JP2009021168A - Dye-sensitized solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、色素増感型太陽電池に関する。 The present invention relates to a dye-sensitized solar cell.
図1は従前の色素増感型太陽電池の縦断面図である。同図に示した色素増感型太陽電池100は、透明受光板101と、透明受光板101に付設された透明電極膜102と、透明電極102に付設された光電変換膜103と、対向板104と、対向板104に付設された対向電極膜105と、透明電極膜102と対向電極膜105との間に設けられたシール材106と、シール材106で囲まれた空間に充填された電荷輸送材107とを備えている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a conventional dye-sensitized solar cell. The dye-sensitized
透明受光板101は透明プラスチック等から成り、透明電極膜102は錫ドープ酸化インジウム(ITO)等から成り、光電変換膜103は酸化チタン(TiO2)等の多孔質半導体及びその表面に吸着されたルテニウム金属錯体等の色素を含み、対向板104は透明プラスチック等から成り、対向電極膜105は白金等から成り、シール材106はエポキシ樹脂等から成り、電荷輸送材107はヨウ素レドックスカップル(I-/I3 -)を含むアセトニトリル系溶媒等から成る。
The transparent
前記の色素増感型太陽電池にあっては以下のようなサイクルで所期の光電変換が行われる。即ち、透明受光板101に太陽光等の白色光が照射されると、該白色光は透明受光板101及び透明電極膜102を通じて光電変換膜103の色素に到達し、光エネルギーによる励起によって色素から電子が放出され、該電子が多孔質半導体を経由して透明電極膜102に移動しさらに透明電極膜102と対向電極膜105との間に接続された外部回路を介して対向電極膜105に移動する。電子を放出して酸化した色素は電荷輸送材107から電子を受け取って中性化し、電子を失って酸化した電荷輸送材107は対向電極膜105に移動した電子を受け取って還元される。
図1に示したERは透明受光板101上に設定された有効受光領域であり、該有効受光領域ERは透明受光板11に向き合う光電変換膜13の面積及び位置とほぼ一致している。この有効受光領域ERに照射された白色光の殆どは透明受光板101及び透明電極膜102を通じて光電変換膜103に直接的に導かれて所期の光電変換に利用される。
The ER shown in FIG. 1 is an effective light receiving region set on the transparent
しかし、有効受光領域ERの外縁部分に照射された白色光の一部はその照射角度の関係によって光電変換膜103に導かれない場合がある。例えば、図1に矢印で示す照射白色光IBは光電変換膜103に導かれずにシール材106を通じて外部に漏れ出してしまうか或いはシール材106に吸収されてしまうため所期の光電変換には利用されない。このようにして外部に漏れ出してしまう白色光或いはシール材106に吸収されてしまう白書光は有効受光領域ERに照射される全ての白色光の数%以下ではあるが、該漏れ出し白色光或いは吸収白色光を所期の光電変換に利用できれば色素増感型太陽電池のエネルギー変換効率を向上できる。
However, part of the white light irradiated on the outer edge portion of the effective light receiving region ER may not be guided to the
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、透明受光板上に設定された有効受光領域に照射される全ての白色光を所期の光電変換に有効利用してエネルギー変換効率を向上できる色素増感型太陽電池を提供することにある。 The present invention was created in view of the above circumstances, and its object is to effectively use all white light irradiated to an effective light receiving region set on a transparent light receiving plate for intended photoelectric conversion. It is an object of the present invention to provide a dye-sensitized solar cell that can improve energy conversion efficiency.
前記目的を達成するため、本発明は、透明受光板と透明電極膜と光電変換膜と対向板と対向電極膜と電荷輸送材とを備えた色素増感型太陽電池であって、光電変換膜の外側には、透明受光板上に設定された有効受光領域の外縁部分に照射され、且つ、光電変換膜に直接的に導かれない白色光を反射作用により光電変換膜に導く反射部が配されている、ことをその特徴する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a dye-sensitized solar cell comprising a transparent light receiving plate, a transparent electrode film, a photoelectric conversion film, a counter plate, a counter electrode film, and a charge transport material, the photoelectric conversion film On the outer side, a reflection part is disposed that irradiates the outer edge portion of the effective light receiving region set on the transparent light receiving plate and guides white light that is not directly guided to the photoelectric conversion film to the photoelectric conversion film by reflection. It is characterized by that.
この色素増感型太陽電池によれば、有効受光領域の外縁部分に照射され、且つ、光電変換膜に直接的に導かれない白色光を反射部による反射作用により光電変換膜に確実に導いて所期の光電変換に確実に利用することができる。つまり、有効受光領域に照射される全ての白色光を所期の光電変換に有効利用してエネルギー変換効率を向上することができる。 According to this dye-sensitized solar cell, the white light that is irradiated to the outer edge portion of the effective light receiving region and that is not directly guided to the photoelectric conversion film is reliably guided to the photoelectric conversion film by the reflection action of the reflection portion. It can be used reliably for the intended photoelectric conversion. That is, energy conversion efficiency can be improved by effectively using all white light irradiated to the effective light receiving region for intended photoelectric conversion.
本発明によれば、透明受光板上に設定された有効受光領域に照射される全ての白色光を所期の光電変換に有効利用してエネルギー変換効率を向上できる。 According to the present invention, energy conversion efficiency can be improved by effectively using all white light irradiated to an effective light receiving region set on a transparent light receiving plate for intended photoelectric conversion.
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。 The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
[第1実施形態]
図2及び図3は本発明(色素増感型太陽電池)の第1実施形態を示すもので、図2は色素増感型太陽電池の縦断面図、図3は図2に示した対向基板及び対向電極膜の上面図である。
[First Embodiment]
2 and 3 show a first embodiment of the present invention (dye-sensitized solar cell), FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the dye-sensitized solar cell, and FIG. 3 is a counter substrate shown in FIG. It is a top view of a counter electrode film.
この色素増感型太陽電池10は、透明受光板11と、透明電極膜12と、光電変換膜13と、対向板14と、対向電極膜15と、絶縁材16と、電荷輸送材17とを備えている。
The dye-sensitized
透明受光板11はアクリル樹脂等の透明プラスチックや透明ガラス等から成り、矩形板状に形成されている。
The transparent
透明電極膜12は錫ドープ酸化インジウム(ITO)やフッ素ドープ酸化錫(FTO)等から成り、透明受光板11の下面に付設されていてその外周面を外部に露出している。
The
光電変換層13は多孔質半導体及びその表面に吸着された色素を含み、透明受光板11の下面に付設されている。多孔質半導体は、半導体特性を有する遷移金属の酸化物または複合酸化物、例えばTiO2,SnO2,ZnO,Nb2O5,Nb2O6,ZrO2,CeO2,WO3,SiO2,Al2O3,NiO,Ta2O5,CuAlO2,SrCu2O2,SrTiO3,CaTiO3,KTaO3等から成る。この多孔質半導体は多数の微細孔を有することから、微細孔の内面を含む全体の表面積は極めて大きい。また、色素は、ルテニウム金属錯体色素や、ルテニウム以外のオスミウム,鉄,レニウム,銅等の金属錯体色素や、メチン色素,マーキュロクロム色素,キサンテン系色素,ポリフィリン色素,フタロシアニン色素,クマリン系色素等の有機色素等から成る。
The
対向板14はアクリル樹脂等の透明プラスチックや透明ガラス等から成るが、必ずしも透明である必要はない。この対向板14は矩形容器状に形成されていて、矩形状の底面部14aと該底面部14aの周囲に一体形成された4つの側面部14bとを有する。各側面部14bの内面には内側に向かって下向きに傾く傾斜面14b1がそれぞれ形成されており、各傾斜面14b1は底面部14aに対して鈍角を成す傾きを有している。また、1つの側面部14bの上面には傾斜面14b1の上端から外面に至る溝14cが形成されている。
The
対向電極膜15は白金,カーボン,導電性プラスチック等の導電性高分子等から成り、対向板14の底面部14aの上面に付設された底面部15aと該底面部15aと連続して各側面部14bの内面に付設された反射部15bと1つの反射部15bと連続して溝14cの内側に付設された端子部15cとを一体に有しており、端子部15cの外面は外部に露出している。本実施形態における各反射部15bは対向電極膜15の一部によって構成されており、各反射部15bは透明電極膜12に対して鋭角を成す傾きを有し、透明電極膜12の外側に該透明電極膜12を囲むように配されている。また、各反射部15bは光電変換膜12に接触しておらず、絶縁材16を存在によって透明電極膜12と電気的に絶縁されている。
The
絶縁材16はシリコーン系樹脂,エポキシ樹脂,アクリル樹脂等の熱硬化性プラスチックや光硬化性プラスチック等から成り、矩形枠状に形成されている。この絶縁材16は、透明電極膜12と、対向板14の各側面部14b及び対向電極膜15の各反射部15bの上面との間に配置されており、電荷輸送材17の漏洩を防止するシール材の役目も成している。
The
電荷輸送材17は酸化還元性電解質を含む液体或いはゲル、例えばヨウ素レドックスカップル(I-/I3 -)を含むアセトニトリル系溶媒や、これにゲル化剤を添加したもの等から成る。この電荷輸送材17は透明電極膜12,対向電極膜15及び絶縁材16で囲まれた空間に充填されている。
The
因みに、図2に示したERは透明受光板11上に設定された有効受光領域であり、該有効受光領域ERは透明受光板11に向き合う光電変換膜13の面積及び位置とほぼ一致している。
Incidentally, ER shown in FIG. 2 is an effective light receiving region set on the transparent
前記の色素増感型太陽電池10にあっては、透明電極膜12の露出外周面と対向電極膜15の端子部15cの露出外面が色素増感型太陽電池10の出力端子として利用される。
In the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池10にあっては、従前の色素増感型太陽電池と同様に、以下のようなサイクルで所期の光電変換が行われる。即ち、透明受光板11に太陽光等の白色光が照射されると、該白色光は透明受光板11及び透明電極膜12を通じて光電変換膜13の色素に到達し、光エネルギーによる励起によって色素から電子が放出され、該電子が多孔質半導体を経由して透明電極膜12に移動しさらに透明電極膜12と対向電極膜15との間に接続された外部回路を介して対向電極膜15に移動する。電子を放出して酸化した色素は電荷輸送材17から電子を受け取って中性化し、電子を失って酸化した電荷輸送材17は対向電極膜15に移動した電子を受け取って還元される。
In the dye-sensitized
透明受光板11上に設定された有効受光領域ERに照射された白色光の殆どは透明受光板11及び透明電極膜12を通じて光電変換膜13に直接的に導かれて所期の光電変換に利用されるが、有効受光領域ERの外縁部分に照射された白色光の一部はその照射角度の関係によって直接的に光電変換膜13に導かれない場合がある。
Most of the white light irradiated to the effective light receiving region ER set on the transparent
例えば、図2に矢印に示す照射白色光IBは光電変換膜13に導かれずに対向電極膜15の反射部15bに到達することになるが、該照射白色光IBは透明電極膜12の外側に該透明電極膜12を囲むように配された反射部15bで反射して、或いは、反射部15b及び底面部15aで反射して光電変換膜13に導かれることになる。
For example, the irradiated white light IB indicated by an arrow in FIG. 2 reaches the reflecting
要するに、有効受光領域ERの外縁部分に照射され、且つ、光電変換膜13に直接的に導かれない白色光IBを反射部15bによる反射作用により光電変換膜13に確実に導いて所期の光電変換に利用することができる。つまり、有効受光領域ERに照射される全ての白色光を所期の光電変換に有効利用してエネルギー変換効率を向上することができる。
In short, the white light IB that is irradiated to the outer edge portion of the effective light receiving region ER and that is not directly guided to the
また、前記の色素増感型太陽電池10にあっては、各反射部15bは対向電極膜15の一部によって構成されていて透明電極膜12に対して鋭角を成す傾きを有しているので、スパッタリングや蒸着等の周知手法によって対向電極膜15を形成する際に該各反射部15bを同時に、且つ、均一な厚さで形成できると共に1つの反射部15bと連続する端子部15cをも同時に、且つ、均一な厚さで形成できる。
In the dye-sensitized
要するに、各反射部15b及び端子部15cの形成を容易に行うことができると共に、対向電極膜15,各反射部15b及び端子部15cに厚さムラを原因とした断線が生じることを未然に防止することができる。
In short, the
[第2実施形態]
図4は本発明(色素増感型太陽電池)の第2実施形態を示す、色素増感型太陽電池の縦断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a dye-sensitized solar cell showing a second embodiment of the present invention (dye-sensitized solar cell).
この色素増感型太陽電池10’が第1実施形態の色素増感型太陽電池10と異なるところは、
(1)反射部15bの代わりとなる反射部18を対向電極膜15’とは別パーツとして該対向電極膜15’と非接触状態で設けた点、具体的には、光沢のある金属、例えば白金,タングステン,タンタル,チタン,ニッケル,ニオブ,インジウム等から成る反射部18を各側面部14bの内面に互いが連続し、且つ、その下端が対向電極膜15’と離反して電気的に絶縁された状態で付設した点
(2)端子部15cの代わりと成る端子部E1を設けて対向板14から溝14cを排除した点、具体的には、対向板14の底面部14aの所定位置にその下面から対向電極膜15’に至る孔14dを形成して、該孔14d内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E1を構成した点(但し、端子部E1が電荷輸送材17に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
にある。他の構成は第1実施形態の色素増感型太陽電池10と同じであるためその説明を省略する。
The difference between the dye-sensitized
(1) The point that the
It is in. Since other configurations are the same as those of the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池10’にあっては、透明電極膜12の露出外周面と端子部E1の露出外面が色素増感型太陽電池20の出力端子として利用される。
In the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池10’にあっては、透明受光板11上に設定された有効受光領域ER(図2参照)の外縁部分に照射された白色光のうち直接的に光電変換膜13に導かれない白色光の一部(図2の矢印IB参照)は反射部18に到達し、該照射白色光IBは透明電極膜12の外側に該透明電極膜12を囲むように配された反射部18で反射して、或いは、反射部18及び対向電極膜15’で反射して光電変換膜13に導かれることになる。
In the dye-sensitized
要するに、有効受光領域ERの外縁部分に照射され、且つ、光電変換膜13に直接的に導かれない白色光IBを反射部18による反射作用により光電変換膜13に確実に導いて所期の光電変換に利用することができる。つまり、有効受光領域ERに照射される全ての白色光を所期の光電変換に有効利用してエネルギー変換効率を向上することができる。
In short, the white light IB that is irradiated to the outer edge portion of the effective light receiving region ER and that is not directly guided to the
[第3実施形態]
図5は本発明(色素増感型太陽電池)の第3実施形態を示す、色素増感型太陽電池の縦断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a dye-sensitized solar cell showing a third embodiment of the present invention (dye-sensitized solar cell).
この色素増感型太陽電池20は、透明受光板21と、透明電極膜22と、光電変換膜23と、対向板24と、対向電極膜25と、絶縁材26と、電荷輸送材27とを備えている。
This dye-sensitized
透明受光板21はアクリル樹脂等の透明プラスチックや透明ガラス等から成り、矩形板状に形成されている。
The transparent
透明電極膜22は錫ドープ酸化インジウム(ITO)やフッ素ドープ酸化錫(FTO)等から成り、透明受光板21の下面に付設されていてその外周面を外部に露出している。
The
光電変換膜23は多孔質半導体及びその表面に吸着された色素を含み、透明受光板21の下面に付設されている。多孔質半導体は、半導体特性を有する遷移金属の酸化物または複合酸化物、例えばTiO2,SnO2,ZnO,Nb2O5,Nb2O6,ZrO2,CeO2,WO3,SiO2,Al2O3,NiO,Ta2O5,CuAlO2,SrCu2O2,SrTiO3,CaTiO3,KTaO3等から成る。この多孔質半導体は多数の微細孔を有することから、微細孔の内面を含む全体の表面積は極めて大きい。また、色素は、ルテニウム金属錯体色素や、ルテニウム以外のオスミウム,鉄,レニウム,銅等の金属錯体色素や、メチン色素,マーキュロクロム色素,キサンテン系色素,ポリフィリン色素,フタロシアニン色素,クマリン系色素等の有機色素等から成る。
The
対向板24はアクリル樹脂等の透明プラスチックや透明ガラス等から成るが、必ずしも透明である必要はない。この対向板24は矩形容器状に形成されていて、矩形状の底面部24aと該底面部24aの周囲に一体形成された4つの側面部24bとを有する。各側面部24bの内面には非傾斜面24b1がそれぞれ形成されており、各非傾斜面24b1は底面部24aに対して直角を成している。また、1つの側面部24bの上面には非傾斜面24b1の上端から外面に至る溝24cが形成されている。
The
対向電極膜25は白金,カーボン,導電性プラスチック等の導電性高分子等から成り、対向板24の底面部24aの上面に付設された底面部25aと該底面部25aと連続して各側面部24bの内面に付設された反射部25bと1つの反射部25bと連続して溝24cの内側に付設された端子部25cとを一体に有しており、端子部25cの外面は外部に露出している。本実施形態における各反射部25bは対向電極膜15の一部によって構成されており、各反射部25bは透明電極膜22に対して直角を成し、透明電極膜22の外側に該透明電極膜22を囲むように配されている。また、各反射部25bは光電変換膜22に接触しておらず、絶縁材26を存在によって透明電極膜22と電気的に絶縁されている。
The
絶縁材26はシリコーン系樹脂,エポキシ樹脂,アクリル樹脂等の熱硬化性プラスチックや光硬化性プラスチック等から成り、矩形枠状に形成されている。この絶縁材26は、透明電極膜22と、対向板24の各側面部24b及び対向電極膜25の各反射部25bの上面との間に配置されており、電荷輸送材27の漏洩を防止するシール材の役目も成している。
The insulating
電荷輸送材27は酸化還元性電解質を含む液体或いはゲル、例えばヨウ素レドックスカップル(I-/I3 -)を含むアセトニトリル系溶媒や、これにゲル化剤を添加したもの等から成る。この電荷輸送材27は透明電極膜22,対向電極膜25及び絶縁材26で囲まれた空間に充填されている。
The
前記の色素増感型太陽電池20にあっては、透明電極膜22の露出外周面と対向電極膜25の端子部25cの露出外面が色素増感型太陽電池20の出力端子として利用される。
In the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池20にあっては、従前の色素増感型太陽電池と同様に、以下のようなサイクルで所期の光電変換が行われる。即ち、透明受光板21に太陽光等の白色光が照射されると、該白色光は透明受光板21及び透明電極膜22を通じて光電変換膜23の色素に到達し、光エネルギーによる励起によって色素から電子が放出され、該電子が多孔質半導体を経由して透明電極膜22に移動しさらに透明電極膜22と対向電極膜25との間に接続された外部回路を介して対向電極膜25に移動する。電子を放出して酸化した色素は電荷輸送材27から電子を受け取って中性化し、電子を失って酸化した電荷輸送材27は対向電極膜25に移動した電子を受け取って還元される。
In the dye-sensitized
透明受光板21上に設定された有効受光領域ERに照射された白色光の殆どは透明受光板21及び透明電極膜22を通じて光電変換膜23に直接的に導かれて所期の光電変換に利用されるが、有効受光領域ERの外縁部分に照射された白色光の一部はその照射角度の関係によって直接的に光電変換膜23に導かれない場合がある。
Most of the white light irradiated to the effective light receiving region ER set on the transparent
例えば、図2に矢印に示したような照射白色光IBは光電変換膜23に導かれずに対向電極膜25の反射部25bに到達することになるが、該照射白色光IBは透明電極膜22の外側に該透明電極膜22を囲むように配された反射部25bで反射して、或いは、反射部25b及び底面部25aで反射して光電変換膜23に導かれることになる。
For example, the irradiated white light IB as shown by the arrow in FIG. 2 reaches the reflecting
要するに、有効受光領域ERの外縁部分に照射され、且つ、光電変換膜23に直接的に導かれない白色光IBを反射部25bによる反射作用により光電変換膜23に確実に導いて所期の光電変換に利用することができる。つまり、有効受光領域ERに照射される全ての白色光を所期の光電変換に有効利用してエネルギー変換効率を向上することができる。
In short, the white light IB that is irradiated to the outer edge portion of the effective light receiving region ER and that is not directly guided to the
また、前記の色素増感型太陽電池20にあっては、各反射部15bは対向電極膜25の一部によって構成されているので、スパッタリングや蒸着等の周知手法によって対向電極膜25を形成する際に該各反射部25bを同時に、且つ、均一な厚さで形成できると共に1つの反射部25bと連続する端子部25cをも同時に、且つ、均一な厚さで形成できる。
Further, in the dye-sensitized
要するに、各反射部25b及び端子部25cの形成を容易に行うことができると共に、対向電極膜25,各反射部25b及び端子部25cに厚さムラを原因とした断線が生じることを未然に防止することができる。
In short, the
[第4実施形態]
図6は本発明(色素増感型太陽電池)の第4実施形態を示す、色素増感型太陽電池の縦断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a dye-sensitized solar cell showing a fourth embodiment of the present invention (dye-sensitized solar cell).
この色素増感型太陽電池20’が第3実施形態の色素増感型太陽電池20と異なるところは、
(1)反射部25bの代わりとなる反射部28を対向電極膜25’とは別パーツとして該対向電極膜25’と非接触状態で設けた点、具体的には、光沢のある金属、例えば白金,タングステン,タンタル,チタン,ニッケル,ニオブ,インジウム等から成る反射部28を各側面部24bの内面に互いが連続し、且つ、その下端が対向電極膜25’と離反して電気的に絶縁された状態で付設した点
(2)端子部25cの代わりと成る端子部E1を設けて対向板24から溝24cを排除した点、具体的には、対向板24の底面部24aの所定位置にその下面から対向電極膜25’に至る孔24dを形成して、該孔24d内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E1を構成した点(但し、端子部E1が電荷輸送材27に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
にある。他の構成は第3実施形態の色素増感型太陽電池20と同じであるためその説明を省略する。
This dye-sensitized
(1) The point that the reflecting
It is in. Since other configurations are the same as those of the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池20’にあっては、透明電極膜22の露出外周面と端子部E1の露出外面が色素増感型太陽電池20’の出力端子として利用される。
In the dye-sensitized solar cell 20 ', the exposed outer peripheral surface of the
前記の色素増感型太陽電池20’にあっては、透明受光板21上に設定された有効受光領域ER(図2参照)の外縁部分に照射された白色光のうち直接的に光電変換膜23に導かれない白色光の一部(図2の矢印IB参照)は反射部28に到達し、該照射白色光IBは透明電極膜22の外側に該透明電極膜22を囲むように配された反射部28で反射して、或いは、反射部28及び対向電極膜25’で反射して光電変換膜23に導かれることになる。
In the dye-sensitized
要するに、有効受光領域ERの外縁部分に照射され、且つ、光電変換膜23に直接的に導かれない白色光IBを反射部28による反射作用により光電変換膜23に確実に導いて所期の光電変換に利用することができる。つまり、有効受光領域ERに照射される全ての白色光を所期の光電変換に有効利用してエネルギー変換効率を向上することができる。
In short, the white light IB that is irradiated to the outer edge portion of the effective light receiving region ER and that is not directly guided to the
[第5実施形態]
図7は本発明(色素増感型太陽電池)の第5実施形態を示す、色素増感型太陽電池の縦断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a dye-sensitized solar cell, showing a fifth embodiment of the present invention (dye-sensitized solar cell).
この色素増感型太陽電池30は、透明受光板31と、透明電極膜32と、光電変換膜33と、対向板34と、対向電極膜35と、絶縁材36と、電荷輸送材37とを備えている。
The dye-sensitized
透明受光板31,透明電極膜32,光電変換膜33,対向板34,対向電極膜35,絶縁材36及び電荷輸送材37の構成は第1実施形態の色素増感型太陽電池10の透明受光板11,透明電極膜12,光電変換膜13,対向板14,対向電極膜15,絶縁材16及び電荷輸送材17と基本的に同じであるが、
(1)端子部15cの代わりと成る端子部E1を設けて対向板14から溝14cを排除した点、具体的には、対向板34の底面部34aの所定位置にその下面から対向電極膜35に至る孔34cを形成して、該孔34c内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E1を構成した点(但し、端子部E1が電荷輸送材37に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
(2)透明電極膜32のサイズを小さくしてその外周面が外部に露出しないようにした点
(3)透明受光板31の所定位置にその上面から透明電極膜33に至る孔31aを形成して、該孔31a内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E2を構成した点(但し、端子部E2が電荷輸送材37に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
(4)絶縁材36の厚みを透明電極膜32の厚み分だけ増加させてその上面を透明受光板31に接触させ、且つ、その内面を透明電極膜32の外周面に接触させた点
で第1実施形態の色素増感型太陽電池10と構成を異にする。他の構成は第1実施形態の色素増感型太陽電池10と同じであるためその説明を省略する。
The configurations of the transparent
(1) The terminal portion E1 is provided in place of the
(2) The size of the
(4) The thickness of the insulating
前記の色素増感型太陽電池30にあっては、端子部E2の露出外面と端子部E1の露出外面が色素増感型太陽電池30の出力端子として利用される。
In the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池30にあっては、透明電極膜32のサイズを小さくしてその外周面が絶縁材36の内面に接触するようにしてあるので、絶縁材36を対向板34の各側面部34b及び対向電極膜35の各反射部35bの上面に形成しておけば、対向板34に対する透明電極膜32の位置決めを絶縁材36を利用して簡単に行うことができる。他の作用効果は第1実施形態の色素増感型太陽電池10で得られる作用効果と同じである。
In the dye-sensitized
因みに、前記(2)及び(4)の構成改良に依る前記効果はこれと同等の構成改良を第2〜第4実施形態の色素増感型太陽電池10’,20,20’に施すことにより該色素増感型太陽電池10’,20,20’でも同様に得ることができる。
Incidentally, the above-mentioned effects due to the configuration improvements of (2) and (4) are obtained by applying the same configuration improvement to the dye-sensitized
[第6実施形態]
図8は本発明(色素増感型太陽電池)の第6実施形態を示す、色素増感型太陽電池の縦断面図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a dye-sensitized solar cell, showing a sixth embodiment of the present invention (dye-sensitized solar cell).
この色素増感型太陽電池40は、透明受光板41と、透明電極膜42と、光電変換膜43と、対向板44と、対向電極膜45と、絶縁材46と、電荷輸送材47とを備えている。
The dye-sensitized
透明受光板41,透明電極膜42,光電変換膜43,対向板44,対向電極膜45,絶縁材46及び電荷輸送材47の構成は第1実施形態の色素増感型太陽電池10の透明受光板11,透明電極膜12,光電変換膜13,対向板14,対向電極膜15,絶縁材16及び電荷輸送材17と基本的に同じであるが、
(1)端子部15cの代わりと成る端子部E1を設けて対向板14から溝14cを排除した点、具体的には、対向板44の底面部44aの所定位置にその下面から対向電極膜45に至る孔44cを形成して、該孔44c内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E1を構成した点(但し、端子部E1が電荷輸送材47に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
(2)透明電極膜42のサイズを小さくしてその外周面が外部に露出しないようにした点
(3)透明受光板41の所定位置にその上面から透明電極膜43に至る孔41aを形成して、該孔41a内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E2を構成した点(但し、端子部E2が電荷輸送材47に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
(4)絶縁材46の厚みを透明電極膜42の厚み分だけ増加させてその上面を透明受光板41に接触させ、且つ、その内面を透明電極膜42の外周面に接触させた点
(5)対向板44の各側面部44bの肉厚を増加し、絶縁材46の嵌め込みを可能した段差部44b2と透明受光板41の外周面に接触する延長部44b3を設けた点
で第1実施形態の色素増感型太陽電池10と構成を異にする。他の構成は第1実施形態の色素増感型太陽電池10と同じであるためその説明を省略する。
The configurations of the transparent
(1) The terminal portion E1 is provided in place of the
(2) The size of the
(4) The thickness of the insulating
前記の色素増感型太陽電池40にあっては、端子部E2の露出外面と端子部E1の露出外面が色素増感型太陽電池40の出力端子として利用される。
In the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池40にあっては、透明電極膜42のサイズを小さくしてその外周面が絶縁材46の内面に接触するようにすると共に絶縁材46の嵌め込みを可能した段差部44b2と透明受光板41の外周面に接触する延長部44b3を対向板44の各側面部44bに設けてあるので、対向板44に対する透明電極膜42の位置決めを絶縁材46を利用して簡単に行うことができると共に対向板44に対する透明受光板41の位置決めを延長部44b3を利用して簡単に行うことができる。他の作用効果は第1実施形態の色素増感型太陽電池10で得られる作用効果と同じである。
In the dye-sensitized
因みに、前記(2),(4)及び(5)の構成改良に依る前記効果はこれと同等の構成改良を第2〜第4実施形態の色素増感型太陽電池10’,20,20’に施すことにより該色素増感型太陽電池10’,20,20’でも同様に得ることができる。
Incidentally, the effects obtained by the structural improvements of (2), (4), and (5) are the same as the structural improvements of the dye-sensitized
[第7実施形態]
図9は本発明(色素増感型太陽電池)の第7実施形態を示す、色素増感型太陽電池の縦断面図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a dye-sensitized solar cell, showing a seventh embodiment of the present invention (dye-sensitized solar cell).
この色素増感型太陽電池50は、透明受光板51と、透明電極膜52と、光電変換膜53と、対向板54と、対向電極膜55と、絶縁材56と、電荷輸送材57とを備えている。
The dye-sensitized
透明受光板51,透明電極膜52,光電変換膜53,対向板54,対向電極膜55,絶縁材56及び電荷輸送材57の構成は第1実施形態の色素増感型太陽電池10の透明受光板11,透明電極膜12,光電変換膜13,対向板14,対向電極膜15,絶縁材16及び電荷輸送材17と基本的に同じであるが、
(1)端子部15cの代わりと成る端子部E1を設けて対向板14から溝14cを排除した点、具体的には、対向板54の底面部54aの所定位置にその下面から対向電極膜55に至る孔54cを形成して、該孔54c内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E1を構成した点(但し、端子部E1が電荷輸送材57に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
(2)透明電極膜52のサイズを小さくしてその外周面が外部に露出しないようにした点
(3)透明受光板51の所定位置にその上面から透明電極膜53に至る孔51aを形成して、該孔51a内に高導電性の金属、例えばニッケル,銅等を充填して端子部E2を構成した点
(4)絶縁材56の厚みを透明電極膜52の厚み分だけ増加させてその上面を透明受光板51に接触させ、且つ、その内面を透明電極膜52の外周面に接触させた点
(5)対向板54の各側面部54bの肉厚を増加し、絶縁材56の嵌め込みを可能した段差部54b2と該段差部54b2の上側の延長部54b3の上面に面取り部54b4を設けた点(但し、端子部E2が電荷輸送材57に触れるような場合には腐食を生じない金属を選択する)
(6)透明受光板51の外周縁に対向板54の面取り部54b4に嵌り込む面取り部51bを設けた点
で第1実施形態の色素増感型太陽電池10と構成を異にする。他の構成は第1実施形態の色素増感型太陽電池10と同じであるためその説明を省略する。
The configurations of the transparent
(1) The terminal portion E1 serving as a substitute for the
(2) The size of the
(6) The configuration is different from that of the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池50にあっては、端子部E2の露出外面と端子部E1の露出外面が色素増感型太陽電池50の出力端子として利用される。
In the dye-sensitized
前記の色素増感型太陽電池50にあっては、透明電極膜52のサイズを小さくしてその外周面が絶縁材56の内面に接触するようにすると共に絶縁材56の嵌め込みを可能した段差部54b2と透明受光板51の面取り部51bの嵌め込みを可能とした面取り部54b4を対向板54の各側面部54bに設けてあるので、対向板54に対する透明電極膜52の位置決めを絶縁材56を利用して簡単に行うことができると共に対向板54に対する透明受光板51の位置決めを面取り部54b4,51bを利用して簡単に行うことができる。他の作用効果は第1実施形態の色素増感型太陽電池10で得られる作用効果と同じである。
In the dye-sensitized
因みに、前記(2),(4),(5)及び(6)の構成改良に依る前記効果はこれと同等の構成改良を第2〜第4実施形態の色素増感型太陽電池10’,20,20’に施すことにより該色素増感型太陽電池10’,20,20’でも同様に得ることができる。
Incidentally, the above-described effects due to the configuration improvements of (2), (4), (5) and (6) are equivalent to the configuration improvements of the dye-sensitized
[他の実施形態]
前述の第1,第2実施形態の色素増感型太陽電池10,10’では反射部15b,18として透明電極膜12に対して鋭角を成す傾きを有するものを示し、前述の第3,第4実施形態の色素増感型太陽電池20,20’では反射部25b,28として透明電極膜22に対して直角を成すものを示したが、第1,第2実施形態の色素増感型太陽電池10,10’における反射部15b,18の一部を第3,第4実施形態の色素増感型太陽電池20,20’の反射部25b,28のように透明電極膜12に対して直角を成すものとした構造、或いは、第3,第4実施形態の色素増感型太陽電池20,20’における反射部25b,28の一部を第1,第2実施形態の色素増感型太陽電池10,10’のように透明電極膜12に対して鋭角を成す傾きを有するものとした構造を採用しても、第1〜第4実施形態の色素増感型太陽電池10,10’,20,20’と同様の作用効果を得ることができる。
[Other Embodiments]
In the dye-sensitized
10,10’,20,20’,30,40,50…色素増感型太陽電池、11,21,31,41,51…透明受光板、12,22,32,42,52…透明電極膜、13,23,33,43,53…光電変換膜、14,24,34,44,54…対向板、15,15’,25,25’,35,45,55…対向電極膜、15b,25b,35b,45b,55b…反射部、16,26,36,46,56…絶縁材、17,27,37,47,57…電荷輸送材、18,28…反射部。 10, 10 ', 20, 20', 30, 40, 50 ... Dye-sensitized solar cell, 11, 21, 31, 41, 51 ... Transparent light receiving plate, 12, 22, 32, 42, 52 ... Transparent electrode film , 13, 23, 33, 43, 53 ... photoelectric conversion film, 14, 24, 34, 44, 54 ... counter plate, 15, 15 ', 25, 25', 35, 45, 55 ... counter electrode film, 15b, 25b, 35b, 45b, 55b ... reflective part, 16, 26, 36, 46, 56 ... insulating material, 17, 27, 37, 47, 57 ... charge transport material, 18, 28 ... reflective part.
Claims (5)
光電変換膜の外側には、透明受光板上に設定された有効受光領域の外縁部分に照射され、且つ、光電変換膜に直接的に導かれない白色光を反射作用により光電変換膜に導く反射部が配されている、
ことを特徴とする色素増感型太陽電池。 A dye-sensitized solar cell comprising a transparent light receiving plate, a transparent electrode film, a photoelectric conversion film, a counter plate, a counter electrode film, and a charge transport material,
A reflection that irradiates the outer edge of the effective light receiving area set on the transparent light receiving plate on the outer side of the photoelectric conversion film and guides white light that is not directly guided to the photoelectric conversion film to the photoelectric conversion film by a reflection action. Part is arranged,
A dye-sensitized solar cell characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載の色素増感型太陽電池。 The reflection part is constituted by a part of the counter electrode film.
The dye-sensitized solar cell according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の色素増感型太陽電池。 The reflection part is composed of separate parts that are not in contact with the counter electrode film.
The dye-sensitized solar cell according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の色素増感型太陽電池。 The reflecting portion has an inclination that forms an acute angle with respect to the transparent electrode film.
The dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の色素増感型太陽電池。 The reflection part is perpendicular to the transparent electrode film,
The dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007184318A JP2009021168A (en) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | Dye-sensitized solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007184318A JP2009021168A (en) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | Dye-sensitized solar cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022019521A1 (en) * | 2020-07-22 | 2022-01-27 | 주식회사 랩엔텍 | Method and apparatus for increasing photovoltaic generation amount by using multiple solar cell units |
-
2007
- 2007-07-13 JP JP2007184318A patent/JP2009021168A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022019521A1 (en) * | 2020-07-22 | 2022-01-27 | 주식회사 랩엔텍 | Method and apparatus for increasing photovoltaic generation amount by using multiple solar cell units |
KR20220011871A (en) * | 2020-07-22 | 2022-02-03 | 주식회사 랩엔텍 | Method and device for increasing solar power generation using multiple solar cell units |
KR102407525B1 (en) | 2020-07-22 | 2022-06-10 | 주식회사 랩엔텍 | Method and device for increasing solar power generation using multiple solar cell units |
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