CN107210135B - 使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用薄膜基材的电子器件，构成为，具备：透明基板(11)，使透明导电膜(12)形成；对电极基板(21)，使对置导电膜(22)形成；半导体层(13)，形成于透明导电膜(12)上，使敏化色素承载于多孔质的半导体材料而形成；液状或准液状的电解质(3)，设置于半导体层(13)与对置导电膜(22)之间；密封材料(41)，密封电解质(3)，将透明基板(11)和对电极基板(21)固定；透明基板(11)及对电极基板(21)分别由具有可挠性的透明薄膜形成，在密封材料(41)彼此之间的电解质(3)中，在半导体层(13)与对电极基板(21)之间夹持固定有隔垫物(5)。

Description

使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件 的制造方法

技术领域

本发明涉及使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法。

本申请基于2015年3月23日在日本国申请的特愿2015－060227号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

以往，作为染料敏化型太阳能电池，例如，如专利文献1、2所示，已知有如下的构造，即，具备：使透明电极形成的透明基板、使对置电极形成的对电极基板、形成于上述透明电极上且使敏化色素承载于多孔质的半导体材料而形成的半导体层、设置于上述半导体层与对置电极之间的液状或准液状电解质、密封上述电解质且将上述透明基板和上述对电极基板固定的密封材料。

这里，在专利文献1、2所记载的染料敏化型太阳能电池中，采用通过设置隔垫物来抑制耐久性或发电效率下降的技术。

专利文献1是在外周的密封部以外设置隔垫部，通过该隔垫部与透明基板和对电极基板粘接的结构，成为可实现如下效果的结构，即，通过增设这种粘接部来提高一对基板彼此的密合性，从而提升耐久性，并且，即使在染料敏化型太阳能电池变形的情况下，也能够抑制一对基板彼此剥离。

另外，专利文献2形成如下的结构，即，在密封材料彼此之间的中心部的透明基板与对电极基板之间设置隔垫部，即使在对基板实施溅射蒸镀的工序中染料敏化型太阳能电池因热膨胀、收缩而发生了翘曲的情况下，由于中心部的隔垫部的存在，中心部的基板间距也不会缩短，从而抑制发电效率的下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2013－84596号公报

专利文献2：日本国特开2010－225295号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在采用具有可挠性的透明薄膜作为透明基板或对电极基板的电子器件中，由于使其通过加热辊之间而进行层压，故而，在配置有密封材料的部分和未配置有密封材料的电解质部分，面对辊按压力的强度有可能会不同。

因此，在密封材料彼此之间的区域，薄膜基板的厚度方向(透明基板和对电极基板相对的方向)的外侧收缩且内侧伸长，在整个电子器件产生变形。即，两个薄膜基板间的间隙的大小形成为，在薄膜基板的中央附近最小，越向端缘间隙越大。因此，由于设置在两个基板之间的电解质的厚度在基板的中央附近和端缘附近以较大的差异变动，因而在所构成的电子器件为染料敏化型太阳能电池的情况下，发电效率有可能下降。

另外，当产生如上所述的变形时，薄膜基板间的间隔就会变得不均匀，在观察薄膜基板时，如图16所示，电解质3看上去具有纹理(图16的标记M)，美观等外观设计性下降，在这一点上，尚有改善的余地。

专利文献1、2虽然是设置隔垫部的结构，但就其隔垫部彼此之间、或隔垫部与密封材料之间的区域来说，是仅在一对基板间配置电解质的构造，如上所述，在该部分薄膜基板会发生变形，存在与上述同样的课题。

本发明是鉴于上述的问题点而作出的，其目的在于，提供一种能够通过抑制层压时的变形并将薄膜基材间的间隔保持为一定，从而能够抑制外观设计性下降的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法。

用于解决课题的技术方案

本发明为了解决上述课题而实现其目的，采用了以下方式。

(1)本发明的一个方式的使用薄膜基材的电子器件具备：透明基板，使透明电极形成；对电极基板，使对置电极形成；半导体层，形成于所述透明电极上，使敏化色素承载于多孔质的半导体材料而形成；液状或准液状的电解质，设置于所述半导体层与对置电极之间；密封材料，密封所述电解质，将所述透明基板和所述对电极基板固定；其中，所述透明基板及所述对电极基板分别由具有可挠性的透明薄膜形成，在所述密封材料彼此之间的所述电解质中，在所述半导体层与所述对电极基板之间夹持有隔垫物。

在该情况下，由于在密封材料彼此之间的电解质中，隔垫物以被夹持的状态位于半导体层与对电极基板之间，因而，在使透明基板及对电极基板使用具有可挠性的透明薄膜而成的电子器件通过加热辊间进行层压时，能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。而且，在层压时，由于隔垫物分别被夹持在半导体层与对电极基板之间，因而，隔垫物不会随着加热辊的按压被单向推出移动而起不到作为隔垫物的功能，隔垫物的位置会被保持在半导体层与对电极基板之间。

这样，不会使电子器件整体变形，故而透明基板和对电极基板不会接触，而且还能够将电解质的厚度变化抑制成较小的程度，能够抑制发电效率的下降。

另外，在该情况下，由于电解质的厚度一定，因此不会出现厚度不均匀的电解质经由透明薄膜呈现出纹理的现象，能够防止外观设计性的下降。

进而，在本发明中，由于在半导体层和对电极基板之间设有隔垫物，因而能够使入射光散射并再次返回到半导体电极，所以能够提高发电效率。

(2)在上述(1)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物由通过加热会热膨胀的材料形成，以热膨胀状态被夹持固定在所述透明基板与所述对电极基板之间。

在这种情况下，隔垫物通过在制造电子器件时通过加热辊间进行层压时的加热而热膨胀，该经膨胀的隔垫物以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间，因而能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。

(3)在上述(1)所述的使用薄膜基材面成的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物具有在使该电子器件通过加热辊之间进行层压时的加热温度下发生热膨胀的特性。

所述隔垫物优选具有在比所述加热辊的表面温度低0℃～20℃的范围内体积热膨胀3％以上的特性。更优选为5％以上，进一步优选为10％以上。

另外，优选具有在低0℃～20℃的范围内体积膨胀25％以下的特性。更优选为20％以下，进一步优选为15％以下。

在该情况下，在达到层压时的加热温度时，隔垫物会可靠地热膨胀，该经膨胀的隔垫物以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间。

(4)在上述(1)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物固定于所述半导体层和所述对电极基板中的至少一方，并且形成为朝所述透明电极和所述对置电极相对的方向的内侧突出的突起状。

在该情况下，固定于半导体层和对电极基板中的至少一方的突起状隔垫物以位于透明基板与对电极基板之间的状态配置，因而即使在制造电子器件时通过加热辊间进行层压时作用有加热辊的按压力，由薄膜基板构成的透明基板和对电极基板也不会向相互接近的方向变形，能够将双方的间隔保持为一定。

(5)在上述(1)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物由通过加热会熔融的材料形成，在表面熔融的状态下，相邻的所述隔垫物彼此结合，或所述隔垫物和所述基板彼此结合。

在该情况下，由于隔垫物的表面通过在制造电子器件时通过加热辊间进行层压时的加热而熔融或软化，该熔融或软化的相邻隔垫物彼此、或隔垫物和基板彼此进行结合，隔垫物以被保持的状态位于透明基板和对电极基板之间，因而能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。

(6)在上述(5)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物具有在使该电子器件通过加热辊之间进行层压时的加热温度下表面熔融或软化，体现出粘接性的特性。

在该情况下，在达到了层压时的加热温度时，隔垫物的表面可靠地熔融或软化，该熔融的隔垫物以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间。

这里，作为熔融或软化并体现粘接性的材料，可举出热塑性树脂或含有热塑性树脂的树脂组合物等。

可例示：由含有气泡的所述树脂组合物形成的多孔质体、由含有发泡剂的所述树脂形成的树脂组合物等。

(7)在上述(1)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物在外周形成有尖锐的突状部，相邻的所述隔垫物彼此结合，或者一对所述透明电极及所述对置电极中的至少一方和所述隔垫物结合。

在该情况下，如果在制造电子器件时通过加热辊间进行层压时作用有加热辊的按压力，相邻的隔垫物彼此就会通过各自的尖锐突状部卡合而结合，或者隔垫物和一对透明电极及对置电极中的至少一方通过隔垫物的尖锐突状部卡合而结合。即，隔垫物以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间，因而能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。

(8)在上述(1)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物具有通过UV照射的热或光会膨胀的特性。

在该情况下，在制造电子器件时，隔垫物通过UV照射的热量或光而膨胀，该经膨胀的隔垫物以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间，因而能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。

(9)在上述(1)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物具有通过UV照射的热或光表面会熔融或软化的特性。

在该情况下，由于隔垫物的表面在制造电子器件时通过UV照射的热量或光而熔融或软化，该熔融或软化的相邻的隔垫物彼此、或隔垫物和基板彼此结合，隔垫物以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间，因而能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。

(10)上述(1)所述的使用薄膜基材的电子器件中，也可以构成为，所述隔垫物由具有吸收电解液而发生膨润的特性的凝胶状粒子材料形成。

在该情况下，在制造电子器件时，凝胶状粒子通过吸收电解液而发泡(膨胀)，该经膨胀的凝胶状粒子以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间，因而能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。

(11)本发明的另一方式是一种构成上述(1)～(10)所述的电子器件的色素敏化太阳能电池。

(12)本发明的另一方式是一种色素敏化太阳能电池，其构成为使用薄膜基材的电子器件，具备：透明基板，使透明电极形成；对电极基板，使对置电极形成；半导体层，形成于所述透明电极上，使敏化色素承载于多孔质的半导体材料而形成；液状或准液状的电解质，设置于所述半导体层与对置电极之间；密封材料，密封所述电解质，将所述透明基板和所述对电极基板固定；集电线路，配置于所述半导体层的端部，向与所述密封材料的延伸方向平行且交叉的方向延伸；其中，所述透明基板及所述对电极基板分别由具有可挠性的透明薄膜形成，在所述电解质中，在所述半导体层与所述对电极基板之间夹持有隔垫物，所述集电线路的至少一部分在所述集电线路的全长比所述半导体层更向所述对电极基板侧突出。

(13)本发明的另一方式是上述(1)～(10)所述的电子器件的制造方法，其中，包括如下工序：在所述密封材料彼此之间的所述电解质中将隔垫物配置在所述半导体层与所述对电极基板之间的工序；使所述电子器件通过加热辊之间而进行层压的工序；并且在层压时，所述隔垫物分别被夹持在所述半导体层与所述对电极基板之间。

发明效果

根据本发明各方式的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法，能够抑制层压时的变形，且将薄膜基材间的间隔保持为一定，从而抑制外观设计性下降。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的色素敏化太阳能电池的概要结构的剖视图。

图2是图1所示的A－A线向视图，且是表示色素敏化太阳能电池的局部的平面图。

图3是表示图1所示的色素敏化太阳能电池的层压前的概要结构的、局部分离后的剖视图。

图4是表示在层压中隔垫物热膨胀前的状态的剖视图。

图5是表示第二实施方式的色素敏化太阳能电池的层压前的概要结构的、局部分离后的剖视图。

图6是表示图5所示的色素敏化太阳能电池的层压后的概要结构的剖视图。

图7是表示第三实施方式的色素敏化太阳能电池的层压前的概要结构的、局部分离后的剖视图。

图8是表示图7所示的色素敏化太阳能电池的层压后的概要结构的剖视图。

图9是表示第四实施方式的色素敏化太阳能电池的层压后的概要结构的剖视图。

图10A是表示第五实施方式的色素敏化太阳能电池的层压时的工序的侧视图。

图10B是表示第五实施方式的另一色素敏化太阳能电池的层压工序的侧视图。

图11A是表示第五实施方式的色素敏化太阳能电池的层压前的状态的剖视图。

图11B是表示第五实施方式的色素敏化太阳能电池的层压时的状态的剖视图，是表示UV照射时的图。

图11C是表示第五实施方式的色素敏化太阳能电池的层压后的状态的剖视图，是表示隔垫物经UV照射而膨胀的状态的图。

图12是表示第六实施方式的色素敏化太阳能电池的层压后的状态的剖视图，是表示隔垫物经UV照射而熔融的状态的图。

图13是表示第七实施方式的色素敏化太阳能电池的层压后的状态的平面图。

图14是表示第七实施方式的色素敏化太阳能电池的层压后的状态的剖视图，是图13所示的B－B线剖视图。

图15A是表示第八实施方式的色素敏化太阳能电池的层压前的状态的剖视图。

图15B是表示第八实施方式的色素敏化太阳能电池的层压后的状态的剖视图。

图16是以往层压后的平面图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明实施方式的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法进行说明。

(第一实施方式)

本实施方式的电子器件以薄膜式色素敏化太阳能电池为一例进行说明，但本发明的电子器件不限于色素敏化太阳能电池。图1是表示色素敏化太阳能电池10的概要结构的剖视图。

色素敏化太阳能电池10具备：半导体电极1、对置电极2、电解质3、带密封功能的导通材料4、隔垫物5。

具体来说，色素敏化太阳能电池10具备：使透明导电膜12(透明电极)形成的透明基板11、使对置导电膜22(对置电极)形成的对电极基板21、形成于透明电极12上并使公知的敏化色素承载于多孔质的半导体材料而形成的半导体层13、设置于半导体层13与对置导电膜22之间的液状或准液状的电解质3、具有密封电解质3并将透明基板11和对电极基板21固定的密封材料41的带密封功能的导通材料4。

半导体电极1具备：上述透明基板11、层积于透明基板11上的透明导电膜12、层积于透明导电膜12上的半导体层13。

在半导体层13，在包含电解质3所接触的多孔质内部的表面上吸附有公知的敏化色素。

对置电极2具备：对电极基板21、层叠于对电极基板21上的对置导电膜22、层叠于对置导电膜22上的催化剂层(未图示)。

带密封功能的导通材料4具有密封材料41及导通材料42。密封材料41用于以包围半导体层13的方式形成由半导体电极1、对置电极2及电解质3构成的发电部(单元)，并将相邻的单元彼此分割(分离)而密封。通过带密封功能的导通材料4，在半导体电极1与对置电极2之间形成间隙，且在该间隙内密封电解质3。

带密封功能的导通材料4的导通材料42隔着密封材料41配置于电解质3的相反侧，与构成半导体电极1及对置电极2的透明导电膜12、对置导电膜22直接接触。密封材料41与导通材料42密合粘接，并且与透明导电膜12及对置导电膜22密合粘接。在图1中，密封材料41图示为与导通材料42密合粘接，但也可以分开。另外，导通材料42也可以如双面粘接式铜带那样具有导通和粘接两方面的功能。在将相邻的单元彼此串联连接的情况下，通过激光切割机等在透明导电膜12及对置导电膜22的规定部位设置多个刻线(未图示)，相邻的单元彼此的电极(半导体电极1、对置电极2)被划分出多个。在划分后的各单元中，构成第一单元的对置电极2的透明导电膜22和构成与第一单元相邻的第二单元的半导体电极1的透明导电膜12通过导通材料42电连接。其结果，上述的第一单元和第二单元被串联连接。

需要说明的是，在透明基板11和对电极基板21之间的间隙内排列多个单元进行制作的情况下，可按照例如……(密封材料41/导通材料42/密封材料41)/(第一单元)/(密封材料41/导通材料42/密封材料41)/(第二单元)/(密封材料41/导通材料42/密封材料41)/(第三组件)……的顺序配置。

隔垫物5在密封材料41、41彼此之间的电解质3中以被夹持固定的状态位于半导体层13与对电极基板21(催化剂层)之间，配置位置不规则，且配置有多个。需要说明的是，在图1～图3中，隔垫物5呈球状，但不限于球状。

隔垫物5由通过加热会热膨胀的材料形成，以热膨胀状态被夹持固定在透明基板11与对电极基板21之间，在层压前的热膨胀前的状态下，其形状比热膨胀后小。隔垫物5例如可举出在内部加入了膨胀石墨、内含发泡剂的聚苯乙烯珠(利用热发泡膨胀)等，优选具有在使色素敏化太阳能电池1通过加热辊间进行层压时的加热温度下热膨胀的特性。

另外，隔垫物5也可以配置在电解质3的区域。通过在电解质3的区域配置隔垫物5，容易进一步维持透明基板11与对电极基板21的间隔。

在该情况下，隔垫物的材质优选为难以因电解质而劣化的材质。例如可例示硅类树脂、氟类树脂等材料。

透明基板11及对电极基板21分别由具有可挠性的透明薄膜形成。具体来说，作为构成半导体电极1及对置电极2的由具有透明性的薄膜基板构成的透明基板11及对电极基板21的材料，例如可举出：玻璃、树脂等绝缘体。作为该树脂，例如可举出：聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等。

从制造轻薄的柔性色素敏化太阳能电池的观点出发，基材更优选为玻璃、PET薄膜或PEN薄膜。在基材为玻璃的情况下，当厚度为0.5mm以下时具有弯曲性因而优选。厚度进一步优选为0.3mm以下。

透明导电膜12、对置导电膜22的种类没有特别限定，可使用公知的色素敏化太阳能电池所使用的导电膜，例如可举出由金属氧化物构成的薄膜。作为金属氧化物，可例示以ITO、FTO、ATO、IZO、GZO等简称所公知的金属氧化物。

半导体层13由可从所吸附的敏化色素中获取电子的材料构成，通常优选为多孔质。构成半导体层13的材料没有特别限定，可采用公知的半导体层的材料，例如可举出：氧化钛、氧化锌、氧化锡等金属氧化物半导体。

承载于半导体层13上的敏化色素没有特别限定，例如可举出：有机染料、金属络合染料等公知的染料。作为有机染料，例如可举出：香豆素类、聚烯类、菁类、半菁类、噻吩类等。作为金属络合染料，例如可优选使用钌络合物等。

构成催化剂层的材料没有特别限定，可采用公知的材料，例如可举出铂、碳纳米管等碳类、PEDOT/PSS等导电性聚合物等。

电解质3的种类没有特别限定，可采用公知的色素敏化太阳能电池所使用的电解质。例如可举出在有机溶剂中溶解有碘和碘化锂作为氧化还原电对(电解质)的电解液。

构成带密封功能的导通材料4的导通材料42只要是能够将形成于对置的两个基板11、21上的电极彼此电导通的部件即可，没有特别限制。作为导通材料42，例如可使用选自导线、导电管、导电箔、导电板及导电网、导电糊剂中的一种以上。这里，所谓导电糊剂是指刚性较低且柔软的形态的导电性材料，例如，可以是固态的导通材料在有机溶剂、粘合树脂等具有粘性的分散介质中分散的形态。导通材料42也可以如双面粘接式铜带那样具有导通和粘接两方面的功能。

作为导通材料42，例如可举出：金、银、铜、铬、钛、铂、镍、钨、铁、铝等金属、或这些金属中的两种以上的合金等，但没有特别限定。作为上述材料，也可举出分散有导电性微粒(例如，上述金属或合金的微粒、炭黑的微粒等)的聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)等树脂组合物等。

构成带密封功能的导通材料4的密封材料41只要是能够将对置的两个基材11、21粘接，且能够将形成于两个基材11、21间的色素敏化太阳能电池模块密封的非导电性部件即可，没有特别限制。

作为密封材料41的材料，例如可举出：热熔粘接剂(热塑性树脂)、热固性树脂、紫外线固化性树脂、以及含有紫外线固化性树脂及热固性树脂的树脂等暂时具有流动性、且通过适当处理而固化的树脂材料等。作为上述热熔粘接剂，例如可举出：聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。作为上述热固性树脂，例如可举出：环氧树脂、苯并恶嗪树脂等。作为上述紫外线固化性树脂，例如可举出含有丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等光聚合性单体的紫外线固化性树脂。

接着，利用附图对使用上述的薄膜基材而成的色素敏化太阳能电池10的制造方法及作用进行详细说明。

作为使用上述结构的薄膜基材而成的色素敏化太阳能电池10的制造方法，如图3所示，在密封材料41、41彼此之间的电解质3中，在半导体层13和对电极基板21之间，将热膨胀前的隔垫物5及电解质3配置在半导体层13上。然后，使叠合了半导体电极1和对置电极2而成的色素敏化太阳能电池10通过未图示的加热辊间进行层压。隔垫物5也可以预先分散在电解质3中。

这样，在本实施方式中，在密封材料41、41彼此之间的电解质3中，经热膨胀的隔垫物5以被夹持固定的状态位于半导体层13与对电极基板21之间，因而，在使透明基板11及对电极基板21采用具有可挠性的透明薄膜而成的色素敏化太阳能电池10通过未图示的加热辊间而进行层压时，能够将透明基板11与对电极基板21之间的间隔保持一定。即，如图4所示，隔垫物5在制造电子器件时通过加热辊间进行层压时，通过此时的加热而热膨胀，且如图1所示，经膨胀的隔垫物5以被保持的状态位于透明基板11与对电极基板21之间，因而，能够将透明基板11与对电极基板21之间的间隔保持一定。

而且，在层压时，隔垫物5分别被夹持固定在半导体层13与对电极基板21之间，因而，隔垫物5不会像随着加热辊的按压被单向推出而移动那样起不到作为隔垫物的功能，隔垫物5的位置被保持在半导体层13与对电极基板21之间。

这样，由于色素敏化太阳能电池10在整体上不会变形，故而透明基板11和对电极基板21不会接触，而且能够将电解质3的厚度变化抑制成较小的程度，能够抑制发电效率下降。

另外，由于电解质3的厚度一定，故而不会出现厚度不均匀的电解质经由透明薄膜呈现出纹理的现象，能够防止外观设计性下降。

进而，在本实施方式中，在半导体层13与对电极基板21之间设有隔垫物5，因而能够使入射光散射而再次返回到半导体电极，因此能够实现发电效率的提高。

接着，基于附图对本发明的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法的另一实施方式进行说明，但在与上述的第一实施方式相同或同样的部件、部分使用同一附图标记并省略说明，仅对不同于第一实施方式的结构进行说明。

(第二实施方式)

接着，基于附图对第二实施方式的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法进行说明。

如图5及图6所示，第二实施方式的隔垫物5A固定于对电极基板21，并且形成为朝透明电极11和对置电极21相对的方向的内侧突出的突起状。该突起状的隔垫物5A在层压前预先相对于对电极基板21的内表面21a垂直设置为柱状，且间断地(非连续地)设有多个。隔垫物5A的高度尺寸h同层压后的半导体层13与对电极基板21(对置导电膜22)之间的间隔一致。隔垫物5A的截面形状不限于圆形、方形等。另外，截面形状沿着突出方向可以相同，也可以变化，但与半导体层13相接的突出端优选为平行于半导体层13的平面。

需要说明的是，在第二实施方式中，突起状的隔垫物5A固定于对电极基板21，但也可以在半导体层13侧设置多个突起状的隔垫物5A。总而言之，只要是在半导体层13和对电极基板21中的至少一方固定有隔垫物5A的构造即可。

在第二实施方式中，固定于对电极基板21上的突起状隔垫物5A以位于透明基板11与对电极基板21之间的状态配置，因而，即使是在制造色素敏化太阳能电池10时通过加热辊间进行层压时作用有加热辊的按压力，由薄膜基板构成的透明基板11和对电极基板21也不会向彼此接近的方向变形，能够将双方的间隔保持为一定。

(第三实施方式)

接着，基于附图对第三实施方式的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法进行说明。

如图7及图8所示，第三实施方式的色素敏化太阳能电池10形成如下的结构，即，隔垫物5B由通过加热而熔融的材料构成，且相邻的隔垫物5B、5B彼此以表面熔融的状态结合。隔垫物5B具有如下的特性，即，在使色素敏化太阳能电池10通过加热辊间进行层压时的加热温度下，其表面熔融或软化。

本实施方式的隔垫物5B因为不是像上述的第一实施方式那样会热膨胀的部件，所以其大小在层压前后大致相同，被设定为以被夹持固定的状态位于层压后的透明基板11与对电极基板21之间的尺寸。

隔垫物5B也可以分散在电解质3中。

作为这种隔垫物5B，例如可举出如下的材料，即，热塑性树脂微粒(橡胶粒子或热塑性弹性体的粒子等绝缘性材料)因热而熔融或软化，从而隔垫物5B、5B彼此粘接。另外，也可举出橡胶粒子受压力被压扁并彼此粘接的材料，即，具有反应性官能团的聚合物微粒彼此在隔垫物5B的表面因热而聚合的材料等。

在第三实施方式中，在制造色素敏化太阳能电池10时通过加热辊间进行层压时，隔垫物5B的表面通过此时的加热而熔融或软化，该熔融或软化的相邻的隔垫物5B、5B彼此结合，隔垫物5B以被保持的状态位于透明基板11与对电极基板21之间，因而，能够将透明基板11与对电极基板21之间的间隔保持为一定。

另外，在本实施方式中，隔垫物5B具有在使色素敏化太阳能电池10通过加热辊间进行层压时的加热温度下表面熔融的特性，因而，在达到了层压时的加热温度时，能够使隔垫物5B的表面可靠地熔融或软化。

(第四实施方式)

接着，基于附图对第四实施方式的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法进行说明。

在图9所示的第四实施方式中，形成如下的结构，即，隔垫物5C由通过加热而熔融或软化的材料构成，且隔垫物5C以表面熔融或软化的状态与对电极基板21彼此结合。隔垫物5C具有如下的特性，即，在使色素敏化太阳能电池10通过加热辊间进行层压时的加热温度下，隔垫物5C的表面熔融或软化。

本实施方式的隔垫物5C可使用与上述的第二实施方式同样的材料，大小在层压前后大致相同，被设定为以被夹持固定的状态位于层压后的透明基板11与对电极基板21之间的尺寸。

在第四实施方式中，通过在制造色素敏化太阳能电池10时通过加热辊间进行层压时的加热，隔垫物5C的表面熔融或软化，该熔融或软化的隔垫物5C与对电极基板21彼此结合，隔垫物5C以被保持的状态位于透明基板11与对电极基板21之间，因而能够将透明基板11与对电极基板21之间的间隔保持为一定。

另外，在本实施方式中，隔垫物5C具有在使色素敏化太阳能电池10通过加热辊间进行层压时的加热温度下表面熔融或软化的特性，因而在达到了层压时的加热温度时，能够使隔垫物5C的表面可靠地熔融。

(第五实施方式)

接着，基于附图对第五实施方式的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法进行说明。

第五实施方式是使用图10A及图10B所示的UV照射装置7制造的色素敏化太阳能电池的制造方法。如图11A、图11B、及图11C所示，隔垫物5D由具有通过UV照射的热量或光(紫外线)而发泡(膨胀)的特性的热固化性或光固化性的树脂材料构成，与上述的第一实施方式同样，以膨胀的状态被夹持固定在透明基板11与对电极基板21之间。而且，多个隔垫物5D在色素敏化太阳能电池10的制造工序中的一部分存在的UV照射工序中被UV照射前的膨胀前的状态下，形状比膨胀后小。在密封材料41、41彼此之间的电解质3中，隔垫物5D配置在不规则的位置，且配置有多个。需要说明的是，在图11A～图11C中，隔垫物5D呈球状，但不限于球状，可以以任意形状进行配置。

由UV照射装置7向隔垫物5D照射的紫外线的波长及强度根据所使用的隔垫物5D的树脂膨胀率、树脂种类等条件而适当设定。另外，UV照射装置7的配置台数在本实施方式中设为在输送方向上2台、3台，但不限于该数量。

本第五实施方式的上述UV照射在透明基板11和对电极基板21的贴合工序中被采用，在图11A及图11B中，在以夹持上述基板11、12的方式设置的一对第一压辊6A、6A的输送方向的下游侧，设有UV照射装置7。进而，在UV照射装置7的下游侧，设有一对第一压辊6B、6B。而且，UV照射装置7由市售的紫外线光源、从设置于分开位置的上述紫外线光源通过光纤等导出的紫外线的射出部等构成。从UV照射装置7射出的紫外线的照射区域内的紫外线的光线量例如只要达到隔垫物5D的膨胀所需要的光线量即可，没有特别限定。

对这种使用由UV树脂构成的隔垫物5D来制造色素敏化太阳能电池10的方法进行说明。这里，使用紫外线固化性树脂作为密封材料41，在密封材料41、41彼此之间的电解质3中，在透明基板11与对电极基板21之间将UV照射前的隔垫物5D及电解质3配置在半导体层13上。然后，用上述的UV照射装置7对由第一压辊6A、6A将半导体电极1和对置电极2叠合而成的色素敏化太阳能电池10进行UV照射而使密封材料41固化，从而进行层压。需要说明的是，隔垫物5D也可以预先分散在电解质3中。

这时，通过用UV照射装置7照射对透明基板11及对电极基板21使用具有可挠性的透明薄膜而成的色素敏化太阳能电池10，在电解质3中，隔垫物5D在半导体层13与对电极基板21之间膨胀，经膨胀的隔垫物5D以被保持的状态位于透明基板11与对电极基板21之间，因而，能够将透明基板11与对电极基板21之间的间隔保持为一定。

因此，在第五实施方式中，也不会使色素敏化太阳能电池10整体变形，故而透明基板11和对电极基板21不会接触，并且能够将电解质3的厚度变化抑制成较小的程度，能够抑制发电效率下降。而且，与上述的实施方式相同，由于电解质3的厚度为一定，因而不会出现厚度不均匀的电解质经由透明薄膜而呈现出纹理的现象，能够防止外观设计性下降。

需要说明的是，本实施方式具有如下的功能，即，在UV照射之后进而通过第二压辊6B、6B，由此，去除无法由第一压辊6A、6A去除的基材间的气泡。因此，在该情况下，第二压辊6B、6B形成与第一压辊6A、6A相同或更窄的间隔，因而，隔垫物5D需要在第二压辊6B、6B的上游部(第一压辊6A和第二压辊6B之间)膨胀成规定的大小。

(第六实施方式)

如图12所示，第六实施方式的色素敏化太阳能电池10形成如下的结构，即，隔垫物5E由具有通过UV照射产生的热量或光(紫外线)而熔融的特性的热固化性或光固化性的树脂材料或粒子构成，且相邻的隔垫物5E、5E以表面熔融的状态彼此结合。隔垫物5E被设定为以被夹持固定的状态位于UV照射后的透明基板11与对电极基板21之间的尺寸。需要说明的是，隔垫物5E也可以分散在电解质3中。

由UV照射装置7向隔垫物5E照射的紫外线的波长根据所使用的隔垫物5E的树脂种类等条件适当设定。另外，UV照射装置7的配置台数与上述的第五实施方式相同。

在第六实施方式中，隔垫物5E的表面通过制造色素敏化太阳能电池10时UV照射产生的热量或光而熔融或软化，该熔融或软化的相邻的隔垫物5E、5E彼此相互结合，隔垫物5E以被保持的状态位于透明基板11与对电极基板21之间，因而能够将透明基板11与对电极基板21之间的间隔保持为一定。

(第七实施方式)

如图14所示，图13所示的第七实施方式的色素敏化太阳能电池10形成如下的结构，即，设有覆盖集电配线44的保护材料43，且设有从该保护材料43朝对置电极2侧突出的突起部43a，其中，集电配线44设置在形成有透明导电膜12的透明基板11上且配置在半导体层13的端部，向与密封材料的延伸方向平行且垂直(交叉)的方向延伸。该突起部43a从保护材料43的宽度方向的局部(中央部)突出，沿着集电配线44的延伸方向形成。需要说明的是，包含突起部43a的保护材料43是集电配线44的一部分。这里，半导体层13的厚度和包含集电配线44的保护材料43的厚度大致一致，与半导体层13相比，突起部43a朝对电极基板21侧突出。

隔垫物5选定为具有如下的尺寸，即，在使叠合半导体电极1和对置电极2而成的色素敏化太阳能电池10通过加热辊6间进行层压时，将两薄膜基材彼此的间隔保持为一定，且两基材不挠曲。

需要说明的是，作为本实施方式的隔垫物5，使用在层压过程中不因热量或光(UV)等而膨胀的单纯粒子(树脂、无机、或树脂和无机的复合物)。另外，隔垫物5优选为粒子尺寸一定、或通过加压而压扁的粒子(在后述的第八实施方式中记载)。进而，作为隔垫物5的特性，从有效利用光的观点出发，优选为无机粒子或有机无机复合粒子。而且，隔垫物5优选以混合于电解质3的状态进行使用。

另外，集电配线44及保护材料43可通过例如丝网印刷或转印、使用点胶机的涂布等公知方法制作。

这样，在第七实施方式中，由于在集电配线44的保护材料43上形成有突起部43a，因而能够起到如下的挡块的功能，即，在如图13所示的层压时限制隔垫物5随着加热辊6的按压而被单向推出而移动，能够将隔垫物5的位置保持在半导体层13与对电极基板21之间。

需要说明的是，只要在起到对隔垫物5的移动进行限制的挡块功能的范围内，突起部43a(集电配线44)的延伸方向也可以配置在相对于密封材料的延伸方向交叉的倾斜方向，不必限制在垂直的方向上。

另外，突起部43a不限于保护材料43的宽度方向的局部(中央部)突出而成的部件，优选采用保护材料43在整个宽度上突出的结构。

需要说明的是，如上所述，突起部43a只要是比半导体层13更朝对电极基板21突出即可，故而集电配线44自身的高度既可以比半导体层13低，也可以比其高。进而，在本实施方式中，保护材料43和半导体层13是接触的，但也可以形成有间隙。

(第八实施方式)

图15A及图15B所示的第八实施方式的色素敏化太阳能电池10的制造方法是使用隔垫物5F的方法，隔垫物5F由具有通过压力而发生弹性变形的柔软性的树脂粒子材料构成。

弹性变形前的隔垫物5F的直径尺寸D1(图15A)大于图15B所示的所制造的最终的色素敏化太阳能电池10的透明基板11及对电极基板21的间隔D2(间隔)。

例如，作为隔垫物5F的尺寸，优选为目标间隔(将隔垫物5F压扁时的最终间隔)的3％以上，更优选为5％以上，进一步优选为10％以上，且优选为25％以下，更优选为20％以下，进一步优选为15％以下。需要说明的是，如果尺寸与该尺寸范围相比过大，在通过弹性变形而被压扁时，与上下基板11、12接触的接触面积增大，发电效率下降。另外，如果尺寸与上述尺寸范围相比过小，作为间隔保持材料的功能下降。

隔垫物5F的树脂粒子只要含有树脂成分即可，不限于仅由有机材料构成的粒子，也可以是由有机无机复合材料构成的粒子。通过以树脂粒子为基材，可得到弹性变形特性优异的柔软粒子。另外，柔软粒子的压缩弹性率只要根据所使用的基材或压扁的比例而选择最佳的即可。如果压缩弹性率过大，粒子会在层压后发生弹性变形，有可能大于规定的间隔，发生效率的下降。另外，如果压缩弹性率过小，将无法得到维持两基材的间隔的力，在基材上产生挠曲。

需要说明的是，隔垫物5F的压缩弹性率可通过例如调节构成柔软粒子的交联性单体和非交联性单体的配合比率而变更交联密度的方法、或调节柔软性单体的配合量的方法等公知方法来变更。

另外，作为隔垫物5F的树脂粒子的材质，最优选为在挤压时具有柔软性且比重小的有机粒子。即，通过使用有机粒子，并通过在与电解液混合时选择比重最小的有机粒子，能够抑制如比重大时那样的沉淀。

另外，隔垫物5F的树脂粒子的CV值(变异系数)优选为与加入密封材料、导通材料中的粒子相同或更小的CV值。在该CV值大于周围的粒子时，会导致间隔比设计值更宽，美观性下降。需要说明的是，CV值可通过将标准偏差除以算术平均而计算出。

在使用发生这种弹性变形的隔垫物5F的第八实施方式中，隔垫物5F的粒子通过加热辊进行的层压而发生弹性变形。即，基材在规定间隔以下发生挠曲作用时，柔软粒子会反弹而产生复原力，故而能够将透明基板11与对电极基板12之间的间隔保持为一定。而且，隔垫物5F的柔软粒子因为发生了弹性变形，所以成为由上下基材夹持而固定的状态，能够抑制层压前后的移动。

需要说明的是，作为将隔垫物5F的树脂粒子配置于透明基板11与对电极基板12之间的时机，优选将隔垫物5F的树脂粒子预先与电解液混合，配置时机设为与电解液的填充相同的时机。

(第九实施方式)

接着，对第九实施方式的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法进行说明。需要说明的是，作为附图，由于与上述的第一实施方式同样，故而使用图1、图3及图4进行说明。

在第九实施方式中，隔垫物5由具有对电解液(附图标记3)进行吸收(吸水)而膨润的特性的凝胶状粒子材料构成。

作为由该凝胶状粒子构成的隔垫物5，例如可举出通过将N－异丙基丙烯酰胺和交联剂作为单体而溶解于温水，进行自由基聚合而得到的凝胶微粒。交联剂可使用多官能性单体，例如可使用N，N’-亚甲基双丙烯酰胺等。该凝胶状粒子的膨润倍率、膨润速度，只要根据所制造的模块的间隔或制造条件而选定最佳参数即可。而且，膨润倍率或膨润速度的调节可采用在制造凝胶微粒时控制交联剂的添加量而调节交联度的方法、或调节具有与电解液所使用的溶剂发生相互作用的官能基的单体配合比例的方法等来进行。如果膨润率过高，凝胶状粒子的物理强度就会减弱，不能起到隔垫物的功能，如果过低，则在上下基板之间夹持的夹持力就会减弱，导致移动发生。因此，作为优选的倍率，优选具有体积膨胀3％以上的特性的倍率。更优选为5％以上，进一步优选为10％以上。优选具有体积膨胀25％以下的特性的倍率。更优选为20％以下，进一步优选为15％以下。

凝胶状粒子既可以事先添加在电解液中，也可以在涂布电解液之前放置在基材上，还可以在涂布了电解液之后散布在基材上。从制造性的观点出发，优选采用添加到电解液中，在完全膨润之前进行涂布的方法。

根据使用由这种凝胶状粒子构成的隔垫物5而成的电子器件的制造方法，在透明基板11与对电极基板21之间将隔垫物5及电解液配置在半导体层13上。然后，对将半导体电极1和对置电极2叠合而成的色素敏化太阳能电池10进行层压。这时，由于在电解液中且在半导体层13和对电极基板21之间，电解质3由电解液中的隔垫物5吸收(吸水)，隔垫物5发生膨润(膨胀)，膨胀的隔垫物5以被保持的状态位于透明基板11和对电极基板21之间，因而能够将透明基板11与对电极基板21之间的间隔保持为一定。

以上对本发明的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内，可进行适当变更。

例如，在上述第三及第四实施方式中，采用隔垫物5B、5C的表面因热而熔融或软化，将隔垫物彼此或隔垫物和基板彼此结合的结构，但不限于熔融。例如，隔垫物也可使用在外周形成有尖锐的突状部的部件，且采用相邻的隔垫物彼此进行结合或隔垫物和一对透明电极及对置电极中的至少一方进行结合的结构。更具体地说，也可采用如下的结构，即，隔垫物的外周面为像海胆一样在周围具有凸形状的部分彼此像齿轮一样啮合而固定，或者通过刺入基板内而固定。

在该情况下，在色素敏化太阳能电池等电子器件的制造中，通过加热辊间进行层压时，若作用有加热辊的按压力，相邻的隔垫物彼此通过各自尖锐的突状部卡合而结合，或者隔垫物通过一对透明电极及对置电极中的至少一方与隔垫物的尖锐突状部卡合而结合。即，隔垫物以被保持的状态位于透明基板与对电极基板之间，因而能够将透明基板与对电极基板之间的间隔保持为一定。

另外，除上述实施方式的隔垫物以外，还可以采用例如浸渍电解液的无纺布或海绵等发泡体作为隔垫物，设置于配置有电解质3的区域。

进而，隔垫物的形状不限于如上述的实施方式那样为球状，也可以为柱状(棱柱状、圆锥状、圆柱状)等。

另外，在上述的第七实施方式以外的实施方式中，在密封材料彼此之间的电解质中，隔垫物夹持固定在半导体层与对电极基板之间，但不限于相对于半导体层和对电极基板固定隔垫物。例如，也可以如上述第七实施方式那样，隔垫物相对于半导体层和对电极基板仅以抵接(接触)的状态被夹持。

另外，在不脱离本发明宗旨的范围内，可将上述实施方式的构成要素替换为公知的构成要素。

产业上的可利用性

根据本发明的使用薄膜基材的电子器件、色素敏化太阳能电池及电子器件的制造方法，能够抑制层压时的变形，并且能够将薄膜基材间的间隔保持为一定，从而抑制外观设计性下降。

附图标记说明

1：半导体电极(透明电极)

2：对置电极

3：电解质

4：带密封功能的导电材料

5、5A、5B、5C、5D、5E、5F：隔垫物

6、6A、6B：压辊

7：UV照射装置

10：色素敏化太阳能电池(电子器件)

11：透明基板

12：透明导电膜

13：半导体层

21：对电极基板

22：对置导电膜

41：密封材料

42：导通材料

43：保护材料

44：集电配线

43a：突起部

Claims (7)

1.一种使用薄膜基材的电子器件，其特征在于，具备：

透明基板，使透明电极形成；

对电极基板，使对置电极形成；

半导体层，形成于所述透明电极上，使敏化色素承载于多孔质的半导体材料而形成；

液状或准液状的电解质，设置于所述半导体层与对置电极之间；

密封材料，密封所述电解质，将所述透明基板和所述对电极基板固定；

所述透明基板及所述对电极基板分别由具有可挠性的透明薄膜形成，

在所述密封材料彼此之间的所述电解质中，在所述半导体层与所述对电极基板之间夹持有隔垫物，

所述隔垫物由通过加热会热膨胀的材料形成，以热膨胀状态被夹持固定在所述透明基板与所述对电极基板之间。

2.如权利要求1所述的使用薄膜基材的电子器件，其特征在于，

所述隔垫物具有在使该电子器件通过加热辊之间进行层压时的加热温度下发生热膨胀的特性。

3.如权利要求1所述的使用薄膜基材的电子器件，其特征在于，

所述隔垫物在外周形成有尖锐的突状部，相邻的所述隔垫物彼此结合，或者一对所述透明电极及所述对置电极中的至少一方和所述隔垫物结合。

4.如权利要求1所述的使用薄膜基材的电子器件，其特征在于，

所述隔垫物具有通过UV照射的热或光会膨胀的特性。

5.一种色素敏化太阳能电池，其构成为权利要求1～4中任一项所述的电子器件。

6.一种色素敏化太阳能电池，其构成为使用薄膜基材的电子器件，其特征在于，具备：

透明基板，使透明电极形成；

对电极基板，使对置电极形成；

半导体层，形成于所述透明电极上，使敏化色素承载于多孔质的半导体材料而形成；

液状或准液状的电解质，设置于所述半导体层与对置电极之间；

密封材料，密封所述电解质，将所述透明基板和所述对电极基板固定；

向与所述密封材料的延伸方向平行延伸的集电线路及向与所述密封材料的延伸方向交叉的方向延伸的集电线路，配置于所述半导体层的端部；

所述透明基板及所述对电极基板分别由具有可挠性的透明薄膜形成，

在所述电解质中，在所述半导体层与所述对电极基板之间夹持有隔垫物，

在所述集电线路的一部分设有保护材料，

所述集电线路的宽度方向上的至少一部分在所述集电线路的全长比所述半导体层更向所述对电极基板侧突出。

7.一种权利要求1～4中任一项所述的电子器件的制造方法，其特征在于，包括如下工序：

在所述密封材料彼此之间的所述电解质中将隔垫物配置在所述半导体层与所述对电极基板之间的工序；

使所述电子器件通过加热辊之间而进行层压的工序；

并且在层压时，所述隔垫物分别被夹持在所述半导体层与所述对电极基板之间。