JP2017059832A - 太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、隣接するセル間の短絡を防止するようにした太陽電池を提供する。【解決手段】本発明は、一方の基板２に成膜された一方の導電膜６Ａの端部６ｈと、一方の基板２に対向して配置された他方の基板３に成膜された他方の導電膜７Ｂの端部７ｋとの間に配置された導電材１０を介して、一方の導電膜６Ａと他方の導電膜７Ｂとを電気的に接続して、隣接するセルＣ１，Ｃ２間を電気的に直列に接続した太陽電池１であって、導電材１０が接している端部６ｈ，７ｋの端縁６ｙ，７ｙ側には、突起２０が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池に関する。

近年、化石燃料に代わるクリーンエネルギーの発電装置として太陽電池が注目され、シリコーン（Ｓｉ）系太陽電池、および色素増感型太陽電池の開発が進められている。
とりわけ色素増感型太陽電池は、安価で量産しやすいものとして、その構造及び製造方法が広く研究開発されている。このような分野に関連する技術として下記特許文献に開示されたものがある。

この公報に記載された太陽電池は、対向して配置された絶縁性透明支持体と絶縁性支持体とを有している。対向して配置された絶縁性透明支持体と絶縁性支持体の間に光電変換素子（セル）が複数並列に設けられている。光電変換素子は、絶縁性透明支持体の表面に設けられた透明導電性部材と、その表面に設けられた光半導体電極と、絶縁性支持体の表面に設けられた対極部材と、対極部材と光半導体電極との間に封入された酸化還元媒体と、からなる。

また、光電変換素子の周囲は、封止手段により封止および絶縁されている。隣接する一方の光電変換素子の透明導電性部材と、他方の光電変換素子の対極部材とを架け渡すように導通手段（導電材）が配置されている。この導通手段は、隣接する一方の光電変換素子を包囲する一方の封止手段と、他方の光電変換素子を包囲する他方の封止手段とで挟持されている。

そして、一方の封止手段は、絶縁性支持体上に並置された対極部材間の電気絶縁を図るために、対極部材間に配置されている。また、他方の封止手段は、絶縁性透明支持体上に並置された透明導電性部材間の電気絶縁を図るために、透明導電性部材間に配置されている。

特開２００１−３５７８９７号公報

前述した太陽電池を製造する際には、対向して配置された絶縁性透明支持体と絶縁性支持体の間を狭める方向に、絶縁性透明支持体と絶縁性支持体に十分なプレス圧を加える必要がある。しかしながら、前述した従来の太陽電池は、隣接する封止手段の間に導通手段（導電材）が配置されているので、絶縁性透明支持体と絶縁性支持体にプレス圧を加えると、導通手段が潰れて横方向に広がる。そして、潰された導通手段が封止手段を押すと、封止手段がズレて、絶縁性支持体上に並置された対極部材間の離間部に導通手段が入り込む虞があった。その結果として、並置された対極部材間の通電及び／又は並置された透明導電性部材間の通電が発生し、隣接する光電変換素子（セル）の間に短絡が発生したり、電気がリークしたりし易くなるという問題点があった。
本発明は、隣接するセル間の短絡を防止するようにした太陽電池を提供する。

本発明は、一方の基板に成膜された一方の導電膜の端部と、前記一方の基板に対向して配置された他方の基板に成膜された他方の導電膜の端部との間に配置された導電材を介して、前記一方の導電膜と前記他方の導電膜とを電気的に接続して、隣接するセル間を電気的に直列に接続した太陽電池であって、前記導電材が接している前記端部の端縁側には、突起が設けられている。

この太陽電池は、製造するに際して、基板間を狭める方向で基板に十分なプレス圧を加える必要があるが、このプレスの際に導電材が潰れて横方向に広がる。このとき、導電材の近傍に突起が配置されているので、突起が障害物になることで導電材が必要以上に横方向に広がるのが防止される。従って、突起を採用すると、導電材は、導電膜の端部を超えて移動し難くなる。導電材が導電膜の端部を超えて移動すると、導電材が隣の導電膜に接触してセル間に短絡が発生することがあるが、突起を採用することで、このような短絡が発生し難くなる。

また、前記突起は、前記基板から突出していてもよい。
隣接するセル間の短絡を防止するために、導電膜間には離間部が設けられている。この離間部では基材が露出しているので、この離間部を利用して、基材から突起を突出させる。

また、前記突起は、前記導電膜をカット成形する際に形成されるのが好ましい。
ロータリー刃等の刃を利用した場合は、導電膜は、刃の押圧により基材から突起を形成するように突出する。加えて、基材部分にも刃の押し圧が加わり、基材の変形と相まって、導電膜は、基材から突起を形成するように突出する。
導電膜の端部をカット成形する際にレーザ加工を利用した場合は、導電膜が溶融し、表面張力により変形するので、突起の成形が容易になる。

また、前記突起は、前記導電膜から突出していてもよい。
このような構成を採用すると、突起による導電材の広がりを導電膜上で防止することができる。

また、前記突起の高さは、前記一方の導電膜と前記他方の導電膜との間の間隔より小さいことが好ましい。
このような構成を採用すると、基板間の間隔を狭めるようなプレスを行っても、突起が導電膜に当接するのが回避される。

また、前記突起は、前記一方の導電膜の前記端部と前記他方の一方の導電膜の前記端部との間に配置された封止材に埋設されていてもよい。
このような構成を採用すると、突起によって封止材のズレを確実に防止することができる。

前記突起は、前記端縁側において前記端縁に沿って２列以上形成されていてもよい。
このような構成を採用すると、封止材及び導電材の移動をより確実に防止することができる。

前記突起の一方の導電膜又は他方の導電膜からの突出高さは、光電極と対極との間隔に対し３％以上６０％以下の範囲で形成されていてもよい。
このような構成を採用すると、突起によりこの突起に対向する電極との短絡を防止しつつ有効に封止材及び導電材の移動を阻止することができる。

また、前記導電材は、導電粒子又は導電性の金属粉末であることが好ましい。
また、前記導電材は、粒子径をなしており、アスペクト比が１．０以上１．１以下であってもよい。
このような構成を採用すると、導電材が突起とこの突起に対向する電極との間をすり抜けるのを防止し易くなる。

また、本発明の太陽電池は、色素増感型であってもよい。

本発明によれば、電気的に接続した隣接するセル間の短絡又は電気のリークを容易に防止することができる。

本発明に係る太陽電池の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る太陽電池の変形例を示す断面図である。 本発明に係る太陽電池の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る太陽電池の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図はあくまで太陽電池１の模式図であり、各構成の寸法比等は図に示されたものに限定されるものではない。

図１に示すように、色素増感型太陽電池１は、第１の基板（一方の基板）２と、第１の基板２に対向して平行に配置された第２の基板（他方の基板）３との間に複数のセルＣ１，Ｃ２・・が並置されている。各セルＣ１，Ｃ２は、第１の基板２側に配置された光電極４と第２の基板３側に配置された対極５とを備えている。

光電極４は、第１の基板２に成膜された第１の導電膜（一方の導電膜）６と、この第１の導電膜６に固着された半導体層８とを備えている。対極５は、第２の基板３に成膜された第２の導電膜（他方の導電膜）７を備えている。
詳細には、第１の基板２の表面には、第１の導電膜６として、第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとが間隔を空けて成膜されている。第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとの間は離間部Ｒ２を構成している。

第１の導電膜６Ａ及び第１の導電膜６Ｂにはそれぞれ色素を担持した多孔質半導体が成膜され、半導体層８を形成している。
第２の基板３の表面には、第２の導電膜７として、第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとが間隔を空けて成膜されている。第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとの間は離間部Ｒ１を構成している。第２の導電膜７Ａ，７Ｂには、不図示の触媒層が形成されている。

光電極４と対極５とは、第１の導電膜６Ａ及び第２の導電膜７Ａ並びに第１の導電膜６Ｂ及び第２の導電膜７Ｂの対向位置を配列方向にずらして配置されている。すなわち第１の導電膜６と第２の導電膜７とは離間部Ｒ１，Ｒ２の平面視した位置を第１の導電膜６Ａ，６Ｂ及び第２の導電膜７Ａ，７Ｂの配列方向にずらし、かつ、離間部Ｒ１と離間部Ｒ２との間に隙間を設けて対向配置されている。

このように対向配置された光電極４と対極５とは、封止材９Ａ，９Ｂによって貼り合わされている。
封止材９Ａ，９Ｂは、第１の導電膜６Ａ，６Ｂに形成された半導体層８の周囲を取り囲むように配されて光電極４と対極５との間に内部空間Ｓを形成している。
封止材９Ａ，９Ｂのそれぞれに囲まれた内部空間Ｓ内には、不図示の電解液が充填され液密に封止されている。

このようにして封止材９Ａ，９Ｂにより囲まれた部分が互いに隣り合って配置され、セルＣ１，Ｃ２を構成している。
なお、封止材９Ａは、離間部Ｒ１を埋めるように第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとの間に密に配置されており、第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとの間を絶縁している。
また、封止材９Ｂは、離間部Ｒ２を埋めるように第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとの間に密に配置されており、第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとの間を絶縁している。

セルＣ１において、第１の導電膜６Ａの端部６ｈは、内部空間Ｓから封止材９Ａを超えてセルＣ１とセルＣ２との配列方向に延出しており、第２の導電膜７Ａの端部７ｋは、内部空間Ｓから封止材９Ａを超えて端部６ｈと反対方向に延出している。
セルＣ２においては、第１の導電膜６Ｂの端部６ｈは、内部空間Ｓから封止材９Ｂを超えてセルＣ１とセルＣ２との配列方向に延出しており、第２の導電膜７Ｂの端部７ｋは、内部空間Ｓから封止材９Ｂを超えて端部６ｈの反対側に延出している。

封止材９Ａと封止材９Ｂとの間では第１の導電膜６Ａの端部６ｈと第２の導電膜７Ｂの端部７ｋとが互いに対向配置されている。これらの端部６ｈと端部７ｋとの間には、導電材１０が配置されている。この導電材１０により、セルＣ１とセルＣ２との電気的導通が図られ、セルＣ１，Ｃ２が直列に接続されている。
導電材１０は、一方の封止材９Ａと他方の封止材９Ｂとの隙間をできる限り埋めるように充填されている。

セルＣ１，Ｃ２を平面視した際の離間部Ｒ１と導電材１０との間並びに導電材１０と離間部Ｒ２との間には、突起２０が設けられている。
突起２０は、導電材１０に対して、導電材１０に接している第２の導電膜７Ｂの端部７ｋの端縁７ｙ側であって離間部Ｒ１の導電材１０寄りの位置において端縁７ｙに沿って条状に形成されている。この突起２０は、第２の基板３から第２の導電膜７Ａの表面を超えて突出している。

また、突起２０は、導電材１０に対して、導電材１０に接している第１の導電膜６Ａの端部６ｈの端縁６ｙ側であって離間部Ｒ２の導電材１０寄りの位置において端縁６ｙに沿って条状に形成されている。この突起２０は、第１の基板２から第１の導電膜６Ａの表面を超えて突出している。

いずれの突起２０も、導電材１０の近傍、すなわち第１の基板２又は第２の基板３に厚さ方向に十分なプレス圧を加えた際に、導電材１０が横方向に潰れて突起２０自身に当接し得る近さであって、第１の導電膜６Ａ，６Ｂ間の離間部Ｒ２及び第２の導電膜７Ａ，７Ｂ間の離間部Ｒ１を確保する位置に設けられている。又は、突起２０は、導電材１０の近傍すなわち第１の基板２又は第２の基板３に厚さ方向にプレス圧を加える前に、導電材１０が突起２０自身に当接するほどの近さで離間部Ｒ１，Ｒ２を確保する位置に設けられている。

突起２０の第１の導電膜６又は第２の導電膜７からの突出高さＨ（以下単に「突出高さＨ」と称する）は、第１の導電膜６と第２の導電膜７との間隔Ｗより小さい。
カッター等により端縁６ｙ，７ｙに沿って条状に形成された突起２０は、端縁６ｙ，７ｙ方向に多少の高低差が生じている。このような突起２０の突出高さＨは、条の形成方向のいずれの部分においても、導電材１０の平均粒子径の３％以上６０％以下の範囲内で設けられている。すなわち条状の平均突出高さＨは少なくとも３％以上６０％以下の範囲で設けられている。なお、平均突出高さＨは、７％以上６０％以下であることがより好ましく、１０％以上６０％以下であることが更に好ましい。
導電材１０の平均粒子径に対して平均突出高さＨが３％以上であることが好ましい理由は、平均突出高さＨが粒子径の３％よりも小さいと、導電材１０を食い止め難くなると考えられるからである。

また、導電材１０の平均粒子径に対して突起２０の平均突出高さＨが６０％以下であることが好ましい理由は、平均突出高さＨが６０％以上となると、突起２０が、対向する電極と接触して短絡してしまうことがあるからである。すなわち、光電極４と対極５との貼り合わせの際のプレスは、導電材１０の電極への密着のために粒子径が本来の径の７０％〜９０％程度に圧縮される（潰される）ように行われる。また、第１の基板２及び第２の基板３が可撓性のあるフィルム状の材質により形成されている。したがって、突起２０が、これに対向する電極（第１の導電膜６又は第２の導電膜７）に接しやすくなり、対向する電極と接触して短絡する可能性があるのである。

なお、突起２０を上記の範囲で形成したとしても、光電極４と対極５とのプレス時に封止材９Ａ，９Ｂが突起２０を超えて導電材１０側に流れることがある。そして、導電材１０側に流れた封止材９Ａ，９Ｂは導電材１０の下方に回って導電材１０を第１の導電膜６又は第２の導電膜７から浮かせ、導電材１０に突起２０を乗り越えさせて短絡を起こす元になる可能性がある。したがって、プレスをする前の突起２０の先端と、この突起２０に対向している電極（すなわち第１の導電膜６又は第２の導電膜７）との隙間（＝プレスをする前の間隙Ｗ−突起２０の平均高さ寸法Ｈ）は、導電材１０の粒子径よりも小さく設定されていることが好ましい。

本実施形態において、突起２０は、レーザ等を用いたカット成形により第１の導電膜６及び第２の導電膜７をパターニングして離間部Ｒ１，Ｒ２を形成するにあたり、第１の基板２及び第２の基板３がそれぞれ変形したバリにより形成されている。

なお、第１の導電膜６と第２の導電膜７との間の間隔Ｗは、３０μｍ以上３００μｍ以であることが好ましい。間隔Ｗの下限として３０μｍが好ましいとする理由は、突起２０の作成の容易性からであり、間隔Ｗの上限として３００μｍが好ましいとする理由は、太陽電池１の可撓性又は柔軟性を担保し易くなることからである。

第１の基板２及び第２の基板３の材料としては、それぞれ例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明の熱可塑性樹脂材料を主材料とする樹脂材料、又はガラス基板等が好適に用いられる。なお、第１の基板２及び第２の基板３は、可撓性のあるフィルム状に形成されたものであってもよい。第１の基板２及び第２の基板３の少なくとも一方は、透明基板とされている。

第１の導電膜６と第２の導電膜７の材料には、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、酸化インジウム／酸化亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）等が用いられている。第１の導電膜６と第２の導電膜７の少なくとも一方は、透明な材料により形成されている。

また、第２の導電膜７に形成された不図示の触媒層を構成する材料は、特に限定されず、公知の材料が適用可能であり、例えば、白金、カーボンナノチューブ等のカーボン類、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の導電性ポリマー等が挙げられる。

半導体層８は、増感色素から電子を受け取り輸送する機能を有するものであり、金属酸化物からなる半導体が導電膜の表面に成膜されている。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）等が用いられる。

半導体層８は、増感色素を担持している。増感色素は、有機色素または金属錯体色素で構成されている。有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系等の各種有機色素を用いることができる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が好適に用いられる。

封止材９Ａ，９Ｂとしては、第１の導電膜６及び第２の導電膜７の機能を害さない材質の接着剤、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはポリイソブチレン系樹脂であっても良く、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、またはアイオノマー樹脂などのホットメルト樹脂等が好適に用いられる。

不図示の電解液は、半導体層８の内部を含めて内部空間Ｓ内に充填されている。電解液としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル等の非水系溶剤；ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム又はヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン液体などの液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解液とヨウ素とが混合された溶液等が用いられている。また、電解液は、逆電子移動反応を防止するため、ｔ−ブチルピリジンを含むものでもよい。

導電材１０は、導電粒子又は導電性の金属粉末である。導電材１０は、例えば、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、クロムなどの金属粉末や、金属粒子、金属酸化物粒子、表面或いは全体に導電処理を施した樹脂粒子やガラス粒子、導電性ゴム粒子などの導電粒子が好ましい。導電材１０は、確実に電気的な導通を図る観点から、第１の導電膜６と第２の導電膜７との間隔Ｗ以上の平均径を有する導電材料が好ましい。なお、本実施形態では球形の粒子を好適に用いているが、導電材１０は、線状体であってもよい。

導電材１０が球形である場合は、第１の導電膜６と第２の導電膜７との間を接続するよう配された全粒子の９５％以上のアスペクト比が１．０以上１．１以下であることが好ましい。電極間のギャップは、突起２０の高さＨと、導電材１０の粒子のアスペクト比が１．０であると仮定した径とを考慮し、光電極４と対極５との貼り合せ時に導電材１０が両電極に密着するように一定の圧力をかけて形成される。したがって、導電材１０の粒子のアスペクト比が１．１以上の偏平形状等になると、導電材１０による導通性が悪くなったり、導電材１０が突起２０と対向する第１の導電膜６又は第２の導電膜７との間をすり抜けたりしてしまうことがあるからである。

以上の構成の太陽電池１によれば、第１の基板２又は第２の基板３をプレスし、封止材９Ａ，９Ｂにより光電極４と対極５とを貼り合わせかつ端部６ｈと端部７ｋとの間を導電材１０により電気的に接続させようとすると、導電材１０が潰れて横方向に広がる。また、封止材９Ａ，９Ｂも面方向に広がろうとする。このとき、突起２０が、封止材９Ａ，９Ｂと導電材１０との間に畝を成すように条状に広がっているとともに、導電材１０を挟み込むように離間部Ｒ１，Ｒ２との間に配置されているので、突起２０が導電材１０の移動規制部となって、導電材１０の横方向の広がりが防止される。従って、導電材１０が、離間部Ｒ１，Ｒ２内に移動することによるセルＣ１，Ｃ２間の短絡を防止することができるという効果が得られる。

また、突起２０の一部又は全部は、封止材９Ａ，９Ｂのそれぞれに埋設されている。従って、太陽電池１は、突起２０によって封止材９Ａ，９Ｂのズレを防止することができるという効果を奏する。

また、突起２０の第１の導電膜６又は第２の導電膜７からの突出寸法Ｈは、第１の導電膜６と第２の導電膜７との間の間隔Ｗより小さくしている。したがって、第１の基板２及び第２の基板３間の間隔を狭くするようにプレスを行う際に、突起２０の頂部が第１の導電膜６又は第２の導電膜７に当たるのを回避させることができる。プレスの際に突起２０が第１の導電膜６又は第２の導電膜７に接触すると、短絡が起きる虞がある。しかし、第１の導電膜６と第２の導電膜７との間隔Ｗよりも突起２０の高さＨが小さいと、このような事態を回避することができる。

突起２０の突出寸法Ｈの下限値は、導電材１０の粒子径や量などによって決定されるが、突起２０の突出寸法Ｈのいかんに拘わらず、突起２０は、導電材１０の移動を阻止することができる。

また、導電材１０の平均粒子径に対する突起２０の平均高さＨが３％以上６０％以下、好ましくは７％以上６０％以下、より好ましくは１０％以上６０％以下又はこれにより近い寸法に設定されていると、突起２０の作製がより容易となるとともに、第１の導電膜６及び第２の導電膜７に接触して短絡することなくかつ突起２０による導電材１０の移動を効果的に防止することができる。

次に、上記で説明した本発明の実施形態について、実施例１−１０及び比較例１，２を用いて説明する。

（実施例１）
第１の基板２として、ＩＴＯが成膜されたＰＥＴフィルムからなる導電性フィルムを使用した。導電性フィルムの大きさは、縦寸法１０ｃｍ、横寸法８ｃｍ、厚み寸法は１５０μｍとした。
半導体層８は、エアロゾルでポジション法を用いて、幅２ｃｍ長さ９ｃｍの長さで、第１の基板２のＩＴＯ膜上に３本形成した。

アセトニトリルとｔ−ブタノールの混合溶媒（和光純薬製、体積比１：１）のＮ７１９色素溶液０．３ｍＭに２４時間浸漬し、色素染色した。
半導体層８から１ｍｍ離間した位置において、カッターでＩＴＯ面をなぞることにより、第１の基板２を第１の導電膜６と共にカットし、離間部Ｒ２を形成して第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂ間との絶縁性を確保するとともに、突起２０を形成した。

表面粗さ測定器（サーフコム１３０Ａ、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ社）で計測すると、第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても突起２０の平均突出高さＨは、２０μｍであった。
なお、突起２０の平均突出高さＨは突起２０の形成方向（すなわち、条状の突起２０の延在方向）に視て一定ではなく若干の高低差があるが、高低いずれの箇所においても、突起２０の平均突出高さＨは導電材１０の平均粒子径の３％以上６０％以下の範囲内に形成された（以降の全ての実施例について同様）。
アクリル系の封止材９Ａ，９Ｂを、ディスペンサ（武蔵エンジニアリング社製）を用いて、塗布した。
導電材１０は、表面に金めっきを施したミクロパール３ｇ（登録商標）を導電粒子として、これをアクリル系封止材７ｇに混合したもの（以下、ＡｕＭＰと称する）を用いた。導電材１０の平均粒子径は１００μｍとした。

ディスペンサを用いて、封止材９Ａ，９Ｂ間に上記導電材１０を塗布した。
第２の基板３として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが表面に形成されたＩＴＯ−ＰＥＮフィルム（縦寸法１０ｃｍ、横寸法８ｃｍ）を使用した。
カッターでＩＴＯ面をなぞる（切断してしまわないように厚さ方向に切り込みを入れる）ことで、第２の基板３を第２の導電膜７と共にカットした。突起２０の突出寸法は、２０μｍであった。

第１の基板２と第２の基板３とを貼り合せ、これらの間隔Ｗが８０μｍになるようにプレスを行い、ＵＶを照射し、封止材９Ａ，９Ｂを硬化させた。このプレス及び硬化により、導電材１０は、８０μｍに圧縮された状態で電極間に保持された状態となっている。
電解液として０．００５Ｍのヨウ素と、１．０Ｍの１,３−ジメチル−イミダゾリウムヨージドを含む、アセトニトリル溶液を注液し、突起２０のある直列構造色素増感太陽電池１を５つ作製した。

（実施例２）
第１の導電膜６及び第２の導電膜７をカットする方法を、レーザ加工機を用いる方法にし、第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても、突起２０の突出平均高さＨを１０μｍとした。レーザ加工の器具としては、UNIVERSAL LASER SYSTEMS社製のＶＬＳ３．５０を用いた。更に、導電材１０（ＡｕＭＰ）の平均粒子径を、５０μｍ、間隔Ｗを４５μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。

（実施例３）
導電材１０として平均粒子径が７５μｍの銅粉末を用い、間隔Ｗを７０μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。

（実施例４）
第１の導電膜６及び第２の導電膜７をカットする方法を、レーザ加工機を用いる方法にし、第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても、突起２０の突出平均高さＨを１０μｍとした。レーザ加工の器具としては、UNIVERSAL LASER SYSTEMS社製のＶＬＳ３．５０を用いた。導電材１０（ＡｕＭＰ）の平均粒子径を３００μｍとし、間隔Ｗを３００μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。なお、本実施例においても実施例１と同様導電材１０の径が７０％から９０％程度に弾性変形して扁平となるように光電極４と対極５とをプレスしたが、本実施例では導電材１０が略１００％弾性復帰した状態で光電極４と対極５とを封止材で固定し、間隔Ｗを形成した。

（実施例５）
第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても、突起２０の突出平均高さＨを１９μｍとした。導電材１０（ＡｕＭＰ）の平均粒子径を３００μｍとし、間隔Ｗを３００μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。なお、本実施例においても実施例１と同様導電材１０の径が７０％から９０％程度に弾性変形して扁平となるように光電極４と対極５とをプレスしたが、本実施例では導電材１０が略１００％弾性復帰した際に光電極４と対極５とを封止材で固定し、間隔Ｗを形成した。

（実施例６）
第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても、突起２０の突出平均高さＨを２７μｍとした。導電材１０（ＡｕＭＰ）の平均粒子径を５０μｍとし、間隔Ｗを５０μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。なお、本実施例においても実施例１と同様導電材１０の径が７０％から９０％程度に弾性変形して扁平となるように光電極４と対極５とをプレスしたが、本実施例では導電材１０が略１００％弾性復帰した際に光電極４と対極５とを封止材で固定し、間隔Ｗを形成した。

（実施例７）
第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても、突起２０の突出平均高さＨを７μｍとした。導電材１０（ＡｕＭＰ）の平均粒子径を１００μｍとし、間隔Ｗを１００μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。なお、本実施例においても実施例１と同様導電材１０の径が７０％から９０％程度に弾性変形して扁平となるように光電極４と対極５とをプレスしたが、本実施例では導電材１０が略１００％弾性復帰した際に光電極４と対極５とを封止材で固定し、間隔Ｗを形成した。

（実施例８）
第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても、突起２０の突出平均高さＨを２３μｍとした。導電材１０（ＡｕＭＰ）の平均粒子径を５０μｍとし、間隔Ｗを５０μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。なお、本実施例においても実施例１と同様導電材１０の径が７０％から９０％程度に弾性変形して扁平となるように光電極４と対極５とをプレスしたが、本実施例では導電材１０が略１００％弾性復帰した際に光電極４と対極５とを封止材で固定し、間隔Ｗを形成した。

（実施例９）
第１の導電膜６及び第２の導電膜７のいずれの側においても、突起２０の突出平均高さＨを１０μｍとした。導電材１０（ＡｕＭＰ）の平均粒子径を３０μｍとし、間隔Ｗを３０μｍとした以外は、実施例１と同様にして太陽電池１を５つ作製した。なお、本実施例においても実施例１と同様導電材１０の径が７０％から９０％程度に弾性変形して扁平となるように光電極４と対極５とをプレスしたが、本実施例では導電材１０が略１００％弾性復帰した際に光電極４と対極５とを封止材で固定し、間隔Ｗを形成した。

（比較例１）
実施例１で第１の導電膜６及び第２の導電膜７をカットした位置に突起２０が形成されないように第１の導電膜６Ａ，６Ｂ及び第２の導電膜７Ａ，７Ｂを成膜した基材（第１の基板２及び第２の基板３）を使用した。間隔Ｗを１２０μｍとした以外は、実施例１と同じ太陽電池を５つ作製した。

（比較例２）
間隔Ｗを８０μｍとした以外は、比較例１と同じ太陽電池を５つ作製した。

（色素増感型太陽電池の評価）
室内光（２３０ルクス）の条件下で、作成した実施例１−９及び比較例１，２の太陽電池の発電性能を評価し、ＦＦを確認した。なお、ＦＦとは、太陽電池の出力特性を表す指標の一つで、フィルファクターの略である。ＦＦは、太陽電池の出力測定から算出される値（定義式：ＦＦ＝最大出力÷（解放電圧×短絡電流））により算出される。また、ＦＦ＞０．６５である場合に発電を良好（○）と評価した。
歩留りは、作製した５つの太陽電池のうち、短絡した太陽電池の数が０（ゼロ）であった場合に、良好（○）とし、短絡した太陽電池の数が１以上あった場合は、不良（×）と評価した。以下、評価結果を表１及び表２に示す。

なお、表１，表２に示された導電材１０の平均粒子径は、光電極４と対極５とをプレスする前の寸法を示したものであり、第１の導電膜６と第２の導電膜７との間隔Ｗは、プレス後、封止材９Ａ，９Ｂで固定された状態の寸法を示している。すなわち、間隔Ｗよりも導電材１０の平均粒子径の方が大きい場合、プレス後、導電材１０は、光電極４及び対極５により、表１，表２に示した間隔Ｗと同寸法まで圧縮されていることを意味している。

表１及び表２に記載する実施例１−９の太陽電池１は、導電材１０及び封止材９Ａ，９Ｂの移動を規制する条状の突起２０が設けられておりかつ導電材１０の平均粒子径が第１の導電膜６と第２の導電膜７との間隔Ｗと同等又は間隔Ｗよりも大きく設定されている。したがって、実施例１−９の太陽電池１は、導電材１０が第１の導電膜６及び第２の導電膜７に適切に圧着することで導電材１０がセルＣ１，Ｃ２間の離間部Ｒ１，Ｒ２に入り込んで電気がリークすることを防止することができ、発電性能が良好であった。

また、突起２０により、導電材１０がセルＣ１，Ｃ２間の離間部Ｒ１，Ｒ２に入り込むことによる短絡を良好に防止して歩留まり良く製造することができた。特に、導電材１０の平均粒子径と間隔Ｗとが同等である実施例４−９の場合は、平均粒子径が間隔Ｗよりも大きい実施例１−３に比べて導電材１０と第１の導電膜６若しくは第２の導電膜７との密着率が低くなるが、発電性能と歩留りを良好に保つことができた。

ただし、導電材１０の平均粒子径に対する突起２０の平均高さＨの割合（％）が小さ過ぎると、突起２０の高さＨが不十分となることにより導電材１０の移動を適切に止めおくことが困難になると推測される。したがって、（突起２０の平均突出高さＨ）／（導電材１０の平均粒子径）×１００（％）の値は、３％以上とすることが好ましいと考えられる。また、突起２０による導電材１０の移動防止の確実性及び突起２０作製の容易性の観点に鑑みると、突起２０の平均高さは、各実施例で示されたように７％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。

また、導電材１０の平均粒子径に対する突起２０の平均高さＨの割合（％）は、第１の基板２及び第１の導電膜６並びに第２の基板３及び第２の導電膜７をカッター等により機械的に削る深さを適度にとどめておくことを考慮すると、１０％以上６０％以下の範囲により近く設定することが好ましい。

突起２０が無い比較例１では、間隔Ｗが導電材１０の粒子径より大きいので、直列抵抗が増加し、発電性能が良くなかった。
比較例２の太陽電池では、導電材１０の粒子径が間隔Ｗより大きいが、導電材１０が広がることにより電気がリークし、発電性能が悪かった。また、比較例２の太陽電池には、突起２０が存在しないので、短絡が発生した。

以上のとおり、本発明の太陽電池１は、従来の太陽電池に比べ発電性能よくかつ短絡を発生させにくいことが分かった。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、下記のような種々の変形が可能である。
太陽電池１の突起２０は、導電材１０と封止材９Ａ，９Ｂとの間において２列以上で形成されていることが好ましい。このような構成とすることで、封止材９Ａ，９Ｂ及び導電材１０の移動をより確実に防止することができる。また、突起２０は、カッターやレーザによる機械的な手段により容易に２列形成することができる。

太陽電池１の突起２０は、図２に示すように、導電材１０と離間部Ｒ２との間において第１の導電膜６Ａから突出するように形成されているとともに、導電材１０と離間部Ｒ１との間において第２の導電膜７Ｂから突出するように形成されていてもよい。

具体的には、図２の突起２０は、絶縁性を有する材料を塗布することにより形成してもよい。材料としては、ガラス、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの無機材料や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはポリイソブチレン系樹脂などの有機材料などが挙げられる。

突起２０の形成方法は特に限定されず、公知の方法が挙げられる。具体的には、スクリーン印刷法またはディスペンス法などで塗工した後に、熱や紫外線で硬化する方法や、事前に形成した突起を転写する方法などが挙げられる。

太陽電池１は、このような構成としても、突起２０による導電材１０の広がりの防止を第１の導電膜６Ａ上又は第２の導電膜７Ｂ上で行うことができる。この突起２０は第１の導電膜６Ａ又は第２の導電膜７Ｂと一体成形してもよい。

又は、太陽電池１の突起２０は、図３に示すように、第１の基板２と第２の基板３とに形成され又は予め第１の基板２と第２の基板３に一体成形されていてもよい。
図３に示す突起２０は、第１の基板２及び第２の基板３の形成後に作成する場合には、前述したように、絶縁性を有する材料を塗布することによって形成することができる。太陽電池１は、このような構成としても、突起２０による導電材１０の広がりを防止することができる。

上記で例示した太陽電池１は、セルＣ１，Ｃ２の２つを配列した構成としたが、セルＣは、上記実施形態と同じ要領で３つ以上配列されていてもよい。

１…太陽電池
２…第１の基板（一方の基板）
３…第２の基板（他方の基板）
４…光電極
５…対極
６，６Ａ，６Ｂ…第１の導電膜（一方の導電膜）
７，７Ａ，７Ｂ…第２の導電膜（他方の導電膜）
６ｙ，７ｙ…端縁
８…半導体層
９，９Ａ，９Ｂ…封止材
１０…導電材
２０…突起
Ｃ１，Ｃ２…セル
Ｓ…内部空間
Ｈ…突出高さ
Ｗ…間隔

Claims (11)

1. 一方の基板に成膜された一方の導電膜の端部と、前記一方の基板に対向して配置された他方の基板に成膜された他方の導電膜の端部との間に配置された導電材を介して、前記一方の導電膜と前記他方の導電膜とを電気的に接続して、隣接するセル間を電気的に直列に接続した太陽電池であって、
   前記導電材が接している前記端部の端縁側には、突起が設けられている太陽電池。
2. 前記突起は、前記基板から突出している請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記突起は、前記導電膜をカット成形する際に形成される請求項１又は２に記載の太陽電池。
4. 前記突起は、前記導電膜から突出している請求項１に記載の太陽電池。
5. 前記突起の高さは、前記一方の導電膜と前記他方の導電膜との間の間隔より小さい請求項１から４の何れか一項に記載の太陽電池。
6. 前記突起は、前記一方の導電膜の前記端部と前記他方の一方の導電膜の前記端部との間に配置された封止材に埋設されている請求項１から５の何れか一項に記載の太陽電池。
7. 前記突起は、前記端縁側において前記端縁に沿って２列以上形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の太陽電池。
8. 前記突起の一方の導電膜又は他方の導電膜からの突出高さは、光電極と対極との間隔に対し３％以上６０％以下の範囲で形成されている請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池。
9. 前記導電材は、導電粒子又は導電性の金属粉末である請求項１から８の何れか一項に記載の太陽電池。
10. 前記導電材は、粒子径をなしており、アスペクト比が１．０以上１．１以下であることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
11. 色素増感型である請求項１から１０の何れか一項に記載の太陽電池。