JP2011129383A

JP2011129383A - 色素増感型太陽電池

Info

Publication number: JP2011129383A
Application number: JP2009287016A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sano; 利行佐野; Masakazu Doi; 将一土井; Tatsuo Toyoda; 竜生豊田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: JP5585070B2

Abstract

【課題】電解質の漏れや蒸気の通過を抑制し、耐久性および長期信頼性を高めるのに有利な色素増感型太陽電池を提供する。
【解決手段】この電池は、基板１に積層された導電膜２と、複数のスクライブ溝３と、スクライブ溝３を跨ぐように隣設する分割導電膜２０に互いに間隔を隔てて並設された色素増感型のセル４と、一の分割導電膜２０ａに設けられた第１電気取出部３６と、他の分割導電膜２０ｄに設けられた第２電気取出部３２と、複数のセル４を覆う電解質室６０を形成する第１シール部５とを有する。電解質漏れ抑制手段８は、スクライブ溝３と外部９２との連通遮断性を高めると共に、電解質室６０に収容されている電解質６の外部９２への漏れを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は耐久性を更に高めた色素増感型太陽電池に関する。

近年、色素増感型太陽電池と呼ばれる電池の開発が進められている（特許文献１〜４）。代表的な色素増感型太陽電池の構造を上から透視した状態を図１３に模式的に示し、その断面を図１４に模式的に示す。図１３は各部位の輪郭線を示す。図１３および図１４に示すように、色素増感型太陽電池は、光が入射される基板１Ｘと、基板１Ｘに積層された透光性をもつ導電膜２Ｘと、導電膜２Ｘに形成された複数のスクライブ溝３Ｘと、スクライブ溝３Ｘを跨ぐように導電膜２Ｘに互いに間隔を隔てて並設された色素増感型の複数のセル４Ｘと、複数のセル４Ｘを覆うと共にセル４Ｘを電解質と共に収容する電解質室６０Ｘを形成するシール部５Ｘとを有する。シール部５Ｘは、スクライブ溝３Ｘも被覆してシールしている。これにより電解質室６０Ｘに収容されている電解質がスクライブ溝３Ｘを介して外部に漏れること、外部の蒸気がスクライブ溝３Ｘを介して電池の内部に進入することが防止されている。この結果、色素増感型太陽電池の長期信頼性を高めることができる。

特開２００５−２８５７８１号公報特開２００４−１７１８２７号公報特開２００８−１６３５１号公報特開２００９−４３４８１号公報

しかしながらシール部５Ｘはスクライブ溝３Ｘを被覆してシールしているものの、使用期間が長くなると、シール部５Ｘでシールされているスクライブ溝３Ｘから電解質室６０Ｘ内の流動性をもつ電解質が外部９２Ｘに漏れるおそれがある。あるいは、外部の蒸気や雨水がスクライブ溝３Ｘを介して電池の内部に進入するおそれがある。

殊に、スクライブ溝３Ｘの数はセルの数と基本的には同数とされているため、スクライブ溝３Ｘの数は多い。ここで、上記した電解質の漏れ、蒸気や雨水の進入のおそれを発生させる発生確率は、スクライブ溝３Ｘの数が増加するにつれて高くなる。ここで、図１３および図１４はあくまでも色素増感型太陽電池の概念図を模試的に示すものである。実際、セル４Ｘの数およびスクライブ溝３Ｘの数は更に多い。このようにセル４Ｘの数およびスクライブ溝３Ｘの数が多いため、上記した発生確率が高くなり、色素増感型太陽電池の長期信頼性を更に高めるには限界がある。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、電池内部に収容されている電解質が外部に漏れることを抑制すると共に、外部の蒸気が電池内部に進入することを抑制し、耐久性および長期信頼性を高めるのに有利な色素増感型太陽電池を提供することを課題とする。

本発明者は色素増感型太陽電池について鋭意開発を進めている。ここで、図１５は、シール部５を形成するシール材料がスクライブ溝３Ｘの微小な凹凸３００Ｘに浸透してシールしている理想的な状態を示す。このようにシール材料がスクライブ溝３Ｘの微小な凹凸３００Ｘに確実に浸透すれば、スクライブ溝３Ｘにおけるシール性が良好に維持され、長期にわたり高い信頼性が得られる。

しかしながら現実的には、シール部５Ｘを形成するシール材料は、電解質を収容する電解質室６０Ｘを形成するため、腐食性を有する電解質に対する耐食性もシール性のほかに要請される。このため、シール部５Ｘとして、電解質に対する耐食性も考慮しなければならず、流動性が高いシール材料を選択する自由度には限界がある。このため、シール材料の種類によっては、微視的に見れば、図１６に示すように、シール部５Ｘとスクライブ溝３Ｘの微小な凹凸３００Ｘとの間には、電解質や蒸気等を通過させ得る微小通路３１０Ｘ（図１６の黒色で塗布された三角部分）が形成されるおそれがあり、この場合、スクライブ溝３に起因してシール性が低下することを本発明者は知見した。

更に、シール部５とスクライブ溝３とが接触する箇所の数をできるだけ減少させれば、スクライブ溝３に起因してシール性低下が抑制されることを、本発明者は知見した。かかる知見に基づいて本発明者は本発明を完成させた。

すなわち、本発明に係る色素増感型太陽電池（以下、太陽電池ともいう）は、光が入射される入射面と入射面に対して反対側に形成された搭載面とを有すると共に透光性を有する基板と、基板の搭載面に積層された透光性をもつ導電膜と、導電膜を複数の分割導電膜に区切る複数のスクライブ溝と、スクライブ溝を跨ぐように隣設する分割導電膜に互いに間隔を隔てて並設され且つ分割導電膜を介して電気的に接続された色素増感型の複数のセルと、複数の分割導電膜のうち一の分割導電膜に設けられ正極および負極のうちの一方となる第１電気取出部と、複数の分割導電膜のうち他の分割導電膜に設けられ正極および負極のうちの他方となる第２電気取出部と、複数のセルを覆うと共にセルを電解質と共に収容する電解質室を形成する第１シール部と、スクライブ溝と外部との連通遮断性を高めると共に電解質室に収容されている電解質の外部への漏れを抑制する電解質漏れ抑制手段とを具備する。

電解質漏れ抑制手段は、スクライブ溝と外部との連通性を遮断させる連通遮断性を高めると共に、電解質室に収容されている電解質の外部への漏れを抑制する。このため太陽電池の使用期間が長くなるときであっても、第１シール部でシールされているスクライブ溝から電解質室の電解質が漏れることが抑制される。更には、外部の蒸気や雨水がスクライブ溝を介して色素増感型太陽電池の内部に進入することが抑制される。この結果、太陽電池の長期信頼性を高めることができる。

本発明によれば、太陽電池の使用期間が長くなったとしても、第１シール部でシールされているスクライブ溝を介して電解質室の電解質が漏れることが抑制される。更には、外部の蒸気がスクライブ溝を介して色素増感型太陽電池の内部に進入することが抑制される。この結果、太陽電池の耐久性および長期信頼性を高めることができる。

実施形態１に係り、太陽電池の基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するときにおける透視図である。実施形態１に係り、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。実施形態１に係り、シール部の平面図である。実施形態２に係り、太陽電池の基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するときにおける透視図である。実施形態２に係り、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。実施形態３に係り、太陽電池の基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するときにおける透視図である。実施形態３に係り、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。実施形態３に係り、図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。実施形態３に係り、外絶縁溝に被覆されている第２シール部および第１シール部付近を示す断面図である。実施形態４に係り、太陽電池の基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するときにおける透視図である。実施形態４に係り、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。実施形態３に係り、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。従来技術に係り、太陽電池の基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するときにおける透視図である。従来技術に係り、太陽電池の断面図である。スクライブ溝を第１シール部がシールしている理想的状態を示す部分断面図である。スクライブ溝を第１シール部がシールしている実際の状態を示す部分断面図である。

本発明によれば、次の（ｉ）〜（ｉｖ）の形態が採用できる。

（ｉ）第１シール部は、シール性を必要とするばかりか、電解質室を区画するため、電解質室の電解質と接触する。このため第１シール部を形成する第１シール材料は、電解質に対して高い耐食性を必要とされるため、浸透性およびシール性のみを追求して高い浸透性およびシール性を獲得するには限界がある。

ここで、基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するとき、電解質漏れ抑制手段は、スクライブ溝に繋がるようにスクライブ溝およびセルの外側に設けられた外部絶縁溝を具備していることがこのましい。この場合、セルが並設されているセル並設方向において、外部絶縁溝の数はスクライブ溝の数よりも少なくされていることが好ましい。これにより浸透性およびシール性の向上には限界がある第１シール部と外部絶縁溝とが接触する箇所および接触面積が低減される。この結果、外部絶縁溝における連通を遮断させる連通遮断性が向上する。従って、外部絶縁溝を介して電解質または蒸気が通過することが抑制される。

（ｉｉ）また、基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するとき、電解質漏れ抑制手段は、スクライブ溝に繋がるようにスクライブ溝およびセルの外側に設けられた外部絶縁溝を具備していることが好ましい。この場合、外部絶縁溝は、外部絶縁溝の長さを増加させるように曲走部を有することが好ましい。曲走部は、外部絶縁溝の両端を最短距離で結ぶ距離よりも、外部絶縁溝の長さを長くする部分である。曲走部の数は１個以上にできる。曲走部は例えばＵ形状、Ｖ形状、Ｌ形状、蛇行状にできる。

ここで、第１シール部を形成する第１シール材料と外部絶縁溝とが部分的にでも接触していれば、外部絶縁溝を介しての連通遮断性が確保される。上記したように曲走部により外部絶縁溝の長さを長くできる。このため、第１シール部を形成する第１シール材料の浸透性に限界があるときであっても、第１シール材料と外部絶縁溝とが密接する確率を増加させることができる。従って、外部絶縁溝を介して電解質または蒸気（雨水）等が通過することが抑制される。

（ｉｉｉ）基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するとき、電解質漏れ抑制手段は、スクライブ溝に繋がるようにスクライブ溝およびセルの外側に設けられた外部絶縁溝を具備していることが好ましい。この場合、第１シール部を形成する第１シール材料よりも高い浸透性をもつ第２シール材料を外部絶縁溝に被覆させると共に、外部絶縁溝の表面に形成されている微小な凹凸に第２シール材料を浸透させていることが好ましい。この結果、外部絶縁溝における連通性を遮断させる連通遮断性が向上する。従って、外部絶縁溝を介して電解質または蒸気が通過することが抑制される。

（ｉｖ）基板の搭載面を搭載面に対して垂直方向に透視するとき、電解質漏れ抑制手段は、複数の導電膜のうち、第１電気取出部を有する一の分割導電膜と、第２電気取出部を有する他の分割導電膜とを電気的に絶縁すると共にスクライブ溝の溝幅寸法よりも大きな幅寸法をもつ基板露出部分を形成し、当該基板露出部分に第１シール部を積層して形成されていることが好ましい。これにより第１シール部を形成する第１シール材料が当該基板露出部分に良好に密接してシールされる。

（実施形態１）
図１は実施形態１の概念を示す。図１は、基板１の搭載面１１を搭載面１１に対して垂直方向に透視する透視図を示す。図１は、便宜上、各部位の輪郭線を示す。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図を示す。色素増感型太陽電池は、光を透過させる透光性をもつ平板状をなす基板１と、光を透過させる透光性をもつ導電膜２と、複数のスクライブ溝３と、色素増感型の複数のセル４と、第１シール部５とを有する。

基板１は、光が入射される平坦な入射面１０と、入射面１０に対して反対側に形成された平坦な搭載面１１とを有する。基板１の平面視（図１）において一方向（セル並設方向）をＸ方向とし、一方向と直交する他方向をＹ方向（Ｘ方向に直交）とする。基板１は一般的には有機ガラスや無機ガラスで形成できる。なお、１ｆ，１ｓ，１ｔ，１ｈは基板１の各端面を示す。

導電膜２は、蒸着やスパッタリング等の成膜手段により基板１の搭載面１１に薄膜状に積層されている。導電膜２の材質として、フッ素またはアンチモンをドープの酸化錫、インジウムに酸化錫に置換固溶させたＩＴＯが例示される。スクライブ溝３は、基板１の搭載面１１に積層された導電膜２を分離させ、複数の分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを形成するように導電膜２に形成されており、従って、導電膜２の矢印Ｘ方向（セル並設方向）における連続導電性を遮断する。ここで、導電膜２が基板１の搭載面１１の全面に積層されている状態で、スクライブ溝３は、レーザビームや電子ビーム等の高エネルギ密度ビームを導電膜２に照射させて導電膜部分を削るように形成されている。なお、極性（＋極および−極）は図２に示されている。

図１に示すように、スクライブ溝３は、Ｙ方向に延びる複数のＹ絶縁溝３０と、Ｙ絶縁溝３０に繋がると共にＸ方向に延びる複数のＸ絶縁溝３１とを有する。Ｙ絶縁溝３０はセル４の数に応じて形成される。Ｙ絶縁溝３０は、搭載面に対して垂直方向に透視するときにおける透視図において、セル４を＋極と−極とに分割しており、図１のＹ方向においてセル４の一端から他端まで連続している。Ｘ絶縁溝３１はセル４の外側且つシール部５内において、隣接するＹ方向溝３０同士を接続する。

なお、隣接するセル４間の絶縁耐圧によっても相違するが、スクライブ溝３の溝幅寸法Ｗ１は例えば４０〜１５０μｍ、６０〜７０μｍにできる。スクライブ溝３の深さ寸法は例えば０．８〜１．５μｍ、１．０〜１．３μｍにできる。但し、これらに限定されるものではない。なお、隣接するセル４間の絶縁耐圧１ｋＶ以上を確保するためには、スクライブ溝３の溝幅寸法Ｗ１は１００μｍ以上、深さ寸法は導電膜２の厚みの２倍以上が好ましいと考えられている。

基板１における導電膜２の一端側には、正極（＋極）となる第１電気取出部３６が設けられている。基板１における導電膜２の他端側には負極（−極）となる第２電気取出部３２が設けられている。すなわち、基板１における分割導電膜２０ａには第１電気取出部３６が設けられている。分割導電膜２０ｄには第２電気取出部３２が設けられている。第１電気取出部３６および第２電気取出部３２は、互いに異なる極性を示す。概念図を示す図１では、便宜上、３個のセル４および４個の分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが図示されているが、実際的に、セル４および分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ（２０）は多数個にできる。なお、スクライブ溝３が形成される前では、導電膜２は基板１の搭載面１１の全面にわたり積層されている。

図１に示すように、各セル４は端面４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをもつ。各セル４は、各スクライブ溝３を跨ぐように、導電膜２において互いに間隔を隔てて矢印Ｘ方向（セル並設方向）において並設されている。図２に示すように、各セル４は、隣設する分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに跨るように積層されている。単数のセル４は、導電膜２に積層された受光用の光極４０と、光極４０に積層されたセパレータ４１と、セパレータ４１に積層された対向電極４２とを有する。光極４０は、基板１の入射面１０から入射した光（太陽光や人工光）を受光する。光極４０は、Ｎ型半導体（アナターゼ型酸化チタン）に光増感色素（光照射により電子放出性をもつ）を担持させて形成されていることが好ましい。色素の担持にあたり、具体的には、ルテニウム錯体を溶解した色素をエタノール溶液に所定時間（１０数時間）保持した後に、光極４０に色素を吸着させる。

セパレータ４１は光極４０と対向電極４２との間に介在しており、ルチル型の酸化チタンの多孔質体で形成されていることが好ましい。対向電極４２はこれの厚み方向において光極４０に対して所定の間隔を隔てて配置されている。対向電極４２は、ハロゲン（ヨウ素）に対して高い耐食性および導電性をもつカーボン系の微粒子の集合体、或いは、金属材料で形成されていることが好ましい。金属としては、チタン、タンタル、ニオブ、タングステン、白金等を例示できる。対向電極４２は、スクライブ溝３を跨ぎつつ隣の導電膜部分に着地する着地部４２０を有する。この結果、隣設するセル４同士は、対向電極４２、分割導電膜２０ｂ，２０ｃを介して電気的に直列に接続されている。なお、分割導電膜２０ａ，２０ｄは隣設するセル４の接続に関係していない。

図２に示すように、第１シール部５は複数のセル４を覆う。第１シール部５は、複数のセル４を個別に電解質６と共に収容する複数の電解質室６０を形成する。従って、図２に示すように、第１シール部５は、複数のセル４で形成されたセル群の外側を１周する外枠シール部５０と、隣接するセル４同士を仕切るリブ状をなす複数の仕切シール部５２と、セル群全体を被覆する被覆シール部５３（図２参照）とを有する。なお、図３に示すように、外枠シール部５０は、Ｙ方向に延びるＹ外枠シール部５０１と、Ｙ外枠シール部５０１に繋がると共にＸ方向に延びるＸ外枠シール部５０２とで形成されている。

第１シール部５は、高いシール性を有すると共に、電解質６に対して化学的に安定で且つ電解質６に有害な物質を溶出させない材料が形成されていることが好ましい。更に、セル４の熱劣化等を防止するため、第１シール部５を形成する第１シール材料は、接着時に過剰に高温に加熱させることなく接着できる材料が好ましい。このようなことを考慮して、第１シール材料としては、例えば、ポリイソブチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系等のポリオレフィン系材料、または、それらの共重合体等が挙げられる。ここで、第１シール材料は、これらのポリオレフィン系材料に接着性を付与させた変性ポリオレフィン系材料で形成されていることが好ましい。具体的には、接着性低密度ポリエチレンで形成されていることが好ましい。

電解質室６０には、流動性を有する液状をなす電解質６が収容されている。電解質６は、ハロゲンイオン（ヨウ素イオン等）を含む電解質物質を溶媒に溶解させた電解液とすることができ、腐食性を有する。この場合、溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピロニトリル等のニトリル化合物を用いることができ、あるいは、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の溶媒またはこれらの混合溶媒を用いることができる。これら溶媒の代わりに溶融塩（イオン性液体）を用いても良い。

図２に示すように、第１シール部５は、防湿性を有するバックシート部７で覆われている。電気絶縁性およびガスバリヤ性を考慮すると、バックシート部７の母材は、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ボリエチレンテレテタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート（PBT）またはポリブチレンナフタレート（PBN）が好ましい。具体的には、バックシート部７は、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ボリエチレンテレテタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート（PBT）またはポリブチレンナフタレート（PBN）で形成された基材層となる第１層と、第１シール部５に対向するように第１層に積層された第２層とを有することが好ましい。場合によっては、バックシート部７は金属で形成されていても良い。なお、図１に示すように、バックシート部７は端面７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄをもつ。

本実施形態によれば、スクライブ溝３と外部９２との連通遮断性を高める電解質漏れ抑制手段８が設けられている。電解質漏れ抑制手段８は、電解質室６０に収容されている電解質６が外部９２へ漏れることを抑制することができる。すなわち、電解質漏れ抑制手段８は、スクライブ溝３と外部９２とが連通する連通性を遮断させる連通遮断性を高めると共に、各電解質室６０に収容されている電解質６の外部９２への漏れを抑制する。このため太陽電池の使用期間が長くなったとしても、第１シール部５でシールされているスクライブ溝３を介して電解質６が外部９２に漏れることが抑制される。更には、外部９２の蒸気や雨水がスクライブ溝３を介して色素増感型太陽電池の内部に進入することが抑制される。この結果、太陽電池の長期信頼性を更に高めることができる。

更に説明を加える。図１は、基板１の搭載面１１を搭載面１１に対して垂直方向に透視する図を示す。基板１の搭載面１１を搭載面１１に対して垂直方向に透視するとき、電解質漏れ抑制手段８は、スクライブ溝３に繋がる外絶縁溝８０を有する。図１に示すように、外絶縁溝８０の一端８０１は導電膜の端まで延設されており、つまり、基板１の端面１ｈおよび１ｔに露出しており、外絶縁溝８０の他端８０３はスクライブ溝３のＸ方向溝３１に繋がる。外絶縁溝８０は、スクライブ溝３の場合と同様に、レーザビーム等の高エネルギ密度ビームを導電膜２に照射させて導電膜２を削ることにより形成されている。なお、図１から理解できるように、外絶縁溝８０は、複数の分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄのうち、第１電気取出部３６を有する一端側の分割導電膜２０ａと第２電気取出部３２を有する他端側の分割導電膜２０ｄとを、これらが互いに導通しないように電気的に絶縁する。外絶縁溝８０については、図１に示すようにＹ方向（セル並設方向と直交する方向）において両側１対で、外絶縁溝８０は１組とされる。

換言すると、基板１に形成されている外絶縁溝８０の組数をＮａとし、スクライブ溝３のＹ方向溝３０の個数をＮｂとすると、基板１に搭載されているセル４の数にもよるが、外絶縁溝８０の組数Ｎａは、Ｙ方向溝３０の個数Ｎｂよりも少なくされている。組数Ｎａは、個数Ｎｂの１／２以下、１／５以下、１／１０以下の数が好ましい。電解質の漏れなどを防止するためには、外絶縁溝８０は少ない方が好ましく、単数組が好ましい。

上記したように外絶縁溝８０はレーザビーム等の高エネルギ密度ビームの照射で形成されている。ここで、外絶縁溝８０と第１シール部５との接着については、理想的には、図１５に示すように、第１シール部５の第１シール材料が外絶縁溝８０の微小な凹凸に深く浸透して、高いシール性を獲得していることが好ましい。但し、実際的に、第１シール材料はシール性の他に、電解質に対して高い耐食性も要請されるため、第１シール材料の流動性および浸透性を高めるには限界がある。この場合、図１６に示すように、第１シール部５の第１シール材料が外絶縁溝８０の微小な凹凸に深く浸透しないおそれがある。

本実施形態によれば、図１に示すように、外絶縁溝８０は、スクライブ溝３およびセル４の外側に設けられている。ここで、前述したように、セル４が並設されているセル並設方向（矢印Ｘ方向）において、外絶縁溝８０の組数Ｎａは、スクライブ溝３の個数Ｎｂ（外絶縁溝８０のうち、矢印Ｘ方向において、セル４を載せる各分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを仕切るためのＹ絶縁溝３０の数）よりも少なくされている（Ｎａ＜Ｎｂ）。このため実際的には、第１シール部５の第１シール材料が外絶縁溝８０の微小な凹凸に完全に浸透しないおそれ（図１６参照）があったとしても、外絶縁溝８０の数は、スクライブ溝３の数（スクライブ溝３のＹ絶縁溝３０の数）よりも少なくされているため、電池内部の電解質６がスクライブ溝３および外絶縁溝８０を介して外部９２に漏れることが抑制される。

上記したような本実施形態によれば、太陽電池の使用期間が８年、１０年、またはそれ以上と長くなったとしても、第１シール部５でシールされているスクライブ溝３から電解質室６０の電解質６が外絶縁溝８０およびスクライブ溝３を介して外部９２に漏れる確率が低減される。更には、外部９２の蒸気や雨水等が外絶縁溝８０およびスクライブ溝３を介して色素増感型太陽電池の内部に進入する確率が低減される。この結果、太陽電池の耐久性および長期信頼性を更に高めることができる。

なお実施形態１によれば、単数の基板１において形成されている複数のＹ方向溝３０の全部をＸ方向溝３１で接続すること無く、次のようにしても良い。即ち、基板１において形成されている複数のＹ方向溝３０を複数の組要素に分けて、その組要素を構成する複数のＹ方向溝３０を繋ぐＸ方向溝３１を設ける。そして、その組要素毎に、図１のＹ方向におけ１組外絶縁溝８０を形成し、これにより外絶縁溝８０の組数Ｎａをスクライブ溝３のＹ方向溝３０の個数Ｎｂよりも少なくしても良い（Ｎａ＜Ｎｂ）。

（実施形態２）
図４および図５は実施形態２を示す。本実施形態は、前記した実施形態１と基本的に同様の構成および同様の作用効果を有する。図４は、基板１の搭載面１１を搭載面１１に対して垂直方向に透視する図を示す。図４は、便宜上、各部位の輪郭線を示す。図５は図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示す。図４に示すように、電解質漏れ抑制手段８Ｂは、スクライブ溝３に繋がるようにスクライブ溝３およびセル４の外側に設けられた外絶縁溝８０を有する。外絶縁溝８０Ｂの先端は、基板１の端面１ｈ，１ｔに露出している。図４および図５から理解できるように、外絶縁溝８０Ｂは、複数の分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄのうち、第１電気取出部３６を有する一端側の分割導電膜２０ａと第２電気取出部３２を有する他端側の分割導電膜２０ｄとを、これらが互いに導通しないように電気的に絶縁している。外絶縁溝８０Ｂは、スクライブ溝３と同様に、レーザビーム等の高エネルギ密度ビームを導電膜２に照射させて導電膜２を削ることにより形成されている。図４に示すように、外絶縁溝８０Ｂは、外絶縁溝８０自体の長さを増加させるように、基板１の端面１ｆに向けてほぼ９０°曲走する第１曲走部８３１と、端面１ｆ側から反対側の端面１ｓ側に向けて矢印Ｘ方向（セル並設方向）に沿って延びるように、ほぼ１８０°曲走する第２曲走部８３２と、端面１ｓ側から反対側の端面１ｆ側に向けて矢印Ｘ方向に沿って延びるように、ほぼ１８０°曲走する第３曲走部８３３と、端面１ｈに向けてほぼ９０°曲走して矢印Ｙ方向（セル並設方向と直交する方向）に沿って延びる第４曲走部８３４とを有する。第２曲走部８３２および第３曲走部８３３は、外絶縁溝８０Ｂの進行方向をＵターンさせる形状をなす。このように複数の曲走部８３１〜８３４が外絶縁溝８０Ｂに形成されている結果、外絶縁溝８０Ｂの長さは迂回され、それだけ長くされている。曲走部８３１〜８３４の曲げ角度は上記した角度に限定されず、適宜変更できる。

具体的には、図４から理解できるように、外絶縁溝８０Ｂの長さＬは、基本的には、第１曲走部８３１から第２曲走部８３２までの長さＬ１と、第２曲走部８３２から第３曲走部８３３までの長さＬ２と、第３曲走部８３３から第４曲走部８３４までの長さＬ３と、第４曲走部８３４から基板１の端面までの長さＬ４とを加算した長さとなる（Ｌ≒Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）。

ところで、仮に、第１シール部５を形成する第１シール材料の浸透性が高くないときであっても、第１シール材料と外絶縁溝８０Ｂの壁面とが部分的にでも１箇所でも良好に密着していれば、外絶縁溝８０Ｂと外部９２とを繋ぐ連通性を遮断でき、シール性が確保される。この点本実施形態によれば、曲走部８３１〜８３４により長さが長く設定された外絶縁溝８０Ｂについては、第１シール材料と外絶縁溝８０Ｂの壁面とが密着する確率が増加する。このため、曲走部８３１〜８３４を有する外絶縁溝８０Ｂを介して電解質室６０の電解質６が外部９２に漏れることが抑制される。

ここで、複数の曲走部８３１〜８３４を有する絶縁溝８０Ｂの長さが長くなればなる程、第１シール部５を形成する第１シール材料と外絶縁溝８０Ｂの壁面とが部分的に接触する確率が高くなる。このため、外絶縁溝８０Ｂおよびスクライブ溝３を介して電解質６の電解質６が外部９２に漏れることが抑制される。更に、外部９２の蒸気や雨水が外絶縁溝８０Ｂおよびスクライブ溝３を介して電池の内部に進入することが抑制される。

このため太陽電池の使用期間がかなり長くなったとしても、第１シール部５でシールされている外絶縁溝８０Ｂおよびスクライブ溝３から、電解質室６０の電解質６が外部９２に漏れる確率が低減される。更には、外絶縁溝８０Ｂおよびスクライブ溝３から、外部９２の蒸気や雨水等がスクライブ溝３を介して色素増型太陽電池の内部に進入する確率が低減される。この結果、太陽電池の耐久性および長期信頼性を更に高めることができる。なお、外絶縁溝８０Ｂの数（Ｙ方向の両端１対で１個）は、スクライブ溝３の数よりも少なくできる。場合によっては、外絶縁溝８０Ｂの数はスクライブ溝３の同数にできる。

（実施形態３）
図６〜図９は実施形態３を示す。本実施形態は、前記した実施形態１と基本的にと同様の構成および同様の作用効果を有する。図６は、基板１の搭載面１１を搭載面１１に対して垂直方向に透視する図を示す。図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図を示す。図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図を示す。図６において、電解質漏れ抑制手段８Ｃは、スクライブ溝３に繋がるようにスクライブ溝３およびセル４の外側に設けられた外絶縁溝８０Ｃを有する。外絶縁溝８０Ｃは、複数の分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄのうち、第１電気取出部３６を有する一端側の分割導電膜２０ａと第２電気取出部３２を有する他端側の分割導電膜２０ｄとを、これらが互いに導通しないように電気的に絶縁している。外絶縁溝８０Ｃは、スクライブ溝３と同様に、レーザビーム等の高エネルギ密度ビームを導電膜２に照射させて導電膜２を部分的に削ることにより形成されている。ここで、図６に示すように、複数のセル４が並設されているセル並設方向（矢印Ｘ方向）において、外絶縁溝８０Ｃの数は、スクライブ溝３のＹ方向溝３０の数よりも少なくされている。

図９に示すように、外絶縁溝８０Ｃをシールするにあたり、第１シール部５を形成する第１シール材料よりも高い浸透性をもつ第２シール材料９０で形成された第２シール部９が用いられる。高い浸透性を有する第２シール部９により外絶縁溝８０Ｃは被覆されてシールされている。この結果、図９に示すように、外絶縁溝８０Ｃの表面に形成されている微小な凹凸８００に、固化前の第２シール材料９０を良好に浸透させた状態で、第２シール材料９０を固化させて第２シール部９を形成させることができる。その後、第２シール部９の上に第１シール材料を塗布して覆い、第１シール材料を固化させて第１シール部５を形成する（図９参照）。このように本実施形態によれば、微小な凹凸８００をもつ外絶縁溝８０Ｃに第１シール部５を被覆させるにあたり、第１シール部５を形成する第１シール材料よりも浸透性が高い第２シール材料９０を外絶縁溝８０に直接的に被覆させて固化させるため、外絶縁溝８０Ｃにおけるシール性を一層高めることができる。

更に説明を加える。第１シール部５は、シール性を必要とするばかりか、電解質室６０を区画するため、電解質室６０の電解質６と接触する。このため第１シール部５を形成する第１シール材料は、電解質６に対して高い耐食性を必要とされるため、シール性のみを追求して高いシール性を獲得するには限界がある。更に、セル４を直接的に覆う第１シール部５の接着時においてセル４を熱から保護するため、第１シール材料を熱処理して固化させる熱処理接着温度を過剰に高温化させるには限界がある。具体的には、第１シール材料の熱処理接着温度を１５０℃以上、１８０℃以上にすることは好ましくない。これに対して、第２シール部９は電解質室６０を直接形成するものではなく、電解質室６０の外部に位置されている外絶縁溝８Ｃを被覆してシールするものである。このため、第２シール部９を形成する第２シール材料９０は、第１シール部５を形成する第１シール材料よりも高い浸透性をもつことができ、ひいては、外絶縁溝８Ｃにおいて高いシール性を発揮できる。

そこで本実施形態によれば、第１シール部５を形成する第１シール材料よりも高い浸透性をもつ第２シール材料により、外絶縁溝８０Ｃは被覆されている。この結果、図９に示すように、外絶縁溝８０Ｃの表面に形成されている微小な凹凸８００に、固化前の第２シール材料を良好に浸透させて高いシール性を獲得した状態で固化させることができる。更に図９に示すように、外絶縁溝８０Ｃに被覆された第２シール部９を第１シール部５で覆う。なお、溶融温度領域において、固化前の第１シール材料の粘性は例えば１００〜１０００Pa・ｓ程度にでき、固化前の第２シール材料の粘性は例えば１〜１００Pa・s程度にできる。第２シール材料９０としては、例えば、ビスマス酸化物や鉛酸化物等といった低融点ガラスペースト（融点：４００〜６００℃）を用いることができる。更には、第２シール材料９０としては、例えば、樹脂材料を有機溶剤に溶解した液状樹脂を用いることができる。このような第２シール材料９０は、第１シール部５を形成する第１シール材料よりも高い浸透性をもち、ひいては、外絶縁溝８０Ｃにおいて高いシール性を発揮できる。

なお、第１シール部５を形成する第１シール材料としては、例えば、ポリイソブチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系等のポリオレフィン系材料、または、それらの共重合体等が挙げられる。ここで、第１シール材料は、これらのポリオレフィン系材料に接着性を付与させた変性ポリオレフィン系材料で形成されていることが好ましい。具体的には、接着性低密度ポリエチレンで形成されていることが好ましい。

本実施形態によれば、外絶縁溝８０Ｃにおけるシール性を、従来技術に比較して一層高めることができる。この場合、第２シール部９を形成する第２シール材料９０と外絶縁溝８０Ｃの壁面とが部分的に仮に１箇所でも浸透して密着していれば、外絶縁溝８０Ｃにおける連通性を遮断させる連通遮断性が獲得され、ひいては、電解質室６０の電解質６が外絶縁溝８０Ｃおよびスクライブ溝３を介して外部９２に漏れることが抑制される。更に、外部９２の蒸気や雨水が外絶縁溝８０およびスクライブ溝３を介して電池の内部に進入することが抑制される。

このため、太陽電池の使用期間が長くなったとしても、電解質室６０の電解質６が外絶縁溝８０Ｃおよびスクライブ溝３を介して外部９２に漏れる確率が低減される。更に、外部９２の蒸気や雨水等が外絶縁溝８０Ｃおよびスクライブ溝３を介して太陽電池の内部に進入する確率が低減される。この結果、太陽電池の長期信頼性を更に高めることができる。

更に本実施形態によれば、図６に示すように、セル４が並設されているセル並設方向（矢印Ｘ方向）において、外絶縁溝８０の数は、スクライブ溝３の数（スクライブ溝３のうち矢印Ｘ方向において分割導電膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを仕切るＹ絶縁溝３０の数）よりも少なくされている。この意味においても、実施形態１と同様に、太陽電池の使用期間が長くなったとしても、シール部でシールされているスクライブ溝３から電解質室６０の電解質６が外絶縁溝８０Ｃおよびスクライブ溝３を介して外部９２に漏れる確率が一層低減される。更に、外部９２の蒸気や雨水等が外絶縁溝８０Ｃおよびスクライブ溝３を介して色素増感型太陽電池の内部に進入する確率が一層低減される。この結果、太陽電池の長期信頼性を更に一層高めることができる。なお、外絶縁溝８０Ｃの数はスクライブ溝３の数よりも少なくできる。場合によっては、外絶縁溝８０Ｃの数はスクライブ溝３の同数にできる。

（実施形態４）
図１０〜図１２は実施形態４を示す。本実施形態は、前記した実施形態１と基本的にと同様の構成および同様の作用効果を有する。図１０は、基板１の搭載面１１を搭載面１１に対して垂直方向に透視する図を示す。図１０は各部位の輪郭線を示す。図１１は図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図を示す。図１２は図１０におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図を示す。

図１０に示すように、基板１の搭載面１１を搭載面１１に対して垂直方向に透視するとき、複数の導電膜２において基板露出部分１４が形成されている。基板露出部分１４には導電膜２は積層されていない。基板露出部分１４は、第１電気取出部３６を有する一の分割導電膜２０ａと、第２電気取出部３２を有する他の分割導電膜２０ｄとを、これらが互いに導通しないように電気的に絶縁する。図１０において、明確化のため、基板露出部分１４をハッチングで示す。基板露出部分１４は、互いに対向する第１辺１４ａと、第１辺１４ａに隣接しつつ互いに対向する第２辺１４ｃとを有する。基板露出部分１４は、矢印Ｙ方向の両端側において第１露出部分１４１と第２露出部分１４２とを有する。

電解質漏れ抑制手段８Ｄは、基板露出部分１４に第１シール部５を積層して形成されている。ここで、図１０に示すように、セル並設方向である矢印Ｘ方向において、基板露出部分１４は、スクライブ溝３の溝幅寸法Ｗ１に比較すると、かなり大きな幅寸法Ｗ２をもつ。具体的には、矢印Ｘ方向において、基板１の寸法Ｗ３を１００と相対表示するとき、基板露出部分１４の幅寸法Ｗ２は１００を占める。

本実施形態によれば、基板露出部分１４は、基板１のほぼ全面に導電膜２を積層させた状態で、ショット（グリッド、砂粒子を含む）等の微小な投射材の群を導電膜２に投射させて導電膜部分を削り、基板１の搭載面１１の一部を露出させることにより形成されていることが好ましい。あるいは、基板露出部分１４は、基板１のほぼ全面に導電膜２を積層させた状態で、エッチング液でエッチングさせて基板１の搭載面１１の一部を露出させることにより形成されていることが好ましい。この場合、基板露出部分１４における凹凸の粗さは、レーザビームや電子ビーム等の高エネルギ密度ビームで形成されたスクライブ溝３の表面における凹凸の粗さよりもかなり小さくされている。よって、Ｒａで、基板露出部分１４における凹凸の表面粗さは、スクライブ溝３の表面における凹凸の表面粗さよりも小さくされている。その理由としては、スクライブ溝３は、レーザビームや電子ビーム等の高エネルギ密度ビームで削ることにより形成されており、急激な蒸発現象を伴うため、ショット等の投射材の投射方式やエッチング方式に比較して、スクライブ溝３の表面における凹凸の粗さは大きくなり、且つ、凹凸の鋭角性が高まるためである。スクライブ溝３の溝底面に比較すると、基板露出部分１４は平滑化されている。

このように基板１のうち基板露出部分１４における凹凸の粗さは小さくされているため、第１シール部５を形成する第１シール材料の流動性が低いときであっても、つまり、固化前の第１シール材料の流動性が固化前の第２シール材料９０よりも低いときであっても、基板露出部分１４に第１シール材料を浸透固化させて第１シール部５を形成すれば、基板露出部分１４に第１シール部５を積層させて基板露出部分１４を良好に密着させてシールできる。この場合、高エネルギ密度ビームでスクライブ溝３が形成されているときであっても、スクライブ溝３と第１シール部５とが接触する箇所が低減または消失されている。

（その他）
セル４，第１シール部５，第２シール部９を形成する材料は上記した材料のみに限定されるものではない。セル４の数は適宜設定できる。本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

１は基板、１０は入射面、１１は搭載面、１４は基板露出部分、２は導電膜、２０は分割導電膜、３１は第１電気取出部、３２は第２電気取出部、３はスクライブ溝、４はセル、４０は光極、４１はセパレータ、４２は対向電極、５は第１シール部、６は電解質、６０は電解質室、７はバックシート部、８は電解質漏れ抑制手段、８０は外部絶縁溝、８３１，８３２，８３３，８３４は曲走部、９は第２シール部、９０は第２シール材料を示す。

Claims

光が入射される入射面と前記入射面に対して反対側に形成された前記搭載面とを有すると共に透光性を有する基板と、前記基板の前記搭載面に積層された透光性をもつ導電膜と、前記導電膜を複数の分割導電膜に区切る複数のスクライブ溝と、前記スクライブ溝を跨ぐように隣設する前記分割導電膜に互いに間隔を隔てて並設され且つ前記分割導電膜を介して電気的に接続された色素増感型の複数のセルと、複数の前記分割導電膜のうち一の前記分割導電膜に設けられ正極および負極のうちの一方となる第１電気取出部と、複数の前記分割導電膜のうち他の前記分割導電膜に設けられ正極および負極のうちの他方となる第２電気取出部と、複数の前記セルを覆うと共に前記セルを電解質と共に収容する電解質室を形成する第１シール部と、前記スクライブ溝と外部との連通遮断性を高めると共に前記電解質室に収容されている前記電解質の外部への漏れを抑制する電解質漏れ抑制手段とを具備する色素増感型太陽電池。
請求項１において、前記基板の前記搭載面を前記搭載面に対して垂直方向に透視するとき、前記電解質漏れ抑制手段は、前記スクライブ溝に繋がるように前記スクライブ溝および前記セルの外側に設けられた外部絶縁溝を具備しており、前記セルが並設されているセル並設方向において、前記外部絶縁溝の数は前記スクライブ溝の数よりも少なくされている色素増感型太陽電池。
請求項１において、前記基板の前記搭載面を前記搭載面に対して垂直方向に透視するとき、前記電解質漏れ抑制手段は、前記スクライブ溝に繋がるように前記スクライブ溝および前記セルの外側に設けられた外部絶縁溝を具備しており、前記外部絶縁溝は、前記外部絶縁溝の長さを増加させるように単数または複数の曲走部を有する色素増感型太陽電池。
請求項３において、前記基板の前記搭載面を前記搭載面に対して垂直方向に透視するとき、前記電解質漏れ抑制手段は、前記スクライブ溝に繋がるように前記スクライブ溝および前記セルの外側に設けられた外部絶縁溝を具備しており、前記第１シール部を形成する第１シール材料よりも高い浸透性をもつ第２シール材料を前記外部絶縁溝に被覆させると共に、前記外部絶縁溝の表面に形成されている微小な凹凸に前記第２シール材料を浸透させている色素増感型太陽電池。
請求項１において、前記基板の前記搭載面を前記搭載面に対して垂直方向に透視するとき、前記電解質漏れ抑制手段は、複数の前記分割導電膜のうち、前記第１電気取出部を有する一の前記分割導電膜と前記第２電気取出部を有する他の前記分割導電膜とを電気的に絶縁すると共に前記スクライブ溝の溝幅寸法よりも大きな幅寸法をもつ基板露出部分を形成し、当該基板露出部分に前記第１シール部を積層して形成されている色素増感型太陽電池。