CN110268491B - 太阳能电池模块、太阳能电池模块的制造方法 - Google Patents

太阳能电池模块、太阳能电池模块的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池模块及太阳能电池模块的制造方法，其能够从同侧的端部设置输出电极，能够高效率地进行布线。本发明的太阳能电池模块形成如下电路构成：在宽度方向(X2)上排列的多个单元通过布线被电连接，在设置于宽度方向(X2)上相邻的单元彼此之间的第一基材(3A)的第一绝缘部与第二基材(3B)的第二绝缘部之间设置有导通材料(14)，由此相邻的单元之间被连接，在长度方向(X1)上被绝缘部(18)分割的相邻的一对子模块(R、R)的宽度方向(X2)的一端(1a)侧的导通材料(14)彼此被电连接。

Description

太阳能电池模块、太阳能电池模块的制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池模块及太阳能电池模块的制造方法。
本申请是基于2017年3月24日在日本申请的特愿2017-059239号以及2017年3月30日在日本申请的特愿2017-068340号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
现在已知由色素敏化太阳能电池构成的太阳能电池模块通常具备光电极、相对电极、电解液或电解液层，作为光电极至少具有透明导电层、半导体层、色素(例如，参照专利文献1)。在此类太阳能电池模块中，例如，若对光电极侧照射光，则吸附于半导体层的色素吸收光，色素分子内的电子被激发，该电子向半导体转移。然后，光电极侧产生的电子经由外部电路向相对电极侧移动，该电子经由电解液回到光电极侧。通过重复该过程而产生电能。
作为如上所述的太阳能电池模块，如图22及图23所示，存在2个单元C、C在宽度方向X2上被串联设置。在该情况下，结构具备：光电极11，其在第一基材3A的表面形成透明导电膜，在第一基材3A的透明导电膜表面形成有多个在长度方向X1上延伸的吸附有色素的带状半导体层；相对电极12，其在第二基材3B的表面以与光电极11相对的方式形成有对置导电膜；电解液13，其被密封于光电极11的半导体层与相对电极12之间；密封材料15，其将电解液13密封，并且俯视时在宽度方向X2上排列被分割的多个单元C；导通材料14，其以被密封材料15覆盖的状态设置，并且将光电极11与相对电极12进行电连接；以及绝缘线18，其相对于光电极11及相对电极12沿着宽度方向X2延伸；在宽度方向X2上排列的多个单元C通过串联布线被电连接。
在该情况下，宽度方向X2的两端部成为输出电极(+电极、-电极)。
在使用电池时，+电极与-电极位于成为对电极的位置，并且在位置上相互分离，因此，难以进行布线作业。因此，通过将由绝缘线18划分的子模块R、R的一端侧彼此利用例如铜带等布线材料导通，从另一端侧输出电力，成为俯视时整体呈U字状通电的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)专利第5702897号公报
发明内容
本发明所解决的课题
然而，在现有的俯视时整体呈U字状通电的结构的太阳能电池模块中，使用布线材料实现子模块之间的导通的方法需要旨在设置布线材料的其他工序，因此寻求可高效率地进行布线的优选方法，在这一点上有改进的余地。
本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供一种可从同侧的端部设置输出电极、从而能够高效率地进行布线的太阳能电池模块以及太阳能电池模块的制造方法。
解决课题的技术手段
本发明为了解决上述课题以达到相关目的，采用了以下的方式。
(1)本发明的一种方式的太阳能电池模块，其是含有第一电极、第二电极、密封于所述第一电极与所述第二电极之间的电解液、密封所述电解液的多个密封材料、以及多条绝缘线的叠层结构体，并且具有由所述多个密封材料及所述多条绝缘线所界定的分别由多个单元构成的子模块，其中，所述第一电极具有：第一基材，其表面形成有透明导电膜；以及，多个半导体层，其形成于所述第一基材的所述透明导电膜的表面，沿第一方向延伸且吸附有色素，所述第二电极具有第二基材，其在表面以与所述第一电极相对的方式形成有对置导电膜，所述电解液被密封于所述第一电极的所述半导体层与所述第二电极之间，所述多个密封材料通过分别在所述第一电极与所述第二电极之间沿着所述第一方向延伸，将所述电解液密封并且将所述叠层结构体分割成多个单元，所述绝缘线通过在所述第一电极与所述第二电极之间沿着第二方向延伸而将所述叠层结构体分割成分别由多个单元所构成的多个子模块，该第二方向为俯视时与所述第一方向正交的方向，关于在所述第二方向上相邻的单元，一个单元的第一电极与另一单元的第二电极通过被设置成被所述密封材料覆盖的状态的导通材料而电连接，由此使所述多个单元得以连接，在各单元中，为防止所述第一电极与所述第二电极发生短路，在所述第一基材中在与一侧导通材料相邻的位置的附近设有沿所述第一方向延伸的第一绝缘部，在所述第二基材中在与另一导通材料相邻的位置的附近设有沿所述第一方向延伸的第二绝缘部，关于所述相邻的子模块，所述第二方向的同侧的端部的所述导通材料彼此实现了电连接。
在本发明中，在第一基材的第二方向上相邻的单元彼此之间的第一基材的绝缘部与第二基材的绝缘部之间设置有导通材料，在第二方向上相邻的单元彼此以串联方式电连接，被绝缘线沿第一方向分割的子模块的第二方向一端侧的导通材料彼此以串联方式电连接。由此，可实现以下电路构成：在一个子模块中电流从第二方向的另一端侧流向一端侧，并且一端侧的电流经由导通材料流至另一个子模块一端侧，进而在另一个子模块中电流从第二方向一端侧流向另一端侧。
如此，在本发明的太阳能电池模块中，成为第二方向一端侧的子模块彼此通过导通材料导通，并且在俯视时整体呈U字状通电的结构。因此，能够将输出电极(正极、负极)仅在第二方向的另一端侧设置于同侧，可以简化布线结构，能够容易地进行布线作业。
在本实施方式中，成为在相邻的子模块彼此的一端侧设置导通材料的简单结构，可以采用将导电材料线涂布的简单制造方法，因此也可简单地应用到卷对卷方式(以下记为R to R方式)。可通过该R to R方式沿第一方向连续地设置导通材料的制造工序而实现。因此，在第二方向一端侧，无须像以往那样在制备电池之后的后续作业中沿着第一方向贴合例如铜带或进行焊接而形成布线材料，可省略设置布线材料的制造工序，从而能以简单的构成提高制造的作业效率。
通过在第二方向一端侧设置导通材料，可以在第一基材侧的透明导电膜与第二基材侧的对置导电膜双方通电，因此，电流通道变成2倍，电阻变小，可将流经这些导电膜的电流值设为1/2以下，在不使电池性能劣化的情况下抑制发电性能的降低。
(2)如所述(1)的太阳能电池模块，其中，从在所述相邻的子模块中被电连接的所述第二方向的一端侧的所述导通材料被配置的部分至所述子模块的所述一端为止的导通基材的宽度为2mm以上，所述一端侧的所述导通材料的宽度尺寸为0.5mm以上。
在该情况下，可以更可靠地降低在第一基材侧的透明导电膜与第二基材侧的对置导电膜双方流通的电流的电阻，可以使流经这些导电膜的电流值为1/2以下，不使电池性能劣化也能够抑制发电性能的降低。
(3)如所述(1)或(2)所述的太阳能电池模块，其中，在每个所述相邻的子模块中，所述第一绝缘部及所述第二绝缘部配置在沿所述第二方向交替错开的位置，所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部的端部侧的至少一部分以与所述绝缘线重叠的方式沿所述第一方向延伸。
在本发明中，第一绝缘部以及第二绝缘部的端部以延伸至超声波熔粘部的区域内的状态设置，这些端部以与超声波熔粘部重叠的方式设置，因此，即便在制造过程中超声波熔粘部的位置形成在向第一方向偏移的位置的情况下，也可防止这些绝缘部与超声波熔粘部之间发生分离。由此，在第二方向上相邻的单元彼此可靠地绝缘，可以抑制这些单元间产生漏电，防止发电效率的降低，所以可将单元彼此以串联方式电连接。
与超声波熔粘部重叠的第一绝缘部以及第二绝缘部可通过在透明导电膜与对置导电膜的特定位置如上所述以与超声波熔粘部的区域重叠的方式沿着第一方向实施例如切开加工或激光加工而简单地制造。
因此，也可简单地应用到卷对卷方式(以下记为R to R方式)。
(4)如所述(3)所述的太阳能电池模块，其中，在所述单元彼此之间，所述相邻的子模块中的一个子模块的绝缘部与另一个子模块的绝缘部的端部彼此之间在所述第一方向上重叠。
在该情况下，第一绝缘部以及第二绝缘部的端部彼此在超声波熔粘部的区域内沿第一方向重叠，因此，可以可靠地将在第二方向上相邻的单元彼此绝缘。
(5)如所述(3)所述的太阳能电池模块，其中，所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部与所述绝缘线重叠的长度为0.1mm以上且5mm以下。
(6)如所述(4)所述的太阳能电池模块，其中，所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部与所述绝缘线重叠的长度为0.1mm以上且5mm以下。
在该情况下，通过将重叠长度的范围设定为0.1mm以上且5mm以下，即便在R to R方式的制造方法中产生超声波熔粘部向第一方向的标准偏移量(例如0.1mm)的情况下，第一绝缘部以及第二绝缘部从超声波熔粘部离开的可能性也小，从而可防止在第二方向上相邻的单元之间的漏电。
(7)如所述(3)所述的太阳能电池模块，其中，在所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部各自的端部中从与所述绝缘线重叠的起始位置到末端为止的长度尺寸K除以所述绝缘线的宽度尺寸L所得的值的范围被设定为0<K/L<1.5的范围。
(8)如所述(4)所述的太阳能电池模块，其中，在所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部各自的端部中从与所述绝缘线重叠的起始位置到末端为止的长度尺寸K除以所述绝缘线的宽度尺寸L所得的值的范围被设定为0<K/L<1.5的范围。
在该情况下，即便在R to R方式的制造方法中产生超声波熔粘部向第一方向的标准偏移量(例如0.1mm)的情况下，第一绝缘部以及第二绝缘部从超声波熔粘部离开的可能性也小，可以防止在第二方向相邻的单元间的漏电。因为K/L的值小于1.5，因此，可将一个子模块的绝缘部的末端向另一个子模块侧突出的长度抑制得较小，因此，可以抑制成为另一个子模块的电阻。
在K/L的值超过0.5时，可更可靠地应对如上所述的超声波的偏移，即便在超声波部以够不到第一绝缘部或第二绝缘部的程度偏移的情况下，也因电流通道以绕过绝缘部的方式流通而电阻变高，可减轻电池性能降低。进而，在超过1.0时，可期待对于上述的超声波熔粘部的偏移或够不到第一绝缘部或第二绝缘部的程度的偏移具有更可靠的改善效果，能够提高所制造的电池性能的稳定性。
所述K/L的范围更优选为设定在0.5<K/L<1.5的范围内。
进而，所述K/L的范围更优选为设定在1.0<K/L<1.5的范围内。
(9)本发明的另一方式的太阳能电池模块的制造方法，其是用于通过卷对卷方式连续制造太阳能电池模块的太阳能电池模块制造方法，包括以下工序：形成第一电极的工序，该第一电极在第一基材的表面形成透明导电膜，在所述第一基材的所述透明导电膜的表面形成沿第一方向延伸且吸附有色素的多个半导体层；形成第二电极的工序，该第二电极在第二基材的表面以与所述第一电极相对的方式形成对置导电膜；对所述透明导电膜及所述对置导电膜与所述第一方向平行地进行绝缘加工的工序；设置密封材料的工序，该密封材料沿着所述第一方向延伸，在俯视时与所述第一方向正交的第二方向上排列多个单元；以被所述密封材料覆盖的状态配置导通材料，关于在所述第二方向上相邻的单元，通过所述导通材料将一个单元的第一电极与另一个单元的第二电极进行电连接的工序；在所述第一电极的所述半导体层与所述第二电极之间设置电解液的工序；将所述第一电极与所述第二电极贴合的工序；在所述第一方向的特定位置形成第一绝缘线及第二绝缘线，在所述第二绝缘线彼此之间设置所述第一绝缘线的工序，所述第一绝缘线相对于所述第一电极以及所述第二电极沿着所述第二方向延伸且在所述第二方向的一端附近局部地不设置所述导通材料，所述第二绝缘线在所述第二方向上整体绝缘；以及在所述第二绝缘线的位置将所述第一电极与所述第二电极切断的工序；在被所述第二绝缘线切断的太阳能电池模块中，关于由所述第一绝缘线所分割的所述子模块中相邻的所述子模块，通过所述导通材料采用串联布线将所述第二方向的同侧的端部彼此进行电连接。
在本发明中，太阳能电池模块在设置于在第一基材的宽度方向上相邻的单元彼此之间的第一基材的绝缘部与第二基材的绝缘部之间设置导通材料，在宽度方向相邻的单元彼此以串联方式电连接，被第一绝缘线在长度方向分割的相邻的一对子模块的宽度方向一端侧的导通材料彼此以串联方式电连接，本发明可采用卷对卷方式以在长度方向上连续的状态制造上述的太阳能电池模块。因此，可通过卷对卷方式生产在第二绝缘线的位置被切断而分割的太阳能电池模块自身具备独立的电路的模块。如此，可通过卷对卷方式在薄膜基板上适当设定导通材料、第一绝缘线、第二绝缘线的位置及长度，实施成为所设定的电特性(电压等)的布线而进行制造，因此，可自由地设计单元的串联连接(电路设计)。
在本发明中，在将制造的太阳能电池模块外装于独立个体(基板)的情况下，无需像以往那样在多个太阳能电池模块安装于基板后进行将这些太阳能电池模块之间电连接的布线作业，因此，可提高制造效率。如此，可减少作业工序数，可实现制造成本的降低。
(10)如所述(9)的太阳能电池模块的制造方法，其中，所述第一绝缘线以及所述第二绝缘线由沿着所述第二方向熔粘的熔粘部形成，或者，通过密封材料将用绝缘加工机构进行绝缘后的绝缘加工部堵住而形成
在该情况下，可通过具备沿着宽度方向延伸的适当的熔粘部或绝缘加工部的制造装置，对以卷对卷方式移动的第一电极以及第二电极容易地形成成为第一绝缘线及第二绝缘线的熔粘部、或利用密封材料将绝缘加工部堵塞的部分。
发明效果
根据本发明的太阳能电池模块以及太阳能电池模块的制造方法，通过设为可从同侧的端部设置输出电极的结构，能够高效率地进行布线。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的太阳能电池模块的构成的立体图。
图2是图1所示的太阳能电池模块的平面图。
图3A是图2所示的A1-A1线剖视图。
图3B是图2所示的B1-B1线剖视图。
图4是表示太阳能电池模块的制造装置的整体构成的立体图。
图5是表示本实施方式的太阳能电池模块的制造过程的平面图。
图6是表示本发明的第二实施方式的色素敏化太阳能电池的概略构成的平面图。
图7是图1所示的A2-A2线剖视图，是从长度方向观察色素敏化太阳能电池的局部剖视图。
图8是图1所示的B2-B2线剖视图，是从宽度方向观察色素敏化太阳能电池的局部剖视图。
图9是表示色素敏化太阳能电池的制造装置的整体构成的立体图。
图10是使用制造装置的制造过程的色素敏化太阳能电池的平面图，是表示对第一基材实施绝缘加工的状态的图。
图11是使用制造装置的制造过程的色素敏化太阳能电池的平面图，是表示对第二基材实施绝缘加工的状态的图。
图12是使用制造装置的制造过程的色素敏化太阳能电池的平面图，是表示将基材之间贴合的状态的图。
图13是使用制造装置的制造过程的色素敏化太阳能电池的平面图，是表示形成有熔粘部的状态的图。
图14A是表示绝缘部与超声波熔粘部的主要部分的平面图。
图14B是表示绝缘部与超声波熔粘部的主要部分的图，是图14A所示的C1-C1线剖视图。
图15是表示利用切开加工装置实施绝缘加工的状态的立体图。
图16是表示利用切开加工装置实施绝缘加工的状态的图，是从长度方向观察切开加工装置的主视图。
图17A是表示在图14A中超声波熔粘部在长度方向上偏移的状态的主要部分的平面图。
图17B是表示在图14B中超声波熔粘部在长度方向上偏移的状态的主要部分的图，是图17A所示的D1-D1线剖视图。
图18A是表示在图14A中超声波熔粘部在长度方向上偏移的状态的主要部分的平面图。
图18B是表示在图14B中超声波熔粘部在长度方向上偏移的状态的主要部分的图，是图18A所示的E1-E1线剖视图。
图19A是表示第一变化例的绝缘部与超声波熔粘部的主要部分的平面图。
图19B是表示第一变化例的绝缘部与超声波熔粘部的主要部分的图，是图19A所示的F1-F1线剖视图。
图20是表示第二实施方式的色素敏化太阳能电池的概略构成的立体图。
图21A是表示第二变化例的绝缘部与超声波熔粘部的主要部分的平面图。
图21B是表示第二变化例的绝缘部与超声波熔粘部的主要部分的图，是图21A所示的G1-G1线剖视图。
图22是表示现有太阳能电池模块的构成的平面图。
图23是表示现有太阳能电池模块的构成的图，是图22所示的C2-C2线剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明实施方式的太阳能电池模块以及太阳能电池模块的制造方法加以说明。以下的说明中所用的附图是示意图，长度、宽度以及厚度的比例、结构等不一定与实际情况相同，可适当变更。
(第一实施方式)
如图1以及图2所示，本第一实施方式的太阳能电池模块1通过将下述的卷对卷方式(以下记载为R to R方式)所制备的沿第一方向(长度方向X1)较长地延伸的薄膜式色素敏化太阳能电池切断成特定的长度而制造。太阳能电池模块1使由俯视时与长度方向X1正交的宽度方向X2(第二方向)排列的多个单元C构成的2个区块(子模块R、R)在长度方向X1邻接的电池结构，邻接的子模块R、R之间在宽度方向X2的一端1a侧被电连接。
在图1及图2中，箭头表示电流的流动，符号+(正)、-(负)分别表示正极、负极(其他图也相同)。
此处，在太阳能电池模块1中，如上所述，以下统一将长度方向X1设为一对子模块R、R的排列方向，将宽度方向X2设为俯视时与长度方向X1正交的方向。
如图3A、图3B所示，本实施方式的太阳能电池模块1具有色素敏化太阳能电池单元(以下简称为单元C)插入到一对基材3A、3B之间的结构，该色素敏化太阳能电池单元具有光电极11以及与该光电极11相对设置的相对电极12。而且，太阳能电池模块1概略构成为：在一对基材3A、3B各自的内表面形成有具有导电性的导电膜11A、12A，对该导电膜11A、12A电连接光电极11的半导体层11B以及相对电极12的催化剂层12B。
在太阳能电池模块1中，如上所述，光电极11与相对电极12夹持着带有密封功能的导通材料14相对设置，形成于第一基材3A以及第二基材3B之间的多个(此处为2个)单元C、C彼此沿着宽度方向X2以串联方式电连接。
具体而言，太阳能电池模块1具备第一基材3A、第二基材3B、光电极11(第一电极)、相对电极12(第二电极)、电解液13、导通材料14、密封材料15、第一绝缘部16、第二绝缘部17以及熔粘部18(绝缘线)。
光电极11具备叠层于第一基材3A上的透明导电膜11A、叠层于透明导电膜11A上的多孔质半导体层11B。相对电极12具备叠层于第二基材3B上的对置导电膜12A、叠层于对置导电膜12A上的催化剂层12B。
第一基材3A以及第二基材3B的材质并未特别限定，例如，可列举膜状的树脂等绝缘体、半导体、金属、玻璃等。作为所述树脂，例如可列举聚(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。从制造轻薄的挠性太阳能电池模块1的方面考虑，基材优选由透明树脂制造，更优选为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)膜。第一基材3A的材质与第二基材3B的材质也可以不同。
在光电极11中，在第一基材3A的表面形成有透明导电膜11A，在第一基材3A的透明导电膜11A的表面形成多个在长度方向X1上延伸的吸附有色素的带状半导体层11B。相对电极12以与光电极11相对的方式形成有对置导电膜12A。
透明导电膜11A、对置导电膜12A的种类和材质并无特别限定，可使用公知的色素敏化太阳能电池中所使用的导电膜，例如，可列举由金属氧化物构成的薄膜。作为上述的金属氧化物，可例示掺杂锡的氧化铟(ITO)、掺杂氟的氧化锡(FTO)、掺杂铝的氧化锌(ATO)、氧化铟/氧化锌(IZO)、掺杂镓的氧化锌(GZO)等。
半导体层11B由可从吸附的光敏化色素接收电子的材料构成，通常优选为多孔质。构成半导体层11B的材料并无特别限定，可使用公知的半导体层11B的材料，例如可列举氧化钛、氧化锌、氧化锡等的金属氧化物半导体。
被承载于半导体层11B的光敏化色素并无特别限定，例如可列举有机色素、金属络合物色素等公知的色素。作为上述的有机色素，例如可列举香豆素类、多烯类、花青类、半花青素类、噻吩类等。作为所述金属络合物色素，例如可优选地使用钌络合物等。
构成催化剂层12B的材料并未特别限定，可使用公知的材料，例如可列举铂、纳米碳管等碳类、聚(3,4-乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺
酸)(PEDOT/PSS)等导电性聚合物等。
电解液13被密封于光电极11的半导体层11B与相对电极12之间。
电解液13并无特别限定，可使用公知的色素敏化太阳能电池中所使用的电解液。作为电解液13，例如可列举碘与碘化钠溶解于有机溶剂而得的电解液等。在电解液13所接触的半导体层11B中包含多孔质内部的表面，吸附有未图示的公知的光敏化色素。
密封材料15将电解液13密封，同时将在宽度方向X2上被分割的多个单元C排列。密封材料15只要是能够将相对的第一基材3A以及第二基材3B粘合，并且将形成于这些基材3A、3B间的单元C密封的非导电性部件即可，并无特别限制。
作为密封材料15的材料，例如可列举热熔粘合剂(热塑性树脂)、热固性树脂、紫外线固化性树脂以及包含紫外线固化性树脂以及热固性树脂的树脂等暂时具有流动性且通过适当处理会固化的树脂材料等。作为所述热熔粘合剂，例如可列举聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。作为所述热固性树脂，例如可列举环氧树脂、苯并恶唑酮树脂。作为上述紫外线固化性树脂，例如可列举包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等光聚合性单体的树脂。
导通材料14以宽度方向X2的两侧被密封材料15覆盖的状态设置，并且与光电极11的透明导电膜11A和相对电极12的对置导电膜12A直接接触，将光电极11与相对电极12进行电连接。
导通材料14在光电极11与相对电极12之间相互平行地设置，与第一基材3A上的光电极11及第二基材3B上的相对电极12相接。导通材料14可使用例如选自导线、导电管、导电箔、导电板及导电网、导电糊剂中的1种以上。此处，所谓导电糊剂指刚性相对较低且形态柔软的导电性材料，例如可以是固体的导通材料分散于有机溶剂、粘合剂树脂等具有粘性的分散介质中的形态。
作为用于导通材料14的导电材料，例如可列举金、银、铜、铬、钛、铂、镍、钨、铁、铝等金属、或这些金属中的2种以上的合金等，并无特别限定。可列举分散有导电性微粒(例如，所述金属或合金的微粒、碳黑的微粒等)的聚胺酯、聚四氟乙烯(PTFE)等树脂组合物等作为所述材料。
在导通材料14的宽度方向X2的两侧，设置有密封材料15、15。通过导通材料14与密封材料15，将光电极11与相对电极12之间粘合。在太阳能电池模块1，如图1及图2所示，形成有沿着宽度方向X2延伸的熔粘部18(绝缘线)，使得在长度方向X1划分形成了一对子模块R、R。熔粘部18是通过利用超声波熔粘等手段(参照图4所示的超声波熔粘部46)进行绝缘及粘合而形成的。
如此，具有半导体层11B的单元C以通过导通材料14将电解液13液密地密封于形成于光电极11与相对电极12之间的厚度方向的间隙内的状态而形成。
在透明导电膜11A及对置导电膜12A的特定部位，设有使用例如具备刀具的切开装置、激光照射装置、或利用蚀刻材等的化学绝缘处理等被绝缘处理的多个图案化部(绝缘部16、17)。例如，如图3A、图3B所示，在透明导电膜11A的与特定的密封材料15接触的位置，第一绝缘部16通过上述绝缘处理而在长度方向X1上延伸形成。在对置导电膜12A的与特定的密封材料15接触的位置，第二绝缘部17通过上述绝缘处理而在长度方向X1延伸形成。而且，在本太阳能电池模块1中，在宽度方向X2相邻的单元C、C中的一个单元C的形成于第一基材3A的相邻的第一绝缘部16、16之间的透明导电膜11A、与另一个单元C的形成于第二基材3B的相邻的第二绝缘部17、17之间的对置导电膜12A连接在设置于一个单元C与另一个单元C之间的导通材料14。
子模块R、R中的一个子模块R的第一绝缘部16与另一个子模块R的第一绝缘部16以在宽度方向X2上错开位置的方式被图案化。此情况在第二绝缘部17中也相同。
如图3A、图3B所示，透明导电膜11A及对置导电膜12A被图案化部划分成多个。例如，如图3A所示，在所划分的单元C中，一个单元C(例如符号C1的第一个单元)的对置导电膜12A与邻接于第一个单元C1的另一个单元C(例如符号C2的第二单元)的透明导电膜11A通过导通材料14(符号14B)发生电连接，成为第一个单元C1与第二单元C2在宽度方向X2上串联连接的状态。即，在第一基材3A与第二基材3B之间的间隙，在宽度方向X2上从一端1a向另一端侧1b，按照(密封材料15/导通材料14(连通导通材料14A)/密封材料15)/(第一个单元C1)/(密封材料15/导通材料14/密封材料15)/(第二单元C2)/(密封材料15)的顺序设置，这些单元C1、C2被串联设置。
熔粘部18以在各子模块R、R的宽度方向X2上留有一端1a侧的连通导通材料14A的状态从另一端1b向一端1a侧延伸。由此，构成子模块R、R各自的光电极11与相对电极12通过连通导通材料14A电连接的电路。
此处，在邻接的子模块R、R中，将光电极11的另一端1b为输出电极(正极)的子模块称为第一子模块R1(图3A)，将相对电极12的另一端1b为输出电极(负极)的子模块称为第二子模块R2(图3B)。
关于第二子模块R2的光电极11，第一基材3A的宽度方向X2的另一端1b被切开。即，第一子模块R1中的第一基材3A与宽度方向X2的另一端1b侧的密封材料15相比向外侧突出，该突出部分成为输出电极(正极31)。并且，如图3A所示，第二子模块R2中的第一基材3A在另一端1b侧的密封材料15的位置被切断。
如图3A、图3B所示，在第一子模块R1及第二子模块R2中，在光电极11的透明导电膜11A的与特定的密封材料15重叠的位置，形成有沿着长度方向X1延伸且将透明导电膜11A在宽度方向X2上截断的上述的第一绝缘部16。在第一子模块R1中，在与接近导通材料14的另一端1b侧的密封材料15重叠的透明导电膜11A上形成有第一绝缘部16。在第二子模块2中，在与接近电解液13的另一端1b侧的密封材料15重叠的透明导电膜11A上形成有第一绝缘部16。
关于第一子模块R1中的相对电极12，第二基材3B的宽度方向X2的另一端1b被切开。即，第二子模块R2的第二基材3B与宽度方向X2的另一端1b侧的密封材料15相比向外侧突出，该突出部分成为输出电极(负极32)。而且，如图3B所示，第一子模块R1中的第二基材3B在另一端1b侧的密封材料15的位置被切断。
如图3A、图3B所示，在第一子模块R以及第二子模块R中，在相对电极12的对置导电膜12A的与特定的密封材料15重叠的位置，形成有沿着长度方向X1延伸且将对置导电膜12A在宽度方向X2上截断的第二绝缘部17。在第一子模块R中，在与接近电解液13的另一端1b侧的密封材料15重叠的对置导电膜12A上形成有第二绝缘部17。在第二子模块R中，在与接近导通材料14的另一端1b侧的密封材料15重叠的对置导电膜12A上形成有第二绝缘部17。
在如上构成的本实施方式的太阳能电池模块1中，在设置于第一基材3A的宽度方向X2上相邻的单元C、C彼此之间的第一基材3A的第一绝缘部16与第二基材3B的第二绝缘部17之间设置导通材料14，在宽度方向X2上相邻的单元C、C之间以串联方式发生电连接，被第一绝缘线18A在长度方向X1上分割的子模块R1、R2之间的宽度方向X2的一端1a侧的连通导通材料14A彼此之间以串联方式发生电连接。于是，以下串联结构的电路构成：从第一子模块R1的宽度方向X2的另一端1b侧向一端1a侧通电，并且一端1a侧的电流E经由导通材料14流至另一第二子模块R2的一端1a侧，进而从第一子模块R1的宽度方向X2的一端1a侧向另一端1b侧流通电流E。
如图1所示，在第一子模块R1与第二子模块R2中流通的电流E的方向在宽度方向X2上互为反向，电流的输出电极(正极31、负极32)均被设置于宽度方向X2的一端1a侧。
在本实施方式的太阳能电池模块1中，如图1～图3A、图3B所示，第一基材3A以及第二基材3B中在宽度方向X2上设置有一端1a侧的连通导通材料14A的部分至一端1a的导通基材宽度D1为2mm以上，一端1a侧的连通导通材料14A的宽度尺寸D2被设定为是0.5mm以上。
接下来，对于本实施方式的太阳能电池模块1的制造方法，通过附图对采用R to R方式的制造装置4的制造方法具体地进行说明。
如图4所示，太阳能电池模块1的制造方法执行以下工序：形成光电极11的工序，在第一基材3A的表面形成透明导电膜11A，在该透明导电膜11A的表面形成多个在长度方向X1上延伸的吸附有色素的带状半导体层11B；形成相对电极12的工序，该相对电极12在第二基材3B的表面以与光电极11相对的方式形成有对置导电膜12A；对透明导电膜11A以及对置导电膜12A进行形成与长度方向X1平行地延伸的第一绝缘部16以及第二绝缘部17的绝缘加工的工序；设置密封材料15的工序，俯视时密封材料15在宽度方向X2上排列多个单元C；在密封材料15之上设置导通材料14而将光电极11与相对电极12电连接的工序；在光电极11的半导体层11B与相对电极12之间设置电解液13的工序；以及将光电极11与相对电极12贴合的工序。
具体而言，在半导体电极形成部(图示省略)，通过采用例如气溶胶沉积(AD)法，在形成有透明导电膜11A的第一基材3A上叠层TiO2而在宽度方向X2上隔开间隔地形成半导体层11B之后，利用通常的方法使色素吸附于半导体层11B上，由此形成光电极11。在相对电极形成部(图示省略)，在通过溅镀法在形成有对置导电膜12A的第二基板3B上叠层铂(Pt)而形成催化剂层12B，由此形成相对电极12。
关于形成了由半导体电极形成部所制备的光电极11并向第一移动方向P1移动的第一基材3A，在切开加工装置41中，进行在半导体层11B与半导体层11B之间的位置通过半圆刀52的旋转而形成与长度方向X1平行延伸的第一绝缘部16的绝缘加工。此时，第一绝缘部16形成为每隔固定间隔(子模块R的长度方向X1的长度)在宽度方向X2上交替地错开位置的规则的绝缘加工图案。通过如此交替设置绝缘加工图案，可针对每个子模块R规则地调换+极(正极)与-极(负极)的位置。
接着，在光电极11的第一绝缘部16的加工后，通过密封材料涂布部42对形成于第一基材3A的特定区域的光电极11涂布密封材料15。此时，以半导体层11B未被密封材料15包覆的方式涂布。
然后，在导通材料设置部43中在密封材料15之间设置导通材料14之后，在电解液涂布部44中在第一基材3A的未涂布密封材料15的区域涂布电解液13。
另一方面，关于形成了由相对电极形成部所制备的相对电极12并向第二移动方向P2移动的第二基材3B，在切开加工装置47中，进行在催化剂层12B与催化剂层12B之间的位置通过半圆刀52的旋转而形成与长度方向X1平行延伸的第二绝缘部17的绝缘加工。此时，第二绝缘部17形成为每隔固定间隔(子模块R的长度方向X1的长度)在宽度方向X2上交替地错开位置的规则的绝缘加工的图案。通过如此交替地设置，可针对每个子模块R规则地调换+极与-极的位置。
接着，在基材贴合部45中，通过固化处理部(图示省略)使密封材料15固化，并且在将经绝缘加工的第一基材3A与第二基材3B重叠的状态下通过一对贴合辊45A、45B，由此可将两基材3A、3B粘接贴合。此时，在被贴合的状态下，如图3A、图3B所示，第一基材3A的第一绝缘部16与第二基材3B的第二绝缘部17处于在宽度方向X2上错开的位置，由此成为经由导通材料14(参照图2)将在宽度方向X2上分割排列的多个单元C以串联方式电连接的状态。
接着，进行贴合之后，在超声波熔粘部46，如图4所示，通过超声波振动使第一基材3A与第二基材3B在长度方向X1上隔开固定间隔熔粘而形成沿着宽度方向X2延伸的熔粘部18(18A、18B)，从而分割成多个子模块R、R...。
此时，在光电极11及相对电极12中除正极31及负极32以外的部分，在长度方向X1上交替形成使宽度方向X2的一端1a侧的导通材料14局部地未绝缘的第一熔粘部18A(第一绝缘线)和在整个宽度方向X2进行绝缘的第二熔粘部18B(第二绝缘线)。然后，将光电极11与相对电极12在第二熔粘部18B的位置切断。图5的符号18L的双点划线表示第二熔粘部18B的切断线。
于是，在第二熔粘部18B被切断的太阳能电池模块被制造成在由第一熔粘部18A分割的相邻的一对子模块R1、R2之间的宽度方向X2的一端1a侧的导通材料14之间发生电连接的状态。
也可通过同时进行第一熔粘部18A与第二绝缘部18B的绝缘加工，提高制造效率。
将光电极11与相对电极12沿着宽度方向X2熔粘的熔粘部18的绝缘加工可与第一基材3A的第一绝缘部16以及第二基材3B的第二绝缘部17同时进行，由此可提高制造效率。
接着，通过附图对上述的太阳能电池模块1以及太阳能电池模块1的制造方法、太阳能电池模块1的作用详细地进行说明。
在本实施方式的太阳能电池模块1中，如图1及图2所示，由各单元C所制备的电流E从第一子模块R的另一端1b向一端1a流通，并且从第二子模块R的一端1a向另一端1b流通。进而，通过连通导通材料14A将第一子模块R的一端1a与第二子模块R的一端1a连接，第一子模块R的一端1a的电流E经由连通导通材料14A向第二子模块R侧流通。如此，太阳能电池模块1能够在一端1a侧使子模块R、R之间导通，并在另一端1b侧导出电流E。即，成为在俯视时整体呈U字状流通电流E的结构，可将输出电极(正极31、负极32)在宽度方向X2上设置在同侧(另一端1b)，因此，可以简化布线结构，能够容易地进行布线作业。
在本实施方式中，在相邻的第二子模块R、R之间的一端1a侧设置导通材料14并设置连通导通材料14A，所以结构简单。因此，可采用将导通材料14线涂布的简单构成，所以可简单地应用于R to R方式。
在该情况下，可通过在R to R方式下沿长度方向X1连续设置连通导通材料14A的制造工序来实现，因此无须追加新的作业工序。因此，在宽度方向X2的一端1a侧，无需在按照上述实施方式制备电池之后的后续作业中沿着长度方向X1例如粘贴铜带或进行焊接而设置布线材料。因此，可省略用于设置布线材料的制造工序，能够简单地提高制造的作业效率。
通过在所述第二区域M2设置导通材料14(连通导通材料14A)，可在第一基材3A侧的透明导电膜11A与第二基材3B侧的对置导电膜12A双方通电，因此，电流E的通道变成2倍，电阻变小，可将流经这些导电膜11A、12A的电流值设为1/2以下，可在不使电池性能劣化的情况下抑制发电性能的降低。
为了将该电流值设为1/2以下，优选如本实施方式，从设置有连通导通材料14A的部分至一端1a的导通基材宽度D1为2mm以上，一端1a侧的连通导通材料14A的宽度尺寸D2为0.5mm以上。
如此，在本实施方式的太阳能电池模块1中，可在宽度方向X2的另一端1b侧设置正极31与负极32的输出电极，电极31、32彼此可近距离设置，因此成为简单的布线结构，也可容易地进行布线相关的作业。因此，可以消除在宽度方向X2的左右两侧各自设置输出电极的情况下因相互的电极彼此分离而难以布线的缺点。
接着，基于附图对本发明的太阳能电池模块的另一实施方式进行说明，对于与上述第一实施方式相同或等同的部件、部分使用相同的符号并省略说明，对与第一实施方式不同的特征进行说明。
(第二实施方式)
如图6所示，本第二实施方式的色素敏化太阳能电池101(太阳能电池模块)通过将按照下述的卷对卷方式(以下记载为R to R方式)制备的沿第一方向(长度方向X1)较长延伸的薄膜式色素敏化太阳能电池切断成特定长度而制造。
在图6中，箭头表示电流流向(图7也相同)，符号+(正)、-(负)分别表示正极、负极(其他图中也相同)。
此处，在色素敏化太阳能电池101中，如上所述，将长度方向X1设为子模块R的排列方向，将宽度方向X2设为俯视时与长度方向X1正交的方向，以下统一使用。
如图7所示，第二实施方式的色素敏化太阳能电池101具有色素敏化太阳能电池单元(以下仅称为单元C)插入到一对基材103A、103B之间的结构，该色素敏化太阳能电池单元具有光电极111以及与该光电极111相对设置的相对电极112。而且，色素敏化太阳能电池101在一对基材103A、103B各自的内表面形成了具有导电性的导电膜111A、112A，对导电膜111A、112A电连接光电极111的半导体层111B以及相对电极112的催化剂层112B。
在色素敏化太阳能电池101中，如上所述，光电极111与相对电极112夹持着带有密封功能的导通材料114相对设置，形成于第一基材103A及第二基材103B之间的多个单元C、C...沿着宽度方向X2以串联方式电连接。
具体而言，色素敏化太阳能电池101具备第一基材103A、第二基材103B、光电极111(第一电极)、相对电极112(第二电极)、电解液113、导通材料114、密封材料115、第一绝缘部116、第二绝缘部117以及超声波熔粘部118。
光电极111具备叠层于第一基材103A上的透明导电膜111A、叠层于透明导电膜111A上的多孔质半导体层111B。相对电极112具备叠层于第二基材103B上的对置导电膜112A、叠层于对置导电膜112A上的催化剂层112B。
第一基材103A以及第二基材103B的材质与第一实施方式相同，因此此处省略详细说明。
在光电极111，在第一基材103A的表面形成有透明导电膜111A，并且在第一基材103A的透明导电膜111A的表面形成有多个在长度方向X1上延伸且吸附有色素的带状半导体层111B。相对电极112以与光电极111相对的方式形成有对置导电膜112A。
透明导电膜111A、对置导电膜112A的种类或材质与第一实施方式相同，因此此处省略详细说明。
电解液113被密封于光电极111的半导体层111B与相对电极112之间。
作为电解液113，由于与第一实施方式相同，因此此处省略详细说明。
密封材料115将电解液113密封，并且在宽度方向X2排列所分割的多个单元C。密封材料115只要是能够将相对的第一基材103A及第二基材103B粘合、并且将形成于这些基材103A、103B间的单元C密封的非导电性部件即可，并无特别限制。
作为密封材料115的材料，由于与第一实施方式相同，因此此处省略详细说明。
导通材料114以宽度方向X2的两侧被密封材料115覆盖的状态设置，与光电极111的透明导电膜111A及相对电极112的对置导电膜112A直接接触，从而将光电极111与相对电极112电连接。
导通材料114在光电极11与相对电极112之间相互平行地设置，与第一基材103A上的光电极111及第二基材103B上的相对电极112相接。导通材料114与第一实施方式相同，因此此处省略详细说明。
作为用于导通材料114的导电材料，由于与第一实施方式相同，因此此处省略详细说明。
在导通材料114的宽度方向X2的两侧设置有密封材料115、115，通过导通材料114与密封材料115，将光电极111与相对电极112之间粘合。在色素敏化太阳能电池101中，如图6及图8所示，为了在长度方向X1划分形成多个子模块R、R...，形成有沿着宽度方向X2延伸的超声波熔粘部118(绝缘线)。超声波熔粘部118通过超声波熔粘等手段(参照图9所示的超声波熔粘装置146)进行绝缘及粘合而形成。
如此，分别具有半导体层111B的单元C以通过导通材料114将电解液113以液密的方式密封于形成在光电极111与相对电极112之间的厚度方向的间隙内的状态形成。
在透明导电膜111A及对置导电膜112A的特定部位，设有分别使用例如具有刀具的切开装置或激光照射装置等被绝缘处理的多个图案化部(第一绝缘部116、第二绝缘部117)。例如，如图7所示，第一绝缘部116在透明导电膜111A的与特定的密封材料115接触的位置，通过所述绝缘处理在长度方向X1上延伸形成(参照图10)。第二绝缘部117在对置导电膜112A的与特定的密封材料115接触的位置，通过所述绝缘处理在长度方向X1上延伸形成(参照图11)。于是，在本色素敏化太阳能电池101中，在宽度方向X2上相邻的单元C、C中的一个单元C(图7的C1)的形成于第一基材103A的相邻的第一绝缘部116、116之间的透明导电膜111A、与另一个单元C(图7的C2)中形成于第二基材103B的相邻的第二绝缘部117、117之间的对置导电膜112A连接在设置于一个单元C1与另一个单元C2之间的导通材料114。
如图10所示，子模块R、R中的一个子模块R的第一绝缘部116与另一个子模块R的第一绝缘部116在宽度方向X2上以错开位置的方式被图案化。该情况在图11所示的第二绝缘部117中也相同。
如图12及图13所示，在设置于宽度方向X1的单元C、C彼此之间，第一绝缘部116以及第二绝缘部117在由超声波熔粘部118绝缘的每个子模块R沿宽度方向X2隔着导通材料114交替错开的位置设置。而且，如图14A、图14B所示，在单元C、C之间，形成于相邻的子模块R、R各自的第一绝缘部116的端部116a以及第二绝缘部117的端部117a被设置成以与超声波熔粘部118重叠的方式在长度方向X1上延伸至超声波熔粘部118的区域内的状态。进而，在单元C、C之间，相邻的子模块R、R中的一绝缘部116、117与另一绝缘部116、117的相互接近侧的端部116a、117a彼此在长度方向X1上重叠。
第一绝缘部116以及第二绝缘部117的与超声波熔粘部的重叠长度K(图14A)被设定为0.1mm以上且5mm以下。
接着，通过附图对本第二实施方式的色素敏化太阳能电池101的R to R方式下的制造方法具体地进行说明。
如图9所示，色素敏化太阳能电池101的制造方法，首先在半导体电极形成部(图示省略)通过采用例如气溶胶沉积(AD)法在形成有透明导电膜111A的第一基材103A上叠层TiO2，由此在宽度方向X2上隔开间隔形成半导体层111B之后，利用通常的方式使色素吸附于半导体层111B，由此形成光电极111。在相对电极形成部(图示省略)，在通过溅镀法形成有对置导电膜112A的第二基板103B上叠层铂(Pt)而形成催化剂层112B，由此形成相对电极112。
关于形成了由半导体电极形成部所制备的光电极111并向第一移动方向P1移动的第一基材103A，在切开加工装置150处，进行在半导体层111B与半导体层111B之间的位置通过半圆刀152的旋转而形成与长度方向X1平行地延伸的第一绝缘部116的绝缘加工。此时，如图10所示，第一绝缘部16形成每隔固定间隔(子模块R的长度方向X1的长度)在宽度方向X2上交替地错开位置的规则的绝缘加工图案。通过如此交替地设置绝缘加工图案，可针对每个子模块R规则地调换+极(正极)与-极(负极)的位置。
此处，如图15及图16所示，第一绝缘加工部141在本实施方式中采用具备多个半圆刀152的切开加工装置150。切开加工装置150具备以轴O1为中心旋转自如地设置的旋转轴151、以及在旋转轴151的周围在轴O1方向上隔开特定间隔而设置的半圆刀152，使旋转轴151的轴O1方向朝向宽度方向X2设置。
半圆刀152沿着旋转轴151的外周面的圆周方向在180°的范围内连续设置，由从轴O1方向观察时设置于全周中特定的半周部分的区域的第一半圆刀152A以及设置于未设置第一半圆刀152A的另外半周部分的区域的第二半圆刀152B构成。这些多个第一半圆刀152A同时形成由超声波熔粘部118在长度方向X1上划分形成的第一基材103A的子模块R中邻接的一个子模块R的多个绝缘部116。多个第二半圆刀152B同时形成所述邻接的子模块R中另一区域的多个绝缘部116。半圆刀152的周长(外周长)被设定为与子模块R中被绝缘加工的绝缘部116的长度方向X1的长度一致。
在轴O1方向相邻的第一半圆刀152A之间的间隔、与在轴O1方向相邻的第二半圆刀152B之间的间隔被设定为等距离。第一半圆刀152A与第二半圆刀152B未设置于同一圆周上，而是设置于在轴O1方向上错开的位置。
在半圆刀152(152A、152B)相对于形成有导电膜111A、112A的基材103A、103B的表面与旋转轴151一起旋转时，半圆刀152(152A、152B)仅对导电膜111A、112A形成槽状的切口。例如，导电膜111A、112A在厚度方向上形成有切口，且虽然基材103A、103B的厚度方向的一部分被切开，但未被整体地切开。
半圆刀152的轴O1方向的间隔、周长、第一半圆刀152A与第二半圆刀152B的轴O1方向的错开量可根据绝缘部116的设定而适当变更。
接着，在光电极111的第一绝缘部116的加工后，通过密封材料涂布部142对形成于第一基材103A的特定区域的光电极111涂布密封材料115。此时，以半导体层111B未被密封材料115包覆的方式进行涂布。
然后，在导通材料设置部143处在密封材料115之间设置导通材料114之后，在电解液涂布部144处在第一基材103A的未涂布密封材料115的区域涂布电解液113。
另一方面，关于形成了由相对电极形成部所制备的相对电极112并且向第二移动方向P2移动的第二基材103B，在切开加工装置150处，进行在催化剂层112B与催化剂层112B之间的位置通过半圆刀152的旋转而形成与长度方向X1平行地延伸的第二绝缘部117的绝缘加工(参照图15及图16)。此时，如图11所示，第二绝缘部117形成为每隔固定间隔(子模块R的长度方向X1的长度)在宽度方向X2上交替地错开位置的规则的绝缘加工的图案。通过如此交替地设置，可针对各子模块R规则地调换+极与-极的位置。
接着，在基材贴合部145，通过固化处理部(图示省略)使密封材料115固化，并且在将经绝缘加工的第一基材103A与第二基材103B重叠的状态下通过一对贴合辊145A、145B，由此将两基材13A、13B粘接贴合。此时，在被贴合的状态下，如图12所示，第一基材103A的第一绝缘部116与第二基材103B的第二绝缘部117位于在宽度方向X2上错开的位置，由此成为经由导通材料114(参照图7)将在宽度方向X2上分割排列的多个单元C以串联方式电连接的状态。
接着，如图9及图13所示，进行贴合之后，在超声波熔粘装置146处，通过超声波振动使第一基材103A与第二基材103B在长度方向X1上隔开固定间隔熔粘而形成沿着宽度方向X2延伸的超声波熔粘部118，分割成多个子模块R、R、...。
进而，如图6所示，在经贴合的两基材103A、103B的宽度方向X2的两端部以沿着长度方向X1的方式通过例如铜带或焊接将布线材料119贴合。此时，布线材料119以在宽度方向X2上交替包覆排列在长度方向X1上的超声波熔粘部118的端部的状态设置。由此，可制造将串联布线的子模块R彼此的单元C串联连接的色素敏化太阳能电池101，电流在各子模块R中在宽度方向X2上交替(图6的箭头E方向)流通。而且，色素敏化太阳能电池101可沿着超声波熔粘部118被切断，在所需的任意长度位置被切断，从而可生产所需长度的色素敏化太阳能电池101。
接着，通过附图对所述色素敏化太阳能电池101的作用详细地进行说明。
在本实施方式的色素敏化太阳能电池101中，如图14A、图14B所示，第一绝缘部116及第二绝缘部117的端部116a、117a以延伸至超声波熔粘部118的区域内的状态设置，由于这些端部116a、117a以与超声波熔粘部118重叠的方式设置，因此，即便在制造过程中超声波熔粘部118的位置如图17A、图17B及图18A、图18B所示形成于在长度方向X1上错开的位置的情况下，也可防止这些绝缘部116、117与超声波熔粘部118之间产生分离。
图17A、图17B表示制造过程中超声波熔粘部118在相对于标准的中心轴O向纸面左侧偏移的位置被绝缘处理的情况。图18A、图18B表示制造过程中超声波熔粘部118在相对于标准的中心轴O向纸面右侧偏移的位置被绝缘处理的情况。如此，在本实施方式中，即便在超声波熔粘部118因施工误差而偏移的情况下，也可维持第一绝缘部116以及第二绝缘部117的端部116a、117a与超声波熔粘部118重叠的状态。
因此，在宽度方向X2上相邻的单元C、C之间被可靠地绝缘，因此可抑制这些单元C、C间产生漏电，防止发电效率的降低，单元C、C之间能够以串联方式电连接。
在本实施方式中，第一绝缘部116以及第二绝缘部117的端部1116a、117a彼此在超声波熔粘部118的区域内在长度方向X1上重叠，因此，可将在宽度方向X2上相邻的单元C、C彼此可靠地绝缘。
如此，在本实施方式中，相邻的子模块R、R彼此在宽度方向X2的一端部侧经由布线材料119(参照图6)以串联方式电连接，因此，可实现以下电路构成：在一个子模块R中从宽度方向X2的另一端侧向一端侧流通电，并且一端侧的电流经由布线材料119流至另一个子模块R一端侧，进而在另一个子模块R从宽度方向X2一端侧向另一端侧通电。
与超声波熔粘部118重叠的第一绝缘部116以及第二绝缘部117能够通过在透明导电膜111A与对置导电膜112A的特定位置如上所述以与超声波熔粘部118的区域重叠的方式沿着长度方向X1实施例如切开加工或激光加工而简单地制造出。因此，也可简单地应用于Rto R方式。
在本实施方式中，如图14A所示，各绝缘部116、117与超声波熔粘部118的重叠长度K的范围可设定为0.1mm以上且5mm以下。通过设为该数值范围，即便在R to R方式的制造方法中产生超声波熔粘部118在长度方向X1上的标准偏移量(例如0.1mm)的情况下，第一绝缘部116及第二绝缘部117也不会从超声波熔粘部118离开，可防止在宽度方向X2上相邻的单元C、C之间的漏电。
进而，如图19A、图19B所示，从各绝缘部116、117各自的端部中与超声波熔粘部重叠的起始位置116b、117b至末端116c、117c的长度尺寸K除以超声波熔粘部118的宽度尺寸L所得的值可被设定在0<K/L<1.5的范围内。K/L的范围优选为设定在0.5<K/L<1.5的范围内，进而更优选为设定在1.0<K/L<1.5的范围内。
在该情况下，即便在R to R方式的制造方法中产生超声波熔粘部118向长度方向X1的标准偏移量(例如0.1mm)的情况下，第一绝缘部116以及第二绝缘部117自超声波熔粘部118分离的可能性也小，可防止在宽度方向X2相邻的单元C、C之间的漏电。由于K/L的值小于1.5，因此，可将一方子模块R的绝缘部116、117的末端116c、117c突出到相反侧的另一方子模块R侧的长度抑制得较小，因此可抑制其成为另一个子模块R的电阻。在K/L的值超过0.5时，能够更可靠地应对上述的超声波偏移，即便在超声波部以够不到第一绝缘部116或第二绝缘部117的程度偏移的情况下，也因电流通道以绕过绝缘部116、117的方式流通而电阻变高，可减轻电池性能的降低。
K/L也可设为小于2.0的范围，但在该值为1.5以上且小于2.0的情况下，如上所述的朝向相反侧的子模块R侧的突出长度变大，因此，电阻增加，性能降低。
而且，在如图19A、图19B所示的第一变化例中，K/L超过1.0，因此，可期待对于如上所述的超声波熔粘部118的偏移或够不到第一绝缘部116或第二绝缘部117的程度的偏移也能够具有更可靠的改善效果，可提高欲制造的电池性能的稳定性。
在本实施方式中，如图14A所示，一方子模块R的第一绝缘部116与另一方子模块的第二绝缘部117在长度方向X1上的重叠(重叠长度l)除以超声波熔粘部118的宽度尺寸L所得的值可被设定在0<K/L<1.5的范围内。
(第3实施方式)
图20所示的第二实施方式的色素敏化太阳能电池101A是使由沿宽度方向X2排列的多个单元C构成的2个区块(子模块R、R)在长度方向X1邻接的电池结构，将邻接的子模块R、R彼此在宽度方向X2的一端101a侧进行电连接。
超声波熔粘部118以在各子模块R、R的宽度方向X2上留有一端101a侧的布线材料119的状态从另一端1b向一端101a侧延伸。由此，构成子模块R、R各自的光电极111与相对电极112通过布线材料119电连接的电路。
在第3实施方式中，长度方向X1的一端1a侧的子模块R、R彼此通过布线材料119电连接，成为各子模块R的绝缘部116、117的端部116a、117a重叠于分割一对子模块R、R的超声波熔粘部118的区域的状态。因此，在各子模块R中，可将在宽度方向X2上相邻的单元C、C彼此可靠地绝缘，实现在俯视时整体呈U字状流通电流E的结构。因此，在本实施方式中，能够将输出电极(正极131、负极132)仅在宽度方向X2的另一端101b侧同侧设置，可简化布线结构，并且能够容易地进行布线作业。
以上对本发明的太阳能电池模块以及太阳能电池模块的制造方法的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述的实施方式，可在不脱离其构思的范围内适当变更。
例如，在上述第一实施方式中设于各子模块R1、R2的单元数为2个，但并不限于此，也可设定为适当的数量。
在本第一实施方式中，从设置有连通导通材料14A的部分至一端1a的导通基材宽度D1被设定为2mm以上，一端1a侧的连通导通材料14A的宽度尺寸D2被设定为0.5mm以上，但不限于该尺寸。
在上述第二实施方式中，在单元C、C彼此之间，相邻的子模块R、R中的一绝缘部116、117与另一绝缘部116、117的相互接近侧的端部116a、117a彼此之间在长度方向X1上重叠，但不限于该构成。例如，也可如图21A、图21B所示的第二变化例，端部116a、117a彼此在长度方向X1上分离而不重叠。
总之，只要第一绝缘部116以及第二绝缘部117的端部116a、117a按照以与超声波熔粘部118重叠的方式在长度方向X1上延伸至超声波熔粘部118的区域内的状态设置即可。而且，该区域内的长度尺寸(绝缘部116、117与超声波熔粘部118的重叠长度K)也不限于上述实施方式的设定范围(0.1mm以上且5mm以下)。
此外，在不脱离本发明构思的范围内，可适当将上述实施方式中的构成要件置换为众所周知的构成要件。
符号说明
1···太阳能电池模块
1a、101a···一端
1b、101b···另一端
4、104···制造装置
11、111···光电极(第一电极)
11A、111A···透明导电膜
11B、111B···半导体层
12、112···相对电极(第二电极)
12A、112A···对置导电膜
12B、112B···催化剂层
3A、103A···第一基材
3B、103B···第二基材
13、113···电解液
14、114···导通材料
15、115···密封材料
16、116···第一绝缘部
17、117···第二绝缘部
117A···第三绝缘部
117B···非绝缘部
18···熔粘部(绝缘线)
18A···第一熔粘部(第一绝缘线)
18B···第二熔粘部(第二绝缘线)
118···超声波熔粘部(绝缘线)
101、101A···色素敏化太阳能电池(太阳能电池模块)
C···单元
K···绝缘部彼此的重叠部分
R···子模块
X1···长度方向(第一方向)
X2···宽度方向(第二方向、第一基材及第二基材的宽度方向)

Claims (9)

1.一种太阳能电池模块，其是含有第一电极、第二电极、密封于所述第一电极与所述第二电极之间的电解液、密封所述电解液的多个密封材料、以及多条绝缘线的叠层结构体，并且具有由所述多个密封材料及所述多条绝缘线所界定的分别由多个单元构成的子模块，其中，
所述第一电极具有：第一基材，其表面形成有透明导电膜；以及，多个半导体层，其形成于所述第一基材的所述透明导电膜的表面，沿第一方向延伸且吸附有色素，
所述第二电极具有第二基材，其在表面以与所述第一电极相对的方式形成有对置导电膜，
所述电解液被密封于所述第一电极的所述半导体层与所述第二电极之间，
所述多个密封材料通过分别在所述第一电极与所述第二电极之间沿着所述第一方向延伸，将所述电解液密封并且将所述叠层结构体分割成多个单元，
所述绝缘线通过在所述第一电极与所述第二电极之间沿着第二方向延伸而将所述叠层结构体分割成分别由多个单元所构成的多个子模块，该第二方向为俯视时与所述第一方向正交的方向，
关于在所述第二方向上相邻的单元，一个单元的第一电极与另一单元的第二电极通过被设置成被所述密封材料覆盖的状态的导通材料而电连接，由此使所述多个单元得以连接，
在各单元中，为防止所述第一电极与所述第二电极发生短路，在所述第一基材中在与一侧导通材料相邻的位置的附近设有沿所述第一方向延伸的第一绝缘部，在所述第二基材中在与另一导通材料相邻的位置的附近设有沿所述第一方向延伸的第二绝缘部，
关于所述相邻的子模块，通过所述第二方向的同侧的端部的所述导通材料彼此实现了电连接，
从在所述相邻的子模块中被电连接的所述第二方向的一端侧的所述导通材料被配置的部分至所述子模块的所述一端为止的导通基材的宽度为2mm以上，所述一端侧的所述导通材料的宽度尺寸为0.5mm以上。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，在每个所述相邻的子模块中，所述第一绝缘部及所述第二绝缘部配置在沿所述第二方向交替错开的位置，
所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部的端部侧的至少一部分以与所述绝缘线重叠的方式沿所述第一方向延伸。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中，在所述单元彼此之间，所述相邻的子模块中的一个子模块的绝缘部与另一个子模块的绝缘部的端部彼此之间在所述第一方向上重叠。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中，所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部与所述绝缘线重叠的长度为0.1mm以上且5mm以下。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其中，所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部与所述绝缘线重叠的长度为0.1mm以上且5mm以下。
6.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中，在所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部各自的端部中从与所述绝缘线重叠的起始位置到末端为止的长度尺寸K除以所述绝缘线的宽度尺寸L所得的值的范围被设定为0<K/L<1.5的范围。
7.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其中，在所述第一绝缘部以及所述第二绝缘部各自的端部中从与所述绝缘线重叠的起始位置到末端为止的长度尺寸K除以所述绝缘线的宽度尺寸L所得的值的范围被设定为0<K/L<1.5的范围。
8.一种太阳能电池模块的制造方法，其是用于通过卷对卷方式连续制造太阳能电池模块的太阳能电池模块制造方法，包括以下工序：
形成第一电极的工序，该第一电极在第一基材的表面形成透明导电膜，在所述第一基材的所述透明导电膜的表面形成沿第一方向延伸且吸附有色素的多个半导体层；
形成第二电极的工序，该第二电极在第二基材的表面以与所述第一电极相对的方式形成对置导电膜；
对所述透明导电膜及所述对置导电膜与所述第一方向平行地进行绝缘加工的工序；
设置密封材料的工序，该密封材料沿着所述第一方向延伸，在俯视时与所述第一方向正交的第二方向上排列多个单元；
以被所述密封材料覆盖的状态配置导通材料，关于在所述第二方向上相邻的单元，通过所述导通材料将一个单元的第一电极与另一个单元的第二电极进行电连接的工序；
在所述第一电极的所述半导体层与所述第二电极之间设置电解液的工序；
将所述第一电极与所述第二电极贴合的工序；
在所述第一方向的特定位置形成第一绝缘线及第二绝缘线，在所述第二绝缘线彼此之间设置所述第一绝缘线的工序，所述第一绝缘线相对于所述第一电极以及所述第二电极沿着所述第二方向延伸且在所述第二方向的一端附近局部地使所述导通材料不绝缘，所述第二绝缘线在所述第二方向上整体绝缘；以及
在所述第二绝缘线的位置将所述第一电极与所述第二电极切断的工序；
在被所述第二绝缘线切断的太阳能电池模块中，关于由所述第一绝缘线所分割的子模块中相邻的子模块，通过所述导通材料采用串联布线将所述第二方向的同侧的端部彼此进行电连接。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池模块的制造方法，其中，所述第一绝缘线以及所述第二绝缘线由沿着所述第二方向熔粘的熔粘部形成，或者，通过密封材料将用绝缘加工机构进行绝缘后的绝缘加工部堵住而形成。
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