ES2467924T3

ES2467924T3 - Célula solar sensibilizada por colorante y módulo de células solares sensibilizadas por colorante

Info

Publication number: ES2467924T3
Application number: ES10764360.3T
Authority: ES
Inventors: Ryohsuke Yamanaka; Ryoichi Komiya; Atsushi Fukui; Nobuhiro Fuke; Hiroyuki Katayama
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-06-13
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: US20120042930A1; CN102396101B; EP2421084B1; EP2421084A1; WO2010119775A1; JP5422645B2; JPWO2010119775A1; CN102396101A; EP2421084A4

Abstract

Célula solar sensibilizada por colorante que comprende al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; y una segunda capa (5) conductora laminada sobre una primera capa (2) conductora, en la que la célula solar sensibilizada por colorante tiene una estructura formada laminando al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; y una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior en este orden sobre una primera capa (2) conductora, y laminando una segunda capa (5) conductora entre la capa aislante porosa y la capa semiconductora porosa; una estructura formada laminando al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; y una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior en este orden sobre una primera capa (2) conductora, y laminando adicionalmente una segunda capa (5) conductora sobre la capa semiconductora porosa; una estructura formada laminando al menos una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; una segunda capa (5) conductora; y una capa (3) de catalizador sobre una primera capa (2) conductora, y laminando la capa (4) aislante porosa; la segunda capa (5) conductora; y la capa (3) de catalizador en este orden; o una estructura formada laminando al menos una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; una segunda capa (5) conductora; y una capa (3) de catalizador sobre una primera capa conductora, y laminando la capa (4) aislante porosa; la capa (3) de catalizador; y la segunda capa (5) conductora en este orden; caracterizada porque una cara de contacto entre la capa (4) aislante porosa o la capa (6) semiconductora porosa y la capa (3) de catalizador o la segunda capa (5) conductora laminadas adyacentes entre sí tiene una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 mm.

Description

Célula solar sensibilizada por colorante y módulo de células solares sensibilizadas por colorante

Campo técnico

La presente invención se refiere a una célula solar sensibilizada por colorante y a un módulo de células solares sensibilizadas por colorante que pueden producirse con un rendimiento alto suprimiendo la separación de una capa aislante porosa o una capa semiconductora porosa de una capa de catalizador o una capa conductora y ejerciendo alta eficacia de conversión.

Técnica anterior

Como fuente de energía en lugar de combustibles fósiles, las células solares que pueden convertir la luz del sol en energía eléctrica han llamado la atención. Actualmente, se han usado de manera práctica una célula solar que usa un sustrato de silicio cristalino y una célula solar de silicio de película fina. Sin embargo, la primera tiene el problema de altos costes de producción del sustrato de silicio y la segunda tiene el problema de que el coste del producto aumenta puesto que se requieren diversos tipos de gases para la producción del semiconductor e instalaciones de producción complicadas. Por tanto, en ambas células solares, se ha intentado reducir el coste por salida de energía eléctrica aumentando la eficacia de la conversión fotoeléctrica; sin embargo, los problemas mencionados anteriormente todavía continúan sin resolverse.

Como nuevo tipo de célula solar, se ha propuesto una célula solar de tipo húmedo basada en la transferencia electrónica fotoinducida de un complejo metálico (véase la patente japonesa n.º 2664194 (documento de patente 1), por ejemplo).

Esta célula solar de tipo húmedo tiene una estructura formada intercalando una capa de conversión fotoeléctrica que adsorbe un colorante fotosensible para que tenga un espectro de absorción en la región de la luz visible y una capa de electrolito entre electrodos de dos sustratos de vidrio cada uno de los cuales tiene un electrodo formado sobre una superficie del mismo. Cuando la célula solar de tipo húmedo se irradia con luz desde el lado de un electrodo transparente, se generan electrones en la capa de conversión fotoeléctrica, los electrones generados se transfieren desde un electrodo hasta el otro electrodo opuesto a través de un circuito eléctrico externo, y los electrones transferidos se transportan por iones en el electrolito y vuelven a la capa de conversión fotoeléctrica. Debido a la serie de transferencia repetitiva de los electrones, se genera energía eléctrica.

Sin embargo, puesto que la estructura básica de la célula solar sensibilizada por colorante descrita en el documento de patente 1 es una estructura en la que se inyecta una disolución de electrolitos entre los electrodos de los dos sustratos de vidrio, es posible producir una célula solar para ensayos con un área de superficie pequeña, pero es difícil producir de manera práctica una célula solar con una gran área de superficie tal como de 1 m cuadrado. Es decir, si una célula solar se hace más grande en su área de superficie, se aumenta la corriente generada en proporción con el área. Sin embargo, puesto que se hace mayor una disminución de la resistencia en la dirección del plano del electrodo transparente, se aumenta la resistencia eléctrica interna en serie de la célula solar. Como resultado, de entre las características de voltaje de la corriente, el factor de carga (FF) y una corriente de cortocircuito en el momento de la conversión fotoeléctrica se disminuyen, dando como resultado un problema de disminución de la eficacia de la conversión fotoeléctrica.

Con el fin de resolver el problema descrito anteriormente, por tanto, se ha propuesto un módulo de células solares sensibilizadas por colorante en el que una pluralidad de células solares sensibilizadas por colorante están conectadas en serie, es decir, un electrodo (una capa conductora) de una célula solar y un electrodo (un contraelectrodo) de otra célula solar vecina están conectados eléctricamente (véase la publicación de patente no examinada japonesa n.º HEI 11(1999)-514787 (documento de patente 2); la publicación de patente no examinada japonesa n.º 2001-357897 (documento de patente 3); y la publicación de patente no examinada japonesa n.º 2002367686 (documento de patente 4), por ejemplo).

Además, entre los documentos de patente 1 a 4, la célula solar sensibilizada por colorante del documento de patente 4 logra una reducción en el peso disminuyendo el número de placas de vidrio conductoras, que se requiere convenientemente que sean dos o una. En esta célula solar sensibilizada por colorante, una capa semiconductora porosa, una capa separadora porosa (una capa aislante porosa), una capa de catalizador y una capa conductora se forman sobre el vidrio conductor, y se suprime el cortocircuito eléctrico controlando los tamaños de partícula de la capa semiconductora porosa y la capa separadora porosa

Además, la publicación de patente no examinada japonesa n.º 2003-92417 (documento de patente 5) propone un elemento de conversión fotoeléctrica que incluye un primer electrodo y un segundo electrodo, una capa transportadora de electrones, una capa de colorante y una capa transportadora con orificios prevista entre estos

electrodos, y una capa de barrera para impedir o suprimir el cortocircuito entre el primer electrodo y la capa transportadora con orificios, en el que, con el fin de mantener el aislamiento de la capa de barrera, se alisa una superficie del primer electrodo opuesta a la capa transportadora de electrones y se ajusta una rugosidad superficial (Rmáx de la máxima altura/la máxima rugosidad superficial definida en la norma JIS B0601) para que sea de 0,05 a 1 μm.

El documento JP 2008 146922 A se refiere a proporcionar una batería solar sensibilizada por colorante que puede suprimir la degradación de la resistencia de empalme bajo rayos ultravioleta suprimiendo la entrada de rayos ultravioleta en una parte de empalme. Para este fin, se da a conocer un elemento de conversión fotoeléctrica que comprende un par de soportes que comprenden una parte de conversión fotoeléctrica, una parte de empalme para empalmar un par de soportes, y un medio para impedir la degradación que impide que se degrade la resistencia del empalme de la parte de empalme bajo los rayos ultravioleta que entran en la parte de empalme y la parte de conversión fotoeléctrica.

El documento US 2005/166959 A1 da a conocer una célula solar sensibilizada por colorante con una estructura de electrodo mejorada y eficiencia de energía potenciada, y un método de fabricación de la misma. La célula solar sensibilizada por colorante incluye un primer electrodo de transmisión de luz con una primera superficie, y un segundo electrodo con una segunda superficie orientada hacia la primera superficie del primer electrodo. La segunda superficie del segundo electrodo tiene partes convexas-cóncavas. Se forma una capa porosa sobre la primera superficie del primer electrodo. Se absorbe un colorante en la capa porosa. Se impregna un electrolito entre los electrodos primero y segundo.

El documento JP 2007 134328 A se refiere a proporcionar una célula solar que tienen eficiencia de conversión fotoeléctrica mejorada. Para este fin se da a conocer una célula solar que tienen una estructura para obtener alta eficiencia y está compuesta de una placa de base, un electrodo formado sobre la placa de base y una capa de absorción de luz formada sobre el electrodo. Además, se forma una parte que aumenta la cara de contacto entre el electrodo y la capa de absorción de luz

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de patente 1: patente japonesa n.º 2664194

Documento de patente 2: publicación de patente no examinada japonesa n.º HEI 11(1999)-514787

Documento de patente 3: publicación de patente no examinada japonesa n.º 2001-357897

Documento de patente 4: publicación de patente no examinada japonesa n.º 2002-367686

Documento de patente 5: publicación de patente no examinada japonesa n.º 2003-92417

Descripción de la invención

Problemas que va a resolver la invención

Sin embargo, en el caso en el que todas de una capa semiconductora porosa, una capa aislante porosa, una capa de catalizador y una capa conductora estén laminadas sobre un único sustrato tal como en la célula solar sensibilizada por colorante dada a conocer en el documento de patente 4, existe el problema de que la separación está provocada en las caras de contacto de las capas respectivas, y ha sido difícil producir una célula solar sensibilizada por colorante de este tipo con un rendimiento alto.

En vista de los problemas anteriores, es un objeto de la presente invención proporcionar una célula solar sensibilizada por colorante y un módulo de células solares sensibilizadas por colorante que puede producirse con un rendimiento alto suprimiendo la separación de una capa aislante porosa o una capa semiconductora porosa de una capa de catalizador o una capa conductora y ejerciendo eficiencia de conversión alta.

Medios para resolver los problemas

Los problemas descritos anteriormente se resuelven mediante el contenido de las reivindicaciones independientes. Además, los inventores de la presente invención han realizado estudios intensivos para resolver los problemas descritos anteriormente y, como resultado, han encontrado el siguiente hecho para completar la presente invención. Es decir, en una célula solar sensibilizada por colorante en la que al menos una capa de catalizador; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior; y una segunda capa conductora están laminadas sobre una primera capa conductora, una cara de contacto entre la capa aislante porosa o la capa semiconductora porosa y la capa de catalizador o la segunda capa conductora laminadas adyacentes entre sí está preparada para tener una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial especificado, de modo que la separación en la cara de contacto puede suprimirse para producir la célula solar con un rendimiento mejorado y por tanto puede obtenerse la célula solar sensibilizada por colorante con alta eficacia de conversión.

Por consiguiente, la presente invención proporciona una célula solar sensibilizada por colorante que comprende al menos una capa de catalizador; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior; y una segunda capa conductora laminada sobre una primera capa conductora, en la que una cara de contacto entre la capa aislante porosa o la capa semiconductora porosa y la capa de catalizador o la segunda capa conductora laminadas adyacentes entre sí tiene una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.

Además, la presente invención proporciona un módulo de células solares sensibilizadas por colorante que comprende dos o más de las células solares sensibilizadas por colorante mencionadas anteriormente conectadas eléctricamente en serie.

En la siguiente explicación, una célula solar sensibilizada por colorante y un módulo de células solares sensibilizadas por colorante pueden denominarse también una célula solar y un módulo de células solares, respectivamente.

Efectos de la invención

Según la presente invención, es posible proporcionar una célula solar sensibilizada por colorante y un módulo de células solares sensibilizadas por colorante que pueden producirse con un rendimiento elevado suprimiendo la separación de una capa aislante porosa o una capa semiconductora porosa de una capa de catalizador o una capa conductora y ejerciendo alta eficacia de conversión.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 1-1) de la presente invención.

La figura 2 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 1-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una pluralidad de células solares (realización 1-1) de la presente invención.

La figura 3 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 2-1) de la presente invención.

La figura 4 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 2-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una pluralidad de células solares (realización 2-1) de la presente invención.

La figura 5 es una vista que muestra la relación de un coeficiente de rugosidad superficial y FF en cada uno de los módulos de células solares de los ejemplos 1 a 10 y los ejemplos comparativos 1 a 6.

La figura 6 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 3-1) de la presente invención.

La figura 7 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 3-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una pluralidad de células solares (realización 3-1) de la presente invención.

La figura 8 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 4-1) de la presente invención.

La figura 9 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 4-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una pluralidad de células solares (realización 4-1) de la presente invención.

Modos para llevar a cabo la invención

Una célula solar de la presente invención se caracteriza porque al menos una capa de catalizador; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior; y una segunda capa conductora están laminadas sobre una primera capa conductora, y una cara de contacto entre la capa aislante porosa o la capa semiconductora porosa y la capa de catalizador o la segunda capa conductora laminadas adyacentes entre sí tiene una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.

Tal como se describe a continuación, la célula solar de la presente invención puede clasificarse ampliamente en dos realizaciones, que se clasifican de manera adicional respectivamente en dos realizaciones; es decir, la célula solar de la presente invención puede clasificarse en cuatro realizaciones preferidas en total.

Una célula solar de la presente invención se caracteriza porque al menos una capa de catalizador; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior; y una segunda capa conductora están laminadas sobre una primera capa conductora, y la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora están laminadas adyacentes entre sí y una cara de contacto entre la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora tiene una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.

Es decir, la célula solar de la presente invención tiene una característica principal del estado de la cara de contacto entre la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora laminadas adyacentes entre sí, y siempre que la célula solar tenga una característica de este tipo, la estructura no está limitada particularmente; sin embargo, por ejemplo, la siguiente estructura es preferible:

una estructura formada laminando al menos una capa de catalizador; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; y una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior en este orden sobre una primera capa conductora, y laminando una segunda capa conductora entre la capa aislante porosa y la capa semiconductora porosa (realización 1-1 descrita a continuación); y

una estructura formada laminando al menos una capa de catalizador; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; y una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior en este orden sobre una primera capa conductora, y laminando adicionalmente una segunda capa conductora sobre la capa semiconductora porosa (realización 2-1 descrita a continuación).

Además, una célula solar de la presente invención se caracteriza porque al menos una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una segunda capa conductora; y una capa de catalizador están laminadas sobre una primera capa conductora, y la capa aislante porosa y o bien la segunda capa conductora o bien la capa de catalizador están laminadas adyacentes entre sí y una cara de contacto entre la capa aislante porosa y la segunda capa conductora o la capa de catalizador tiene una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.

Es decir, la célula solar de la presente invención tiene una característica principal del estado de la cara de contacto entre la capa aislante porosa y o bien la segunda capa conductora o bien la capa de catalizador laminadas adyacentes entre sí, y siempre que la célula solar tenga una característica de este tipo, la estructura no está limitada particularmente; sin embargo, por ejemplo, la siguiente estructura es preferible:

una estructura formada laminando al menos una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una segunda capa conductora; y una capa de catalizador sobre una primera capa conductora, y laminando la capa aislante porosa; la segunda capa conductora; y la capa de catalizador en este orden (realización 3-1 descrita a continuación); y

una estructura formada laminando al menos una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior; una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una segunda capa conductora; y una capa de catalizador sobre una primera capa conductora, y laminando la capa aislante porosa; la capa de catalizador; y la segunda capa conductora en este orden (realización 4-1 descrita a continuación).

A continuación en el presente documento, las células solares y los módulos de células solares de la presente invención se describirán con referencia a las figuras 1 a 4 y 6 a 9 ejemplificando las células solares de las realizaciones 1-1, 2-1, 3-1 y 4-1 así como módulos de células solares de las realizaciones 1-2, 2-2, 3-2 y 4-2

obtenidos conectando eléctricamente dos o más de las células solares de las realizaciones anteriores, respectivamente; sin embargo, la presente invención no debe limitarse a estas explicaciones.

Además, en las figuras 1 a 4 y 6 a 9, el número de referencia 1 indica un sustrato; el número de referencia 2 indica una primera capa conductora; el número de referencia 3 indica una capa de catalizador; el número de referencia 4 indica una capa aislante porosa; el número de referencia 5 indica una segunda capa conductora; el número de referencia 6 indica una capa semiconductora porosa; el número de referencia 7 indica un electrolito; el número de referencia 8 indica un elemento de cobertura (elemento de cobertura translúcido, vidrio reforzado); el número de referencia 9 indica una parte sellante (capa de aislamiento entre células); y el número de referencia 10 indica una línea de trazado. Un colorante de sensibilización (no ilustrado) se adsorbe en la capa 6 semiconductora porosa, y el electrolito 7 está contenido en la capa 4 aislante porosa y en la capa 6 semiconductora porosa.

Los componentes respectivos mostrados en las figuras 1 a 4 y 6 a 9 no se muestran necesariamente en una razón de contracción absoluta o relativa.

(Realización 1-1)

La figura 1 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 1-1) de la presente invención.

Esta célula solar es de un tipo que tiene una segunda capa 5 conductora formada sobre una capa 4 aislante porosa, y específicamente, la célula solar está dotada con un sustrato A conductor obtenido formando una primera capa 2 conductora sobre un sustrato 1; una capa 3 de catalizador, una capa 4 aislante porosa, una segunda capa 5 conductora, una capa 6 semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización, y un elemento 8 de cobertura translúcido formado posteriormente sobre la primera capa 2 conductora, y la capa 4 aislante porosa y la capa 6 semiconductora porosa contienen cada una un electrolito 7. Además, una parte 9 sellante se forma en las partes circunferenciales externas entre el sustrato A conductor y el elemento 8 de cobertura translúcido.

La primera capa 2 conductora tiene una línea 10 de trazado formada eliminando una porción de la capa en la región interior junto a la parte 9 sellante, y se divide en una porción con una anchura mayor para ser una región de formación de célula solar y una porción con una anchura menor con respecto a la línea 10 de trazado. La porción expuesta al exterior en la primera capa conductora con la anchura mayor y la porción expuesta al exterior en la primera capa conductora con la anchura menor están conectadas eléctricamente a un circuito externo, respectivamente.

Además, la capa 4 aislante porosa se forma sobre la capa 3 de catalizador de modo que pase sobre la línea 10 de trazado, y la segunda capa 5 conductora se forma sobre la capa 4 aislante porosa de modo que pase sobre la primera capa conductora con la anchura menor. La primera capa conductora con la anchura menor conectada eléctricamente con la segunda capa 5 conductora sirve como electrodo de extracción de la segunda capa 5 conductora.

En la célula solar de la realización 1-1, la superficie del elemento 8 de cobertura translúcido sirve como cara de recepción de luz, la segunda capa 5 conductora sirve como electrodo negativo y la primera capa 2 conductora sirve como electrodo positivo. Cuando la cara de recepción de luz del elemento 8 de cobertura translúcido se irradia con luz, se generan electrones en la capa 6 semiconductora porosa y los electrones generados se transfieren desde la capa 6 semiconductora porosa hasta la segunda capa 5 conductora. Los electrones se transfieren desde el electrodo de extracción hasta la primera capa 2 conductora a través de un circuito externo, se transportan mediante iones en el electrolito en la capa 4 aislante porosa a través de la capa 3 de catalizador, y se transfieren a la segunda capa 5 conductora.

El sustrato A conductor puede usarse como cara de recepción de luz y en este caso, se usa un material translúcido para el sustrato 1 y la primera capa 2 conductora.

En la presente invención, “translúcido” significa que el material permite sustancialmente que se transmita la luz a su través con una longitud de onda a la que al menos el colorante de sensibilización que va a usarse tenga una sensibilidad eficaz y por tanto no necesita necesariamente que se transmita luz en la región completa de longitud de onda.

(Sustrato 1)

Un material para el sustrato no está limitado particularmente siempre que pueda soportar células solares y los ejemplos de un material de este tipo pueden incluir sustratos resistentes al calor preparados de vidrio tales como vidrio flotado sódico-cálcico y vidrio de calcio; cerámicas y películas de plástico transparentes tales como películas de tereftalato de polietileno (PET) y películas de naftalato de polietileno (PEN), y en el caso en el que el sustrato A

conductor se use como cara de recepción de luz, se usa un material translúcido.

El grosor del sustrato no está limitado particularmente; sin embargo, de manera general es de aproximadamente 0,5 a 8 mm.

(Primera capa 2 conductora)

La primera capa conductora no está limitada particularmente siempre que tenga conductividad, y en el caso en el que al menos el sustrato A conductor se use como cara de recepción de luz, se usa un material translúcido.

Los ejemplos de un material de este tipo para la primera capa conductora pueden incluir materiales de metal y materiales de óxido de metal, que se usan preferiblemente.

Los materiales de metal pueden incluir titanio, níquel y tantalio, que no son corrosivos para un electrolito descrito a continuación, y estos materiales de metal se usan preferiblemente.

Los materiales de óxido de metal pueden incluir óxido de estaño (SnO2), óxido de estaño dopado con flúor (FTO), óxido de cinc (ZnO), óxido de indio (In2O3) y óxido compuesto de indio-estaño (ITO), que se usan preferiblemente.

La primera capa 2 conductora puede formarse sobre el sustrato 1 mediante un método conocido convencionalmente tal como un método de pulverización catódica, un método de pulverización, o similares en el caso de usar un material de metal y mediante un método conocido convencionalmente tal como un método de pulverización catódica, un método de deposición de vapor, o similares en el caso de usar un material de óxido de metal.

Además, puede usarse un producto comercializado tal como un sustrato conductor obtenido laminando FTO como una capa conductora transparente sobre un vidrio flotado sódico-cálcico como sustrato 1.

El grosor de la primera capa conductora es de manera general de aproximadamente 0,02 a 5 μm, y es mejor cuando la resistencia de la película es más baja y es particularmente preferible que la resistencia de la película sea de 40 Ω/cuadrado o menos.

(Capa 3 de catalizador)

La capa de catalizador no está limitada particularmente siempre que pueda usarse de manera general como material de conversión fotoeléctrica en este campo técnico.

Los ejemplos de un material para la capa de catalizador pueden incluir platino y carbono tal como negro de carbono, negro de Ketjen, nanotubos de carbono y fullereno.

La capa 3 de catalizador puede formarse sobre la primera capa 2 conductora mediante un método conocido convencionalmente tal como un método de pulverización catódica, descomposición térmica de ácido cloroplatínico y electrodeposición, en el caso de usar, por ejemplo, platino.

Alternativamente, la capa 3 de catalizador puede formarse sobre la primera capa 2 conductora mediante un método de aplicación conocido convencionalmente tal como un método de serigrafía usando carbono en un estado de pasta dispersando carbono en un disolvente o similares en el caso de usar carbono.

El grosor de la capa de catalizador es de manera general, por ejemplo, de aproximadamente 0,5 a 1000 nm.

Es estado de la capa 3 de catalizador no está limitado particularmente, y puede ser un estado de película densa, un estado de película porosa o un estado agrupado.

(Capa 4 aislante porosa)

La capa 4 aislante porosa tiene una función de aislar eléctricamente la capa 3 de catalizador serigrafía de la capa 6 semiconductora porosa en las realizaciones 1-1 y 2-1, y se forma sobre la capa 3 de catalizador opuesta a la cara que no recibe luz de la capa 6 semiconductora porosa.

Alternativamente, la capa 4 aislante porosa tiene una función de aislar eléctricamente la capa 6 semiconductora porosa de la segunda capa 5 conductora o la capa 3 de catalizador en las realizaciones 3-1 y 4-1 descritas a continuación, y se forma sobre la cara que no recibe luz de la capa 6 semiconductora porosa.

Los ejemplos de un material para la capa aislante porosa pueden incluir óxido de niobio, óxido de zirconio, óxido de silicio (vidrio de sílice, vidrio sódico), óxido de aluminio y titanato de bario, y puede usarse selectivamente uno o más de estos materiales .

Entre ellos, se usa preferiblemente óxido de zirconio. La forma es preferiblemente granular y el diámetro de partícula promedio es de 100 a 500 nm, preferiblemente de 5 a 500 nm y más preferiblemente de 10 a 300 nm.

La capa 4 aislante porosa sirve como base (cara de formación) de la segunda capa 5 conductora descrita a continuación, y la capa 6 semiconductora porosa se forma adicionalmente sobre ésta.

Tal como se describió anteriormente, puesto que los electrones generados en el colorante de sensibilización adsorbido en la capa 6 semiconductora porosa se transfieren a la segunda capa 5 conductora, el área de superficie de contacto de la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora es considerablemente relevante para la resistencia en el momento de la transferencia de electrones.

Además, tal como se describe a continuación, la segunda capa 5 conductora tiene preferiblemente orificios pequeños para transferir el electrolito, y por consiguiente, el área de superficie de contacto de la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora es reducida y por tanto, con el fin de asegurar un área de superficie de contacto suficiente, la forma de la superficie de película de la capa aislante porosa sobre la que se forma la segunda capa conductora es importante.

Por consiguiente, los inventores de la presente invención han encontrado que es posible proporcionar una célula solar sensibilizada por colorante que puede extraer un valor de corriente eléctrica suficiente, que puede instalarse al aire libre, mejorando el rendimiento de la célula solar y reduciendo el peso, aunque teniendo una estructura en la que la pérdida de la cantidad de luz incidente debido a la refracción y absorción de la luz por el sustrato de vidrio conductor de la cara de recepción de luz se elimina definiendo la cara de contacto entre la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora para que tengan una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.

La idea de la presente invención es completamente diferente de la de la invención descrita en el documento de patente 5 en el que la planicidad de la superficie se considera importante.

El “coeficiente de rugosidad superficial Ra” en la presente invención significa la rugosidad promedio aritmética definida en la norma JIS B0601-1994, y específicamente significa el promedio de los valores de rugosidad superficial medidos en el 70% o más de la longitud en la dirección longitudinal (uno de los lados en el caso de un cuadrado) de un sustrato.

(Formación de la capa aislante porosa)

La capa 4 aislante porosa puede formarse de la misma manera que la de la capa 6 semiconductora porosa descrita a continuación. Más específicamente, la capa aislante porosa puede obtenerse dispersando partículas finas para la formación de la capa 4 aislante porosa en un disolvente apropiado, mezclando adicionalmente un compuesto polimérico tal como etilcelulosa, polietilenglicol (PEG) o similares para obtener una pasta, aplicando la pasta obtenida sobre la capa semiconductora porosa, secando y cociendo la pasta.

Tal como se describió anteriormente, en la célula solar de la realización 1-1, puesto que la segunda capa 5 conductora y la capa 6 semiconductora porosa están laminadas en este orden sobre la capa 4 aislante porosa, el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la segunda capa 5 conductora depende del coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa 4 aislante porosa.

Por tanto, es necesario controlar el coeficiente de rugosidad superficial Ra en el momento de formar la capa aislante porosa.

El coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa puede controlarse mediante el método de formación, la condición de secado, el tiempo de nivelado, los entornos y la composición de la pasta.

Por ejemplo, la irregularidad de la superficie puede alisarse cambiando la condición de nivelado tras la formación de la película, y la irregularidad de la superficie puede alisarse también llevando a cabo el nivelado durante de 10 a 50 minutos en una condición de temperatura relativamente alta de aproximadamente 40ºC, y dependiendo de las condiciones, el coeficiente de rugosidad superficial Ra puede controlarse hasta 0,02 μm o menos. Además, la irregularidad de la superficie puede alisarse usando una composición de pasta con baja viscosidad.

Si el coeficiente de rugosidad superficial Ra está dentro del intervalo mencionado anteriormente, cuando la segunda

capa conductora se forma sobre la capa aislante porosa, pueden formarse orificios pequeños a través de los cuales puede transferirse el electrolito, simultáneamente con formación de la segunda capa conductora. Sin embargo, no es problemático si los orificios pequeños en la segunda capa conductora se forman por separado tal como se describe a continuación.

Si el coeficiente de rugosidad superficial Ra es menor que el límite inferior mencionado anteriormente, la superficie se alisa y el contacto de la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora que va a formarse sobre ésta se disminuye, y además, no puede formarse ningún orificio pequeño para la disolución de electrolito, dando como resultado el deterioro del rendimiento en algunos casos. Además, si el coeficiente de rugosidad superficial Ra excede el límite superior mencionado anteriormente, la superficie es tan rugosa que forma simplemente una segunda capa conductora fragmentaria sobre ésta, dando como resultado aumento de la resistencia y disminución del rendimiento en algunos casos.

(Segunda capa 5 conductora)

La segunda capa conductora no está limitada particularmente siempre que tenga conductividad, y en el caso en el que al menos la cara opuesta al sustrato A conductor se use como cara de recepción de luz, se usa un material translúcido.

Los ejemplos de un material para la segunda capa conductora pueden incluir materiales de metal y materiales de óxido de metal, que se usan preferiblemente.

Los materiales de metal pueden incluir titanio, níquel, tantalio y similares, que no son corrosivos para un electrolito descrito a continuación, y estos metales se usan preferiblemente.

Los materiales de óxido de metal pueden incluir óxido de estaño (SnO2), óxido de estaño dopado con flúor (FTO), óxido de cinc (ZnO), óxido de indio (In2O3), óxido compuesto de indio-estaño (ITO) y similares, y estos óxidos se usan preferiblemente.

La segunda capa 5 conductora puede formarse sobre la capa 4 aislante porosa mediante un método conocido convencionalmente tal como un método de pulverización catódica o un método de pulverización en el caso de usar un material de metal, y mediante un método conocido convencionalmente tal como un método de pulverización catódica o un método de deposición de vapor en el caso de usar un material de óxido de metal.

El grosor de la segunda capa conductora es de manera general de aproximadamente 0,02 a 5 μm, y es mejor cuando la resistencia de película es más baja. Es particularmente preferible que la resistencia de la película sea de 40 Ω/cuadrado o menos.

En el caso en el que la segunda capa conductora tenga una estructura densa, es preferible que la segunda capa conductora tenga una pluralidad de orificios pequeños para que pase el electrolito; es decir, la segunda capa conductora tiene una pluralidad de orificios pequeños (caminos para el electrolito) que permiten que el electrolito se transfiera entre la capa 4 aislante porosa y la capa 6 semiconductora porosa.

Tales orificios pequeños pueden formarse mediante procesamiento por láser o contacto físico.

El tamaño de los orificios pequeños es de aproximadamente 0,1 a 100 μm y preferiblemente de aproximadamente 1 a 50 μm, y los intervalos de los orificios pequeños vecinos son de aproximadamente 1 a 200 μm y preferiblemente de aproximadamente 10 a 300 μm.

En el caso en el que la capa semiconductora porosa se forme sobre la segunda capa conductora, el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la segunda capa conductora puede controlarse controlando el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa, que sirve como base de la segunda capa conductora, de manera que puede controlarse la forma irregular de la cara de contacto de la capa semiconductora porosa con la segunda capa conductora.

Por otro lado, en el caso en el que la segunda capa conductora se forme sobre la capa semiconductora porosa de la realización 2-1 descrita a continuación, la forma irregular de la cara de contacto de la capa semiconductora porosa con la segunda capa conductora puede controlarse controlando el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa.

(Capa 6 semiconductora porosa)

La capa 6 semiconductora porosa no está limitada particularmente siempre que pueda usarse de manera general

como material de conversión fotoeléctrica en este campo técnico.

Los ejemplos de un material para la capa semiconductora porosa pueden incluir compuestos semiconductores tales como óxido de titanio, óxido de cinc, óxido de estaño, óxido de hierro, óxido de niobio, óxido de cerio, óxido de tungsteno, titanato de bario, titanato de estroncio, sulfuro de cadmio, sulfuro de plomo, sulfuro de cinc, fosfuro de indio, sulfuro de cobre-indio (CuInS2), CuAlO2 y SrCu2O2, y combinaciones de estos compuestos. Entre éstos, en lo que se refiere a estabilidad y seguridad, el óxido de titanio es particularmente preferible.

El óxido de titanio incluye diversos tipos de óxido de titanio estrechamente definidos tales como óxido de titanio de tipo anatasa, óxido de titanio de tipo rutilo, óxido de titanio amorfo, ácido metatitánico y ácido ortotitánico, así como hidróxido de titanio y óxido de titanio hidratado, y pueden usarse solos o en forma de una mezcla en la presente invención.

Los dos tipos de óxido de titanio cristalino, concretamente, el tipo anatasa y el tipo rutilo pueden tener cualquier estado según el método de producción o la historia térmica; sin embargo, el tipo anatasa es común. En la presente invención, el óxido de titanio cristalino con un alto contenido del tipo anatasa, por ejemplo, el 80% o más, es particularmente preferible en lo que se refiere a la sensibilización del colorante.

El estado de la capa semiconductora porosa puede ser monocristal o policristal; sin embargo, en lo que se refiere a estabilidad, dificultad de crecimiento del cristal, el coste de producción, y similares, el policristal es preferible y el estado de partículas finas policristalinas de polvos finos (de nanoescala a microescala) es particularmente preferible.

Además, pueden mezclarse y usarse partículas en dos o más tamaños de partícula de un único compuesto semiconductor o diferentes compuestos semiconductores. Se considera que las partículas con el tamaño de partícula mayor contribuyen a la dispersión de la luz incidente y a la mejora de la razón de atrapamiento de luz así como que las partículas con el tamaño de partícula menor contribuyen a la mejora de la cantidad de adsorción de un colorante debido al área de superficie específica grande (más puntos de adsorción).

La razón de los diámetros de partícula promedio de los diferentes tamaños de partícula es preferiblemente de 10 veces o más, y el diámetro de partícula promedio de las partículas con el tamaño de partícula mayor de manera apropiada es de aproximadamente 100 a 500 nm, mientras que el diámetro de partícula promedio de las partículas con el tamaño de partícula menor es de manera apropiada de aproximadamente 5 a 50 nm. En el caso de partículas mixtas de diferentes compuestos semiconductores, es eficaz usar un compuesto semiconductor con fuerte adsorción como partículas con el tamaño de partícula menor.

Las partículas finas de semiconductor más preferibles de óxido de titanio pueden producirse mediante cualquiera de los métodos convencionales descritos en diversos tipos de documentos, tales como un método de fase de vapor y un método de fase líquida (un método de síntesis hidrotérmica y un método con ácido sulfúrico). Alternativamente, las partículas finas de semiconductor pueden producirse mediante un método de obtención de un cloruro mediante hidrólisis a alta temperatura desarrollado por Degussa.

(Formación de la capa semiconductora porosa)

Un método para formar la capa 6 semiconductora porosa sobre la segunda capa 5 conductora (sobre la primera capa 2 conductora en las realizaciones 3-1 y 4-1 descritas a continuación) no está limitado particularmente y los ejemplos del mismo pueden ser métodos conocidos convencionalmente. Los ejemplos pueden incluir un método de aplicación de una suspensión que contiene partículas de semiconductor sobre la segunda capa 5 conductora y llevando a cabo al menos uno de secado y cocido de la misma.

En este método, en primer lugar, las partículas finas de semiconductor se suspenden en un disolvente apropiado para obtener una suspensión. Los ejemplos de un disolvente de este tipo que va a usarse pueden incluir disolventes de tipo glyme tales como etilenglicol monoetil éter; alcoholes tales como alcohol isopropílico; disolventes mixtos de tipo alcohol tales como alcohol isopropílico/tolueno; y agua. Además, en lugar de una suspensión de este tipo, puede usarse una pasta comercializada de óxido de titanio (por ejemplo, Ti-nanoxide D, T/SP, D/SP, fabricada por Solaronix).

Posteriormente, la suspensión obtenida se aplica sobre la segunda capa 5 conductora mediante un método conocido convencionalmente tal como un método de cuchilla rascadora, un método de compresión, un método de recubrimiento por centrifugación y un método de serigrafía, y se somete a al menos uno de secado o cocido para formar la capa 6 semiconductora porosa.

La temperatura, el tiempo, la atmósfera y similares, necesarios para el secado y el cocido pueden ajustarse de manera apropiada según el material para la formación de la segunda capa 5 conductora y los tipos de las partículas de semiconductor para la formación de la capa 6 semiconductora porosa y una condición a modo de ejemplo puede

ser una temperatura en un intervalo de aproximadamente 50 a 800ºC durante de aproximadamente 10 segundos a 12 horas en aire atmosférico o gas inerte. El secado y cocido pueden llevarse a cabo una vez a una temperatura constante o dos o más veces mientras se cambia la temperatura.

La capa 6 semiconductora porosa puede estar compuesta de una pluralidad de capas, y en este caso, se preparan suspensiones de diferentes partículas de semiconductor, y el procedimiento de aplicar la suspensión y llevar a cabo al menos uno de secado y cocido puede repetirse a cabo dos o más veces.

El grosor de la capa semiconductora porosa no está limitado particularmente; sin embargo, es preferiblemente de aproximadamente 0,1 a 100 μm. La capa semiconductora porosa preferiblemente tiene un área de superficie grande, y el área de superficie es preferiblemente, por ejemplo, de aproximadamente 10 a 200 m2/g.

Tras la formación de la capa 6 semiconductora porosa, para los fines de mejora de la conexión eléctrica entre partículas finas de semiconductor, el aumento del área de superficie de la capa 6 semiconductora porosa y la reducción de niveles de defecto en las partículas finas de semiconductor, la capa semiconductora porosa puede tratarse con una disolución acuosa de tetracloruro de titanio en el caso en el que la capa semiconductora porosa sea, por ejemplo, una película de óxido de titanio.

(Colorante de sensibilización)

Los ejemplos del colorante de sensibilización que tienen una función de fotosensibilizador mientras se están adsorbiendo en la capa 6 semiconductora porosa pueden incluir diversos tipos de colorantes orgánicos y colorantes de complejos metálicos que tienen absorción en la región de luz visible y región infrarroja, y puede usarse selectivamente uno o más tipos de estos colorantes.

Los ejemplos de los colorantes orgánicos pueden incluir colorantes de tipo azo, colorantes de tipo quinona, colorantes de tipo quinoneimina, colorantes de tipo quinacridona, colorantes de tipo escuarilio, colorantes de tipo cianina, colorantes de tipo merocianina, colorantes de tipo trifenilmetano, colorantes de tipo xanteno, colorantes de tipo porfirina, colorantes de tipo perileno, colorantes de tipo índigo y colorantes de tipo naftalocianina. El índice de absorbancia de un colorante orgánico es generalmente alto en comparación con el de un colorante de complejo metálico que tiene un estado de enlace de coordinación de una molécula con un metal de transición.

Los ejemplos de los colorantes de complejo de metal pueden incluir los que tienen un estado de enlace de coordinación de metales tales como Cu, Ni, Fe, Co, V, Sn, Si, Ti, Ge, Cr, Zn, Ru, Mg, Al, Pb, Mn, En, Mo, Y, Zr, Nb, Sb, La, W, Pt, Ta, Ir, Pd, Os, Ga, Tb, Eu, Rb, Bi, Se, As, Sc, Ag, Cd, Hf, Re, Au, Ac, Tc, Te y Rh, y entre éstos, son preferibles los colorantes de tipo ftalocianina y los colorantes de tipo rutenio y los colorantes de complejo de metal de tipo rutenio son particularmente preferibles.

En particular, los colorantes de complejo de metal de tipo rutenio representados por las siguientes fórmulas (1) a (3) son particularmente preferibles, y los ejemplos de colorantes de complejo de metal de tipo rutenio comercializados pueden incluir nombres comerciales; colorante Ruthenium 535, colorante Ruthenium 535-bis TBA y colorante Ruthenium 620-1H3TBA; todos fabricado por Solaronix.

[Fórmula química 1] Además, con el fin de adsorber con firmeza un colorante en un semiconductor poroso, el colorante tiene preferiblemente un grupo de interconexión tal como un grupo carboxilo, un grupo alcoxilo, un grupo hidroxilo, un grupo ácido sulfónico, un grupo éster, un grupo mercapto o un grupo fosfonilo en su molécula. Generalmente, el

5 grupo de interconexión interviene cuando el colorante se fija al semiconductor poroso, y proporciona un enlace eléctrico para hacer que la transferencia de electrones sea fácil entre el colorante en un estado excitado y la banda de conducción del semiconductor.

(Adsorción del colorante)

Como método para adsorber el colorante en la capa 6 semiconductora porosa, un método representativo es, por

10 ejemplo, en el que un producto laminado obtenido formando la capa 3 de catalizador, la capa 4 aislante porosa, la segunda capa 5 conductora y la capa 6 semiconductora porosa sobre el sustrato A conductor se sumerge en una disolución que contiene el colorante disuelto (una disolución para la adsorción de colorante).

Tras la adsorción, la disolución para la adsorción de colorante puede calentarse de modo que penetre profundamente dentro de los orificios finos en la capa semiconductora porosa.

15 El disolvente para disolver el colorante en el mismo no está limitado particularmente siempre que disuelva el colorante, y específicamente, los ejemplos del mismo pueden incluir alcohol, tolueno, acetonitrilo, tetrahidrofurano (THF), cloroformo y dimetilformamida. Es preferible de manera general usar un disolvente purificado del mismo y

pueden mezclarse y usarse dos o más tipos. La concentración del colorante en la disolución para la adsorción de colorante puede determinarse de manera apropiada según las condiciones incluyendo el colorante que va a usarse, el tipo de disolvente, las etapas de adsorción de colorante, y similares, y es preferiblemente de 1 x 10-5 mol/l o más. En la preparación de la disolución para la adsorción de colorante, puede llevarse a cabo calentamiento con el fin de mejorar la solubilidad del colorante.

(Electrolito 7)

El electrolito 7 es un líquido que contiene especies redox, y no está limitado particularmente siempre que sea un electrolito que pueda usarse de manera general para baterías y células solares.

Los ejemplos de las especies redox pueden incluir tipo I-/I3-, tipo Br2-/Br3-, tipo Fe2+/Fe3+ y tipo quinona/hidroquinona. Ejemplos preferidos específicos de los mismos pueden incluir combinaciones de yodo (I2) con un yoduro de metal tal como yoduro de litio (LiI), yoduro de sodio (NaI), yoduro de potasio (KI) y yoduro de calcio (CaI2); combinaciones de yoduro con una sal de tetraalquilamonio tal como yoduro de tetraetilamonio (TEAI), yoduro de tetrapropilamonio (TPAI), yoduro de tetrabutilamonio (TBAI) y yoduro de tetrahexilamonio (THAI); y combinaciones de bromo con un bromuro de metal tal como bromuro de litio (LiBr), bromuro de sodio (NaBr), bromuro de potasio (KBr) y bromuro de calcio (CaBr2), y entre éstos, la combinación de LiI y I2 es particularmente preferible.

Los ejemplos del disolvente para el electrolito pueden incluir compuestos de carbonato tales como carbonato de propileno; compuestos de nitrilo tales como acetonitrilo; alcoholes tales como etanol; agua; y sustancia polares no protónicas. Entre éstos, los compuestos de carbonato y los compuestos de nitrilo son particularmente preferibles. Pueden usarse dos o más de estos disolventes en forma de mezcla.

Si es necesario, puede añadirse un aditivo al electrolito mencionado anteriormente.

Los ejemplos de un aditivo de este tipo pueden incluir compuestos aromáticos que contienen nitrógeno tales como terc-butilpiridina (TBP); y sales de imidazol tales como yoduro de dimetilpropilimidazol (DMPII), yoduro de metilpropilimidazol (MPII), yoduro de etilmetilimidazol (EMII), yoduro de etilimidazol (EII) y yoduro de hexilmetilimidazol (HMII).

La concentración de electrolito (especie redox) en el electrolito está preferiblemente en un intervalo de 0,001 a 1,5 mol/l y de manera particularmente preferible en un intervalo de 0,01 a 0,7 mol/l.

(Elemento 8 de cobertura)

Sólo se requiere que el elemento 8 de cobertura tenga translucidez en el caso en el que se forme sobre la cara de recepción de luz, y además que impida la fuga de la disolución de electrolitos en combinación con la parte sellante.

Los ejemplos de un material para el elemento de cobertura pueden incluir vidrio reforzado, placas de vidrio distintas de vidrio reforzado, láminas de plástico transparentes u opacas (películas, películas laminadas) y cerámica, y en el caso en el que células solares se instalen al aire libre, el vidrio reforzado es particularmente preferible.

En el caso en el que se use la lámina de plástico transparente, toda la célula solar puede sellarse disponiendo dos láminas de plástico sobre la cara que no recibe luz del sustrato 1 y sobre la cara de recepción de luz de la capa 6 semiconductora porosa y termosellando los bordes circunferenciales externos de la misma, de manera que no se requiere la parte sellante descrita a continuación.

(Parte 9 sellante)

La parte 9 sellante tiene una función de impedir la fuga de la disolución de electrolitos en la célula solar, una función de absorción de una materia que se cae o de la tensión (impacto) sobre un soporte tal como el sustrato 1 o el vidrio reforzado y una función de absorción de la combadura sobre el soporte en el momento de uso durante un tiempo largo. Tal como se describió anteriormente, en el caso en el que se use el vidrio reforzado u otra placa de vidrio como elemento 8 de cobertura, es preferible formar la parte 8 sellante.

Además, en el caso en el que se produce un módulo de células solares conectando en serie al menos dos o más células solares de la presente invención, la parte sellante para impedir la transferencia de la disolución de electrolitos entre las células solares es importante puesto que funciona como una capa de aislamiento entre células.

El material para la parte 9 sellante no está limitado particularmente siempre que pueda usarse de manera general en células solares y pueda ejercer las funciones mencionadas anteriormente. Los ejemplos de un material de este tipo pueden incluir resinas curables mediante UV y resinas termoendurecibles, y ejemplos específicos incluyen resinas

de silicio, resinas epoxídicas, resinas de tipo poliisobutileno, resinas de fusión en caliente y fritas de vidrio. Pueden usarse dos o más tipos de estos materiales mientras se están laminando en dos o más capas.

Los ejemplos de las resinas curables mediante UV pueden incluir el modelo n.º 31X-101 fabricado por Three Bond Co., Ltd.; los ejemplos de las resinas termoendurecibles pueden incluir el modelo n.º 31X-088 fabricado por Three Bond Co., Ltd. y resinas epoxídicas comercializadas de manera general.

El diseño de la parte 9 sellante puede formarse usando un dispensador en el caso de usar una resina de silicona, una resina epoxídica o una frita de vidrio y formando orificios diseñados en una lámina de resina de fusión en caliente en el caso de usar una resina de fusión en caliente.

(Realización 1-2)

La figura 2 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 1-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una pluralidad de células solares (realización 1-1) de la presente invención.

Este módulo de células solares puede producirse tal como sigue.

En primer lugar, se diseña una primera capa conductora formada sobre un sustrato 1 mediante un método de trazado con láser a los intervalos prescritos para formar una pluralidad de líneas de trazado en las que se retira la capa conductora. Por tanto, se forma una pluralidad de primeras capas 2 conductoras separadas eléctricamente entre sí y se proporcionan regiones de formación de célula solar sobre las primeras capas 2 conductoras respectivas.

Entre la pluralidad de las primeras capas 2 conductoras, se forma la primera capa 2 conductora en un extremo en la dirección perpendicular a las líneas 10 de trazado para que tenga una anchura menor, y no se forma ninguna célula solar sobre la primera capa 2 conductora con la anchura menor. Esta primera capa 2 conductora se usa como electrodo de extracción de una segunda capa 5 de electrodo de una célula solar vecina.

A continuación, se forma una capa 3 de catalizador en una posición cercana a la línea 10 de trazado sobre cada una de las primeras capas 2 conductoras, se forma una capa 4 aislante porosa sobre la capa 3 de catalizador de modo que pasa sobre la línea de trazado, y se forma la segunda capa 5 conductora sobre la capa 4 aislante porosa de modo que pasa sobre la primera capa 2 conductora vecina. En el caso en el que la segunda capa 5 conductora sea una película densa, se forma una pluralidad de orificios pequeños en la segunda capa 5 conductora y se forma una capa 6 semiconductora porosa sobre la segunda capa 5 conductora.

Posteriormente, un colorante de sensibilización se adsorbe en la capa 6 semiconductora porosa de la misma manera que en la realización 1-1.

Tras esto, se aplica un material sellante a la parte circunferencial externa de la primera capa 2 conductora y entre las regiones de formación de célula solar adyacentes sobre la primera capa 2 conductora, se coloca un elemento 7 de cobertura transparente (por ejemplo vidrio reforzado) sobre el material sellante y la capa 6 semiconductora porosa, y se cura el material sellante para formar una parte 9 sellante (también capa de aislamiento entre células).

Tras esto, se inyecta una disolución de electrolitos en el interior a través de un orificio de inyección formado previamente en el sustrato 1 para penetrar en el interior de la capa 4 aislante porosa y la capa 6 semiconductora porosa con el electrolito 7, y se sella el orificio de inyección con una resina para completar el módulo de células solares en el que la pluralidad de células solares están conectadas eléctricamente en serie.

Los métodos de formación de las capas respectivas que componen este módulo de células solares, la selección de los materiales y similares son de conformidad a los de la realización 1-1.

En el módulo de células solares de la realización 1-2, la superficie del elemento 8 de cobertura translúcido sirve como la cara de recepción de luz, la segunda capa 5 conductora sirve como electrodo negativo y la primera capa 2 conductora sirve como electrodo positivo. Cuando la cara de recepción de luz del elemento 8 de cobertura translúcido se irradia con luz, se generan electrones en cada capa 6 semiconductora porosa, los electrones generados se transfieren desde cada capa 6 semiconductora porosa hasta cada segunda capa 5 conductora y se transfieren desde cada segunda capa 5 conductora hasta cada primera capa 2 conductora de la célula solar vecina, y los electrones transferidos se transportan por los iones en el electrolito en cada capa 4 aislante porosa a través de cada capa 3 de catalizador y se transfieren a cada segunda capa conductora 5. En la figura 2, la primera capa 2 conductora de la célula solar en la izquierda en la dirección de la conexión en serie y el electrodo de extracción de la célula solar en la derecha están conectados eléctricamente con un circuito externo, de modo que la electricidad puede extraerse en el exterior.

(Realización 2-1)

La figura 3 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 2-1) de la presente invención.

Esta célula solar es de un tipo en el que la capa 6 semiconductora porosa se forma sobre la capa 4 aislante porosa en la realización 1-1 y la segunda capa 5 conductora se forma sobre la capa 6 semiconductora porosa, que es aproximadamente la misma que la realización 1-1, excepto porque la capa 6 semiconductora porosa se forma sobre la capa 4 aislante porosa de modo que pasa sobre el electrodo de extracción y porque la segunda capa 5 conductora se forma sobre la capa 6 semiconductora porosa de modo que pasa sobre la primera capa 2 conductora más estrecha. En esta célula solar, puesto que la segunda capa 5 conductora se forma sobre la capa 6 semiconductora porosa, el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa 6 semiconductora porosa es igual al coeficiente de rugosidad superficial Ra de la cara de contacto de la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora.

En esta célula solar, aun cuando no hay orificios pequeños en la segunda capa conductora debido a esta estructura, básicamente no hay transferencia del electrolito (iones) y por tanto, el rendimiento no se verá afectado. Sin embargo, en el momento de producción de la célula solar mediante penetración con el electrolito tras la formación de la segunda capa conductora, la penetración con la disolución de electrolitos está deteriorada si no hay orificios pequeños en la segunda capa conductora y la penetración de la capa semiconductora porosa y la capa aislante porosa bajo ésta con la disolución de electrolitos a menudo es insuficiente, lo que da como resultado el problema de deterioro del rendimiento de la célula solar. Por tanto, incluso en esta célula solar, la segunda capa conductora preferiblemente tiene orificios pequeños.

Un método para producir la célula solar de la realización 2-1 es básicamente de conformidad con el método de producción de la realización 1-1.

(Realización 2-2)

La figura 4 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 2-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una pluralidad de células solares (realización 2-1) de la presente invención.

El método para producir el módulo de células solares es el mismo que el método de producción de la realización 1-2, excepto porque se intercambiaron los órdenes de producción de la capa 6 semiconductora porosa y la segunda capa 5 conductora en el módulo de células solares de realización 1-2.

(Realización 3-1)

La figura 6 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 3-1) de la presente invención.

La célula solar es de un tipo en el que una capa aislante porosa, una segunda capa conductora y una capa de catalizador están laminadas en este orden, y específicamente tiene un sustrato A conductor obtenido formando una primera capa 2 conductora sobre un sustrato 1, una capa semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito en el interior, una capa aislante porosa que contiene un electrolito en el interior, una segunda capa conductora, y una capa de catalizador formada posteriormente sobre la primera capa 2 conductora. Además, una parte 9 sellante se forma en la parte circunferencial externa entre el sustrato A conductor y un elemento 8 de cobertura.

La primera capa 2 conductora tiene una línea 10 de trazado formada retirando una porción de la misma en la región interior junto a la parte 9 sellante y está dividida por la línea 10 de trazado en una porción con una anchura mayor para servir como región de formación de célula solar y una porción con una anchura menor. La porción expuesta al exterior en la primera capa conductora con la anchura mayor y la porción expuesta al exterior en la primera capa conductora con la anchura menor están conectadas eléctricamente a un circuito externo, respectivamente.

Además, la capa 4 aislante porosa se forma de modo que pasa sobre la línea 10 de trazado, y la segunda capa 5 conductora se forma sobre la capa 4 aislante porosa de modo que pasa sobre la primera capa conductora con la anchura menor. La primera capa conductora con la anchura menor conectada eléctricamente con la segunda capa 5 conductora sirve como electrodo de extracción de la segunda capa 5 conductora.

En la célula solar de la realización 3-1, la superficie del sustrato 1 sirve como cara de recepción de luz, la primera capa 2 conductora sirve como electrodo negativo y la segunda capa 5 conductora sirve como electrodo positivo. Cuando la cara de recepción de luz del sustrato 1 se irradia con luz, se generan electrones en la capa 6

semiconductora porosa, los electrones generados se transfieren desde la capa 6 semiconductora porosa hasta la primera capa 2 conductora, se transfieren desde el electrodo de extracción hasta la segunda capa 5 conductora a través de un circuito externo, se transportan mediante iones en el electrolito en la capa 4 aislante porosa para transferirse a la primera capa 2 conductora.

Los componentes y un método para producir la célula solar son básicamente de conformidad con los de la realización 1-1; sin embargo, a continuación se describen características particulares.

La capa 4 aislante porosa sirve como base (cara de formación) de la segunda capa 5 conductora, y una capa 3 de catalizador se forma adicionalmente sobre ésta.

Tal como se describió anteriormente, la segunda capa 5 conductora se requiere para unirse firmemente a (contactar con) la capa 4 aislante porosa y transferir uniformemente los iones entre la capa 6 semiconductora porosa y la capa 3 de catalizador a través de la capa 4 aislante porosa y la segunda capa 5 conductora. Para estos fines, se requiere asegurar un área de superficie de contacto suficiente así como tener orificios pequeños para transferir uniformemente los iones. Con el fin de formar la segunda capa 5 conductora que satisfaga estos requisitos, es importante que la superficie de película de la capa aislante porosa sirva como base de la misma.

Por consiguiente, los inventores de la presente invención han encontrado que es posible proporcionar una célula solar sensibilizada por colorante que puede producirse con un rendimiento alto con separación suprimida de la capa de catalizador y la capa conductora y ejercer eficacia de conversión alta definiendo la cara de contacto entre la capa aislante porosa y que la segunda capa conductora o la capa de catalizador tenga una forma regular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.

La idea de la presente invención es completamente diferente de la de la invención descrita en el documento de patente 5 en el que la planicidad de superficie se considera importante.

Tal como se describió anteriormente, en la célula solar de la realización 3-1, puesto que la capa 4 aislante porosa, la segunda capa 5 conductora y la capa 3 de catalizador se forman en este orden sobre la capa 6 semiconductora porosa, el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la segunda capa 5 conductora depende del coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa 4 aislante porosa.

Por tanto, es necesario controlar el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa en el momento de formación de la misma y un método de control es de conformidad con el de la realización 1-1.

Puesto que la segunda capa 5 conductora sólo se requiere para transferir electrones a la capa 3 de catalizador y para recibirlos de ésta, la existencia de orificios pequeños en la segunda capa 5 conductora no afectará al rendimiento en lo que se refiere a la estructura de la célula solar. Sin embargo, puesto que la inmersión en una disolución de colorante o la penetración con una disolución de electrolitos se lleva a cabo tras la formación de la segunda capa conductora en el procedimiento de producción de la célula solar, se promueve la penetración con la disolución de colorante y la disolución de electrolitos si existen tales orificios pequeños en la segunda capa conductora y se mejoran la adsorción del colorante en la capa semiconductora porosa y la penetración de la capa semiconductora porosa y la capa aislante porosa con la disolución de electrolitos.

Por tanto, en el caso en el que la segunda capa conductora tenga una estructura densa, la segunda capa conductora preferiblemente tiene una pluralidad de orificios pequeños para que pase el colorante y el electrolito, y el método de formación de los mismos es de conformidad con el de la realización 1-1.

En el caso de que se forme la segunda capa conductora sobre la capa aislante porosa, la forma irregular de la cara de contacto de la capa aislante porosa con la segunda capa conductora puede controlarse controlando el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa para servir como base.

Por otro lado, en el caso de que se forme la capa de catalizador sobre la capa aislante porosa como en la realización 4-1 descrita a continuación, la forma irregular de la cara de contacto de la capa aislante porosa con la capa de catalizador puede controlarse de manera similar controlando el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa.

(Realización 3-2)

La figura 7 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 3-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una pluralidad de células solares (realización 3-1) de la presente invención.

El módulo de células solares puede producirse tal como sigue.

Entre la pluralidad de las primeras capas 2 conductoras, se forma la primera capa 2 conductora en un extremo en la dirección perpendicular a las líneas 10 de trazado para que tenga una anchura menor, y no se forma ninguna célula solar sobre la primera capa 2 conductora con la anchura menor, de modo que esta primera capa 2 conductora se usa como electrodo de extracción de una segunda capa 5 de electrodo de una célula solar vecina.

A continuación, se forma una capa 6 semiconductora porosa en una posición cercana a la línea 10 de trazado sobre cada una de las primeras capas 2 conductoras, se forma una capa 4 aislante porosa sobre la capa 6 semiconductora porosa de modo que pasa sobre la línea de trazado y se forma la segunda capa 5 conductora sobre la capa 4 aislante porosa de modo que pasa sobre la primera capa 2 conductora vecina. En el caso en el que la segunda capa 5 conductora sea una película densa, se forma una pluralidad de orificios pequeños en la segunda capa 5 conductora y se forma una capa 3 de catalizador sobre la segunda capa conductora.

Posteriormente, un colorante de sensibilización se adsorbe en la capa 6 semiconductora porosa de la misma manera que en la realización 3-1.

Tras esto, se aplica un material sellante a la parte circunferencial externa de la primera capa 2 conductora y entre las regiones de formación de célula solar adyacentes sobre la primera capa 2 conductora, se coloca un elemento 8 de cobertura transparente sobre el material sellante y la capa 6 semiconductora porosa, y se cura el material sellante para formar una parte 9 sellante (también capa de aislamiento entre células).

Los métodos de formación de las capas respectivas que componen este módulo de células solares, la selección de los materiales y similares son de conformidad a los de la realización 3-1.

(Realización 4-1)

La figura 8 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de una célula solar (realización 4-1) de la presente invención.

Esta célula solar es de un tipo en el que la capa de catalizador y la segunda capa conductora están laminadas en este orden sobre la capa 4 aislante porosa de la realización 3-1, y es aproximadamente la misma que la de la realización 1-1 excepto porque la segunda capa 5 conductora se forma sobre la capa 3 de catalizador. En esta célula solar, puesto que la capa 3 de catalizador se forma sobre la capa 4 aislante porosa, el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa 4 aislante porosa es igual al coeficiente de rugosidad superficial Ra de la cara de contacto de la capa aislante porosa con la capa de catalizador.

En esta célula solar, aun cuando no hay orificios pequeños en la segunda capa conductora debido a esta estructura, básicamente no hay transferencia del electrolito (iones), y por tanto, el rendimiento no se verá afectado. Sin embargo, en el momento de la producción de la célula solar mediante penetración con el electrolito tras la formación de la segunda capa conductora, la penetración con la disolución de electrolitos está deteriorada si no hay orificios pequeños en la segunda capa conductora y la penetración de la capa semiconductora porosa y la capa aislante porosa bajo ésta con la disolución de electrolitos es a menudo insuficiente, los que da como resultado un problema de deterioro del rendimiento de la célula solar. Por tanto, incluso en esta célula solar, la segunda capa conductora tiene preferiblemente orificios pequeños.

Un método para producir la célula solar de la realización 4-1 es básicamente de conformidad con el método de producción de la realización 3-1.

(Realización 4-2)

La figura 9 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la configuración en capas de las partes principales de un módulo de células solares (realización 4-2) obtenido conectando eléctricamente en serie una

pluralidad de células solares (realización 4-1) de la presente invención.

El método para producir el módulo de células solares es el mismo que el método de producción de la realización 3-2, excepto porque se intercambiaron los órdenes de producción de la segunda capa 5 conductora y la capa 3 de catalizador en el módulo de células solares de la realización 3-2.

Ejemplos

La presente invención se describirá adicionalmente de manera específica con referencia a los ejemplos y ejemplos comparativos; sin embargo, la presente invención no debe limitarse a estos ejemplos.

El grosor y el coeficiente de rugosidad superficial Ra de cada capa en los ejemplos y ejemplos comparativos se midieron mediante un aparato de medición de la rugosidad superficial (tipo de modelo: Surfcom 1400A, fabricado por TOKYO SEIMITSU CO., LTD.) a menos que se indique lo contrario.

(Ejemplo 1-1)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 2.

Se preparó un sustrato de vidrio conductor de 70 mm x 70 mm x 4 mm de grosor obtenido formando una primera capa 2 conductora de una película de SnO2 sobre un sustrato 1 hecho de vidrio (vidrio que porta película de SnO2, producido por Nippon Sheet Glass Co., Ltd.).

Usando un láser YAG (longitud de onda básica: 1,06 μm, fabricado por Seishin Trading Co., Ltd.), se irradió la primera capa 2 conductora con un rayo láser para evaporar la película de SnO2 para formar seis líneas 10 de trazado con una anchura de 0,1 mm en un intervalo de 6 mm.

<Formación de la capa de catalizador>

Usando un aparato de serigrafía (tipo de modelo: LS-34TVA, fabricado por Newlong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) y una placa de serigrafía (siete partes de apertura de 5 mm x 50 mm), se aplicó un material de formación de catalizador (nombre comercial: Pt-Catalyst T/SP, producido por Solaronix) sobre el sustrato de vidrio conductor y se coció el recubrimiento obtenido a 450ºC durante una hora para formar capas 3 de catalizador agrupadas.

<Formación de la capa aislante porosa>

Se preparó una pasta dispersando 65 partes en peso de partículas finas de óxido de zirconio (diámetro de partícula; 100 nm, producido por C.I. Kasei Co., Ltd.) en 30 partes en peso de terpineol y mezclan adicionalmente con 5 partes en peso de etilcelulosa.

Usando un aparato de serigrafía (tipo de modelo: LS-34TVA, fabricado por Newlong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) y una placa de serigrafía (siete partes de apertura de 6 mm x 54 mm), se aplicó la pasta obtenida sobre las capas 3 de catalizador y se niveló a 25ºC durante 30 minutos.

A continuación, se secó de manera preliminar el recubrimiento obtenido a 80ºC durante 20 minutos y se coció a 450ºC durante una hora para obtener una capa 4 aislante porosa (una película de óxido de zirconio) que tiene un grosor de película de 5 μm y un coeficiente de rugosidad superficial Ra de 0,050 μm.

<Formación de la segunda capa conductora>

Se formó una película de titanio a una tasa de deposición de 5 Å/S sobre la capa 4 aislante porosa usando un aparato de deposición de vapor de haz de electrones (tipo de modelo: ei-5, fabricado por ULVAC, Inc.) y una máscara de metal (siete partes de apertura de 6,2 mm x 52 mm) para formar una segunda capa 5 conductora con un grosor de película de aproximadamente 500 nm y un coeficiente de rugosidad superficial Ra de 0,051 μm.

<Formación de la capa semiconductora porosa>

Usando un aparato de serigrafía (tipo de modelo: LS-34TVA, fabricado por Newlong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) y una placa de serigrafía (siete partes de apertura de 5 mm x 50 mm), se aplicó una pasta comercializada de óxido de titanio (nombre comercial: Ti-Nanoxide D/SP, diámetro de partícula promedio: 13 nm, producida por Solaronix) sobre la segunda capa 5 conductora y se niveló a 25ºC durante 15 minutos.

A continuación, se secó de manera preliminar el recubrimiento obtenido a 80ºC durante 20 minutos y entonces se coció a 450ºC durante una hora, y se repitió este procedimiento cinco veces para formar una capa 6 semiconductora porosa (una película de óxido de titanio) que tiene el grosor de película total de 30 μm y un coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa más externa de 0,051 μm.

<Adsorción de colorante de sensibilización>

Se obtuvo una disolución para la adsorción de colorante disolviendo un colorante de sensibilización (nombre comercial: Ruthenium 620-1H3TBA, producido por Solaronix) para que tenga una concentración de 4 x 10-4 mol/l, en un disolvente mixto de acetonitrilo (producido por Aldrich Chemical Company) y alcohol terc-butílico (producido por Aldrich Chemical Company) a una razón de volumen de 1:1.

Se sumergió el producto laminado obtenido en el procedimiento mencionado anteriormente en la disolución para la adsorción de colorante a una condición de temperatura de 40ºC durante 20 horas para adsorber el colorante de sensibilización en la capa 6 semiconductora porosa. Tras esto, se lavó el producto laminado con etanol (producido por Aldrich Chemical Company) y se secó a aproximadamente 80ºC durante aproximadamente 10 minutos.

<Preparación de electrolito>

Como especies redox, se añadieron LiI (producido por Aldrich Chemical Company) e I2 (producido por Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) como para tener concentraciones de 0,1 mol/l y 0,01 mol/l, respectivamente, en acetonitrilo que servía como disolvente, y además como aditivos, se añadieron terc-butilpiridina (TBP, producida por Aldrich Chemical Company) y yoduro de imetilpropilimidazol (DMPII, producido por Shikoku Chemicals Corporation) como para tener concentraciones de 0,5 mol/l y 0,6 mol/l, respectivamente, que se disolvieron para obtener un electrolito.

<Formación de parte sellante e inyección de electrolito>

Se aplicó un material curable por UV (n.º de modelo 31X-101 fabricado por Three Bond Co., Ltd.) a la parte circunferencial y entre las regiones de formación de célula solar sobre la primera capa 2 conductora y se unió un sustrato 8 de vidrio reforzado de 50 mm x 70 mm x 4,0 mm de grosor preparado por separado (fabricado por Asahi Glass Co., Ltd.) al sustrato 1. Se formó previamente un orificio para la inyección de electrolito en el sustrato 1. A continuación, usando una lámpara de irradiación de UV (tipo de modelo: Novacure, fabricado por EFD Corporation), se irradiaron las partes recubiertas con rayos ultravioleta para curar el material de curación por UV para formar una parte 9 sellante así como para fijar los dos sustratos 1 y 8.

A continuación, se inyectó el electrolito a través de orificio para la inyección de electrolito en el sustrato 1 y se selló el orificio para la inyección de electrolito con una resina para completar un módulo de células solares que se corresponde con el mostrado en la figura 2.

Se midieron diversas características de las células solares irradiando el módulo de células solares obtenido con luz que tiene una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM 1.5).

Además, se produjeron diez módulos de células solares de la misma manera y se observó la aparición de separación de la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora a simple vista en el momento de producción.

Se muestran los resultados obtenidos junto con los coeficientes de rugosidad superficial Ra de la segunda capa conductora y la capa aislante porosa en la tabla 1.

(Ejemplos 1-2 a 1-5)

Se produjeron módulos de células solares mostrados en la figura 2 de la misma manera que en el ejemplo 1-1, excepto porque se cambió el tiempo de nivelado tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa a 0 segundos, 20 segundos, 2 minutos y 5 minutos en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,190 μm, 0,147 μm, 0,099 μm y 0,055 μm, y se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la segunda capa conductora por consiguiente a 0,198 μm, 0,150 μm, 0,101 μm y 0,053 μm, respectivamente.

(Ejemplo comparativo 1-1)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 2 de la misma manera que en el ejemplo 1-1, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 35ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa, y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,043 μm, y por consiguiente se cambió el coeficiente de rugosidad superficial de la segunda capa conductora a 0,043 μm.

(Ejemplo comparativo 1-2)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 2 de la misma manera que en el ejemplo 1-1, excepto porque se preparó una pasta dispersando 60 partes en peso de partículas finas de óxido de zirconio (diámetro de partícula; 100 nm, producido por C.I. Kasei Co., Ltd.) en 35 partes en peso de terpineol y mezclando adicionalmente con 5 partes en peso de etilcelulosa en la formación de la capa 4 aislante porosa, así como porque se cambió el tiempo de nivelado tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa a 10 minutos, y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,036 μm, y por consiguiente se cambió el coeficiente de rugosidad superficial de la segunda capa conductora a 0,033 μm.

(Ejemplo comparativo 1-3)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 2 de la misma manera que en el ejemplo 1-1, excepto porque se preparó una pasta dispersando 60 partes en peso de partículas finas de óxido de zirconio (diámetro de partícula; 100 nm, producido por C.I. Kasei Co., Ltd.) en 35 partes en peso de terpineol y mezclando adicionalmente con 5 partes en peso de etilcelulosa (igual que en el ejemplo comparativo 1-2) en la formación de la capa 4 aislante porosa, así como porque se llevó a cabo el nivelado a 35ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa (igual que en el ejemplo comparativo 1-1), y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,026 μm, y por consiguiente se cambió el coeficiente de rugosidad superficial de la segunda capa conductora a 0,020 μm.

(Ejemplo comparativo 1-4)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 2 de la misma manera que en el ejemplo 1-1, excepto porque se usó un sustrato de vidrio conductor con el mismo tamaño (sustrato de vidrio que porta una película de SnO2, producido por Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) en lugar del sustrato 8 de vidrio reforzado (igual que en el documento de patente 5) y porque se llevó a cabo el nivelado a 35ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa (igual que en el ejemplo comparativo 1-1), y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

5 Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,043 μm, y por consiguiente se cambió el coeficiente de rugosidad superficial de la segunda capa conductora a 0,043 μm.

10 Se muestran los resultados obtenidos junto con los coeficientes de rugosidad superficial Ra de la segunda capa conductora y la capa aislante porosa en la tabla 1.

[Tabla 1]

Coeficientes de rugosidad superficial de la segunda capa conductora (capa aislante porosa ) (μm): Corriente de cortocircuito JSC (mA/cm2) Voltaje de circuito abierto Voc (V) Factor de carga FF Eficacia de conversión (%) Aparición de separación (en diez piezas)

Ejemplo 1-1: 0,051 (0,050) 2,00 4,90 0,63 6,17 0

Ejemplo 1-2: 0,198 (0,190) 1,97 4,92 0,67 6,49 0

Ejemplo 1-3: 0,150 (0,147) 2,03 4,97 0,68 6,86 0

Ejemplo 1-4: 0,101 (0,099) 2,08 4,98 0,65 6,73 0

Ejemplo 1-5: 0,053 (0,055) 2,12 4,91 0,64 6,67 0

Ejemplo comparativo 1-1: 0,043 (0,043) 2,00 4,89 0,59 5,77 3

Ejemplo comparativo 1-2: 0,033 (0,036) 1,98 4,92 0,58 5,65 5

Ejemplo comparativo 1-3: 0,020 (0,026) 1,98 4,98 0,55 5,42 5

Ejemplo comparativo 1-4: 0,043 (0,043) 1,71 4,97 0,59 5,02 4

15 (Ejemplo 1-6)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 4 de la misma manera que en el ejemplo 1-1, excepto porque se intercambiaron los órdenes de formación de la segunda capa 5 conductora y la capa 6 semiconductora porosa, y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

El coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa era de 0,051 μm.

20 Además, se produjeron diez módulos de células solares de la misma manera y se observó la aparición de separación de la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora a simple vista en el momento de producción.

Se muestran los resultados obtenidos junto con el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa en la tabla 2.

25 (Ejemplos 1-7 a 1-10)

Se produjeron módulos de células solares mostrados en la figura 4 de la misma manera que en el ejemplo 1-6, excepto porque se cambió el tiempo de nivelado tras la aplicación de la pasta para la capa semiconductora porosa a 0 segundos, 30 segundos, 2 minutos y 5 minutos en la formación de la capa 6 semiconductora porosa, y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

30 Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa a 0,240 μm, 0,170 μm, 0,104 μm y 0,086 μm.

Se muestran los resultados obtenidos junto con los coeficientes de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa en la tabla 2.

(Ejemplo comparativo 1-5)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 4 de la misma manera que en el ejemplo 1-6, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 30ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa semiconductora porosa en la formación de la capa 6 semiconductora porosa, y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

El coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa era de 0,040 μm.

Se muestran los resultados obtenidos junto con el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa en la tabla 2.

(Ejemplo comparativo 1-6)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 4 de la misma manera que en el ejemplo 1-6, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 35ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa semiconductora porosa en la formación de la capa 6 semiconductora porosa, y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

El coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa era de 0,030 μm.

(Ejemplo comparativo 1-7)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 4 de la misma manera que en el ejemplo 1-6, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 40ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa semiconductora porosa en la formación de la capa 6 semiconductora porosa, y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

El coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa era de 0,031 μm.

[Tabla 2]

Coeficientes de rugosidad superficial de la capa semiconductora porosa (μm): Corriente de cortocircuit o JSC (mA/cm2) Voltaje de circuito abierto Voc (V) Factor de carga FF Eficacia de conversión (%) Aparición de separación (en diez piezas)

Ejemplo 1-6: 0,051 1,84 4,99 0,69 6,34 0

Ejemplo 1-7: 0,240 1,85 4,96 0,67 6,15 0

Ejemplo 1-8: 0,170 1,89 4,97 0,68 6,39 0

Ejemplo 1-9: 0,104 1,90 4,93 0,66 6,18 0

Ejemplo 1-10: 0,086 1,91 4,90 0,64 6,00 0

Ejemplo comparativo 1-5: 0,040 1,88 4,89 0,60 5,52 2

Ejemplo comparativo 1-6: 0,030 1,89 4,91 0,59 5,48 3

Ejemplo comparativo 1-7: 0,031 1,90 4,91 0,58 5,41 4

La figura 5 muestra las relaciones del coeficiente de rugosidad superficial y FF de los módulos de células solares de 5 los ejemplos 1-1 a 1-5 y los ejemplos comparativos 1-1 a 1-4, así como de los módulos de células solares de los ejemplos 1-5 a 1-10 y los ejemplos comparativos 1-5 a 1-7.

En la figura, “o” muestra los resultados de los primeros; es decir, puntos del coeficiente de rugosidad superficial de la segunda capa conductora y FF, y “0” muestra los resultados de los últimos; es decir, puntos del coeficiente de rugosidad superficial de la capa semiconductora porosa y FF.

10 Según la figura 5, hay un punto de flexión de FF cerca del coeficiente de rugosidad superficial de 0,05 μm, que implica que el coeficiente de rugosidad superficial de la cara de contacto entre la capa semiconductora porosa y la segunda capa conductora está aumentado, el área de superficie de contacto de la cara de contacto de transferencia de electrones está aumentada y la resistencia está reducida.

En general, en el caso en el que se forme un producto laminado, con el fin de mantener el estado de contacto de las

15 capas respectivas constante y de manera estable desde las capas, se hace plana la superficie de la capa que va a laminarse. Por el contrario, en la presente invención, se encontró que puede producirse una célula solar de manera estable con el rendimiento mejorado haciendo rugosa en cierta medida la superficie de una capa que va a laminarse.

(Ejemplo 2-1)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 7.

20 Se preparó un sustrato de vidrio conductor de 70 mm x 70 mm x 4 mm de grosor obtenido formando una primera capa 2 conductora hecha de una película de SnO2 sobre un sustrato 1 hecho de vidrio (sustrato de vidrio que porta una película de SnO2, producido por Nippon Sheet Glass Co., Ltd.).

Usando un láser YAG (longitud de onda básica: 1,06 μm, fabricado por Seishin Trading Co., Ltd.), se irradió la

25 primera capa 2 conductora con un rayo láser para evaporar la película de SnO2 para formar seis líneas 10 de trazado con una anchura de 0,1 mm en un intervalo de 6 mm.

<Formación de la capa semiconductora porosa>

Usando un aparato de serigrafía (tipo de modelo: LS-34TVA, fabricado por Newlong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) y una placa de serigrafía (siete partes de apertura de 5 mm x 50 mm), se aplicó una pasta comercializada de óxido de

30 titanio (nombre comercial: Ti-Nanoxide D/SP, diámetro de partícula promedio: 13 nm, producida por Solaronix) sobre la primera capa 2 conductora y se niveló a 25ºC durante 15 minutos.

A continuación, se secó de manera preliminar el recubrimiento obtenido a 80ºC durante 20 minutos y entonces se coció a 450ºC durante una hora, y se repitió este procedimiento 5 veces para formar una capa 6 semiconductora porosa (una película de óxido de titanio) que tiene el grosor de película total de 30 μm y un coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa más externa de 0,051 μm.

<Formación de la capa aislante porosa>

Se preparó una pasta dispersando 65 partes en peso de partículas finas de óxido de zirconio (diámetro de partícula; 100 nm, producido por C.I. Kasei Co., Ltd.) en 30 partes en peso de terpineol y mezclando adicionalmente con 5 partes en peso de etilcelulosa.

Usando un aparato de serigrafía (tipo de modelo: LS-34TVA, fabricado por Newlong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) y una placa de serigrafía (siete partes de apertura de 6 mm 3 54 mm), se aplicó la pasta obtenida sobre la capa 6 semiconductora porosa y se niveló a 25ºC durante 30 minutos.

<Formación de la segunda capa conductora>

Se formó una película de titanio a una tasa de deposición de 5 Å/S sobre la capa 4 aislante porosa usando un aparato de deposición de vapor de haz de electrones (tipo de modelo: ei-5, fabricado por ULVAC, Inc.) y una máscara de metal (siete partes de apertura de 5,8 mm x 52 mm) para formar una segunda capa 5 conductora con un grosor de película de aproximadamente 500 nm.

<Formación de la capa de catalizador>

Usando un aparato de serigrafía (tipo de modelo: LS-34TVA, fabricado por Newlong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) y una placa de serigrafía (siete partes de apertura de 5 mm 3 50 mm), se aplicó un material de formación de catalizador (nombre comercial: Pt-Catalyst T/SP, producido por Solaronix) sobre la segunda capa 5 conductora y se coció el recubrimiento obtenido a 450ºC durante una hora para formar una capa 3 de catalizador.

<Adsorción de colorante de sensibilización>

Se obtuvo una disolución para la adsorción de colorante disolviendo un colorante de sensibilización (nombre comercial: Ruthenium 620-1H3TBA, producido por Solaronix) para que tuviera una concentración de 4 x 10-4 mol/l en un disolvente mixto de acetonitrilo (producido por Aldrich Chemical Company) y alcohol terc-butílico (producido por Aldrich Chemical Company) a una razón de volumen de 1:1.

Se sumergió un producto laminado obtenido en el procedimiento mencionado anteriormente en la disolución para la adsorción de colorante a una condición de temperatura de 40ºC durante 20 horas para adsorber el colorante de sensibilización en la capa 6 semiconductora porosa. Tras esto, se lavó el producto laminado con etanol (producido por Aldrich Chemical Company) y se secó a aproximadamente 80ºC durante aproximadamente 10 minutos.

<Preparación del electrolito>

Como especies redox, se añadieron LiI (producido por Aldrich Chemical Company) y I2 (producido por Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) como para tener concentraciones de 0,1 mol/l y 0,01 mol/l, respectivamente, en acetonitrilo como disolvente, y además como aditivos, se añadieron terc-butilpiridina (TBP, producida por Aldrich Chemical Company) y yoduro de dimetilpropilimidazol (DMPII, producido por Shikoku Chemicals Corporation) como para tener concentraciones de 0,5 mol/l y 0,6 mol/l, respectivamente, que se disolvieron para obtener un electrolito.

<Formación de parte sellante e inyección de electrolito>

Se aplicó un material curable por UV (n.º de modelo 31X-101 fabricado por Three Bond Co., Ltd.) a la parte circunferencial y entre las regiones de formación de célula solar sobre la primera capa 2 conductora, y se unió un elemento 8 de cobertura hecho de vidrio sódico-cálcico de 50 mm x 70 mm x 1 mm de grosor preparado por separado al sustrato 1. Se formó previamente un orificio para la inyección de electrolito en el elemento 8 de cobertura. A continuación, usando una lámpara de irradiación de UV (tipo de modelo: Novacure, fabricada por EFD Corporation), se irradió la parte recubierta con rayos ultravioleta para curar el material de curación por UV y para formar una parte 9 sellante así como para fijar los dos sustratos 1 y 8.

A continuación, se inyectó el electrolito a través del orificio para la inyección de electrolito en el elemento 8 de cobertura, y se selló el orificio para la inyección de electrolito con una resina para completar un módulo de células solares que se corresponde con el mostrado en la figura 7.

Además, se produjeron diez módulos de células solares de la misma manera y se observó la aparición de separación de la segunda capa conductora y la capa de catalizador a simple vista en el momento de la producción.

Se muestran los resultados obtenidos junto con el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa en la tabla 3.

(Ejemplos 2-2 a 2-5)

Se produjeron módulos de células solares mostrados en la figura 7 de la misma manera que en el ejemplo 2-1, excepto porque se cambió el tiempo de nivelado tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa a 0 segundos, 20 segundos, 2 minutos y 5 minutos en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,190 μm, 0,147 μm, 0,099 μm y 0,055 μm.

Se muestran los resultados obtenidos junto con los coeficientes de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa en la tabla 3.

(Ejemplo 2-6)

Se produjo un módulo de células solares con una estructura tal como se muestra en la figura 7 de la misma manera que en el ejemplo 2-1, excepto porque se usó una pasta obtenida dispersando 65 partes en peso de partículas finas de óxido de zirconio en 28 partes en peso de terpineol y mezclando adicionalmente con 7 partes en peso de etilcelulosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y porque se llevó a cabo el nivelado a 30ºC durante 3 minutos tras la serigrafía y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,300 μm.

(Ejemplo comparativo 2-1)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 7 de la misma manera que en el ejemplo 2-1, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 30ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,043 μm.

(Ejemplo comparativo 2-2)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 7 de la misma manera que en el ejemplo 2-1, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 35ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

5 Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,036 μm.

10 (Ejemplo comparativo 2-3)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 7 de la misma manera que en el ejemplo 2-1, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 25ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

15 Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,320 μm.

20 [Tabla 3]

Coeficientes de rugosidad superficial de la capa aislante porosa (μm): Corriente de cortocircuito JSC (mA/cm2) Voltaje de circuito abierto Voc (V) Factor de carga FF Eficacia de conversión (%) Aparición de separación (en diez piezas)

Ejemplo 2-1: 0,050 1,97 4,91 0,62 6,00 0

Ejemplo 2-2: 0,190 1,98 4,93 0,65 6,34 0

Ejemplo 2-3: 0,147 2,02 4,94 0,66 6,59 0

Ejemplo 2-4: 0,099 2,05 4,95 0,63 6,39 0

Ejemplo 2-5: 0,055 1,99 4,92 0,62 6,07 0

Ejemplo 2-6: 0,300 1,99 4,91 0,62 6,05 0

Ejemplo comparativo 2-1: 0,043 1,98 4,90 0,61 5,91 3

Ejemplo comparativo 2-2: 0,036 1,96 4,92 0,61 5,88 5

Ejemplo comparativo 2-3: 0,320 1,97 4,91 0,55 5,32 0

(Ejemplo 2-7)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 9 de la misma manera que en el ejemplo 2-1, excepto 25 porque se intercambiaron los órdenes de formación de la segunda capa 5 conductora y la capa 3 de catalizador y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

El coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa era de 0,050 μm.

Se muestran los resultados obtenidos junto con el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa en la tabla 4.

(Ejemplos 2-8 a 2-11)

Se produjeron módulos de células solares mostrados en la figura 9 de la misma manera que en el ejemplo 2-7, excepto porque se cambió el tiempo de nivelado tras la aplicación de la pasta para la capa semiconductora porosa a 0 segundos, 20 segundos, 2 minutos y 5 minutos en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa semiconductora porosa a 0,190 μm, 0,147 μm, 0,099 μm y 0,055 μm.

Se muestran los resultados obtenidos junto con los coeficientes de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa en la tabla 4.

(Ejemplo 2-12)

Se produjo un módulo de células solares con una estructura tal como se muestra en la figura 9 de la misma manera que en el ejemplo 2-7, excepto porque se usó una pasta obtenida dispersando 65 partes en peso de partículas finas de óxido de zirconio en 28 partes en peso de terpineol y mezclando adicionalmente con 7 partes en peso de etilcelulosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y porque se llevó a cabo el nivelado a 30ºC durante 3 minutos tras la serigrafía y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

(Ejemplo comparativo 2-4)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 9 de la misma manera que en el ejemplo 2-7, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 30ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

(Ejemplo comparativo 2-5)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 9 de la misma manera que en el ejemplo 2-7, excepto porque se llevó a cabo el nivelado a 35ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,036 μm.

(Ejemplo comparativo 2-6)

Se produjo un módulo de células solares mostrado en la figura 9 de la misma manera que en el ejemplo 2-7, excepto

5 porque se llevó a cabo el nivelado a 25ºC durante 10 minutos tras la aplicación de la pasta para la capa aislante porosa en la formación de la capa 4 aislante porosa y se midieron las diversas características de las células solares de los mismos.

Se cambió el coeficiente de rugosidad superficial Ra de la capa aislante porosa a 0,320 μm.

Además, se produjeron diez módulos de células solares de la misma manera y se observó la aparición de 10 separación de la segunda capa conductora y la capa de catalizador a simple vista en el momento de la producción.

[Tabla 4]

Ejemplo 2-7: 0,050 1,98 4,91 0,63 6,12 0

Ejemplo 2-8: 0,190 1,98 4,93 0,67 6,54 0

Ejemplo 2-9: 0,147 2,03 4,94 0,68 6,82 0

Ejemplo 2-10: 0,099 2,06 4,93 0,64 6,50 0

Ejemplo 2-11: 0,055 2,01 4,93 0,63 6,24 0

Ejemplo 2-12: 0,300 2,00 4,91 0,63 6,18 0

Ejemplo comparativo 2-4: 0,043 2,00 4,90 0,61 5,98 2

Ejemplo comparativo 2-5: 0,036 1,98 4,92 0,61 5,93 5

Ejemplo comparativo 2-6: 0,320 1,98 4,91 0,56 5,46 0

15 Según los resultados de la tabla 3 y la tabla 4, puede entenderse que un módulo de células solares que tiene una forma irregular de la cara de contacto entre la capa aislante porosa y la segunda capa conductora o la capa de catalizador con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm ejerce eficacia de conversión alta, y no tiene separación de la capa de catalizador y la capa conductora, y puede producirse con un

20 rendimiento alto.

Descripción de los números de referencia

1.: Sustrato

2.: Primera capa conductora

3.: Capa de catalizador

25 4. Capa aislante porosa

5.: Segunda capa conductora

6.: Capa semiconductora porosa

7.: Electrolito

8.: Elemento de cobertura (elemento de cobertura translúcido, vidrio reforzado)

9.: Parte sellante (capa de aislamiento entre células)

10.: Línea de trazado

A. Sustrato conductor

Claims

REIVINDICACIONES

1. Célula solar sensibilizada por colorante que comprende al menos

una capa (3) de catalizador;

una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior;

una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; y

una segunda capa (5) conductora laminada sobre una primera capa (2) conductora, en la que

la célula solar sensibilizada por colorante tiene

una estructura formada laminando al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; y una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior en este orden sobre una primera capa (2) conductora, y laminando una segunda capa (5) conductora entre la capa aislante porosa y la capa semiconductora porosa;

una estructura formada laminando al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; y una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior en este orden sobre una primera capa (2) conductora, y laminando adicionalmente una segunda capa (5) conductora sobre la capa semiconductora porosa;

una estructura formada laminando al menos una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito

(7)

en el interior; una segunda capa (5) conductora; y una capa (3) de catalizador sobre una primera capa (2) conductora, y laminando la capa (4) aislante porosa; la segunda capa (5) conductora; y la capa (3) de catalizador en este orden; o

una estructura formada laminando al menos una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito

(7)

en el interior; una segunda capa (5) conductora; y una capa (3) de catalizador sobre una primera capa conductora, y laminando la capa (4) aislante porosa; la capa (3) de catalizador; y la segunda capa (5) conductora en este orden;

caracterizada porque una cara de contacto entre la capa (4) aislante porosa o la capa (6) semiconductora porosa y la capa (3) de catalizador o la segunda capa (5) conductora laminadas adyacentes entre sí tiene una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.
2.

Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 1, en la que al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; y una segunda capa (5) conductora están laminadas sobre una primera capa (2) conductora, y la capa (6) semiconductora porosa y la segunda capa (5) conductora están laminadas adyacentes entre sí y una cara de contacto entre la capa (6) semiconductora porosa y la segunda capa (5) conductora tiene una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.
3.

Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 2, en la que al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; y una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior están laminadas sobre una primera capa (2) conductora en este orden, y la segunda capa (5) conductora está laminada entre la capa (4) aislante porosa y la capa (6) semiconductora porosa.
4.

Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 2, en la que al menos una capa (3) de catalizador; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; y una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior están laminadas sobre una primera capa (2) conductora en este orden, y además una segunda capa (5) conductora está laminada sobre la capa

(6) semiconductora porosa.
5. Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 1, en la que al menos una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; una segunda capa (5) conductora; y una capa (3) de catalizador están laminadas sobre una primera capa (2) conductora, y la capa (4) aislante porosa y o bien la segunda capa (5) conductora o bien la capa (3) de catalizador están laminadas adyacentes entre sí y una cara de contacto entre la capa (4) aislante porosa y la segunda capa (5) conductora o la capa (3) de catalizador tiene

5 una forma irregular con un coeficiente de rugosidad superficial Ra en un intervalo de 0,05 a 0,3 μm.
6. Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 5, en la que al menos una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito en el interior; una segunda capa (5) conductora; y una capa

(3) de catalizador están laminadas sobre una primera capa (2) conductora, y la capa (4) aislante porosa; la segunda 10 capa (5) conductora; y la capa (3) de catalizador están laminadas en este orden.
7. Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 5, en la que al menos una capa (6) semiconductora porosa que adsorbe un colorante de sensibilización y que contiene un electrolito (7) en el interior; una capa (4) aislante porosa que contiene un electrolito (7) en el interior; una segunda capa (5) conductora; y una capa (3) de catalizador están laminadas sobre una primera capa (2) conductora, y la capa (4) aislante porosa; la

15 capa (3) de catalizador; y la segunda capa (5) conductora están laminadas en este orden.
8.

Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 1, en la que la primera capa (2) conductora y la segunda capa (5) conductora están hechas de material de metal o de material de óxido de metal.
9.

Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 8, en la que el material de metal es titanio, níquel y tantalio.

20 10. Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 8, en la que el material de óxido de metal es óxido de estaño, óxido de estaño dopado con flúor, óxido de cinc, óxido de indio u óxido compuesto de indio-estaño.
11. Célula solar sensibilizada por colorante según la reivindicación 1, en la que la segunda capa (5) conductora tiene una pluralidad de orificios pequeños para que pase el electrolito (7); o el colorante y el electrolito.
12. Módulo de células solares sensibilizada por colorante que comprende dos o más de las células solares 25 sensibilizadas por colorante según la reivindicación 1 conectadas eléctricamente en serie.