JP2011029131A - Photoelectric conversion device - Google Patents

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Hisashi Sakai
久 坂井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device having high reliability by maintaining airtightness for a long time. <P>SOLUTION: The photoelectric conversion device X1 includes a translucent substrate 1 having a first principal surface, a support substrate 9 having a second principal surface countering the first principal surface, an electrolyte 4 arranged in a gap formed between the translucent substrate 1 and the support substrate 9, a first sealing member 5 made of a corrosion resistant material and bonding the translucent substrate 1 with the support substrate 9, and a second sealing member 7 containing an inorganic material, arranged on the outside of the first sealing member 5 separately from it and bonding the translucent substrate 1 with the support substrate 9. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は光電変換装置に関するものであり、特に、色素増感型太陽電池に関するものである。   The present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly to a dye-sensitized solar cell.

太陽電池には、バルク型結晶系のシリコン太陽電池、非晶質のシリコン薄膜を用いてなる薄膜型アモルファスシリコン系太陽電池等の様々な形態がある。また、シリコン原料の削減を目的とし、このようなシリコンを利用しない次世代太陽電池として、色素増感型太陽電池が注目されている。   There are various types of solar cells, such as bulk crystal silicon solar cells and thin film amorphous silicon solar cells using an amorphous silicon thin film. Further, for the purpose of reducing silicon raw materials, a dye-sensitized solar cell has attracted attention as a next-generation solar cell that does not use silicon.

このような色素増感型太陽電池としては、特許文献1のように増感色素が坦持された半導体層を有する第1の電極と、該第1の電極と対向するように配置された第2の電極と、この一対の電極間に注入された電解質と、を備えている。この電解質は、外部に漏れないように、一対の電極とそれらを接合する封止部とによって構成された電解質室に収納されている。   As such a dye-sensitized solar cell, a first electrode having a semiconductor layer carrying a sensitizing dye as in Patent Document 1, and a first electrode disposed so as to face the first electrode. 2 electrodes and an electrolyte injected between the pair of electrodes. This electrolyte is accommodated in an electrolyte chamber constituted by a pair of electrodes and a sealing portion for joining them so as not to leak outside.

色素増感型太陽電池を長期にわたり安定して作動させるためには、電解質室を長期にわたり安定して気密封止する必要がある。特許文献1では、第1封止部13aと、この第1封止部13aの外面を覆うように設けられた第2封止部15aとで二重に封止することによって、電解質室の気密封止を行っている。   In order to stably operate the dye-sensitized solar cell for a long period of time, it is necessary to stably and hermetically seal the electrolyte chamber for a long period of time. In Patent Document 1, the electrolyte chamber is sealed by double sealing with a first sealing portion 13a and a second sealing portion 15a provided to cover the outer surface of the first sealing portion 13a. It is tightly sealed.

特開2004−119149号公報JP 2004-119149 A

特許文献1に開示された色素増感型太陽電池において、第1封止部と第2封止部とを、それぞれの機能に応じて異なる材料で構成するのが効果的である。しかしながら、異なる材料を用いる場合、第1封止部と第2封止部とで封止条件が異なることとなる。一方の封止部を封止した後、他方の封止部を封止しようとすると、他方の封止部の封止時の熱処理等によって、一方の封止部が劣化したり、破損したりする。その結果、気密封止の信頼性を高めることができないという問題点があった。   In the dye-sensitized solar cell disclosed in Patent Literature 1, it is effective to configure the first sealing portion and the second sealing portion with different materials according to their functions. However, when different materials are used, the sealing conditions are different between the first sealing portion and the second sealing portion. After sealing one sealing part, when trying to seal the other sealing part, one sealing part may be deteriorated or damaged by heat treatment during sealing of the other sealing part. To do. As a result, there is a problem that the reliability of hermetic sealing cannot be increased.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、長期間、気密性を維持することにより、作動信頼性の高い光電変換装置を得ることである。   The present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to obtain a photoelectric conversion device with high operation reliability by maintaining airtightness for a long period of time.

本発明の光電変換装置に係る一実施形態は、第1の主面を有する透光性基板と、前記第1の主面に対向する第2の主面を有する支持基板と、前記透光性基板と前記支持基板間で形成された間隙内に配された電解質と、前記透光性基板と前記支持基板を接合する、耐蝕材から成る第1の封止部材と、前記第1の封止部材の外側に前記第1の封止部材と離間して配置され、前記透光性基板と前記支持基板を接合する、無機材料を含む第2の封止部材と、を具備している。   In one embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention, a translucent substrate having a first main surface, a support substrate having a second main surface opposite to the first main surface, and the translucency. An electrolyte disposed in a gap formed between the substrate and the support substrate; a first sealing member made of a corrosion-resistant material that joins the translucent substrate and the support substrate; and the first seal A second sealing member including an inorganic material, which is disposed outside the member and spaced apart from the first sealing member, and which joins the translucent substrate and the support substrate.

このような構成により、耐蝕材から成る第1の封止部材で封止の電解質に対する耐性を高めることができる。また、無機材料を含む第2の封止部材で気密性を高めることができる。さらに、第1の封止部材および第2の封止部材が離間して配置されているので、一方の封止部材の封止の際、他方の封止部材へ熱等の影響を抑制することができる。以上の結果、長期間、気密性を維持し、作動信頼性の高い光電変換装置を得ることができる。   With such a configuration, the first sealing member made of a corrosion-resistant material can increase the resistance against sealing electrolyte. Moreover, airtightness can be improved by the 2nd sealing member containing an inorganic material. Furthermore, since the first sealing member and the second sealing member are arranged apart from each other, the influence of heat or the like on the other sealing member is suppressed when sealing one sealing member. Can do. As a result, a photoelectric conversion device that maintains hermeticity for a long time and has high operational reliability can be obtained.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記耐蝕材は樹脂を含むことから、電解質により腐蝕しない樹脂を用いることより、封止の電解質に対する耐性を高めることができる。また、電解質の熱膨張を緩和できるため、機械的強度を向上することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, since the corrosion-resistant material includes a resin, the resistance to the sealing electrolyte can be increased by using a resin that does not corrode by the electrolyte. Moreover, since the thermal expansion of the electrolyte can be relaxed, the mechanical strength can be improved.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記透光性基板と前記第2の封止部材との間、および前記支持基板と前記第2の封止部材との間、の少なくとも一方に台部を具備しており、前記第2の封止部材は、400〜2400nmの領域のいずれかの波長に対する吸収係数が前記台部よりも大きい。上記台部を設けることにより、第2の封止部材の体積を小さくすることができ、封止時の熱歪、熱応力を低減でき、封止の信頼性を向上することができる。また、上記波長範囲の光は透光性基板を透過できるため、台部より上記波長範囲の吸収係数が大きい第2の封止部材を選択的に加熱することができ、封止時の熱歪、熱応力を低減でき、封止の信頼性を向上することができる。   Preferably, in the photoelectric conversion device of the present invention, a base is provided on at least one of the space between the translucent substrate and the second sealing member and the support substrate and the second sealing member. And the second sealing member has an absorption coefficient larger than that of the base portion with respect to any wavelength in the region of 400 to 2400 nm. By providing the pedestal, the volume of the second sealing member can be reduced, the thermal strain and thermal stress during sealing can be reduced, and the sealing reliability can be improved. In addition, since the light in the wavelength range can pass through the light-transmitting substrate, the second sealing member having a larger absorption coefficient in the wavelength range than the base can be selectively heated, and thermal strain during sealing The thermal stress can be reduced and the sealing reliability can be improved.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記台部は、前記透光性基板および前記支持基板のそれぞれに設けられている。基板に台部を対称的に配置させ、前記第2の封止部により封止することより、基板への熱歪あるいは熱応力を低減することができ、封止の信頼性を向上することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the base portion is provided on each of the translucent substrate and the support substrate. By placing the pedestal symmetrically on the substrate and sealing with the second sealing portion, it is possible to reduce thermal strain or thermal stress on the substrate and improve sealing reliability. it can.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記第2の封止部材の軟化点は、前記台部の軟化点よりも低い。選択的に第2の封止部材を軟化させ、封着することにより、基板への熱歪あるいは熱応力を低減することができ、封止の信頼性を向上することができる。また、前記台部により前記透光性基板と前記支持基板間の距離を調整することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the softening point of the second sealing member is lower than the softening point of the base portion. By selectively softening and sealing the second sealing member, thermal strain or thermal stress on the substrate can be reduced, and sealing reliability can be improved. Moreover, the distance between the said translucent board | substrate and the said support substrate can be adjusted with the said base part.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記台部の軟化点は、前記台部が設けられた前記透光性基板の軟化点または前記台部が設けられた前記支持基板の軟化点よりも低い。これにより、前記透光性基板と前記支持基板上で台部を軟化させ、気密性の高い台部を形成することができる。   Preferably, in the photoelectric conversion device of the present invention, the softening point of the base portion is lower than the softening point of the translucent substrate provided with the base portion or the softening point of the support substrate provided with the base portion. . Thereby, a base part can be softened on the said translucent board | substrate and the said support substrate, and a highly airtight base part can be formed.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記台部は前記透光性基板に設けられており、前記第1の主面に電極が形成されているとともに該電極が前記台部と前記透光性基板との界面に延出している。これにより、台部の外側に電極を引き出すことができ、光電変換装置の電力を入出することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the base is provided on the translucent substrate, an electrode is formed on the first main surface, and the electrode is connected to the base and the translucent. It extends to the interface with the substrate. Thereby, an electrode can be pulled out to the outer side of a base part, and the electric power of a photoelectric conversion apparatus can be input / output.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記台部は前記支持基板に設けられており、前記第2の主面に電極が形成されているとともに該電極が前記台部と前記支持基板との界面に延出している。これにより、台部の外側に電極を引き出すことができ、光電変換装置の電力を入出することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the base is provided on the support substrate, an electrode is formed on the second main surface, and the electrode is an interface between the base and the support substrate. It extends to. Thereby, an electrode can be pulled out to the outer side of a base part, and the electric power of a photoelectric conversion apparatus can be input / output.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記第2の封止部材は、光吸収体を含む。これにより、光吸収体の濃度により光加熱封止時の加熱状態を調整することができ、封止の信頼性を向上することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the second sealing member includes a light absorber. Thereby, the heating state at the time of optical heating sealing can be adjusted with the density | concentration of a light absorber, and the reliability of sealing can be improved.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記無機材料は金属を含む。これにより、電気加熱、超音波と電気加熱との併用、レーザー加熱等により、透光性基板や支持基板の歪点よりも低い温度にて、透光性基板と支持基板とを接合することができるので、透光性基板や支持基板に熱歪あるいは熱応力が生じるのを低減することができ、封止の信頼性を向上することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the inorganic material includes a metal. Thereby, the translucent substrate and the support substrate can be bonded at a temperature lower than the strain point of the translucent substrate or the support substrate by electric heating, combined use of ultrasonic wave and electric heating, laser heating, or the like. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of thermal strain or thermal stress on the light-transmitting substrate or the support substrate, and to improve the sealing reliability.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記透光性基板と前記第2の封止部材との間、および前記支持基板と前記第2の封止部材との間、の少なくとも一方に絶縁性の台部を具備している。これにより、電極の引き出しを良好に行うことができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, it is preferable that at least one of the transparent substrate and the second sealing member and the support substrate and the second sealing member be insulative. It has a base. Thereby, the electrode can be pulled out satisfactorily.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記台部はガラスを含むことから、絶縁性、気密性、機械的強度を長期間維持することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the base portion includes glass, so that insulating properties, air tightness, and mechanical strength can be maintained for a long period of time.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記第1の封止部材と前記第2の封止部材との間に、第2の封止部材よりも熱伝導が低い物質が充填されている。これにより、第1の封止部材の劣化を低減しながら、光加熱封止法等により無機材料を含む第2の封止部材を形成することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, a substance having lower thermal conductivity than that of the second sealing member is filled between the first sealing member and the second sealing member. Thereby, the 2nd sealing member containing an inorganic material can be formed by the optical heating sealing method etc., reducing deterioration of the 1st sealing member.

本発明の光電変換装置において好ましくは、前記第1の封止部材は前記透光性基板に設けられた半導体層の外周部を覆う。これにより、前記電解質と前記透光性基板の表面に形成した電極間のリーク電流を抑制し、変換効率を向上することができる。   In the photoelectric conversion device of the present invention, preferably, the first sealing member covers an outer peripheral portion of a semiconductor layer provided on the translucent substrate. Thereby, the leakage current between the electrodes formed on the surface of the electrolyte and the translucent substrate can be suppressed, and the conversion efficiency can be improved.

本発明によれば、長期間、気密性を維持し、作動信頼性の高い光電変換装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a photoelectric conversion device that maintains hermeticity for a long time and has high operational reliability.

本発明に係る光電変換装置の第1の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換装置の第2の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換装置の第3の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換装置の第4の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換装置の第5の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 5th Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換装置の第6の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 6th Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換装置の第7の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 7th Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換装置の第7の実施の形態を示す平面透視図である。It is a plane perspective view which shows 7th Embodiment of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention.

以下に、本発明の光電変換装置に係る実施の形態について模式的に示した図面を参照しながら詳細に説明する。   Embodiments according to the photoelectric conversion device of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings schematically shown.

図1は、本発明の光電変換装置に係る第1の実施形態を示した断面図である。光電変換装置X1は、一主面同士が対向するように配置された一対の基板(以下、第1の基板1、第2の基板9とする)と、第1の基板1および第2の基板9の一主面にそれぞれ第1の電極2および第2の電極8が形成されている。また、第1の電極2上には、色素(図示していない)が坦持された半導体層3が形成されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention. The photoelectric conversion device X1 includes a pair of substrates (hereinafter, referred to as a first substrate 1 and a second substrate 9) that are disposed so that their principal surfaces face each other, and the first substrate 1 and the second substrate. A first electrode 2 and a second electrode 8 are respectively formed on one main surface of 9. On the first electrode 2, a semiconductor layer 3 carrying a pigment (not shown) is formed.

また、光電変換装置X1は、第1の基板1と第2の基板9の一主面間における間隙内に電解質4が配されている。言い換えれば、電解質4は、第1の電極2と第2の電極8との間に挟まれるように配されている。この電解質4は、外部への漏れを抑制すべく、周囲が第1の封止部材5で覆われている。さらに、電解質4の外部への漏れを防止し、外界からの水分および酸素の浸入を防止する第2の封止部材7が、第1の封止部材5の外側に、第1の封止部材5と離間して形成されている(以下、この第1の封止部材5と第2の封止部材7との間の領域を空隙6という)。空隙6を設けることにより、第1の封止部材5を劣化させることなく、第1の封止部材5よりも高温処理が必要な第2の封止部材7を形成することができる。また、第2の封止部材7にクラックが生じても、第1の封止部材5までクラックが延長せず、電解質4の漏洩および外界の水分、酸素の電解質4への浸入を抑制することができる。   In the photoelectric conversion device X 1, the electrolyte 4 is disposed in a gap between one main surface of the first substrate 1 and the second substrate 9. In other words, the electrolyte 4 is disposed so as to be sandwiched between the first electrode 2 and the second electrode 8. The periphery of the electrolyte 4 is covered with a first sealing member 5 in order to suppress leakage to the outside. Further, the second sealing member 7 that prevents leakage of the electrolyte 4 to the outside and prevents intrusion of moisture and oxygen from the outside is provided outside the first sealing member 5. (Hereinafter, a region between the first sealing member 5 and the second sealing member 7 is referred to as a gap 6). By providing the gap 6, it is possible to form the second sealing member 7 that requires higher temperature treatment than the first sealing member 5 without deteriorating the first sealing member 5. Moreover, even if a crack occurs in the second sealing member 7, the crack does not extend to the first sealing member 5, and leakage of the electrolyte 4 and external moisture and oxygen intrusion into the electrolyte 4 are suppressed. Can do.

この空隙6は、第2の封止部材7で封止した際の熱が第1の封止部材5へ伝達するのをより効果的に抑制するという観点からは、第2の封止部材7よりも熱伝導率の低い物質が充填されているか、または、真空となっている。なお、この第2の封止部材7よりも熱伝導率の低い物質というのは、固体物質、液体物質および気体物質のいずれも含む。第2の封止部材7にクラックが生じた場合に、そのクラックが第1の封止部材5にまで延長したり、クラックが成長したりするのを抑制するという観点からは、空隙6は、気体で充たされているのがよい。特に、空隙6は、空気、窒素、酸素、および、電解質に含まれる溶媒、溶質の蒸気からなる群から選択された少なくとも1種類で充たされていることが好ましい。この場合、第1の封止部材5に生じたクラックを通じて、あるいは、第1の封止部材5を浸透して、空隙6を充たす物質が電解質4へ進入したとしても、電解質4への特性劣化を低減することができる。   From the viewpoint of more effectively suppressing the heat generated when the gap 6 is sealed by the second sealing member 7 from being transmitted to the first sealing member 5, the second sealing member 7. It is filled with a substance having a lower thermal conductivity than the vacuum or is in a vacuum. The material having a lower thermal conductivity than the second sealing member 7 includes any of a solid material, a liquid material, and a gas material. In the case where a crack occurs in the second sealing member 7, from the viewpoint of suppressing the crack from extending to the first sealing member 5 or growing the crack, the gap 6 is It should be filled with gas. In particular, the gap 6 is preferably filled with at least one selected from the group consisting of air, nitrogen, oxygen, a solvent contained in the electrolyte, and a solute vapor. In this case, even if a substance filling the gap 6 enters the electrolyte 4 through a crack generated in the first sealing member 5 or permeates the first sealing member 5, the characteristic deterioration of the electrolyte 4 is deteriorated. Can be reduced.

以下に、上述した本発明の実施の形態に係る光電変換装置を構成する部材の詳細を示す。   Below, the detail of the member which comprises the photoelectric conversion apparatus which concerns on embodiment of this invention mentioned above is shown.

<第1および第2の基板>
第1の基板1は、一主面上で第1の電極2、および該第1の電極2上に配置された半導体層3を支持するものである。また、第1の基板1は、主として光が入射される側に設けられるため、透光性を有している透光性基板である。
<First and second substrates>
The first substrate 1 supports the first electrode 2 and the semiconductor layer 3 disposed on the first electrode 2 on one main surface. The first substrate 1 is a translucent substrate having translucency because it is mainly provided on the light incident side.

この第1の基板1の材質としては、例えば、可視光に対して透光性を有する青板ガラス、白板ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料、またはPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)等の樹脂材料が挙げられる。   Examples of the material of the first substrate 1 include glass materials such as blue plate glass, white plate glass, and non-alkali glass that are transparent to visible light, or PET (polyethylene terephthalate) and PEN (polyethylene naphthalate). And other resin materials.

第2の基板9は、一主面上で第2の電極8を支持するための支持基板である。この第2の基板9は、第1の基板1と同様に透光性を有する材質である青板ガラス、白板ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料、またはPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)等の樹脂材料で構成されていれば、光の入射面(受光面)をより拡大し、光電変換効率を高めることができる。また、この第2の基板9は、光の入射側に位置していなくとも良いため、透光性が小さいものであってもよい。このような透光性が小さい材質としては、例えば、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、タングステン、ステンレスまたはアルミニウム合金等の金属材料が挙げられる。このような導電性を有する金属材料であれば、第1の基板1自体が電極として作用するため、第2の電極8は不要となり、部品点数を低減できる。また、第2の基板9は、電解質4に対する耐食性を向上させるという観点から、チタン、ニッケル、タングステン、アルミで構成すると好適である。   The second substrate 9 is a support substrate for supporting the second electrode 8 on one main surface. The second substrate 9 is a glass material such as blue plate glass, white plate glass, non-alkali glass or the like, which is a material having translucency like the first substrate 1, or PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate). If it is comprised with resin materials, such as), the incident surface (light-receiving surface) of light can be expanded more and photoelectric conversion efficiency can be improved. Further, since the second substrate 9 does not have to be located on the light incident side, the second substrate 9 may have a small translucency. Examples of such a material having low translucency include metal materials such as titanium, tantalum, niobium, nickel, tungsten, stainless steel, and aluminum alloy. With such a conductive metal material, since the first substrate 1 itself acts as an electrode, the second electrode 8 is not necessary, and the number of components can be reduced. The second substrate 9 is preferably made of titanium, nickel, tungsten, or aluminum from the viewpoint of improving the corrosion resistance against the electrolyte 4.

また、第1の基板1あるいは第2の基板9には、電解質4を外部から注入するための図示していない注入孔が形成されていてもよい。この注入孔は、電解質4を第1および第2の基板の間に注入できる大きさであれば、形状等は特に限定されるものではなく、例えば、横断面形状が円形状、楕円形、または四角形等の多角形等であってもよい。注入孔の大きさとしては、例えば、横断面形状が円形状であれば、直径が0.1〜3mm程度がよい。   The first substrate 1 or the second substrate 9 may be formed with an injection hole (not shown) for injecting the electrolyte 4 from the outside. The shape of the injection hole is not particularly limited as long as the electrolyte 4 can be injected between the first and second substrates. For example, the cross-sectional shape is circular, elliptical, or It may be a polygon such as a rectangle. As the size of the injection hole, for example, if the cross-sectional shape is circular, the diameter is preferably about 0.1 to 3 mm.

<第1および第2の電極>
第1の電極2は、半導体層3で発電された電流を取りだす機能を有し、第1の基板1の一主面に設けられている。この第1の電極2は、第1の基板1の他主面側から光が入射されるため、可視光に対して透光性を有するほうが好ましい。
<First and second electrodes>
The first electrode 2 has a function of extracting a current generated by the semiconductor layer 3 and is provided on one main surface of the first substrate 1. The first electrode 2 preferably has a light-transmitting property with respect to visible light because light is incident from the other main surface side of the first substrate 1.

第1の電極2の材質としては、例えば、ITO(錫ドープインジウム酸化物:酸化インジウム錫)層、FTO(フッ素ドープ錫酸化物)層、ドープ酸化錫層、酸化錫層からなる群から選択された少なくとも1種類から形成される。また、第1の電極2の厚みは、製造の簡易さ、および適度なシート抵抗とするという観点から、0.3〜2μm程度がよい。このような第1の電極2は、例えば、CVD法、スパッタリング法、スプレー法等によって層状に形成される。   The material of the first electrode 2 is, for example, selected from the group consisting of an ITO (tin-doped indium oxide: indium tin oxide) layer, an FTO (fluorine-doped tin oxide) layer, a doped tin oxide layer, and a tin oxide layer. And at least one kind. In addition, the thickness of the first electrode 2 is preferably about 0.3 to 2 μm from the viewpoint of easy manufacturing and appropriate sheet resistance. Such a 1st electrode 2 is formed in layered form by CVD method, sputtering method, spray method etc., for example.

第2の電極8は、電解質4に電荷を渡すためのものであり、第2の基板9の一主面に設けられている。この第2の電極8の材質としては、第2の基板9も受光部として利用するのであれば、第1の電極2と同じ材料、即ち、上述した透光性を有する材料を用いればよい。一方、第2の基板9から光を受光しないのであれば、第2の電極8は、透光性材料で構成しなくてもよく、例えば、チタン、ニッケル、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金またはタングステン等の金属材料で構成してもよい。   The second electrode 8 is for passing electric charge to the electrolyte 4, and is provided on one main surface of the second substrate 9. As the material of the second electrode 8, if the second substrate 9 is also used as a light receiving portion, the same material as the first electrode 2, that is, the above-described light-transmitting material may be used. On the other hand, as long as light is not received from the second substrate 9, the second electrode 8 may not be made of a light-transmitting material, such as titanium, nickel, stainless steel, aluminum, aluminum alloy, or tungsten. You may comprise by the metal material of.

また、第2の電極8は、電解質4との接触面にプラチナ、パラジウム、ルテニウム、オスミニウム、ロジウム、イリジウム等や、カーボン、PEDOT:TsO(ポリエチレンジオキシチオフェン−トルエンスルフォネート)等から成る図示していない触媒層を形成すれば、電解質4への電荷移動を効率良く行うことができる。   The second electrode 8 is made of platinum, palladium, ruthenium, osmium, rhodium, iridium, carbon, PEDOT: TsO (polyethylenedioxythiophene-toluenesulfonate), etc. on the contact surface with the electrolyte 4. If a catalyst layer not shown is formed, charge transfer to the electrolyte 4 can be performed efficiently.

<電解質>
電解質4は、第2の電極8から受けとった電荷を半導体層3に坦持された色素に渡す機能を有している。この電解質4は、基板に形成した注入孔から注入できる状態のものであればよく、例えば、液状(電解液)、ゲル状等を用いることができ、注入後に固体になるようなものであってもよい。また、色素を担持した半導体層3を形成した第1の電極2あるいは第2の電極8に電解質4をスクリーン印刷、ディスペンサ、ドクターブレード等で塗布してもよい。
<Electrolyte>
The electrolyte 4 has a function of passing the charge received from the second electrode 8 to the dye supported on the semiconductor layer 3. The electrolyte 4 only needs to be in a state that can be injected from an injection hole formed in the substrate. For example, a liquid (electrolytic solution) or a gel can be used, and the electrolyte 4 becomes a solid after injection. Also good. Alternatively, the electrolyte 4 may be applied to the first electrode 2 or the second electrode 8 on which the semiconductor layer 3 supporting the dye is formed by screen printing, a dispenser, a doctor blade, or the like.

電解質4は、電解液の場合、例えば、ヨウ素/ヨウ化物塩、臭素/臭化物塩、コバルト錯体、フェロシアン化カリウム等が挙げられる。なお、「ヨウ素/ヨウ化物塩」という表記は、電解質の化学反応によってヨウ素とヨウ化物塩の含有率が変化するものであることを意味する。また、電解質4は、注入時に液状またはゲル状であり、注入後に固体となるものの場合、ゲル電解質、タルクゲル電解質、ポリマー電解質等の固体電解質、ポリチオフェン・ポリピロール、ポリフェニレンビニレン等の導電性ポリマー、またはフラーレン誘導体、ペンタセン誘導体、ペリレン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等の有機分子電子輸送剤等が挙げられる。また、電解質4の厚み、即ち、第1の基板1の一主面と第2の基板9の一主面との間の距離は、1〜500μm程度がよい。   When the electrolyte 4 is an electrolytic solution, examples thereof include iodine / iodide salts, bromine / bromide salts, cobalt complexes, and potassium ferrocyanide. The notation “iodine / iodide salt” means that the content of iodine and iodide salt changes due to the chemical reaction of the electrolyte. When the electrolyte 4 is liquid or gel at the time of injection and becomes solid after injection, the electrolyte 4 is a solid electrolyte such as a gel electrolyte, a talc gel electrolyte, or a polymer electrolyte, a conductive polymer such as polythiophene / polypyrrole or polyphenylene vinylene, or fullerene. And organic molecular electron transport agents such as derivatives, pentacene derivatives, perylene derivatives, and triphenyldiamine derivatives. The thickness of the electrolyte 4, that is, the distance between one main surface of the first substrate 1 and one main surface of the second substrate 9 is preferably about 1 to 500 μm.

また、電解質4にゲル電解質を用いた場合、ゲル電解質はスクリーン印刷、メタルマスク印刷、ドクターブレード塗布、ディスペンサ塗布、スプレー塗布、ローラ塗布、カレンダー塗布、インクジェット塗布、ダイコーター等により塗布でき、低流動性のため、図5に示すように、第1の封止部材5と隙間11を配置して電解質4を形成することができる。これにより、腐食性の高い電解質4と第1の封止部材5が隙間11より離間されているため、第1の封止部材5の劣化を抑制することができ、長期間の封止ができる。   When a gel electrolyte is used as the electrolyte 4, the gel electrolyte can be applied by screen printing, metal mask printing, doctor blade application, dispenser application, spray application, roller application, calendar application, ink jet application, die coater, etc. As shown in FIG. 5, the electrolyte 4 can be formed by disposing the first sealing member 5 and the gap 11 as shown in FIG. Thereby, since the highly corrosive electrolyte 4 and the 1st sealing member 5 are spaced apart from the clearance gap 11, degradation of the 1st sealing member 5 can be suppressed and long-term sealing can be performed. .

<第1および第2の封止部材>
第1の封止部材5は第1の基板1と第2の基板9との間に電解質4を閉じ込めるべく、電解質4の周囲に配され、電解質4の外部への漏れを低減するための部材である。この第1の封止部材5は、封止の電解質4に対する耐性を高めるあるいは変換効率を低減する電解質による封止部材の溶出を抑制するため、耐蝕材から成る。ここで耐蝕材とは、電解質に対して安定な材料であり、電解質と接触させた状態で1日静置した場合でも実質的に溶解しない材料をいう。耐蝕材としては、樹脂やガラスなどがある。好ましくは、耐蝕材は樹脂を含むのがよい。これにより、耐蝕性を高めることができるとともに、第1の基板1と第2の基板9とを第1の封止部材5で容易に1次封止することができ、封止工程を容易にすることができる。
<First and second sealing members>
The first sealing member 5 is disposed around the electrolyte 4 so as to confine the electrolyte 4 between the first substrate 1 and the second substrate 9, and is a member for reducing leakage of the electrolyte 4 to the outside. It is. The first sealing member 5 is made of a corrosion-resistant material in order to suppress elution of the sealing member by an electrolyte that increases the resistance to sealing electrolyte 4 or reduces the conversion efficiency. Here, the corrosion-resistant material is a material that is stable with respect to the electrolyte and that does not substantially dissolve even when left in contact with the electrolyte for one day. Examples of the corrosion resistant material include resin and glass. Preferably, the corrosion resistant material includes a resin. Accordingly, the corrosion resistance can be improved, and the first substrate 1 and the second substrate 9 can be easily primary-sealed with the first sealing member 5, and the sealing process can be easily performed. can do.

樹脂を含む第1の封止部材5は、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン樹脂、シリコーン樹脂またはアクリレート樹脂等の樹脂材料あるいは熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、光熱硬化樹脂、湿気硬化樹脂、二液混合硬化樹脂が挙げられる。300℃以下の封着温度や電解質4との耐蝕性からポリエチレン、変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン樹脂、シリコーン樹脂またはアクリレート樹脂等の樹脂材料あるいは熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、光熱硬化樹脂、湿気硬化樹脂、二液混合硬化樹脂が好ましい。   The first sealing member 5 containing a resin is, for example, polyethylene, modified polyethylene, maleic acid modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, maleic acid modified polypropylene, ionomer resin, fluorine resin, epoxy resin, polyisobutylene resin, silicone resin or Examples thereof include resin materials such as acrylate resins, thermoplastic resins, thermosetting resins, photocuring resins, photothermosetting resins, moisture curing resins, and two-component mixed curing resins. Polyethylene, modified polyethylene, maleic acid modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, maleic acid modified polypropylene, ionomer resin, fluororesin, epoxy resin, polyisobutylene resin, silicone resin due to sealing temperature of 300 ° C. or less and corrosion resistance with electrolyte 4 Alternatively, a resin material such as an acrylate resin or a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocuring resin, a photothermosetting resin, a moisture curing resin, or a two-component mixed curing resin is preferable.

また、これらの第1の封止部材5は、機械的強度を高めるという観点から、必要に応じてフィラー等を含有させてもよい。このようなフィラーとしては、電解質4との耐蝕性があるフィラーが好ましい。また、第1の封止部材5は、液体、固体、フィルムまたは固体のフィラーを含有させた液体でもよい。また、フィルムの第1の封止部材5は、第1の封止部材5のフィルム厚により、第1の基板1と第2の基板9との間のギャップを制御してもよい。固体のフィラーを含有させた液体の第1の封止部材5のフィラーサイズにより、第1の基板1と第2の基板9との間のギャップを制御してもよい。   Moreover, these 1st sealing members 5 may contain a filler etc. as needed from a viewpoint of raising mechanical strength. As such a filler, a filler having corrosion resistance with the electrolyte 4 is preferable. Further, the first sealing member 5 may be a liquid, a solid, a film, or a liquid containing a solid filler. Further, the first sealing member 5 of the film may control the gap between the first substrate 1 and the second substrate 9 depending on the film thickness of the first sealing member 5. You may control the gap between the 1st board | substrate 1 and the 2nd board | substrate 9 with the filler size of the liquid 1st sealing member 5 containing the solid filler.

第1の封止部材5の外周に形成された空隙6は空気、窒素、酸素、電解質4に含まれる溶媒の蒸気、電解質揮発成分からなる群から選択された少なくとも1種類から形成されているのがよい。このような空隙6は第2の封止部材7にクラックが生じても、第1の封止部材5までクラックが延長せず、電解質4の漏洩および外界の水分、酸素の電解質4への浸入を抑制することができる。また、この空隙6は第1の封止部材5を劣化させることなく、第1の封止部材5よりも高温処理が必要な第2の封止部材7を形成することができる。   The gap 6 formed on the outer periphery of the first sealing member 5 is formed of at least one selected from the group consisting of air, nitrogen, oxygen, vapor of a solvent contained in the electrolyte 4, and an electrolyte volatile component. Is good. Even if such a gap 6 is cracked in the second sealing member 7, the crack does not extend to the first sealing member 5, and leakage of the electrolyte 4 and intrusion of moisture and oxygen from the outside to the electrolyte 4. Can be suppressed. In addition, the gap 6 can form the second sealing member 7 that requires higher temperature treatment than the first sealing member 5 without deteriorating the first sealing member 5.

第2の封止部材7は第1の基板1と第2の基板9との間に電解質4を気密に閉じ込めるべく、空隙6の周囲に配され、電解質4の外部への漏れを抑制するための部材である。第2の封止部材7は気密性の高い材料である無機材料を含む。特に、気密性が高いとともに取り扱いが容易であるという観点からは、第2の封止部材7は、ガラス、ガラスフリット、金属からなる群から選択された少なくとも1種類から形成されているのがよい。例えば、第2の封止部材7は仮焼成(基板同士を接合する前の加熱処理)後の膜厚により、第1の基板1と第2の基板9との間のギャップを制御してもよい。   The second sealing member 7 is disposed around the gap 6 so as to airtightly confine the electrolyte 4 between the first substrate 1 and the second substrate 9, and suppresses leakage of the electrolyte 4 to the outside. It is a member. The second sealing member 7 includes an inorganic material that is a highly airtight material. In particular, from the viewpoint of high airtightness and easy handling, the second sealing member 7 is preferably formed of at least one selected from the group consisting of glass, glass frit, and metal. . For example, even if the second sealing member 7 controls the gap between the first substrate 1 and the second substrate 9 by the film thickness after temporary baking (heat treatment before bonding the substrates). Good.

第2の封止部材7による第1の基板1と第2の基板9との接着は、圧着、湿気硬化封着、熱封着、UV封着、レーザー封着、光封着、超音波封着、マイクロ波封着でもよい。第2の封止部材7は軟化点が第1の基板1および第2の基板9の軟化点よりも低い方がよい。これにより、例えば、第2の封止部材7をマイクロ波加熱やレーザー加熱により選択的に熔融でき、第1の基板1や第2の基板9の熱歪を抑制しながら第1の基板1と第2の基板9とを良好に接着、封止することができる。第2の封止部材7をマイクロ波加熱する場合、第2の封止部材7にはマイクロ波を選択的に吸収するマイクロ波吸収体を含めた方がよい。また、第2の封止部材7をレーザー加熱する場合、第2の封止部材7にはレーザー光を吸収する光吸収体を含めた方がよい。   Adhesion between the first substrate 1 and the second substrate 9 by the second sealing member 7 includes pressure bonding, moisture curing sealing, heat sealing, UV sealing, laser sealing, light sealing, and ultrasonic sealing. Or microwave sealing. The second sealing member 7 preferably has a softening point lower than the softening points of the first substrate 1 and the second substrate 9. Thereby, for example, the second sealing member 7 can be selectively melted by microwave heating or laser heating, and the first substrate 1 and the second substrate 9 can be suppressed while suppressing thermal distortion. The second substrate 9 can be bonded and sealed satisfactorily. When the second sealing member 7 is heated by microwaves, it is better to include a microwave absorber that selectively absorbs microwaves in the second sealing member 7. Moreover, when the 2nd sealing member 7 is laser-heated, it is better to include the light absorber which absorbs a laser beam in the 2nd sealing member 7. FIG.

また、第2の封止部材7は、400〜2400nmの領域のいずれかの波長に対する吸収係数が透光性基板である第1の基板1よりも大きいことが好ましい。太陽電池の場合、400〜2400nmの太陽光を利用する必要があり、透光性基板は400〜2400nmの光を透過することができる。このような構成により、400〜2400nmの光を照射して第2の封止部材7を選択的に加熱することができ、第1の封止部材5への熱伝導を抑制しながら第2の封止部材7による封止を良好に行うことができる。   Moreover, it is preferable that the 2nd sealing member 7 is larger than the 1st board | substrate 1 which is a translucent board | substrate with the absorption coefficient with respect to the any wavelength of 400-2400 nm. In the case of a solar cell, it is necessary to use sunlight of 400 to 2400 nm, and the translucent substrate can transmit light of 400 to 2400 nm. With such a configuration, it is possible to selectively heat the second sealing member 7 by irradiating light of 400 to 2400 nm, and the second sealing member 5 while suppressing heat conduction to the first sealing member 5. Sealing by the sealing member 7 can be performed satisfactorily.

このような第2の封止部材7は、ガラス等のマトリックス材料にレーザー吸収成分等の光吸収体を含有させることによって構成できる。光吸収体の種類や含有量を調整することにより、第2の封止部材7の光吸収係数を容易に制御することができる。よって、第2の封止部材7の熔解、封着に必要な膜厚に対する熱量、光エネルギーを容易に制御でき、信頼性の高い封着を可能とすることができる。   Such a 2nd sealing member 7 can be comprised by containing light absorbers, such as a laser absorption component, in matrix materials, such as glass. The light absorption coefficient of the second sealing member 7 can be easily controlled by adjusting the type and content of the light absorber. Therefore, it is possible to easily control the amount of heat and light energy with respect to the film thickness necessary for melting and sealing the second sealing member 7 and enabling highly reliable sealing.

第2の封止部材7の材質としては、レーザー吸収成分とガラス成分を含むガラスフリットであることが好ましい。このレーザー吸収成分は、レーザー光を選択的に吸収し、そのエネルギーを熱に変換することでガラスフリットを効率よく溶融し、焼結させる役割を担う。このレーザー吸収成分は、ガラスフリットを成すマトリックスの一部として溶融されていることが好ましいが、マトリックス中に偏析していてもよい。また、ガラスフリットの熱膨張係数は、第2の基板9の熱膨張係数と近くなるようにすれば、クラック等の不具合の発生を低減することができる。ガラスフリットを成すガラス成分としては、例えば、SiO−Bi−MO系、B−Bi−MO系、SiO−CaO−Na(K)O−MO系、P−MgO−MO系(Mは一種以上の金属元素で、Xは整数である。)などが挙げられる。また、レーザー吸収成分としては、例えば、クロム、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、銅、または炭素の単体または酸化物、もしくはこれら2種以上の化合物が挙げられる。 The material of the second sealing member 7 is preferably a glass frit containing a laser absorption component and a glass component. This laser absorbing component plays a role of efficiently melting and sintering the glass frit by selectively absorbing laser light and converting the energy into heat. The laser absorbing component is preferably melted as part of the matrix forming the glass frit, but may be segregated in the matrix. Further, if the thermal expansion coefficient of the glass frit is close to the thermal expansion coefficient of the second substrate 9, the occurrence of defects such as cracks can be reduced. Examples of the glass component forming the glass frit include SiO 2 —Bi 2 O 3 —MO X , B 2 O 3 —Bi 2 O 3 —MO X , and SiO 2 —CaO—Na (K) 2 O—MO. X- type, P 2 O 5 —MgO—MO X- type (M is one or more metal elements, and X is an integer). Moreover, as a laser absorption component, chromium, iron, nickel, cobalt, manganese, copper, or the simple substance or oxide of carbon, or these 2 or more types of compounds is mentioned, for example.

第2の封止部材7は金属を含むことが好ましい。この場合、第1の電極2および第2の電極8の短絡を防ぐために、絶縁性の台部10(後述する図2等で用いる台部10をいう)を設けることが好ましい。これにより、機械的強度を向上させ封止の信頼性を高めることができる。また、電気加熱、超音波と電気加熱との併用、レーザー加熱等により、第1の基板1や第2の基板9の歪点よりも低い温度にて、第1の基板1と第2の基板9とを接合することができるので、第1の基板1や第2の基板9に熱歪あるいは熱応力が生じるのを低減することができ、封止の信頼性をより向上することができる。   It is preferable that the 2nd sealing member 7 contains a metal. In this case, in order to prevent a short circuit between the first electrode 2 and the second electrode 8, it is preferable to provide an insulating base 10 (referred to as a base 10 used in FIG. 2 and the like described later). Thereby, mechanical strength can be improved and the reliability of sealing can be improved. In addition, the first substrate 1 and the second substrate are heated at a temperature lower than the strain point of the first substrate 1 or the second substrate 9 by electric heating, combined use of ultrasonic waves and electric heating, laser heating, or the like. 9 can be bonded to each other, so that the occurrence of thermal strain or thermal stress in the first substrate 1 or the second substrate 9 can be reduced, and the sealing reliability can be further improved.

<半導体層>
半導体層3は、色素を担持する機能を有する多孔質体で構成されている。このように多孔質の半導体層3は、表面積が大きく、色素をより多く担持(吸着)させることができるため、効率良く光を吸収して光電変換効率向上に寄与する。
<Semiconductor layer>
The semiconductor layer 3 is composed of a porous body having a function of supporting a dye. Thus, since the porous semiconductor layer 3 has a large surface area and can carry (adsorb) more dye, it absorbs light efficiently and contributes to improvement in photoelectric conversion efficiency.

このような多孔質の半導体層3の材料としては、例えば、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、ニオブ(Nb)、インジウム(In)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、バナジウム(V)、タングステン(W)等の金属の少なくとも1種の金属酸化物半導体がよく、また窒素(N)、炭素(C)、弗素(F)、硫黄(S)、塩素(Cl)、リン(P)等の非金属元素の1種以上を含有していてもよい。特に、酸化チタンは、電子エネルギーバンドギャップが可視光のエネルギーより大きい2〜5eVの範囲にあり、好ましい。また、多孔質の半導体層は、電子エネルギー準位においてその伝導帯が色素の伝導帯よりも低いn型半導体がよい。   Examples of the material of the porous semiconductor layer 3 include titanium (Ti), zinc (Zn), tin (Sn), niobium (Nb), indium (In), yttrium (Y), and lanthanum (La). At least one metal oxide of metals such as zirconium (Zr), tantalum (Ta), hafnium (Hf), strontium (Sr), barium (Ba), calcium (Ca), vanadium (V), tungsten (W) Even if the semiconductor is good and contains one or more of non-metallic elements such as nitrogen (N), carbon (C), fluorine (F), sulfur (S), chlorine (Cl), phosphorus (P), etc. Good. In particular, titanium oxide is preferable because the electron energy band gap is in the range of 2 to 5 eV, which is larger than the energy of visible light. The porous semiconductor layer is preferably an n-type semiconductor whose conduction band is lower than that of the dye at the electron energy level.

また、半導体層3は、多孔質体であるため、内部に微細な空孔(空孔径が好ましくは10〜40nm程度のもの)を多数有している。また、半導体層3の厚みは、光電変換作用を最適化するという観点から、1〜50μmがよく、より好適には10〜30μmがよい。また、半導体層3と第1の電極2との間に、酸化チタンや酸化ニオブ等のn型酸化物半導体の極薄(厚み200nm程度)の緻密層を挿入するとよく、逆電流を抑制する効果があり、変換効率を向上することができる。   Moreover, since the semiconductor layer 3 is a porous body, it has a large number of fine pores (having a pore diameter of preferably about 10 to 40 nm) inside. Moreover, the thickness of the semiconductor layer 3 is 1-50 micrometers from a viewpoint of optimizing a photoelectric conversion effect | action, More preferably, 10-30 micrometers is good. In addition, an ultrathin (thickness: about 200 nm) dense layer of an n-type oxide semiconductor such as titanium oxide or niobium oxide may be inserted between the semiconductor layer 3 and the first electrode 2, and the effect of suppressing reverse current. Therefore, the conversion efficiency can be improved.

色素は、例えば、ルテニウム−トリス、ルテニウム−ビス、オスミウム−トリス、オスミウム−ビス型の遷移金属錯体、多核錯体、またはルテニウム−シス−ジアクア−ビピリジル錯体、またはフタロシアニンやポルフィリン、多環芳香族化合物、ローダミンB等のキサンテン系のものを用いること色素が好ましい。   Examples of the dye include ruthenium-tris, ruthenium-bis, osmium-tris, osmium-bis type transition metal complexes, polynuclear complexes, or ruthenium-cis-diaqua-bipyridyl complexes, or phthalocyanines, porphyrins, polycyclic aromatic compounds, It is preferable to use a xanthene group such as rhodamine B.

多孔質の半導体層3に色素を吸着させるためには、色素に少なくとも1個以上のカルボキシル基、スルホニル基、ヒドロキサム酸基、アルコキシ基、アリール基、ホスホリル基等を置換基として有することが有効である。ここで、置換基は色素自体を多孔質の半導体層3に強固に化学吸着させることができ、励起状態の増感色素から多孔質の半導体層3へ容易に電荷移動できるものであればよい。   In order to adsorb the dye to the porous semiconductor layer 3, it is effective that the dye has at least one carboxyl group, sulfonyl group, hydroxamic acid group, alkoxy group, aryl group, phosphoryl group, etc. as a substituent. is there. Here, the substituent is not particularly limited as long as it can strongly adsorb the dye itself to the porous semiconductor layer 3 and can easily transfer charges from the excited sensitizing dye to the porous semiconductor layer 3.

半導体層3に色素を吸着させる方法としては、例えば、第1の基板1上に形成された半導体層3を、色素を溶解した溶液に浸漬する方法が挙げられる。半導体層3に色素を吸着させる際、色素を溶解させる溶液の溶媒としては、例えば、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル等のエーテル類、アセトニトリル等の窒素化合物等を1種または2種以上混合したものが挙げられる。溶液中の色素の濃度は5×10-5〜2×10-3mol/l(l(リットル):1000cm3)程度が好ましい。 Examples of the method for adsorbing the dye on the semiconductor layer 3 include a method of immersing the semiconductor layer 3 formed on the first substrate 1 in a solution in which the dye is dissolved. As the solvent of the solution for dissolving the dye when the dye is adsorbed on the semiconductor layer 3, for example, alcohols such as ethanol, ketones such as acetone, ethers such as diethyl ether, nitrogen compounds such as acetonitrile, etc. Or what mixed 2 or more types is mentioned. The concentration of the dye in the solution is preferably about 5 × 10 −5 to 2 × 10 −3 mol / l (l (liter): 1000 cm 3 ).

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図2は、本発明の光電変換装置に係る第2の実施形態を示した断面図である。光電変換装置X2は、第2の封止部材7が台部10の上に形成されている点で光電変換装置X1と相違する。台部10は第1の基板1の主面または第2の基板9の主面から突出した台状の部位のことである。台部10は数μm程度の薄膜状のものも含む。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment according to the photoelectric conversion device of the present invention. The photoelectric conversion device X2 is different from the photoelectric conversion device X1 in that the second sealing member 7 is formed on the base portion 10. The pedestal 10 is a trapezoidal part protruding from the main surface of the first substrate 1 or the main surface of the second substrate 9. The base 10 includes a thin film having a thickness of about several μm.

光電変換装置X2では、台部10を設けることにより、第2の封止部材7の膜厚を薄くすることができる。これにより、マイクロ波あるいはレーザー光により第2の封止部材7を熔融する熱量を少なくでき、熱歪が小さい状態で第2の封止部材7による第1の基板1と台部10との封着ができ、気密封止の信頼性を高めることができる。   In the photoelectric conversion device X2, the thickness of the second sealing member 7 can be reduced by providing the pedestal 10. As a result, the amount of heat for melting the second sealing member 7 by microwaves or laser light can be reduced, and the sealing between the first substrate 1 and the base portion 10 by the second sealing member 7 in a state where the thermal strain is small. It is possible to improve the reliability of hermetic sealing.

台部10は、第1の基板1および第2の基板9の少なくとも一方に形成することができる。台部10はガラス、ガラスフリット、金属からなる群から選択された少なくとも1種類から形成されていることが、気密封止の信頼性を高める上で好ましい。   The platform 10 can be formed on at least one of the first substrate 1 and the second substrate 9. The base 10 is preferably formed of at least one selected from the group consisting of glass, glass frit, and metal in order to improve the reliability of hermetic sealing.

台部10の軟化点は、この台部10が設けられている第1の基板1の軟化点またはこの台部10が設けられている第2の基板9の軟化点よりも低い方がよい。すなわち、台部10が第1の基板1に設けられている場合、台部10の軟化点は第1の基板1の軟化点よりも低い方がよい。また、台部10が第2の基板9に設けられている場合、台部10の軟化点は第2の基板9の軟化点よりも低い方がよい。これにより、台部10を加熱して熔融させ、台部10を第1の基板1または第2の基板9に接合する際、第1の基板1または第2の基板9に歪が生じるのを抑制でき、気密封止の信頼性を高めることができる。   The softening point of the base part 10 is preferably lower than the softening point of the first substrate 1 on which the base part 10 is provided or the softening point of the second substrate 9 on which the base part 10 is provided. That is, when the pedestal 10 is provided on the first substrate 1, the softening point of the pedestal 10 is preferably lower than the softening point of the first substrate 1. Further, when the pedestal 10 is provided on the second substrate 9, the softening point of the pedestal 10 is preferably lower than the softening point of the second substrate 9. Thereby, when the base part 10 is heated and melted and the base part 10 is joined to the first substrate 1 or the second substrate 9, the first substrate 1 or the second substrate 9 is distorted. It can suppress and can improve the reliability of airtight sealing.

また、第2の封止部材7の軟化点は、台部10よりも低い方がよい。これにより、第2の封止部材7を選択的に熔融させることができ、台部10に熱歪が生じるのを抑制し、接合部に応力が生じるのを抑制できる。   The softening point of the second sealing member 7 is preferably lower than that of the base part 10. Thereby, the 2nd sealing member 7 can be selectively melted, it can suppress that a thermal strain arises in the base part 10, and can suppress that a stress arises in a junction part.

また、第2の封止部材7は、400〜2400nmの領域のいずれかの波長に対する吸収係数が台部10よりも大きいことが好ましい。これにより、400〜2400nmのレーザー光を照射して第2の封止部材7を選択的に加熱することができ、第1の封止部材5への熱伝導を抑制しながら第2の封止部材7による封止を行うことができる。   In addition, the second sealing member 7 preferably has an absorption coefficient larger than that of the base 10 for any wavelength in the region of 400 to 2400 nm. Accordingly, the second sealing member 7 can be selectively heated by irradiating a laser beam of 400 to 2400 nm, and the second sealing is performed while suppressing heat conduction to the first sealing member 5. Sealing with the member 7 can be performed.

台部10が第1の基板1に設けられている場合、第1の基板1の主面に形成されている第1の電極2は、台部10と第1の基板1との界面に延出していることが好ましい。これにより、容易に光電変換の出力を取り出すことができる。なお、同様の観点から、台部10が第2の基板9に設けられている場合、第2の基板9の主面に形成されている第2の電極8は、台部10と第2の基板9との界面に延出していることが好ましい。   When the pedestal 10 is provided on the first substrate 1, the first electrode 2 formed on the main surface of the first substrate 1 extends to the interface between the pedestal 10 and the first substrate 1. It is preferable to take out. Thereby, the output of photoelectric conversion can be taken out easily. From the same viewpoint, when the pedestal 10 is provided on the second substrate 9, the second electrode 8 formed on the main surface of the second substrate 9 is connected to the pedestal 10 and the second substrate 9. It is preferable to extend to the interface with the substrate 9.

第2の封止部材7が金属を含む場合、第2の封止部材7の材質としてはインジウム、鉛、ビスマス、銀、スズ系合金、インジウム系合金、ビスマス系合金、銀系合金、スズ−ビスマス系合金、スズ−鉛系合金、スズ−銀系合金、スズ−銅系合金、スズ−銀−銅系合金、インジウム−銀系合金、金−スズ系合金、セラソルザ(黒田テクノ(株)製)などが挙げられる。さらに第2の封止部材7の外部からの腐蝕等を抑制するために、外側に保護材を被覆させてもよい。   When the second sealing member 7 contains a metal, the material of the second sealing member 7 is indium, lead, bismuth, silver, tin-based alloy, indium-based alloy, bismuth-based alloy, silver-based alloy, tin- Bismuth alloy, tin-lead alloy, tin-silver alloy, tin-copper alloy, tin-silver-copper alloy, indium-silver alloy, gold-tin alloy, Cerasolza (Kuroda Techno Co., Ltd.) ) And the like. Furthermore, in order to suppress corrosion from the outside of the second sealing member 7, a protective material may be coated on the outside.

第2の封止部材7が金属を含む場合、台部10は絶縁性であることが好ましい。これにより、第1の電極2または第2の電極8の光電変換装置の外表面への引き出しを良好に行うことができる。すなわち、第1の電極2または第2の電極8が第2の封止部材7と接触してショート等の不良が生じるのを抑制できる。このような絶縁性の台部10は、絶縁性と封止性をともに高めるという観点から、ガラスを含むことが好ましい。台部10は第1の電極2あるいは第2の電極8と封止部材7とを絶縁するために配置する。台部10は第1の基板1あるいは第2の基板9の歪点よりも低い融点の材料が良い。さらに、台部10は第1の電極2と第2の電極8が不可逆的に高抵抗化する温度よりも低い融点の材料が良い。また、台部10は絶縁性だけでなく、封止性を兼ね備える材料が良い。台部10として、金属酸化物薄膜、金属酸化物ナノ粒子、低融点ガラス、低融点ガラスフリットが良い。台部10は特に低融点ガラスフリットの鉛系ガラスフリット(PbO−B系等)、ビスマス系ガラスフリット(SiO−Bi−MO系、B−Bi−MO系(Mは一種以上の金属元素で、Xは整数である。)、Bi−SnO系、Bi−B系、Bi−B−BaO系、Bi−ZnO−SiO−B系等)、バナジウム系ガラスフリット(V−ZnO−BaO系等)、燐酸系ガラスフリット(P−SnO系、P−CuO系、P−MgO−MO系(Mは一種以上の金属元素で、Xは整数である。)等)、ホウ珪酸系ガラスフリット(B−SiO系等)、亜鉛系ガラスフリット(ZnO−SiO−B−RO系等)等が良い。また、台部10は熱膨張調整のためのアルミナ、珪酸ジルコニウム等、着色のための顔料等、ギャップ制御のためのギャップ材等のフィラーを含んでも良い。 When the 2nd sealing member 7 contains a metal, it is preferable that the base part 10 is insulating. Thereby, the 1st electrode 2 or the 2nd electrode 8 can be favorably extracted to the outer surface of the photoelectric conversion device. That is, it is possible to prevent the first electrode 2 or the second electrode 8 from coming into contact with the second sealing member 7 and causing a defect such as a short circuit. Such an insulating base 10 preferably contains glass from the viewpoint of enhancing both insulation and sealing properties. The pedestal 10 is arranged to insulate the first electrode 2 or the second electrode 8 from the sealing member 7. The base 10 is preferably made of a material having a melting point lower than the strain point of the first substrate 1 or the second substrate 9. Furthermore, the base 10 is preferably made of a material having a melting point lower than the temperature at which the first electrode 2 and the second electrode 8 irreversibly increase in resistance. Further, the base 10 is preferably made of a material having not only insulating properties but also sealing properties. As the base part 10, a metal oxide thin film, metal oxide nanoparticles, a low melting glass, and a low melting glass frit are preferable. The pedestal 10 has a low melting point glass frit, such as a lead glass frit (PbO—B 2 O 3 system, etc.), a bismuth glass frit (SiO 2 —Bi 2 O 3 —MO X system, B 2 O 3 —Bi 2 O). 3- MO X system (M is one or more metal elements, X is an integer), Bi 2 O 3 —SnO system, Bi 2 O 3 —B 2 O 3 system, Bi 2 O 3 —B 2 O 3 -BaO based, Bi 2 O 3 -ZnO-SiO 2 -B 2 O 3 system, etc.), vanadium-based glass frit (V 2 O 5 -ZnO-BaO series, etc.), phosphoric acid-based glass frit (P 2 O 5 - SnO system, P 2 O 5 —CuO system, P 2 O 5 —MgO—MO X system (M is one or more metal elements, X is an integer), borosilicate glass frit (B 2 O 3 -SiO 2 system, etc.), zinc-based glass frit (ZnO SiO 2 -B 2 O 3 -RO system, etc.) and the like are good. Moreover, the base part 10 may contain fillers, such as a gap material for gap control, etc., such as a pigment for coloring, such as an alumina, a zirconium silicate, etc. for thermal expansion adjustment.

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図3は、本発明の光電変換装置に係る第3の実施形態を示した断面図である。光電変換装置X3は、台部10が第1の基板1および第2の基板9のそれぞれに設けられており、第2の封止部材7を台部10の間に形成している点で光電変換装置X2と相違する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention. The photoelectric conversion device X <b> 3 is photoelectric in that the base 10 is provided on each of the first substrate 1 and the second substrate 9, and the second sealing member 7 is formed between the bases 10. This is different from the conversion device X2.

光電変換装置X3では、第2の封止部材7を台部10の間に形成していることにより、第2の封止部材7の膜厚を薄くすることができる。また、第2の封止部材7を熔融する熱量を少なくでき、熱歪が小さい状態で第2の封止部材7による第1の基板1と第2の基板9との封着ができ、気密封止の信頼性を高めることができる。さらに、第2の封止部材7を中心に対称な部材構成で組めるため、封止歩留りを向上し、封止強度を高めることができる。   In the photoelectric conversion device X3, since the second sealing member 7 is formed between the base portions 10, the thickness of the second sealing member 7 can be reduced. Further, the amount of heat for melting the second sealing member 7 can be reduced, and the first substrate 1 and the second substrate 9 can be sealed by the second sealing member 7 in a state where the thermal strain is small. The reliability of hermetic sealing can be increased. Furthermore, since the second sealing member 7 can be assembled with a symmetrical member structure, the sealing yield can be improved and the sealing strength can be increased.

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図4は、本発明の光電変換装置に係る第4の実施形態を示した断面図である。光電変換装置X4は、台部10が、第2の封止部材7の幅(図4における電解質4側の側面とその反対側の側面との間の厚み)よりも広い幅を有している点で光電変換装置X3と相違する。これにより、第2の封止部材7が金属を含む場合、第2の封止部材7が広がって第1の電極2または第2の電極8に接触することを有効に抑制できる。   FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment according to the photoelectric conversion device of the present invention. In the photoelectric conversion device X4, the base portion 10 has a width wider than the width of the second sealing member 7 (the thickness between the side surface on the electrolyte 4 side and the side surface on the opposite side in FIG. 4). This is different from the photoelectric conversion device X3. Thereby, when the 2nd sealing member 7 contains a metal, it can suppress effectively that the 2nd sealing member 7 spreads and contacts the 1st electrode 2 or the 2nd electrode 8. FIG.

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図5は、本発明の光電変換装置に係る第5の実施形態を示した断面図である。光電変換装置X5は、電解質4が隙間11により第1の封止部材5と離間している点で光電変換装置X1と相違する。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention. The photoelectric conversion device X5 is different from the photoelectric conversion device X1 in that the electrolyte 4 is separated from the first sealing member 5 by the gap 11.

光電変換装置X5では、腐食性の高い電解質4が隙間11により第1の封止部材5と離間していることにより、第1の封止部材5の劣化を抑制することができ、長期間の封止ができる。   In the photoelectric conversion device X5, since the highly corrosive electrolyte 4 is separated from the first sealing member 5 by the gap 11, the deterioration of the first sealing member 5 can be suppressed, and the long-term Can be sealed.

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図6は、本発明の光電変換装置に係る第6の実施形態を示した断面図である。光電変換装置X6は、第1の封止部材5の一部が半導体層3の外周部を覆う点で光電変換装置X1と相違する。   FIG. 6 is a sectional view showing a sixth embodiment according to the photoelectric conversion device of the present invention. The photoelectric conversion device X6 is different from the photoelectric conversion device X1 in that a part of the first sealing member 5 covers the outer peripheral portion of the semiconductor layer 3.

光電変換装置X6では、第1の封止部材5の一部が半導体層3の外周部を覆うことにより、第1の電極2が直接電解質4に接触する面積を低減できるため、第1の電極2と電解質4間のリーク電流を抑制でき、変換効率を向上することができる。   In the photoelectric conversion device X6, the area where the first electrode 2 directly contacts the electrolyte 4 can be reduced by partially covering the outer periphery of the semiconductor layer 3 with a part of the first sealing member 5, so that the first electrode 2 and the electrolyte 4 can be suppressed, and the conversion efficiency can be improved.

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図7は、本発明の光電変換装置に係る第7の実施形態を示した断面図である。図8は、その平面透視図である。なお、図8においては、見やすくするため、保護材12を削除している。光電変換装置X7は、第2の封止部材7が第1の基板1と第2の基板9の少なくとも一方からはみ出し(図7では両方からはみ出している)、第1の基板1の側面または第2の基板9の側面と接合している点で光電変換装置X1と相違する。   FIG. 7 is a sectional view showing a seventh embodiment according to the photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 8 is a plan perspective view thereof. In FIG. 8, the protective material 12 is omitted for easy viewing. In the photoelectric conversion device X7, the second sealing member 7 protrudes from at least one of the first substrate 1 and the second substrate 9 (extrudes from both in FIG. 7), the side surface of the first substrate 1, or the first 2 is different from the photoelectric conversion device X1 in that it is bonded to the side surface of the substrate 9.

ここでは、液体状の電解質4を注入する注入口13の実施形態例も示す。また、第1の電極2、第2の電極8、第1の封止部材5から形成されたセル内に本注入口13より色素溶液を循環させることにより多孔質酸化チタン等の半導体層3に色素を吸着させることもできる。多孔質酸化チタン等の半導体層3に色素を吸着させた後、本注入口13より電解質4をセル内および注入口13の途中まで注入し、第1の間隙15および第2の間隙16が形成されるようにアクリレート系UV硬化接着剤等の封止材14を注入した後、UV光を照射して封止材14をUV硬化させる。ここで、第2の間隙16は省略することもできる。次に、熱可塑性フィルム等の封孔部材17を注入口13上に貼付け、さらに蓋材19を封孔部材17に貼り付ける。ここで、注入孔13は封孔部材17を貼り付けた蓋材19を貼り付けて封孔しても良い。次に、隙18を設けて、セラソルザ(黒田テクノ(株)製)あるいはガラスフリット等の台体20を設置し、これを超音波加熱法あるいはレーザー加熱して蓋材19と第2の基板9とを接着し、注入孔13の封止することができる。   Here, an embodiment of the inlet 13 for injecting the liquid electrolyte 4 is also shown. In addition, the dye solution is circulated from the main inlet 13 into the cell formed from the first electrode 2, the second electrode 8, and the first sealing member 5, thereby forming the semiconductor layer 3 such as porous titanium oxide. A dye can also be adsorbed. After the dye is adsorbed to the semiconductor layer 3 such as porous titanium oxide, the electrolyte 4 is injected from the main inlet 13 into the cell and partway through the inlet 13 to form the first gap 15 and the second gap 16. After injecting the sealing material 14 such as an acrylate UV curing adhesive as described above, the sealing material 14 is UV cured by irradiating with UV light. Here, the second gap 16 may be omitted. Next, a sealing member 17 such as a thermoplastic film is attached on the injection port 13, and a lid member 19 is further attached on the sealing member 17. Here, the injection hole 13 may be sealed by attaching a lid member 19 to which the sealing member 17 is attached. Next, a gap 18 is provided, and a base 20 such as Cerasolza (manufactured by Kuroda Techno Co., Ltd.) or glass frit is installed, and this is subjected to an ultrasonic heating method or laser heating to cover the cover 19 and the second substrate 9. And the injection hole 13 can be sealed.

ここで、注入口13の途中に第1の間隙15あるいは第2の間隙16を設けることにより、光電変換装置X6が温度負荷を受けたときに、液体状の電解質4の熱膨張による容量変化に伴う内圧変化を吸収することができ、第1の封止部材5、第2の封止部材7、封止材14、封孔部材17あるいは台体20の破壊を抑制して、長期信頼性を確保することができる。また、封孔部材17と台体20間に空気等の隙18を設けることにより、高温で台体20を形成した場合、樹脂等の封孔部材17の熱劣化を抑制することができる。また、台体20にセラソルザ(黒田テクノ(株)製)あるいはガラスフリット等を用いることにより、蓋材19と第2の基板9の歪点以下で台体20を熔融させ、蓋材19あるいは第2の基板9を緻密な台体20で接着することができるため、気密封止により光電変換装置の長期信頼性を確保することができる。   Here, by providing the first gap 15 or the second gap 16 in the middle of the injection port 13, when the photoelectric conversion device X6 receives a temperature load, the capacitance change due to the thermal expansion of the liquid electrolyte 4 occurs. The internal pressure change accompanying this can be absorbed, and the destruction of the first sealing member 5, the second sealing member 7, the sealing material 14, the sealing member 17 or the base body 20 is suppressed, and long-term reliability is achieved. Can be secured. Further, by providing a gap 18 such as air between the sealing member 17 and the base body 20, when the base body 20 is formed at a high temperature, thermal deterioration of the sealing member 17 such as resin can be suppressed. Further, by using Cerasolzer (manufactured by Kuroda Techno) or glass frit for the base 20, the base 20 is melted below the strain point of the lid 19 and the second substrate 9, and the lid 19 or the second Since the second substrate 9 can be bonded by the dense base 20, the long-term reliability of the photoelectric conversion device can be secured by hermetic sealing.

また光電変換装置X7では、第2の封止部材7が第1の基板1と第2の基板9の少なくとも一方からはみ出し、第1の基板1の側面または第2の基板9側面と接合していることにより、第1の基板1の側面または第2の基板9の側面から直接、第2の封止部材7を超音波加熱等により熔融することができるため、第2の封止部材7周辺の部材の加熱を低減することができ、接合部への熱歪を低減できるため、第1の基板1や第2の基板9のクラック、第2の封止部材7のクラックや剥離等の封止歩留りを向上することができ、長期信頼性も向上することができる。第1の電極2あるいは第2の電極8間のギャップは第1の封止部材5の厚みや第1の封止部材5に含まれるフィラーサイズにより制御することができる。   In the photoelectric conversion device X7, the second sealing member 7 protrudes from at least one of the first substrate 1 and the second substrate 9, and is bonded to the side surface of the first substrate 1 or the side surface of the second substrate 9. Since the second sealing member 7 can be melted by ultrasonic heating or the like directly from the side surface of the first substrate 1 or the side surface of the second substrate 9, the periphery of the second sealing member 7 Since the heating of the member can be reduced and the thermal strain on the joint can be reduced, the first substrate 1 and the second substrate 9 can be cracked, the second sealing member 7 can be sealed such as cracks and peeling. The yield can be improved, and the long-term reliability can be improved. The gap between the first electrode 2 or the second electrode 8 can be controlled by the thickness of the first sealing member 5 and the filler size included in the first sealing member 5.

第2の封止部材7の外周部に補強のために有機樹脂等の保護材12を配置してもよい。この場合、封止強度を高めることや外界からの第2の封止部材7の腐蝕を抑制することができる。この有機樹脂はポリエチレン、変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン樹脂、シリコーン樹脂またはアクリレート樹脂等の樹脂材料あるいは熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、光熱硬化樹脂、湿気硬化樹脂、二液混合硬化樹脂が好ましい。また、この有機樹脂は、機械的強度を高めるという観点から、必要に応じてフィラー等を含有させてもよい。   A protective material 12 such as an organic resin may be disposed on the outer periphery of the second sealing member 7 for reinforcement. In this case, the sealing strength can be increased and the corrosion of the second sealing member 7 from the outside can be suppressed. This organic resin is a resin material such as polyethylene, modified polyethylene, maleic acid modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, maleic acid modified polypropylene, ionomer resin, fluororesin, epoxy resin, polyisobutylene resin, silicone resin or acrylate resin, or thermoplastic resin. A thermosetting resin, a photocurable resin, a photothermosetting resin, a moisture curable resin, and a two-component mixed curable resin are preferable. Moreover, this organic resin may contain a filler etc. as needed from a viewpoint of raising mechanical strength.

さらに、例えば、図7のように第1の基板1上の第1の電極2あるいは第2の基板上の第2の電極7の一部を除去し、基板に絶縁部を設けることにより、第2の封止部材7が金属を含む場合、第2の封止部材7による第1の電極2と第2の電極7との短絡を抑制することができる。   Further, for example, as shown in FIG. 7, the first electrode 2 on the first substrate 1 or a part of the second electrode 7 on the second substrate is removed, and an insulating portion is provided on the substrate. When the 2 sealing member 7 contains a metal, the short circuit with the 1st electrode 2 and the 2nd electrode 7 by the 2nd sealing member 7 can be suppressed.

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、光電変換装置X1〜X7において、半導体層3は透光性基板である第1の基板1側でなく、支持基板である第2の基板9側に設けてもよく、第1の基板1側と第2の基板9側の両方に設けてもよい。また、光電変換装置X1〜X6において、第2の封止部材7の外周部に補強のために有機樹脂を配置してもよい。この場合、封止強度を高めることができる。この有機樹脂はポリエチレン、変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン樹脂、シリコーン樹脂またはアクリレート樹脂等の樹脂材料あるいは熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、光熱硬化樹脂、湿気硬化樹脂、二液混合硬化樹脂が好ましい。また、この有機樹脂は、機械的強度を高めるという観点から、必要に応じてフィラー等を含有させてもよい。また、光電変換装置X2〜X4、X7における台部10は、第2の封止部材7の全周に沿って枠状に形成してもよく、図8に示すように、例えば、第1の電極2や第2の電極8と重なる部位のみに部分的に形成してもよい。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the photoelectric conversion devices X1 to X7, the semiconductor layer 3 may be provided not on the first substrate 1 side that is a light-transmitting substrate but on the second substrate 9 side that is a support substrate. It may be provided on both the side and the second substrate 9 side. In the photoelectric conversion devices X1 to X6, an organic resin may be disposed on the outer peripheral portion of the second sealing member 7 for reinforcement. In this case, the sealing strength can be increased. This organic resin is a resin material such as polyethylene, modified polyethylene, maleic acid modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, maleic acid modified polypropylene, ionomer resin, fluororesin, epoxy resin, polyisobutylene resin, silicone resin or acrylate resin, or thermoplastic resin. A thermosetting resin, a photocurable resin, a photothermosetting resin, a moisture curable resin, and a two-component mixed curable resin are preferable. Moreover, this organic resin may contain a filler etc. as needed from a viewpoint of raising mechanical strength. Moreover, the base part 10 in the photoelectric conversion devices X2 to X4 and X7 may be formed in a frame shape along the entire circumference of the second sealing member 7, and, for example, as shown in FIG. Alternatively, it may be partially formed only in a portion overlapping with the electrode 2 or the second electrode 8.

X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7:光電変換装置
1:第1の基板(透光性基板)
2:第1の電極
3:半導体層
4:電解質
5:第1の封止部材
6:空隙
7:第2の封止部材
8:第2の電極
9:第2の基板(支持基板)
10:台部
11:隙間
12:保護材
13:注入口
14:封止材
15:第1の間隙
16: 第2の間隙
17:封孔部材
18:隙
19:蓋材
20:台体
X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7: photoelectric conversion device 1: first substrate (translucent substrate)
2: First electrode 3: Semiconductor layer 4: Electrolyte 5: First sealing member 6: Gap 7: Second sealing member 8: Second electrode 9: Second substrate (support substrate)
10: base part 11: gap 12: protective material 13: injection port 14: sealing material 15: first gap 16: second gap 17: sealing member 18: gap 19: lid material 20: base body

Claims (14)

第1の主面を有する透光性基板と、
前記第1の主面に対向する第2の主面を有する支持基板と、
前記透光性基板と前記支持基板間で形成された間隙内に配された電解質と、
前記透光性基板と前記支持基板を接合する、耐蝕材から成る第1の封止部材と、
前記第1の封止部材の外側に前記第1の封止部材と離間して配置され、前記透光性基板と前記支持基板を接合する、無機材料を含む第2の封止部材と、を具備していることを特徴とする光電変換装置。
A translucent substrate having a first major surface;
A support substrate having a second main surface opposite to the first main surface;
An electrolyte disposed in a gap formed between the translucent substrate and the support substrate;
A first sealing member made of a corrosion-resistant material that joins the translucent substrate and the support substrate;
A second sealing member including an inorganic material, disposed outside the first sealing member and spaced apart from the first sealing member, and joining the translucent substrate and the support substrate; A photoelectric conversion device comprising the photoelectric conversion device.
前記耐蝕材は樹脂を含むことを特徴とする請求項1記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the corrosion-resistant material includes a resin. 前記透光性基板と前記第2の封止部材との間、および前記支持基板と前記第2の封止部材との間、の少なくとも一方に台部を具備しており、前記第2の封止部材は、400〜2400nmの領域のいずれかの波長に対する吸収係数が前記台部よりも大きいことを特徴とする請求項1または2記載の光電変換装置。   At least one of the light-transmitting substrate and the second sealing member and between the support substrate and the second sealing member is provided with a pedestal, and the second seal 3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the stop member has an absorption coefficient larger than that of the base portion with respect to any wavelength in a range of 400 to 2400 nm. 前記台部は、前記透光性基板および前記支持基板のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項3記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 3, wherein the base portion is provided on each of the translucent substrate and the support substrate. 前記第2の封止部材の軟化点は、前記台部の軟化点よりも低いことを特徴とする請求項3または4記載の光電変換装置。   5. The photoelectric conversion device according to claim 3, wherein a softening point of the second sealing member is lower than a softening point of the base portion. 前記台部の軟化点は、前記台部が設けられた前記透光性基板の軟化点または前記台部が設けられた前記支持基板の軟化点よりも低いことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の光電変換装置。   6. The softening point of the pedestal portion is lower than a softening point of the translucent substrate provided with the pedestal portion or a softening point of the support substrate provided with the pedestal portion. The photoelectric conversion apparatus in any one of. 前記台部は前記透光性基板に設けられており、前記第1の主面に電極が形成されているとともに該電極が前記台部と前記透光性基板との界面に延出していることを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の光電変換装置。   The base portion is provided on the translucent substrate, an electrode is formed on the first main surface, and the electrode extends to an interface between the base portion and the translucent substrate. The photoelectric conversion device according to claim 3, wherein: 前記台部は前記支持基板に設けられており、前記第2の主面に電極が形成されているとともに該電極が前記台部と前記支持基板との界面に延出していることを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の光電変換装置。   The platform is provided on the support substrate, and an electrode is formed on the second main surface, and the electrode extends to an interface between the platform and the support substrate. The photoelectric conversion device according to claim 3. 前記第2の封止部材は、光吸収体を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the second sealing member includes a light absorber. 前記無機材料は金属を含むことを特徴とする請求項1または2記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the inorganic material contains a metal. 前記透光性基板と前記第2の封止部材との間、および前記支持基板と前記第2の封止部材との間、の少なくとも一方に絶縁性の台部を具備していることを特徴とする請求項10記載の光電変換装置。   An insulating base is provided on at least one of the space between the translucent substrate and the second sealing member and between the support substrate and the second sealing member. The photoelectric conversion device according to claim 10. 前記台部はガラスを含むことを特徴とする請求項11記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 11, wherein the base portion includes glass. 前記第1の封止部材と前記第2の封止部材との間に、第2の封止部材よりも熱伝導が低い物質が充填されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の光電変換装置。   13. The material according to claim 1, wherein a substance having a lower thermal conductivity than that of the second sealing member is filled between the first sealing member and the second sealing member. The photoelectric conversion apparatus of crab. 前記第1の封止部材は前記透光性基板に設けられた半導体層の外周部を覆うことを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the first sealing member covers an outer peripheral portion of a semiconductor layer provided on the translucent substrate.
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