JP2007335417A - 色素増感型太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】色素増感型太陽電池は、光透過性および導電性を有すると共に色素とを有する光極1と、光極1に対して所定の間隔を隔てて対面すると共に導電性を有する対極2と、光極1と対極2との間に封入された電解質層3と、電解質層3に対してシールを行う電池シール部4とを有する。電解質層3はハロゲンを含むと共に、電池シール部4はポリイソブチレン系樹脂を基材として形成されている。
【選択図】図1
Description
光極に対して所定の間隔を隔てて対面すると共に導電性を有する対極と、
光極と前記対極との間に封入された電解質層と、
電解質層に対してシールを行う電池シール部とを有する色素増感型太陽電池において、
電解質層はハロゲンを含むと共に、電池シール部はポリイソブチレン系樹脂を基材として形成されていることを特徴とするものである。
本発明に係る第1実施例を説明する。図1は第1実施例に係る色素増感型の太陽電池の代表的な構成を示す。この太陽電池は図1に示すように、光極1と、対極2と、電解質層3と、電池シール部4とを有する。光極1は、互いに背向する光入射面10及び搭載面11を有すると共に光透過性を有するガラス製の基板13と、基板13のうち光入射面10と反対側の片面である搭載面11に積層された光透過性を有する透明導電層15と、透明導電層15に積層された多孔質のN型の半導体層16(酸化チタン層)と、N型の半導体層16に担持された色素18とを有する。透明導電層15は、FまたはSbをドープしたSnO2 膜、あるいは、ITO膜で形成されている。色素18はルテニウム錯体とされており、受光に伴なう電子放出性を有する。
第1実施例に係る色素増感型の太陽電池を以下のように作成した。まず光極1の作成方法について説明する。光極1側の基板13としては透明ガラスを用いた。この透明ガラスの大きさとしては、15mm×25mm×1.1mmとした。光極1側の基板13に積層されている透明導電層15は、表面抵抗率が10Ω/□で、FをドープしたSnO2 膜とした。なお表面抵抗率はJIS−W7202に基づく。この光極1側の基板13の片面である搭載面11に、酸化チタン用ペーストをスクリーン印刷し、450℃で焼成することにより、N型の半導体層16となる酸化チタン層16cを積層した。積層された酸化チタン層16cとしては、電極面積のサイズが6mm×20mmであり、厚みが10μmであった。この光極1側の基板13をルテニウム錯体のエタノール溶液に所定時間(24時間)浸漬することにより、色素18として機能するルテニウム錯体を酸化チタン層16cの表面に吸着させ、以て光極1を作成した。
本発明に係る第2実施例を説明する。図2及び図3は第2実施例に係る色素増感型の太陽電池の代表的な構成を示す。この太陽電池は、図2に示すように、光極1と対極2Bとセパレータ層7と電解質層3と電池シール部4Bとを有する。光極1は、互いに背向する光入射面10及び搭載面11を有すると共に光透過性を有するガラス製の基板13と、基板13の搭載面11に積層された光透過性を有する透明導電層15と、透明導電層15に積層された多孔質のN型の半導体層16(酸化チタン層)と、N型の半導体層16に担持された色素18とを有する。透明導電層15は溝15mを有しており、FまたはSbをドープしたSnO2 膜、あるいは、ITO膜で形成されている。色素18はルテニウム錯体とされている。図2に示すように、共通の単一の光極1に対して複数個の対極2Bが直列的に並設されている。対極2Bはカーボン膜で形成されており、導電性、電解液に対する耐久性、触媒性を有する。対極2Bには光が透過されないため、透明性は特に要請されない。光極1と対極2Bとの間には多孔質のセパレータ層7が介在している。セパレータ層7は光極1と対極2Bとの直接的な電気導通性を遮断している。
第2実施例に係る太陽電池を以下のように作成した。光極1側の基板13としては透明ガラスを用いた。この透明ガラスの大きさとしては、30mm×25mm×1.1mmとした。光極1側の基板13に積層されている透明導電層15は、表面抵抗率が10Ω/□で、FをドープしたSnO2 膜とした。更に透明導電層15を7mmピッチでスクライブつまり削り取ることにより溝15mを形成し、隣設する導電層部分の電気的導通性を遮断した。この光極1側の基板の透明導電層15に、スクリーン印刷と450℃焼成とを繰り返し、N型の半導体層16となる酸化チタン層16c、多孔質のセパレ−タ層7、対極2Bとなるカーボン層をそれぞれ積層した。各層を作成した後に、光極1となる基板をルテニウム錯体のエタノール溶液に所定時間(24時間)浸漬することにより、N型の半導体層16となる酸化チタン層16cに色素18つまりルテニウム錯体を吸着させた。
本発明に係る第3実施例を説明する。図4〜図6は第3実施例に係る色素増感型の太陽電池の代表的な構成を示す。第3実施例は第2実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。第2実施例と共通する部位には共通の符号を付する。以下、第2実施例と相違する部分を中心として説明する。この太陽電池は図4に示すように、光極1と対極2Bとセパレータ層7と電解質層3と電池シール部4Cとを有する。電解質層3は光極1と対極2Bとの間に配置されており、流動性を有する電解液で形成されている。電池シール部4Cは電解質層3に対してシールを行うものである。電池シール部4Cは、光極1と対極2Bとの間に介在すると共に熱硬化型のポリイソブチレン系樹脂を基材として形成された主シール部5Cと、注入口9を塞ぐと共に紫外線硬化型のポリイソブチレン系樹脂を基材として形成された副シール部6Cとで形成されている。主シール部5Cは電解質層3の周囲を包囲してシールする。
第3実施例に係る太陽電池を以下のように作成した。この場合は基本的には第2試験例と同じである。光極1の基板13を形成する透明ガラスの大きさとしては、30mm×25mm×1.1mmとした。光極1側の基板13に積層されている透明導電層15は、表面抵抗率が10Ω/□で、FをドープしたSnO2 膜とした。更に透明導電層15を7mmピッチでスクライブつまり削り取ることにより溝15mを形成し、隣設する導電層部分の電気的導通性を遮断した。この光極1側の基板13の搭載面11に、スクリーン印刷と450℃焼成とを繰り返し、N型の半導体層16となる酸化チタン層16c、多孔質のセパレ−タ層7、対極2Bとなるカーボン層をそれぞれ作成した。各層を作成した後に、光極1となる基板をルテニウム錯体のエタノール溶液に所定時間(24時間)浸漬することにより、N型の半導体層16となる酸化チタンに色素18つまりルテニウム錯体を吸着させた。
(付記項1)各請求項において、複数個の前記対極は、光極側の光透過性を有する基板を共通にして互いに所定の間隔を隔てて並設されており、
前記電池シール部は、隣設する前記対極同士の間を被覆すると共に、各前記対極のうち前記光極と反対側の面を被覆していることを特徴とする色素増感型太陽電池。
(付記項2)各請求項および各付記項において、前記電池シール部は、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの片面に塗布されたポリイソブチレン系樹脂を基材とする主シール部とを有し、隣設する前記対極同士の間を被覆すると共に各前記対極のうち前記光極と反対側の面を被覆していることを特徴とする色素増感型太陽電池。
(付記項3)光透過性を有する基板と透明導電層とN型の半導体層と色素とを有する光極と、前記光極に対して所定の間隔を隔てて対面すると共に導電性を有する対極とを有する電池素子を用意すると共に、
ベースフィルムと前記ベースフィルムの片面に塗布されたポリイソブチレン系樹脂を基材とする塗布材とを有する電池シール部を用意する工程と、
前記電池シール部の塗布材を前記電池素子のうち対極に対面させた状態で、前記電池シール部を前記電池素子に貼り合わせると共に前記塗布材を硬化させる工程とを実施することにより、請求項1に係る色素増感型太陽電池を製造することを特徴とする色素増感型太陽電池の製造方法。
Claims (3)
- 光透過性を有する基板と透明導電層とN型の半導体層と色素とを有する光極と、
前記光極に対して所定の間隔を隔てて対面すると共に導電性を有する対極と、
前記光極と前記対極との間に封入された電解質層と、
前記電解質層に対してシールを行う電池シール部とを有する色素増感型太陽電池において、
前記電解質層はハロゲンを含むと共に、前記電池シール部はポリイソブチレン系樹脂を基材として形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。 - 請求項1において、前記電解質層を形成する電解質を注入する注入口が設けられており、前記電池シール部は、前記電解質層の周囲をシールする熱硬化型のポリイソブチレン系樹脂を基材として形成された主シール部と、前記注入口を塞ぐ紫外線硬化型のポリイソブチレン系樹脂を基材として形成された副シール部とを有することを特徴とする色素増感型太陽電池。
- 請求項1または2において、前記ポリイソブチレン系樹脂は、熱硬化型のポリイソブチレン系樹脂または紫外線硬化型のポリイソブチレン系樹脂であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
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JP2000348783A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Nikon Corp | 色素増感型太陽電池の製造方法 |
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