CN105009239A - 光电转换元件及光电转换元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光电转换元件，其具有在第一电极基板形成有半导体层的光电极、具有与所述第一电极基板相对配置的第二电极基板的相对电极、将所述光电极与所述相对电极之间密封的密封件、配置在该密封件的内侧的电解质，在所述第一电极基板及所述第二电极基板的至少任一方设有将相互相对的所述第一电极基板的表面与所述第二电极基板的表面的分开尺寸扩大的空间扩大壁部，在所述密封件的内侧形成扩大空间，所述电解质在所述扩大空间的内侧被保持在所述第一电极基板与所述第二电极基板之间，在所述密封件形成有不与所述电解质接触的非接触部。
Description
技术领域
本发明涉及光电转换元件及光电转换元件的制造方法。本申请基于2013年8月22日在日本提出申请的特愿2013－172561号主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
近年来，作为代替石油燃料的清洁能源的发电装置，太阳能电池受到瞩目，硅(Si)类太阳能电池、及色敏化型太阳能电池的开发正在进展。特别是，色敏化型太阳能电池容易低成本地量产，其构造及制造方法被广泛研究开发(例如下述专利文献1)。
如图7所示，在专利文献1记载的色敏化太阳能电池100具有：光电极104，其在透明基板101的板面形成透明导电膜102，在透明导电膜102的表面形成有承载色素的半导体层103；相对电极107，其在相对基板105形成有以与透明导电膜102相对的方式设置的相对导电膜106；密封件108，其包围半导体层103且使光电极104的外周壁部和相对电极107的外周壁部贴合而形成内部空间S，将该内部空间S密封；电解液109，其被注入到所述内部空间S。
专利文献1：(日本)特开2011－175939号公报
但是，在色敏化太阳能电池100中，在将电解液109注入到内部空间S的情况下，密封件108和电解液109接触，具有使密封件108劣化且使太阳能电池100的品质降低的问题。若密封件108劣化，则由于密封件108的阻隔性降低，电解液109浸透密封件108的内部，或者由于密封件108的粘接强度降低，密封件108与半导体层103等的界面剥离等，会发生短路。
发明内容
因此，本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种能够抑制密封件和电解液接触的光电转换元件。
本发明的光电转换元件具有：在第一电极基板形成有半导体层的光电极、具有经由所述半导体层与所述第一电极基板相对配置的第二电极基板的相对电极、将所述光电极与所述相对电极之间密封的密封件、配设在该密封件的内侧的电解质，在所述第一电极基板及所述第二电极基板的至少任一方设有将相互相对的所述第一电极基板的表面与所述第二电极基板的表面的分开尺寸扩大的空间扩大壁部，在所述密封件的内侧形成扩大空间，所述电解质在所述扩大空间的内侧被保持在所述第一电极基板与所述第二电极基板之间，在所述密封件形成有不与所述电解质接触的非接触部。
根据该构成，由于在密封件形成有不与电解质接触的非接触部，故而能够防止电解质导致的密封件的劣化，由此能够抑制短路的发生。
另外，本申请中的“电解质”包含电解液、胶状的电解质及固体状的电解质。
理想的是，在所述扩大空间或所述密封件的内部设有配线，该配线配设在从第一电极基板及第二电极基板构成的组选择的至少一个电极基板上。
根据该构成，能够在扩大空间配设截面面积大的所述配线。
本发明的所述空间扩大壁部也可以具备使所述分开尺寸朝向所述密封件逐渐扩大的倾斜面。
根据该构成，能够将电解质保持在由空间扩大壁部形成的扩大空间，防止电解质与密封件接触。
本发明优选的是，所述密封件的厚度尺寸(竖直方向的高度)与形成有所述半导体层的区域的所述第一电极基板的表面及所述第二电极基板的表面之间的尺寸差为30μm以上且200μm以下。
根据该构成，能够将截面面积尽可能地增大的配线埋入密封件的内部，能够使配线电阻降低。另外，通过形成为200μm以下，能够防止在密封件周边，死区变多而导致的发电有效面积的降低。
本发明的光电转换元件的制造方法具有：电解质配置工序，在光电极具备的第一电极基板上的半导体层配设电解质；密封件配置工序，在所述第一电极基板的端部及第二电极基板的端部的至少任一方配设密封件；层积工序，将具备第二电极基板的相对电极层积在所述光电极上；电解质延伸工序，对所述光电极和所述相对电极加压，将所述电解质配设在所述半导体层且保持在所述第一电极基板与所述第二电极基板之间，且形成将所述密封件附近的所述第一电极基板与所述第二电极基板的分开尺寸扩大的空间扩大壁部，在所述密封件形成不与所述电解质接触的非接触部；密封工序，将所述光电极和所述相对电极密封。
根据该构成，能够简便地制造上述记载的光电转换元件。
本发明优选的是，所述层积工序、所述电解质延伸工序及所述密封工序通过对所述光电极和所述相对电极加压而同时进行。
根据该构成，能够使上述的光电转换元件的制造工序更加简单。
本发明的所述空间扩大壁部优选的是，在所述第一电极基板及所述第二电极基板的至少任一方使用具有可挠性的树脂基材，在对所述光电极和所述相对电极加压时使所述具有可挠性的树脂基材变形而形成。
根据该构成，能够同时进行光电极和相对电极的层积及加压，进而能够在加压时形成在密封件形成不使电解质接触的非接触部的构成。
根据本发明，能够抑制密封件和电解质接触而防止光电转换元件的品质劣化。
另外，根据本发明的光电转换元件的制造方法，能够简单且有效地制造本发明的光电转换元件。
附图说明
图1是示意地表示本发明一实施方式的光电转换元件的剖面图；
图2是示意地表示本发明一实施方式的光电转换元件的制造工序的一部分的剖面图；
图3是示意地表示本发明一实施方式的光电转换元件的制造工序的一部分的剖面图；
图4是示意地表示本发明一实施方式的光电转换元件的制造工序的图；
图5是由Y1－Y2线对图4所示的本发明一实施方式的光电转换元件的制造工序进行向视的剖面图；
图6是示意地表示本发明一实施方式的光电转换元件的另一例的剖面图；
图7是表示现有的光电转换元件的剖面图。
标记说明
1A：太阳能电池(光电转换元件)
2：第一电极基板
3：导电膜
4：半导体层
5：光电极
6：第二电极基板
7：导电膜
8：相对电极
11：电解液(电解质)
15：空间扩大壁部
15a：倾斜面
E：扩大空间
L1、L2：分开尺寸
N：非接触部
X1：形成有半导体层的区域
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的光电转换元件的各实施方式，以光电转换元件为色敏化太阳能电池的情况为例进行说明。另外，以作为电解质使用电解液制造光电转换元件的情况为例进行说明。
(第一实施方式)
如图1所示，色敏化太阳能电池(光电转换元件)(以下称为“太阳能电池”)1A具备在第一电极基板2上形成有半导体层4的光电极5、具有在第一电极基板2隔开间隔而相对配置的第二电极基板6的相对电极8。
而且，光电极5与相对电极8之间，在第一电极基板2的外端部2p和第二电极基板6的外端部6p，通过密封件10及超声波焊接等以围绕光电极5及相对电极8的外周的方式被框状地密封，在被密封的内部空间S及半导体层4内的空隙(未图示)填充有电解液11。在图1中，具有上述那样的构成的太阳能电池作为单位电池而左右连续形成。所述单位电池的形状不特别限定，能够示例三角形、四边形、除此之外的多边形、圆形、椭圆形等，但从制造效率等观点来看，如图4所示地为带状为好。
所述密封件10设置在单位电池(太阳能电池)的缘部的至少一部分。即，所述密封件10既可以以将单位电池完全包围的方式设置，只要在本发明能够实现成为目的的效果，也可以仅在单位电池的缘部的一部分设置而由其他方式将缘部的剩余部分密封。另外，在将所述密封件10仅设置在单位电池的缘部的一部分的情况下，多个所述密封件10也可以断续地设置在单位电池的缘部。
例如，作为单位电池如图4所示地为带状形状的情况下的密封件10的配设方式的具体例，能够列举以下方面：(1)将密封件10仅设置在单位电池的相对的一对长边部的一方；(2)将密封件10设置在单位电池的相对的一对长边部的两方；(3)将密封件10设置在单位电池的相对的一对长边部的两方、进而也设置在一对短边部的一方，从而将密封件10配设成コ字型；(4)将密封件10设置在单位电池的全部四边，由密封件将单位电池完全地包围。
在此，第一电极基板2具有在配设有密封件10的外端部2p的内侧具有倾斜面15a的空间扩大壁部15。
另外，第二电极基板6也与第一电极基板2同样地，具有在外端部6p的内侧具有倾斜面15a的空间扩大壁部15。而且，该空间扩大壁部15、15在密封件10的附近，将第一电极基板2的表面与第二电极基板6的表面的分开距离L1从外端部2p的内侧朝向外侧即密封件10逐渐变大，形成有内部空间S的一部分扩大的扩大空间E。
处于被该空间扩大壁部15、15夹持的区域X2的扩大空间E能够充分保持从半导体层4及其附近的区域X1溢出的电解液11，能够将电解液11与密封件10之间尽可能地拉开而分开。
另外，优选在电解液11与密封件10之间设置密封件10的防劣化部件(未图示)。具体地，优选将光电极5与相对电极8之间的电解液11存在的空间和所述扩大空间E分隔开的方式设置防劣化部件。该防劣化部件例如由具有耐熔剂性及/或耐碘素性的氟树脂等固体形成为好。通过设置防劣化部件，即使从上方对太阳能电池施加压力，即使将所述电解液11存在的空间压缩，也能够防止电解液11与密封件10接触。
第一电极基板2及第二电极基板6分别例如在以聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等透明的热可塑性树脂材料作为主材料的树脂基材P1、P2的表面形成有导电膜3、7。另外，树脂基材P1、P2也可以形成为薄膜状。
对第一电极基板2及第二电极基板6(树脂基材P1及P2)的形状不作特别限定，优选为图4所示那样的带状。
设于第一电极基板2的导电膜3或设于第二电极基板6的导电膜7的任一方或双方由透明导电膜形成。
导电膜3、7的材料例如使用有锡掺杂氧化铟(ITO)、氧化锌、氟掺杂氧化锡(FTO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、氧化锡(SNO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化铟/氧化锌(IZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)等。
半导体层4具有从后述的敏化色素接受电子并输送的功能，通过由金属氧化物构成的半导体在导电膜3的表面成膜。作为金属氧化物，例如使用氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZNO)、氧化锡(SnO2)等。
半导体层4承载敏化色素。敏化色素由有机色素或金属络化物色素构成。作为有机色素，例如能够使用香豆素类、聚烯烃类、氰酸宁类、半氰酸宁类、噻吩类等各种有机色素。作为金属络化物色素，例如适合使用钌络化物等。
这样，设置在第一电极基板2的一板面形成的半导体层4而构成光电极5。
作为第二电极基板6具备的导电膜7，采用了不具有催化剂层的作用而具有作为导电膜的作用的材料或可得到催化剂层及导电膜双方的作用的材料的任一方。在前者的情况下，在导电膜7上还形成催化剂层，在后者的情况下，在树脂基材P2上仅形成导电膜7。
另外，作为在导电膜7的表面成膜的催化剂层，采用了碳浆，铂等。
具备这样构成的第二电极基板6而构成相对电极8。
该相对电极8使导电膜7与导电膜3相对而与光电极5相对配置。
作为密封件10，使用有热熔树脂等。
该密封件10配设在一对外端部2p、2p及/或一对外端部6p、6p，被加热加压而将光电极5与相对电极8之间粘接。另外，与配设有密封件10的外端部2p、6p交叉的端部(在纸面跟前侧及里侧设置的端部)不使用密封件10而通过超声波焊接等被密封。
配线20配设在导电膜3的表面，能够将太阳能电池1A产生的电集电而引出。该配线20在扩大空间E较厚地配设的密封件10内，将截面面积增大而被埋设。而且，通过配设有将截面面积较大地形成的配线20，能够实现在太阳能电池1A设置的配线20的低电阻化。
另外，配线20的截面形状细长地形成，在第一电极基板2与第二电极基板6之间的方向上较厚地配设，在与其交叉的方向(密封件10、10彼此之间的方向)上较薄地配设。配线20通过这样地配设，从而容易被埋设在密封件10内。
另外，如图1所示，被扩大的倾斜面的高度比密封件内部的配线的高度大(即，所述密封件的竖直方向的高度比所述配线的竖直方向的高度大)为好。由此，在施加了在厚度方向上被压缩的力的情况下，密封剂部分优先地变形，可得到抑制配线部的变形的效果。由此，在施加了在厚度方向上被压缩的力的情况下，能够持续供给发电电力。
电解液11浸透半导体层4的内部，涂敷在其大致整个表面，并且经由扩大空间E被保持在比密封件10更靠内侧的区域X1附近。
该电解液11具有规定的粘性且具有表面张力，故而紧密贴合在第一电极基板2和第二电极基板6的各个。因此，电解液11不容易从区域X1及其附近向密封件10侧流动。
由此，在电解液11与密封件10之间，在使其之间分开的扩大空间E形成在密封件10的内侧，在密封件10形成有不接触电解液11的非接触部N。
关于该非接触部N，优选与电解质相对的所述密封件10的整个表面成为不与电解质接触的非接触部N。
另外，所述扩大空间E的体积(a)相对于所述电解液11(电解质)的体积(b)之比(a/b)，优选比1/3大，更优选为1/2以上，最优选为1以上。
另外，作为电解液11，例如使用在乙酰腈、丙基腈等非水系溶剂；碘化二甲基丙基碘化咪唑或丁基甲基碘化咪唑等离子液体等的液体成分中混合有碘化锂等支承解液和碘的溶液等。另外，电解液11为了防止逆电子移动反应，也可以包含t－丁基吡啶。
接着，使用图2～图5对太阳能电池1A的制造方法进行说明。另外，关于能够用于本发明的制造方法的部件及材料等，关于光电转换元件，能够使用与上述同样的部件。
第一实施方式的太阳能电池1A的制造方法包括：(I)电解质配置工序，将电解液11配设在光电极5具备的第一电极基板2上的半导体层4；(II)密封件配置工序，将密封件10配设在第一电极基板2的外端部2p、2p及第二电极基板6的外端部6p、6p的任一方；(III)层积工序，将相对的电极8层积在光电极5上；(IV)电解质延伸工序，对光电极5和相对电极8加压，使电解液11浸透半导体层4且保持在第一电极基板2与第二电极基板6之间，形成使半导体层4与密封件10之间的第一电极基板2和第二电极基板6的分开尺寸扩大的空间扩大壁部15，并且在密封件10形成不与电解液11接触的非接触部N；(V)密封工序，将光电极5和相对电极8密封。
以下，对各工序进行说明。
＜光电极5及相对电极8的准备＞
如图4所示，在电解质配置工序之前，首先将卷绕成滚筒状的树脂基材P1向一方向(箭头标记L方向)拉出，在其一板面形成导电膜3而形成为第一电极基板2，在导电膜3的表面形成半导体层4且承载色素而形成光电极5。色素向半导体层4的承载例如能够通过喷涂而进行。另外，也可以使用预先在树脂基材P1的一板面形成有导电膜3的滚筒状的树脂基材。
另外，将卷绕成滚筒状的树脂基材P2例如在第一电极基板2的上方向一方向相反的方向拉出，在其一板面形成导电膜7而成为相对电极8。之后，使相对电极8的板面翻转而使导电膜7与导电膜3相对，向与光电极5相同的方向延伸设置。
(I)＜电解质配置工序＞
如图2所示，在电解质配置工序中，将电解液11滴下到被拉出的光电极5的半导体层4的表面。此时，电解液11的总容量充分覆盖半导体层4的表面且比太阳能电池1A的内部空间S的容积小。
(II)密封件配置工序
如图3、图4所示，在密封件配置工序中，在自半导体层4的外端隔开间隔的外端部2p、2p的位置，夹着半导体层4而配置密封件10。此时，密封件10在进行集电的端部，在配置了截面面积大的配线20之后配置在配线20上，将配线埋设在密封件10内。
另外，电解质配置工序和密封件配置工序也可以将任一方先进行。
(III)层积工序
在层积工序中，如图4所示地利用辊R、R将光电极5和相对电极8重合而引导，使半导体层4和导电膜7相对而将光电极5和相对电极8层积。
(IV)＜电解质延伸工序＞
电解质延伸工序与上述的层积工序大致同时地进行。具体地，在使以在层积工序相互重合的方式被引导的光电极5和相对电极8重合的同时，如图5所示地，通过辊R、R从第一电极基板2外侧的表面2b和第二电极基板6外侧的表面6b双方进行加压。在此，作为辊R，可使用如下的部件，例如其表层部R1通过可弹性变形的橡胶等材料形成，通过规定压力以上的加压力发生弹性变形，以规定压力以下的加压力可弹性恢复。
于是，密封件10具有规定的厚度(竖直方向的高度)尺寸而几乎不弹性变形，故而对辊R、R的表层部R1施加规定压力以上的加压力而使表层部R1弹性变形。因此，在配置有密封件10的外端部2p、6p，大致维持密封件10的厚度尺寸而使第一电极基板2和第二电极基板6平行地延伸。
另一方面，在密封件10的内侧，树脂基材P1、P2具有可挠性，故而第一电极基板2和第二电极基板6在辊R、R之间行进的过程中对辊R、R相对地施加规定压力以下的加压力。因此，辊R、R的表层部R1使第一电极基板2和第二电极基板6向相互接近的方向变形(即倾斜)，形成空间扩大壁部15。其结果，在第一电极基板2及第二电极基板6上，如图5所示地，形成在密封件10的附近具有相互扩开的倾斜面15a、15a的空间扩大壁部15、15，通过该空间扩大壁部15、15形成将内部空间S扩大的扩大空间E。另外，如图1所示，在区域X1，以比半导体层4的厚度稍大的分开距离L1使第一电极基板2和第二电极基板6平行地延伸。
此时，如图4所示地以规定的间隔滴下的电解液11随着光电极5及相对电极8在辊R、R间行进而逐渐向进行方向延伸，在半导体层4的表面及附近以表面张力排除空气并紧密贴合在第一电极基板2和第二电极基板6上，并且涂敷在整个半导体层4上。
另外，电解液11以比由第一电极基板2、第二电极基板6及密封件10形成的内部空间S及在半导体层4内形成的空隙的容积少的总容量滴下。因此，被拉长的电解液11在由空间扩大壁部15形成的扩大空间E的中途停止延伸，几乎不侵入扩大空间E内，停留在半导体层4的附近。其结果，密封件10和电解液11分离，在密封件10形成不接触电解液11的非接触部N(参照图1)。
(V)＜密封工序＞
在电解质延伸工序之后，在密封工序中，通过将配置有密封件10的部位加热而将光电极5和相对电极8贴合，并且如图4所示，在与光电极5和相对电极8的搬送方向(箭头标记L1方向)交叉的方向上，通过超声波焊接装置50粘接而得到图1所示的太阳能电池1A。
以上，根据图1所示的太阳能电池1A，使电解液11在扩大空间E内的区域X1紧密贴合在第一电极基板2与第二电极基板6之间且不流动地被保持，并且以在密封件10形成电解液11的非接触部N的方式尽可能地分开配设。因此，可尽可能地得到电解液11使密封件10劣化的情况，由此能够提供可长期维持高性能的太阳能电池1A。
另外，现有的太阳能电池通过平坦的板状材料形成树脂基材P1、P2，故而考虑可将电解液11对电子的输送阻力增大，将树脂基材P1、P2间的间隔抑制到数十微米以下。即，由于若将树脂基材P1、P2间的间隔扩大，则电池的性能大幅度降低，故而目前将树脂基材P1、P2间的距离设为30μm左右成为界限。因此，插入到树脂基材P1、P2间的配线部件等也被限制在处于树脂基材P1、P2间的距离的范围。
对此，根据太阳能电池1A，将图1所示地配设电解液11的区域X1尽可能薄地形成，且配设密封件10的外端部2p、6p间的分开距离L2能够为区域X1的第一电极基板2与第二电极基板6之间的距离L1的20倍以上(其中，由于图1为示意图，故而L2的距离并非表示为L1的距离的20倍以上)，在该密封件10内或者与密封件10邻接的扩大空间E能够配设截面面积大的集电用的配线20。因此，可得到能够形成为将配线20的电阻降低的高品质的太阳能电池1A。
另外，将配线20的截面形状细长地形成，在第一电极基板2与第二电极基板6之间的方向上较厚地配设，在与其交叉的方向(密封件10、10彼此之间的方向)上较薄地配设。因此，可得到容易埋设在密封件10内且能够尽可能取得半导体层4中的发电有效面积的乘积，能够尽可能地提高光电变化效率的效果。
另外，通过尽可能地增加密封件10的厚度(竖直方向的高度)且使其厚度为200μm以下，可得到能够防止在密封件10的周边死区增加而导致的半导体层4的发电有效面积的降低的效果。
另外，太阳能电池1A在导电膜3和导电膜7接近的部分夹有导电性低的半导体层4，在其以外的部分，第一电极基板2和第二电极基板6在向相互分开的方向折返而逐渐离开的方向形成。因此，即使在导电膜3与导电膜7之间不存在由无纺布等构成的分隔件，也能够形成为短路的可能性低的太阳能电池1A。
另外，能够形成为将分隔件所需的成本及夹有分隔件的工序省掉的低成本的太阳能电池1A。另外，分隔件也可以存在于光电极5与相对电极8之间。
另外，由于能够将填充在内部空间S内的电解液11设为最小限度，故而能够提供抑制了制造成本的太阳能电池1A。
另外，上述实施方式的本发明的太阳能电池1A的制造方法如图4所示，在将光电极5和相对电极8之间密封之前，将电解液11滴下到半导体层4上，然后将光电极5和相对电极8贴合。另外，此时使用的电解液11不从内部空间S溢出。因此，在太阳能电池1A的制造中，无需将贴合的光电极5和相对电极8放置在真空环境下，另外，在使光电极5和相对电极8贴合的状态下不浸于电解液11中，故而能够省去擦拭太阳能电池1A外表面的电解液11的作业。因此，不使用昂贵的真空设备，将制造工序简略而能够制造太阳能电池1A。
另外，根据上述实施方式的太阳能电池1A的制造方法，由辊R、R对光电极5和相对电极8加压且能够同时进行层积工序、电解液延伸工序。
另外，该方法一边将各制造工序向一方向送出，一边由密封件10、10…将在长度方向(箭头标记L方向)上延伸的外端部2p、6p粘接，通过在自太阳能电池1A前端起任意的位置进行超声波焊接等，从而能够进行与密封件10交叉的方向的密封及切断。即，将光电极5及相对电极8形成带状并在其长度方向上搬送且制造太阳能电池1A的所谓的卷对卷制造，不考虑光电极5与相对电极8的贴合位置，能够极简便、有效且快速地制造太阳能电池1A。
另外，在上述实施方式中，太阳能电池1A构成为第一电极基板2及第二电极基板6都使用具有可挠性的树脂基材P1、P2的构成，但本发明不限于该实施方式的构成。即，如图6所示，即使适用仅第一电极基板2和第二电极基板6的任一方使用具有可挠性的树脂基材，也能够在扩大空间E和密封件10形成非接触部N。因此，可得到与上述大致同样的作用、功能及效果。
另外，在上述实施方式及其变形例中，半导体层4为不与密封件10接触的方式成膜的构成，但本发明不限于这样的构成。即，只要电解液11经由扩大空间E而与密封件10隔开间隔配设，则半导体层4也可以与密封件10相接而配设。
另外，在上述实施方式中，配线20为埋设于密封件10的构成，但该配线20也可以配设在扩大空间E内。在将配线20配设在扩大空间E内的情况下，能够将配线20的厚度在第一电极基板2与第二电极基板6之间的方向上增厚而降低配线20的阻力，并且将密封件10、10间的方向减薄而细线化，从而能够尽可能增大半导体层4的发电有效面积(即，俯视观察半导体层4时的表面积)。
另外，在上述实施方式中，使用在光电极5与相对电极8之间配设有电解液11的例子对本发明进行了说明，但本发明即使使用胶状或固体状的电解质也能够很好地实施。另外，在使用胶状或固体状的电解质的情况下，在半导体层4配设胶状或固体状的电解质，之后使光电极5和相对电极8层积，然后进行加热及加压而使胶状或固体的电解质浸透到半导体层4内。
另外，在上述实施方式中，构成为利用超声波焊接将与配设有密封件10、10的外端部2p、6p交叉的外端部密封，但也可以通过超声波焊接以外的密封方法适当密封。
另外，上述实施方式以半导体层4在第一电极基板2的宽度方向上两列排列而成膜的构成为例进行了说明，但本发明的构成不限于这样的构成，也可以将半导体层4一列或3列以上成膜。
Claims (10)
1.一种光电转换元件，其具有：在第一电极基板形成有半导体层的光电极、具有与所述第一电极基板相对配置的第二电极基板的相对电极、将所述光电极与所述相对电极之间密封的密封件、配设在该密封件的内侧的电解质，
在所述第一电极基板及所述第二电极基板的至少任一方设有将相互相对的所述第一电极基板的表面与所述第二电极基板的表面的分开尺寸扩大的空间扩大壁部，在所述密封件的内侧形成扩大空间，
所述电解质在所述扩大空间的内侧被保持在所述第一电极基板与所述第二电极基板之间，
在所述密封件形成有不与所述电解质接触的非接触部。
2.如权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，
在所述扩大空间或所述密封件的内部设有配线，该配线配设在从第一电极基板及第二电极基板构成的组选择的至少一个电极基板上。
3.如权利要求1或2所述的光电转换元件，其特征在于，
所述空间扩大壁部具备使所述分开尺寸朝向所述密封件逐渐扩大的倾斜面。
4.如权利要求1～3中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，
所述密封件的厚度尺寸与形成有所述半导体层的区域的所述第一电极基板的表面及所述第二电极基板的表面之间的尺寸的最大差为30μm以上且200μm以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，
所述密封件的竖直方向的高度比所述配线的竖直方向的高度大。
6.如权利要求1～5中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，
所述扩大空间的体积比所述电解质的体积的1/3大。
7.如权利要求1～6中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，
在电解质与密封件之间设有密封件的防劣化部件。
8.一种光电转换元件的制造方法，其特征在于，具有：
电解质配置工序，在光电极具备的第一电极基板上的半导体层配设电解质；
密封件配置工序，在所述第一电极基板的端部及第二电极基板的端部的至少任一方配设密封件；
层积工序，将具备第二电极基板的相对电极层积在所述光电极上；
电解质延伸工序，对所述光电极和所述相对电极加压，将所述电解质配设在所述半导体层且保持在所述第一电极基板与所述第二电极基板之间，且形成将所述密封件附近的所述第一电极基板与所述第二电极基板的分开尺寸扩大的空间扩大壁部，在所述密封件形成不与所述电解质接触的非接触部；
密封工序，将所述光电极和所述相对电极密封。
9.如权利要求8所述的光电转换元件的制造方法，其特征在于，
所述层积工序、所述电解质延伸工序及所述密封工序通过对所述光电极和所述相对电极加压而同时进行。
10.如权利要求8或9所述的光电转换元件的制造方法，其特征在于，
在所述第一电极基板及所述第二电极基板的至少一方使用具有可挠性的树脂基材，在对所述光电极和所述相对电极加压时使所述具有可挠性的树脂基材变形而形成所述空间扩大壁部。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008192856A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Sony Chemical & Information Device Corp | 電気化学セルの製造方法 |
| JP2010198836A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Fujikura Ltd | 光電変換素子 |
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| CN102792518A (zh) * | 2010-04-13 | 2012-11-21 | 株式会社藤仓 | 染料敏化太阳能电池模块及其制造方法 |
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Patent Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2010198836A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Fujikura Ltd | 光電変換素子 |
| JP2011040361A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-24 | Kyocera Corp | 光電変換装置 |
| CN102792518A (zh) * | 2010-04-13 | 2012-11-21 | 株式会社藤仓 | 染料敏化太阳能电池模块及其制造方法 |
| WO2012108520A1 (ja) * | 2011-02-09 | 2012-08-16 | 株式会社フジクラ | 色素増感太陽電池 |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |