剂树脂可以只为1种,或者可以是2种以上。
(4)其他
本发明中使用的多孔质层的厚度,可根据本方案的色素敏化型太阳能电池的用途适当确定,并无特别限定。其中,本发明中的多孔质层的厚度,通常,优选为1μm~100μm的范围内,特别优选为3μm~30μm的范围内。这是因为,如果多孔质层的厚度比上述范围厚,有时易于引发多孔质层自身的凝聚破坏,容易形成膜电阻。还因为,如果多孔质层的厚度比上述范围薄,则难以形成厚度均一的多孔质层,担载色素敏化剂的量变少,不能充分地吸收太阳光,因此有可能变得性能不良。
本发明中的多孔质层可以是由单一的层而成的构成,也可以是将多个层层叠而成的构成。作为具有将多个层层叠而成的构成的多孔质层,可根据本发明中使用的色素敏化型太阳能电池用基材的制造方法等来适当选择采用任意的构成。作为这样的构成,可以列举例如多孔质层由与上述色素敏化型太阳能电池用基材相接的氧化物半导体层以及在上述氧化物半导体层上形成并且空孔率比上述氧化物半导体层高的介在层组成的2层结构的方案。这是因为,通过多孔质层具有由这样的氧化物半导体层和介在层组成的2层结构,能够采用所谓转印法容易地制作本发明中使用的多孔质层。即,本发明中使用的多孔质层,也可以采用通过在耐热基板上进行烧成而形成多孔质层后,将这些层转印到色素敏化型太阳能电池用基材上的方法制作,通过使本发明中的多孔质层成为由上述的氧化物半导体层和介在层组成的2层结构,能够在不降低多孔质层的性能的情况下使耐热基板与多孔质层的密合力降低,结果采用转印方式制作本发明中使用的色素敏化型太阳能电池用基材变得容易。
使多孔质层具有上述氧化物半导体层和上述介在层的2层结构的情况下,作为氧化物半导体层与介在层的厚度比,并无特别限定,其中优选氧化物半导体层的厚度∶介在层的厚度为10∶0.1~10∶5的范围内,更优选为10∶0.1~10∶3的范围内。
作为上述氧化物半导体层的空孔率,优选为10%~60%的范围内,特别优选为20%~50%的范围内。这是因为,如果氧化物半导体层的空孔率比上述范围小,例如,有可能在多孔质层中不能有效地吸收太阳光。此外,如果比上述范围大,有可能不能使多孔质层担载所需量的色素敏化剂。
此外,作为上述介在层的空孔率,只要比上述氧化物半导体层的空孔率大,则并无特别限定,通常,优选为25%~65%的范围内,特别优选为30%~60%的范围内。
需要说明的是,所谓本发明中的空孔率,表示每单位体积的金属氧化物半导体微粒的非占有率。上述空孔率可采用气体吸附量测定装置(Autosorb-1MP;Quantachrome制)测定细孔容积,利用由其与每单位面积的体积的比率算出的方法进行测定。对于介在层的空孔率,可在求出与氧化物半导体层层叠的多孔质层的空孔率后,由利用氧化物半导体层单独求出的值算出。
4.色素敏化型太阳能电池用基材
本发明中使用的色素敏化型太阳能电池用基材是具有作为电极的功能、具有可弯曲性且一方的表面上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层的基材。
这里,作为色素敏化型太阳能电池用基材的可弯曲性,是指利用JISR1601的精细陶瓷的弯曲试验方法或JIS Z 2248的金属材料弯曲试验方法,施加5KN的力时的弯曲情况。
作为这样的色素敏化型太阳能电池用基材,可以考虑具有基材、以及在基材上形成的第1电极层的状态(以下,称为第1的状态),以及由金属箔而成的状态(以下,称为第2的状态)这两种状态。以下,分别对其进行说明。此外,第1的状态中,在第1电极层上形成有上述多孔质层。
(1)第1的状态
本状态的色素敏化型太阳能电池用基材具有基材和在基材上形成的第1电极层。以下,分别对其进行说明。
(a)基材
首先,对于本状态中使用的基材进行说明。作为本状态中使用的基材,只要是具有可弯曲性、且具有能支持本状态中使用的第1电极层和多孔质层的程度的自支持性的材料就没有特别限制。
此外,对于基材的可弯曲性,可以认为与上述色素敏化型太阳能电池用基材的可弯曲性等同,这里省略记载。
作为上述基材,只要是具有可弯曲性的基材就没有特别限制,具体而言,可以使用厚度薄的玻璃制基材、树脂制基材。其中,树脂制基材轻量、加工性优异,能降低制造成本,因而优选。
另外,作为本状态中使用的基材,只要在基材上能够形成第1电极层的材料就没有特别限制,可以是具有透明性的基材,也可以是不具有透明性的基材,优选具有透明性的基材。这是因为可形成由具有透明性的基材和对太阳光具有透过性的第1电极层构成的具有透明性的色素敏化型太阳能电池用基材。
作为上述树脂制基材,可以列举例如乙烯·四氟乙烯共聚物膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚醚砜(PES)膜、聚醚醚酮(PEEK)膜、聚醚酰亚胺(PEI)膜、聚酰亚胺(PI)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)等树脂形成的基材等,其中,本发明中,优选使用双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯膜(PEN)、聚碳酸酯膜(PC)。
此外,本发明中使用的基材的厚度,可根据上述色素敏化型太阳能电池的用途等适当选择,通常,优选为10μm~2000μm的范围内,特别优选为50μm~1800μm的范围内,进一步优选为100μm~1500μm的范围内。
此外,本发明中使用的基材,优选为耐热性、耐候性、水蒸汽、其他的气体阻隔性优异的基材。这是因为,通过上述基材具有气体阻隔性,例如,能够使本方案的色素敏化型太阳能电池的经时稳定性改善。其中,本发明中,优选使用具有氧透过率在温度23℃、湿度90%的条件下为1cc/m2/day·atm以下、水蒸汽透过率在温度37.8℃、湿度100%的条件下为1g/m2/day以下的气体阻隔性的基材。本发明中,为了实现这样的气体阻隔性,可使用在基材上设置任意的气体阻隔层的材料。
(b)第1电极层
接下来,对本状态中使用的第1电极层进行说明。本状态中使用的第1电极层在上述基材上形成。
作为构成本状态中使用的第1电极层的材料,只要是具有所需的导电性的材料,则并无特别限定,可使用导电性高分子材料、金属氧化物等。
作为上述金属氧化物,只要具有所需的导电性,则并无特别限定。其中,本状态中使用的金属氧化物优选对于太阳光具有透过性。作为这样的对于太阳光具有透过性的金属氧化物,可以列举例如SnO2、ITO、IZO、ZnO。本状态中,这些金属氧化物均适合使用,其中优选使用氟掺杂的SnO2(以下称为FTO。)、ITO。这是因为FTO和ITO的导电性和太阳光的透过性两方面优异。
另一方面,作为上述导电性高分子材料,可以列举例如聚噻吩、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚苯胺(PA)、聚吡咯、聚亚乙基二氧噻吩(PEDOT)等。此外,也可将这些中的2种以上混合使用。
本状态中使用的第1电极层可以是由单一的层组成的构成,也可以是由多个层层叠而成的构成。作为将多个层层叠而成的构成,可以列举例如将功函数彼此不同的材料形成的层层叠的状态,将由彼此不同的金属氧化物形成的层层叠的状态。
本状态使用的第1电极层的厚度,只要是在根据本方案的色素敏化型太阳能电池的用途等,能够实现所需的导电性的范围内,则并无特别限定。其中,作为本状态的第1电极层的厚度,通常,优选5nm~2000nm的范围内,特别优选为10nm~1000nm的范围内。这是因为,如果厚度比上述范围厚,有时难以形成均质的第1电极层,有时全光线透射率降低,难以获得良好的光电转换效率,此外,如果厚度比上述范围薄,有可能第1电极层的导电性不足。
需要说明的是,上述厚度在第1电极层由多个层构成的情况下是指所有层的厚度合计的总厚度。
作为在基材上形成上述第1电极层的方法,可与通常的电极层的形成方法相同,因此这里省略记载。
(c)任意的构成
本状态使用的色素敏化型太阳能电池用基材,只要至少具有上述基材和第1电极层即可,根据需要可具有其他的任意的构成。作为本状态使用的任意的构成,可以列举例如以与上述第1电极层相接的方式形成且由导电性材料构成的辅助电极。通过形成了这样的辅助电极,在上述第1电极层的导电性不足的情况下,能够对其进行补充,因此具有能够使本方案的色素敏化型太阳能电池成为发电效率更优异的色素敏化型太阳能电池的优点。
(2)第2的状态
本状态的色素敏化型太阳能电池用基材由金属箔而成。
对于本状态中使用的色素敏化型太阳能电池用基材,因为金属箔本身具有作为电极的功能,因此不必具有其他构成。作为上述色素敏化型太阳能电池用基材而使用的金属箔,只要具有可弯曲性就没有特别限制,作为材质,可举出铜、铝、钛、铬、钨、钼、铂、钽、铌、锆、锌、各种不锈钢和这些的合金等,优选钛、铬、钨、各种不锈钢和这些的合金。另外,使用由金属箔而成的色素敏化型太阳能电池用基材时,作为该金属箔的厚度,只要是具有可弯曲性,能赋有在色素敏化型太阳能电池用基材上形成上述多孔质层的自支持性的范围内,就没有特别限制,通常优选为5μm~1000μm的范围内,更优选10μm~500μm的范围内,进一步优选20μm~200μm的范围内。
5.对向电极基材
接下来,对本发明中使用的对向电极基材进行说明。本发明中使用的对向电极基材是以与上述色素敏化型太阳能电池用基材对向的方式配置、具有作为电极的功能且具有可弯曲性的基材。
作为本发明中的对向电极基材的可弯曲性,可以认为与上述色素敏化型太阳能电池用基材的可弯曲性同等,因此这里省略记载。
作为本发明中使用的对向电极基材,只要具有作为电极的功能的基材就没有特别限制。作为这样的对向电极基材,可举出由金属箔而成的基材、具有在对向基材上形成有第2电极层的构成的基材等。
作为本发明中使用的对向电极的基材使用由金属箔而成的基材时,可以认为与上述“4.色素敏化型太阳能电池用基材(2)第2的状态”中记载的相同,在此省略说明。
其次,在作为上述对向电极的基材,使用具有在对向基材上形成第2电极层的构成的基材的情况下,作为该第2电极层,只要由具有所需导电性的导电性材料而成,就没有特别限制,能够使用由导电性高分子材料、金属氧化物等而成的第2电极层。其中,对于上述导电性高分子材料、金属氧化物,可使用作为上述第1电极层中使用的材料而说明了的导电性高分子材料、金属氧化物。
本发明使用的第2电极层,可以是由单一的层而成的构成,也可以是由多个层层叠而成的构成。作为将多个层层叠而成的构成,可以列举例如层叠功函数彼此不同的材料形成的层的方案、层叠由彼此不同的金属氧化物形成的层的方案。此外,本发明使用的第2电极层的厚度,通常优选5nm~2000nm的范围内,特别优选为10nm~1000nm的范围内。
本状态使用的对向基材,能够使用与上述色素敏化型太阳能电池用基材中使用的基材相同的基材,因此省略在此的说明。
此外,在本状态使用的对电极基材上,根据需要可形成催化剂层。通过在对电极基材形成催化剂层,能够使本方案的色素敏化型太阳能电池成为发电效率更优异的色素敏化型太阳能电池。作为这样的催化剂层的实例,可以列举例如在上述第2电极层上蒸镀了Pt的方案、由聚亚乙基二氧噻吩(PEDOT)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚苯胺(PA)、对甲苯磺酸(PTS)和这些的混合物形成催化剂层的方案,但是并不限于此。需要说明的是,作为对电极基材,使用具有对向基材和第2电极层的对电极基材的情况下,将上述催化剂层形成在第2电极层上。
6.色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的组合
本发明的色素敏化型太阳能电池是吸附于上述多孔质层的色素敏化剂受到太阳光照射而被激发,从而工作的电池。因此,色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一个必须具有透明性。因此,本发明中,以色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方为具有透明性基材的方式进行适宜选择。本发明中,也可以是色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材这两者都具有透明性的基材,也可以是色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材的任一个由金属箔而成,而另一个具有透明性的基材。
本发明中,更优选上述色素敏化型太阳能电池用基材由金属箔而成,且上述对向电极基材为具有透明性的基材的方案。这是因为,通过上述色素敏化型太阳能电池用基材为金属箔,可以通过烧成在上述色素敏化型太阳能电池用基材上直接形成上述多孔质层,可以使上述色素敏化型太阳能电池用基材和多孔质层的密合性提高。
另外,具有上述逆结构的色素敏化型太阳能电池中,由于光经由固体电解质层进入多孔质层,所以担心固体电解质层中的光的损失。因此,希望固体电解质层变薄,但是固体电解质层变薄时,两基材的间隔变窄,因此电极间的短路的危险性增高。因此,在逆结构的色素敏化型太阳能电池中,本发明中使用的绝缘层的作用效果可以高度发挥,因而优选使用。
另外,本发明中,也优选上述色素敏化型太阳能电池用基材为具有透明性的基材,且上述对向电极基材由金属箔而成。这样的结构的色素敏化型太阳能电池,通过具有上述绝缘层,具有能更有效防止上述色素敏化型太阳能电池内部的短路的效果。
7.其他部件
本发明的色素敏化型太阳能电池只要具有上述绝缘层、固体电解质层、多孔质层、色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材就没有特别限制,可以适当增加必要部件。作为这样的部件,可举出对向地贴合上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材时,通过配置在上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的外侧,固定两基材的固定部件等。
作为这样的固定部件,只要是进行固定以使进行贴合的上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合位置不产生错位等的部件,就没有特别限制,可以使用通常的基材彼此贴合时使用的固定部件。作为这样的固定部件的材料,可使用低密度聚乙烯(LDPE)、直链状(线状)低密度聚乙烯(使用多位点催化剂进行聚合的聚合物、LLDPE)、使用茂催化剂(单位点催化剂)而聚合的乙烯-α·烯烃共聚物、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯系树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离子交联聚合物树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、热塑性聚酯系树脂、热塑性聚酰胺系树脂、其他等热塑性树脂的1种或2种以上。
B.色素敏化型太阳能电池模块
本发明的色素敏化型太阳能电池模块的特征在于,连结多个“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的色素敏化型太阳能电池而成。
对于本发明的色素敏化型太阳能电池模块使用图进行说明。图8是表示本发明的色素敏化型太阳能电池模块的一例的概略剖面图。本发明的色素敏化型太阳能电池模块30是将色素敏化型太阳能电池10多个并列连结而成的模块,其中色素敏化型太阳能电池10具备:具有基材1a和第1电极层1b且第1电极层1b上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层4的色素敏化型太阳能电池用基材1,与色素敏化型太阳能电池用基材1对向配置、且具有作为电极的功能的对向电极基材2,在色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2之间形成的、与多孔质层4相接地形成的固体电解质层3,以及在色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2的表面上形成的绝缘层5。
此外,虽然未图示,但是本发明的色素敏化型太阳能电池模块中,也可以将色素敏化型太阳能电池多个串联连结。
根据本发明,通过连结多个上述色素敏化型太阳能电池而成,由此可以制造内部短路的发生得到抑制的色素敏化型太阳能电池模块。
对于本发明中使用的色素敏化型太阳能电池,可以认为与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中说明的情况相同,因此这里省略记载。
本发明中,作为多个的色素敏化型太阳能电池被连结的状态,只要通过本发明的色素敏化型太阳能电池模块得到所需的电动势的状态,就没有特别限制。作为这样的状态,可以是各色素敏化型太阳能电池串联连结的状态,或者也可以是并联连结的状态。
C.色素敏化型太阳能电池的制造方法
本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法的特征在于,作为基材,准备色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材,所述色素敏化型太阳能电池用基材具有作为电极的功能、具有可弯曲性且在一方的表面上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层,所述对向电极基材以与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向的方式配置、具有作为电极的功能且具有可弯曲性,其中所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方具有透明性,然后以顺序可以不同的方式进行以下工序:多孔质层形成工序,在所述色素敏化型太阳能电池用基材上形成所述多孔质层;固体电解质层形成工序,以与所述多孔质层上相接的方式形成固体电解质层,以及绝缘层形成工序,在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方的表面上的与形成有所述多孔质层的多孔质层形成区域对应的区域的周围、且在贴合所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材时所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材对向的区域内形成绝缘层,上述工序之后,还具有以夹持所述多孔质层和电解质层的方式对向地贴合所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材的贴合工序。
本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法中,可以以顺序可以不同的方式进行上述多孔质层形成工序、固体电解质层形成工序和绝缘层形成工序。因此,可以根据制造的色素敏化型太阳能电池的形状,调整上述的各工序的顺序。以下,用图对本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法进行说明。
图9是示出本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法的一例的工序图。如图9中所示,本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法,是在准备由金属箔而成色素敏化型太阳能电池用基材1、与上述色素敏化型太阳能电池用基材1对向地配置且具有对向基材2a和第2电极层2b的对向电极基材2(图9(a))之后,包括进行在色素敏化型太阳能电池用基材1上,形成含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层4的多孔质层形成工序(图9(b));在多孔质层4上形成固体电解质层3的固体电解质层形成工序(图9(c));在色素敏化型太阳能电池用基材1上的要形成多孔质层4的多孔质层形成区域T的周围且贴合色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2时色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2对向的区域,形成绝缘层5的绝缘层形成工序(图9(d));以及随后的以挟持多孔质层4和固体电解质层3的方式对向地贴合色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2的第2电极层2b侧的贴合工序(图9(e))的制造方法。
另外,图10是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法的其他一例的工序图。如图10中所示,本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法是在准备由金属箔而成色素敏化型太阳能电池用基材1、以及与色素敏化型太阳能电池用基材1对向地配置且具有对向基材2a和第2电极层2b的对向电极基材2(图10(a))之后,包括在对向电极基材2的第2电极层2b上,将绝缘层5形成于与要形成多孔质层4的多孔质层形成区域T对应的区域的周围且贴合色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2时色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2对向的区域的绝缘层形成工序(图10(b));在色素敏化型太阳能电池用基材1上形成含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层4的多孔质层形成工序(图10(b));在上述多孔质层4上形成固体电解质层3的固体电解质层形成工序(图10(c));以及以挟持多孔质层4和固体电解质层3的方式对向地贴合上述色素敏化型太阳能电池用基材1和对向电极基材2的第2电极层2b侧的贴合工序(图10(d))的制造方法。
另外,虽然未图示,但是本发明中,可在多孔质形成工序和固体电解质形成工序之前,在色素敏化型太阳能电池用基材上形成绝缘层。另外,图9和图10中,虽然例示了作为色素敏化型太阳能电池用基材使用金属箔的情况,但是作为色素敏化型太阳能电池用基材,也可以使用具有基材和在基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材。另外,上述色素敏化型太阳能电池用基材具有透明性时,作为对向电极的基材可以使用由金属箔而成的基材,也可以使用具有对向基材和第2电极层的对向电极基材。
根据本发明,可以容易地制造内部不发生短路的色素敏化型太阳能电池。另外,根据本发明,通过固体电解质层形成工序和绝缘层形成工序,可形成固体电解质层和绝缘层,因此上述贴合工序中,贴合上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材时的贴合位置不要求高的精度,因此可以容易地制造色素敏化型太阳能电池。
另外,根据本发明,没有通过密封剂密封电解质层的工序,因此与利用密封剂密封形成有多孔质层的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材后,注入电解质而形成电解质层的以往的色素敏化型太阳能电池的制造方法相比,可以容易地制造色素敏化型太阳能电池。
本发明中使用的色素敏化型太阳能电池用基材、对向电极基材以及色素敏化型太阳能电池用基材与对向电极基材的组合,可以认为与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中说明的情况相同,因此在此省略说明。
以下,对于本发明中的多孔质层形成工序、固体电解质层形成工序、绝缘层形成工序以及贴合工序进行说明。
1.多孔质层形成工序
本工序是在上述色素敏化型太阳能电池用基材上形成上述多孔质层的工序。
作为本工序中使用的多孔质层的形成方法,只要是能在上述色素敏化型太阳能电池用基材上形成所需的多孔质层的方法,就没有特别限制。具体而言,可举出作为上述色素敏化型太阳能电池用基材使用金属箔,在上述金属箔上烧成上述多孔质层来形成的方法(以下,称为第3状态。);在上述色素敏化型太阳能电池用基材上以图案状涂布用于形成多孔质层的多孔质层形成用组合物,由此形成多孔质层的方法(以下,称为第4状态。);和在耐热基板上形成多孔质层后,在上述色素敏化型太阳能电池用基材上配置上述多孔质层,接着再剥离耐热基板从而形成多孔质层的方法(转印法)(以下,称为第5状态。)这样3种状态。以下,对各状态进行说明。
(1)第3状态
本状态的多孔质层的形成方法,是作为上述色素敏化型太阳能电池用基材使用金属箔,在上述金属箔上烧成上述多孔质层来形成的方法。
作为本状态中使用的金属箔,只要具有能耐受烧成多孔质层时的烧成温度的耐热性的金属箔,就没有特别限制。
另外,本状态中,由于使用金属箔作为上述色素敏化型太阳能电池用基材,因此作为上述对向电极的基材可准备具有透明性的基材。
这里,如“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中说明的那样,逆结构的色素敏化型太阳能电池中,光经由固体电解质层进入多孔质层,因此担心固体电解质层中的光的损失。因此,希望将固体电解质层变薄,但是固体电解质层变薄时两基材的间隔变窄,因此电极间的短路的危险性增大。因此,逆结构的色素敏化型太阳能电池中,可以高度发挥通过后述的绝缘层形成工序形成的绝缘层的作用效果,因此本状态中,优选使用金属箔作为色素敏化型太阳能电池用基材,来形成多孔质层。
另外,由于金属箔的耐热温度高,因此还存在多孔质层中使用的材料的选择的范围广,金属箔和多孔质层的密合性良好的优点。
本状态的多孔质层的形成方法中,首先,制备包含金属氧化物半导体微粒、粘结剂树脂和溶剂的多孔质层形成用涂敷液。接下来,在金属箔上以所需的膜厚涂布所要制备的多孔质层形成用涂敷液,形成多孔质层形成用涂布膜,烧成上述多孔质层形成用涂布膜,使粘结剂树脂热分解,由此形成多孔质层形成用层。接着,在上述多孔质层形成用层的表面上,通过附着色素敏化剂形成多孔质层。
对于本状态中使用的金属氧化物半导体微粒而言,与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中说明的情况相同,因此在此省略说明。
作为上述多孔质层形成用涂敷液中使用的粘结剂树脂,只要是通过烧成热分解的粘结剂树脂,就没有特别限制。作为这样的粘结剂树脂,例如,可举出纤维素系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚丙烯酸酯系树脂、聚丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃系树脂、聚乙烯醇缩醛系树脂、氟系树脂、聚酰亚胺树脂等,还有聚乙二醇之类的多元醇类等。
另外,作为上述多孔质层形成用涂敷液中使用的溶剂,只要是能将上述粘结剂树脂以所期望的量溶解或分散的溶剂,就没有特别限制。作为这样的溶剂,可举出水或甲醇、乙醇、异丙基醇、丙二醇单甲基醚、萜品醇、二氯甲烷、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、叔丁醇等各种溶剂。
上述多孔质层形成用涂敷液的涂布方法只要是能以所需的膜厚均匀地在金属箔上以图案状涂布多孔质层形成用涂敷液,就没有特别限制,可以使用与通常的涂布方法相同的方法。这里,作为通常的涂布方法,例如,可举出模涂布、凹版涂布,凹版反向涂布、辊涂、反向辊涂、棒涂、刮刀涂布、刮刀涂布、气刀涂布、槽模涂布、滑动模涂布、浸涂、微棒涂、微棒反向涂布、平版印刷涂布、网版印刷(滚筒方式)等。
本状态中,作为在金属箔上形成的多孔质层形成用涂布膜的膜厚,只要是可形成所需的膜厚的多孔质层的膜厚,就没有特别限制,优选0.5μm~50μm的范围内,其中优选2μm~30μm的范围内,特别优选5μm~20μm的范围内。这是因为上述多孔质层形成用涂布膜的膜厚小于上述范围时,或者超出上述范围时,很难以所需的膜厚形成多孔质层。
本状态中,烧成上述多孔质层形成用涂布膜之前,可以加压多孔质层形成用涂布膜。因为加压多孔质层形成用涂布膜,能提高形成的多孔质层和色素敏化型太阳能电池用基材的密合性。对于上述多孔质层形成用涂布膜的加压方法,可以使用与通常的色素敏化型太阳能电池的制造时使用的方法相同的方法,这里省略记载。
作为本状态中的多孔质层形成用涂布膜的烧成方法,只要是能够在没有加热不均情况下进行烧成的方法,就没有特别限制,可使用公知的烧成方法。
本状态中的烧成温度只要是能使多孔质层形成用涂布膜中所含的粘结剂树脂热分解的温度,就没有特别限制,可根据粘结剂树脂的热分解温度适宜决定。其中,优选250℃~550℃的范围内,其中优选350℃~550℃的范围内,特别优选400℃~550℃的范围内。
作为在上述多孔质层形成用层表面上附着本状态中使用的色素敏化剂的方法,通过本状态的多孔质层的形成方法形成的多孔质层用于色素敏化型太阳能电池时,只要色素敏化剂能接受到太阳光,就没有特别限制,可以与制造通常的色素敏化型太阳能电池时使用的方法相同。
对于本状态中使用的色素敏化剂,可以与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的相同,这里省略记载。
(2)第4状态
本状态的多孔质层的形成方法是在上述色素敏化型太阳能电池用基材上以图案状涂布用于形成多孔质层的多孔质层形成用组合物来形成多孔质层的方法。另外,本状态中,可以在色素敏化型太阳能电池用基材的耐热温度以下进行热处理(以下,有时简单称为热处理。)。
作为本状态使用的色素敏化型太阳能电池用基材,可以是由金属箔而成的基材,也可以是由基材和在基材上形成的第1电极层构成的基材。另外,作为上述基材,可举出厚度薄的玻璃基材、树脂膜等。
另外,对于上述对向电极基材,可以色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一个设为具有透明性的基材,来进行准备。
本状态的多孔质层的形成方法中,首先,涂布含有金属氧化物半导体微粒和溶剂的多孔质层形成用组合物,再使其干燥,由此形成多孔质层形成用层,接着,对多孔质层形成用层附着色素敏化剂,由此形成多孔质层。
对于上述多孔质层形成用组合物中使用的金属氧化物半导体微粒,可以与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的内容相同,因此这里省略记载。
另外,作为上述溶剂,只有是能将上述金属氧化物半导体微粒分散,能溶解或分散树脂成分,且通过自然干燥或热处理能除去的溶剂,就没有特别限制。作为这样的溶剂,可使用水、乙醇,异丙醇、乙酸乙酯、甲基乙基酮、环己酮、甲苯、二甲苯等,但不限于这些。可混合二种以上的溶剂使用。从成膜后挥发馏分对环境有影响等观点出发,进一步优选使用水、醇系溶剂。
作为上述多孔质层形成用组合物的涂布方法和多孔质层形成用组合物的涂膜的膜厚,只要在上述色素敏化型太阳能电池用基材上能以所需的膜厚均匀地形成,就没有特别限制,可以与“(1)第3状态”的条目中记载的多孔质层形成用涂敷液的涂布方法和多孔质层形成用涂膜的膜厚相同,因此这里省略记载。
对于本状态中的色素敏化剂以及对上述多孔质层形成用层附着色素敏化剂的方法,可以与“(1)第3状态”的条目中说明的方法相同,因此这里省略记载。
(3)第5的状态
本状态的多孔质层的形成方法是在耐热基板上经过烧成而形成多孔质层后,将上述多孔质层配置在上述色素敏化型太阳能电池用基材上,接着,通过剥离耐热基板,形成多孔质层的方法(转印法)。
本状态的多孔质层的形成方法中,只要在耐热基板上经过烧成而形成多孔质层,再将其配置于色素敏化型太阳能电池用基材上,就没有特别限制,优选在上述多孔质层上形成第1电极层,在上述第1电极层上粘接基材后,剥离耐热基板。由此,可以制造多孔质层和色素敏化型太阳能电池基材的密合性高的色素敏化型太阳能电池。
另外,从上述的观点出发,作为本状态中使用的色素敏化型太阳能电池用基材,优选包含基材和在基材上形成的第1电极层的基材。另外,作为本状态中使用的对向电极基材,只要以上述色素敏化型太阳能电池基材或对向电极基材中的至少一方为具有透明性的基材的方式来准备即可。
作为本状态中使用的耐热基板,只要具有所需的耐热性的基板,就没有特别限制。在上述耐热基板上形成多孔质层时,进行高温的烧成处理是通常方法,作为本发明中使用的耐热基板,优选具有能耐受形成上述多孔质层时进行的烧成处理时的加热温度的耐热性。作为这样的耐热基板,由于与在通常的色素敏化型太阳能电池的制造中使用的基板相同,这里省略记载。
另外,作为在上述耐热基板上形成多孔质层的方法,“(1)第3状态”中,可以与金属箔上形成多孔质层时使用的方法相同,因此这里省略记载。
本状态中,作为在上述多孔质层上形成第1电极层的方法,只要是在上述多孔质层上以所需的膜厚均匀形成第1电极层的方法,就没有特别限制,可以与通常的电极层的形成方法相同,因此在此省略说明。另外,对于本状态中使用的第1电极层的材料等,可认为与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中说明的情况相同,因此在此省略说明。
本状态中,作为在上述第1电极层上粘接基材的方法,只要是具有所需的粘接力能够使基材和第1电极层粘接的方法,就没有特别限制,通常使用借助粘接层粘接基材和第1电极层的方法。
作为上述粘接层,与通常的色素敏化型太阳能电池的制造时中使用的物品相同,因此在此省略说明。
另外,作为上述耐热基板的剥离方法,只要能够在不破损上述多孔质层的情况下剥离耐热基板,就没有特别限制,可使用通常的剥离方法。此外,本工序中,可以将耐热基板机械研磨除去、或通过蚀刻等进行化学性除去从而剥离。
(4)其他
本工序在后述的绝缘层形成工序之后进行时,例如图7(a)所示那样,可以在绝缘层的一部分上形成多孔质层。后述的绝缘层,只要在通过本发明的制造方法制造的色素敏化型太阳能电池中,以色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不电性接触的方式形成,就没有特别限制。因此,不需要在没有形成绝缘层的多孔质形成区域上具有高位置精度地形成上述多孔质层,可以容易地形成上述多孔质层。
2.固体电解质层形成工序
本工序是与上述多孔质层相接地形成固体电解质层的工序。
本工序中,作为上述形成固体电解质层的方法,只要是在上述多孔质层上以所需的膜厚与上述多孔质层相接地形成固体电解质层的方法,就没有特别限制,例如可举出,准备将高分子成分、氧化还原电对电解质和交联剂、光聚合引发剂等添加剂在适当的溶剂中分散或溶解而成的固体电解质层形成用组合物,再将该固体电解质层形成用组合物在上述多孔质层上以图案状涂布后,通过照射活性光线,使其固化的形成方法;或将固体电解质层另外形成为固体高分子膜,配置于上述多孔质层上的形成方法;以及在对向电极基材上设置固体电解质层,再将其与多孔质层所设置的色素敏化型太阳能电池用基材、固体电解质层和多孔质层相接地配置并进行贴合的方法等。
本工序中,特别优选在上述多孔质层上以图案状涂布上述固体电解质层形成用组合物,由此形成固体电解质层。与用密封剂等密封上述色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材之后,注入固体电解质层材料来形成固体电解质层的方法相比,可以容易地形成固体电解质层。
对于上述高分子成分和氧化还原电对电解质,可以认为与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的相同,因此在此省略说明。另外,对于固体电解质层形成用组合物中使用的其他成分,可以与通常的形成固体电解质层时中使用的成分相同,因此这里省略记载。
其他,涉及固体电解质层的情况,与上述“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的情况相同,因此在此省略说明。
3.绝缘层形成工序
本工序是在上述色素敏化型太阳能电池用基材或上述对向电极基材中的至少一方的表面上的与形成有上述多孔质层的多孔质层形成区域对应的区域的周围且在贴合上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材时上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材对向的区域内形成绝缘层的工序。
本工序中,作为形成绝缘层的方法,只要能使通过本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法形成的色素敏化型太阳能电池不引起内部短路的方式形成绝缘层,就没有特别限制。作为上述绝缘层的形成方法,例如可举出,在上述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一个上,以图案状涂布用于形成绝缘层的绝缘层形成用组合物,由此形成上述绝缘层的方法;使用具有绝缘性的胶带,贴附在色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方从而形成绝缘层的方法;以挟持多孔质层和固体电解质层的方式,使形成有多孔质层和固体电解质层的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材对向,使绝缘层材料(高分子膜等)夹入色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材之间并进行压合,从而形成绝缘层的方法;在上述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方,通过蒸镀法、溅射法、CVD法等形成SiO2等绝缘性的蒸镀膜来形成绝缘层的方法等。
本工序中,优选在上述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方,以图案状涂布用于形成上述绝缘层的绝缘层形成用组合物,或使用具有绝缘性的胶带来形成上述绝缘层。这是因为,由此可以容易地形成绝缘层。
此外,上述绝缘层形成用组合物是含有“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的绝缘层的材料的组合物,上述具有绝缘性的胶带是包含““A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的绝缘层的材料且具有所需的绝缘层的宽度和厚度的带状物。
另外,作为上述绝缘性材料(高分子膜),可以采用包括含有“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的绝缘层的材料且具有热密封性的材料、以及不具有热密封性的材料中的任一种材料,或者含有“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的绝缘层的材料,且具有粘着性的材料和不具有粘着性的材料中的任一种的材料。
作为以图案状涂布上述绝缘层形成用组合物的方法,可以与通常的图案涂布方法相同,特别优选印刷法、喷墨法、调色器法、模涂布、凹版涂布、凹版反向涂布、平版印刷涂布、网版印刷(滚筒方式)。
另外,作为使用了上述具有绝缘性的胶带的绝缘层的形成方法,只要能将上述胶带粘贴于色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材的规定的位置的方法,就没有特别限制,与通常的胶带的贴附方法相同,因此在此省略说明。
在本工序中形成的绝缘层,只要是能使制造的色素敏化型太阳能电池中在多孔质层的周围,色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材不电性接触的绝缘层,就没有特别限制。作为本工序中形成的绝缘层,在其制造的色素敏化型太阳能电池中,更优选以具有从形成有多孔质层的多孔质层形成区域向外连通至上述色素敏化型太阳能电池的外部的外通部的方式形成。后述的贴合工序中,可以将色素敏化型太阳能电池内的空气从上述外通部排出而使色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材贴合,可以容易地形成色素敏化型太阳能电池。
另外,对于上述外通部而言,可以与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的情况相同,因此这里省略记载。
本工序中,如图1中所示,可以连续形成绝缘层,如图6所示,以具有通过本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法制造的色素敏化型太阳能电池不引起内部短路的程度的间隔,岛状地形成绝缘层。
对于本工序中使用的绝缘层涉及的事项,可以与“A.色素敏化型太阳能电池”的条目中记载的情况相同,因此这里省略记载。
4.贴合工序
本工序是以夹持上述多孔质层和电解质层的方式对向地贴合色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材的工序。
本工序中,可以在上述多孔质层形成工序,固体电解质层形成工序和绝缘层形成工序后,以挟持上述多孔质层和固体电解质层的方式对向地贴合色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材的一个制造流水线上来制造,能够提高制造效率。
作为本工序中使用的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的贴合方法,只要能以挟持上述多孔质层和固体电解质层的方式对向地贴合色素敏化型太阳能电池用基材和上述对向电极基材,就没有特别限制,可以与通常的色素敏化型太阳能电池的制造方法中使用的方法相同。
5.其他工序
本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法,只要是具有上述贴合工序的制造方法,就没有特别限制,可以适当增加必要的工序。作为这样的工序,例如可举出在上述贴合工序中将被安装的色素敏化型太阳能电池裁切为所需的大小的工序。本发明中,由于电解质为固体状,所以能够将被安装的色素敏化型太阳能电池裁切为所需的大小。
另外,可举出在上述对向电极基材上形成催化剂层的催化剂层工序等。对于上述催化剂层的形成方法,可以与通常的色素敏化型太阳能电池的制造时中使用的方法相同,因此这里省略记载。
6.其他
本发明中,优选上述多孔质层形成工序中,在上述色素敏化型太阳能电池用基材上以图案状涂布用于形成多孔质层的多孔质层形成用组合物,由此形成上述多孔质层,上述固体电解质层形成工序中,在上述多孔质层上以图案状涂布用于形成固体电解质层的固体电解质层形成用组合物,由此形成固体电解质层,上述绝缘层形成工序中,在上述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方,以图案状涂布上述用于形成绝缘层的绝缘层形成用组合物,由此形成上述绝缘层。这是因为,由此可以用一个制造流水线制造本发明的色素敏化型太阳能电池,能提高制造效率。另外,由于本发明中使用的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材都具有可弯曲性,因此通过涂布方法进行上述所有各工序,由此与使用胶带等形成上述各部件的情况相比,对色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材施加的载荷少,可以防止加工精度降低。
另外,本发明的色素敏化型太阳能电池的制造方法中,使用例如图3~图5中所示的形成有多个色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件,可以大量生产色素敏化型太阳能电池。
作为使用这样的带有多面的部件的色素敏化型太阳能电池的制造方法,作为一例可举出如下方法:首先,在上述多孔质层形成工序、固体电解质层形成工序和绝缘层形成工序中,形成多个色素敏化型太阳能电池中所需的多个各部件,随后,在上述贴合工序中,贴合形成有各部件的色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材,由此形成形成有多个色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件,将其在规定的裁切位置进行裁切的方法。
对于形成上述带有多面的部件时的多个色素敏化型太阳能电池的制造方法中使用的多孔质层形成工序、固体电解质层形成工序、和绝缘层形成工序,只要是能够形成形成有所需的多个色素敏化型太阳能电池的带有多面的部件的工序,就没有特别限制,其中,如上所述,优选多孔质层形成工序、固体电解质层形成工序和绝缘层形成工序都通过图案涂布法进行。由此,连带上述贴合工序一起,可以在一个制造流水线上制造带有多面的部件,因此能够提高制造效率,与使用带等形成各部件的情况相比,能防止加工精度的降低。
另外,使用辊对辊法等,可以形成上述带有多面的部件,通过将其裁切,可以大量生产色素敏化型太阳能电池,因此能以低成本形成色素敏化型太阳能电池。
此外,本发明不限于上述实施形态。上述实施形态为例示,具有与本发明的技术方案范围中记载的技术的思想实质相同的构成,起到相同作用效果的实施形态,不论情况怎样,都包含在本发明的技术的范围内。
实施例
以下,使用实施例,进而具体地说明本发明。
[实施例1]
(多孔质层形成工序)
在用乙醇分散了日本Aerosil公司制的P25而得的分散液中,以固体成分比为5%添加作为高分子成分的乙基纤维素(日新化成制ST-100),制备多孔质层形成用涂敷液。在钛箔上用刮刀以10mm×10mm的面积涂布该多孔质层形成用涂敷液,在120℃干燥,得到膜厚6μm的多孔质层形成用涂布膜。以加压机对该多孔质层形成用涂布膜施加0.1t/cm的压力。在加压时添加高分子成分,是为了防止多孔质层形成用涂布膜不能从辊上取下。加压后在500℃进行烧成,制成多孔质层形成用层。接着,在用无水乙醇以3.0×10-4mol/l的浓度溶解钌络合物(Solaronix公司制RuL2(NCS)2)而成的色素溶液中,将上述的多孔质层形成用层浸渍20小时。浸渍后用乙腈清洗从色素溶液中提起的多孔质层上附着的色素溶液,风干。由此,得到担载有色素敏化剂的多孔质层。
(固体电解质层形成工序)
在EMIm-B(CN)4 3.64g中加入PMIm-I 10.0g和I2 0.24g,使其扩散溶解。另外,在该溶液中添加28g阳离子性羟基纤维素(大赛璐化学制Jellner QH-200)的甲醇5w%溶液,搅拌,由此制备能涂布的固体电解质层形成用组合物。
接下来,在与上述色素敏化型太阳能电池用基材的将形成多孔质层的区域相同的区域中,用刮刀涂布上述的固体电解质层形成用组合物,并在100℃进行干燥,由此以厚度4μm设置了固体电解质层。
(绝缘层形成工序和贴合工序)
接下来,在形成有多孔质层的区域以外,在色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材重合的区域(图1(a)的绝缘层5的区域)夹持作为绝缘层的厚度12μm的PET膜(东洋纺绩制路米拉(ルミラ一)T-25),重叠色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材。接着,使用OPP膜(东洋纺绩制)P3162 40μm,从色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材的外侧,以120℃进行热密封,由此进行压合。由此,得到色素敏化型太阳能电池。
[实施例2]
在绝缘层形成工序中,除了使用厚度15μm的双面胶带(共同技研化学制400P15),除此以外与实施例1相同地得到色素敏化型太阳能电池。
[实施例3]
将上述色素敏化型太阳能电池用基材的面积设为10mm×40mm,在图3的绝缘层5的位置夹持绝缘层,除此以外与实施例1相同地得到色素敏化型太阳能电池。接着,如图3中所示,通过在绝缘层上的裁切位置进行裁切,得到10mm×10mm的色素敏化型太阳能电池。
[实施例4]
在30mm×30mm的钛箔上,以10mm×10mm的面积在4个位置,以图案状涂布上述多孔质层形成用涂敷液,由此形成多孔质层,在图5的绝缘层5的位置上夹持绝缘层,除此以外与实施例1相同地得到色素敏化型太阳能电池。接着,图5中所示,通过在绝缘层上的裁切位置进行裁切,得到10mm×10mm的色素敏化型太阳能电池。
[实施例5]
在色素敏化型太阳能电池用基材上利用刮刀法将上述的氧化钛膏剂和涂布液涂布在ITO膜面上,随后在120℃进行5分钟干燥,由此得到膜厚4μm的多孔质层形成用涂布膜。接着,在用无水乙醇以3.0×10-4mol/l的浓度溶解有钌络合物(Solaronix公司制RuL2(NCS)2)的色素溶液中,将上述的多孔质层形成用层浸渍20小时。用乙腈清洗附着于浸渍后从色素溶液中提起的多孔质层的色素溶液,进行风干。由此,得到担载有色素敏化剂的多孔质层。
接下来,上述色素敏化型太阳能电池用基材的与形成多孔质层的区域相同的区域上,用刮刀涂布上述的固体电解质层形成用组合物,在100℃进行干燥,由此以厚度4μm设置固体电解质层。
接下来,在将形成多孔质层的区域以外,在色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材重合的区域(图3的绝缘层5的区域),作为绝缘层,用刮刀涂布干层压型粘接剂(东洋油墨制造制 粘接剂AD-76PI/固化剂CAT-RT85=100/7),在100℃进行干燥,以厚度8μm进行设置。将色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材重叠,使其粘接。随后,在50℃进行7日的老化。
接着,以与实施例3相同的方式,通过在图3中所示的裁切位置进行裁切,得到10mm×10mm的色素敏化型太阳能电池。
[比较例1]
除了没有形成绝缘层以外,与实施例1相同地制成色素敏化型太阳能电池。
[比较例2]
除了没有形成绝缘层以外,与实施例4相同地制成色素敏化型太阳能电池。
[评价]
将AM1.5、模拟太阳光(入射光强度100mW/cm2)作为光源,利用Source Measure Unit(Keithley 2400型)对实施例1~5、和比较例1~2的色素敏化型太阳能电池施加电压,由此测定电流电压特性。
实施例1~5中制成的色素敏化型太阳能电池没有发生短路,可良好地发电。另一方面,比较例1~2都发生了短路。
附图标记说明
1…色素敏化型太阳能电池用基材
1a…基材
1b…第1电极层
2…对向电极基材
2a…对向基材
2b…第2电极层
3…固体电解质层
4…多孔质层
5…绝缘层
10…色素敏化型太阳能电池
20…带有多面的部件
30…色素敏化型太阳能电池模块
Claims (9)
1.一种色素敏化型太阳能电池,其特征在于,具有:
色素敏化型太阳能电池用基材,其具有作为电极的功能、具有可弯曲性、且在一方的表面上形成有含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层;
对向电极基材,其以与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向的方式配置、具有作为电极的功能、且具有可弯曲性;以及
固体电解质层,其形成于所述色素敏化型太阳能电池用基材与对向电极基材之间、且以与所述多孔质层相接的方式形成,
而且,所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方为具有透明性的基材,
在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方的表面上形成有绝缘层,
所述绝缘层形成于形成有所述多孔质层的多孔质层形成区域的周围且形成于所述色素敏化型太阳能电池用基材与所述对向电极基材相对向的区域,
而且所述绝缘层具有从所述多孔质层形成区域内向外连通至外部的外通部。
2.如权利要求1所述的色素敏化型太阳能电池,其特征在于,
所述色素敏化型太阳能电池用基材由金属箔而成,且所述对向电极基材为具有透明性的基材。
3.如权利要求1或2所述的色素敏化型太阳能电池,其特征在于,
所述绝缘层具有粘着性。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的色素敏化型太阳能电池,其特征在于,
所述多孔质层形成区域为四边形,在所述多孔质层形成区域的对向的两边形成有所述绝缘层。
5.一种色素敏化型太阳能电池模块,其特征在于,
其是将多个权利要求1~4中的任一项所述的色素敏化型太阳能电池连结而成的。
6.一种色素敏化型太阳能电池的制造方法,其特征在于,
作为基材,准备色素敏化型太阳能电池用基材和对向电极基材,所述色素敏化型太阳能电池用基材具有作为电极的功能、具有可弯曲性且在一方的表面上将要形成含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层,所述对向电极基材以与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向的方式配置、具有作为电极的功能且具有可弯曲性,其中所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方具有透明性,
然后以顺序可以不同的方式进行以下工序:
多孔质层形成工序,在所述色素敏化型太阳能电池用基材上形成所述多孔质层;
固体电解质层形成工序,以与所述多孔质层上相接的方式形成固体电解质层;以及
绝缘层形成工序,在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对向电极基材中的至少一方的表面上的与形成所述多孔质层的多孔质层形成区域对应的区域的周围、且在贴合所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材时所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材对向的区域内形成绝缘层,
上述工序之后,还具有以夹持所述多孔质层和电解质层的方式对向地贴合所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对向电极基材的贴合工序。
7.如权利要求6所述的色素敏化型太阳能电池的制造方法,其特征在于,
使用金属箔作为所述色素敏化型太阳能电池用基材,且使用具有透明性的基材作为所述对向电极的基材,
在所述多孔质形成工序中,经烧成而形成所述多孔质层。
8.如权利要求6或7所述的色素敏化型太阳能电池的制造方法,其特征在于,
所述绝缘层形成工序中,通过在所述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方以图案状涂布用于形成所述绝缘层的绝缘层形成用组合物,或者通过使用具有绝缘性的胶带来形成所述绝缘层。
9.如权利要求6所述的色素敏化型太阳能电池的制造方法,其特征在于,
在所述多孔质层形成工序中,通过在所述色素敏化型太阳能电池用基材上以图案状涂布用于形成多孔质层的多孔质层形成用组合物来形成所述多孔质层,
在所述固体电解质层形成工序中,通过在所述多孔质层上以图案状涂布用于形成固体电解质层的固体电解质层形成用组合物来形成固体电解质层,
在所述绝缘层形成工序中,通过在所述色素敏化型太阳能电池用基材或对向电极基材中的至少一方以图案状涂布用于形成所述绝缘层的绝缘层形成用组合物来形成所述绝缘层。
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