ES2555205T3

ES2555205T3 - Módulo de célula solar fotosensibilizada y método para la fabricación del mismo

Info

Publication number: ES2555205T3
Application number: ES08858526.0T
Authority: ES
Inventors: Atsushi Fukui; Nobuhiro Fuke; Ryohsuke Yamanaka; Liyuan Han
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2015-12-29
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: EP2224534A1; EP2224534A4; EP2897144A1; US20110023932A1; WO2009075229A1; EP2224534B1; JPWO2009075229A1; JP5377327B2; EP2897144B1

Abstract

Un módulo de célula solar fotosensibilizada que incluye una pluralidad de células solares fotosensibilizadas cada una de las cuales comprende un sustrato conductor (A) que incluye una capa conductora (2), una línea de rayado (10) y un electrodo de extracción (2a), en el que la línea de rayado (10) está interpuesta entre la capa conductora (2) y el electrodo de extracción (2a), estando situado el sustrato conductor (A) sobre un lado opuesto a un lado receptor de luz, y una capa de catalizador (3), una capa aislante porosa (4) que contiene internamente un electrolito, una capa semiconductora porosa (6) con un fotosensibilizador adsorbido sobre la misma, que contiene internamente el electrolito, y un miembro de cubierta translúcida (7) situado sobre el lado receptor de luz y laminados directamente en este orden sobre la capa conductora (2), en el que la capa semiconductora porosa (6) de una célula solar fotosensibilizada está conectada eléctrica y directamente a la capa conductora (2) de la otra célula solar fotosensibilizada adyacente, en el que la capa semiconductora porosa (6), en un lado de la célula, llega hasta el electrodo de extracción (2a) de la célula vecina y la línea de rayado (10) está cargada con la capa aislante porosa (4) que llega hasta el sustrato (1) en el mismo lado que en el que la capa semiconductora porosa (6) llega hasta la capa conductora (2), consiguiendo de esta manera una conexión eléctrica de la pluralidad de células solares fotosensibilizadas en serie.

Description

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DESCRIPCION

Modulo de celula solar fotosensibilizada y metodo para la fabricacion del mismo Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un modulo de celula solar fotosensibilizada y a un metodo de produccion para el mismo.

Mas especlficamente, la presente invencion se refiere a un modulo de celula solar fotosensibilizada que contiene celulas solares fotosensibilizadas con caracterlsticas mejoradas y un peso reducido.

Tecnica anterior

Una celula solar para convertir la luz del sol en energla electrica ha atraldo la atencion como fuente de energla para reemplazar a los combustibles fosiles. Actualmente, las celulas solares que usan un sustrato de silicio cristalino y las celulas solares de silicio de pellcula fina se utilizan en la practica. Sin embargo, las primeras tienen un problema de que el coste de produccion para el sustrato de silicio es alto, mientras que las ultimas tienen un problema de que el coste de produccion sube por razones de que es necesario usar muchas clases de gases para la produccion de semiconductores y dispositivos complicados. De esta manera, se han realizado esfuerzos por reducir el coste para la generacion de energla electrica producida consiguiendo mayor eficacia en la conversion fotoelectrica en cualquiera de las celulas solares, pero los problemas mencionados anteriormente aun no se han resuelto.

Se ha propuesto una celula solar humeda que aplica transferencia de electrones fotoinducida de un complejo metalico como una celula solar de un nuevo tipo (por ejemplo, hagase referencia al Documento de Patente 1).

Esta celula solar humeda tiene una estructura tal que una capa de conversion fotoelectrica, a la que se proporciona un espectro de absorcion en un intervalo de luz visible haciendo que un colorante fotosensibilizado adsorbido, y una capa de electrolito se mantengan entre los electrodos de dos sustratos de vidrio con los electrodos formados sobre las superficies de los mismos. Cuando esta celula solar humeda se irradia con luz desde un lado del electrodo transparente, se generan electrones en la capa de conversion fotoelectrica, los electrones generados se mueven desde un electrodo hasta un electrodo opuesto a traves de un circuito electrico externo y los electrones que se mueven se transportan mediante iones en el electrolito para volver a la capa de conversion fotoelectrica. Se capta una energla electrica por repeticion de tal transferencia de electrones.

Sin embargo, la estructura basica de la celula solar sensibilizada con colorante descrita en el Documento de Patente 1 es una estructura tal que se inyecta una solucion electrolltica entre los electrodos de dos sustratos de vidrio, de manera que es posible la fabricacion de ensayo de una celula solar de area pequena, pero la aplicacion a una celula solar de area grande, tal como una que tiene un tamano de un metro cuadrado, es diflcil. Es decir, cuando un area de una celula solar aumenta, la corriente generada aumenta en proporcion al area, pero la resistencia en una direccion en el plano del electrodo transparente aumenta y una resistencia electrica en serie interna de la celula solar aumenta de acuerdo con la misma. Como resultado, se causa un problema de que un factor de carga (FF) y una corriente de cortocircuito en las caracterlsticas de corriente-tension durante la conversion fotoelectrica disminuyen y una eficacia de conversion fotoelectrica disminuye.

Despues, para resolver los problemas mencionados anteriormente, se ha propuesto un modulo de celula solar sensibilizada con colorante en el que una pluralidad de las celulas solares sensibilizadas con colorante se conectan en serie. En este modulo de celula solar sensibilizada con colorante, un electrodo de la celula solar (capa conductora) y un electrodo de la celula solar adyacente (contra electrodo) estan conectados electricamente (por ejemplo, hagase referencia a los Documentos de Patente 2 a 4).

En las celulas solares sensibilizadas con colorante de los Documentos de Patente 1 a 4, se usa un sustrato de vidrio conductor (CCO) en un lado de incidencia de luz, y se provoca la reflexion y absorcion de la luz en el vidrio y la capa conductora transparente, de manera que hay un problema de que se pierde una cantidad de luz incidente en una porcion de generacion de energla electrica. Despues, se ha propuesto una celula solar sensibilizada con colorante en la que la cantidad de luz incidente en la porcion de generacion de energla electrica aumenta disponiendo un colector de corriente sobre un lado de la capa de electrolito de una capa semiconductora porosa (por ejemplo, hagase referencia al Documento de Patente 5).

Documento de patente 1: Patente Japonesa n.° 2664194

Documento de patente 2: Publicacion de Patente No Examinada Japonesa n.° 11-514787

Documento de patente 3: Publicacion de Patente No Examinada Japonesa n.° 2001-357897

Documento de patente 4: Publicacion de Patente No Examinada Japonesa n.° 2002-367686

Documento de patente 5: Publicacion de Patente No Examinada Japonesa n.° 2003-187883

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El documento US 2006/0289056 A1 se refiere a una celula solar sensibilizada con colorante que incluye un primer sustrato que tiene una propiedad de transmision de luz, un electrodo semiconductor que contiene un colorante de sensibilizacion y un intervalo con una primera superficie del mismo orientada hacia el primer sustrato, un primer electrodo colector dispuesto sobre una segunda superficie del electrodo semiconductor, una capa aislante dispuesta en contacto con el primer electrodo colector, una capa de electrodo catalltico dispuesta con una primera superficie del mismo orientada hacia la capa aislante, un segundo sustrato dispuesto sobre una segunda superficie de la capa de electrodo catalltico y un material de electrolito incorporado en el electrodo semiconductor, el primer electrodo colector y la capa aislante.

Fuke N. et al. (Japanese Journal of Applied Physics, 2007, pag. L420 - L422) divulgan una estructura para celulas solares sensibilizadas con colorante en las que el oxido conductor transparente se omite y el catodo esta localizado en el lado opuesto de la superficie de la pellcula de dioxido de titanio del lado de irradiacion de luz.

Han L. et al. en Photovoltaic Energy Conversion, Conference Record of the 2006 IEEE 4th World Conference, pag. 179 - 182, divulgan celulas y modulos solares sensibilizados con colorante altamente eficaces.

Divulgacion de la invencion

Problemas que debe resolver la invencion

En las celulas solares sensibilizadas con colorante de los Documentos de Patente 1 a 4, se usa la celula solar sensibilizada con colorante que tiene una perdida de la cantidad de luz incidente por el vidrio y la capa conductora transparente como se ha descrito anteriormente as! como un vidrio templado 7 como se muestra en la Figura 7 para mantener la resistencia en el caso de colocar la celula solar sensibilizada con colorante sobre un tejado de una casa normal para colocacion en el exterior (para una fuente de energla domestica).

Esta celula solar sensibilizada con colorante tiene una estructura tal que una capa semiconductora porosa 16 con el colorante de sensibilizacion adsorbido, una capa aislante porosa 14, una capa de catalizador 13, una capa conductora 15 y un miembro de cubierta 19 se laminan en este orden sobre un sustrato de vidrio 11 interponiendo una capa conductora transparente 12, una circunferencia externa del laminado se sella con un miembro de sellado, el interior del laminado se carga con un electrolito, y el vidrio templado 17 se pega sobre un lado de la superficie receptora de luz del sustrato de vidrio 11.

En la produccion de esta celula solar sensibilizada con colorante, la capa semiconductora porosa 16 y la capa aislante porosa 14 se forman aplicando una temperatura igual a o mayor que la temperatura resistente al calor (300 °C a 400 °C) del vidrio templado 17, de manera que las capas no pueden formarse directamente sobre el vidrio templado 17 y el sustrato de vidrio 11 con una temperatura altamente resistente al calor no puede omitirse. De esta manera, hay un problema de que no solo se provoca la perdida de luz incidente debido a las dos placas de vidrio del vidrio templado 17 y el sustrato de vidrio 11, sino que tambien el peso total de la celula solar resulta pesado.

Ademas, en el caso de formar la capa de catalizador 13 por impresion serigrafica, los diametros de partlcula de un material en forma de partlculas de la capa aislante porosa 14 y un material en forma de partlculas de la capa de catalizador 13 tienen que ajustarse para evitar que el material en forma de partlculas de la capa de catalizador 13 penetre en la capa aislante porosa 14 para fijarse a la capa semiconductora porosa 16.

La celula solar sensibilizada con colorante del Documento de Patente 5 tiene el problema mencionado anteriormente de que es necesario colocar un vidrio templado sobre el sustrato transparente en el caso de colocar la celula solar en el exterior por la razon de que la capa semiconductora porosa se lamina sobre el sustrato transparente, y el proceso de produccion se hace complicado por la razon de que el lado de la capa semiconductora porosa y el lado de la capa de catalizador se forman en sustratos diferentes y se pegan juntos para la produccion.

La transmitancia de luz del sustrato de vidrio conductor (TCO) usado en los Documentos de Patente 1 a 4 en el lado de incidencia de luz esta en un lado de longitud de onda mayor que 300 nm y, por lo tanto, en el caso de usar un elemento de fotosensibilizacion (punto cuantico) de un material inorganico, y un problema de que la transmitancia de luz es pequena a una longitud de onda de absorcion de luz del punto cuantico de 250 nm a 300 nm, de manera que una accion de fotosensibilizacion del material inorganico no se utiliza eficazmente.

La presente invencion se ha realizado en vista de los problemas mencionados anteriormente, y se pretende proporcionar un modulo de celula solar fotosensibilizada que contiene celulas solares fotosensibilizadas, que pueden colocarse en el exterior, son de peso reducido y caracterlsticas mejoradas y pueden producirse facilmente, y un metodo de produccion del mismo.

Esto se consigue mediante la materia objeto de las reivindicaciones independientes.

La presente invencion produce los siguientes efectos:

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(1) Una pellcula conductora transparente no existe sobre el lado de la superficie receptora de luz de la capa semiconductora porosa como un elemento de generacion electrico, de manera que no se provoca perdida de incidencia de luz debido a la pellcula conductora transparente y la corriente de cortocircuito aumenta para mejorar la eficacia de conversion. En particular, en el caso de usar un elemento de fotosensibilizacion (punto cuantico) de un material inorganico que contiene al menos uno de Cd, Pb, Sb, In, Ga, S, Se y As, la longitud de onda de absorcion de luz del punto cuantico es de 250 nm a 300 nm, de manera que la corriente del cortocircuito mejora en gran medida en comparacion con el caso de usar el sustrato de vidrio conductor (TCO) para transmitir la luz sobre el lado de longitud de onda mas larga de 300 nm.

(2) El elemento se forma sobre el sustrato en un lado de la superficie no receptora de luz en la estructura de la presente invencion, de manera que pueden usarse diversos materiales para el miembro de cubierta translucida en el lado de la superficie receptora de luz. Por lo tanto, en el caso de colocar la celula solar fotosensibilizada (o el modulo para la misma) sobre el tejado de una casa normal para colocacion en el exterior (para una fuente de alimentacion domestica), puede usarse vidrio templado como el miembro de cubierta translucida. Por consiguiente, a diferencia de lo que se muestra en la estructura convencional (hagase referencia a la Figura 7), no es necesario colocar el vidrio templado por separado sobre el lado de la superficie receptora de luz del sustrato para formar el elemento, de manera que no se provoca perdida de incidencia de luz debido a los dos sustratos de vidrio y la corriente de cortocircuito aumenta mas para permitir una reduccion en el peso y una reduccion en los costes para la celula solar fotosensibilizada (o el modulo de la misma).

(3) En la estructura convencional (hagase referencia a la Figura 7), la capa de catalizador se forma sobre la capa aislante porosa, de manera que tienen que tomarse medidas para evitar que el material catalltico se fije a la capa semiconductora porosa; sin embargo, el material catalltico se forma directamente sobre el sustrato conductor en la estructura de la presente invencion (hagase referencia a la Figura 4), de manera que puede usarse cualquier material catalltico siempre y cuando se una al sustrato conductor.

(4) Puede usarse un sustrato obtenido formando una pellcula metalica que no presenta corrosividad a una solucion electrolltica, tal como una preparada de titanio, nlquel o tantalio sobre un sustrato aislante barato (tal como un sustrato ceramico) como el sustrato conductor en lugar del vidrio FTO caro, con una pellcula conductora transparente formada sobre un sustrato de vidrio, de manera que puede pretenderse una reduccion adicional en los costes para la celula solar fotosensibilizada (o el modulo de la misma).

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra la estructura 1-1 de la celula solar fotosensibilizada.

La Figura 2 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra un modulo de celula solar en el que una pluralidad de celulas solares de la estructura 1-1 estan conectadas electricamente en serie.

La Figura 3 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una porcion de conexion de dos celulas solares en el modulo de celula solar de la Figura 2.

La Figura 4 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra la realizacion 2-1 de la celula solar fotosensibilizada de la presente invencion.

La Figura 5 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra un modulo de celula solar en el que una pluralidad de las celulas solares de la realizacion 2-1 estan conectadas electricamente en serie.

La Figura 6 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una porcion de conexion de dos celulas solares en el modulo de celula solar de la Figura 5.

La Figura 7 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una celula solar fotosensibilizada convencional.

La Figura 8 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra un modulo de celula solar en el que una pluralidad de celulas solares convencionales estan conectadas electricamente en serie.

La Figura 9 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una porcion de conexion de dos celulas solares en el modulo de celula solar de la Figura 8.

Descripcion de los numeros de referencia

1 sustrato

2 primera capa conductora 2a electrodo de extraction

3 capa de catalizador

4 capa aislante porosa

5 segunda capa conductora

6 capa semiconductora porosa

7 miembro de cubierta translucida (vidrio templado)

8 miembro de sellado (capa aislante entre celulas)

A sustrato conductor

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Mejor modo para realizar la invencion

En la celula solar fotosensibilizada usada en el modulo de la presente invencion al menos una capa de catalizador, una capa aislante porosa que contiene internamente un electrolito, una capa semiconductora porosa con un fotosensibilizador adsorbido sobre la misma, que contiene internamente el electrolito y un miembro de cubierta translucida se laminan en este orden sobre un sustrato conductor.

Es decir, esta celula solar fotosensibilizada esta caracterizada principalmente por no contener una capa conductora transparente sobre el lado de la superficie receptora de luz de la capa semiconductora porosa.

En la celula solar fotosensibilizada que no tiene una capa conductora entre la capa aislante porosa y la capa semiconductora porosa, la capa semiconductora porosa sirve como el electrodo negativo y el sustrato conductor sirve como el electrodo positivo. Esta estructura puede aplicarse en un caso donde la resistencia electrica de la capa semiconductora porosa sea baja o la longitud de la capa semiconductora porosa en la direccion de una conexion en serie de las celulas solares sea corta.

Las estructuras y realizaciones de los dos tipos mencionados anteriormente de celulas solares fotosensibilizadas y el modulo de celula solar fotosensibilizada que usa la celula solar fotosensibilizada de cada tipo se describen a continuacion en este documento con referencia a los dibujos. Las siguientes realizaciones son ejemplos y pueden realizarse diversas realizaciones dentro del alcance de la presente invencion.

(Estructura 1-1 que representa la tecnica anterior para comprender la invencion)

La Figura 1 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra la estructura 1-1 de la celula solar fotosensibilizada de la presente invencion. Esta celula solar fotosensibilizada de la estructura 1-1 (ocasionalmente abreviada como celula solar en lo sucesivo en este documento) es de un tipo que tiene una capa conductora 5 entre una capa aislante porosa 4 y una capa semiconductora porosa 6.

Mas especlficamente, esta celula solar esta provista de un sustrato conductor A en el que una capa conductora 2 (denominada, en lo sucesivo en este documento, primera capa conductora 2) se forma sobre un sustrato 1, y una capa de catalizador 3, la capa aislante porosa 4, la capa conductora 5 (denominada, en lo sucesivo en este documento, segunda capa conductora 5), la capa semiconductora porosa 6 con fotosensibilizador adsorbido sobre la misma y un miembro de cubierta translucida 7, que se forman secuencialmente sobre la primera capa conductora 2, y la capa aislante porosa 4 y la capa semiconductora porosa 6 contienen un electrolito. Se proporciona un miembro de sellado 8 sobre la circunferencia externa entre el sustrato conductor A y el miembro de cubierta translucida 7.

La primera capa conductora 2 tiene una llnea de rayado 10 con una parte de la misma retirada en una region interior en la proximidad del miembro de sellado 8. Por consiguiente, la primera capa conductora 2 esta dividida en una amplia porcion como una region para formar una celula solar y una porcion estrecha, interponiendose la llnea de rayado 10 entre ellas. Esta porcion ancha expuesta de forma externa en la primera capa conductora y la porcion estrecha expuesta de forma externa en la primera capa conductora estan conectadas electricamente a un circuito externo.

La capa aislante porosa 4 se forma desde arriba de la capa de catalizador 3 sobre una cara inferior de la llnea de rayado (superficie del sustrato 1). Ademas, la segunda capa conductora 5 se forma desde arriba de la capa aislante porosa 4 sobre la primera capa conductora estrecha. La primera capa conductora estrecha esta conectada electricamente a la segunda capa conductora 5 y se considera como un electrodo de extraccion 2 de la segunda capa conductora 5.

Cada componente de las celulas solares mostradas en las Figuras 1 a 9 no necesariamente se muestra mediante un factor de escala absoluta o relativa.

En esta celula solar de la estructura 1-1, una superficie del miembro de cubierta translucida 7 sirve como la superficie receptora de luz, la segunda capa conductora 5 sirve como el electrodo negativo y la primera capa conductora 2 sirve como el electrodo positivo. Cuando la superficie receptora de luz del miembro de cubierta translucida 7 se irradia con luz, se generan electrones en la capa semiconductora porosa 6, los electrones generados se mueven desde la capa semiconductora porosa 6 hasta la segunda capa conductora 5, y los electrones se mueven desde un electrodo de extraccion 2a hasta la primera capa conductora 2 a traves del circuito externo y se transportan mediante los iones en el electrolito en la capa aislante porosa 4 a traves de la capa de catalizador 3 para moverse a la segunda capa conductora 5.

Esta celula solar puede producirse por un metodo para producir una celula solar fotosensibilizada que incluye la etapa (1) de laminar la capa de catalizador 3, la capa aislante porosa 4, la segunda capa conductora 5 y la capa semiconductora porosa 6 con el fotosensibilizador adsorbido en la misma sobre el sustrato conductor, en este orden, la etapa (2) de cubrir una superficie de la capa semiconductora porosa 6 con el miembro de cubierta translucida 7 y sellar una circunferencia externa entre el sustrato conductor y el miembro de cubierta translucida 7 con el miembro

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A continuacion, se describe cada componente de esta celula solar.

(Sustrato)

El sustrato 1 no esta particularmente limitado siempre y cuando pueda soportar la celula solar; los ejemplos del mismo incluyen sustratos fabricados de vidrio tales como un vidrio flotado de sosa-caliza, un vidrio de cuarzo o vidrio de borosilicato y ceramicos.

El espesor del sustrato 1 no esta particularmente limitado, sino que es de aproximadamente 0,5 a 8 mm.

(Primera capa conductora)

La primera capa conductora 2 no esta particularmente limitada siempre y cuando tenga conductividad electrica y puede tener o no translucencia.

Los ejemplos del material que constituye la primera capa conductora translucida 2 incluyen un oxido complejo de indio-estano (ITO), oxido de estano (SnO2), oxido de estano dopado con fluor (FTO) y oxido de cinc (ZnO).

La primera capa conductora translucida 2 puede formarse sobre el sustrato 1 por un metodo conocido, tal como un metodo de bombardeo o metodo de pulverizacion, y tambien es posible usar un producto comercial del sustrato conductor en el que se lamina FTO como la capa conductora transparente sobre el vidrio flotado de sosa-cal como el sustrato 1.

Ademas, la primera capa conductora 2 puede ser una pellcula metalica que no presenta corrosividad para una solucion electrolltica, tal como una preparada de titanio, nlquel o tantalio, y pude formarse sobre el sustrato 1 por un metodo conocido, tal como un metodo de bombardeo o un metodo de evaporacion.

El espesor de pellcula de esta primera capa conductora 2 es apropiadamente de 0,02 a 5 pm. Cuanto menor es la resistencia de la pellcula de la misma, mejor es, y la resistencia de pellcula es particularmente preferentemente de 40 Q/cuadrado o menor.

(Capa de catalizador)

El material que compone la capa de catalizador 3 no esta particularmente limitado siempre y cuando se use de forma general para el material de conversion fotoelectrica en este campo. Los ejemplos de este material incluyen platino, negro de humo, negro de ketjen, un nanotubo de carbono y fulereno.

Por ejemplo, en el caso de usar platino, la capa de catalizador 3 puede formarse sobre la primera capa conductora 2 por metodos conocidos tal como el metodo de bombardeo, pirolisis de cloruro platlnico y electrodeposicion. El espesor de pellcula de la misma es apropiadamente de aproximadamente 0,05 nm a 1.000 nm, por ejemplo.

En el caso de usar carbono, tal como negro de humo, negro de ketjen, un nanotubo de carbono o fulereno, el carbono dispersado en un disolvente en una forma de pasta puede aplicarse a la primera capa conductora 2 mediante un metodo de impresion serigrafica o similar para formar la capa de catalizador 3.

La forma de la capa de catalizador 3 no esta particularmente limitada y la capa de catalizador 3 puede hacerse en una forma pelicular densa, una forma pelicular porosa o una forma de agrupacion.

(Capa aislante porosa)

La capa aislante porosa es necesaria para el lado de la superficie no receptora de luz en el caso de formar la celula solar fotosensibilizada de cada tipo. La capa aislante porosa 4 es una capa que tiene una funcion de aislar electricamente la capa semiconductora porosa 6 y la capa de catalizador 3, y se forma sobre la capa de catalizador 3 en el lado de la superficie no receptora de luz de la capa semiconductora porosa 6.

Los ejemplos de material que componen la capa aislante porosa 4 incluyen oxido de niobio, oxido de zirconio, oxido de silicio (vidrio de sllice o vidrio de sosa), oxido de aluminio y titanato de bario; una clase o dos o mas clases de estos materiales pueden usarse selectivamente. Pueden usarse el oxido de titanio y el oxido de titanio de tipo rutilo con un diametro de partlcula de 100 nm a 500 nm. Estos materiales estan preferentemente en forma de partlculas y tienen un diametro de partlcula promedio de los mismos de 5 a 500 nm, preferentemente de 10 a 300 nm.

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(Metodo para formar una capa aislante porosa)

La capa aislante porosa 4 puede formarse de la misma manera que para la capa semiconductora porosa 6 que se describira posteriormente. Es decir, las partlculas finas para formar la capa aislante porosa 4 se dispersan en un disolvente apropiado y un compuesto polimerico tal como etilcelulosa o polietilenglicol (PEG) se mezcla adicionalmente en la misma para obtener una pasta. La pasta se aplica a la capa semiconductora porosa, se seca y se calcina para obtener de esta manera la capa aislante porosa.

(Segunda capa conductora)

La segunda capa conductora 5 se dispone entre la capa semiconductora porosa 6 y la capa aislante porosa 4 en un caso donde el valor de la resistencia electrica de la capa semiconductora porosa 6 es grande.

Los ejemplos del material que constituye la segunda capa conductora 5 incluyen un oxido complejo de indio-estano (ITO), oxido de estano (SnO2), oxido de estano dopado con fluor (FTO), oxido de cinc (ZnO), titanio, nlquel y tantalio.

La segunda capa conductora 5 puede formarse sobre la capa aislante porosa 4 por un metodo conocido, tal como un metodo de bombardeo, un metodo de pulverization o un metodo de evaporation. El espesor de pellcula de la segunda capa conductora 5 es apropiadamente de aproximadamente 0,002 a 5 pm, y cuanto menor sea la resistencia de pellcula de la misma, mejor sera, y la resistencia de pellcula es particularmente preferentemente de 40 Q/cuadrado o menor.

En un caso donde la segunda capa conductora 5 tiene una estructura densa, se forman multiples pequenos poros para permitir que el electrolito se mueva entre la capa aislante porosa 4 y la capa semiconductora porosa 6 (trayectoria de la solution electrolltica), preferentemente en la segunda capa conductora 5. Estos pequenos poros pueden formarse por contacto flsico o procesamiento laser. El tamano de los pequenos poros preferentemente es de aproximadamente 0,1 pm a 100 pm, mas preferentemente de aproximadamente 1 pm a 50 pm. El intervalo entre los pequenos poros preferentemente es de aproximadamente 1 pm a 200 pm, mas preferentemente de aproximadamente 10 pm a 300 pm.

Cuanto mas densa sea la segunda capa conductora 5 (mas pequena es la porosidad), mas monotonamente se deterioraran el factor de forma y el rendimiento de la celula solar, de manera que pueden formarse pequenos poros en un caso donde no se obtenga el rendimiento deseado.

(Capa semiconductora porosa)

El material que constituye la capa semiconductora porosa 6 no esta particularmente limitado siempre y cuando se use de forma general para el material de conversion fotoelectrica en este campo. Los ejemplos de este material incluyen compuestos semiconductores tales como oxido de titanio, oxido de cinc, oxido de estano, oxido de hierro, oxido de niobio, oxido cerico, oxido tungstico, 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 los mismos. Entre estos, el oxido de titanio es particularmente preferible en vista de su estabilidad y seguridad.

Los ejemplos de oxido de titanio para el material para formar la capa semiconductora porosa incluyen diversas clases de oxido de titanio, en un sentido estrecho, tal como oxido de titanio de tipo anatasa, oxido de titanio de tipo rutilo, oxido de titanio amorfo, acido metatitanico y acido ortotitanico, hidroxido de titanio y oxido de titanio hldrico y estos compuestos pueden usarse individualmente o en forma de una mezcla. El oxido de titanio cristalino de dos clases de tipo anatasa y de tipo rutilo puede estar en cualquier forma, dependiendo del metodo de production y del historial termico del mismo, y aun as! el tipo anatasa es mas comun. Con respecto a la fotosensibilizacion, el oxido de titanio cristalino con un alto contenido de tipo anatasa, tal como 80% o mayor, es particularmente preferible.

La forma de la capa semiconductora porosa 6 puede ser un unico cristal o un policristal; aun asl, el policristal es preferible en vista de su estabilidad, dificultad del crecimiento del cristal y costes de produccion, y la forma de las partlculas finas policristalinas finamente pulverizadas (de nano a microescala) es particularmente preferible.

Pueden usarse partlculas con tamanos de partlculas de dos o mas clases compuestas del mismo o diferentes compuestos semiconductores en forma de una mezcla como las partlculas de material para formar la capa semiconductora porosa 6. Se concibe que las partlculas con un tamano de partlcula mas grande dispersan la luz incidente para contribuir a una mejora en la tasa de captura de luz, mientras que las partlculas con un tamano de partlcula mas pequeno aumentan en los sitios de adsorcion para contribuir a una mejora en la cantidad de adsorcion de un colorante.

La relation de diametros de partlcula promedio de diferentes tamanos de partlcula preferentemente es de diez veces o mayor; el diametro de partlcula promedio de las partlculas con un tamano de partlcula mas grande es apropiadamente de 100 a 500 nm mientras que el diametro de partlcula promedio de las partlculas con un tamano de partlcula pequeno apropiadamente es de aproximadamente 5 nm a 50 nm. En el caso de partlculas mixtas

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compuestas de diferentes compuestos semiconductores, es eficaz usar un compuesto semiconductor que presente una fuerte funcion de adsorcion como las partlcuias con un tamano de partlcuia pequeno.

Las partlcuias finas semiconductoras de oxido de titanio mas preferibles pueden producirse por metodos conocidos descritos en diversas clases de documentos, tal como un metodo en fase gas y un metodo en fase llquida (un metodo de slntesis hidrotermica o un metodo con acido sulfurico). Los ejemplos de los metodos incluyen un metodo para obtener un cloruro desarrollado por Degussa AG por hidrolisis a alta temperatura.

(Metodo para formar una capa semiconductora porosa)

El metodo para formar la capa semiconductora porosa 6 sobre la segunda capa conductora 5 no esta particularmente limitado y los ejemplos del mismo incluyen metodos conocidos. Los ejemplos especlficos del mismo incluyen un metodo para aplicar una suspension que contiene partlculas semiconductoras a la segunda capa conductora 5 y realizar al menos uno de secado y calcinacion.

En este metodo, las partlculas finas semiconductoras se suspenden en primer lugar en un disolvente apropiado para obtener una suspension. Los ejemplos de este disolvente incluyen disolventes basados en 1,2-metoxietano, tal como monometil eter de etilenglicol, alcoholes tales como alcohol isopropllico, disolventes mixtos basados en alcohol tales como alcohol isopropllico/tolueno y agua. Puede usarse una pasta de oxido de titanio comercial (tal como Ti- nanoxido D, T/SP, o D/SP, fabricada por Solaronix SA) en lugar de esta suspension.

Posteriormente, la suspension obtenida se aplica a la segunda capa conductora 5 por un metodo conocido, tal como un metodo con rasqueta, un metodo de estrujado, un metodo de recubrimiento por centrifugacion o un metodo de impresion serigrafica y se realiza al menos uno de secado y calcinacion para formar la capa semiconductora porosa 6.

La temperatura, el tiempo y la atmosfera necesarios para el secado y calcinacion pueden determinarse apropiadamente de acuerdo con las clases del material para formar la segunda capa conductora 5 y las partlculas semiconductoras para formar la capa semiconductora porosa 6; por ejemplo, en una atmosfera de aire o una atmosfera de gas inerte, a una temperatura de un intervalo de aproximadamente 50 a 800 °C y durante un tiempo de aproximadamente 10 segundos a 12 horas. El secado y calcinacion pueden realizarse una vez a una unica temperatura o dos o mas veces a diferentes temperaturas.

La capa semiconductora porosa 6 puede estar compuesta de varias capas, en cuyo caso una etapa en la que las suspensiones de diferentes partlculas semiconductoras se preparan y aplican y se someten al menos a uno de secado y calcinacion puede repetirse dos o mas veces.

El espesor de pellcula de la capa semiconductora porosa 6 no esta particularmente limitado, sino que es apropiadamente aproximadamente de 0,1 a 100 mm, por ejemplo. La capa semiconductora porosa 6 preferentemente es de gran area superficial, que es preferentemente de aproximadamente 10 a 200 m2/g, por ejemplo.

Despues de formar la capa semiconductora porosa 6, con el fin de mejorar la conexion electrica entre las partlculas finas semiconductoras, un aumento en el area superficial de la capa semiconductora porosa 6 y una disminucion en el nivel de defectos en las partlculas finas semiconductoras, la capa semiconductora porosa 6 puede tratarse con una solucion acuosa de tetracloruro de titanio en el caso donde la capa 6 sea una pellcula de oxido de titanio, por ejemplo.

(Fotosensibilizador)

Los ejemplos del fotosensibilizador adsorbido sobre la capa semiconductora porosa 6 incluyen colorantes de sensibilizacion tales como diversas clases de colorantes organicos que tienen absorcion en un intervalo de luz visible y un intervalo de rayos infrarrojos, y colorantes complejos metalicos y materiales inorganicos que constituyen el elemento de fotosensibilizacion que se describiran posteriormente (ocasionalmente denominados punto cuantico en lo sucesivo en este documento); estos pueden usarse individualmente o dos o mas clases de ellos pueden usarse selectivamente juntos.

Los ejemplos de los colorantes organicos incluyen colorantes azo, colorantes de quinona, colorantes de quinonaimina, colorantes de quinacridona, colorantes de escuarilio, colorantes de cianina, colorantes de merocianina, colorantes de trifenilmetano, colorantes de xanteno, colorantes de porfirina, colorantes de perileno, colorantes de Indigo y colorantes de naftalocianina. Un coeficiente de absorbancia de un colorante organico generalmente es alto en comparacion con el de un colorante complejo metalico que tiene morfologla de enlace de coordinacion de una molecula a un metal de transicion.

Los ejemplos de los colorantes complejos metalicos incluyen aquellos que tienen morfologla de enlace de coordinacion de moleculas a metales tales como Cu, Ni, Fe, Co, V, Sn, Si, Ti, Ge, Cr, Zn, Ru, Mg, Al, Pb, Mn, In, Mo, 5 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 o Rh; entre estos, un colorante de tipo ftalocianina y un colorante de tipo rutenio son preferibles, y un colorante complejo metalico de tipo rutenio es particularmente preferible.

En particular, los colorantes complejos metalicos de tipo rutenio representados por las siguientes formulas (1) a (3) 10 son particularmente preferibles, y los ejemplos del colorante complejo metalico de tipo rutenio comercial incluyen los nombres comerciales colorante de Rutenio 535, colorante de Rutenio 535-bis TBA y colorante de Rutenio 620- 1H3TBA fabricado por Solaronix SA.

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Adicionalmente, para adsorber firmemente un colorante sobre la capa semiconductora porosa 6, es preferible que el colorante tenga un grupo de interbloqueo tal como un grupo carboxilo, un grupo alcoxi, un grupo hidroxilo, un grupo acido sulfonico, un grupo ester, un grupo mercapto y un grupo fosfonilo y similares. En general, los grupos de 20 interbloqueo que intervienen en la fijacion del colorante en la capa semiconductora porosa 6 se proporcionan en una conexion electrica para facilitar el movimiento de los electrones entre el colorante en un estado excitado y una banda de conduction del semiconductor.

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(Metodo de adsorcion de colorante)

Los ejemplos tipicos de un metodo de adsorcion de colorantes sobre la capa semiconductora porosa 6 incluyen un metodo de sumergir un laminado, en el que la capa de catalizador 3, la capa aislante porosa 4, la segunda capa conductora 5 y la capa semiconductora porosa 6 se forman sobre el sustrato conductor, en una solucion con el colorante disuelto en su interior (solucion de adsorcion de colorante). En esta ocasion, la solucion de adsorcion de colorante puede calentarse de manera que penetre en un fondo del microporo en la capa semiconductora porosa 6.

El disolvente para disolver el colorante puede ser uno que disuelva el colorante y los ejemplos especificos del mismo incluyen un alcohol, tolueno, acetonitrilo, tetrahidrofurano (THF), cloroformo y dimetilformamida. Ordinariamente, estos disolventes se purifican preferentemente y pueden usarse dos o mas clases de los mismos en forma de una mezcla. La concentracion de colorante en la solucion de adsorcion de colorante puede determinarse apropiadamente de acuerdo con las condiciones tales como el colorante que se va a usar, la clase de colorante, y la etapa de adsorcion de colorante; por ejemplo, preferentemente 1 X 10-5 mol/l o mayor. La solucion de adsorcion de colorante puede prepararse con calentamiento para mejorar la solubilidad del colorante.

(Metodo de adsorcion de colorante de fotosensibilizacion)

Los ejemplos tipicos de un metodo de adsorcion del colorante en la capa semiconductora porosa 6 incluyen un metodo de sumergir un laminado, en el que la capa de catalizador 3, la capa aislante porosa 4, la segunda capa conductora 5 y la capa semiconductora porosa 6 se forman sobre el sustrato semiconductor, en una solucion con el colorante disuelto en su interior (solucion de adsorcion de colorante). En esta ocasion, la solucion de adsorcion de colorante puede calentarse para penetrar en un fondo de microporo en la capa semiconductora porosa 6.

El disolvente para disolver el colorante puede ser uno que disuelva el colorante y los ejemplos especificos del mismo incluyen un alcohol, tolueno, acetonitrilo, tetrahidrofurano (THF), cloroformo y dimetilformamida. Ordinariamente, estos disolventes se purifican preferentemente y dos o mas clases de los mismos pueden usarse en forma de una mezcla. La concentracion de colorante en la solucion de adsorcion de colorante puede determinarse apropiadamente de acuerdo con las condiciones tales como el colorante que se va a usar, la clase de disolvente y la etapa de adsorcion de colorante; por ejemplo, preferentemente 1 X 10-5 mol/l o mayor. La solucion de adsorcion de colorante puede prepararse con calentamiento para mejorar la solubilidad del colorante.

El punto cuantico preparado del material inorganico que constituye el elemento de fotosensibilizacion no esta particularmente limitado siempre y cuando se use de forma general para el material de conversion fotoelectrica en este campo. Tal material contiene al menos uno de Cd, Pb, Sb, In, Ga, S, Se y As.

Los ejemplos especificos del mismo incluyen CdSe, PbSe, SbSe, CdS, PbS, Sb2S3, InAs e InGaAs.

El punto cuantico usado en este documento puede producirse por metodos conocidos descritos en diversas clases de documentos. Por ejemplo, CdS puede producirse por los metodos descritos en J. Phys. Chem. 1994, 98, 3183 y J. Phys. Chem. 2003, 107, 14154, CdSe puede producirse por el metodo descrito en J. Phys. Chem. B 103, 1999 3065, PbSe y PbS pueden producirse por los metodos descritos en J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10634 y J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11752, Sb2S3 puede producirse por el metodo descrito en la Publicacion de Patente No Examinada Japonesa n.° 2007-273984, e InAs puede producirse por el metodo descrito en J. Phys. Chem. B 110, 2006 25453.

Cuando el tamano del punto cuantico es pequeno, un hueco de banda se amplia y la longitud de onda de luz absorbible solo esta en un lado corto de la longitud de onda, y cuando el tamano del punto cuantico es demasiado grande, el nivel del punto cuantico no se dispersa y no se desarrolla un efecto cuantico. Por lo tanto, el tamano del punto cuantico preferentemente es de 0,5 nm a 5 nm.

(Metodo de adsorcion del punto cuantico)

Para hacer que la capa semiconductora porosa 6 soporte el punto cuantico como un absorbedor de luz, un grupo de interbloqueo puede unirse al punto cuantico. El grupo de interbloqueo sirve para unir el punto cuantico y el semiconductor poroso y, preferentemente, tiene dos grupos carboxilo, grupos alcoxilo, grupos hidroxilo, grupos acido sulfonico, grupos de ester, grupos mercapto o grupo fosfonilo. En general, el grupo de interbloqueo interviene en la fijacion del absorbedor de luz en la capa semiconductora porosa 6 y proporciona una conexion electrica para facilitar el movimiento del electron entre el punto cuantico en un estado excitado y una banda de conduccion del semiconductor.

Especificamente, los acidos dicarboxilicos, tales como acido malonico, acido malico y acido maleico o acido mercaptoacetico que tienen acido carboxilico y un grupo mercapto son preferibles.

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Los ejemplos tlpicos de un metodo para preparar la capa semiconductora porosa 6 que soporta (adsorbe) el punto cuantico incluyen un metodo de sumergir la capa semiconductora porosa en una solucion con el punto cuantico dispersado en su interior. En esta ocasion, la solucion de dispersion del punto cuantico puede calentarse tal como para penetrar en un fondo de microporo en la capa semiconductora porosa 6.

Los ejemplos especlficos del disolvente para dispersar el punto cuantico incluyen un alcohol, tolueno, acetonitrilo, tetrahidrofurano (THF), cloroformo y dimetilformamida. Ordinariamente, estos disolventes se purifican preferentemente y dos o mas clases de los mismos pueden usarse en forma de una mezcla. La concentracion del punto cuantico en la solucion puede determinarse apropiadamente de acuerdo con las condiciones tales como el punto cuantico que se va a usar, la clase de disolvente y la etapa de soporte de punto cuantico; por ejemplo, preferentemente 1 X 10-5 mol/l o mayor. La solucion de adsorcion de colorante puede prepararse con calentamiento para mejorar la solubilidad del colorante.

Como en el metodo descrito en la Publicacion de Patente No Examinada Japonesa n.° 2007-273984, el punto cuantico puede formarse directamente sobre la capa semiconductora porosa.

(Electrolito)

El electrolito es un llquido que contiene una molecula redox y no esta particularmente limitado siempre y cuando sea un electrolito usado generalmente para una celula o una celula solar.

Los ejemplos de moleculas redox incluyen tipo I /I ', tipo Br /Br , tipo Fe /Fe y moleculas tipo quinona/hidroquinona. Los ejemplos especlficos de las mismas pueden incluir una combinacion de yodo (I2) con un yoduro metalico tal como yoduro de litio (Lil), yoduro de sodio (Nal), yoduro de potasio (KI) y yoduro de calcio (Cab), una combinacion de yodo con una sal de tetraalquilamonio tal como yoduro de tetraetilamonio (TEAI), yoduro de tetrapropilamonio (TPAI), yoduro de tetrabutilamonio (TBAI) y yoduro de tetraexilamonio (THAI), y una combinacion de bromo con un bromuro metalico tal como bromuro de litio (LiBr), bromuro de sodio (NaBr), bromuro de potasio (KBr) y bromuro de calcio (CaBr2); entre estas, una combinacion de LiI y I2 es particularmente preferible.

Los ejemplos del disolvente para el electrolito incluyen compuestos de carbonato tales como carbonato de propileno, compuestos de nitrilo tales como acetonitrilo, alcoholes tales como etanol, agua y sustancias polares aproticas. Entre estas, el compuesto de carbonato y el compuesto de nitrilo son particularmente preferibles. Estos disolventes pueden usarse en la forma de una mezcla de dos o mas clases.

Puede anadirse un aditivo al electrolito segun se requiera.

Los ejemplos del aditivo incluyen compuestos aromaticos que contienen nitrogeno tales como terc-butilpiridina (TBP), y sales de imidazol tales como yoduro de dimetilpropil imidazol (DMPII), yoduro de metilpropil imidazol (MPII), yoduro de etilmetil imidazol (EMII), yoduro de etil imidazol (EII) y yoduro de hexilmetil imidazol (HMII).

La concentracion de electrolito (moleculas redox) en el electrolito preferentemente esta en un intervalo de 0,001 a 1,5 mol/l, particularmente preferentemente en un intervalo de 0,01 a 0,7 mol/l.

(Miembro de cubierta translucida)

El miembro de cubierta translucida 7 puede ser uno que tenga translucencia y que sea capaz de cubrir al menos el lado de la superfine receptora de luz de la capa semiconductora porosa 6; por ejemplo, puede usarse para el mismo vidrio templado, una placa de vidrio excepto vidrio templado y una lamina de plastico transparente, y el vidrio templado es preferible en el caso de colocar la celula solar en el exterior. En el caso de usar una lamina de plastico transparente, se disponen dos laminas de plastico sobre el lado de la superficie no receptora de luz del sustrato 1 y el lado de la superficie receptora de luz de la capa semiconductora porosa 6 y la circunferencia externa de la misma se sella con calor para permitir que toda la celula solar se selle y, de esta manera, puede omitirse el miembro de sellado que se describira posteriormente.

(Miembro de sellado)

Como se ha descrito anteriormente, en el caso de usar vidrio templado u otra placa de vidrio como el miembro de cubierta translucida, el miembro de sellado 8 se coloca preferentemente. El miembro de sellado 8 tiene una funcion de evitar la fuga de la solucion electrolltica dentro de la celula solar, una funcion de absorber un objeto que cae y choca (impacta) contra un soporte tal como el sustrato 1 o vidrio templado, y una funcion de absorber flexion sobre el soporte durante el uso a largo plazo.

Ademas, en el caso de producir un modulo de celula solar conectando a al menos dos celulas solares en serie, es muy importante que el miembro de sellado 8 funciona como una capa aislante entre celulas para evitar que la solucion electrolltica se mueva entre las celulas solares.

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El material que constituye el miembro de sellado 8 no esta particularmente limitado siempre y cuando pueda usarse de forma general para la celula solar y sea un material capaz de realizar las funciones mencionadas anteriormente. Los ejemplos de este material incluyen una resina curable por ultravioleta y una resina termoestable; los ejemplos especlficos de la misma incluyen una resina de silicona, una resina epoxi, una resina de poliisobutileno, una resina de termofusion y una frita de vidrio, y dos o mas clases de las mismas pueden laminarse en dos o mas capas para formar el miembro de sellado 8.

Como la resina curable por ultravioleta, es posible adoptar el modelo numero: 31X-101 fabricado por Three Bond Co., Ltd., y como la resina termoestable, es posible adoptar el modelo numero: 31X-088 fabricado por Three Bond Co., Ltd. y resinas epoxi comercializadas generalmente.

El patron del miembro de sellado 8 puede formarse usando un dispensador en el caso de usar una resina de silicona, una resina epoxi o una frita de vidrio, y puede formarse abriendo el orificio estructurado en una resina de termofusion similar a una hoja en el caso de usar una resina de termofusion.

(Estructura 1-2 que representa la tecnica anterior para comprender la invencion)

La Figura 2 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra un modulo de celula solar en el que una pluralidad de las celulas solares de la estructura 1-1 se han conectado electricamente en serie, y la Figura 3 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una porcion de conexion de dos celulas solares en el modulo de celula solar de la Figura 2. En las Figuras 2 y 3, se dan los mismos numeros de referencia para los mismos componentes que los componentes en la Figura 1.

Durante la produccion de este modulo de celula solar, la capa conductora formada sobre el sustrato 1 se disena en primer lugar a intervalos predeterminados mediante un metodo de rayado laser para formar una pluralidad de llneas de rayado con la capa conductora retirada. De esta manera, las multiples primeras capas conductoras 2 separadas electricamente entre si se forman para ofrecer una region de formacion de celula solar sobre cada una de las primeras capas conductoras 2.

Entre las multiples primeras capas conductoras 2, se forma la primera capa conductora 2 en un extremo en una direccion ortogonal a las llneas de rayado en una anchura estrecha, sobre la cual no se forma la primera capa conductora 2 con la anchura estrecha de la celula solar, y esta primera capa conductora 2 se utiliza como el electrodo de extraccion 2a de la segunda capa de electrodo 5 de la celula solar adyacente.

A continuacion, la capa de catalizador 3 se forma en las proximidades de la llnea de rayado en cada una de las primeras capas conductoras 2, la capa aislante porosa 4 se forma desde encima de la capa de catalizador 3 sobre la cara inferior de la llnea de rayado (superficie del sustrato 1), la segunda capa conductora 5 se forma desde arriba de la capa aislante porosa 4 sobre la primera capara conductora 2 adyacente, se forman multiples pequenos poros en la segunda capa conductora 5 en un caso donde la segunda capa conductora 5 sea una pellcula densa, y la capa semiconductora porosa 6 se forma sobre la segunda capa conductora 5.

A continuacion, el fotosensibilizador se adsorbe en la capa semiconductora porosa 6 de conformidad con la descripcion en la estructura 1-1.

Posteriormente, el material de sellado se aplica entre la circunferencia externa de la primera capa de electrodo 2 y la region de formacion de celula solar adyacente en la primera capa de electrodo 2, y el miembro de cubierta translucida 7 (tal como vidrio templado) se monta sobre el material de sellado y la capa semiconductora porosa 6 para formar el miembro de sellado (capa aislante entre celulas) 8 por curado del material de sellado.

Posteriormente, la solucion electrolltica se inyecta en el interior a traves de un orificio de inyeccion formado previamente en el sustrato 1 para penetrar en la capa aislante porosa 4 y la capa semiconductora porosa 6, y el orificio de inyeccion se sella con una resina, con lo que el modulo de celula solar fotosensibilizada se completa, en el que multiples celulas solares fotosensibilizadas estan conectadas electricamente en serie.

La seleccion de los metodos de formacion y los materiales de cada capa que constituye este modulo de celula solar puede realizarse de conformidad con la descripcion en la estructura 1-1.

En este modulo de celula solar de estructura 1-2, una superficie del miembro de cubierta translucida 7 sirve como la superficie receptora de luz, la segunda capa conductora 5 sirve como el electrodo negativo y la primera capa conductora 2 sirve como el electrodo positivo. Cuando la superficie receptora de luz del miembro de cubierta translucida 7 se irradia con luz, se generan electrones en cada una de las capas semiconductoras porosas 6, los electrones generados se mueven desde cada una de las capas semiconductoras porosas 6 a cada una de las segundas capas conductoras 5 y se mueven desde cada una de las segundas capas conductoras 5 a cada una de las primeras capas conductoras 2 de la celula solar adyacente, y los electrones que se mueven se transportan por los iones en el electrolito en cada una de las capas aislantes porosas 4 a traves de cada una de las capas de catalizador 3 para moverse a cada una de las segundas capas conductoras 5. En la Figura 2, la primera capa

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conductora 2 de la celula solar izquierda y el electrodo de extraccion 2a de la celula solar derecha en la direccion de conexion de la serie estan conectadas electricamente al circuito externo, de manera que la electricidad se lleva al exterior.

(Realizacion 2-1)

La Figura 4 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra la realizacion 2-1 de la celula solar fotosensibilizada de la presente invencion. Esta celula solar fotosensibilizada de la realizacion 2-1 es de un tipo sin capas conductoras 5 entre la capa aislante porosa 4 y la capa semiconductora porosa 6 en la estructura 1-1. En la Figura 4, se dan los mismos numeros de referencia para los mismos componentes que los componentes de la Figura 1.

Los puntos de la realizacion 2-1 diferentes de aquellos de la estructura 1-1 se describen principalmente en lo sucesivo en este documento.

La celula solar de la realizacion 2-1 es fundamentalmente similar a la de la estructura 1-1 excepto que la capa semiconductora porosa 6 se forma desde arriba de la capa aislante porosa 4 sobre el electrodo de extraccion 2a. En la realizacion 2-1, la capa semiconductora porosa 6 sirve tambien como la segunda capa conductora en la estructura 1-1, de manera que es preferible que la resistencia electrica de la capa semiconductora porosa 6 sea baja (aproximadamente 40 Q/cuadrado o menor) o la longitud de la capa semiconductora porosa 6 en la direccion de la conexion en serie de la celula solar sea corta.

En el caso de esta celula solar de la realizacion 2-1, la capa semiconductora porosa 6 sirve como el electrodo negativo y la primera capa conductora 2 sirve como el electrodo positivo. Cuando la superficie receptora de luz del miembro de cubierta translucida 7 se irradia con luz, se generan electrones en la capa semiconductora porosa 6, los electrones generados se mueven desde la capa semiconductora porosa 6 al electrodo de extraccion 2a, y los electrones se mueven a la primera capa conductora 2 a traves del circuito externo y se transportan mediante los iones en el electrolito a la capa aislante porosa 4 a traves de la capa de catalizador 3 para moverse a la capa semiconductora porosa 6.

El metodo para producir la celula solar en la realizacion 2-1 es similar al metodo de produccion en la estructura 1-1 excepto que se omite la formacion de la segunda capa conductora en la etapa (1) mencionada anteriormente de la estructura 1-1.

(Realizacion 2-2)

La Figura 5 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra un modulo de celula solar en el que una pluralidad de las celulas solares de la realizacion 2-1 estan conectadas electricamente en serie, y la Figura 6 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una porcion de conexion de dos celulas solares en el modulo de celula solar de la Figura 5. En las Figuras 5 y 6, se dan los mismos numeros de referencia para los mismos componentes que los componentes en la Figura 1.

El metodo para producir este modulo de celula solar es similar al metodo de produccion en la estructura 1-2 excepto que se omite la etapa de formacion de la segunda capa conductora en el metodo de produccion en la estructura 1-2 y la formacion de la capa semiconductora porosa 6 desde encima de la capa aislante porosa 4 sobre la primera capa conductora adyacente 2.

Cuando el miembro de cubierta translucida 7 de este modulo de celula solar de la realizacion 2-2 se irradia con luz, se generan electrones en cada una de las capas semiconductoras porosas 6, los electrones generados se mueven desde cada una de las capas semiconductoras porosas 6 a cada una de las primeras capas conductoras 2 de la celula solar adyacente, y el electron que se ha movido se transporta mediante los iones en el electrolito en cada una de las capas aislantes porosas 4 a traves de cada una de las capas de catalizador 3 para moverse a cada una de las capas semiconductoras porosas 6. En la Figura 5, la primera capa conductora 2 de la celula solar izquierda y el electrodo de extraccion 2a de la celula solar derecha en una direccion de la conexion en serie se conectan electricamente al circuito externo de manera que la electricidad se lleva al exterior.

Ejemplos

La presente invencion se describe mas especlficamente mediante ejemplos y ejemplos comparativos, aunque no se limita a estos.

El espesor de pellcula de cada capa en los ejemplos y ejemplos comparativos se midio usando el nombre comercial: SURFCOM 1400A fabricado por Tokyo Seimitsu Co., Ltd. a menos que se especifique de otra manera.

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(Ejemplo 1 que representa la tecnica anterior para comprender la invention)

Se produjo el modulo de celula solar fotosensibilizada mostrado en la Figura 2.

Se preparo un sustrato de vidrio conductor de 70 mm X 70 mm X un espesor de 4 mm en el que la primera capa conductora 2 fabricada de una pellcula de SnO2 se forma sobre el sustrato 1 fabricado de vidrio (un sustrato de vidrio con una pellcula de SnO2 fabricada por Nippon Sheet Glass Co., Ltd.).

La primera capa conductora 2 se irradio con luz laser (laser YAG, longitud de onda fundamental: 1,06 pm, fabricada por Seishin Trading Co., Ltd.) para vaporizar SnO2 y formar seis de las llneas de rayado 10 cada una de las cuales tenia una anchura de 0,1 mm a intervalos de 6 mm.

Se preparo una placa de impresion serigrafica con siete aberturas alineadas de 5 mm X 50 mm sobre el sustrato de vidrio conductor y se aplico un material de formation de catalizador (catalizador de Pt T/SP, fabricado por Solaronix SA) usando una maquina de impresion serigrafica (modelo: LS-34TVA, fabricada por NEWLONG SEIMITSU KOGYO CO., LTD.), y la pellcula de recubrimiento obtenida se calcino a 450 °C durante 1 hora para formar la capa de catalizador 3 en una forma de agrupacion.

Se dispersaron particulas finas de oxido de zirconio (que tenian un diametro de particula de 100 nm, fabricadas por C. I. Kasei Company, Limited) en terpineol y se mezclo adicionalmente etil celulosa con las mismas para preparar una pasta. La relation en peso de las particulas finas de oxido de zirconio, terpineol y etilcelulosa era 65 : 30 : 5. Se preparo una placa de impresion serigrafica con 7 aberturas alineadas hacia arriba de 6 mm X 54 mm y la pasta obtenida se aplico a la capa de catalizador 3 usando una maquina de impresion serigrafica (modelo: LS-34TVA, fabricada por NEWLONG SEIMITSU KOGYO CO., LTD.), pasta que se sometio a nivelado a temperatura ambiente durante 1 hora.

Posteriormente, la pelicula de recubrimiento se preseco a 80 °C durante 20 minutos y se calcino a 450 °C durante 1 hora para formar la capa aislante porosa (pelicula de oxido de zirconio) 4. El espesor de pellcula de la capa aislante porosa 4 era de 5 pm.

Se preparo una mascarilla metalica con siete aberturas alineadas de 6,2 mm X 52 mm y se formo una pellcula de titanio sobre la capa aislante porosa 4 a una tasa deposition de 5 A/S usando un evaporador de haz de electrones ei-5 (fabricado por ULVAC, Inc.), con lo que se formo la segunda capa conductora 5 con un espesor de pelicula de aproximadamente 500 nm.

Se preparo una placa de impresion serigrafica con siete aberturas alineadas de 5 mm X 50 mm y se aplico una pasta de oxido de titanio comercial (nombre comercial: Ti-Nanoxide D/SP, diametro de particula promedio: 13 nm, fabricada por Solaronix SA) usando una maquina de impresion serigrafica (modelo: LS-34TVA, fabricada por NEWLONG SEIMITSU KOGYO CO., LTD.), pasta que se sometio a nivelado a temperatura ambiente durante 1 hora.

Posteriormente, la pellcula de revestimiento se preseco a 80 °C durante 20 minutos y posteriormente se calcino a 450 °C durante 1 hora, etapa que se repitio cinco veces para formar la capa semiconductora porosa (pellcula de oxido de titanio) 6 con un espesor de pelicula total de 30 pm.

Un colorante de fotosensibilizacion (nombre comercial: Rutenio 620-1H3TBA, fabricado por Solaronix SA) se disolvio en un disolvente mixto de acetonitrilo (fabricado por Aldrich Chemical Company) y alcohol terc-butilico (fabricado por Aldrich Chemical Company) a una relacion en volumen de 1 : 1 parta que tuviera una concentration de 4 X 10-4 mol/l para obtener una solution de adsorcion de colorante.

El laminado obtenido a traves de la etapa mencionada anteriormente se sumergio en la solucion de adsorcion de colorante en una condition de temperatura de 40 °C durante 20 horas para adsorber el colorante de sensibilization sobre la capa semiconductora porosa 6. Posteriormente, el laminado se lavo con etanol (fabricado por Aldrich Chemical Company) y se seco a aproximadamente 80 °C durante aproximadamente 10 minutos.

5

10

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65

Se anadieron Lil (fabricado por Aldrich Chemical Company) con una concentracion de 0,1 mol/l e I2 (fabricado por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) con una concentracion de 0,01 mol/l como especie redox y, adicionalmente, terc- butil piridina (TBP, fabricada por Aldrich Chemical Company) con una concentracion de 0,5 mol/l y yoduro de dimetilpropil imidazol (DMPII, fabricado por Shikoku Chemicals Corp.) con una concentracion de 0,6 mol/l como aditivos y se disolvieron en acetonitrilo como un disolvente para preparar un electrolito.

Se aplico un material de curado por ultravioleta (modelo 31X-101, fabricado por Three Bond Co., Ltd.) a la circunferencia y entre las regiones de formacion de la celula solar en la primera capa conductora 2 y el sustrato de vidrio templado 7 de 50 mm X 70 mm, con un espesor de 4,0 mm preparado por separado (fabricado por Asahi Glass Co., Ltd.) y el sustrato 1 se pegaron juntos. Un orificio para inyectar un electrolito se proporciono previamente en el sustrato 1. Posteriormente, la porcion aplicada se irradio con rayos ultravioleta usando una lampara de irradiacion ultravioleta (nombre comercial: Novacure, fabricada por EFD Inc.) para formar el miembro de sellado 8 curando el material de curado por ultravioleta y fijando dos laminas de los sustratos 1 y 7.

Posteriormente, se inyecto un electrolito a traves del orificio para inyectar un electrolito del sustrato 1 y el modulo de celula solar correspondiente de la Figura 2 se completo sellando el orificio para inyectar un electrolito con una resina.

El modulo de la celula solar obtenido se irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM 1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de la celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

(Ejemplo 2 que representa la tecnica anterior para comprender la invention)

El modulo de celula solar con la estructura de la Figura 2 se produjo de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto para realizar la preparation del sustrato conductor mediante la siguiente etapa.

Se preparo un sustrato de alumina de 70 mm X 70 mm X 1 mm de espesor y se formo una pellcula de titanio sobre el sustrato a una tasa de deposition de 5 A/S usando un evaporador de haz de electrones ei-5 (fabricado por ULVAC, Inc.), para dar la primera capa conductora 2 con un espesor de pellcula de aproximadamente 700 nm.

El modulo de celula solar obtenido se irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de la celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

(Ejemplos 3 a 10 que representan la tecnica anterior para comprender la invencion)

El modulo de celula solar con la estructura de la Figura 2 se produjo de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que se formaron pequenos poros sobre la segunda capa conductora 5 mediante la siguiente etapa despues de formar la segunda capa conductora 5 en el Ejemplo 1.

La segunda capa conductora 5 se irradio con luz laser (laser YAG, longitud de onda fundamental: 1,06 mm, fabricado por Seishin Trading Co., Ltd.) para formar los pequenos poros mostrados en la Tabla 2 mientras se ajustaban los valores de corriente y las frecuencias.

El modulo de celula solar obtenido se irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM 1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de la celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

(Ejemplo 11)

El modulo de celula solar mostrado en la Figura 5 se produjo de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que se omitio la segunda capa conductora del Ejemplo 1 y se formo la capa semiconductora porosa 6 sobre la capa aislante porosa 4.

El modulo de celula solar obtenido de irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de la celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

(Ejemplo Comparativo 1)

El modulo de celula solar fotosensibilizada mostrado en la Figura 8 se produjo de la siguiente manera.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Este modulo de celula solar es uno en el que las celulas solares con la estructura convencional mostrada en la Figura 7 estan conectadas en serie. La Figura 9 es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una porcion de conexion de dos celulas solares en el modulo de celula solar de la Figura 8. En las Figuras 8 y 9, se dan los mismos numeros de referencia para los mismos componentes que los componentes en la Figura 7.

Se preparo un sustrato de vidrio conductor de 70 mm X 70 mm X un espesor de 4 mm en el que se forma la capa conductora transparente 12 preparada de una pellcula de SnO2 sobre el sustrato 11 fabricada de vidrio (un sustrato de vidrio con una pellcula de SnO2 fabricada por Nippon Sheet Glass Co., Ltd.).

La capa conductora transparente 12 se irradio con luz laser (laser YAG, longitud de onda fundamental: 1,06 pm, fabricado por Seishin Trading Co., Ltd.) para vaporizar SnO2 y formar seis llneas de las llneas de rayado 110 cada una de las cuales tenia una anchura de 0,1 mm a intervalos de 6 mm.

Se preparo una placa de impresion serigrafica con siete aberturas alineadas de 5 mm X 50 mm y se aplico una pasta de oxido de titanio comercial (nombre comercial: Ti-Nanoxide D/SP, diametro de partlcula promedio: 13 nm, fabricada por Solaronix SA) usando una maquina de impresion serigrafica (modelo: LS-34TVA, fabricada por NEWLOnG SEIMITSU KOGYO CO., LTD.), pasta que se sometio a nivelado a temperatura ambiente durante 1 hora.

Posteriormente, la pellcula de recubrimiento se preseco a 80 °C durante 20 minutos y posteriormente se calcino a 450 °C durante 1 hora, etapa que se repitio cinco veces para formar la capa semiconductora porosa (pellcula de oxido de titanio) 16 con un espesor de pellcula total de 30 pm.

Se dispersaron particulas finas de oxido de zirconio (que tenian un diametro de particula de 100 nm, fabricadas por C. I. Kasei Company, Limited) en terpineol, y se mezclo adicionalmente etilcelulosa con la misma para preparar una pasta. La relacion en peso de particulas finas de oxido de zirconio, terpineol y etilcelulosa era de 65 : 30 : 5.

Se preparo una placa de impresion serigrafica con siete aberturas alineadas de 6 mm X 54 mm y la pasta obtenida se aplico a la capa semiconductora porosa 16 usando una maquina de impresion serigrafica (modelo: LS-34TVA, fabricada por NEWLONG SEIMITSU KOGYO CO., LTD.), pasta que se sometio a nivelado a temperatura ambiente durante 1 hora.

Posteriormente, la pelicula de recubrimiento se preseco a 80 °C durante 20 minutos y se calcino a 450 °C durante 1 hora para formar la capa aislante porosa (pelicula de oxido de zirconio) 14. El espesor de pellcula de la capa aislante porosa 14 era de 5 pm.

Se preparo una placa de impresion serigrafica con siete aberturas alineadas de 5 mm X 50 mm y se aplico un material de formacion de la capa de catalizador (catalizador de Pt T/SP, fabricado por Solaronix SA) sobre la capa aislante porosa 14 usando una maquina de impresion serigrafica (modelo: LS-34TVA, fabricada por NEWLONG SEIMITSU KOGYO CO., LTD.), y la pellcula de recubrimiento obtenida se calcino a 450 °C durante 1 hora para formar la capa de catalizador 13 en forma de una agrupacion.

Se preparo una mascara metalica con siete aberturas alineadas de 6,2 mm X 52 mm y se formo una pelicula de titanio sobre la capa de catalizador 13 a una velocidad de deposition de 5 A/s usando un evaporador de electrones ei-5 (fabricado por ULVAC, Inc.), con lo que se formo la capa conductora 15 con un espesor de pelicula de aproximadamente 500 nm.

Se disolvio un colorante de fotosensibilizacion (nombre comercial: Rutenio 620-1H3TBA, fabricado por Solaronix SA) en un disolvente mixto de acetonitrilo (fabricado por Aldrich Chemical Company) y alcohol terc-butllico (fabricado por Aldrich Chemical Company) a una relacion en volumen 1 : 1 de manera que tenia una concentration de 4 X 10-4 mol/l para preparar una solution de adsorcion de colorante.

El laminado obtenido mediante la etapa mencionada anteriormente se sumergio en la solucion de adsorcion de colorante a una condition de temperatura de 40 °C durante 20 horas para adsorber el colorante de

5

10

15

20

25

30

fotosensibilizacion sobre la capa semiconductora porosa 16. Posteriormente, el laminado se lavo con etanol (fabricado por Aldrich Chemical Company) y se seco a aproximadamente 80 °C durante aproximadamente 10 minutos.

Se anadieron Lil (fabricado por Aldrich Chemical Company) con una concentracion de 0,1 mol/l e I2 (fabricado por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) con una concentracion de 0,01 mol/l como especie redox y adicionalmente terc- butilpiridina (TBP, fabricado por Aldrich Chemical Company) con una concentracion de 0,5 mol/l y yoduro de dimetilpropil imidazol (DMPII, fabricado por Shikoku Chemicals Corp.) con una concentracion de 0,6 mol/l como aditivos y se disolvieron en acetonitrilo como un disolvente para preparar un electrolito.

Se aplico un material de curado ultravioleta (modelo: 31X-101, fabricado por Three Bond Co., Ltd.) en la circunferencia y entre las regiones de formacion de la celula solar sobre la capa conductora transparente 12 y un vidrio de cobertura 19 de 50 mm X 70 mm X 1,0 mm de espesor (modelo: 7059, fabricado por Corning Incorporated) y el sustrato 11 se pegaron entre si. Un orificio para inyectar un electrolito se proporciono previamente en el vidrio de cobertura 19. Posteriormente, la porcion aplicada se irradio con rayos ultravioleta usando una lampara de irradiacion ultravioleta (nombre comercial: Novacure, fabricada por EFD Inc.) para formar el miembro de sellado 18 curando el material de curado ultravioleta y, de esta manera, fijar dos laminas de las placas de vidrio.

Posteriormente, se inyecto un electrolito a traves del orificio para inyectar un electrolito del sustrato 1 y un modulo de celula solar correspondiente a la Figura 8 se completo sellando el orificio para inyectar un electrolito con una resina.

El modulo de celula solar obtenido se irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM 1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

[Tabla 11

: Corriente de cortocircuito Jsc (mA/cm2) Tension abierta Voc (V) Factor de carga FF Eficacia de conversion (%)

Ejemplo 1*: 1,98 4,92 0,67 6,52

Ejemplo 2 *: 1,97 4,98 0,68 6,67

Ejemplo 3 *: 2,09 4,97 0,67 6,96

Ejemplo 4 *: 2,12 4,98 0,68 7,17

Ejemplo 5 *: 2,10 4,91 0,69 7,11

Ejemplo 6 *: 1,98 4,90 0,66 6,40

Ejemplo 7 *: 1,97 4,96 0,65 6,35

Ejemplo 8 *: 2,07 4,97 0,67 6,89

Ejemplo 9 *: 2,10 4,91 0,68 7,01

Ejemplo 10*: 1,98 4,90 0,64 6,21

Ejemplo 11: 1,88 4,90 0,59 5,44

Ejemplo Comparativo 1: 1,67 3,98 0,59 3,92

*) Representa la tecnica anterior para comprender la invencion

[Tabla 21

: Diametro de poro pequeno (pm) Intervalo (pm)

Ejemplo 3 *: 40 0,5

Ejemplo 4 *: 40 1

Ejemplo 5 *: 40 50

Ejemplo 6 *: 40 100

5

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15

20

25

30

35

40

: Diametro de poro pequeno (pm) Intervalo (pm)

Ejemplo 7*: 0,5 30

Ejemplo 8 *: 1 30

Ejemplo 9 *: 50 30

Ejemplo 10 *: 100 30

*) Representa la tecnica anterior para comprender la invencion

En los Ejemplos 1 a 11, solo el vidrio templado 7 se coloca sobre el lado de la superficie receptora de luz de la capa semiconductora porosa 6, de manera que la corriente de cortocircuito es alta; por el contario, en el Ejemplo Comparativo 1, el sustrato 1 con la pellcula de SnO2 (vidrio de FTO) as! como el vidrio templado 17 existen en el lado de la superficie receptora de luz de la capa semiconductora porosa 16, de manera que la luz que alcanza la capa semiconductora porosa 16 como el elemento de generacion electrico disminuye y, de esta manera, la corriente de cortocircuito disminuye. Asimismo, en el Ejemplo Comparativo 1, el material de la capa de catalizador se fija a la capa semiconductora porosa 16, de manera que se concibe que la tension abierta disminuya en gran medida en comparacion con los ejemplos.

(Ejemplo 12 que representa la tecnica anterior para comprender la invencion)

El modulo de celula solar fotosensibilizada mostrado en la Figura 2 se produjo de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que hubo algunas diferencias en el fotosensibilizador y el electrolito de la siguiente manera.

Una solucion en trioctil fosfina de CdS (punto cuantico) como el fotosensibilizador se produjo por el metodo descrito en J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706.

En la Tabla 3 se muestran los resultados de la medicion orbital molecular ocupado mas bajo (HOMO) y el orbital molecular no ocupado mas alto (LUMO) del CdS por AC-3 (fabricado por Riken Keiki Co., Ltd.) y el equipo de medicion de absorbancia (UV-2000, fabricado por Shimadzu Corporation).

Ademas, en la Tabla 3 se muestran los elementos de fotosensibilizacion de los materiales inorganicos utilizables en el ejemplo.

[Tabla 31

: HOMO (V) LUMO (V)

Sulfuro de cadmio (CdS): -6,4 -3,1

Seleniuro de cadmio (CdSe): -6,0 -3,4

Sulfuro de plomo (PbS): -5,5 -4,1

Arseniuro de indio (InAs): -5,5 -4,1

Telururo de cadmio (CdTe): -5,3 -2,8

El laminado se sumergio en una solucion de CdS en una condicion de temperatura de 40 °C durante 12 horas para adsorber CdS sobre la capa semiconductora porosa 6. Posteriormente, el laminado se lavo con etanol (fabricado por Aldrich Chemical Company) y se seco para obtener una capa semiconductora porosa con CdS adsorbido sobre la misma.

Se disolvieron Na2S (fabricado por Aldrich Chemical Company) con una concentracion de 2 mol/l y azufre (fabricado por Aldrich Chemical Company) con una concentracion de 3 mol/l en agua pura para preparar un electrolito.

El modulo de celula solar obtenido del Ejemplo 12 se irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM 1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de la celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

(Ejemplo 13 que representa la tecnica anterior para comprender la invencion)

El modulo de celula solar con la estructura de la Figura 2 se produjo de la misma manera que en el Ejemplo 12 excepto por que se realizo la preparacion del sustrato conductor mediante la siguiente etapa.

Se preparo un sustrato de aluminio de 70 mm X 70 mm X 1 mm de espesor y se formo una pellcula de titanio sobre el sustrato a una velocidad de deposition de 5 A/s usando un evaporador de haz de electrones ei-5 (fabricado por ULVAC, Inc.), para dar a la primera capa conductora 2 un espesor de pellcula de aproximadamente de 700 nm.

El modulo de celula solar obtenido se irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM 1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de la celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

(Ejemplo 14 que representa la tecnica anterior para comprender la invencion)

El modulo de celula solar del Ejemplo 14 con la estructura de la Figura 2 se produjo de la misma manera que en el Ejemplo 12 excepto que se formaron poros pequenos sobre la segunda capa conductora 5 mediante la siguiente etapa despues de formar la segunda capa conductora 5 en el Ejemplo 12.

La segunda capa conductora 5 se irradio con luz laser (laser YAG, longitud de onda fundamental: 1,06 mm, fabricado por Seishin Trading Co., Ltd.) para formar los pequenos poros mientras se ajustaban los valores de corriente y las frecuencias.

(Ejemplo 15)

El modulo de celula solar fotosensibilizada del Ejemplo 15 con la estructura de la Figura 5 se produjo de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que se omitio la segunda capa conductora del Ejemplo 12 y formo la capa semiconductora porosa 6 sobre la capa aislante porosa 4. Sin embargo, el elemento se formo de manera que se alinearon dieciseis piezas de las capas semiconductoras porosas 6 cada una con un tamano de 2 mm X 50 mm.

(Ejemplo Comparativo 2)

El modulo de celula solar fotosensibilizada mostrado en la Figura 5 se produjo de la siguiente manera.

Este modulo de celula solar es el mismo que el del Ejemplo Comparativo 1 excepto que el fotosensibilizador, la adsorcion del fotosensibilizador de la capa semiconductora porosa y el electrolito son iguales que en el Ejemplo 12.

El modulo de celula solar obtenido se irradio con luz con una intensidad de 1 kW/m2 (simulador solar AM 1.5) para medir diversas clases de caracterlsticas de la celula solar. Los resultados se muestran en la Tabla4.

[Tabla 4j

Ejemplo 12 *: 0,25 4,02 0,54 0,54

Ejemplo 13 *: 0,26 4,31 0,54 0,61

Ejemplo 14 *: 0,27 4,22 0,52 0,59

Ejemplo 15: 0,13 3,92 0,51 0,26

Ejemplo Comparativo 2: 0 0,3 0,12 0,00

*) que representa la tecnica anterior para comprender la invencion

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

REIVINDICACIONES

1. Un modulo de celula solar fotosensibilizada que incluye una pluralidad de celulas solares fotosensibilizadas cada una de las cuales comprende

un sustrato conductor (A) que incluye una capa conductora (2), una llnea de rayado (10) y un electrodo de extraccion (2a), en el que la llnea de rayado (10) esta interpuesta entre la capa conductora (2) y el electrodo de extraccion (2a), estando situado el sustrato conductor (A) sobre un lado opuesto a un lado receptor de luz, y

una capa de catalizador (3), una capa aislante porosa (4) que contiene internamente un electrolito, una capa semiconductora porosa (6) con un fotosensibilizador adsorbido sobre la misma, que contiene internamente el electrolito, y un miembro de cubierta translucida (7) situado sobre el lado receptor de luz y laminados directamente en este orden sobre la capa conductora (2),

en el que la capa semiconductora porosa (6) de una celula solar fotosensibilizada esta conectada electrica y directamente a la capa conductora (2) de la otra celula solar fotosensibilizada adyacente, en el que la capa semiconductora porosa (6), en un lado de la celula, llega hasta el electrodo de extraccion (2a) de la celula vecina y la llnea de rayado (10) esta cargada con la capa aislante porosa (4) que llega hasta el sustrato (1) en el mismo lado que en el que la capa semiconductora porosa (6) llega hasta la capa conductora (2), consiguiendo de esta manera una conexion electrica de la pluralidad de celulas solares fotosensibilizadas en serie.
2. El modulo de celula solar fotosensibilizada de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el fotosensibilizador contiene al menos uno de un colorante organico y un colorante complejo metalico.
3. El modulo de celula solar fotosensibilizada de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el fotosensibilizador contiene al menos uno de Cd, Pb, Sb, In, Ga, S, Se y As.
4. El modulo de celula solar fotosensibilizada de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el miembro de cubierta translucida (7) es vidrio templado.
5. El modulo de celula solar fotosensibilizada de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el sustrato conductor (A) tiene un sustrato aislante y una capa metalica formada sobre el sustrato aislante y en contacto con la capa de catalizador (3).
6. Un metodo para producir un modulo de celula solar fotosensibilizada caracterizado por comprender:

una etapa (1) para preparar un sustrato conductor (A) que incluye una capa conductora (2), una llnea de rayado (10) y un electrodo de extraccion (2a), en el que la llnea de rayado (10) esta interpuesta entre la capa conductora (2) y el electrodo de extraccion (2a), y laminar directamente una capa de catalizador (3), una capa aislante porosa (4) y una capa semiconductora porosa (6) con un haz fotosensibilizador adsorbido sobe la misma, en este orden, sobre la capa conductora (2) del sustrato conductor (A), respectivamente para formar una pluralidad de estructuras laminadas que tienen una region de formacion de celula solar sobre las capas conductoras; una etapa (2) para cubrir una superficie de la capa semiconductora porosa (6) de cada una de las estructuras laminadas con un miembro de cubierta translucida (7) situado sobre el lado de recepcion de luz y que sella una circunferencia externa entre el sustrato conductor (A) y el miembro de cubierta translucida (7), y un espacio entre dos regiones de formacion de celula solar adyacentes con un miembro de sellado (8); y

una etapa (3) para inyectar un electrolito en una region interior entre el sustrato conductor (A) y el miembro de cubierta translucida (7) para impregnar el electrolito en la capa semiconductora porosa (6) y la capa aislante porosa (4),

en el que en la etapa (1) un extremo de la capa aislante porosa de una region de formacion de celula solar esta situado entre la capa conductora (2) de una region de formacion de celula solar y uno de la region de formacion de otra celula solar adyacente, y un extremo de la capa semiconductora porosa (6) de dicha una region de formacion de celula solar esta en contacto directamente con la capa conductora (2) de la region de formacion de la otra celula solar adyacente para que esten conectadas electricamente en serie, en el que la capa semiconductora porosa (6), por un lado de la celula, llega hasta el electrodo de extraccion (2a) de una celula vecina y la llnea de rayado (10) se carga con la capa aislante porosa (4), llegando hasta el sustrato (1) en el mismo lado en el que la capa semiconductora porosa (6) llega hasta la capa conductora (2).