JP2002540559A - 多重セル再生型光起電光電気化学デバイスにおける導通路を設ける方法 - Google Patents
多重セル再生型光起電光電気化学デバイスにおける導通路を設ける方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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- H01G9/20—Light-sensitive devices
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Abstract
(57)【要約】
本発明は多重セル再生型光起電光電気化学（ＲＰＥＣ）デバイスに関する。本発明は、多重セルＲＰＥＣデバイスの構造を記載し、それは、伝導粒子を乗せたマトリックスにより伝導導通路が形成された構造であり、伝導導通路は、対向する平面伝導部の拡張部分の間に形成されている。
Description
【０００１】 （発明の技術分野） 本発明は多重セル再生型光起電光電気化学（ＲＰＥＣ）デバイス、それらデバ
イスの内部の電気接続（本明細書では「導通路」と呼ぶ）のために用いられる材
料および方法、およびそれらデバイス内の電気的伝導層を隔てるために用いられ
る材料および方法に関する。
イスの内部の電気接続（本明細書では「導通路」と呼ぶ）のために用いられる材
料および方法、およびそれらデバイス内の電気的伝導層を隔てるために用いられ
る材料および方法に関する。
【０００２】 関連するタイプのＲＰＥＣ電池の例は、以下の米国特許に開示されている： 第４９２７７２１号、光電気化学電池；Ｍｉｃｈａｅｌ Ｇｒａｅｔｚｅｌお
よびＰａｕｌ Ｌｉｓｋａ、１９９０年。 第５３５０６４４号、光電池；Ｍｉｃｈａｅｌ Ｇｒａｅｔｚｅｌ、Ｍｏｈａ
ｍｍａｎｄ Ｋ ＮａｚｅｅｒｕｄｄｉｎおよびＢｒｉａｎ Ｏ’Ｒｅｇａｎ、
１９９４年。 第５５２５４４０号、光電気化学電池の製造方法およびその方法により製造さ
れた電池；Ａｎｄｒｅａｓ Ｋａｙ、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｇｒａｅｔｚｅｌおよび
Ｂｒｉａｎ Ｏ’Ｒｅｇａｎ、１９９６年。 第５７２８４８７号、光電気化学電池およびその電池のための電解質；Ｍｉｃ
ｈａｅｌ Ｇｒａｅｔｚｅｌ、Ｙｏｒｄａｎ ＡｔｈａｎａｓｓｏｖおよびＰｉ
ｅｒｒｅ Ｂｏｎｈｏｔｅ、１９９８年。
よびＰａｕｌ Ｌｉｓｋａ、１９９０年。 第５３５０６４４号、光電池；Ｍｉｃｈａｅｌ Ｇｒａｅｔｚｅｌ、Ｍｏｈａ
ｍｍａｎｄ Ｋ ＮａｚｅｅｒｕｄｄｉｎおよびＢｒｉａｎ Ｏ’Ｒｅｇａｎ、
１９９４年。 第５５２５４４０号、光電気化学電池の製造方法およびその方法により製造さ
れた電池；Ａｎｄｒｅａｓ Ｋａｙ、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｇｒａｅｔｚｅｌおよび
Ｂｒｉａｎ Ｏ’Ｒｅｇａｎ、１９９６年。 第５７２８４８７号、光電気化学電池およびその電池のための電解質；Ｍｉｃ
ｈａｅｌ Ｇｒａｅｔｚｅｌ、Ｙｏｒｄａｎ ＡｔｈａｎａｓｓｏｖおよびＰｉ
ｅｒｒｅ Ｂｏｎｈｏｔｅ、１９９８年。
【０００３】 （発明の背景） 上記特許に開示されたタイプのような光電気化学ＰＶ電池は、二つの大面積基
板間の積層配置で過度の費用をかけずに作製することができる。典型的な配置は
、基板の内表面上への電気的伝導コートを利用し、それら基板の少なくとも一つ
は可視光に対し透明であり（例えば、ガラスやプラスチックからなり）、透明な
電気伝導体（ＴＥＣ）でコートされている。しかし、ＴＥＣコートは通常、金属
酸化物を含み、通常の金属伝導体と比較したとき高い抵抗率を有し、その結果、
大面積ＲＰＥＣ電池にとって大きな抵抗損失となる。加えて、各ＲＰＥＣ電池は
多くの応用にとって不十分な電圧を生じる。直列に接続された複数のＲＰＥＣ電
池（本明細書では「ＲＰＥＣモジュール」と呼ぶ）は、より高い電圧を生じ全体
の電流を最小化し得て、それによりＴＥＣコートの抵抗に起因する電力損失を最
小化し得る。ＲＰＥＣ電池の外部直列接続では製造コストが増大し、付加的な抵
抗損失を招く可能性がある。隣接するＲＰＥＣ電池の内部直列接続を可能にする
ためには、伝導コートの選択された領域は、電気的に分離されていなければなら
ならず、その領域の部分は薄層形成時に重複し、それら重複領域を接続するため
に導通路が用いられ、そして各電池の電解質を隔てるために電解質不透隔壁が用
いられる。
板間の積層配置で過度の費用をかけずに作製することができる。典型的な配置は
、基板の内表面上への電気的伝導コートを利用し、それら基板の少なくとも一つ
は可視光に対し透明であり（例えば、ガラスやプラスチックからなり）、透明な
電気伝導体（ＴＥＣ）でコートされている。しかし、ＴＥＣコートは通常、金属
酸化物を含み、通常の金属伝導体と比較したとき高い抵抗率を有し、その結果、
大面積ＲＰＥＣ電池にとって大きな抵抗損失となる。加えて、各ＲＰＥＣ電池は
多くの応用にとって不十分な電圧を生じる。直列に接続された複数のＲＰＥＣ電
池（本明細書では「ＲＰＥＣモジュール」と呼ぶ）は、より高い電圧を生じ全体
の電流を最小化し得て、それによりＴＥＣコートの抵抗に起因する電力損失を最
小化し得る。ＲＰＥＣ電池の外部直列接続では製造コストが増大し、付加的な抵
抗損失を招く可能性がある。隣接するＲＰＥＣ電池の内部直列接続を可能にする
ためには、伝導コートの選択された領域は、電気的に分離されていなければなら
ならず、その領域の部分は薄層形成時に重複し、それら重複領域を接続するため
に導通路が用いられ、そして各電池の電解質を隔てるために電解質不透隔壁が用
いられる。
【０００４】 （発明の要旨） 好ましくは、本発明は前述した従来技術の欠点を克服するであろうＲＰＥＣモ
ジュールに用いられる導通路のための材料および方法を提供する。
ジュールに用いられる導通路のための材料および方法を提供する。
【０００５】 本発明は二つの基板（１、１２）間に積層された二つまたはそれ以上の光電気
化学セルを有する再生型光起電光電気化学デバイスを提供する。ここで、対向す
る電気伝導体（２、１１）は、基板の内表面上に支持されており、ここで、少な
くとも一つの伝導体およびそれに隣接する基板は実質的に可視光に対し透明であ
り、また、ここで各基板上の伝導体は電気的に分離された領域になるように各々
隔てられており、各々のセルは対向する平面伝導体の二つの領域の部分間に形成
されていて、各々のセルは：光アノード（３）、カソード（１１）および電解質 媒体 （５）を含み、電解質媒体は光アノードとカソード間に配置され、隣接する
光電気化学セルは伝導粒子（６）を含む電気的導通材料により直列に電気的に導
通されている。
化学セルを有する再生型光起電光電気化学デバイスを提供する。ここで、対向す
る電気伝導体（２、１１）は、基板の内表面上に支持されており、ここで、少な
くとも一つの伝導体およびそれに隣接する基板は実質的に可視光に対し透明であ
り、また、ここで各基板上の伝導体は電気的に分離された領域になるように各々
隔てられており、各々のセルは対向する平面伝導体の二つの領域の部分間に形成
されていて、各々のセルは：光アノード（３）、カソード（１１）および電解質 媒体 （５）を含み、電解質媒体は光アノードとカソード間に配置され、隣接する
光電気化学セルは伝導粒子（６）を含む電気的導通材料により直列に電気的に導
通されている。
【０００６】 ＲＰＥＣモジュールで用いるための導通路は、好ましくは金属のそれと同様の
導電率を有さないことが必要であることに留意されたい。なぜならば、その導通
路が各セルの全長に沿って作製され、そのうえ、伝導パスの長さは通常たった３
０μｍ−５０μｍであり、それは対向する電気的伝導コート間の距離だからであ
る。それゆえ効率がよく十分なＲＰＥＣモジュールは、２０ｏｈｍ ｃｍ以下の
体積抵抗率を有する導通路を以って作られ得ることを見出した。
導電率を有さないことが必要であることに留意されたい。なぜならば、その導通
路が各セルの全長に沿って作製され、そのうえ、伝導パスの長さは通常たった３
０μｍ−５０μｍであり、それは対向する電気的伝導コート間の距離だからであ
る。それゆえ効率がよく十分なＲＰＥＣモジュールは、２０ｏｈｍ ｃｍ以下の
体積抵抗率を有する導通路を以って作られ得ることを見出した。
【０００７】 一態様において、本発明は、液体またはペーストの薄細片として堆積され得る
導通路としての改良された複合材料の使用に関連し、そのために細片は伝導コー
トの重複領域を橋架けするように適合され、次いで、硬化され（例えば架橋され
）、熱硬化され、乾燥され、焼結され、さもなくば、対向する基板が組み立てら
れた後、伝導コート間の電気的伝導体を形成するよう処理される。複合材料は通
常のスクリーン印刷やステンシル印刷によって堆積され得るが、この処理は既に
堆積した電極にダメージをもたらす可能性がある。本発明の好ましい一態様にお
いて、複合材料はノズルから液体またはペーストの薄細片として堆積される。こ
こでノズルまたは基板あるいはその両方はその堆積を達成するために動かされる
。複合材料は、好ましくはポリマーマトリックス中に埋め込まれた電気的伝導粒
子を含む。本発明の好ましい態様においては、導通路におけるマトリックス材料
に対する伝導粒子の堆積の相対的な割合は、好ましくは１：５から２：１であり
、伝導粒子の濃度が高いことが好ましい。
導通路としての改良された複合材料の使用に関連し、そのために細片は伝導コー
トの重複領域を橋架けするように適合され、次いで、硬化され（例えば架橋され
）、熱硬化され、乾燥され、焼結され、さもなくば、対向する基板が組み立てら
れた後、伝導コート間の電気的伝導体を形成するよう処理される。複合材料は通
常のスクリーン印刷やステンシル印刷によって堆積され得るが、この処理は既に
堆積した電極にダメージをもたらす可能性がある。本発明の好ましい一態様にお
いて、複合材料はノズルから液体またはペーストの薄細片として堆積される。こ
こでノズルまたは基板あるいはその両方はその堆積を達成するために動かされる
。複合材料は、好ましくはポリマーマトリックス中に埋め込まれた電気的伝導粒
子を含む。本発明の好ましい態様においては、導通路におけるマトリックス材料
に対する伝導粒子の堆積の相対的な割合は、好ましくは１：５から２：１であり
、伝導粒子の濃度が高いことが好ましい。
【０００８】 本発明の好ましい一態様においては、導通路は、ＲＰＥＣセルの電解質を実質
的に透過させず、かつ電解質に対して無反応性であってもよく、それゆえ電解質
不透隔壁の作用も奏する。本発明の別の好ましい態様においては、導通路はＲＰ
ＥＣセルの電解質に対し無反応性であるが、しかし実質的には不透でなくてもよ
い。本発明のこの好ましい態様においては、導通路のそばに配置された電解質不
透隔壁が各々のセルの電解質を分離するために用いられる。本発明のこの好まし
い態様においては、導通路の伝導粒子およびポリマーマトリックスは、化学的透
過性の要求があまり厳しくないので、より広範囲の材料から選択され得る。本発
明の別の好ましい態様においては、導通路はＲＰＥＣセルの電解質から、導通路
の両側の電解質不透隔壁によって化学的に分離される。本発明のこの好ましい態
様においては、導通路の伝導粒子およびポリマーマトリックスは、化学的反応性
の要求があまり厳しくないので、より広範囲の材料から選択され得る。不透隔壁
は電気的に伝導でもあるいは非伝導性でもよく、シリコーン、エポキシ、ポリエ
ステル、ポリオレフィン、アクリル、オルモセル（ｏｒｍｏｃｅｒｓ）および熱
可塑性物質を含むがそれらに限定されない、任意の適切な材料から構成され得る
。不透隔壁は、液体またはペーストの薄細片として堆積され得る。不透隔壁は、
導通路を堆積するノズルのそばに設けられた別のノズルから導通路とともに堆積
されるのが好ましい。本発明の別の好ましい態様においては、導通路は、複合材
料と一つあるいは両方の伝導コートとの間に配置された伝導ポリマーの非常に薄
い細片とともに、複合材料を有する。本発明のこの好ましい態様においては、伝
導ポリマーの非常に薄い細片は、複合材料と伝導コートとの間に電気伝導度の向
上をもたらす。本発明のこの好ましい態様においては、伝導ポリマーの非常に薄
い細片は、ポリピロール、ポリアナリン（ｐｏｌｙａｎａｌｉｎｅｓ）、３，４
−エチレンジオキシチオフェン等を含み得て、好ましくは前述のノズルから堆積
される。
的に透過させず、かつ電解質に対して無反応性であってもよく、それゆえ電解質
不透隔壁の作用も奏する。本発明の別の好ましい態様においては、導通路はＲＰ
ＥＣセルの電解質に対し無反応性であるが、しかし実質的には不透でなくてもよ
い。本発明のこの好ましい態様においては、導通路のそばに配置された電解質不
透隔壁が各々のセルの電解質を分離するために用いられる。本発明のこの好まし
い態様においては、導通路の伝導粒子およびポリマーマトリックスは、化学的透
過性の要求があまり厳しくないので、より広範囲の材料から選択され得る。本発
明の別の好ましい態様においては、導通路はＲＰＥＣセルの電解質から、導通路
の両側の電解質不透隔壁によって化学的に分離される。本発明のこの好ましい態
様においては、導通路の伝導粒子およびポリマーマトリックスは、化学的反応性
の要求があまり厳しくないので、より広範囲の材料から選択され得る。不透隔壁
は電気的に伝導でもあるいは非伝導性でもよく、シリコーン、エポキシ、ポリエ
ステル、ポリオレフィン、アクリル、オルモセル（ｏｒｍｏｃｅｒｓ）および熱
可塑性物質を含むがそれらに限定されない、任意の適切な材料から構成され得る
。不透隔壁は、液体またはペーストの薄細片として堆積され得る。不透隔壁は、
導通路を堆積するノズルのそばに設けられた別のノズルから導通路とともに堆積
されるのが好ましい。本発明の別の好ましい態様においては、導通路は、複合材
料と一つあるいは両方の伝導コートとの間に配置された伝導ポリマーの非常に薄
い細片とともに、複合材料を有する。本発明のこの好ましい態様においては、伝
導ポリマーの非常に薄い細片は、複合材料と伝導コートとの間に電気伝導度の向
上をもたらす。本発明のこの好ましい態様においては、伝導ポリマーの非常に薄
い細片は、ポリピロール、ポリアナリン（ｐｏｌｙａｎａｌｉｎｅｓ）、３，４
−エチレンジオキシチオフェン等を含み得て、好ましくは前述のノズルから堆積
される。
【０００９】 導通路のポリマーマトリックスは、電気的に伝導性（例えばポリピロール、ポ
リアナリン（ｐｏｌｙａｎａｌｉｎｅｓ）、３，４−エチレンジオキシチオフェ
ン等を含む）であっても、あるいは電気的に絶縁性（例えばシリコーン、エポキ
シ、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、オルモセル（ｏｒｍｏｃｅｒｓ
）、熱可塑性物質を含む）であってもよい。伝導粒子の適切な材料には、粒子お
よび／または金属ビーズの形態の金属材料（例えばタングステン、チタンおよび
白金）といった金属伝導体、および炭素、セラミック（例えばインジウム錫酸化
物、二酸化ルテニウム、錫酸カドミウムおよびフッ素をドープした酸化錫）とい
った非金属伝導体、および伝導ポリマー（例えばポリピロール、ポリアナリン（
ｐｏｌｙａｎａｌｉｎｅｓ）、３，４−エチレンジオキシチオフェン等、それら
は溶液から粒子として形成され得るか、あるいはバルクに形成されて大きさが変
換され得る）が挙げられ得るが、それらに限られない。
リアナリン（ｐｏｌｙａｎａｌｉｎｅｓ）、３，４−エチレンジオキシチオフェ
ン等を含む）であっても、あるいは電気的に絶縁性（例えばシリコーン、エポキ
シ、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、オルモセル（ｏｒｍｏｃｅｒｓ
）、熱可塑性物質を含む）であってもよい。伝導粒子の適切な材料には、粒子お
よび／または金属ビーズの形態の金属材料（例えばタングステン、チタンおよび
白金）といった金属伝導体、および炭素、セラミック（例えばインジウム錫酸化
物、二酸化ルテニウム、錫酸カドミウムおよびフッ素をドープした酸化錫）とい
った非金属伝導体、および伝導ポリマー（例えばポリピロール、ポリアナリン（
ｐｏｌｙａｎａｌｉｎｅｓ）、３，４−エチレンジオキシチオフェン等、それら
は溶液から粒子として形成され得るか、あるいはバルクに形成されて大きさが変
換され得る）が挙げられ得るが、それらに限られない。
【００１０】 本発明の好ましい一態様においては、伝導粒子は対向する電気的な伝導コート
間の距離とほぼ同じ大きさである。本発明の別の好ましい態様においては、伝導
粒子はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％より小さい
大きさである。本発明のまた別の好ましい態様においては、伝導粒子は異なる大
きさの混合物であり、いくつかの粒子は前記距離とほぼ同じ大きさであり、別の
粒子はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％より小さい
大きさである。本発明のまた別の好ましい態様においては、伝導粒子は異なる大
きさの混合物であり、いくつかの粒子（粒子の全重量の少なくとも２０％を含む
）は前記距離とほぼ同じ大きさであり、別の粒子はその距離より小さい大きさで
あり、好ましくはその距離の５％より小さい大きさである。本発明のまた別の好
ましい態様においては、伝導粒子は異なる大きさの混合物であり、いくつかの粒
子は前記距離とほぼ同じ大きさであり、別の粒子（粒子の全重量の少なくとも２
０％を含む）はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％よ
り小さい大きさである。本発明のまた別の好ましい態様においては、伝導粒子は
異なる大きさの混合物であり、いくつかの粒子は前記距離とほぼ同じ大きさであ
り、別の粒子はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％よ
り小さい大きさであり、また別の粒子はその距離より小さくかつその距離の５％
より大きい。風荷重（ｗｉｎｄ ｌｏａｄｉｎｇ）といった、特定の機械的な力
によって、いくつかのＲＰＥＣモジュールデザインにおいては、積層された電極
間で短絡が生じ得る。対向する電気的な伝導コート間の距離とほぼ同じあるいは
近い大きさの伝導粒子を含む導通路は、そういった機械的な荷重をかける間の短
絡の発生を防ぐ、あるいは最小化し得ることであるのが本発明の特徴である。
間の距離とほぼ同じ大きさである。本発明の別の好ましい態様においては、伝導
粒子はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％より小さい
大きさである。本発明のまた別の好ましい態様においては、伝導粒子は異なる大
きさの混合物であり、いくつかの粒子は前記距離とほぼ同じ大きさであり、別の
粒子はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％より小さい
大きさである。本発明のまた別の好ましい態様においては、伝導粒子は異なる大
きさの混合物であり、いくつかの粒子（粒子の全重量の少なくとも２０％を含む
）は前記距離とほぼ同じ大きさであり、別の粒子はその距離より小さい大きさで
あり、好ましくはその距離の５％より小さい大きさである。本発明のまた別の好
ましい態様においては、伝導粒子は異なる大きさの混合物であり、いくつかの粒
子は前記距離とほぼ同じ大きさであり、別の粒子（粒子の全重量の少なくとも２
０％を含む）はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％よ
り小さい大きさである。本発明のまた別の好ましい態様においては、伝導粒子は
異なる大きさの混合物であり、いくつかの粒子は前記距離とほぼ同じ大きさであ
り、別の粒子はその距離より小さい大きさであり、好ましくはその距離の５％よ
り小さい大きさであり、また別の粒子はその距離より小さくかつその距離の５％
より大きい。風荷重（ｗｉｎｄ ｌｏａｄｉｎｇ）といった、特定の機械的な力
によって、いくつかのＲＰＥＣモジュールデザインにおいては、積層された電極
間で短絡が生じ得る。対向する電気的な伝導コート間の距離とほぼ同じあるいは
近い大きさの伝導粒子を含む導通路は、そういった機械的な荷重をかける間の短
絡の発生を防ぐ、あるいは最小化し得ることであるのが本発明の特徴である。
【００１１】 本発明の本質を広く記載してきたが、それらの態様は以下、実施例および図示
のみによって記載されよう。以下の記載では、添付図面についての言及がなされ
よう。
のみによって記載されよう。以下の記載では、添付図面についての言及がなされ
よう。
【００１２】 図１を参照すると、ＲＰＥＣモジュールのこの部分は二つのガラス基板（１、
１２）を有し、その両方には透明な電子伝導体（ＴＥＣ）コート（２、１１）が
被覆されている。ＴＥＣ層は電気的に各個別のセルを分離するよう、選択的に分
離されている（３、１０）。カソードは、一つのＴＥＣコート（２）に付着させ
た白金電気触媒（４）を含み、光アノードはもう一つのＴＥＣコート（１１）に
付着させたルテニウム染料感光性チタニア（９）を含み、酸化還元媒体を含む電
解質（５）はカソードと光アノードの間に配置される。前述の材料は全て米国特
許第５３５０６４４号において詳細に記載されている。導通路は二つの異なる電
気的伝導粒子、すなわち４５μｍ（ｕｍ）のチタン（６）および０．５μｍ（ｕ
ｍ）のタングステン（７）から成り立ち、ポリマー状シリコーンマトリックス（
８）に埋め込まれ、それぞれの重量比は１：１０：４である。
１２）を有し、その両方には透明な電子伝導体（ＴＥＣ）コート（２、１１）が
被覆されている。ＴＥＣ層は電気的に各個別のセルを分離するよう、選択的に分
離されている（３、１０）。カソードは、一つのＴＥＣコート（２）に付着させ
た白金電気触媒（４）を含み、光アノードはもう一つのＴＥＣコート（１１）に
付着させたルテニウム染料感光性チタニア（９）を含み、酸化還元媒体を含む電
解質（５）はカソードと光アノードの間に配置される。前述の材料は全て米国特
許第５３５０６４４号において詳細に記載されている。導通路は二つの異なる電
気的伝導粒子、すなわち４５μｍ（ｕｍ）のチタン（６）および０．５μｍ（ｕ
ｍ）のタングステン（７）から成り立ち、ポリマー状シリコーンマトリックス（
８）に埋め込まれ、それぞれの重量比は１：１０：４である。
【００１３】 図２を参照すると、ＲＰＥＣモジュールのこの概略は、二つのガラス基板（１
、１２）を有し、その両方には透明な電子伝導体（ＴＥＣ）コート（２、１１）
が被覆されている。カソードは、一つのＴＥＣコート（２）に付着させた白金電
気触媒（４）を含む。光アノードはもう一つのＴＥＣコート（１１）に付着させ
たルテニウム染料感光性チタニア（９）を含む。ＴＥＣコ−ト除去された場所（
３、１０）に、導通路（１３）と細片も示されている。
、１２）を有し、その両方には透明な電子伝導体（ＴＥＣ）コート（２、１１）
が被覆されている。カソードは、一つのＴＥＣコート（２）に付着させた白金電
気触媒（４）を含む。光アノードはもう一つのＴＥＣコート（１１）に付着させ
たルテニウム染料感光性チタニア（９）を含む。ＴＥＣコ−ト除去された場所（
３、１０）に、導通路（１３）と細片も示されている。
【００１４】 図３を参照すると、本発明に従って形成されるＲＰＥＣモジュールの別の実施
例が描写される。図１で設定されたのと同じ構成要素には、同じ参照番号が図３
で用いられていて、これら構成要素にはさらなる記載は与えられない。参照番号
（１４）は、各電池の電解質（５）を分離するための電解質不透隔壁を形成する
保護層を意味する。
例が描写される。図１で設定されたのと同じ構成要素には、同じ参照番号が図３
で用いられていて、これら構成要素にはさらなる記載は与えられない。参照番号
（１４）は、各電池の電解質（５）を分離するための電解質不透隔壁を形成する
保護層を意味する。
【図１】 図１は、本発明の一実施例に従って形成されるＲＰＥＣモジュール内の導通路
を囲む領域の拡大部分断面図である。
を囲む領域の拡大部分断面図である。
【図２】 図２は、本発明の上記実施例に従って形成されるＲＰＥＣモジュールの概略的
な透視図である。
な透視図である。
【図３】 図３は、本発明の別の実施例に従って形成されるＲＰＥＣモジュール内の導通
路を囲む領域の拡大部分断面図である。
路を囲む領域の拡大部分断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年７月７日（２０００．７．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ファーニ、ジョージ オーストラリア国、ニュー サウス ウェ イルズ 2234、イラウォング、シルヴァン リッジ ロウド 88 (72)発明者 スクリャビン、イーゴリ リヴォヴィッチ オーストラリア国、オーストレイリアン キャピタル テリトリー 2600、ヤラルム ラ、シューリヒ ストリート 76 Ｆターム(参考） 5F051 AA14 DA20 FA02 FA30 GA03 5H032 AA06 AS16 CC11 CC17 EE18
Claims (17)
- 【請求項１】 二つの基板（１、１２）間に積層された二つまたはそれ以上
の光電気化学セルを有し、該基板の内表面上に支持された対向する電気伝導体（
２、１１）を有し、ここで、少なくとも一つの伝導体およびそれに隣接する基板
は実質的に可視光に対し透明であり、また、ここで各基板上の伝導体は電気的に
分離された領域になるように各々隔てられており、各々のセルは対向する平面伝
導体の二つの領域の部分間に形成されていて、各々のセルは：光アノード（３）
、カソード（１１）および電解質媒体（５）を含み、該電解質媒体は該光アノー
ドと該カソード間に配置され、隣接する光電気化学セルは伝導粒子（６）を含む
電気的導通材料により直列に電気的に導通される、再生型光起電光電気化学デバ
イス。 - 【請求項２】 伝導粒子が、第ｎ番目のセルの光アノードに隣接する伝導体
の領域の分離された部分と、第ｎ＋１番目のセルのカソードに隣接する対向する
伝導体の領域の分離された部分との間に配置された、請求項１に記載の光電気化
学デバイス。 - 【請求項３】 第一のセルのカソードに隣接する伝導体の領域の分離された
部分と、最後のセルの光アノードに隣接する伝導体の領域の分離された部分とに
設けられた電気的接触（７）によって、デバイスに外部電気的接続がなされる請
求項１または２のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項４】 電気的伝導粒子が、対向する伝導体間の距離とほぼ同じ大き
さの粒子を含む請求項２または３のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項５】 電気的導通材料が、マトリックス内に含まれる伝導粒子から
なる先行する請求項のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項６】 マトリックスが、ポリマーマトリックスである請求項５に記
載の光電気化学デバイス。 - 【請求項７】 電気的伝導粒子が、対向する伝導体間の距離より小さい大き
さの粒子を含む請求項２〜６のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項８】 電気的伝導粒子が、対向する伝導体間の距離の５％より小さ
い大きさである請求項７に記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項９】 電気的伝導粒子は異なる大きさの混合物であり、電気的伝導
粒子のいくつかは対向する平面伝導体間の距離とほぼ同じ大きさであり、別の電
気的伝導粒子はその距離より小さい大きさである請求項２〜６のいずれかに記載
の光電気化学デバイス。 - 【請求項１０】 後者の電気的伝導粒子の大きさが、対向する伝導体間の距
離の５％より小さい請求項９に記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項１１】 ポリマーマトリックスが、全体的あるいは部分的に一つあ
るいはそれ以上の電気的伝導ポリマー材料からなる請求項６〜１０のいずれかに
記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項１２】 伝導粒子がＰｔ、Ｗ、Ｔｉあるいは炭素で作られる先行す
る請求項のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項１３】 伝導粒子が、ＩＴＯ、Ｒｕ−酸化物といった伝導酸化物で
作られる先行する請求項のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項１４】 伝導ポリマーの付加的な層が、伝導粒子と伝導体との間に
設けられた先行する請求項のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項１５】 光アノードが、大きなバンドギャップの半導体の層（３）
からなり、該半導体は、可視光の大部分を吸収する染料の非常に薄い吸着層（４
）によって感光性になっている、先行する請求項のいずれかに記載の光電気化学
デバイス。 - 【請求項１６】 電気触媒的に活性な材料（１０）がカソード（１１）上に
堆積されている先行する請求項のいずれかに記載の光電気化学デバイス。 - 【請求項１７】 電解質媒体（５）が酸化還元媒体を含む先行する請求項の
いずれかに記載の光電気化学デバイス。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU9317 | 1999-03-18 | ||
| AUPP9317A AUPP931799A0 (en) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | Methods to implement interconnects in multi-cell regenerative photovoltaic photoelectrochemical devices |
| AUPP9317 | 1999-03-18 | ||
| PCT/AU2000/000190 WO2000057441A1 (en) | 1999-03-18 | 2000-03-17 | Methods to implement interconnects in multi-cell regenerative photovoltaic photoelectrochemical devices |
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|---|---|
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