JP2005332645A - 色素増感型太陽電池およびその両面光活性電極の製造方法。 - Google Patents

色素増感型太陽電池およびその両面光活性電極の製造方法。 Download PDF

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Abstract

【課題】
両面光活性電極を有する色素増感型太陽電池を作製する際の短所は、一般の色素増感型太陽電池に比べて多層である分、当然生産コストが高くなります。また、多層式にすることで光の透過度が悪くなり、光電変換効率が低下します。多層式で光の透過度が悪くなるのを少しでも防ぐには基板を一枚でも減らすことが課題です。
【解決手段】
基板の両側面に浸漬法にて透明導電膜材料を塗布、乾燥。その両側面に酸化チタンと溶媒を必須成分とするゲル状酸化チタンを塗布、乾燥。また、その両側面に増感色素と溶媒を必須成分とする増感色素液を塗布、乾燥して基板両側面の酸化チタン多孔質膜に増感色素を担持させる。浸漬法は製造方法が易しく、基板の両面塗布が一工程でできるので色素増感型太陽電池の両面光活性電極の製造方法に望ましく、上記の課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

光電変換素子である色素増感型太陽電池用両面光活性電極とその製造方法。
グレッチェルらが発明した色素増感型太陽電池は、シリコン半導体の太陽電池とは異なる光電変換メカニズムにより動作し、光電変換効率も１０％程度と比較的高いことから、将来シリコン系太陽電池に置き換わる可能性のある素子として非常に期待されている。この太陽電池は、図１に示すように、透明基板１、透明導電膜２、酸化チタン多孔質膜３、増感色素層４とで構成する光活性電極６と、透明基板１、透明導電膜２とで構成する対極７との間に電解層５を介している。
特開２００２−３２４５９１
両面光活性電極を有する色素増感型太陽電池を作製する際の短所は、一般の色素増感型太陽電池に比べて多層である分、当然生産コストが高くなります。また、多層にすることで透明ガラスや透明樹脂シートの基板枚数が増えると光の透過度が悪くなり、光電変換効率が減少します。生産コストを下げるには製造方法が易しくすることが課題です。また、多層で光の透過度が悪くなるのを少しでも防ぐには透明ガラスや透明樹脂シートの基板を重複させず、基板を一枚でも減らすことが課題です。
透明ガラス又は透明樹脂シートの基板の両側面に浸漬法にて透明導電膜材料を塗布し、乾燥して基板両側面に透明導電膜を形成。その両側面に浸漬法にて酸化チタンと溶媒を必須成分とするゲル状酸化チタンを塗布し、乾燥して基板両側面に酸化チタン多孔質膜を形成。また、その両側面に浸漬法にて増感色素と溶媒を必須成分とする増感色素液を塗布し、乾燥して基板両側面の酸化チタン多孔質膜に増感色素を担持させる。このように浸漬法は、基板の両面の塗布が一工程でできるので色素増感型太陽電池の両面光活性電極の製造方法に望ましく、上記の課題を解決する。
変換効率が高く、安価に製造が可能である。
透明ガラス又は透明樹脂シートの基板1の両側面に浸漬式にて透明導電膜材料を塗布し、乾燥して基板両側面に透明導電膜２を形成。その両側面に浸漬式にて酸化チタンと溶媒を必須成分とするゲル状酸化チタンを塗布し、乾燥して基板両側面に酸化チタン多孔質膜３を形成。また、その両側面に浸漬式にて増感色素と溶媒を必須成分とする増感色素液を塗布し、乾燥して基板両側面の酸化チタン多孔質膜に増感色素４を担持させる。塗布方法に浸漬式を採用することで、わずか三工程で透明基板１の両側に光活性電極８を作製することが可能になることで安価に作製できます。光活性電極８と両側に透明基板１、透明導電膜２とで構成する対極７との間に電解層５を介することで容易に色素増感型太陽電池用両面光活性電極を作製できます。2層式にすることで変換効率が高い２層式色素増感型太陽電池９を作製できます。
基板の両面塗布が一工程でできる両面光活性電極の製造方法はプリント基板などのＰＣＢ業界で多層基板の製作工程でパターンを露光する前工程でレジスト膜を作製する方法に採用されています。広く一般にはドライフィルムが用いられているが、ＰＣＢの両面基板の場合には両面ラミネートより経済的に製作できる浸漬式にての塗布方法が用いられています。レジスト膜厚より細いパターン（数１０ミクロン）の作製はドライフィルムでは難しいため、より緻密なパターンを作製するには、薄膜の製作方法として容易な浸漬式塗布方法が採用されています。この手法を色素増感型太陽電池用両面光活性電極の製造方法に用います。
浸漬式での塗布は操作が容易で、一工程で両面塗布ができる特徴を持つことで多層基板の中間層の基板製作方法として非常に有効で、使用液のムダもなく製造コストを安くすることが可能です。 今後、２層式色素増感型太陽電池の作製に浸漬式での塗布方法を採用すれば、経済的で変換効率のいい色素増感型太陽電池が多量に生産可能と言えます。
色素増感型太陽電池の構成の概略を示す断面図である。 ２層式色素増感型太陽電池の構成の概略を示す断面図である。
符号の説明
１ 透明基板
２ 透明導電膜
３ 酸化チタン多孔膜
４ 増感色素層
５ 電解層
６ 光活性電極（片面）
７ 対極（片面）
８ 光活性電極（両面）
９ ２層式色素増感型太陽電池

Claims (2)

  1. 透明ガラス基板の両面に浸漬式にて透明導電膜材料を塗布、乾燥させて基板両面に透明導電膜を形成、その上に浸漬式にて酸化チタンと溶媒を必須成分とするゲル状酸化チタンを塗布、乾燥させて基板両面に酸化チタン多孔質膜を形成、またその上に浸漬式にて増感色素と溶媒を必須成分とする増感色素液を塗布、乾燥させて基板両面の酸化チタン多孔質膜に浸漬式にて増感色素を担持させる。このようにして透明ガラス基板の両面に作製した光活性電極とその両側の対極との間に電解層を介したことを特徴とする透明ガラス基板の色素増感型太陽電池用両面光活性電極の製造方法。
  2. 透明樹脂シートの両面に浸漬式にて透明導電膜材料を塗布、乾燥させて基板両面に透明導電膜を形成。その上に浸漬式にて酸化チタンと溶媒を必須成分とするゲル状酸化チタンを塗布、乾燥させてシート両面に酸化チタン多孔質膜を形成。またその上に浸漬式にて増感色素と溶媒を必須成分とする増感色素液を塗布、乾燥させてシート両面の酸化チタン多孔質膜に増感色素を担持させる。このようにして透明樹脂シート基板の両面に作製した光活性電極とその両側の対極との間に電解層を介したことを特徴とする透明樹脂シート基板の色素増感型太陽電池用両面光活性電極の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007172917A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Fujikura Ltd 光電変換素子
CN102254700A (zh) * 2011-05-13 2011-11-23 西安交通大学 层叠结构的光侧入式染料敏化太阳能电池组及其制造工艺
KR101110651B1 (ko) 2005-04-08 2012-02-24 코오롱인더스트리 주식회사 염료감응형 태양전지
KR101208272B1 (ko) 2011-02-24 2012-12-10 한양대학교 산학협력단 양면 구조를 가지는 태양전지 및 이의 제조방법

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