JP2017059734A - 液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一定量をもって基材間に液体を供給することができる。【解決手段】大気開放された状態で二方向からそれぞれ搬送される基板２、３同士の間に電解液４を注入するために、基板２、３同士の間に隙間Ｓをもたせて基板２、３を挟持するローラー１１、１２と、基材２、３の貼合せ始点Ｐ１における隙間Ｓに搬送方向Ｘ１の上流側から近接した位置に吐出口１３ａを設け、隙間Ｓに電解液４を吐出するノズル１３と、ノズル１３に電解液４を供給する液体貯留部１５を有する液体供給部１４とを備え、吐出口１３ａと隙間Ｓとの離間寸法は、電解液４が隙間Ｓに吸引される毛細管現象が生じる寸法をなし、液体貯留部１５内の電解液４の液面４ａの高さは、吐出口１３ａの高さ以上の位置に設定され、吐出口１３ａから吐出された電解液４が毛細管現象により隙間Ｓに吸引される構成の液体注入装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法に関する。

近年、クリーンな発電源として、光エネルギーを直接かつ即時に電力に変換することができ、二酸化炭素等の汚染物質を排出しない太陽電池が注目されている。その中でも、色素増感太陽電池は、高い変換効率を有し、比較的簡易な方法により製造され、且つ原材料単価が安価であるため、次世代太陽電池として期待されている。

最近では、色素増感太陽電池をはじめとする太陽電池の実用化に向けて、ロール・ツー・ロール方式を導入した連続生産が検討されている。例えば、特許文献１には、シート状の耐熱基板を長手方向にロールで搬送しながら、前記耐熱基板の板面に多孔質層形成用層を形成し、該多孔質層形成用層を焼成して多孔質層とした後、加熱された前記多孔質層に金属化合物を含む塗工液（電解液）を連続的に付与することにより多孔質層上に電極層を形成し、前記電極層上に樹脂材料からなる接着層と基板とを順次、連続的に貼り合わせ、前記耐熱基板を連続的に剥離する酸化物半導体電極の製造方法が開示されている。

また、ロール・ツー・ロール方式を用いた色素増感太陽電池の連続生産においては、多くの場合、電極及び配線が形成された二枚のフィルム状基板（以下、単に基板という場合もある）を厚み方向に間隔をあけて対向させ、基板同士を貼り合わせる。その後、貼り合わせてできたシート状の色素増感太陽電池から所定数のセルを切り出し、配線のパターンに合わせて適宜、直列又は並列に接続する。このように二枚の基板を貼り合わせて色素増感太陽電池とする際には、封止剤によって半導体層や配線を封止する必要がある。封止剤には種々の材料が考えられるが、紫外線硬化樹脂が多用されている。

ところで、最近では、液晶表示装置等の普及に伴い、周知の液体滴下工法を用いて、液晶表示装置のガラス板に液晶（液体）を滴下した基板を、大気圧下の環境でロール・ツー・ロール方式により貼り合わせる工法が行われている。このような液体滴下工法では、連続で、貼り合わせ環境が大気圧で済み、連続滴下が可能である。ところが、この場合には、基材同士の貼り合せ部分よりも上流側の位置で液体が溜まってしまい、液体の溢れが生じる場合があった。そして、次第にその溢れ量が増大すると、貼り合わせ自体が困難になる場合もあった。

これに対して、例えば特許文献１に示すような注入装置が知られている。
特許文献１には、基板を塗工ノズルに対し移動させながら、塗工タンクから塗工ノズルの毛管状隙間に塗工液を供給し、塗工タンクの塗工液の高さを調整することによって、吐出口から塗工液を基板Ｗの下面に接液させ、所定位置まで塗工が終了すると、塗工タンクを下げて、離液を行い、この塗工を行う場合に塗工タンクの液面高さの減少を考慮するため、塗工タンクを所定の速度で上昇させる構成について記載されている。

特開２００６−１２２８９１号公報

しかしながら、従来の液体注入装置では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１に示すような従来の液体注入装置では、基板に対して表面張力のみで塗布する方法となるため、下側からノズルで塗布する場合に限定されることから、ノズルの位置に幅をもたせることが求められており、その点で改善の余地があった。
また、従来の場合には、塗布量（塗布厚）が基板の搬送速度に依存する。つまり、搬送速度が速い場合には塗布厚が薄くなり、遅い場合には厚くなってしまうため、一定の塗布厚で管理することが難しいという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、一定量をもって基材間に液体を供給することができる液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る液体注入装置は、二方向からそれぞれ搬送される基板同士を大気開放された状態で貼り合わせる際に、基板同士の間に液体を注入するための液体注入装置であって、前記基板同士の間に隙間をもたせて、一対の前記基板を挟持する貼合せ部と、前記基材の貼合せ始点における前記隙間に搬送方向の上流側から対向させた状態で近接した位置に吐出口を設け、前記隙間に液体を吐出するノズルと、前記液体が収容され、前記ノズルに液体を供給する液体貯留部を有する液体供給部と、を備え、前記吐出口と前記隙間との離間寸法は、吐出される液体が前記隙間に吸引される毛細管現象が生じる寸法をなし、前記液体貯留部の液面の高さは、前記吐出口の高さ以上の位置に設定され、前記吐出口から吐出された液体が毛細管現象により前記隙間に吸引されることを特徴としている。

また、本発明に係る色素増感型太陽電池の製造方法は、上述した液体注入装置を用い、対向して配置される一対の基板上に導電膜を形成し、それぞれ対向するように設けられる光電極及び対向電極を備え、前記光電極と前記対向電極との間に電解液を注入することにより製造する色素増感型太陽電池の製造方法であって、二方向からそれぞれ搬送される基板同士を隙間をもたせて挟持させた状態で搬送する工程と、前記一対の基板同士が貼り合せられる貼合せ始点において、前記隙間に搬送方向の上流側から対向させた状態で近接した位置に吐出口を設けたノズルを配置する工程と、前記吐出口から吐出された電解液を、毛細管現象により前記隙間に吸引する工程と、を有することを特徴としている。

本発明では、二方向からそれぞれ搬送される一対の基板同士を貼合せ部で貼り合せる際に、大気開放された状態で貼合せ部において基板同士の間の隙間に、ノズルの吐出口から吐出された液体が近接し、さらに毛細管現象の作用により隙間に向けて連続的に吸引される。このように、毛細管現象により隙間に液体が注入されるので、基板の搬送速度やノズルから吐出される吐出量に関わらず一定の注入量により注入することができる。

また、本発明では、液体貯留部内の液体の液面の高さが、ノズルの吐出口の高さ以上の位置となるように設定されているので、サイフォン作用によって液体貯留部内の液体を吐出口から吐出させることができる。そのため、液面の高さと吐出口の高さがほぼ一致するように設定することで、ノズルからポンプ等を使用して強制的に基材間に注入する方法のように、吐出口から液体が過剰に吐出されることを抑えることができ、吐出口において液体が溢れることを防止することができる。

また、本発明に係る液体注入装置は、前記ノズルは、前記吐出口を横向きにして配置され、前記吐出口の下側部分には、上側部分よりも前記隙間側に向けて突出する液体受け部が形成されていることが好ましい。

この場合には、吐出口を横向きにして配置されるノズルの吐出口より吐出された液体が吐出直後に液体受け部上に載って下方から受けられた状態となる。そのため、吐出された液体が前記隙間との間で毛細管現象が生じない程度に少量の場合であっても、液体受け部が設けられることにより吐出口における液垂れを防止することができる。そのうえ、少量の液体を液体受け部により微隙間に近接する位置へ誘導させることができ、毛細管現象によって液体が隙間に吸引され易い状態を形成することができる。

また、本発明に係る液体注入装置は、前記ノズルは、前記吐出口を横向きにして配置され、前記吐出口の下側部分には、前記隙間側に向けて延びるとともに、前記吐出口から吐出される前記電解液を前記基板に向けて案内する液体案内片が設けられていることが好ましい。

この場合には、吐出口を横向きにして配置されるノズルの吐出口より吐出された液体が吐出直後に液体案内片によって下方から受けられつつ、基板同士の間の隙間に近接する位置へ液体を確実に誘導させることができ、吐出口と隙間との間に液溜りができることを抑制することができる。

また、本発明に係る液体注入装置は、前記液体貯留部に液体を補充する液体補充部が設けられ、前記液体貯留部内の液体の液面の高さは、常に前記吐出口の高さと一致するように前記液体補充部による液体の補充量を制御する液面制御部が設けられていることが好ましい。

本発明では、液面制御部によって液体補充部による液体の補充量が制御され、液体貯留部内の液体の液面の高さを常に吐出口の高さに一致させることができるので、液体が吐出口から過剰に吐出されることを防止することができる。

本発明の液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法によれば、一定量をもって基材間に液体を供給することができる。

本発明の実施の形態による液体注入装置を使用した色素増感型太陽電池の製造方法を模式的に示した斜視図である。 図１に示す液体注入装置の構成を模式的に示した側面図である。 図２に示す液体注入装置において、ノズルの吐出口から吐出される電解液が隙間に吸引される状態を示す要部側面図である。 実施の形態の第１変形例によるノズルの構成を示す要部側面図であって、図３に対応した図である。 実施の形態の第２変形例によるノズルの構成を示す要部側面図であって、図３に対応した図である。 実施の形態の第３変形例による液体注入装置の構成を模式的に示した側面図である。

以下、本発明の実施の形態による液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法について、図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態による液体注入装置１は、ロール・ツー・ロール方式により二方向からそれぞれ搬送される正極板からなる第１基板２及び負極板からなる第２基板３同士を大気開放された状態で上下一対のローラー１１、１２で貼り合わせる際に、両基板２、３同士の間に電解液４（液体）を注入して色素増感型太陽電池１０を製造する際に適用されている。

色素増感型太陽電池１０は、一方の第１基板２上に形成された光電極２Ａと、他方の第２基板３上に形成された対向電極３Ａと、が対向するように両基板２、３が一定の厚み寸法をあけて配置され、一対の基板２、３の周縁部が接着剤層によって封止され、接着剤層によって封止された内側に電解液４が設けられた構造となっている。

第１基板２は、光電極２Ａを支持する光電極基板として機能する透明部材であり、導電性を有するとともに、光電極２Ａ並びに光電極２Ａが用いられる色素増感型太陽電池等の製造及び利用に適用可能であって、且つ、可視光に対して透明な材質で構成されていれば、その材質等は特に限定されない。例えば、湾曲部や凹凸部等を有する場所への設置自由度を高める点から、第１基板２上の透明部材としては、透明な導電性樹脂材料からなるフィルム基板を用いることが好ましい。このような樹脂材料としては、詳細な図示は省略するが、例えば、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）やＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化錫）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）からなる導電材料層を、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂からなる透明基板上に成膜したもの等が挙げられる。

また、第１基板２としては、銀、銅、アルミニウム、鉄、チタン、ステンレス、ニッケル、マンガン、亜鉛等の金属、又は合金をメッシュ状として導電材料層とし、これを上述した樹脂からなる透明基板上に成膜した膜等が挙げられる。上記のような樹脂材料を第１基板２に使用することで、軽量で薄くフレキシブルな光電極基板が用いられてなる色素増感型太陽電池１０を製造することが可能となる。

第２基板３は、対向電極３Ａの基台（対向電極基板）となる部材であり、色素増感型太陽電池１０の製造及び利用に適用可能な材質で構成されていれば、その材質等は特に限定されないが、光電極２Ａ側と対向電極３Ａの両面受光が可能になるという観点から、上述した第１基板２の場合と同様、導電性を有する透明部材からなり、可視光に対して透明な材質であることが好ましい。また、第２基板３上の透明部材としては、光電極２Ａと同様、湾曲部や凹凸部等を有する場所への設置自由度を高める点から、透明な導電性樹脂材料からなるフィルム基板を用いることが好ましく、例えば、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯからなる導電材料層を、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂からなる基板上に成膜したものが挙げられる。

また、第２基板３としては、銀、銅、アルミニウム、鉄、チタン、ステンレス、ニッケル、マンガン、亜鉛等の金属、又は合金をメッシュ状として導電材料層とし、これを、上記樹脂からなる基板上に成膜した膜等が挙げられる。上述のような樹脂材料を第２基板３に使用することで、軽量で薄くフレキシブルな対向電極基板が用いられてなる色素増感型太陽電池１０を製造することが可能となる。

また、第２基板３は、必ずしも透明性を有している必要性はなく、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス、銅、銀、チタン、白金、金、モリブデン、マンガン、クロム、ニッケル等の金属、あるいは合金からなる導電材料層を、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂からなる基板上に成膜したものの他、上記金属材料からなる金属箔等を第２基板３に代えて用いることもできる。

光電極２Ａには、色素が吸着担持されてなる半導体層が第１基板２上に形成されている。半導体層の材料は、特に限定されず、色素の吸着が可能な半導体材料を何ら制限無く用いることができる。このような半導体材料としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等の金属酸化物からなる多孔質材料等を用いることができる。

対向電極３Ａは、第２基板３上に積層して設けられる触媒層から構成されている。
この触媒層は、例えば、スパッタリング法や印刷法等の公知の方法で、第２基板３の板面上に形成される。このような触媒層としては、公知の材質のものを用いることができ、例えば、電解液４の酸化還元反応に対して触媒能を有する材料等が選択可能である。
なお、対向電極３Ａは、色素増感型太陽電池１０に照射される光に対して透明でなくてもよいが、例えば、光照射方向の自由度確保の観点からは、透明であることが好ましい。

電解液４は、光電極２Ａと対向電極３Ａとの間で、接着剤層で囲まれた空間に充填されている。電解液４は、本実施の形態の色素増感型太陽電池１０において、継続的に電気を流すための酸化還元反応を生ずる酸化還元対を含む物質からなる。このような酸化還元対としては、例えば、ヨウ素レドックス等が挙げられる。ヨウ素レドックスを含む電解液４には、例えば、アセトニトリルやプロピオニトリル等の非水系溶媒、又は、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウムやヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン性液体等に、ヨウ化リチウムとヨウ素とが混合されてなる溶液が用いられる。また、電解液４には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、フィラーや増粘剤等の他の添加剤が含有されていても良い。
また、本実施形態では、液体状の電解液に代えて、半固体状（ゲル状）のものを電解液４として用いても良い。このような電解液４としては、例えば、電解液にゲル化剤又は増粘剤を添加したゲル状電解液が適用できる。

接着剤層は、詳細を後述する製造方法によって形成され、一対の基板２，３同士を接着することで、電池封止材として機能するものである。接着剤層としては、電解液４を電池内部に保持できる部材であることが好ましい。このような接着剤層としては、従来公知の合成樹脂からなるものを採用することができ、例えば、ホットメルト型接着剤や、熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤等を何ら制限無く採用することができる。

図３に示すように、液体注入装置１は、一対の基板２、３同士の間に隙間Ｓをもたせて、一対の基板２、３を挟持する上下一対のローラー１１、１２（貼合せ部）と、これら基材２、３の貼合せ始点Ｐ１（ここでは、ローラー１１、１２のそれぞれのローラー中心軸Ｏ，Ｏを結ぶ線と色素増感型太陽電池１０の貼り合せ部分の厚さ方向の中心軸Ｃの交点）における隙間Ｓに搬送方向Ｘ１の上流側から対向させた状態で近接した位置に吐出口１３ａを設け、隙間Ｓに電解液４を吐出するノズル１３と、電解液４が収容され、ノズル１３に電解液４を供給する液体貯留部１５を有する液体供給部１４と、を備えている。

上下一対のローラー１１、１２は、一対の基板２、３を搬送方向Ｘ１に搬送する搬送装置の一部に設けられたものである。ローラー１１、１２の貼合せ始点Ｐ１の直前において、二方向から搬送される基板２、３は、それぞれ所定の角度をもって貼合せ始点Ｐ１に向けて搬送されている。ローラー１１、１２は、ローラー中心軸Ｏを中心に回転自在な円筒状の部材であり、双方のローラー中心軸Ｏ、Ｏが平行となるように配置されている。
ここで、ローラー１１、１２同士の離間寸法は、ローラー１１、１２で押圧して貼り合わせた後の電池の厚さ寸法に設定されており、貼合せ部（一対の基板１１、１２の厚さ寸法）と隙間とを合わせた厚さ寸法に相当している。この隙間Ｓは、毛細管現象が生じ得る程度の極小な寸法に設定されている。

ノズル１３は、吐出口１３ａを横向きにして配置され、先端の吐出口１３ａが口ばし状に尖った形状をなし、吐出口１３ａから吐出される電解液４を一対の基板２、３同士の間の隙間Ｓ側に向けて吐出するためのものである。つまり、ノズル１３は、貼合せ始点Ｐ１の直前の一対の基板２、３同士の間に配置されている。吐出口１３ａと貼合せ始点Ｐ１における隙間Ｓとの離間寸法は、吐出口１３ａから吐出された電解液４を下方に流下させることなく、隙間Ｓに吸引され得る寸法、すなわち双方の間に毛細管現象が作用する寸法に設定されている。

ノズル１３の吐出口１３ａから吐出される電解液４は、サイフォン現象により吐出される構成であり、ローラー１１、１２の回転駆動を含む搬送駆動が停止して、基板２、３の搬送が停止すると、これに同調して電解液４の吐出も止まるようになっている。
そして、本実施の形態のノズル１３は、図１に示すように、基板２、３の幅方向に沿って複数（図示の例では４つ）が設けられている。

図２に示すように、ノズル１３は、位置決め機構１８によって吐出口１３ａを前記隙間Ｓに対して水平方向及び上下方向に移動をさせることにより位置調整可能に構成されている。位置決め機構１８は、ノズル１３の基端を固定する第１支持部１８１と、床や壁面などに固定される第２支持部１８２と、第２支持部１８２に固定されるとともに第１支持部１８１を水平方向及び上下方向に移動させるエアシリンダ又はモータ等からなる駆動装置１８３と、を備えている。

液体供給部１４の液体貯留部１５は、電解液４が貯留されており、上部に蓋体１５ｂが設けられている。液体貯留部１５は、内部に貯留される電解液４の液面４ａがノズル１３の吐出口１３ａ高さと一致する高さに配置されている。液体貯留部１５の底部１５ａには、ノズル１３に接続される連結管１５１が設けられている。つまり、液体貯留部１５の内部とノズル１３の吐出口１３ａとは連通している。

液体供給部１４は、液体貯留部１５内に貯留される電解液４の液面４ａの高さを検出する液面高さ検出手段（図示省略）が設けられている。この液面高さ検出手段として、例えば光学式による非接触式の液面レベルセンサを採用することができる。

また、液体供給部１４には、液体貯留部１５に電解液４を補充するために電解液４が収容された補充タンク１６（液体補充部）が補充管１６ａを介して接続され、液体貯留部１５内の電解液４の液面４ａの高さが常に吐出口１３の高さと一致するように補充タンク１６による電解液４の補充量を制御する液面制御部１７が設けられている。

液面制御部１７は、上述した液面レベルセンサによって液体貯留部１５内の電解液４の液面４ａが所定の基準高さ（例えば、液面４ａと吐出部１３ａが一致する高さＨ０）まで低下したことが検出されたときに、例えば補充タンク１６内に設けられるポンプを起動させて補充タンク１６から液体貯留部１５に電解液４が供給されるように制御する。

次に、上述した液体注入装置１を使用した色素増感型太陽電池１０の製造方法について、図面に基づいて説明する。
本実施の形態の製造方法は、図１に示すような、ロールトゥロール方式によって一対の基板２、３同士を繰り出しながら、対向して配置される一対の基板２、３上のそれぞれに光電極２Ａ及び対向電極３Ａを備える色素増感太陽電池１０を製造する方法である。

つまり、色素増感型太陽電池１０の製造方法としては、一対の基板２、３（光電極２Ａ及び対向電極３Ａ）のうち第１基板２上に接着剤を接触させて塗工し、所定のパターンの接着剤層を形成する塗工工程と、第１基板２に形成された接着剤層で囲まれた領域に電解液４を供給する電解液供給工程と、一対の基板２、３同士を、光電極２Ａと対向電極３Ａとが対向して挟み込まれるように重ね合わせ、第１基板２上に形成された接着剤層５によって一対の基板２、３同士を、光電極２Ａと対向電極３Ａとが対向して挟み込まれるように重ね合わせて接着する接着工程と、を有している。
これにより、一対の基板２、３の間で対向するように配置された光電極２Ａ及び対向電極３Ａは、セル単位でそれぞれ封止され、一対の基板２、３の長さ方向で連結された色素増感太陽電池１０が得られる。

そして、本実施の形態の製造方法は、図１及び図２に示すような液体注入装置１を用いた場合に、少なくとも以下の第１工程〜第３工程の各工程を有する方法である。これら第１工程から第３工程は、上述した色素増感型太陽電池１０の製造方法のうち電解液供給工程、及び接着工程に相当する。

第１工程は、図３に示すように、二方向からそれぞれ搬送される基板２、３同士を一対のローラー１１、１２によって隙間Ｓをもたせて挟持させた状態で搬送する工程である。第２工程は、一対の基板２、３同士が貼り合せられる貼合せ始点Ｐ０において、隙間Ｓに搬送方向の上流側から対向させた状態で近接した位置に吐出口１３ａを設けたノズル１３を配置する工程である。第３工程は、吐出口１３ａから吐出された電解液４を、毛細管現象により隙間Ｓに吸引する工程である。

ここで、二方向から搬送される基板２、３のうち第１基板２は、一対のローラー１１、１２の上流側において、上述した塗工工程において所定のパターンの接着剤層が形成された状態となっている。塗工後に形成される接着剤層は、第１基板２上において光電極を囲むように堰状に配置される。電解液供給工程においては、接着剤層で囲まれた領域に液体注入装置１を用いて電解液４を連続的に供給する。この際、電解液４が液状であっても、接着剤層によって外に漏れ出すのが堰き止められた状態となる。

電解液４を基板２、３同士の間に供給する際、一対のローラー１１、１２の回転とともに基材２、３が搬送されると、貼合せ部の位置で一対の基材２、３同士の間に隙間Ｓが形成されるので、ノズル１３の吐出口１３ａから吐出される電解液４との間に毛細管現象が生じ、その隙間Ｓに電解液４が吸引される。つまり、液体貯留部１５の内部の電解液４は、サイフォン現象により連結管１７を通り、ノズル１３の吐出口１３ａから吐出されて隙間Ｓに至る。そして、一対の基材２、３は連続的に搬送されることから、前記隙間Ｓも連続的に形成されつつ電解液４も吸引されることになる。このように連続的に電解液４を供給することができる。

次に、上述した液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法の作用について図面を用いて詳細に説明する。
図３に示すように、本実施の形態では、二方向からそれぞれ搬送される一対の基板２、３同士を一対のローラー１１、１２によって貼り合せる際に、大気開放された状態で一対のローラー１１、１２において基板２、３同士の間の隙間Ｓに、ノズル１３の吐出口１３ａから吐出された電解液４が近接し、毛細管現象の作用により隙間Ｓに向けて連続的に吸引される。このように、毛細管現象により隙間Ｓに電解液４が注入されるので、基板２、３の搬送速度やノズル１３から吐出される吐出量に関わらず一定の注入量により注入することができる。

また、本実施の形態では、図２に示すように、液体貯留部１５内に貯留されている電解液４の液面４ａの高さが、ノズル１３の吐出口１３ａの高さ以上の位置となるように設定されているので、サイフォン作用によって液体貯留部１５内の電解液４を吐出口１３ａから吐出させることができる。そのため、液面４ａの高さと吐出口１３ａの高さがほぼ一致するように設定することで、ノズルからポンプ等を使用して強制的に基材間に注入する方法のように、吐出口１３ａから電解液４が過剰に吐出されることを抑えることができ、吐出口１３ａにおいて電解液４が溢れることを防止することができる。

また、本実施の形態では、液面制御部１７によって補充タンク１６による電解液４の補充量が制御され、液体貯留部１５内の電解液４の液面４ａの高さを常にノズル１３の吐出口１３ａの高さに一致させることができるので、電解液４が吐出口１３ａから過剰に吐出されることを防止することができる。

上述のように本実施の形態による液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法では、ノズル１３の向きに関わらず、一定量をもって基材２、３間に電解液４を供給することができる。

次に、本発明の液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法による変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。

（第１変形例）
ノズル１３の吐出口１３ａの向きや形状は、上述した実施の形態に限定されることはない。
例えば、図４に示す第１変形例による液体注入装置１Ａは、吐出口１３ａを横向きにして配置され、吐出口１３ａの下側部分１３ｂが上側部分１３ｃよりも隙間Ｓ側に向けて突出してなる液体受け部１３１が形成されたノズル１３Ａを備えた構成となっている。液体受け部１３１の突出端１３１ａは、吐出口１３ａの位置よりもさらに隙間Ｓに対して近接した位置となっている。液体受け部１３１の上面の受け面１３１ｂは、吐出口１３ａを含む平面をなしている。そして、ノズル１３Ａは、液体受け部１３１の受け面１３１ｂが貼合せ中心軸Ｃと同一面上となるように横向き姿勢で配置されている。

このように構成される第１変形例の液体注入装置１Ａでは、ノズル１３Ａの吐出口１３ａより吐出された電解液４が吐出直後に液体受け部１３１上に載って下方から受けられた状態となる。そのため、吐出された電解液４が隙間Ｓとの間で毛細管現象が生じない程度に少量の場合であっても、液体受け部１３１が設けられることにより吐出口１３ａにおける液垂れを防止することができる。そのうえ、少量の電解液４を液体受け部１３１により隙間Ｓに近接する位置へ誘導させることができ、毛細管現象によって電解液４が隙間Ｓに吸引され易い状態を形成することができる。

（第２変形例）
また、図５に示す第２変形例による液体注入装置１Ｂは、上述した第１変形例の液体受け部１３１に連設されるとともに、その液体受け部１３１の突出端１３１ａからさらに隙間Ｓ側に向けて延びるとともに、吐出口１３ａから吐出される電解液４を基板２、３に向けて案内する液体案内片１３２が設けられたノズル１３Ｂを備えた構成となっている。液体案内片１３２の突出端１３２ａは、液体受け部１３１の突出端１３１ａの位置よりもさらに隙間Ｓに対して近接した位置（図５では貼合せ中心軸Ｃよりも少し上方で基板２側に近接する位置）となっている。

本第２変形例の場合には、ノズル１３Ｂの吐出口１３ａより吐出された電解液４が吐出直後に液体受け部１３１および液体案内片１３２によって下方から受けられつつ、基板２、３同士の間の隙間Ｓに近接する位置へ電解液４を確実に誘導させることができ、吐出口１３ａと隙間Ｓとの間に液溜りができることを抑制することができる。
なお、本第２変形例では、液体受け部１３１の突出先端１３１ａに液体案内片１３２を設けた構成であるが、液体受け部１３１を省略し、吐出口１３ａに直接、液体案内片１３２を設けるようにしてもよい。

（第３変形例）
さらに、図６に示す第３変形例による液体注入装置１Ｃは、ノズル１３を吐出口１３ａが上を向くように縦向き姿勢（上向き姿勢）にして配置した構成となっている。この場合、一対のローラー１１、１２も互いに横方向に配列され、二方向から搬送される一対の基板２、３が上向きに移動する。ノズル１３は、その吐出口１３ａが一対の基板２、３の貼合せ始点Ｐ１に対して下方から近接するように配置されている。そして、液体注入装置１Ｃは、液体貯留部１５内に貯留されている電解液４の液面４ａの高さが、ノズル１３の吐出口１３ａの高さと一致する高さＨ０になるように制御されている。
第３変形例のようにノズル１３を上向き姿勢にした場合であっても、吐出口１３ａから吐出される電解液４は毛細管現象により基材２、３の隙間Ｓに吸引され、基材２、３間に所定量の電解液４が供給されることになる。

以上、本発明による液体注入装置、および色素増感型太陽電池の製造方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、貼合せ部として一対のローラー１１、１２を採用しているが、ローラーであることに限定されることはなく、他の構成の貼合せ部であってもかまわない。

また、ノズル１３の数量、形状、向き、吐出口１３ａの位置等の構成は、色素増感型太陽電池１０の形状、積層構造、未塗工部の位置、貼合せ部の構成などの条件に合わせて適宜設定される。

さらに、色素増感型太陽電池１０の形状、積層構造、材質、未塗工部の位置、活物質部の厚さ等の構成についても上述した実施の形態に限定されることはなく、適宜、設定することが可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 液体注入装置
２ 第１基材
２Ａ 光電極
３ 第２基材
４ 電解液（液体）
４ａ 液面
１０ 色素増感型太陽電池
１１、１２ ローラー（貼合せ部）
１３、１３Ａ、１３Ｂ ノズル
１３ａ 吐出口
１４ 液体供給部
１５ 液体貯留部
１６ 補充タンク（液体補充部）
１７ 液面制御部
１３１ 液体受け部
１３２ 液体案内片
Ｐ１ 貼合せ始点
Ｓ 隙間
Ｃ 貼合せ中心軸
Ｘ１ 搬送方向

Claims (5)

1. 二方向からそれぞれ搬送される基板同士を大気開放された状態で貼り合わせる際に、基板同士の間に液体を注入するための液体注入装置であって、
   前記基板同士の間に隙間をもたせて、一対の前記基板を挟持する貼合せ部と、
   前記基材の貼合せ始点における前記隙間に搬送方向の上流側から対向させた状態で近接した位置に吐出口を設け、前記隙間に液体を吐出するノズルと、
   前記液体が収容され、前記ノズルに液体を供給する液体貯留部を有する液体供給部と、
   を備え、
   前記吐出口と前記隙間との離間寸法は、吐出される液体が前記隙間に吸引される毛細管現象が生じる寸法をなし、
   前記液体貯留部の液面の高さは、前記吐出口の高さ以上の位置に設定され、
   前記吐出口から吐出された液体が毛細管現象により前記隙間に吸引されることを特徴とする液体注入装置。
2. 前記ノズルは、前記吐出口を横向きにして配置され、
   前記吐出口の下側部分には、上側部分よりも前記隙間側に向けて突出する液体受け部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体注入装置。
3. 前記ノズルは、前記吐出口を横向きにして配置され、
   前記吐出口の下側部分には、前記隙間側に向けて延びるとともに、前記吐出口から吐出される前記電解液を前記基板に向けて案内する液体案内片が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体注入装置。
4. 前記液体貯留部に液体を補充する液体補充部が設けられ、
   前記液体貯留部内の液体の液面の高さは、常に前記吐出口の高さと一致するように前記液体補充部による液体の補充量を制御する液面制御部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体注入装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体注入装置を用い、対向して配置される一対の基板上に導電膜を形成し、それぞれ対向するように設けられる光電極及び対向電極を備え、前記光電極と前記対向電極との間に電解液を注入することにより製造する色素増感型太陽電池の製造方法であって、
   二方向からそれぞれ搬送される基板同士を隙間をもたせて挟持させた状態で搬送する工程と、
   前記一対の基板同士が貼り合せられる貼合せ始点において、前記隙間に搬送方向の上流側から対向させた状態で近接した位置に吐出口を設けたノズルを配置する工程と、
   前記吐出口から吐出された電解液を、毛細管現象により前記隙間に吸引する工程と、
   を有することを特徴とする色素増感型太陽電池の製造方法。

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