CN103563029A - 色素增感型太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供以简易且小型的构造具有蓄电功能并且电解液不会泄漏的、具有可靠性高的密封部的色素增感太阳能电池。本发明的色素增感太阳能电池具备：在由透明的玻璃构成的管状容器的内部配置的、具有透光功能的集电极和与该集电极电连接的吸附有色素的半导体层即光电极以及与该光电极分离的对置电极；在该管状容器的两端形成的玻璃密封部；贯通该玻璃密封部并导出到该管状容器外的多个外部引线；以及被填充到该管状容器内并被密封的电解液，该色素增感太阳能电池的特征在于，所述对置电极具备双电层电容器，该双电层电容器包括：兼作正极性的分极性电极的该对置电极；在该对置电极的内侧与之分离而配置的负极性的分极性电极；以及在该对置电极与该负极性的分极性电极之间配置的隔离物及所填充的所述电解液。
Description
技术领域
本发明涉及色素增感型太阳能电池。尤其涉及具有透光性管状容器的色素增感太阳能电池。
背景技术
以往，作为对地球环境的影响较少的新的能源，进行了太阳能电池的开发。
例如，已知有如下的色素增感型太阳能电池，即，在透明的容器的内部填充电解液并且设置有由吸附有色素的多孔质半导体构成的光电极和对置电极的、被照射太阳光的色素放出电子从而能够取出电能的色素增感型太阳能电池。
这种太阳能电池，制造中不需要高真空的容器（chamber）等，具有设备方面的负担少、能够廉价地制造这一优点。
但是，太阳能电池是通过太阳光来发电的装置，存在夜间不能进行发电因此无法供给电力之一课题。
为了解决该问题，已知有附加蓄电功能从而想要昼夜都稳定地供给电力的太阳能电池（专利文献1）。
图15是表示专利文献1所示的太阳能电池的构成的剖视图。
太阳能电池91具有发电部92、蓄电部93及共通电极95。
发电部92具有在形成在透光性基板上的半导体层94e上吸附有光增感色素94d的光电极94，在该光电极94与共通电极95之间填充第1电解液97，并在共通电极95的一方的侧面上形成有触媒层96，由此构成所谓的“染料敏化太阳能电池（日语：グレッツェル·セル；Gratzel Cell）”型的色素增感型太阳能电池。
另一方面，蓄电部93在共通电极95的与触媒层96相反一侧形成有第1导电性高分子层910，并具备所填充的第2电解液98和蓄电部电极99，该蓄电部电极99具备隔着第2电解液98而被绝缘的第2导电性高分子层911。
在图15中，100是负载。
发电部92接受太阳光并发电后，产生的电子通过光电极94向蓄电部电极99移动，在蓄电部电极99的第2导电性高分子层911发生去掺杂（un doping），在第2电解液98中放出阴离子。通过放出的阴离子，在第1导电性高分子层910发生掺杂，用该第1导电性高分子层910储存空穴。由此，成为在共通电极95与蓄电部电极99之间进行蓄电的构成。
通过该太阳能电池91，接受光时通过发电部92发电并供给电力并且在蓄电部93储存电荷，在光的受光被切断时，能够从蓄电部93放出电荷从而供给电力，所以在光减少的情况下也能够稳定地供给电力。
这样，以往以来已知有尝试利用色素增感太阳能电池内的电解液来蓄电的发明。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－081046号公报
发明的概要
发明要解决的课题
然而，如上所述的发明，为了蓄电而利用电解液，其结果是电解液的漏液成为问题。这是由于，染料敏化太阳能电池一般通过树脂来密封，因此暴露于太阳光所含的紫外线中的树脂会劣化，电解液会漏出。
作为防止这种漏液的方针，已知有使用胶状电解质的方法，但存在阻抗增加这一问题。
尤其是，在想要利用色素增感太阳能电池的电解液并且附加蓄电功能时，导出到电池外部的导线增加从而密封处增加，所以容易过多地漏液。
发明内容
通过以上所述，本发明提供以简易且小型的构造具有蓄电功能并且电解液不会泄漏的、具有可靠性高的密封部的色素增感太阳能电池。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的色素增感太阳能电池，具备：在由透明的玻璃构成的管状容器的内部配置的、具有透光功能的集电极、与集电极电连接的吸附有色素的半导体层即光电极、以及与光电极分离的对置电极；在管状容器的两端形成的玻璃密封部；贯通玻璃密封部并导出到管状容器外的多个外部引线；以及被填充到管状容器内并被密封的电解液，该色素增感太阳能电池的特征在于，对置电极具备双电层电容器，双电层电容器包括：兼作正极性的分极性电极的对置电极；在对置电极的内侧与该对置电极分离而配置的负极性的分极性电极；以及在对置电极与负极性的分极性电极之间配置的隔离物以及所填充的电解液。
此外，本发明的特征在于，管状容器为长度方向的剖面是圆形的圆管状容器，并且对置电极具有圆弧状部分。
此外，本发明的特征在于，所述对置电极以及所述双电层电容器由将带状的层压板卷绕而成的辊体形成，该层压板包括：兼作该正极性的分极性电极的对置电极的形成层；在该对置电极的内侧与该对置电极分离而配置的负极性的分极性电极的形成层；以及在该对置电极与该负极性的分极性电极之间配置的隔离物，在该对置电极的形成层与该负极性的分极性电极形成层之间填充有构成所述电解液的电解质。
此外，本发明的特征在于，在所述辊体的第n卷（n≥1）的正极性的分极性电极以及负极性的分极性电极之间形成的双电层电容器和在第n卷的正极性的分极性电极与第n＋1卷的负极性的分极性电极之间形成的电容器有并联关系。
此外，本发明的特征在于，在管状容器的玻璃密封部内，与光电极电连接的金属箔以及在金属箔的两端连接的引线的一部分、与对置电极电连接的金属箔以及在金属箔的两端连接的引线的一部分、及与负极性的分极性电极电连接的金属箔以及在金属箔的两端连接的引线的一部分，以互相电绝缘的方式埋设。
发明的效果
通过本发明的色素增感太阳能电池，在对置电极的内部具有蓄电功能，即使在未接受光时也能够供给电力。
而且，管状容器的密封部由玻璃形成，由此不存在由紫外线引起的劣化，电解液不会漏。
此外，通过本发明，使用圆管状的管状容器构成了太阳能电池，所以能够增大太阳能电池的光电极及/或双电层电容器的分极性电极的表面积，能够提高发电以及蓄电的效率。
此外，通过本发明，使被定位于具有圆弧状部分的对置电极的内方侧的双电层电容器为用层压板形成辊体而具有多层构造的电容器，由此有效利用对置电极的内方侧的空间从而能够使双电层电容器的面积跳跃性地增加，因此能够使蓄电功能显著提高。
此外，通过本发明，形成了双电层电容器以及与该双电层电容器有并联关系的电容器，由此实质上的双电层电容器的面积进一步增加，因此电气容量提高。由此，蓄电效率进一步提高。
此外，通过本发明，通过使玻璃密封部为所谓的箔密封构造，由此密封的密封性较高。
附图说明
图1是以管轴方向切断本发明的第1实施方式的色素增感太阳能电池的剖视图。
图2是以相对于管轴垂直的面切断本发明的第1实施方式的色素增感太阳能电池的剖视图。
图3是表示本发明的双电层电容器的构造的剖视图。
图4是对本发明的双电层电容器的蓄电进行说明的图。
图5是对本发明的双电层电容器的放电进行说明的图。
图6是以相对于管轴垂直的面切断本发明的第2实施方式的色素增感太阳能电池的剖视图。
图7是本发明的第2实施方式的层压板的剖视图。
图8是本发明的第2实施方式的辊体的剖视图。
图9是本发明的第2实施方式的双电层电容器的示意图。
图10是本发明的第3实施方式的层压板的剖视图。
图11是本发明的第3实施方式的辊体的剖视图。
图12是本发明的第4实施方式的层压板的剖视图。
图13是本发明的第4实施方式的辊体的剖视图。
图14是本发明的第4实施方式的双电层电容器的示意图。
图15是表示以往例的色素增感太阳能电池的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的第1实施方式进行说明。
图1中，示出以管轴方向切断本发明的色素增感太阳能电池的剖视图。
太阳能电池1具有管状容器11。在管状容器11的内表面，集电极12和光电极13依次朝向内方而设置。
在管状容器11的中心，对置电极15以与光电极13分离的状态沿着管状容器11的长度方向而配置。
管状容器11的两端被密封，内部填充并密封有电解液14。
以下，对各构成进行具体地说明。
管状容器11由透明的玻璃即透光性材料构成。关于管状容器11的剖面形状，可以是圆形状、椭圆形状、矩形状等任一种形状。
作为构成管状容器11的透明的玻璃的种类，容易透射太阳光的为好，优选地使用石英玻璃、苏打玻璃等。
在管状容器11的内周面，遍布整周地配置有具有透光功能的集电极12。作为集电极12，能够使用例如金属网、或者形成了光透射用的孔的金属箔等的金属构件。
除了金属构件以外还能够使用透明导电膜。透明导电膜优选地使用铟（In）－锡（Sn）复合氧化物（ITO）、氧化锌（ZnO）、氧化锡（包含掺杂有氟的物质（FTO））等的金属氧化物的薄膜。并且，透明导电膜也可以将它们以两种以上组合而构成。
在集电极12上，设置有用于对太阳光进行光电转换的光电极13，上述的集电极12和光电极13电连接，在电气电路上是同一电极。光电极13是吸附有增感色素的半导体层，有在半导体层从接受光并被激发的增感色素接受电子的作用。
半导体层例如是使由金属氧化物或金属硫化物构成的半导体微粒子沉积而形成的多孔质的薄膜。
作为用于形成半导体层的金属氧化物，例如能够使用二氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化铌、氧化钽、或氧化锆等。或者也能够使用钛酸锶、钛酸钙、钛酸钡等的复合氧化物。
作为用于形成半导体层的金属硫化物，例如能够使用硫化锌、硫化铅、硫化铋等。
由多孔质薄膜构成的多孔质半导体层，能够通过将含有上述金属氧化物或金属硫化物的微粒子的糊剂涂敷在被作为集电极12的透明导电膜或金属构件的表面并进行烧制来制作。
作为糊剂的涂敷方法，例如能够使用网板印刷法、刮刀法（DoctorBlade method）、橡胶刮板法（Squeegee method）等。
并且，由多孔质薄膜构成的半导体层例如也能够通过溶胶-凝胶法（Sol-Gel method）、溅射法（Spatter method）等来制作。
半导体层所吸附的增感色素是在可见光区域、或者除此之外还在红外光区域具有吸收的、金属络合物及/或有机色素等色素。
作为金属络合物，例如能够使用酞菁铜、氧钛酞菁等金属酞菁、叶绿素、或其衍生物、血晶素、以及钌、锇、铁或锌的络合物等。
作为有机色素，例如能够使用无金属酞菁（metal freephthalocyanine）、花青类色素（cyanin system dye）、金属花青类色素（metallocyanine system dye）、呫吨类色素（xanthene system dye）、三苯甲烷类色素（triphenylmethane system dye）、酞菁类色素（phthalocyanine system dye）、萘酞菁类色素（naphthalocyanine systemdye）、酞/萘酞混合酞菁类色素（phthalo/naphthalo-mixed phthalocyaninesystem dye）、联吡啶钌络合物色素（dipyridyl ruthenium complex dye）、三联吡啶钌络合物色素（terpyridyl ruthenium complex dye）、邻菲咯啉钌络合物色素（phenanthroline ruthenium complex dye）、苯基呫吨类色素（phenylxanthene dye）、三苯甲烷色素（triphenylmethane dye）、邻吡喃酮色素（coumalin dye）、吖啶色素（acridine dye）、或偶氮金属络合物色素（asso metallic complex dye）等。
增感色素附着于上述的多孔质半导体层的表面。关于附着的形态，可以是化学吸附、物理吸附、或沉积等、任意的附着形态。
作为使之附着的方法，例如有将上述的多孔质薄膜浸渍在包含增感色素的溶液中后进行加热的方法。
电解液14是所谓的氧化还原（redox）类电解质溶液，使用包含氧化体和还原体的溶液。
还原体通过对失去电子后的色素提供电子而成为氧化体后，通过从对置电极15接受电子而再次返回到还原体。
具体地，能够使用将I-/I3-类、Br-/Br3-类、醌类/氢醌类等的氧化还原电解质溶于乙腈、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯等的在电化学上不活泼的溶媒或它们的混合溶媒中而得到的电解液。
作为I-/I3-类的电解液，能够使用例如碘的铵盐或将碘化锂和碘混合后的物质作为电解质。除此之外，也可以并用不含碘的离子性电解质。
与光电极13相对的对置电极15的表面，例如通过白金、或在任意的导电性材料表面形成有白金薄膜的构件、或由铑、钌、氧化钌、碳等导电性材料的薄膜构成的触媒层来形成。上述导电性材料具有使电解液的还原反应以足够的速度进行的催化活性（catalytic activity），是优选的。
管状容器11的两端的玻璃密封部21，22是使构成管状容器11的玻璃的两端熔化并变形从而进行密封的构件。
玻璃密封部21，22例如通过用燃烧器等适度地加热管状容器11的两端部来将其一部分熔融并软化后从上下压垮该两端部来形成。该被压垮的玻璃密封部21，22成型为平坦的形状。
在图1中，管状容器11的纸面左侧的端部是与对置电极15连接的外部引线17被导出到外部的玻璃密封部21，纸面右侧的端部是与光电极13（集电极12）连接的外部引线19以及与分极性电极（未图示）连接的外部引线24被导出到外部的玻璃密封部22。
该玻璃密封部21，22不是使用密封用的其他构件来成为盖的这种构成，而是使管状容器11的端部的玻璃软化并进行加工，从而端部的开口熔合并凝结并且成为封闭的状态，因此在密封部不易产生间隙，密封性高从而液体等不会漏。
在玻璃密封部21内，埋设有金属箔31，在金属箔31右侧的表面上，通过焊接等接合有从管状容器11的内部延伸并与对置电极15的左端连接的内部引线16。
在金属箔31的左侧，同样地通过焊接等接合有向管状容器11的外部突出的外部引线17。
管状容器11的玻璃密封部21中的内外的电连接经由金属箔31来进行。这样的目的在于防止如下情况，即，由于玻璃与金属的热膨胀系数之差较大，因此在密封后的冷却过程中产生热应力从而玻璃密封部21产生裂纹等的情况。金属箔31通过塑性变形来吸收，由此缓和密封后的冷却过程中产生的热应力。
此外，即使不使用金属箔31，只要外部引线17是直径0.3mm以下等的细的金属线，密封的密封性就没有问题。
在玻璃密封部22内也埋设有金属箔32，33。
在金属箔33上，经由集电构件20与光电极13（集电极12）连接的内部引线18和外部引线19通过焊接等而接合。
在金属箔32上，与分极性电极（未图示）连接的内部引线23与外部引线24通过焊接等而接合。
在此，相对于内部引线18、金属箔33以及外部引线19，内部引线23、金属箔32以及外部引线24是连接于互不相同的电极的馈电构件，需要绝缘，所以在玻璃密封部22内分离而配置。
此外，在图1上，看起来内部引线23与集电构件20接触，但它们是以绝缘的方式相分离的。
图2是以相对于管轴垂直的面切断本发明的色素增感太阳能电池的剖视图。
如该图所示，管状容器11是长度方向的剖面成为圆形的圆管状容器，沿着其内表面形成有集电极12以及光电极13。通过该构造，由入射角随着太阳移动而变化的影响引起的发电效率的降低不易发生。
如果除了太阳能电池本身透射光的部分以外，太阳能电池一般以受限的面积设置为平面状，所以太阳能电池的表面积成为受光面积。关于该点，若如本发明那样将管状容器11设为圆管状，则与使用了平面状的形状的管状容器的情况相比，太阳能电池的表面积增加，在管状容器11的内侧的表面形成的光电极的面积也增加，所以发电量增加。
此外，在管状容器11内，对置电极15也与光电极13保持极小的距离而配置，该对置电极15也如图2所示那样、成为具有圆弧状部分的形状。
此外，在图中示出了圆筒状的对置电极15，但只要是与光电极13相隔少许距离而分离，也可以是剖面C字状、螺旋状等的其他的具有圆弧状部分的形状。
在圆筒状的对置电极15的内方侧，具备双电层电容器，该双电层电容器由隔离物28以及负极性的分极性电极34、兼作正极性的分极性电极的对置电极15构成。关于此，将后述，但该双电层电容器也具有圆弧状部分，由此与为平面状相比，面积增加，容量增加从而蓄电量增加。
图3是表示在对置电极的内方侧形成的双电层电容器的构成的剖视图。
双电层电容器2由兼具正极性的分极性电极的作用的对置电极15、隔离物28、负极性的分极性电极34、以及电解液14构成。
在对置电极15的外侧，形成有前述的由Pt等构成的触媒层25，构成太阳能电池1的一部分。即，兼具正极性的分极性电极的作用的对置电极15中，触媒层25作为太阳能电池1中的光电极13的对置电极而发挥功能。
另一方面，在对置电极15的内侧，形成有例如铝即集电体层26，并且在其内侧表面形成有碳等的分极性电极层27，从而构成正极性的分极性电极。即，在兼具正极性的分极性电极的作用的对置电极15中，集电体层26以及分极性电极层27作为双电层电容器2中的正极性的分极性电极而发挥功能。
此外，对置电极15由碳形成，也可以设为与正极性的分极性电极的共通电极。即，通过将对置电极15设为由碳构成的电极，能够使该对置电极15不具有层构造，因此，不需要单独设置作为太阳能电池1中的光电极13的对置电极发挥功能的触媒层、及作为双电层电容器中的正极性的分极性电极发挥功能的集电体层以及分极性电极层。
在分极性电极层27的内方侧，与之分离地配置有负极性的分极性电极34，在两者之间配置有隔离物28，并且填充有电解液14。
负极性的分极性电极34也与正极性的分极性电极同样地，由例如铝即集电体层30、和在其表面形成的例如碳即分极性电极层29构成。
隔离物28是无纺纸、或多孔质树脂片，具有将分极性电极彼此电绝缘并且使电容器的内部电阻降低的作用。
选定隔离物时的主要的基准在于，（1）为了内部电阻降低而极薄，（2）同时密度小，（3）与电解液的润湿性好，（4）具有相对于电解液的稳定性，（5）不含有成为氧化还原反应的原因的杂质，（6）热稳定性优秀。
作为具体的例子，优选地使用如下构件，即，日本板硝子（株）制的、由聚烯烃和无机填料构成的构件，且厚度为40～110μm、孔隙率为40～80%、透射量为20000～100sec/100cc、最大孔径为1μm以下（平均0.1μm）。
这种一对分极性电极（具体地，由对置电极15中的集电体层26以及分极性电极层27构成的正极性的分极性电极、和负极性的分极性电极34）及隔离物28形成于对置电极15中的触媒层25的内方侧，所以在对管状容器11内填充电解液14时，在一对分极性电极间也被填充电解液14，成为双电层电容器2。
该双电层电容器2如以下所述进行蓄电以及馈电。
在图4所示的图中，正极性的分极性电极与在对置电极15中作为光电极13的对置电极发挥功能的触媒层25为同电位，是与太阳能电池1中的光电极13的对置电极的共通电极。另一方面，负极性的分极性电极34与光电极13连接。
在光电极13与负极性的分极性电极34之间，设置有整流元件36，该整流元件36用于防止从负极性的分极性电极34向光电极13的电子的移动。也可以代替整流元件36而设置进行接通（On）/断开（Off）的开关。由此蓄电的损失得以减轻。
在太阳能电池1接受光后，产生的电子从光电极13向负极性的分极性电极34移动。于是，在负极性的分极性电极34的表面形成阳离子的层。而且，在正极性的分极性电极的表面形成阴离子的层，由此形成双电层。由此，太阳能电池1进行发电，并且在一对分极性电极间蓄电。
另一方面，在如图5所示那样、太阳能电池1未接受光从而未发电时，从双电层电容器2放电，对负载37供给电力。
如上所述，通过本发明的色素增感太阳能电池（太阳能电池1），对置电极15的内部具有蓄电功能，即使在未接受光时也能够供给电力。
而且，管状容器11的密封部由玻璃形成，由此不存在紫外线引起的劣化，电解液14不会漏。
由此，能够提供以简易且小型的构造具有蓄电功能并且电解液不会泄漏的、具有可靠性高的密封部的色素增感太阳能电池。
此外，因为使用圆管状的管状容器11构成太阳能电池1，所以能够增大太阳能电池1的光电极13、双电层电容器2的分极性电极的表面积，能够提高发电以及蓄电的效率。
此外，光电极13沿着圆管状的管状容器11的内表面而设置，所以即使光的入射角随着太阳的移动而有变化，发电效率也不易降低。
并且，在圆筒状的对置电极15的内方侧形成的空间中设置有双电层电容器2，所以能够有效利用管状容器11内的空间，无需另外设置蓄电装置。
如以上所述，对本发明的色素增感太阳能电池的发电功能和蓄电功能进行了说明，但以下，对与蓄电功能有关的应用例即第2实施方式、第3实施方式、第4实施方式进行说明。
上述说明的本发明的第1实施方式的双电层电容器是单层构造，与之相对，第2实施方式、第3实施方式、第4实施方式的双电层电容器是多层构造。
作为第2实施方式、第3实施方式以及第4实施方式的多层构造的双电层电容器的发明的效果，除了第1实施方式中获得的效果以外，还在于，通过将单层构造设为多层构造，使蓄电的电容器的面积增加，蓄电效率提高。
图6中，示出第2实施方式的色素增感太阳能电池的相对于管轴正交的剖面。
在该图中，在玻璃制的管状容器11的内表面，光电极13的层遍布整周而形成，在该光电极13的层的内方侧，带状的层压板50以无芯的状态卷绕，而形成辊体5。此外，内部引线16，23与第一实施方式相同。即，内部引线16与兼作正极性的分极性电极的对置电极15电连接，内部引线23与负极性的分极性电极电连接。
层压板50的一方的端部位于辊体5的外表面，另一方的端部位于辊体的大致中心。此外，虽在后述，但仅仅关于第2实施方式，层压板50的最表层（最外电极部510）从层压板50的其他的构成层的一方的端部突出，并以覆盖由辊体5中的其他的构成层构成的卷绕体的外表面1周以上的方式延伸（未图示）。这是为了在辊体5的最外层形成作为对置电极发挥功能的层。
图7是对层压板50的构造进行说明的剖视图，图8是对为了形成辊体5而卷起的层压板50的多层构造进行表示的剖视图。
在图7中，层压板50由最外电极部510、第一集电体层5111、第一分极性电极层5112、隔离物512、第二分极性电极层5131、第二集电体层5132以及绝缘体层514构成。
在该层压板50中，通过最外电极部510、第一集电体层5111以及第一分极性电极层5112来形成兼作正极性的分极性电极的对置电极的形成层，此外，通过第二分极性电极层5131以及第二集电体层5132来形成负极性的分极性电极的形成层。
在此，最外电极部510具有覆盖由辊体5中的其他的构成层构成的卷绕体的外表面1周以上的量的长度，但第2卷以后是不必要的，所以未形成。
形成最外电极部510、第一分极性电极层5112以及第二分极性电极层5131的具体的材料，例如是广义的碳形成膜，包含表面形成有石墨、碳纳米管、富勒烯等的碳的同素异形体的膜。作为碳形成的膜以外的材料，也可以使用导电性高分子（导电性聚合物）形成的膜，作为导电性高分子（导电性聚合物），举出例如聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺。
此外，形成第一集电体层5111以及第二集电体层5132的具体的材料例如是铝、钛等金属。在使用了钛的情况下，耐腐蚀性优秀。
集电体层与分极性电极层的层压体例如能够通过对铝等金属箔吹送碳粒并进行成膜而形成。
在从层压板50形成辊体5后，在外周和内周间对置面积不同，所以进行从卷绕的层压板50的外侧朝向内侧方向使分极性电极层即碳膜或导电性高分子（导电性聚合物）膜的膜厚逐渐减少等的处理。
此外，构成绝缘体层514的是绝缘体、电介体或者缝隙（空间）。
作为构成绝缘体层514的绝缘体的具体例，例如举出PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PTFE（聚四氟乙烯）、或者聚酰亚胺等高分子薄膜、或芳纶纸等绝缘纸等。
此外，作为构成绝缘体层514的电介体的具体例，举出以SiO2、TiO2等电介体材料为涂层（日语：コート；coated）的薄膜片。
在图8中，形成了辊体5的层压板50构成第1卷51、第2卷52……第n卷（n≥1，并且，n为自然数）的卷层。
在该图中，辊体5被浸渍于电解液14中，由此伴随着填充电解液14而在各卷层间填充电解质，并且，在层压板50中的隔离物512的层中也填充有电解液14。
此外，为了便于对图的说明，将第1卷51、第2卷52、第3卷53错开表示。
在此，在辊体5的卷层间以及隔离物512中填充的电解液是与在管状容器11内填充的电解液14相同的电解液。
作为在层压板50内填充的电解液，可以使用包含与在管状容器11内填充的电解液14不同的电解质的电解液，具体地可以使用包含蓄电用电解质作为电解质的电解液。这是由于，在层压板50内不进行由太阳光引起的发电，因此优选的是代替具有氧化还原对的氧化还原溶液即电解液14而填充包含更适于蓄电的电解质的电解液。
作为蓄电用电解质，例如能够使用包含ClO4 -、BF4 -、NO3 -、PF6 -、CF3O3 -等的阴离子的电解质。通过使用这种电解质，形成的双电层面积增加包含阴离子的量，获得最大蓄电容量增加这一效果。
为了在层压板50内填充与在管状容器11内填充的电解液14不同点电解液，例如想到将包含胶状等凝固体状的电解液的物质（胶状电解质）插入到第一分极性电极层5112与第二分极性电极层5131之间的方法等。
接下来，在仅关注第1卷51时，从第一集电体层5111起到第一分极性电极层5112为止，是正极性的第一分极性电极511。此外，从最外电极部510起到第一分极性电极层5112为止，是兼作正极性的分极性电极的对置电极15。
而且，夹着隔离物512地从第二分极性电极层5131起到第二集电体层5132为止，是负极性的第二分极性电极513。
通过该构造，在第一分极性电极511与第二分极性电极513之间形成双电层电容器，并进行蓄电。
此外，在仅关注第2卷52时，从第一集电体层5211起到第一分极性电极层5212为止，是正极性的第一分极性电极521。
而且，夹着隔离物522地从第二分极性电极层5231起到第二集电体层5232为止，是负极性的第二分极性电极523。
通过该构造，与第1卷51同样地，在第一分极性电极521与第二分极性电极523之间，形成双电层电容器，并进行蓄电。
这样，辊体5本身是将带状的片卷起而成的，所以是第2卷52、第3卷53……第n卷都连续的同一构件，具有基本上与第1卷51同样的双电层电容器的蓄电功能。
因此，与形成单层的双电层电容器的情况相比，通过用层压板50形成辊体5来使双电层电容器为多层构造，由此将在兼作正极性的分极性电极的对置电极15的内方侧形成的空间有效利用从而能够使双电层电容器的面积跳跃性地增加，因此蓄电功能显著提高。
并且，第1卷51的第二集电体层5132是负极性，夹着缝隙或者电介体即绝缘体层514而定位的、第2卷52的第一集电体层5211是正极性，因此上述的第二集电体层5132与第一集电体层5211之间也作为电容器发挥功能，进行蓄电。
图9是将在第1卷51中形成的双电层电容器、在第二集电体层5132与第一集电体层5211之间形成的电容器表示为等效电路的示意图。
在该图中，将在第1卷51中形成的双电层电容器设为第一电容器611，并将在第1卷51与第2卷52的卷层间形成的电容器设为第二电容器612。
第1卷51的第二分极性电极5131与第1卷51的第二集电体层5132物理接触，所以被电连接，具有看作同电位的关系。
而且，在参照多层构造时，第2卷52的第一集电体层5211（第1卷51的第一集电体层5111是同一构件）与第1卷51的第一分极性电极层5112也具有看作同电位的关系。
因此，第1卷51的第一电容器611、在第1卷51与第2卷52的卷层间形成的第二电容器612如图所示为并联关系。
并且，如图8那样、辊体5形成到第n卷为止，所以可以说不仅第1卷51与第2卷52的关系而且第n卷（n≥1）与第n＋1卷的关系也是同样的，所以可以说在辊体的第n卷的正极性的分极性电极与负极性的分极性电极之间形成的第一电容器、与在第n卷的负极性的分极性电极与第n＋1卷的正极性的分极性电极之间形成的第二电容器有并联关系。此外，关于处在辊体5中心部的层压板50的端部，因为没有下一卷层，所以为例外情况。
即，在本实施方式中，通过卷绕层压板50而使双电层电容器为多层构造，由此不仅分极性电极的面积增加，还形成与第一电容器611有并联关系的新的第二电容器612，由此实质上的电容器的面积进一步增加，电气容量跳跃性地提高。由此，与第1实施方式相比，蓄电效率提高。
接下来，对与第2实施方式类似的第3实施方式进行说明。
以下，仅对第2实施方式与第3实施方式的不同点即层压板的层构造以及形成辊体时的多层构造进行说明，对与第2实施方式重复的部分，予以省略。
图10是对层压板70的层构造进行说明的剖视图，图11是对为了形成辊体而卷起的层压板70的多层构造进行表示的剖视图。
在图10中，层压板70由兼作对置电极和分极性电极的功能的最外分极性电极层710、第一集电体层7111、第一分极性电极层7112、隔离物712、第二分极性电极层7131、第二集电体层7132、及绝缘体层714构成。
在该层压板70中，通过最外分极性电极层710、第一集电体层7111以及第一分极性电极层7112形成兼作正极性的分极性电极的对置电极的形成层，此外，通过第二分极性电极层7131以及第二集电体层7132形成负极性的分极性电极的形成层。
在图11中，711是第1卷71涉及的正极性的第一分极性电极，713是第1卷71涉及的负极性的第二分极性电极，721是第2卷72涉及的正极性的第一分极性电极，7212是第2卷72涉及的第一分极性电极层，7231是第2卷72涉及的第二分极性电极层，7232是第2卷72涉及的第二集电体层，辊体5中的73是第3卷。
这样，第3实施方式与第2实施方式的不同的部分在于，最外分极性电极层710遍布层压板70的上表面全部而形成。
因此，如图11所示，在这种通过层压板70形成辊体5的情况下，与第1卷71的绝缘体层714抵接的，不是第2卷72的第一集电体层7211，而是第2卷72的最外分极性电极层720。除了该点以外，与第2实施方式是同样的。
在本实施方式中，与第2实施方式相比，在第1卷以外的卷中，分极性电极层增加1层从而内部电阻稍微增加，但用于形成辊体5的层压板上设置用于形成作为对置电极而发挥功能的最外层的专用的层，无需通过该层覆盖由辊体5中的其他的构成层构成的卷绕体的外表面，因此起到了制造变得简便等其他的效果。
接下来，对第4实施方式进行说明。
以下，仅对不同点即层压板80的层构造以及形成辊体时的多层构造进行说明，关于与第2实施方式以及第3实施方式重复的部分，予以省略。
图12是对于层压板80的构造进行说明的剖视图，图13是对为了形成辊体5而卷起的层压板80的多层构造进行表示的剖视图。
在图12中，层压板80由在例如铝、或者钛等集电体的两面形成了碳等分极性电极层的第一分极性电极层811、第一隔离物812、在集电体的两面形成了分极性电极层的第二分极性电极层813、及第2隔离物814构成。
在该层压板80中，第一分极性电极层811是兼作对置电极和分极性电极的功能的层，通过该第一分极性电极层811形成兼作正极性的分极性电极的对置电极的形成层，此外，通过第二分极性电极层813形成负极性的分极性电极的形成层。
在图13中，形成了辊体5的层压板80构成第1卷81、第2卷82……第n卷的卷层。在该图中，辊体5浸渍于电解液14中，由此第一隔离物812以及第二隔离物814中被填充电解液14。
此外，为了便于对图的说明，将第1卷81、第2卷82、第3卷83错开表示。
首先，仅关注第1卷81时，在由兼作对置电极和分极性电极的功能的第一分极性电极层811构成的第一分极性电极与由第二分极性电极层813构成的第二分极性电极之间，形成双电层电容器，并进行蓄电。
而且，辊体5本身是将带状的片卷起而成的，所以第2卷82、第3卷83……第n卷都是连续的同一构件，具有基本上与第1卷81同样的蓄电功能。
因此，与形成单层的双电层电容器的情况相比，通过用辊体5形成多层构造的双电层电容器，将在兼作正极性的分极性电极的对置电极的内方侧形成的空间有效利用从而能够使双电层电容器的面积跳跃性地增加，因此蓄电功能显著提高。
并且，由第1卷81的第二分极性电极层813构成的第二分极性电极是负极性，由夹着插入了第二隔离物814的电解液填充空间而定位的、第2卷82的第一分极性电极层821构成的第一分极性电极是正极性，所以该第二分极性电极与该第一分极性电极之间也作为双电层电容器发挥功能，进行蓄电。
图14是将在第1卷81中形成的双电层电容器、与在第1卷81涉及的第二分极性电极以及第2卷82涉及的第一分极性电极之间形成的电容器表示为等效电路的示意图。
在此，将在第1卷81中形成的双电层电容器设为第一双电层电容器815，并将在第1卷81与第2卷82的卷层间形成的双电层电容器设为第二双电层电容器816。
与第1卷81的第一分极性电极（由第一分极性电极层811构成的电极）对置的第1卷81的第二分极性电极（由第二分极性电极层813构成的电极）、和与第2卷82的第一分极性电极（由第一分极性电极层821构成的电极）对置的第1卷的第二分极性电极（由第二分极性电极层813构成的电极）是同一电极，所以为同电位。此外，第2卷82的第一分极性电极（由第一分极性电极层821构成的电极）和第1卷81的第一分极性电极（由第一分极性电极层811构成的电极）是由连续的构件构成的，所以为同电位。
因此，第一双电层电容器815和第二双电层电容器816如图所示那样、为并联关系。
即，在本实施方式中，通过将层压板80卷绕而使双电层电容器为多层构造，由此不仅分极性电极的面积增加，还形成与第一双电层电容器851有并联关系的第二双电层电容器861，由此实质上的双电层电容器的面积进一步增加，电气容量跳跃性地提高。由此，与第1实施方式相比，蓄电效率提高。
如以上所述，第2实施方式、第3实施方式以及第4实施方式是第1实施方式的应用例。
第1实施方式的特征在于，在管状容器的内部空间，尤其是在圆筒状的对置电极的内方侧形成的空间中形成双电层电容器来进行蓄电这点，但第2实施方式、第3实施方式以及第4实施方式的特征在于，进一步将在对置电极的内方侧形成的空间有效利用，从而具有使蓄电效率提高的效果这点。
符号说明
1 太阳能电池
11 管状容器
12 集电极
13 光电极
14 电解液
15 对置电极
16 内部引线
17 外部引线
18 内部引线
19 外部引线
2 双电层电容器
20 集电构件
21 玻璃密封部
22 玻璃密封部
23 内部引线
24 外部引线
25 触媒层
26 集电体层
27 分极性电极层
28 隔离物
29 分极性电极层
30 集电极层
31 金属箔
32 金属箔
33 金属箔
34 分极性电极
36 整流元件
37 负载
5 辊体
50 层压板
51 第1卷
52 第2卷
53 第3卷
510 最外电极部
5111 第一集电体层
5112 第一分极性电极层
511 第一分极性电极
512 隔离物
5131 第二分极性电极层
5132 第二集电体层
513 第二分极性电极
514 绝缘体层
521 第一分极性电极
5231 第二分极性电极层
5232 第二集电体层
522 隔离物
523 第二分极性电极
611 第一电容器
612 第二电容器
5211 第一集电体层
5212 第一分极性电极层
70 层压板
71 第1卷
72 第2卷
73 第3卷
710 最外分极性电极层
7111 第一集电体层
7112 第一分极性电极层
711 第一分极性电极
712 隔离物
7131 第二分极性电极层
7132 第二集电体层
713 第二分极性电极
714 绝缘体层
7211 第一集电体层
7212 第一分极性电极层
720 最外分极性电极层
721 第一分极性电极
7231 第二分极性电极层
7232 第二集电体层
80 层压板
81 第1卷
82 第2卷
83 第3卷
811 第一分极性电极层
812 第一隔离物
813 第二分极性电极层
814 第二隔离物
821 第一分极性电极层
815 第一双电层电容器
816 第二双电层电容器
91 太阳能电池
92 发电部
93 蓄电部
94 光电极
94e 半导体层
94d 光增感色素
95 共通电极
96 触媒层
97 第1电解液
98 第2电解液
99 蓄电部电极
910 第1导电性高分子层
911 第2导电性高分子层
100 负载
Claims (5)
1.一种色素增感太阳能电池，具备：
在由透明的玻璃构成的管状容器的内部配置的集电极、光电极以及对置电极，该集电极具有透光功能，该光电极是与该集电极电连接的吸附有色素的半导体层，该对置电极与该光电极分离；
在该管状容器的两端形成的玻璃密封部；
贯通该玻璃密封部并导出到该管状容器外的多个外部引线；以及
被填充到该管状容器内并被密封的电解液，
所述色素增感太阳能电池的特征在于，
所述对置电极具备双电层电容器，
该双电层电容器包括：兼作正极性的分极性电极的该对置电极、在该对置电极的内侧与该对置电极分离而配置的负极性的分极性电极、以及在该对置电极与该负极性的分极性电极之间配置的隔离物及所填充的所述电解液。
2.如权利要求1所述的色素增感太阳能电池，其特征在于，
所述管状容器为长度方向的剖面是圆形的圆管状容器，并且对置电极具有圆弧状部分。
3.如权利要求2所述的色素增感太阳能电池，其特征在于，
所述对置电极以及所述双电层电容器由将带状的层压板卷绕而成的辊体形成，
该层压板包括：
兼作正极性的分极性电极的对置电极的形成层；
在该对置电极的形成层的内侧与之分离而配置的负极性的分极性电极的形成层；以及
在该对置电极的形成层与该负极性的分极性电极的形成层之间配置的隔离物，
在该对置电极的形成层与该负极性的分极性电极的形成层之间，填充有构成所述电解液的电解质。
4.如权利要求3所述的色素增感太阳能电池，其特征在于，
双电层电容器和在第n卷的正极性的分极性电极与第n＋1卷的负极性的分极性电极之间形成的电容器具有并联关系，
该双电层电容器是指，在所述辊体的第n卷的正极性的分极性电极以及负极性的分极性电极之间形成的双电层电容器，
其中，n≥1。
5.如权利要求1至4中任一项所述的色素增感太阳能电池，其特征在于，
在所述管状容器的玻璃密封部内中，
与所述光电极电连接的金属箔以及在该金属箔的两端连接的引线的一部分、
与所述对置电极电连接的金属箔以及在该金属箔的两端连接的引线的一部分、及
与所述负极性的分极性电极电连接的金属箔以及在该金属箔的两端连接的引线的一部分，
以互相电绝缘的方式埋设。
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