JP2011048938A - 色素増感型太陽電池モジュールの製造方法及びリンス装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、溶剤の使用量を削減することができる。
【解決手段】本発明は、増感色素を吸着させた半導体層である多孔質半導体層7を透明基板である電極側基板2上に有する電極形成ワーク12に対し、洗浄用のリンス液を噴射する。さらに本発明は、リンス液の噴射された電極形成ワーク12に対し、リンス液をミスト状に噴射し、ミスト噴射された電極形成ワーク12に対し、ガスとしての不活性ガスを噴射するようにした。
【選択図】図5
【解決手段】本発明は、増感色素を吸着させた半導体層である多孔質半導体層7を透明基板である電極側基板2上に有する電極形成ワーク12に対し、洗浄用のリンス液を噴射する。さらに本発明は、リンス液の噴射された電極形成ワーク12に対し、リンス液をミスト状に噴射し、ミスト噴射された電極形成ワーク12に対し、ガスとしての不活性ガスを噴射するようにした。
【選択図】図5
Description
本発明は色素増感型太陽電池モジュールの製造方法及びリンス装置に関し、例えば各種電子機器に電源を供給する太陽電池に適用して好適なものである。
従来、色素によって増感された光誘起電子移動を応用した色素増感型太陽電池モジュールが提案されている。この色素増感型太陽電池モジュールは、負極となる半導体層において、光に反応して酸化反応を生じることにより電子を発生させる。この半導体層では、増感色素を吸着させることにより、光電変換効率を向上させるようになされている。
ところで、色素増感型太陽電池モジュールでは、半導体層が形成された基板を増感色素を溶解した溶液中に含浸させた後、リンス処理により過剰な増感色素を除去するようになされたものがある(例えば、特許文献1参照)。
ところでかかる構成の増感型太陽電池モジュールでは、溶剤に基板を含浸させてリンス処理を実行するため、大量の有機溶剤を消費してしまうという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、溶剤の使用量を抑制できる増感型太陽電池モジュールの製造方法及びリンス装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明の増感色素型太陽電池モジュールの製造方法においては、増感色素を吸着させた半導体層を透明基板上に有する電極形成ワークに対し、洗浄用のリンス液を噴射するリンス液噴射ステップと、リンス液の噴射された電極形成ワークに対し、リンス液をミスト状に噴射するミスト噴射ステップと、ミスト噴射された電極形成ワークに対し、ガスを噴射するガス噴射ステップとを設けるようにした。
これにより、本発明は、リンス液の噴射によって半導体層にリンス液を行き渡らせた後、ミストの噴射によって当該半導体層に残留するリンス液が揮発するのを防止しつつ当該残留するリンス液を吹き飛ばすことができ、半導体層に付着する過剰な増感色素を効率良く除去できる。
また本発明においては、増感色素を吸着させた半導体層を透明基板上に有する電極形成ワークを固定保持する固定保持部と、固定保持された電極形成ワークに対し、洗浄用のリンス液を噴射するリンス液噴射部と、リンス液の噴射された電極形成ワークに対し、リンス液をミスト状に噴射するミスト噴射部と、ミスト噴射された電極形成ワークに対し、ガスを噴射するガス噴射部とを設けるようにした。
これにより、リンス装置は、リンス液の噴射によって半導体層にリンス液を行き渡らせた後、ミストの噴射によって当該半導体層に残留するリンス液が揮発するのを防止しつつ当該残留するリンス液を吹き飛ばすことができ、半導体層に付着する過剰な増感色素を効率良く除去できる。
本発明によれば、リンス液の噴射によって半導体層にリンス液を行き渡らせた後、ミストの噴射によって当該半導体層に残留するリンス液が揮発するのを防止しつつ当該残留するリンス液を吹き飛ばすことができ、半導体層に付着する過剰な増感色素を効率良く除去できる。かくして本発明は、溶剤の使用量を抑制できる色素増感型太陽電池モジュールの製造方法及びリンス装置を実現できる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.他の実施の形態
1.実施の形態
2.他の実施の形態
<1.実施の形態>
[1−1.増感型太陽電池の構成]
図1において、1は、全体として色素増感型太陽電池モジュールを示している。
[1−1.増感型太陽電池の構成]
図1において、1は、全体として色素増感型太陽電池モジュールを示している。
図1(A)に示すように、色素増感型太陽電池モジュール1は、電極側基板2とカバー基板3との間に、直列に接続された複数のセル15が形成されることにより構成されている。図1(B)に、色素増感型太陽電池モジュール1の断面図を示す。なお図1(B)では、便宜上、4個のセルのみを示している。以下の図面についても同様であり、断面図については4個のセルのみを示しているが、実際には図1(A)と同数個のセル15が配置されている。
色素増感型太陽電池モジュール1は、電極側基板2と、カバー基板3と、透明導電性層5と、セル離壁6と、多孔質半導体層7と、多孔質絶縁層8と、対極層9と、電解液10とを有している。なお電解液10は、多孔質半導体層7、多孔質絶縁層8及び対極層9に含浸された状態にある。
光は、電極側基板2を介して入射される。光は、電極側基板2及び透明導電性層5を通過し、多孔質半導体層7に照射される。多孔質半導体層7は、光を吸収してイオン化し、電子を放出する。この放出された電子は、透明導電性層5に伝達される。
一方、透明導電性層5は、対極層9を介して電解液10に対して電子を供給する。電解液10は、還元反応により電子を受容する。ここで、電解液10は、多孔質材料によって形成されている多孔質半導体層7、多孔質絶縁層8及び対極層9に含浸されている。このため、電解液10は、受容した電子を多孔質半導体層7に供給する。この結果、多孔質半導体層7は、電子を受容し、イオン化されていない通常の状態に戻ることができる。
すなわち、色素増感型太陽電池モジュール1は、光に応じて電流を発生させ、対極層9を正極、透明導電性層5を負極とする電池として作用することができる。
電極側基板2は、光電変換に使用される波長の光を高透過率で透過させると共に、電気絶縁性を有する材料でなり、ガラスや樹脂などが用いられる。カバー基板3は、電気絶縁性を有する材料でなり、ガラスや樹脂などが用いられる。
透明導電性層5は、電極側基板2上に形成されており、各セル15を直列に接続するようにパターニングされている。透明導電性層5は、光電変換に使用される波長の光を高透過率で透過させると共に、電気導電性を有する材料であれば良く、酸化スズや酸化インジウムが好適に用いられる。
多孔質半導体層7は、透明導電性層5に隣接して設けられている。多孔質半導体層7は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化ニオブ、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛などのn型金属酸化物でなる半導体微粒子や、ペロブスカイト構造を有する材料などが好適に用いられる。多孔質半導体層7の材料としては、アタナーゼ型の酸化チタンが特に好ましい。
この半導体微粒子には、光電変換効率を向上させるため、増感色素が吸着されている。この増感色素としては、特に限定されないが、有機色素や金属錯体などが好適に用いられる。その性能面から、ルテニウム系金属錯体が特に好適に用いられる。
多孔質絶縁層8は、多孔質半導体層7を覆うように形成され、多孔質半導体層7及び対極層9間を離隔して絶縁すると共に、光を拡散反射して当該光を多孔質半導体層7に照射する。多孔質絶縁層8は、電気絶縁性を有する公知の材料を用いることができ、例えば二酸化シリコン、ルチル型酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの微粒子が好適に用いられる。
対極層9は、多孔質絶縁層8を覆うように形成され、導電性を有する公知の材料を用いることができる。対極層9の材料としては、電気安定性を有することが好ましく、白金、金、カーボン及び導電性ポリマーなどが好適に用いられる。対極層9は、電解質の還元反応を促進させるため、表面積が大きいことが好ましい。
電解液10は、酸化還元剤(レドックス体)を含む溶液でなる。酸化還元剤としては特に制限はないが、例えば、要素と金属又は有機物のヨウ化物塩との組み合わせや、臭素と金属又は有機物の臭化物塩との組み合わせなどを用いる。電解液10は、液体又はゲル状でなる。
セル隔壁6は、多孔質半導体層7、多孔質絶縁層8及び対極層9の周囲を包囲し、セル15間を離隔している。セル隔壁6の隔壁材料としては、電気絶縁性を有する公知の材料を用いることができる。ホットメルト樹脂、紫外線硬化型樹脂、2液硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂など種々の樹脂材料や低融点のガラスフリットなどが好適に用いられる。
色素増感型太陽電池モジュール1は、以下のように作製される。
図2に示すように、電極側基板2上にスパッタや蒸着などにより透明電極層5が形成される。次に、スクリーン印刷や平板印刷などによりスラリー状の多孔質半導体材料が塗布された後、焼結されることにより、多孔質半導体層7が形成される。多孔質半導体層7と同様にして、スラリー状の材料の塗布及び焼結により多孔質絶縁層8及び対極層9が順次形成される。
このように透明電極層5、多孔質半導体層7、多孔質絶縁層8及び対極層9が形成された電極側基板2(以下、これを電極形成ワーク12と呼ぶ)に対し、増感色素の吸着処理が実行される。
増感色素の吸着処理において、電極形成ワーク12は、増感色素が溶解した増感色素溶液に含浸された後、リンス処理により電極形成ワーク12に吸着された過剰な増感色素が除去される。なお、リンス処理については後述する。
一方、図3に示すように、カバー基板3上にスクリーン印刷や平板印刷などにより液状の隔壁材料が塗布された後、冷却又は硬化処理により当該隔壁材料が固化され、セル隔壁6が形成される。
そして図4に示すように、例えば接着剤などを用いてカバー基板3上に形成されたセル隔壁6が電極形成ワーク12と貼り合わされる。そして形成されたセル15に、例えば小さな孔を介して電解液10が充填されることにより、色素増感型太陽電池モジュール1が形成されるようになされている。
[1−2.リンス処理]
次に、電極形成ワーク12に吸着された過剰な増感色素が除去されるリンス処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。
次に、電極形成ワーク12に吸着された過剰な増感色素が除去されるリンス処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。
このリンス処理は、リンス液A及びリンス液Bを用いて合計2回実行される。最初に使用されるリンス液Aは、増感色素を溶解させ得る溶剤が使用され、例えば増感色素溶液に使用された溶剤が用いられる。当該処理においては、1種類のリンス液を用いて1回のリンス処理を行うことも可能である。リンス液の種類及び回数については、プロセスに応じて適宜選択される。
2回目に使用されるリンス液Bとしては、種々の溶剤を使用することができる。リンス液Bは、例えば多孔質半導体材料に対する増感色素の吸着量を調整するため、増感色素に対する溶解性が増減されることが好ましい。
本実施の形態におけるリンス処理では、電極形成ワーク12に対し、リンス液の噴射、リンス液のミスト噴射及び不活性ガスの噴射を実行することにより、使用するリンス液量を低減するようになされている。
リンス処理手順RT1が開始されると、増感色素を吸着させた電極形成ワーク12の電極面12Aに対して、シャワー状にリンス液(リンス液A又はB)が噴射される(ステップSP1)。リンス液の噴射は、所定のリンス噴射時間(例えば1〜10秒間)に亘って、例えばシャワーヘッドなどの噴出口を揺動させながら実行される。なお、十分に大きな噴射面積を有する噴出口を用いる場合には、噴出口を揺動させる必要はない。また、リンス液の噴射は、リンス噴射時間に亘って継続的に実行される必要はなく、数〜数十秒間のインターバルを挟みながら複数回に分けて実行されても良い。これにより、増感色素が高濃度で溶解したリンス液が電極形成ワーク12を徐々に伝って下に落ちるまでの時間をインターバルとして設けることができ、洗浄効率を向上させ得る。
次いで、電極面12Aに対して、リンス液がミスト噴射される(ステップSP2)。ミスト噴射は、所定のミスト噴射時間(例えば1〜30秒間)に亘って、例えばシャワーヘッドやミスト噴出ヘッドなどの噴出口を揺動させながら実行される。なお、十分に大きな噴射面積を有する噴出口を用いる場合には、噴出口を揺動させる必要はない。また、ミスト噴射は、ミスト噴射時間に亘って継続的に実行される必要はなく、数〜数十秒間のインターバルを挟みながら複数回に分けて実行されても良い。
さらに、電極面12Aに対して、窒素ガスなどの不活性ガスが噴射される(ステップSP3)。不活性ガスの噴射は、所定のガス噴射時間(例えば1〜30秒間)に亘って、例えばシャワーヘッドやガス噴出ヘッドなどの噴出口を揺動させながら実行される。なお、十分に大きな噴射面積を有する噴出口を用いる場合には、噴出口を揺動させる必要はない。また、不活性ガスの噴射は、ガス噴射時間に亘って継続的に実行される必要はなく、数〜数十秒間のインターバルを挟みながら複数回に分けて実行されても良い。
そしてステップSP4において、予め定められたリンス回数(例えば1〜10回)だけステップSP1〜SP3の処理(リンス液の噴射、ミスト噴射及び不活性ガスの噴射)が実行されたか否かを判別する。ここで、否定結果が得られた場合には、ステップSP1に戻り、リンス回数に亘る処理が終了するまで、リンス処理を継続する。
これに対して、ステップSP4において、肯定結果が得られた場合には、リンス処理手順RT1を終了する。
このように、本実施の形態では、リンス液の噴射、リンス液のミスト噴射及び不活性ガスの噴射を実行するリンス処理により、電極形成ワーク12から過剰な増感色素を除去するようにした。
ここで、電極形成ワーク12をリンス液に含浸させて洗浄する従来の方法では、電極形成ワーク12を含浸させるのにある程度の溶剤(リンス液)量が必要となる。これに対して、本実施の形態では、噴射されるリンス液の量を自由に設定することができる。このため、本実施の形態では、噴射する溶剤量を最適化することにより、使用する溶剤量を減少させることが可能となる。
[1−3.リンス処理装置の構成]
図6に示すように、リンス装置20は、リンス室34内において電極形成ワーク12に対するリンス処理を実行する。
図6に示すように、リンス装置20は、リンス室34内において電極形成ワーク12に対するリンス処理を実行する。
リンス装置20は、リンス液Aをリンス液Aタンク21に、リンス液Bをリンス液Bタンク22に保持している。リンス液Aタンク21にはバルブ23を有するA吸出パイプ51が、リンス液Bタンクにはバルブ24を有するB吸出パイプ52が取り付けられている。A吸出パイプ51及びB吸出パイプ52は、合流して吸出パイプ53となり、ポンプ25に接続されている。
ポンプ25には、リンス液送出パイプ54が接続されており、当該リンス液送出パイプ54は、排気パイプ55及び共通パイプ57に接続されている。
リンス装置20は、バルブ23及びバルブ24のいずれか一方のみを開状態にし、他方を閉状態にすることにより、リンス液A又はリンス液Bのいずれか一方のみを吸引する。
ポンプ25によって吸引されたリンス液は、共通パイプ57に送出される。共通パイプ57は、スパイラル状に管が巻かれたコイル31を有しており、2つに分岐する噴出パイプ58及び59と接続されている。リンス液は、コイル31を通過した後、噴出パイプ58及び59に沿って2つに分岐し、リンス室34に設置された6連シャワーヘッド35から噴射される。噴出パイプ58及び59は、バルブ32及び33をそれぞれ有しており、交互又は同時にリンス液を噴出し得るようになされている。また、噴出パイプ58及び59を通過するリンス液の量の調整も可能である。
リンス装置20は、不活性ガスタンク30に不活性ガスを保持している。不活性ガスタンク30は、図示しないポンプ及びバルブを調整することにより、窒素ガスなどの不活性ガスを供給する。不活性ガスタンク30から供給された不活性ガスは、リンス液と同様、コイル31を通過した後2つに分岐し、及びバルブ32又は33を介してリンス室34に設置された6連シャワーヘッド35から噴射される。
ここで、リンス液送出パイプ54、共通パイプ57には、排気パイプ55を介して排気口26が接続されている。この排気パイプ55には、弁(図示しない)が設けられている。リンス装置20は、リンス液が噴出された後に、この弁を開放する。この結果、リンス液が噴出されるときに加えられた圧力が排気口26から排出されるため、リンス液の噴出時に加えられた圧力が管内に残留しない。
このため、リンス装置20は、不活性ガスを噴出する際、不活性ガスの圧力でリンス液をそのまま押し出すことができない。従って、リンス液が共通パイプ57内に残留していた場合、共通パイプ57内でリンス液と不活性ガスが混合し、リンス液のミスト(霧)が生成される。このミストは、シャワーヘッド35から噴射される。そして共通パイプ57内に残留するリンス液が完全になくなると、不活性ガスのみが6連シャワーヘッド35から噴射される。なお、コイル31は、共通パイプ57の総長を大きくし、共通パイプ57内に残留するリンス液の量を増大させて、生成されるミストの量を増大させ得るようになされている。
すなわち、リンス装置20は、シャワーヘッド35からリンス液が噴射された後に不活性ガスが噴射される際には、共通パイプ57に残留するリンス液を使って当該リンス液のミストを噴射するようになされている。
従って、リンス装置20は、リンス液の噴射及び不活性ガスの噴射を繰り返すことにより、リンス液の噴射、ミストの噴射及び不活性ガスの噴射を繰り返すようになされている。なお以下、リンス装置20が噴射するリンス液、ミスト及び不活性ガスをまとめて噴射物と呼ぶ。
電極形成ワーク12は、例えばラックなどの固定保持部(図示しない)によってリンス室34内に固定保持される。図7に示すように、リンス室34には、例えば6枚の電極形成ワーク12が長手方向を水平方向にして固定保持される。
6連シャワーヘッド35は、噴出パイプ58及び59の先端にそれぞれ取り付けられている。6連シャワーヘッド35は、噴出パイプ58及び59からパイプを6本に分岐させており、その先端に扇形ノズルでなるシャワーヘッド35A〜35Fを有している。
シャワーヘッド35A〜35Fは、電極形成ワーク12の電極面12Aに対向して設けられている。シャワーヘッド35A〜35Fは、例えば電極形成ワーク12の上端又は上端より僅かに下から斜め下方向へ向けて噴射物を噴出する。
また、シャワーヘッド35A〜35Fは、電極形成ワーク12の左右両端付近にそれぞれ取り付けられており、電極形成ワーク12ごとに2つのシャワーヘッドから噴出物が噴射されるようになされている。
シャワーヘッド35A〜35Fは、水平及び鉛直方向に揺動自在になされており、電極形成ワーク12の電極面12Aに対して満遍なく噴出物を噴射可能になされている。
リンス室34には、排出パイプ61が接続されており、排出パイプ61を介してリンス液が廃液タンク38に排出される。排出パイプ61は、バルブ37を有しており、リンス液の排出タイミングを適宜選択できる。例えば、リンス装置20は、バルブ37を閉状態にすることにより、リンス液をリンス室内に滞留させ、電極形成ワーク12をリンス液に含浸させることも可能である。なお、廃液タンク38に排出されたリンス液は、回収して再生されることも可能である。
リンス室34には、圧力弁41を有する排気パイプ62が接続されている。排気パイプ62は、その先端を排気口42に接続している。圧力弁41は、リンス室34の気圧が一定以上になると、弁を開放する。この結果、排気パイプ62からリンス室34の気体が排出される。これにより、リンス装置20は、有機溶剤などが噴射されるリンス室34の気圧が過度に上昇することを防止することができ、安全性を高めることができる。
実際上、このリンス装置20を用いてリンス処理を実行することにより、電極形成ワーク12をリンス液に含浸させて洗浄する従来の方法と比して、使用する溶剤(リンス液)量を1/4〜1/2にまで低下させ得ることが確認された。
このように、リンス装置20は、リンス液及び不活性ガスを共通の共通パイプ37を介して供給すると共に、当該共通パイプ37にコイル31を設けたことにより、リンス液及び不活性ガスの噴射の間にミスト噴射を実行し得るようになされている。
[1−4.動作及び効果]
以上の構成において、本発明は、増感色素を吸着させた半導体層である多孔質半導体層7を透明基板である電極側基板2上に有する電極形成ワーク12に対し、洗浄用のリンス液を噴射する。さらに本発明は、リンス液の噴射された電極形成ワーク12に対し、リンス液をミスト状に噴射し、ミスト噴射された電極形成ワーク12に対し、ガスとしての不活性ガスを噴射するようにした。
以上の構成において、本発明は、増感色素を吸着させた半導体層である多孔質半導体層7を透明基板である電極側基板2上に有する電極形成ワーク12に対し、洗浄用のリンス液を噴射する。さらに本発明は、リンス液の噴射された電極形成ワーク12に対し、リンス液をミスト状に噴射し、ミスト噴射された電極形成ワーク12に対し、ガスとしての不活性ガスを噴射するようにした。
多孔質半導体層7は、光による増感色素の酸化反応を促進するために、その表面積を増大させる必要があり、多孔質でなる。このため、洗浄のため噴射されたリンス液は、多孔質半導体層7の内部に取り残され易い。仮に、ここで不活性ガスを噴射してしまうと、多孔質半導体層7の内部に取り残されたリンス液が揮発して増感色素が凝縮されてしまい、洗浄効率が悪化してしまう。
本発明では、リンス液の噴射後に当該リンス液をミスト噴射している。これにより、本本発明は、多孔質半導体層7を乾燥させずに不活性ガスを噴射させることができるため、多孔質半導体層7の内部に取り残されたリンス液を揮発させずに液体のまま吹き飛ばすことができる。リンス液をシャワー状に噴射する場合と比較して、このときミスト噴射に使用されるリンス液の量は僅かである。
すなわち、本発明は、リンス液の噴射後に当該リンス液に溶解させた増感色素を、リンス液のミスト噴射によって効果的に取り除くことができ、リンス液の使用量を減少させることができる。
電極形成ワーク12は、、対極層9が多孔質絶縁体層8を介して多孔質半導体層7を覆うように設けられている。ここで、一般的に、対極層9にはカーボンなどの無機材料が焼結されたものが使用される。増感色素は、耐熱性に乏しいため、対極層9の形成後に吸着される。
すなわち、増感色素は、多孔質半導体層7だけでなく、対極層9にも吸着されることになる。この対極層9に吸着された増感色素は、対極層9の表面が電解液10に接触するのを妨害するため、光電変換効率の低下を引き起こす。
本発明は、電極面12Aに対してリンス液を噴射するため、表層にある対極層9に吸着された増感色素が効率的に除去されることになる。これにより、本発明では、対極層9に対する増感色素の吸着に起因した光電変換効率の低下を抑制し、色素増感太陽電池モジュール1としての光電変換効率を向上させ得る。
本発明において、リンス液の噴射、ミストの噴射及び不活性ガスの噴射は、複数回に亘って繰返し実行される。
これにより、本発明は、ミスト噴射によっても吹き飛ばし切れなかった増感色素を2回目以降のリンス液の噴射によって除去することができ、過剰な増感色素を適切に除去することができる。
リンス液の噴射は、インターバルを挟んで複数回に分けて実行される。これにより、本発明は、時間をかけてリンス液を噴射することができるため、多孔質半導体層7の奥までリンス液を行き届かせ、少量のリンス液で効果的に洗浄を実行できる。
リンス装置20は、同一の噴射口であるシャワーヘッド35A〜35Fからリンス液の噴射、ミスト噴射及び不活性ガスの噴射を実行する。
これにより、リンス装置20は、リンス液の噴射、ミスト噴射及び不活性ガスの噴射を別々の噴射口から実行する場合と比して、構成を簡易にすることができる。
リンス装置20は、リンス液及びガスを供給する共通パイプ57と、リンス液の噴射後に共通パイプ57内の圧力を開放する排気口55とを有し、共通パイプ57には、蛇行部分であるコイル31が設けられている。
これにより、リンス装置20は、リンス液の噴射後に不活性ガスを噴射するだけで、後は自然に共通パイプ57に残留するリンス液をミスト状にしてミスト噴射をすることができる。このため、リンス装置20は、ミストを生成するための噴霧ノズルなどの特殊なパーツを使用せずに済み、構成を簡易にすることができる。
リンス装置20の噴射口は、シャワーヘッド35A〜35Fは、扇形ノズルである。これにより、リンス装置20は、一般的なシャワーヘッドを用いることができ、構成を簡易にすることができる。
以上の構成によれば、リンス装置20は、増感色素を吸着させた半導体層を透明基板上に有する電極形成ワーク12を固定保持し、当該固定保持された電極形成ワーク12に対し、洗浄用のリンス液を噴射する。リンス液の噴射された電極形成ワーク12に対し、リンス液をミスト状に噴射し、ミスト噴射された電極形成ワーク12に対し、不活性ガスを噴射する。
これにより、リンス装置20は、リンス液の噴射によって多孔質半導体層7にリンス液を行き渡らせた後、ミストの噴射によって当該多孔質半導体層7に残留するリンス液が揮発するのを防止しつつ当該残留するリンス液を吹き飛ばすことができ、効率良く過剰な増感色素を除去できる。かくして本発明は、溶剤の使用量を減少できる色素増感型太陽電池モジュールの製造方法及びリンス装置を実現できる。
<2.他の実施の形態>
なお上述した実施の形態においては、色素増感型太陽電池モジュール1がモノリシック構造を有するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図8(A)に示す増感型太陽電池モジュール21のように、2枚の基板(電極側基板2及びカバー基板3)のそれぞれに半導体層17及び対向電極9が形成される構造を有していても良い。この場合、図8(B)に示すように、透明電極5及び半導体層17が形成された透明な電極側基板2が電極形成ワーク22となり、当該電極形成ワーク22に対して、増感色素の吸着及びリンス処理が実行される。この場合であっても、上述した実施の形態と同様、リンス処理における溶剤の使用量を減少できるという本発明の効果を得ることができる。また、色素増感型太陽電池モジュールの構成及びその製造方法に制限はなく、種々の工程及び構成で形成される電極形成ワークに対し、本発明のリンス処理を適用することが可能である。
なお上述した実施の形態においては、色素増感型太陽電池モジュール1がモノリシック構造を有するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図8(A)に示す増感型太陽電池モジュール21のように、2枚の基板(電極側基板2及びカバー基板3)のそれぞれに半導体層17及び対向電極9が形成される構造を有していても良い。この場合、図8(B)に示すように、透明電極5及び半導体層17が形成された透明な電極側基板2が電極形成ワーク22となり、当該電極形成ワーク22に対して、増感色素の吸着及びリンス処理が実行される。この場合であっても、上述した実施の形態と同様、リンス処理における溶剤の使用量を減少できるという本発明の効果を得ることができる。また、色素増感型太陽電池モジュールの構成及びその製造方法に制限はなく、種々の工程及び構成で形成される電極形成ワークに対し、本発明のリンス処理を適用することが可能である。
また上述した実施の形態においては、同一の噴射口であるシャワーヘッド35A〜35Fからリンス液の噴射、ミストの噴射及び不活性ガスの噴射が実行されるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば、それぞれ別の噴射口からリンス液の噴射、ミストの噴射及び不活性ガスの噴射が実行されるようにしても良い。
さらに、上述した実施の形態においては、共通パイプ57における蛇行部分としてパイプが螺旋状に巻かれたコイル31を設けるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、要は共通パイプ57が蛇行して総長が増大すれば良く、その他種々の形状にすることができる。
さらに上述した実施の形態においては、噴出口であるシャワーヘッド35A〜35Fが扇状ノズルであるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の形状でなるノズルを使用することができる。
さらに上述した実施の形態においては、シャワーヘッド35A〜35Fが揺動するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば固定保持された電極形成ワーク12が揺動するようにしても良い。また、シャワーヘッド35A〜35Fが左右2つ設けられる必要はなく、1つ電極形成ワーク12当たり1つ以上の噴出口が設けられれば良い。さらに、複数の電極形成ワーク12に対して1つの噴出口であっても良い。
さらに上述した実施の形態においては、リンス液A及びリンス液Bの2種類の溶剤を用いてリンス処理を実行するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、少なくとも1種類の溶剤を用いてリンス処理を実行すれば良い。また、3種類以上のリンス液を使用しても良い。溶剤の種類についても特に制限はなく、効果的に洗浄可能な溶剤が適宜選択される。
さらに上述した実施の形態においては、多孔質絶縁体層8によって多孔質半導体層7及び対極層9を離隔させるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、多孔質半導体層7及び対極層9を離隔させれば良く、必ずしも多孔質絶縁体層8は必要ではない。
さらに上述した実施の形態においては、スラリー状の物質が塗布後に焼結されることにより、多孔質半導体層7、多孔質絶縁体層8及び対極層9が形成されるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、必ずしも焼結される必要はない。増感色素が破壊されない範囲の乾燥工程により多孔質絶縁体層8及び対極層9が形成可能な場合には、多孔質半導体層7に増感色素が吸着された後に多孔質絶縁体層8及び対極層9が形成されても良い。
さらに上述した実施の形態においては、固定保持部としての固定保持部と、リンス液噴射部、ミスト噴射部及びガス噴射部としてのシャワーヘッド35A〜35Fとによってリンス装置としてのリンス装置20を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成による固定保持部と、リンス液噴射部、ミスト噴射部と、ガス噴射部とによって本発明のリンス装置を構成するようにしても良い。
本発明は、例えば種々の電子機器に搭載される色素増感型太陽電池に利用することができる。
1、21……色素増感型太陽電池モジュール、2……電極側基板、3……カバー基板、5……透明導電性層、6……セル隔壁、7……多孔質半導体層、8……多孔質絶縁層、9……対極層、10……電解液、15……セル、20……リンス装置、31……コイル、35A〜35F……シャワーヘッド、57……共通パイプ。
Claims (8)
- 増感色素を吸着させた半導体層を透明基板上に有する電極形成ワークに対し、洗浄用のリンス液を噴射するリンス液噴射ステップと、
上記リンス液の噴射された電極形成ワークに対し、上記リンス液をミスト状に噴射するミスト噴射ステップと、
上記ミスト噴射された電極形成ワークに対し、ガスを噴射するガス噴射ステップと
を有する色素増感型太陽電池モジュールの製造方法。 - 上記電極形成ワークは、
上記半導体層を覆うように、対極層が設けられている
請求項1に記載の色素増感型太陽電池モジュールの製造方法。 - 上記リンス液噴射ステップ、上記ミスト噴射ステップ及び上記ガス噴射ステップは、
複数回に亘って繰返し実行される
請求項2に記載の色素増感型太陽電池モジュールの製造方法。 - 上記リンス液噴射ステップは、
インターバルを挟んで複数回に分けて実行される
請求項3に記載の色素増感型太陽電池モジュールの製造方法。 - 増感色素を吸着させた半導体層を透明基板上に有する電極形成ワークを固定保持する固定保持部と、
上記固定保持された電極形成ワークに対し、洗浄用のリンス液を噴射するリンス液噴射部と、
上記リンス液の噴射された電極形成ワークに対し、上記リンス液をミスト状に噴射するミスト噴射部と、
上記ミスト噴射された電極形成ワークに対し、ガスを噴射するガス噴射部と
を有するリンス装置。 - 上記リンス液噴射部、ミスト噴射部及びガス噴射部は、
同一の噴射口でなる
請求項5に記載のリンス装置。 - 上記リンス液及び上記ガスを供給する共通パイプと、
上記リンス液の噴射後に上記共通パイプ内の圧力を開放する排気口と
をさらに有し、
上記共通パイプは、蛇行部分が設けられている
請求項6に記載のリンス装置。 - 上記噴射口は、扇形ノズルである
請求項7に記載のリンス装置。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129188A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Tokyo Electron Ltd | 色素吸着装置、色素吸着方法、基板処理装置及び基板処理方法 |
WO2013001699A1 (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 色素吸着装置および色素吸着方法 |
JP5377780B1 (ja) * | 2013-02-06 | 2013-12-25 | 株式会社フジクラ | 色素増感太陽電池素子 |
WO2014077230A1 (ja) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 田中貴金属工業株式会社 | 使用済み色素溶液からのRu錯体色素の回収方法 |
JP2014165060A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Rohm Co Ltd | 色素増感太陽電池およびその製造方法、および電子機器 |
WO2018030514A1 (ja) * | 2016-08-12 | 2018-02-15 | シャープ株式会社 | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
WO2023189042A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | シャープ株式会社 | 色素増感太陽電池の製造方法 |
-
2009
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129188A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Tokyo Electron Ltd | 色素吸着装置、色素吸着方法、基板処理装置及び基板処理方法 |
WO2013001699A1 (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 色素吸着装置および色素吸着方法 |
JP2013012404A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Tokyo Electron Ltd | 色素吸着装置 |
CN103650233A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-03-19 | 东京毅力科创株式会社 | 染料吸附装置以及染料吸附方法 |
JP6030579B2 (ja) * | 2012-11-16 | 2016-11-24 | 田中貴金属工業株式会社 | 使用済み色素溶液からのRu錯体色素の回収方法 |
WO2014077230A1 (ja) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 田中貴金属工業株式会社 | 使用済み色素溶液からのRu錯体色素の回収方法 |
KR101714288B1 (ko) | 2012-11-16 | 2017-03-08 | 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 | 사용 완료 색소 용액으로부터의 Ru 착체 색소의 회수 방법 |
KR20150085830A (ko) * | 2012-11-16 | 2015-07-24 | 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 | 사용 완료 색소 용액으로부터의 Ru 착체 색소의 회수 방법 |
US9394446B2 (en) | 2012-11-16 | 2016-07-19 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Method for recovering Ru complex dye from used dye solution |
JP5377780B1 (ja) * | 2013-02-06 | 2013-12-25 | 株式会社フジクラ | 色素増感太陽電池素子 |
JP2014165060A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Rohm Co Ltd | 色素増感太陽電池およびその製造方法、および電子機器 |
WO2018030514A1 (ja) * | 2016-08-12 | 2018-02-15 | シャープ株式会社 | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
JPWO2018030514A1 (ja) * | 2016-08-12 | 2019-06-13 | シャープ株式会社 | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
WO2023189042A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | シャープ株式会社 | 色素増感太陽電池の製造方法 |
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