JP2013137869A - 洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)色素が吸着された酸化物半導体を洗浄液で洗うための洗浄部4と、洗浄部4で使用された洗浄液3中の色素を除去する再生部5と、洗浄部4と再生部5の間で洗浄液3を循環させる循環部6と、を備えることを特徴とする洗浄装置1。(2)再生部5が色素を吸着又はろ過する色素除去手段8を有することを特徴とする洗浄装置1。(3)再生部5において、色素除去手段8が、色素を吸着又はろ過する担体が配されたプレカラム及びメインカラムを有することを特徴とする洗浄装置1。
【選択図】図1
Description
また、洗浄処理を行うことに比例して廃液が増加してしまうことが無く、大きな廃液タンクを装置内に備える必要が無くなるので、洗浄装置を小型化することができる。
また、洗浄装置内に一定量の洗浄液が循環された状態となるため、洗浄処理を行う度に装置外部から装置内部に大量の洗浄液を供給し続ける必要及び廃液タンクから廃液を搬出する必要が無くなるので、洗浄液及び廃液の搬送にかかるコストを削減できる。
この構成によれば、色素を吸着又はろ過する色素除去手段以外の手段、例えば蒸留塔、を有する場合よりも容易に低コストで、廃液を再生することができる。また、色素除去手段を回収した場合、色素を再利用することができる。
この構成によれば、プレカラムとメインカラムとに分けて多段階で色素を吸着又はろ過することにより、カラムの目詰まりを防止して、一段階のカラムだけを有する場合よりも色素除去効率を高めることができる。
この構成によれば、メンテナンスのために停止した一方の色素除去手段の機能を、並列に接続された他方の色素除去手段で補完する(代替する)ことができるため、洗浄装置の運転を継続したままで、色素除去手段のメンテナンスを行うことができる。
この構成によれば、洗浄能力を低下させたり、酸化物半導体層に混入したりする異物を使用済みの洗浄液から除去できるので、再生する洗浄液の品質を向上させることができる。また、異物が系内を循環して何度も色素除去手段に入ることを防止することができ、色素除去手段の性能の低下や故障を防止することができる。
この構成によれば、メンテナンスのために停止した一方の異物除去手段の機能を、並列に接続された他方の異物除去手段で補完する(代替する)ことができるため、洗浄装置の運転を継続したままで、異物除去手段のメンテナンスを行うことができる。
この構成によれば、使用済みの洗浄液に含まれる異物を異物除去手段で予め除去したうえで、当該使用済み洗浄液を色素除去手段へ供給することができる。この結果、異物が色素除去手段の機能を低下させることを防止できる。
この構成によれば、色素を吸着又はろ過する機能に優れた材料であるゼオライト、金属酸化物又は炭素材料を用いるため、使用済みの洗浄液を効率よく再生することができるので、洗浄処理を高効率で行うことができる。
<第一実施形態>
図1に示すように、第一実施形態の洗浄装置1は、増感色素が吸着された多孔質の酸化物半導体層2を備えた基板を洗浄液3で洗うための洗浄部4と、洗浄部4で使用された洗浄液3中の色素を除去する再生部5と、洗浄部4と再生部5の間で洗浄液3を循環させる循環部6と、を備える。
本実施形態では洗浄部4が洗浄槽4である場合を説明するが、本発明はこれに限定されず、例えば特許文献1に記載されているように、洗浄部4を洗浄室として、該洗浄室において前記基板にミスト状の洗浄液3を噴射して、排液口から回収した使用済みの洗浄液3を再生部5へ戻す方式を採用しても構わない。
洗浄部4が洗浄槽4である場合、洗浄槽4の形状および大きさは、搬入した前記基板を洗浄液3に浸漬できるものであれば特に制限されない。洗浄槽4を構成する材料は特に制限されず、洗浄液3に溶出しない材料であることが好ましく、例えば、チタン等の金属材料、チタンフッ素樹脂やポリプロピレン等の樹脂材料が挙げられる。金属材料で洗浄槽4を構成する場合は、金属材料の腐食や溶出を防止するために、洗浄液3に接する部分に樹脂コーティングを施すことが好ましい。
再生部5における異物除去手段7の数および色素除去手段8の数は特に制限されない。図1に示すように、1ずつ配置しても良いし、後述する第二実施形態(図2)及び第三実施形態(図3)に示すように、各々複数を配置しても良い。
前記ゼオライトとしては、色素を吸着又はろ過できる公知のゼオライトが使用可能であり、例えばCa、Mg、Na、K、Alなどを含む珪酸塩、又はいわゆるモレキュラーシーブ等が挙げられる。
前記金属酸化物としては、色素を吸着又はろ過できる公知の金属酸化物が使用可能であり、例えば酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。
前記炭素材料としては、例えば活性炭、カーボンナノチューブ、フラーレン、アモルファスカーボン等が挙げられる。
これらの材料を含む色素除去手段8を用いると、使用済みの洗浄液3を効率よく再生することが可能であり、洗浄処理の効率を向上させることができる。
また、ゼオライト、金属酸化物又は炭素材料を含む色素除去手段8を用いると、使用後にアルコール等に浸すことによって、これらに吸着又はろ過した色素を、簡単に離脱させて、回収することができる。このため、使用後のゼオライト、金属酸化物又は炭素材料を回収すれば色素を再利用することもできる。
また、ゼオライト、金属酸化物又は炭素材料は、ハンドリングが容易であり、簡単に取替え作業をすることができる。
また、排出口4bを設けずに、洗浄槽4の上端の縁全体から洗浄液3を溢れさせるように行っても良い。洗浄槽4内における洗浄液3の流れが偏らず、より均等に流れるので洗浄効率が向上する場合がある。溢れ出た洗浄液3は、洗浄槽4に隣接して設けられたオーバーフロー槽11に回収して、戻し配管6aへ流通させることができる(図1参照)。
図2に示す第二実施形態の洗浄装置21では、再生部5において、複数の異物除去手段7(第一の異物除去手段7a、第二の異物除去手段7b)、および複数の色素除去手段8(第一の色素除去手段8a、第二の色素除去手段8b)が備えられている。他の構成については、前述の第一実施形態の洗浄装置1と同じであるので、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図3に示す第三実施形態の洗浄装置31では、再生部5において、異物除去手段7、第一の色素除去手段8a、第二の色素除去手段8b、の順で直列に接続されている。他の構成については、前述の第一実施形態の洗浄装置1と同じであるので、同じ符号を付して、その説明を省略する。
前述の第二実施形態では、色素除去手段8と異物除去手段7をそれぞれ個別に並列に接続している。この第二実施形態の変形例として、色素除去手段8と異物除去手段7を直列につないだ組を複数備え、これらの組同士を並列に接続した構成が挙げられる。具体例としては、図2に示す洗浄装置21において、まず異物除去手段7と色素除去手段8の間にある2個のバルブを取り外し、次に異物除去手段7aと色素除去手段8aを直列に接続した組、及び異物除去手段7bと色素除去手段8bを直列に接続した組を準備し、続いてこれら2つの組を並列に接続した構成が挙げられる。この構成であると、第二実施形態よりもバルブの数を減らすことができる。また、並列に接続された2つの組のうち、どちらか一方の組で運転を継続したまま、他方の組を外して色素除去手段8と異物除去手段7を同時にメンテナンスすることができる。このように色素除去手段と異物除去手段の両方を同時にメンテナンスすることにより、当該運転期間中に除去した色素量と異物量の関係を簡単に測定することができる。
Claims (8)
- 色素増感太陽電池用の色素が吸着された酸化物半導体を洗浄液で洗うための洗浄部と、
前記洗浄部で使用された洗浄液中の色素を除去する再生部と、
前記洗浄部と前記再生部の間で前記洗浄液を循環させる循環部と、
を備えることを特徴とする洗浄装置。 - 前記再生部が前記色素を吸着又はろ過する色素除去手段を有することを特徴とする請求項1に記載の洗浄装置。
- 前記色素除去手段が、前記色素を吸着又はろ過する担体が配されたプレカラム及びメインカラムを有することを特徴とする請求項2に記載の洗浄装置。
- 前記再生部において、複数の前記色素除去手段が並列に接続されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の洗浄装置。
- 前記再生部が前記色素に該当しない異物を除去する異物除去手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の洗浄措置。
- 前記再生部において、複数の前記異物除去手段が並列に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の洗浄装置。
- 前記再生部において、前記異物除去手段が、前記色素除去手段の上流側に接続されたことを特徴とする請求項5又は6に記載の洗浄装置。
- 前記色素除去手段が、ゼオライト、金属酸化物又は炭素材料を含むことを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の洗浄装置。
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