JP2017199759A - 電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な製造プロセスにより製造でき、製造コストの増大を抑えることができるうえ、折り畳んだ形状を容易にかつ自由に設計できる。
【解決手段】第１基材上の半導体電極と、第２基材上の対向電極とに接し、且つ半導体電極と対向電極との間に設けられた導通材と、半導体電極と対向電極との間で導通材同士の間に設けられる液状又は擬液状の電解質とを備え、導通材の延在方向Ｘ１に交叉する電池幅方向Ｘ２には、電解質が封入されたセルＣを形成するように間隔をあけて配置される絶縁及び接着された絶縁部８が設けられ、絶縁部８で折り曲げ可能な折目部Ｐ１が形成され、隣り合うセルＣ、Ｃ同士の間の絶縁部８は、導通材の延在方向Ｘ１に隙間をあけて並列に配置され、折目部Ｐ１は、並列する絶縁部８Ａ，８Ｂのうち隙間Ｓを挟んで対向する端縁８ａ、８ａで折り曲げられた構成の電気モジュールを提供する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュールの製造方法に関する。

従来、色素増感太陽電池として、例えば特許文献１、２に示されるように、透明電極を形成させた透明基板と、対向電極を形成させた対極基板と、前記透明電極上に形成させ多孔質の半導体材料に増感色素を担持させて形成させた半導体層と、前記半導体層と対向電極との間に設けられる液状又は擬液状の電解質と、前記電解質を封止して前記透明基板と前記対極基板とを固着させる封止材と、を備えた構造が知られている。
このような色素増感太陽電池では、持ち運びの利点から、例えば特許文献１、２に示されるような折畳み可能なものが知られている。

特許文献１には、色素増感太陽電池の複数のセルが可撓性を有するフレキシブルな接続部材によって電気的に接続された電気モジュールについて記載されている。

また、特許文献２には、フレキシブルなシート基材と、シート基材の表面に貼付される複数の色素増感太陽電池とを備え、シート状となるように複数の色素増感太陽電池が電気的に接続され、これら色素増感太陽電池ごとに積み重なるように折り畳まれる構成について記載されている。

特開２０１１−８９６２号公報 実用新案登録第３１９５１１６号公報

しかしながら、従来の色素増感太陽電池では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載されるようなフレキシブルな接続部材によって色素増感太陽電池を電気的に接続する場合には、接続部材が太陽電池とは別部材で設けられるため、それらを一体的に製造するという複雑な製造プロセスが必要となり、製造コストが増加するという問題があった。

また、特許文献２の場合も、フレキシブルなシート基材に対して複数の色素増感太陽電池を貼り付ける構造であって、太陽電池とシート基材とがそれぞれ別体であるので、一体的に貼り付けて製造するという複雑な製造プロセスが必要となる。
さらに、特許文献１、２において、折り畳む大きさを変更する場合には、製造過程において太陽電池自体の大きさを変更する必要があった。そのため、製造装置に大掛かりな変更が必要であるうえ、その太陽電池の大きさの自由度も小さいことから、その点で改善の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な製造プロセスにより製造でき、製造コストの増大を抑えることができるうえ、折り畳んだ形状を容易にかつ自由に設計できる電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュール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、本発明に係る電気モジュールは、第１基材上の第１電極と、第２基材上の第２電極とに接し、且つ前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた導通材と、前記第１電極と前記第２電極との間で前記導通材同士の間に設けられる液状又は擬液状の電解質と、を備えた電気モジュールであって、前記導通材の延在方向に交叉する方向には、電解質が封入されたセルを形成するように間隔をあけて配置される絶縁及び接着された絶縁部が設けられ、前記絶縁部で折り曲げ可能な折目部が形成されていることを特徴としている。

また、本発明に係る色素増感太陽電池は、上述した電気モジュールは、前記第１電極又は前記第２電極が光増感色素を含むことを特徴としている。

また、本発明に係る電気モジュールの製造方法は、上述した電気モジュールの製造方法であって、前記第１電極と前記第２電極とを任意の距離をあけて対向させ、前記第１電極と前記第２電極との間に前記導通材および前記電解質を配置する第１工程と、前記第１基材と前記第２基材とを互いに近づけるように押圧し、前記第１基材と前記第２基材とを貼り合わせる第２工程と、前記導通材の延在方向に交叉する方向に沿って接着することで絶縁部を設け、隣り合う前記絶縁部同士の間に電解質が封入されたセルを形成する第３工程と、前記絶縁部で折り曲げることで折目部を形成する第４工程と、を有することを特徴としている。

本発明では、第１基材と第２基材とを貼り合せた状態で、導通材の延在方向に交叉する方向に沿って絶縁及び接着された絶縁部で折り曲げることで、電気モジュールを延在方向に複数に折り返して折り畳むことができる。これにより、持ち運びが容易になり、運搬効率や、施工やメンテナンスにかかる作業効率を向上させることができる。そして、絶縁部は、例えば超音波融着や熱融着等の手段によって接着され、他の非接着部に比べて硬く、強度が大きい部分による折り曲げ構造となるので、折り曲げに伴って生じる破損を抑制することができる。
また、一体に製造された電気モジュール自体を絶縁部で折り曲げる構成であるため、電気モジュールの製造プロセスの最終段階で折り曲げプロセスのみを組み込んだ連続的な製造が可能となり、簡単な製造プロセスにより製造することができる。そのため、例えば折目部が電気モジュールとは別体で設けられる構造のように複雑な製造装置が不要となるため、製造コストの増大を抑えることができる。
さらに、絶縁部が形成される接着位置を延在方向の適宜な位置に容易に調整することができるので、折り畳んだ形状を容易にかつ自由に設計することができる。

また、本発明に係る電気モジュールは、隣り合う前記セル同士の間の前記絶縁部は、前記導通材の延在方向に隙間をあけて並列に配置され、前記折目部は、前記並列する前記絶縁部のうち前記隙間を挟んで対向する端縁で折り曲げられていることが好ましい。

この場合には、折目部となる絶縁部の端縁が非接着部となる隙間に接しているので、折り目が形成され易く、より容易に折り曲げることが可能となり、製造にかかる効率を向上させることができる。
また、本発明では、折目部となる端縁が絶縁部を挟んでセルの反対側に位置するので、仮にこの折目部で破損してしまっても、セル内の電解質の液漏れを防ぐことが可能となる。そのため、電池としての機能の低下を防止することができる。

また、本発明に係る電気モジュールは、前記折目部は、前記絶縁部と前記セルとの間の境界で折り曲げられていてもよい。

この場合には、絶縁部の一方が非接着部となるので折り目が形成され易く、より容易に折り曲げることが可能となり、製造にかかる効率を向上させることができる。

また、本発明に係る電気モジュールは、前記折目部は、前記絶縁部の幅方向の中間に配置されていることが好ましい。

この場合には、折目部が硬い絶縁部上に位置することから、折り曲げに強く、繰り返しによる折り曲げにも効果を発揮し、耐久性を確保することができる。

また、本発明に係る電気モジュールは、前記絶縁部の厚さ方向の表裏面のうち少なくとも一方に切欠部が形成されていることが好ましい。

この場合には、切欠部が折目部となるので、絶縁部の両側に位置するセルを切欠部を中心に回動させることで、容易に折り曲げることができる。

また、本発明に係る電気モジュールは、前記絶縁部の厚さは、幅方向の中央部で小さくなっていることが好ましい。

この場合には、絶縁部における幅方向の中央部が薄肉部となるので折り曲げ易さを向上させることができ、絶縁部としての強度を保って折り曲げに伴う耐久性を維持することができる。

また、本発明に係る電気モジュールは、前記絶縁部には、幅方向の中央部に当該絶縁部の長手方向に沿って延在するヒンジが形成され、前記絶縁部の両側に位置する前記セルは前記ヒンジを中心に回動可能に設けられていることが好ましい。

この場合には、ヒンジが折目部となるので、絶縁部の両側に位置するセルをヒンジを中心に回動させることで、容易に折り曲げることができる。

また、本発明に係る電気モジュールの製造方法は、前記第４工程において、前記絶縁部で交互に折り返すことで折り畳められることが好ましい。

この場合には、交互につづら折り状に複数折り返すことで、容易にかつ効率よく製造することができる。

また、本発明に係る電気モジュールの製造方法は、前記電気モジュールは、ロール・ツー・ロール方式で連続搬送させることが好ましい。

この場合には、ロール・ツー・ロール方式で第１基材と第２基材が貼り合わされ、連続搬送により延在方向に延ばされて製造された電気モジュールを、最終段階で折り曲げ工程の製造プロセスを設けることで所定の大きさに折り畳まれた電気モジュールを得ることができる。

本発明の電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュールの製造方法によれば、簡単な製造プロセスにより製造でき、製造コストの増大を抑えることができるうえ、折り畳んだ形状を容易にかつ自由に設計できる。

本発明の第１の実施の形態による色素増感太陽電池の使用状態を示す平面図である。 図１に示す色素増感太陽電池の概略構成を示す断面図である。 図１に示す色素増感太陽電池を折り曲げた状態を示す斜視図である。 （ａ）は図３に示す色素増感太陽電池の側面図、（ｂ）は色素増感太陽電池を完全に折り畳んだ状態を示す側面図である。 色素増感太陽電池の絶縁部を示す平面図である。 絶縁部で折り曲げた状態の詳細を示す側面図である。 色素増感太陽電池の製造方法を説明するための図であって、製造装置の概略構成を示す図である。 第２の実施の形態による色素増感太陽電池の絶縁部を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は折り曲げた状態の一例を示す側面図、（ｃ）は折り曲げた状態の例を示す側面図である。 変形例による絶縁部の構成を示す拡大側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、他の変形例による絶縁部の構成を示す拡大側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、他の変形例による絶縁部の構成を示す拡大側面図である。 他の変形例による絶縁部の配置領域を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態による電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュールの製造方法について、図面に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
本実施の形態の電気モジュールは、フィルム型の色素増感太陽電池を一例として説明するが、本発明の電気モジュールは色素増感太陽電池に限定されない。図１は、色素増感太陽電池１０の使用状態を示す平面図である。

色素増感太陽電池１０は、図２に示すように、半導体電極（第１電極）１と対向電極（第２電極）２とが封止機能付きの導通材６を介して対向配置されてなる電気モジュールである。
なお、本実施の形態では、第１基材３及び第２基材４の間に形成された複数のセルＣの封止と、各セルＣ，Ｃ，…，Ｃ同士の電気的な直列接続又は並列接続とを要する種々の電気モジュールを対象としている。
図１に示すように、本実施の形態の色素増感太陽電池１０は、直列接続されたセルセルＣ，Ｃ，…，Ｃのうち、色素増感太陽電池１０の長さ方向（後述する延在方向Ｘ１）の両端に位置するセルＣ、Ｃのそれぞれから取り出した端子１０ｂ、１０ｃを介して色素増感太陽電池１０の外部に設けられる端子ボックス１４、１４に接続された構成となっている。
そして、本実施の形態の色素増感太陽電池１０は、図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、後述する絶縁部８で折り曲げ可能な折目部Ｐ１が形成されている。

図２に示すように、具体的には、色素増感太陽電池１０は、第１基材３と、第２基材４と、半導体電極１と、対向電極２と、電解質５と、導通材６と、を備えている。

半導体電極１は、第１基材３上に積層された透明導電膜１１と、透明導電膜１１上に積層された多孔質の半導体層１２と、を備えている。
対向電極２は、第２基材４上に積層された対向導電膜２１と、対向導電膜２１上に積層された触媒層２２と、を備えている。

色素増感太陽電池１０の導通材６の両側方には、封止材７，７が配されている。導通材６と封止材７とにより、電極間（即ち、半導体電極１と対向電極２との間）を接着している。一方、導通材６の延在方向Ｘ１に交叉する方向（電池幅方向Ｘ２）には、超音波融着等の手段により絶縁及び接着されている（以下、絶縁された部分を「絶縁部８」という）。このようにして、それぞれに半導体層１２を有するセルＣが液密に封止されている。そして、導通材６に含まれた導電粒子によって、半導体電極１と対向電極２の間には厚み方向に間隙が形成され、その間隙内に電解質５が封止されている。融着された絶縁部８は、例えば延在方向Ｘ１と一致する絶縁幅方向Ｄ（図５参照）の幅寸法が３ｍｍで、他の部分（非融着部）よりも硬く形成されている。

導通材６は、半導体電極１及び対向電極２を構成する透明導電膜１１及び対向導電膜２１に直接接触している。透明導電膜１１及び対向導電膜２１の所定の箇所には、レーザ照射等によって絶縁された複数のパターニング部が設けられている。

隣接するセルＣ，Ｃ同士の透明導電膜１１及び対向導電膜２１は、パターニング部により複数に区画され、複数の透明導電膜１１及び対向導電膜２１のパターンが形成される。区画された各セルＣにおいて、第１セルＣ１の対向電極２を構成する対向導電膜２１と、第１セルＣ１に隣接する第２セルＣ２の半導体電極１を構成する透明導電膜１１とが導通材６によって電気的に接続されている。この結果、第１セルＣ１と第２セルＣ２が直列に接続されている。すなわち、第１基材３と第２基材４との間の間隙において複数のセルＣを直列に並べて作製する場合には、例えば、（封止材７／導通材６／封止材７）／（第１セルＣ１）／（封止材７／導通材６／封止材７）／（第２セルＣ２）／（封止材７／導通材６／封止材７）／（第３セルＣ３）・・・の順に配置することができる。

第１基材３及び第２基材４の材質は、特に限定されず、例えば、樹脂等の絶縁体、半導体、金属、ガラス等が挙げられる。前記樹脂としては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド等が挙げられる。薄くて軽いフレキシブルな色素増感太陽電池１０を製造する観点からは、基材は透明樹脂製であることが好ましく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムであることがより好ましい。なお、第１基材３の材質と第２基材４の材質とは、異なっていても構わない。

透明導電膜１１、対向導電膜２１の種類や材質は、特に限定されず、公知の色素増感太陽電池に使用される導電膜が適用可能であり、例えば、金属酸化物で構成される薄膜が挙げられる。前述の金属酸化物としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミドープ酸化亜鉛（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）等が例示できる。

半導体層１２は、吸着した光増感色素から電子を受け取ることが可能な材料によって構成され、通常は多孔質であることが好ましい。半導体層１２を構成する材料は特に限定されず、公知の半導体層１２の材料が適用可能であり、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物半導体が挙げられる。
半導体層１２に担持される光増感色素は特に限定されず、例えば有機色素、金属錯体色素等の公知の色素が挙げられる。前述の有機色素としては、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、チオフェン系等が挙げられる。前記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。

触媒層２２を構成する材料は、特に限定されず、公知の材料を適用可能であり、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。

電解質５は、特に限定されず、公知の色素増感太陽電池で使用されている電解質を適用できる。電解質５としては、例えばヨウ素とヨウ化ナトリウムが有機溶媒に溶解された電解液等が挙げられる。

電解質５が接触する半導体層１２において多孔質内部を含む表面には、図示しない公知の光増感色素が吸着している。

導通材６は、互いに平行に且つ一方向に延びる複数の半導体層１２の間に配され、第１基材３上の半導体電極１と第２基材４上の対向電極２とに接し、且つ半導体電極１と対向電極２との間に設けられている。
導通材６としては、例えば、導線、導電チューブ、導電箔、導電板および導電メッシュ、導電ペーストから選ばれる１種以上が用いられる。ここで導電ペーストとは、比較的剛性が低く、柔らかい形態の導電性材料であり、例えば固形の導通材が有機溶媒、バインダー樹脂等の粘性を有する分散媒に分散された形態を有し得る。導通材６は両面接着タイプの銅テープのように、導通と接着の両方の機能を有していても良い。

導通材６としては、例えば、金、銀、銅、クロム、チタン、白金、ニッケル、タングステン、鉄、アルミニウム等の金属、或いはこれらの金属のうち２種以上の合金等が挙げられるが、特に限定されない。また、導電性の微粒子（例えば、前記金属又は合金の微粒子、カーボンブラックの微粒子等）が分散された、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂組成物等も前記材料として挙げられる。

封止材７は、対向する第１基材３及び第２基材４を接着し、且つこれら基材３、４間に形成されたセルＣを封止することが可能な非導電性の部材であれば特に制限されない。
封止材７の材料としては、例えば、ホットメルト接着剤（熱可塑性樹脂）、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、並びに、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を含んだ樹脂等、一時的に流動性を有し、適当な処理により固化される樹脂材料等が挙げられる。前記ホットメルト接着剤としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。前記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾオキサゾン樹脂等が挙げられる。前記紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の光重合性のモノマーを含むものが挙げられる。

本実施の形態の色素増感太陽電池１０は、図３、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、隣り合う絶縁部８同士の間の１単位のセルＣの大きさで折り畳み可能に設けられ、絶縁部８で折り曲げられた折目部Ｐ１が形成され、この折目部Ｐ１で引き伸ばし可能に設けられている。なお、図１は、折目部Ｐ１で引き伸ばした状態を示しており、複数（ここでは７つ）のセルＣ・・・Ｃが直列に配列されている。
具体的には、図５及び図６に示すように、隣り合うセルＣ、Ｃ同士の間の絶縁部８（８Ａ、８Ｂ）は、導通材６の延在方向Ｘ１に隙間Ｓをあけて並列に配置されている。折目部Ｐは、並列する絶縁部８Ａ，８Ｂのうち隙間Ｓを挟んで対向する第１端縁８ａ、８ａで互いに向き合う方向に折り曲げられている。

次に、上述した色素増感太陽電池１０の製造方法について、一例に挙げて説明する。

本実施の形態の色素増感太陽電池１０の製造方法は、図７に示すように、半導体電極１と対向電極２とを任意の距離をあけて対向させ、半導体電極１と対向電極２との間に導通材６および電解質５を配置する第１工程と、第１基材３と第２基材４とを互いに近づけるように押圧し、第１基材３と第２基材４とを貼り合わせる第２工程と、電池幅方向Ｘ２に沿って接着することで絶縁部８を設け、隣り合う絶縁部８、８同士の間に電解質５が封入されたセルＣを形成する第３工程と、絶縁部８で折り曲げることで折目部Ｐを形成する第４工程と、を有している。
以下、各工程について図２及び図７等を用いて具体的に説明する。

［第１工程］
先ず、ロール・ツー・ロール方式を用いた公知の色素増感太陽電池の製造装置９を用いて、所定の第１搬送方向Ｖ１に連続搬送される第１基材３上のセルを形成するための所定の位置に透明導電膜１１を形成し、その後、所定の位置に半導体層１２を形成し、半導体層１２の両側（即ち、周囲）に封止材７を形成した後、電解質５を積層する。これにより、半導体電極１及び封止材７を備えると共に、適所に隙間が形成された第１貼合せ基材３１を得る。なお、本実施の形態では、第１搬送方向Ｖ１は色素増感太陽電池１０の延在方向Ｘ１に一致している。

次に、所定の第２搬送方向Ｖ２に連続搬送される第２基材４上のセルを形成するための所定の位置に対向導電膜２１を形成し、その後、所定の位置に触媒層２２を形成する。これにより、対向電極２を備えた第２貼合せ基材４１を得る。

次いで、第１貼合せ基材３１の隙間（第１電極と第２電極との間）に、導電性ペースト供給部（図示省略）から少なくともバインダーと導電粒子とを含有する導電性ペーストを充填し、導通材６とする。実際には、封止材７や配線材料等が後述する第二工程において押し潰され、拡がることを勘案して、導電性ペーストを所定の厚みよりもやや厚く充填してもよい。

［第２工程］
続いて、第１貼合せ基材３１の半導体層１２と第２貼合せ基材４１の触媒層２２とを対向させ、第１貼合せ基材３１と第２貼合せ基材４１とを互いに近づける。貼合せ基材３１，４１の厚み方向に所定の間隔をあけた状態で該厚み方向に沿って配置され一対のローラー９１Ａ，９１Ｂを用いて、第１貼合せ基材３１と第２貼合せ基材４１とを互いにより近づけるように押圧する。
一対のローラー９１Ａ，９１Ｂによって押圧された押圧空間に対して適当に配置された紫外線照射部９２から紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化樹脂からなる封止材７を硬化させることで第１貼合せ基材３１（第１基材３）と第２貼合せ基材４１（第２基材４）とを貼り合わせる。この後、時間の経過に伴って、導電性ペーストの流動性等が低下し、適度に硬化される。

［第３工程］
次に、貼り合わされた第１基材３と第２基材４の第１搬送方向Ｖ１の所定位置において超音波融着部９３により超音波振動を付与し、電池幅方向Ｘ２に沿って例えば幅３ｍｍ程度で融着して接着することで絶縁部８を設ける。これにより、延在方向Ｘ１に隣り合う絶縁部８、８同士の間に電解質５が封入されたセルＣが形成される。なお、本実施の形態では、１箇所の絶縁部８において互いに隙間Ｓをあけて２箇所の絶縁部８Ａ，８Ｂが形成される。
以上の第１工程〜第３工程により、図１に示すような延在方向Ｘ１に延びた状態の色素増感太陽電池１０が得られる。

［第４工程］
次いで、超音波融着部９３における第１搬送方向Ｖ１の下流側には折曲げ部９４が設けられている。この折曲げ部９４において、第３工程で製造された色素増感太陽電池１０に対して絶縁部８の折目部Ｐ１で交互に重なるように折り返すことでセルＣの形状に合わせてつづら折り状に折り畳められた状態の色素増感太陽電池１０が得られる。

次に、上述した色素増感太陽電池１０及びそ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。
本実施の形態では、図２に示すように、第１基材３と第２基材４とを貼り合せた状態で、図５及び図６に示すように電池幅方向Ｘ２に沿って絶縁及び接着された絶縁部８で折り曲げることで、色素増感太陽電池１０を延在方向Ｘ１に複数に折り返して折り畳むことができる。これにより、持ち運びが容易になり、運搬効率や、施工やメンテナンスにかかる作業効率を向上させることができる。

そして、絶縁部８は、超音波融着等の手段によって接着され、他の非接着部に比べて硬く、強度が大きい部分による折り曲げ構造となるので、折り曲げに伴って生じる破損を抑制することができる。具体的に本実施の形態では隣り合うセルＣ、Ｃ同士の間の絶縁部８Ａ、８Ｂは、延在方向Ｘ１に隙間をあけて並列に配置されており、折目部Ｐ１が並列する絶縁部８Ａ，８Ｂのうち隙間Ｓを挟んで対向する端縁８ａ、８ａで折り曲げられる構成となっている。つまり、折目部Ｐ１となる絶縁部８Ａ，８Ｂのそれぞれの端縁８ａ、８ａが非接着部となる隙間Ｓに接しているので、折り目が形成され易く、より容易に折り曲げることが可能となり、製造にかかる効率を向上させることができる。
また、本実施の形態では、並列する一対の絶縁部８Ａ、８Ｂの対向する端縁８ａ、８ａを折目部Ｐ１が絶縁部８を挟んでセルＣの反対側に位置するので、仮にこの折目部Ｐ１で破損してしまっても、セルＣ内の電解質５の液漏れを防ぐことが可能となる。そのため、電池としての機能の低下を防止することができる。

また、一体に製造された色素増感太陽電池１０の自体を絶縁部８で折り曲げる構成であるため、色素増感太陽電池１０の製造プロセスの最終段階で折り曲げプロセスのみを組み込んだ連続的な製造が可能となり、簡単な製造プロセスにより製造することができる。そのため、例えば折目部Ｐ１が色素増感太陽電池１０とは別体で設けられる構造のように複雑な製造装置が不要となるため、製造コストの増大を抑えることができる。
さらに、絶縁部８が形成される接着位置を延在方向Ｘ１の適宜な位置に容易に調整することができるので、折り畳んだ形状を容易にかつ自由に設計することができる。

また、本実施の形態では、製造時において、交互につづら折り状に複数折り返すことで、容易にかつ効率よく製造することができる。
しかも、ロール・ツー・ロール方式で第１基材３と第２基材４が貼り合わされ、連続搬送により延在方向Ｘ１に延ばされて製造された色素増感太陽電池１０を、最終段階で折り曲げ工程の製造プロセスを設けることで所定の大きさに折り畳まれた色素増感太陽電池１０を得ることができる。

このように本実施の形態では、製造コストの増大を抑えることができ、折り畳んだ形状を容易にかつ自由に設計できる。

次に、本発明のフィルム基材を用いた電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュールの製造方法による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１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、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。

（第２の実施の形態）
次に、図８（ａ）に示す第２の実施の形態による色素増感太陽電池１０Ａ（電気モジュール）は、第１の実施の形態のように一対の絶縁部８Ａ、８Ｂ（図５参照）に代えて、一箇所のみの絶縁部８を設けた構成である。
第２の実施の形態では、図８（ｂ）に示すように、折目部Ｐ２が絶縁部８の絶縁幅方向Ｄの中間に配置され、この折目部Ｐ２を中心に両側のセルＣ１、Ｃ２が互いに近接するように回動させることで折り曲げる構造がある。
この場合には、折目部Ｐ２が硬い絶縁部８上に位置することから、折り曲げに強く、繰り返しによる折り曲げにも効果を発揮し、耐久性を確保することができる。

また、図８（ｃ）に示すように、絶縁部８におけるセルＣとの間の境界（第２端縁８ｂ）に折目部Ｐ３が設けられた折り曲げ構造がある。
この場合には、絶縁部８の一方が非接着部のセルＣとなるので折り目が形成され易く、より容易に折り曲げることが可能となり、製造にかかる効率を向上させることができる。

上述した図８（ｂ）に示すような絶縁部８の絶縁幅方向Ｄの中心に折目部Ｐ２が設けられる場合には、図９に示すように、絶縁部８の厚さが絶縁幅方向Ｄの中央部で小さくなるように薄肉部８１が形成された構成としてもよい。この薄肉部８１は、表面及び裏面の両側において絶縁部８の厚さ方向の中心側に突となる凹曲面８１ａ、８１ｂを形成している。
この場合には、折り曲げ易さを向上させることができ、絶縁部８としての強度を保って折り曲げに伴う耐久性を維持することができる。

さらに、絶縁部８の他の形状として、図１０（ａ）に示すように絶縁部８の一方の表面に１つの切欠部８２が形成される構成、図１０（ｂ）に示すように２つの切欠部８３、８３が形成される構成であっても良い。
さらにまた、切欠きを設ける絶縁部８の他の形状として、図１０（ｃ）に示すように、表面及び裏面の両側において、複数の切欠きが絶縁幅方向Ｄの全体にわたって設けられた切欠群８０を形成させた構成であっても良い。この切欠群８０に形成される切欠きは、異なる深さのものが混在している。この場合、切欠群８０の凹凸の平均高さ位置がセルＣ１、Ｃ２の表面と同等とすることで、絶縁部８の材料の増大を抑えることができ好ましい。

また、図１１（ａ）、(ｂ)に示すように、さらに絶縁部８の他の構成として、絶縁幅方向Ｄの中央部に絶縁部８の長手方向（電池幅方向Ｘ２）に沿って延在するヒンジ８４Ａ、８４Ｂが形成され、絶縁部８の両側に位置するセルＣ１、Ｃ２がヒンジ８４Ａ、８４Ｂを中心に回動可能に設けられたものであってもよい。図１１（ａ）の第１ヒンジ８４Ａは、一方の表面に切欠き凹部８４ａが形成され、該切欠き凹部８４ａに対応する他方の表面に外側に突となる膨出部８４ｂが形成された構成となっている。図１１（ｂ）の第２ヒンジ８４Ｂは、図１１（ａ）に示す第１ヒンジ８４Ａの膨出部８４ｂの変形例であって、その膨出部８４ｂの両側において、膨出部８４ｂと同じ表面に切欠き部８４ｃが形成された構成となっている。
また、絶縁部８の他の構成として、図１１（ｃ）に示すように、表面及び裏面の両側において、絶縁幅方向Ｄの中心に向うに従って漸次、段の深さが深くなる段状切欠部８５が形成された構成であっても良い。
上述したような切欠部８２、８３、ヒンジ８４Ａ、８４Ｂの位置が折目部Ｐ２となり、切欠群８０及び段状切欠部８５の絶縁幅方向Ｄの中心部分が折目部Ｐ２となるので、絶縁部８の両側に位置するセルＣを切欠部８２、８３やヒンジ８４を中心に回動させることで、容易に折り曲げることができる。

以上、本発明によるフィルム基材を用いた電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュール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、上述の実施の形態では、超音波融着によって接着した絶縁部を形成しているが、超音波融着に限定されることはなく、例えば熱融着や機械的な接着手段、或いは高周波ウェルダーを用いた高周波誘電加熱による溶接手段によって絶縁部が形成されていてもよい。なお、このような接着手段のうち最も好ましい手段は、融着時間が短く生産性があり、折曲げ部の形状形成工程を同時に行うことが可能という点で超音波融着となる。

また、色素増感太陽電池１０における折り曲げ数（折返し回数）は、任意に設定することができる。
さらに、本実施の形態では、折り畳み形態として、交互に折返しの向きを変えたつづら折り状としているが、これに限定されず、セルの両端に位置する両セルを互いに近接する向きに折り曲げる構成であってもかまわない。

また、色素増感太陽電池１０の製造方法について、上述した実施の形態ではロール・ツー・ロール方式で連続搬送させることによって製造される例を示しているが、このような製造方法であることに制限されることはない。また、色素増感太陽電池１０を絶縁部８で折り曲げる装置においても、色素増感太陽電池１０を長尺の状態で製造する製造ラインとは別で折り曲げ工程を実施する折曲げ装置を設けるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態では、絶縁部８が電池幅方向Ｘ２に連続した形態となっているが、これに限定されることはない。例えば、図１２に示す色素増感太陽電池１０Ｂのように、絶縁部８が電池幅方向Ｘ２に沿って断続的に配置されていてもよい。
さらにまた、本実施の形態では、絶縁部８が電池幅方向Ｘ２に沿って直線状に形成されているが、直線であることに限定されることはない。例えば、電池幅方向Ｘ２に沿って交互に緩い角度をつけて所謂、ミウラ折り（登録商標）を可能とするように融着した絶縁部８であってもかまわない。

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 半導体電極（第１電極）
２ 対向電極（第２電極）
３ 第１基材
４ 第２基材
５ 電解質
６ 導通材
７ 封止材
８、８Ａ、８Ｂ 絶縁部
８ａ 第１端縁
８ｂ 第２端縁
１０、１０Ａ、１０Ｂ 色素増感太陽電池（電気モジュール）
１１ 透明導電膜
１２ 半導体層
８１ 薄肉部
８２、８３ 切欠部
８４ ヒンジ
９３ 超音波融着部
９４ 折曲げ部
Ｃ セル
Ｄ 絶縁幅方向
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 折目部
Ｘ１ 延在方向
Ｘ２ 電池幅方向

Claims (11)

1. 第１基材上の第１電極と、第２基材上の第２電極とに接し、且つ前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた導通材と、前記第１電極と前記第２電極との間で前記導通材同士の間に設けられる液状又は擬液状の電解質と、を備えた電気モジュールであって、
   前記導通材の延在方向に交叉する方向には、電解質が封入されたセルを形成するように間隔をあけて配置される絶縁及び接着された絶縁部が設けられ、
   前記絶縁部で折り曲げ可能な折目部が形成されていることを特徴とする電気モジュール。
2. 隣り合う前記セル同士の間の前記絶縁部は、前記導通材の延在方向に隙間をあけて並列に配置され、
   前記折目部は、前記並列する前記絶縁部のうち前記隙間を挟んで対向する端縁で折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の電気モジュール。
3. 前記折目部は、前記絶縁部と前記セルとの間の境界で折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の電気モジュール。
4. 前記折目部は、前記絶縁部の幅方向の中間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気モジュール。
5. 前記絶縁部の厚さ方向の表裏面のうち少なくとも一方に切欠部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電気モジュール。
6. 前記絶縁部の厚さは、幅方向の中央部で小さくなっていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気モジュール。
7. 前記絶縁部には、幅方向の中央部に当該絶縁部の長手方向に沿って延在するヒンジが形成され、前記絶縁部の両側に位置する前記セルは前記ヒンジを中心に回動可能に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電気モジュール。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電気モジュールは、前記第１電極又は前記第２電極が光増感色素を含むことを特徴とする色素増感太陽電池。
9. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電気モジュールの製造方法であって、
   前記第１電極と前記第２電極とを任意の距離をあけて対向させ、前記第１電極と前記第２電極との間に前記導通材および前記電解質を配置する第１工程と、
   前記第１基材と前記第２基材とを互いに近づけるように押圧し、前記第１基材と前記第２基材とを貼り合わせる第２工程と、
   前記導通材の延在方向に交叉する方向に沿って接着することで絶縁部を設け、隣り合う前記絶縁部同士の間に電解質が封入されたセルを形成する第３工程と、
   前記絶縁部で折り曲げることで折目部を形成する第４工程と、
   を有することを特徴とする電気モジュールの製造方法。
10. 前記第４工程において、前記絶縁部で交互に折り返すことで折り畳められることを特徴とする請求項９に記載の電気モジュールの製造方法。
11. 前記電気モジュールは、ロール・ツー・ロール方式で連続搬送させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電気モジュールの製造方法。

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