JP2006179380A - Solar cell module equipped with designability and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受光面に意匠性を備えた太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solar cell module having a design on a light receiving surface and a manufacturing method thereof.
太陽電池に特定の文字、記号または図形のパターン等の意匠性を持たせることは、太陽電池モジュールの付加価値を高める上で極めて重要である。屋根等に設ける電力用太陽電池モジュールにおいてはモジュール上に文字等を入れて広告塔の役目を果たさせたり、また携帯用電子機器に具備する民生用太陽電池においては文字や絵柄等を太陽電池上に入れることで商品の付加価値を上げることができる。 Giving the solar cell a design such as a specific character, symbol or graphic pattern is extremely important in increasing the added value of the solar cell module. In a solar cell module for electric power provided on a roof or the like, characters or the like are put on the module to serve as an advertising tower, and in a consumer solar cell provided in a portable electronic device, a character or a pattern is solar cell. By adding it above, you can increase the added value of the product.
従来、セル表面に印刷等で文字や絵柄を設けたり、収集用電極を特定の文字、記号、または図形のパターンに形成していたものがある(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, there are those in which characters or pictures are provided on the cell surface by printing or the like, and collecting electrodes are formed in a pattern of specific characters, symbols, or figures (for example, see Patent Document 1).
しかし、太陽電池表面を印刷パターンや収集用電極で過剰に覆ってしまうと、太陽電池内に暗電流が流れ、それによってセル特性が悪化することが知られている。また、収集用電極を各文字、記号等のパターンとして用いると、各文字や記号等のパターンがお互いに電気的に繋がっている必要があり、意匠性を設ける上で自由度が大きく失われるという問題点があった。 However, it is known that if the surface of the solar cell is excessively covered with a printed pattern or a collecting electrode, a dark current flows in the solar cell, thereby deteriorating the cell characteristics. In addition, when the collecting electrode is used as a pattern of each character, symbol, etc., the pattern of each character, symbol, etc. needs to be electrically connected to each other, and the degree of freedom is greatly lost in providing design. There was a problem.
また、色素増感型太陽電池の構成要素である多孔性半導体層をガラスフリットなどの材料で所定のパターンに仕切ることにより、受光面に任意の文字や記号あるいは図形や絵などを描くことができるカラー太陽電池がある(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, by dividing the porous semiconductor layer, which is a component of the dye-sensitized solar cell, into a predetermined pattern with a material such as glass frit, it is possible to draw arbitrary characters, symbols, figures or pictures on the light receiving surface. There is a color solar cell (for example, refer to Patent Document 2).
以下に、上記先行技術文献を示す。
しかし、上記の従来技術においては所定のパターンに多孔性半導体層を除去する行程、多孔性半導体層を除去した部分に隔壁を形成する行程等複雑な工程を有するために工業的に安価に作製することはできなかった。 However, in the above prior art, since it has complicated steps such as a step of removing the porous semiconductor layer in a predetermined pattern and a step of forming a partition wall in the portion from which the porous semiconductor layer has been removed, it is manufactured industrially at a low cost. I couldn't.
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、太陽電池モジュールにおいて、受光面に太陽電池素子そのものの色で2色以上を付与することにより、特定の文字、記号または図形のパターン等の意匠性を持たせて、太陽電池モジュールの付加価値を上げ、工業的に安価に作製できる太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することにある。 The present invention solves the problems of the prior art, and the problem is that in the solar cell module, the light receiving surface is provided with two or more colors in the color of the solar cell element itself. An object of the present invention is to provide a solar cell module and a method of manufacturing the solar cell module that can be provided with a design such as a pattern of characters, symbols, or figures to increase the added value of the solar cell module and can be manufactured industrially at low cost.
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項1の発明では、受光面に2種類以上の色を持つ単位太陽電池素子が特定の文字、記号または図形のパターンを形成するようにモザイク状に並べられていることを特徴とする意匠性を備えた太陽電池モジュールとしたものである。 In order to achieve the above object in the present invention, first, in the invention of claim 1, the unit solar cell element having two or more colors on the light receiving surface forms a pattern of specific characters, symbols or figures. The solar cell module is provided with a design characteristic that is arranged in a mosaic pattern.
また、請求項2の発明では、前記単位太陽電池素子が非単結晶シリコン太陽電池、非単結晶シリコンゲルマニウム太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の意匠性を備えた太陽電池モジュールとしたものである。
In the invention of
また、請求項3の発明では、前記単位太陽電池素子の面積が太陽電池モジュール全体の面積の1/8以下であることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1項記載の意匠性を備えた太陽電池モジュールとしたものである。
Moreover, in invention of
また、請求項4の発明では、前記単位太陽電池素子が、受光面側から透明基板上に形成された透明導電膜、色素が吸着された多孔質酸化物半導体と電解質を有する光電変換層、導電性基板が順に積層されてなる色素増感型太陽電池であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の意匠性を備えた太陽電池モジュールとしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the unit solar cell element comprises a transparent conductive film formed on a transparent substrate from the light receiving surface side, a photoelectric conversion layer having a porous oxide semiconductor adsorbed with a dye and an electrolyte, and a conductive layer. A solar cell module having a design property according to any one of claims 1 to 3, wherein the solar cell module is a dye-sensitized solar cell in which a functional substrate is sequentially laminated.
また、請求項5の発明では、前記色素増感太陽電池の多孔質酸化物半導体層が、亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナジウム、インジウム、タングステン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、マンガンから選ばれる少なくとも1種類以上の金属の酸化物を含むことを特徴とする請求項4記載の意匠性を備えた太陽電池モジュールとしたものである。
In the invention of
また、請求項6の発明では、前記請求項4記載の電解質に代え、有機系ホール輸送層が用いられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の意匠性を備えた太陽電池モジュールとしたものである。 Moreover, in invention of Claim 6, it replaces with the electrolyte of said Claim 4, and the organic type hole transport layer is used, The designability of any one of Claims 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned is provided. This is a solar cell module.
また、請求項7の発明では、前記請求項4記載の電解質に代え、無機系p型半導体が用いられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の意匠性を備えた太陽電池モジュールとしたものである。
Further, in the invention of
さらにまた、請求項8の発明では、2種類以上の色を持つ太陽電池素子を特定の文字、記号または図形のパターンを形成するようにモザイク状に並べ、太陽電池モジュールの受光面に表示機能をもたせることを特徴とする意匠性を備えた太陽電池モジュールの製造方法としたものである。
Furthermore, in the invention of
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。 Since this invention is the above structure, there exist the following effects.
即ち、上記請求項1に係る発明によれば、受光面に2種類以上の色を持つ単位太陽電池素子が特定の文字、記号または図形のパターンを形成するようにモザイク状に並べられているので、受光面に表示機能をもた意匠性を備えた太陽電池モジュールとすることができる。 That is, according to the first aspect of the present invention, the unit solar cell elements having two or more colors on the light receiving surface are arranged in a mosaic pattern so as to form a specific character, symbol or figure pattern. The solar cell module can have a design with a display function on the light receiving surface.
また、上記請求項2に係る発明によれば、単位太陽電池素子として非単結晶シリコン太陽電池、非単結晶シリコンゲルマニウム太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池のいずれかを使用することによって、安価に作製できる意匠性を備えた太陽電池モジュールとすることができる。
According to the invention of
また、上記請求項3に係る発明によれば、単位太陽電池素子の面積を太陽電池モジュール全体の面積の1/8以下とすることによって、多彩な意匠性が付与された太陽電池モジュールとすることができる。
Moreover, according to the invention which concerns on the said
また、上記請求項4に係る発明によれば、前記単位太陽電池素子が、受光面側から透明基板上に形成された透明導電膜、色素が吸着された多孔質酸化物半導体と電解質を有する光電変換層、導電性基板が順に積層されてなる色素増感型太陽電池であることによって、より容易に太陽電池素子に種々の色を付与することができる。 According to the invention of claim 4, the unit solar cell element includes a transparent conductive film formed on a transparent substrate from the light receiving surface side, a porous oxide semiconductor adsorbed with a dye, and an electrolyte. By being a dye-sensitized solar cell in which the conversion layer and the conductive substrate are sequentially laminated, various colors can be easily imparted to the solar cell element.
また、上記請求項5に係る発明によれば、上記色素増感太陽電池の多孔質酸化物半導体層が、亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナジウム、インジウム、タングステン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、マンガンから選ばれる少なくとも1種類以上の金属の酸化物を含むことによって、優れた光電変換特性を示す意匠性を備えた太陽電池モジュールとすることができる。
According to the invention of
また、上記請求項6、7に係る発明によれば、色素増感型太陽電池を構成する電解質に代え、有機系ホール輸送層、または無機系p型半導体を用いることによっても、より容易に太陽電池素子に種々の色を付与することができる。 In addition, according to the inventions according to the sixth and seventh aspects, the solar can be more easily obtained by using an organic hole transport layer or an inorganic p-type semiconductor instead of the electrolyte constituting the dye-sensitized solar cell. Various colors can be imparted to the battery element.
さらにまた、上記請求項8に係る発明によれば、2種類以上の色を持つ太陽電池素子を特定の文字、記号または図形のパターンを形成するようにモザイク状に並べる意匠性を備えた太陽電池モジュールの製造方法とすることによって、太陽電池モジュールの受光面に表示機能を、容易にかつ安価にもたせられる意匠性を備えた太陽電池モジュールの製造方法を提供できる。
Furthermore, according to the invention according to
以下本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の色素増感太陽電池の一実施の形態の構成を示す模式断面図であり、図2は、本発明の色素増感太陽電池モジュールの一実施の形態を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of the dye-sensitized solar cell of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the dye-sensitized solar cell module of the present invention. is there.
本発明は、図1に示すように、裏面に透明電極層が施されている透明基板(7)と、裏面に裏面電極層(2)と白金膜(3)が施された裏面基板(1)との間に、周囲の隔壁(8)に囲まれた色素増感剤が担持された多孔質酸化物半導体(5)と電界質溶液(4)が導入されている色素増感太陽電池(9)に関するものである。 As shown in FIG. 1, the present invention includes a transparent substrate (7) having a transparent electrode layer on the back surface, and a back substrate (1) having a back electrode layer (2) and a platinum film (3) on the back surface. ) Between the porous oxide semiconductor (5) carrying the dye sensitizer surrounded by the surrounding partition wall (8) and the electrolyte solution (4) ( 9).
まず、本発明の太陽電池の基材(板)としては、太陽光受光側は透明であって太陽光の受光を阻害せず、その表面に透明性導電膜および光電変換素子を形成することができる透明基板(7)としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリビニルフルオライドフィルム、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合樹脂、耐候性ポリエチレンテレフタレート、耐候性ポリプロピレン、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネート、ポリイミド、透明性ポリイミド、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ガラスなどを使用することができるがこれらに限定されるものではない。 First, as the base material (plate) of the solar cell of the present invention, the sunlight receiving side is transparent and does not hinder the reception of sunlight, and a transparent conductive film and a photoelectric conversion element can be formed on the surface thereof. Examples of the transparent substrate (7) that can be used include polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyethylene sulfide, polyethersulfone, polyolefin, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, polyvinyl fluoride film, and ethylene-tetrafluoroethylene co-polymer. Polymer resin, weather-resistant polyethylene terephthalate, weather-resistant polypropylene, glass fiber reinforced acrylic resin film, glass fiber reinforced polycarbonate, polyimide, transparent polyimide, fluorine resin, cyclic polyolefin resin, polyacrylic However, it is not limited to these.
また太陽光を受光しない裏面基板(1)としては、透明である必要はなく、特に限定されないが、例えば、上記の透明基板(7)に加え、SUS薄板、Alフォイルなども使用することができる。これら基板は単独の基材として使用してもよいが、二種以上の基材を積層した複合基板として使用することもできる。 The back substrate (1) that does not receive sunlight does not need to be transparent and is not particularly limited. For example, in addition to the transparent substrate (7), a SUS thin plate, an Al foil, or the like can also be used. . These substrates may be used as a single substrate, but can also be used as a composite substrate in which two or more types of substrates are laminated.
また、本発明において太陽光をより有効利用するために、光の干渉を利用した反射防止層(図示せず)が上記基板の層上あるは層間のいずれかに設けることも可能である。この
反射防止層は、光の干渉性を利用したもので、一般に目的の反射防止特性を得るために所定の光学膜厚nd(屈折率n×形状膜厚d)の層から構成されればよく、本発明において積層数は特に限定されるものではない。この反射防止膜として珪素酸化物や有機フッ素化合物等の低屈折率層を単層で設けることも可能であるが、通常は、コスト及び反射防止効果の面から1〜6層とすることが好ましい。
In order to use sunlight more effectively in the present invention, an antireflection layer (not shown) using light interference may be provided on either the layer of the substrate or between the layers. This antireflection layer utilizes the coherence of light, and generally, it is sufficient if it is composed of a layer having a predetermined optical film thickness nd (refractive index n × shape film thickness d) in order to obtain the desired antireflection characteristic. In the present invention, the number of stacked layers is not particularly limited. Although it is possible to provide a single layer of a low refractive index layer such as silicon oxide or an organic fluorine compound as the antireflection film, it is usually preferable to use 1 to 6 layers in terms of cost and antireflection effect. .
また、上記反射防止膜は真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の真空成膜プロセス、グラビアコートやスクリーンコート等のウェットコートと、熱乾燥法、熱硬化法、紫外線照射硬化法、電子線照射硬化法等を組み合わせた成膜プロセスによることができ、各々の薄膜の特性に最適な方法が適宜選択される。この他のいかなる成膜方法であっても構わない。 In addition, the antireflection film includes a vacuum deposition method such as a vacuum deposition method, a reactive deposition method, an ion beam assisted deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a plasma CVD method, and a wet coating such as a gravure coat and a screen coat. In addition, a film forming process combining a heat drying method, a heat curing method, an ultraviolet ray irradiation curing method, an electron beam irradiation curing method, and the like can be performed, and a method optimal for the characteristics of each thin film is appropriately selected. Any other film forming method may be used.
また、太陽電池素子の耐候性を上げるために、上記基板の層上あるは層間のいずれかにガスバリアー層として設けることも可能である。例えば、ケイ素酸化物(SiOx )、ケイ素窒化物(SiNx )、酸化アルミニウム(Alx Oy )のいずれかの単独、もしくは二種以上の混合系の蒸着層、または無機−有機のハイブリッドコート層のうちのいずれか一種、または二種以上を組み合わせた複合層を好適に使用することもできる。 Further, in order to increase the weather resistance of the solar cell element, it is possible to provide a gas barrier layer either on the substrate layer or between the layers. For example, one of silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), aluminum oxide (Alx Oy) alone, or a mixture of two or more kinds of vapor-deposited layers, or an inorganic-organic hybrid coat layer Any one type or a composite layer combining two or more types can also be suitably used.
上記、ケイ素酸化物(SiNx )、ケイ素窒化物(SiNx )、酸化アルミニウム(Alx Oy )などの蒸着層は蒸着法、スパッタ法、CVD法、ディッピング法、ゾルゲル法などにより基材フィルム上に容易に形成することができる。このようなバリア層の厚さは5〜500nmの範囲が好ましく、30〜150nmの範囲が特に好ましい。 Vapor deposition layers such as silicon oxide (SiNx), silicon nitride (SiNx), and aluminum oxide (AlxOy) can be easily formed on a substrate film by vapor deposition, sputtering, CVD, dipping, sol-gel, etc. Can be formed. The thickness of such a barrier layer is preferably in the range of 5 to 500 nm, particularly preferably in the range of 30 to 150 nm.
本発明の太陽電池素子とは、半導体の光起電力効果を利用して発電するもの全てを意味しており、非単結晶シリコン太陽電池、非単結晶シリコンゲルマニウム太陽電池、化合物半導体(3−5族、2−6族、その他)太陽電池、色素増感太陽電池、有機半導体太陽電池などが特に好適に用いられる。 The solar cell element of the present invention means any device that generates power using the photovoltaic effect of a semiconductor, and includes a non-single crystal silicon solar cell, a non-single crystal silicon germanium solar cell, a compound semiconductor (3-5 Group, 2-6 group, etc.) Solar cells, dye-sensitized solar cells, organic semiconductor solar cells and the like are particularly preferably used.
また、透明電極層(6)や裏面電極層(2)を形成する透明導電膜としては、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム等が好適に使用されるがこれらに限定されるものではない。また必要に応じてこれらの材料にドーピングを施すこともできる。この透明導電膜の作製方法としては、蒸着法、スパッタ法、減圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法、常圧CVD法、ゾルゲル法、熱分解スプレー法、電析法などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。 Moreover, as a transparent conductive film which forms a transparent electrode layer (6) and a back surface electrode layer (2), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, etc. are used suitably, However, it is not limited to these. Further, these materials can be doped as necessary. Examples of methods for producing the transparent conductive film include, but are not limited to, vapor deposition, sputtering, reduced pressure CVD (Chemical Vapor Deposition), atmospheric pressure CVD, sol-gel, pyrolysis spray, and electrodeposition. It is not something.
また、これらの透明導電膜をエッチングすることによって、光閉じこめし易いような凸凹を形成することもできる。この場合、エッチャントの種類、濃度、またはエッチング時間等を適宜変更することにより、透明導電性の材料の表面形状を容易に制御できるので、所望の凸凹が容易に得られる。 Further, by etching these transparent conductive films, it is possible to form irregularities that make it easy to confine light. In this case, since the surface shape of the transparent conductive material can be easily controlled by appropriately changing the type, concentration, etching time, or the like of the etchant, a desired unevenness can be easily obtained.
また、光電変換素子として色素増感太陽電池を用いた場合には、導電性の透明電極層(6)や裏面電極層(2)の表面には、後述する電解質への電子供給を促進させるために、白金膜(3)や炭素膜等を形成することもできる。 In addition, when a dye-sensitized solar cell is used as the photoelectric conversion element, the surface of the conductive transparent electrode layer (6) and the back electrode layer (2) is promoted to promote electron supply to the electrolyte described later. In addition, a platinum film (3), a carbon film, or the like can be formed.
上記色素増感太陽電池(9)の電解質溶液(4)は、一般に色素増感太陽電池において使用することのできるものであれば、特に限定されないが、酸化還元性のものが好ましく、例えばLiI、NaI、KI、CaI2 等の金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせおよびLiBr、NaBr、KBr、CaBr2 等の金属臭化物と臭素の組み合わせがある。その中でも特にLiIとヨウ素の組み合わせが最も好ましい。この電解質は溶媒に溶解
した形態(例えば、酸化還元性電解液)で用いられる。
The electrolyte solution (4) of the dye-sensitized solar cell (9) is not particularly limited as long as it can be generally used in a dye-sensitized solar cell, but is preferably redox, for example, LiI, There are combinations of metal iodides such as NaI, KI, and CaI2 and iodine, and combinations of metal bromides such as LiBr, NaBr, KBr, and CaBr2 and bromine. Of these, a combination of LiI and iodine is most preferable. This electrolyte is used in a form dissolved in a solvent (for example, a redox electrolyte).
また、上記色素増感剤としては、金属錯体色素または有機色素が使用可能であり、金属錯体色素では、ルテニウム系色素が最も好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素有機色素が挙げられ、有機色素としてはアクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系の色素が挙げられるがこれらに限定されるものではない。該色素は半導体表面に対する適当は結合基を有していることが好ましく、特に好ましい結合基としては、COOH基、シアノ基、PO3 H2 基、キレート化基が挙げられる。中でも
COOH基、PO3 H2 基が好ましい。
Further, as the dye sensitizer, a metal complex dye or an organic dye can be used, and as the metal complex dye, a ruthenium-based dye is most preferable, and in particular, a ruthenium bipyridine dye and a ruthenium terpyridine dye organic dye, which are ruthenium complexes, are used. Examples of organic dyes include, but are not limited to, acridine, azo, indigo, quinone, coumarin, merocyanine, and phenylxanthene dyes. The dye preferably has an appropriate bonding group for the semiconductor surface, and particularly preferable bonding groups include a COOH group, a cyano group, a PO 3
また、色素を吸着させる多孔質酸化物半導体層(5)としては、酸化チタン、酸化ニオブ、酸亜スズ、酸化亜鉛、酸化タングステン、チタン酸バリウム、硫化カドミウムなどが用いられ、またこれらを組み合わせて用いることもできる。 Further, as the porous oxide semiconductor layer (5) for adsorbing the dye, titanium oxide, niobium oxide, tin oxide, zinc oxide, tungsten oxide, barium titanate, cadmium sulfide, etc. are used, and these are combined. It can also be used.
上記多孔質酸化物半導体層(5)を透明基板(7)上に形成する方法としては、1)蒸着法、スパッタ法等によるPVD法、2)原料ガスを用いたCVD法、3)半導体微粒子の分散液またはコロイド溶液を塗布し乾燥、焼成する方法等が挙げられるが、これらに限定されるものでは無い。また多孔質酸化物半導体(5)の膜厚は、1〜30μmの範囲が好ましく、3〜20μmの範囲がより好ましい。 Methods for forming the porous oxide semiconductor layer (5) on the transparent substrate (7) are 1) PVD method by vapor deposition, sputtering, etc. 2) CVD method using source gas, 3) semiconductor fine particles However, it is not limited to these methods. The film thickness of the porous oxide semiconductor (5) is preferably in the range of 1 to 30 μm, and more preferably in the range of 3 to 20 μm.
上記多孔質酸化物半導体層(5)は、膜内の粒子同士を電気的にコンタクトさせ、また好ましい結晶構造を持たせるために、膜作成後に焼成することが望ましい。好ましい焼成温度は50℃以上600℃未満である。 The porous oxide semiconductor layer (5) is preferably fired after the film is formed so that the particles in the film are in electrical contact with each other and have a preferable crystal structure. A preferable firing temperature is 50 ° C. or higher and lower than 600 ° C.
上記の手法を用い、作製した2種類以上の色の単位太陽電池素子を所定のパターンを形成するように並べてモジュール化することで、受光面に意匠性を備えた太陽電池モジュールを作製することができる。すなわち、太陽電池モジュール全体の面積の1/8以下の大きさを持つ、単位太陽電池素子を所定のパターンを形成するように並べて、配線することで意匠性を備えた太陽電池モジュールを安価に提供できる。この際、直列に配線する単位太陽電池素子の電流は著しく異ならないようすることが、発電性能を高く保つために必要である。 Using the above technique, the unit solar cell elements of two or more kinds of colors that are produced are arranged to form a predetermined pattern to form a module, thereby producing a solar cell module having a design on the light receiving surface. it can. That is, a solar cell module having a design property can be provided at low cost by arranging and wiring unit solar cell elements having a size of 1/8 or less of the total area of the solar cell module so as to form a predetermined pattern. it can. At this time, it is necessary to keep the current of the unit solar cell elements wired in series not significantly different in order to keep the power generation performance high.
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。 Specific examples of the present invention will be described below.
この実施例としては、黄色−黒色の縞模様を具体的な表示対象とした。図1に示すように、透明電極層(6)を形成する透明導電膜が形成された透明基板(7)として旭硝子社製Type−U(青板ガラス上にフッ素ドープした酸化スズがコーティングされた基材)を用いた。この透明導電膜が形成された透明基板(7)を寸法1×1cmに切断し、その透明導電膜側に所定の大きさで酸化チタン縣濁液を塗布して、予備乾燥後、450℃で30分間焼成し、多孔質酸化物半導体層(5)を形成した。その後エポキシ樹脂で隔壁(8)を設け、続いてこの多孔質酸化物半導体層(5)に色素を担持し乾燥した。黒色色素としては〔tri(cyanato)-2,2',2''-terpyridyl-4,4',4''-tricarboxylate〕Ru(II)〕を、黄色色素としては〔perylene-bis(4-dicarboxylphenyl)-3,4,9,10-tetracarboxylicimide〕を用いて黒色と黄色のセルを各々作製した。ここで別に用意した旭硝子社製Type−U(1×1cm)に白金を蒸着して白金膜(3)とし、上記の積層体と対向するように重ね合わせ、電極リードを引き出すと共に、周囲の端部をエポキシ系接着剤で電解質溶液(4)の注入口のみを残して封止し、接着剤の硬化後、その注入口からヨウ素電解質溶液を注入し、注入後、その注入口をシール材で封止し、図1の色素増感太陽電池(9)を作製
した。
In this example, a yellow-black striped pattern was specifically displayed. As shown in FIG. 1, as a transparent substrate (7) on which a transparent conductive film for forming a transparent electrode layer (6) is formed, Type-U manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. (based on a glass plate coated with fluorine-doped tin oxide) Material). The transparent substrate (7) on which the transparent conductive film is formed is cut to a size of 1 × 1 cm, a titanium oxide suspension is applied to the transparent conductive film side in a predetermined size, and after preliminary drying, at 450 ° C. The porous oxide semiconductor layer (5) was formed by baking for 30 minutes. Thereafter, partition walls (8) were provided with an epoxy resin, and subsequently, a dye was supported on the porous oxide semiconductor layer (5) and dried. [Tri (cyanato) -2,2 ', 2''-terpyridyl-4,4', 4 ''-tricarboxylate] Ru (II)] as a black pigment, and [perylene-bis (4- Dicarboxylphenyl) -3,4,9,10-tetracarboxylicimide] were used to prepare black and yellow cells, respectively. Platinum is vapor-deposited on Type-U (1 × 1 cm) manufactured separately by Asahi Glass Co., Ltd. to form a platinum film (3). The part is sealed with an epoxy adhesive leaving only the inlet of the electrolyte solution (4). After the adhesive is cured, the iodine electrolyte solution is injected from the inlet, and after the injection, the inlet is sealed with a sealing material. Sealing was performed to prepare the dye-sensitized solar cell (9) of FIG.
上記の方法で黒色の単位太陽電池(1cm×1cm)を36個、黄色の単位太陽電池(1cm×1cm)を36個、各々作製し、黄色、黒色の単位太陽電池を9個ずつ直列に接続した。その直列接続された太陽電池群を、図2に示すように、黄色の単位太陽電池(12)と、黒色の単位太陽電池(14)を互い違いに並べ、並列接続することで、黄色と黒色の虎模様を持つ太陽電池モジュール(9)を作製した。 36 black unit solar cells (1 cm x 1 cm) and 36 yellow unit solar cells (1 cm x 1 cm) were produced by the above method, and 9 yellow and black unit solar cells were connected in series. did. As shown in FIG. 2, the group of solar cells connected in series is arranged in yellow unit black cells (12) and black unit solar cells (14) alternately and connected in parallel, so that yellow and black A solar cell module (9) having a tiger pattern was produced.
上記のように、二種類以上の色を有する太陽電池素子を、特定の文字、記号または図形のパターンを形成するようにモザイク状に並べることで、特殊な加工を行わなくても、太陽電池モジュールの受光面に表示機能をもたせることが可能となり、工業的に安価に作製することができるものであった。 As described above, solar cell modules having two or more colors are arranged in a mosaic pattern so as to form a pattern of specific characters, symbols, or figures, so that a solar cell module can be used without performing special processing. The light receiving surface can be provided with a display function and can be manufactured industrially at a low cost.
1‥‥裏面基板
2‥‥裏面電極層
3‥‥白金膜
4‥‥電界質溶液
5‥‥多孔質酸化物半導体
6‥‥透明電極層
7‥‥透明基板
8‥‥隔壁
9‥‥色素増感太陽電池
10‥‥意匠性を備えた色素増感太陽電池モジュール
12‥‥黄色の単位太陽電池
14‥‥黒色の単位太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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