JP2018081990A - Photoelectric conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device in which positional deviation of a photoelectric conversion element for the enclosure can be suppressed sufficiently.SOLUTION: A photoelectric conversion device includes a photoelectric conversion element, and an enclosure for holding the photoelectric conversion element, the photoelectric conversion element has a board, at least one photoelectric conversion cell provided on one face of the board, and a hard part provided on one face of the board at the marginal part thereof, the photoelectric conversion cell having a conductive layer provided on one face of the board, and a counter board provided oppositely to the conductive layer, the enclosure having a housing section for housing the photoelectric conversion element, and a fixing part provided in the housing section, and fixing the photoelectric conversion element to the housing section. Durometer hardness of the hard part by a type D durometer is larger than 50, and the hard part is sandwiched by the board and the fixing part.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光電変換装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device.

色素増感太陽電池などの色素を用いた光電変換装置は、光電変換効率が高く、製造コストが低いなどの利点を持つため注目されている次世代光電変換装置である。   A photoelectric conversion device using a dye such as a dye-sensitized solar cell is a next-generation photoelectric conversion device that has attracted attention because it has advantages such as high photoelectric conversion efficiency and low manufacturing cost.

このような色素を用いた光電変換装置は光電変換素子を備えている。光電変換素子は一般に、基板と、基板上に設けられる少なくとも１つの光電変換セルとを備えているが、光電変換素子の中にはさらに基板の周縁部にブチルゴムなどの環状で軟質の接着部を介して固定され、基板との間に少なくとも１つの光電変換セルを配置させるバックシートを有するものもある（下記特許文献１参照）。   A photoelectric conversion device using such a dye includes a photoelectric conversion element. In general, a photoelectric conversion element includes a substrate and at least one photoelectric conversion cell provided on the substrate. In addition, in the photoelectric conversion element, an annular and soft adhesive portion such as butyl rubber is further provided on the periphery of the substrate. Some have a back sheet that is fixed via a substrate and at least one photoelectric conversion cell is disposed between the substrate and the substrate (see Patent Document 1 below).

一方、光電変換装置としては、光電変換素子を保持する筐体を有するものも知られている。この筐体は一般に、光電変換素子を収容する収容部と、収容部に設けられ、バックシートを押さえて光電変換素子を収容部に固定する固定部とを有する。この場合、筐体の固定部がバックシートを介して接着部を押し付けることになる。   On the other hand, what has a housing | casing which hold | maintains a photoelectric conversion element is also known as a photoelectric conversion apparatus. The housing generally includes a housing portion that houses the photoelectric conversion element, and a fixing portion that is provided in the housing portion and holds the photoelectric conversion element to the housing portion by pressing the back sheet. In this case, the fixing part of the casing presses the adhesive part through the back sheet.

特開２０１４−１９２００８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-192008

しかし、上記特許文献１に記載の光電変換装置は以下に示す課題を有していた。   However, the photoelectric conversion device described in Patent Document 1 has the following problems.

すなわち、上記特許文献１に記載の光電変換装置では、筐体の固定部がバックシートを介して接着部を押し付けるため、光電変換装置が高温環境下に置かれると、接着部が軟化し、その結果、バックシートと筐体の固定部との間に隙間が生じる場合があり、その場合には光電変換素子が筐体に対する本来の位置から位置ズレを起こすことが考えられる。   That is, in the photoelectric conversion device described in Patent Document 1, since the fixing portion of the housing presses the bonding portion through the back sheet, when the photoelectric conversion device is placed in a high temperature environment, the bonding portion softens, As a result, a gap may be generated between the back sheet and the fixed portion of the casing. In this case, it is conceivable that the photoelectric conversion element is displaced from its original position with respect to the casing.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、筐体に対する光電変換素子の位置ズレを十分に抑制できる光電変換装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the photoelectric conversion apparatus which can fully suppress the position shift of the photoelectric conversion element with respect to a housing | casing.

上記課題を解決するため、本発明は、光電変換素子と、前記光電変換素子を保持する筐体とを備え、前記光電変換素子が、基板と、前記基板の一面上に設けられる少なくとも１つの光電変換セルと、前記基板の前記一面上であって前記基板の周縁部に設けられる硬質部とを有し、前記光電変換セルが、前記基板の前記一面上に設けられる導電層と、前記導電層に対向して設けられる対向基板とを有し、前記筐体が、前記光電変換素子を収容する収容部と、前記収容部に設けられ、前記光電変換素子を前記収容部に固定する固定部とを有し、前記硬質部のタイプＤデュロメータによるデュロメータ硬さが５０より大きく、前記硬質部が前記基板と前記固定部とによって挟まれている、光電変換装置である。   In order to solve the above-described problem, the present invention includes a photoelectric conversion element and a housing that holds the photoelectric conversion element, and the photoelectric conversion element is provided on a substrate and at least one photoelectric element provided on one surface of the substrate. A conversion cell; and a hard portion provided on the peripheral surface of the substrate on the one surface of the substrate, wherein the photoelectric conversion cell is provided on the one surface of the substrate; and the conductive layer And a housing part that houses the photoelectric conversion element, and a fixing part that is provided in the housing part and fixes the photoelectric conversion element to the housing part. The durometer hardness of the hard part by a type D durometer is greater than 50, and the hard part is sandwiched between the substrate and the fixed part.

この光電変換装置によれば、硬質部が光電変換素子の基板と筐体の固定部によって挟み込まれており、硬質部のタイプＤデュロメータによるデュロメータ硬さが５０より大きいため、筐体の固定部が光電変換素子を筐体の収容部にしっかりと固定することが可能となる。このため、本発明の光電変換装置によれば、筐体に対する光電変換素子の位置ズレを十分に抑制できる。   According to this photoelectric conversion apparatus, since the hard portion is sandwiched between the substrate of the photoelectric conversion element and the fixing portion of the housing, and the durometer hardness by the type D durometer of the hard portion is larger than 50, the fixing portion of the housing is The photoelectric conversion element can be firmly fixed to the housing portion of the housing. For this reason, according to the photoelectric conversion apparatus of this invention, the position shift of the photoelectric conversion element with respect to a housing | casing can fully be suppressed.

上記光電変換装置においては、前記光電変換素子が、前記基板の前記一面側に設けられ、前記光電変換セルを覆って保護する保護層をさらに有し、前記保護層の周縁部が前記硬質部を構成していることが好ましい。   In the photoelectric conversion device, the photoelectric conversion element is further provided on the one surface side of the substrate, and further includes a protective layer that covers and protects the photoelectric conversion cell, and a peripheral portion of the protective layer includes the hard portion. It is preferable to comprise.

この場合、保護層の周縁部が硬質部を構成していない場合、例えば硬質部が、保護層と別に存在し、硬質部及び保護層を基板の一面に直交する方向に見た場合に基板の一面上であって保護層の外側領域に設けられている場合に比べると、基板の一面上において、硬質部を設置するための領域を省くことが可能となる。このため、基板の一面の面積を小さくすることができ、光電変換素子をより小型化できる。従って、光電変換装置をより小型化することができる。   In this case, when the peripheral part of the protective layer does not constitute a hard part, for example, the hard part exists separately from the protective layer, and when the hard part and the protective layer are viewed in a direction perpendicular to one surface of the substrate, Compared to the case where the hard portion is provided on the one surface and the outer region of the protective layer, it is possible to omit the region for installing the hard portion on the one surface of the substrate. For this reason, the area of one surface of a board | substrate can be made small and a photoelectric conversion element can be reduced more in size. Therefore, the photoelectric conversion device can be further downsized.

なお、本発明において、タイプＤデュロメータによるデュロメータ硬さは、硬質部に使用する材料を用いて別個に厚さ２ｍｍ以上でかつ半径１２ｍｍ以上の大きさを有する試験片を用意し、この試験片についてＪＩＳ規格Ｋ７２１５「プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法」に準拠して測定される値を言う。   In the present invention, for the durometer hardness of the type D durometer, a test piece having a thickness of 2 mm or more and a radius of 12 mm or more is prepared separately using the material used for the hard part. The value measured according to JIS standard K7215 “Plastic Durometer Hardness Test Method”.

本発明によれば、筐体に対する光電変換素子の位置ズレを十分に抑制できる光電変換素子が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photoelectric conversion element which can fully suppress the position shift of the photoelectric conversion element with respect to a housing | casing is provided.

本発明の光電変換装置の一実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the photoelectric conversion apparatus of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った切断面端面図である。It is a cut surface end view along the II-II line of FIG. 本発明の光電変換装置の他の実施形態を示す切断面端面図である。It is a cut surface end view which shows other embodiment of the photoelectric conversion apparatus of this invention.

以下、本発明の実施形態について図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の光電変換装置の一実施形態を示す平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った切断面端面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional end view taken along line II-II in FIG.

図１及び図２に示すように、光電変換装置１００は、光電変換素子１１０と、光電変換素子１１０を保持する筐体１２０とを備えている。光電変換素子１１０は、基板としての透明基板１１と、透明基板１１の一面１１ａ上に設けられる光電変換セル５０と、透明基板１１の一面１１ａ側に設けられ、光電変換セル５０を覆って保護する保護層６０とを有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the photoelectric conversion device 100 includes a photoelectric conversion element 110 and a housing 120 that holds the photoelectric conversion element 110. The photoelectric conversion element 110 is provided on the transparent substrate 11 as a substrate, the photoelectric conversion cell 50 provided on the one surface 11a of the transparent substrate 11, and the one surface 11a side of the transparent substrate 11, and covers and protects the photoelectric conversion cell 50. And a protective layer 60.

透明基板１１は、光電変換セル５０が設けられる面（以下、「セル設置面」と呼ぶ）１１ａと反対側に光を受光するための受光面１１ｂを有している。   The transparent substrate 11 has a light receiving surface 11b for receiving light on a side opposite to a surface (hereinafter referred to as a “cell installation surface”) 11a on which the photoelectric conversion cell 50 is provided.

光電変換セル５０は、透明基板１１のセル設置面１１ａ上に設けられる電極としての透明導電層１２と、透明導電層１２に対向して設けられる対向基板２０と、透明導電層１２及び対向基板２０の間であって透明導電層１２上に設けられる酸化物半導体層１３と、透明基板１１及び対向基板２０の間に設けられ、これらを接続する環状の封止部３０と、封止部３０、透明導電層１２及び対向基板２０によって形成されるセル空間に設けられる電解質４０とを有している。酸化物半導体層１３には色素が担持されている。   The photoelectric conversion cell 50 includes a transparent conductive layer 12 as an electrode provided on the cell installation surface 11 a of the transparent substrate 11, a counter substrate 20 provided to face the transparent conductive layer 12, the transparent conductive layer 12 and the counter substrate 20. Between the oxide semiconductor layer 13 provided on the transparent conductive layer 12 and between the transparent substrate 11 and the counter substrate 20, and an annular sealing portion 30 connecting them, and a sealing portion 30, And an electrolyte 40 provided in a cell space formed by the transparent conductive layer 12 and the counter substrate 20. A dye is supported on the oxide semiconductor layer 13.

対向基板２０は対極で構成され、基板と電極を兼ねる金属基板２１と、金属基板２１の透明基板１１側に設けられる触媒層２２とを有している。   The counter substrate 20 is configured as a counter electrode, and includes a metal substrate 21 serving as a substrate and an electrode, and a catalyst layer 22 provided on the metal substrate 21 on the transparent substrate 11 side.

保護層６０は、透明基板１１のセル設置面１１ａ上であって透明基板１１の周縁部に設けられる環状の硬質部６１と、環状の硬質部６１の内側で光電変換セル５０を覆うように設けられる被覆部６２とを有している。また、硬質部６１のタイプＤデュロメータによるデュロメータ硬さ（以下、単に「デュロメータ硬さ」と呼ぶ）は５０より大きくなっている。   The protective layer 60 is provided on the cell installation surface 11 a of the transparent substrate 11 so as to cover the photoelectric conversion cell 50 on the inner side of the annular hard portion 61 provided on the periphery of the transparent substrate 11 and the annular hard portion 61. And a covering portion 62 to be formed. Further, the durometer hardness (hereinafter simply referred to as “durometer hardness”) of the hard portion 61 by the type D durometer is larger than 50.

一方、筐体１２０は、光電変換素子１１０を収容する収容部１２１と、収容部１２１に設けられ、光電変換素子１１０を収容部１２１に固定する固定部１２２とを有している。収容部１２１は、透明基板１１のうち光電変換セル５０と反対側の面に当接される底部１２１ａと、光電変換素子１１０を包囲する側壁部１２１ｂとで構成されている。側壁部１２１ｂの一端（下端）は底部１２１ａに接続され、側壁部１２１ｂの他端（上端）には固定部１２２が設けられている。固定部１２２と底部１２１ａとの間に光電変換素子１１０が挟まれている。なお、収容部１２１の底部１２１ａには、光電変換素子１１０の透明基板１１に光を入射させることができるように開口１２１ｃが形成されている。   On the other hand, the housing 120 includes a housing portion 121 that houses the photoelectric conversion element 110 and a fixing portion 122 that is provided in the housing portion 121 and fixes the photoelectric conversion element 110 to the housing portion 121. The accommodating part 121 is configured by a bottom part 121 a that is in contact with a surface of the transparent substrate 11 opposite to the photoelectric conversion cell 50, and a side wall part 121 b that surrounds the photoelectric conversion element 110. One end (lower end) of the side wall part 121b is connected to the bottom part 121a, and a fixing part 122 is provided at the other end (upper end) of the side wall part 121b. The photoelectric conversion element 110 is sandwiched between the fixed part 122 and the bottom part 121a. Note that an opening 121c is formed in the bottom 121a of the housing 121 so that light can enter the transparent substrate 11 of the photoelectric conversion element 110.

そして、保護層６０の硬質部６１が透明基板１１と筐体１２０の固定部１２２とによって挟まれている。本実施形態では、硬質部６１が環状であるため、図１に示すように、酸化物半導体層１３の厚さ方向に沿って筐体１２０の固定部１２２と硬質部６１とを見た場合に、硬質部６１が固定部１２２と重ならない部分にまで延在している。すなわち、固定部１２２は、硬質部６１の一部のみと重なっている。   The hard part 61 of the protective layer 60 is sandwiched between the transparent substrate 11 and the fixing part 122 of the housing 120. In the present embodiment, since the hard portion 61 is annular, as shown in FIG. 1, when the fixed portion 122 and the hard portion 61 of the housing 120 are viewed along the thickness direction of the oxide semiconductor layer 13. The hard portion 61 extends to a portion where it does not overlap the fixed portion 122. That is, the fixing part 122 overlaps only a part of the hard part 61.

この光電変換装置１００によれば、硬質部６１が透明基板１１と固定部１２２によって挟み込まれており、硬質部６１のデュロメータ硬さが５０より大きいため、筐体１２０の固定部１２２が光電変換素子１１０を筐体１２０の収容部１２１にしっかりと固定することが可能となる。このため、光電変換装置１００によれば、筐体１２０に対する光電変換素子１１０の位置ズレを十分に抑制できる。   According to the photoelectric conversion device 100, the hard part 61 is sandwiched between the transparent substrate 11 and the fixing part 122, and the durometer hardness of the hard part 61 is larger than 50. Therefore, the fixing part 122 of the housing 120 is the photoelectric conversion element. 110 can be firmly fixed to the housing part 121 of the housing 120. For this reason, according to the photoelectric conversion apparatus 100, the position shift of the photoelectric conversion element 110 with respect to the housing | casing 120 can fully be suppressed.

また光電変換装置１００は、透明基板１１のセル設置面１１ａ側に設けられ、光電変換セル５０を覆って保護する保護層６０を有し、保護層６０の周縁部が硬質部６１を構成している。このため、保護層６０の周縁部が硬質部６１を構成していない場合、例えば硬質部６１が、保護層６０と別に存在し、硬質部６１及び保護層６０を透明基板１１のセル設置面１１ａに直交する方向に見た場合に透明基板１１のセル設置面１１ａ上であって保護層６０の外側領域に設けられている場合に比べると、透明基板１１のセル設置面１１ａ上において、硬質部６１を設置するための領域を省くことが可能となる。このため、透明基板１１のセル設置面１１ａの面積を小さくすることができ、光電変換素子１１０をより小型化できる。従って、光電変換装置１００をより小型化することができる。また、透明基板１１のセル設置面１１ａ上において、硬質部６１を設置するための領域を省くことが可能となるため、透明基板１１の受光面１１ｂの面積に対する酸化物半導体層１３の面積の割合を大きくすることが可能となり、光電変換素子１１０の開口率を増加させることも可能となる。   The photoelectric conversion device 100 is provided on the cell installation surface 11a side of the transparent substrate 11, has a protective layer 60 that covers and protects the photoelectric conversion cell 50, and the peripheral portion of the protective layer 60 forms a hard portion 61. Yes. For this reason, when the peripheral part of the protective layer 60 does not constitute the hard part 61, for example, the hard part 61 exists separately from the protective layer 60, and the hard part 61 and the protective layer 60 are placed on the cell installation surface 11 a of the transparent substrate 11. Compared with the case where the transparent substrate 11 is provided in the outer region of the protective layer 60 on the cell installation surface 11a of the transparent substrate 11, the hard portion An area for installing 61 can be omitted. For this reason, the area of the cell installation surface 11a of the transparent substrate 11 can be reduced, and the photoelectric conversion element 110 can be further downsized. Therefore, the photoelectric conversion device 100 can be further downsized. Moreover, since it becomes possible to omit the area | region for installing the hard part 61 on the cell installation surface 11a of the transparent substrate 11, the ratio of the area of the oxide semiconductor layer 13 with respect to the area of the light-receiving surface 11b of the transparent substrate 11 And the aperture ratio of the photoelectric conversion element 110 can be increased.

さらに光電変換装置１００においては、酸化物半導体層１３の厚さ方向に沿って筐体１２０の固定部１２２と硬質部６１とを見た場合に、硬質部６１が環状であるため、硬質部６１が固定部１２２と重ならない部分にまで延在している。このため、酸化物半導体層１３の厚さ方向に沿って筐体１２０の固定部１２２と硬質部６１とを見た場合に、筐体１２０の固定部１２２が硬質部６１に対して位置ズレしても、硬質部６１が、透明基板１１と、筐体１２０の固定部１２２とによって挟まれた状態を維持することができる。また、硬質部６１のうち固定部１２２側の面積が増えるため、硬質部６１から光電変換セル５０に加わる力を分散させることもできる。   Further, in the photoelectric conversion device 100, when the fixed portion 122 and the hard portion 61 of the housing 120 are viewed along the thickness direction of the oxide semiconductor layer 13, the hard portion 61 is annular. Extends to a portion that does not overlap the fixed portion 122. For this reason, when the fixing portion 122 and the hard portion 61 of the housing 120 are viewed along the thickness direction of the oxide semiconductor layer 13, the fixing portion 122 of the housing 120 is misaligned with respect to the hard portion 61. However, the state where the hard part 61 is sandwiched between the transparent substrate 11 and the fixing part 122 of the housing 120 can be maintained. Moreover, since the area by the side of the fixing | fixed part 122 among the hard parts 61 increases, the force added to the photoelectric conversion cell 50 from the hard part 61 can also be disperse | distributed.

次に、光電変換素子１１０及び筐体１２０について詳細に説明する。   Next, the photoelectric conversion element 110 and the housing 120 will be described in detail.

≪光電変換素子≫
光電変換素子１１０は、透明基板１１と、光電変換セル５０と、保護層６０とを有している。そこで、以下、これらについて詳細に説明する。 ≪Photoelectric conversion element≫
The photoelectric conversion element 110 includes a transparent substrate 11, a photoelectric conversion cell 50, and a protective layer 60. Therefore, these will be described in detail below.

＜透明基板＞
透明基板１１を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、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（ＰＣ）、および、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板１１の厚さは、光電変換素子１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．０５〜１０ｍｍの範囲にすればよい。 <Transparent substrate>
The material which comprises the transparent substrate 11 should just be a transparent material, for example, As such a transparent material, glass, such as borosilicate glass, soda lime glass, white plate glass, quartz glass, polyethylene terephthalate (PET), for example , Polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and polyethersulfone (PES). The thickness of the transparent substrate 11 is appropriately determined according to the size of the photoelectric conversion element 100 and is not particularly limited, but may be in the range of 0.05 to 10 mm, for example.

＜光電変換セル＞
光電変換セル５０は、透明導電層１２と、対向基板２０と、酸化物半導体層１３と、封止部３０と、電解質４０と、酸化物半導体層１３に担持される色素とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。 <Photoelectric conversion cell>
The photoelectric conversion cell 50 includes the transparent conductive layer 12, the counter substrate 20, the oxide semiconductor layer 13, the sealing portion 30, the electrolyte 40, and a dye supported on the oxide semiconductor layer 13. . Hereinafter, these will be described in detail.

（透明導電層）
透明導電層１２を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、及び、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電層１２は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電層１２が単層で構成される場合、透明導電層１２は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。透明導電層１２の厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。 (Transparent conductive layer)
Examples of the material constituting the transparent conductive layer 12 include conductive metal oxides such as tin-added indium oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and fluorine-added tin oxide (FTO). The transparent conductive layer 12 may be a single layer or a laminate of a plurality of layers made of different conductive metal oxides. When the transparent conductive layer 12 is composed of a single layer, the transparent conductive layer 12 is preferably composed of FTO because it has high heat resistance and chemical resistance. The thickness of the transparent conductive layer 12 may be in the range of 0.01 to 2 μm, for example.

（対向基板）
対向基板２０は、上述したように、基板と電極を兼ねる金属基板２１と、金属基板２１の透明基板１１側に設けられて電解質４０の還元に寄与する導電性の触媒層２２とを備える。 (Opposite substrate)
As described above, the counter substrate 20 includes the metal substrate 21 serving as a substrate and an electrode, and the conductive catalyst layer 22 provided on the transparent substrate 11 side of the metal substrate 21 and contributing to the reduction of the electrolyte 40.

金属基板２１は、金属で構成されればよいが、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン、アルミニウム、ステンレス等の耐食性の金属材料で構成される。金属基板２１の厚さは、光電変換素子１１０のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．０１〜４ｍｍとすればよい。   The metal substrate 21 may be made of a metal, but is made of a corrosion-resistant metal material such as titanium, nickel, platinum, molybdenum, tungsten, aluminum, and stainless steel. The thickness of the metal substrate 21 is appropriately determined according to the size of the photoelectric conversion element 110 and is not particularly limited, but may be, for example, 0.01 to 4 mm.

触媒層２２は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。ここで、炭素系材料としては、カーボンブラックやカーボンナノチューブが好適に用いられる。なお、対極２０は、金属基板２１が触媒機能を有する場合（例えばカーボンなどを含有する場合）には触媒層２２を有していなくてもよい。   The catalyst layer 22 is composed of platinum, a carbon-based material, a conductive polymer, or the like. Here, carbon black and carbon nanotubes are preferably used as the carbon-based material. The counter electrode 20 may not have the catalyst layer 22 when the metal substrate 21 has a catalytic function (for example, when carbon is included).

（酸化物半導体層）
酸化物半導体層１３は、酸化物半導体粒子で構成されている。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、又はこれらの２種以上で構成される。酸化物半導体層１３の厚さは、例えば０．１〜１００μｍとすればよい。 (Oxide semiconductor layer)
The oxide semiconductor layer 13 is composed of oxide semiconductor particles. Examples of the oxide semiconductor particles include titanium oxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and strontium titanate (SrTiO 3 ). , Tin oxide (SnO 2 ), or two or more of these. The thickness of the oxide semiconductor layer 13 may be 0.1 to 100 μm, for example.

（封止部）
封止部３０を構成する材料としては、例えば変性ポリオレフィン樹脂、ビニルアルコール重合体などの熱可塑性樹脂、及び、紫外線硬化樹脂などの樹脂が挙げられる。変性ポリオレフィン樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体およびエチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。これらの樹脂は単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。 (Sealing part)
Examples of the material constituting the sealing portion 30 include thermoplastic resins such as modified polyolefin resins and vinyl alcohol polymers, and resins such as ultraviolet curable resins. Examples of modified polyolefin resins include ionomers, ethylene-vinyl acetic anhydride copolymers, ethylene-methacrylic acid copolymers, and ethylene-vinyl alcohol copolymers. These resins can be used alone or in combination of two or more.

封止部３０の厚さは通常、１０〜５０μｍであり、好ましくは２０〜４０μｍである。この場合、封止部３０の内部への水の侵入をより十分に抑制できる。   The thickness of the sealing part 30 is 10-50 micrometers normally, Preferably it is 20-40 micrometers. In this case, the penetration of water into the inside of the sealing unit 30 can be more sufficiently suppressed.

（電解質）
電解質４０は、酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、バレロニトリル、ピバロニトリル、などを用いることができる。酸化還元対としては、例えばヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオン（例えばＩ−／Ｉ３ −）、臭化物イオン／ポリ臭化物イオンなどのハロゲン原子を含む酸化還元対のほか、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対が挙げられる。なお、ヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオンは、ヨウ素（Ｉ２）と、アニオンとしてのアイオダイド（Ｉ−）を含む塩（イオン性液体や固体塩）とによって形成することができる。アニオンとしてアイオダイドを有するイオン性液体を用いる場合には、ヨウ素のみ添加すればよく、有機溶媒や、アニオンとしてアイオダイド以外のイオン性液体を用いる場合には、ＬｉＩやテトラブチルアンモニウムアイオダイドなどのアニオンとしてアイオダイド（Ｉ−）を含む塩を添加すればよい。また電解質４０は、有機溶媒に代えて、イオン液体を用いてもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩などが用いられる。このようなヨウ素塩としては、例えば、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイドが好適に用いられる。 (Electrolytes)
The electrolyte 40 includes a redox couple and an organic solvent. As the organic solvent, acetonitrile, methoxyacetonitrile, methoxypropionitrile, propionitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, valeronitrile, pivalonitrile, and the like can be used. Examples of the redox pair include a redox pair containing a halogen atom such as iodide ion / polyiodide ion (for example, I − / I 3 − ), bromide ion / polybromide ion, zinc complex, iron complex, cobalt complex, and the like. And redox pairs. The iodide ion / polyiodide ion can be formed by iodine (I 2 ) and a salt (ionic liquid or solid salt) containing iodide (I − ) as an anion. When using an ionic liquid having an iodide as an anion, only iodine should be added. When using an ionic liquid other than an organic solvent or an anion as an anion, an anion such as LiI or tetrabutylammonium iodide is used. A salt containing iodide (I − ) may be added. The electrolyte 40 may use an ionic liquid instead of the organic solvent. As the ionic liquid, for example, known iodine salts such as pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts, and the like are used. Examples of such iodine salts include 1-hexyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-propylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide, 1,2- Dimethyl-3-propylimidazolium iodide, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, or 1-methyl-3-propylimidazolium iodide is preferably used.

また、電解質４０は、上記有機溶媒に代えて、上記イオン液体と上記有機溶媒との混合物を用いてもよい。   In addition, the electrolyte 40 may use a mixture of the ionic liquid and the organic solvent instead of the organic solvent.

また電解質４０には添加剤を加えることができる。添加剤としては、１−メチルベンゾイミダゾール（ＮＭＢ）、１−ブチルベンゾイミダゾール（ＮＢＢ）などのベンゾイミダゾール、ＬｉＩ、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、４−ｔ−ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネートなどが挙げられる。中でも、ベンゾイミダゾールが添加剤として好ましい。   An additive can be added to the electrolyte 40. Examples of the additive include benzimidazoles such as 1-methylbenzimidazole (NMB) and 1-butylbenzimidazole (NBB), LiI, tetrabutylammonium iodide, 4-t-butylpyridine, and guanidinium thiocyanate. . Among them, benzimidazole is preferable as an additive.

さらに電解質４０としては、上記電解質にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化した電解質を用いてもよい。 Further, as the electrolyte 40, a nano-composite gel electrolyte, which is a pseudo-solid electrolyte formed by kneading nanoparticles such as SiO 2 , TiO 2 , carbon nanotubes, etc. into the electrolyte, may be used, and polyvinylidene fluoride may be used. Alternatively, an electrolyte gelled with an organic gelling agent such as a polyethylene oxide derivative or an amino acid derivative may be used.

（色素）
色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などの光増感色素や、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト結晶などの有機−無機複合色素などが挙げられる。ハロゲン化鉛系ペロブスカイトとしては、例えばＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）が用いられる。上記色素の中でも、ビピリジン構造又はターピリジン構造を含む配位子を有するルテニウム錯体が好ましい。この場合、光電変換装置１００の光電変換特性をより向上させることができる。なお、色素として、光増感色素を用いる場合には、光電変換装置１００は色素増感光電変換装置となる。 (Dye)
Examples of the dye include a ruthenium complex having a ligand including a bipyridine structure, a terpyridine structure, and the like, a photosensitizing dye such as an organic dye such as porphyrin, eosin, rhodamine, and merocyanine, and an organic substance such as a lead halide perovskite crystal. -An inorganic composite pigment | dye etc. are mentioned. For example, CH 3 NH 3 PbX 3 (X = Cl, Br, I) is used as the lead halide perovskite. Among the above dyes, a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure or a terpyridine structure is preferable. In this case, the photoelectric conversion characteristics of the photoelectric conversion device 100 can be further improved. In addition, when using a photosensitizing dye as a pigment | dye, the photoelectric conversion apparatus 100 becomes a dye-sensitized photoelectric conversion apparatus.

＜保護層＞
保護層６０は、硬質部６１と被覆部６２とを有している。 <Protective layer>
The protective layer 60 has a hard part 61 and a covering part 62.

保護層６０の材料としては、樹脂材料からなる少なくとも１つの層で構成される。樹脂材料としては、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂などが挙げられる。中でもポリイミド樹脂が好ましい。この場合、より優れた絶縁性を保護層６０に付与することができる。   The material of the protective layer 60 is composed of at least one layer made of a resin material. Examples of the resin material include polyimide resin, epoxy resin, polyurethane resin, and polyethylene terephthalate (PET) resin. Of these, polyimide resin is preferred. In this case, better insulating properties can be imparted to the protective layer 60.

（硬質部）
硬質部６１のデュロメータ硬さは５０より大きければ特に制限されないが、硬質部６１のデュロメータ硬さは６５以上であることが好ましい。この場合、筐体１２０に対する光電変換素子１１０の位置ズレをより十分に抑制することができる。 (Hard part)
The durometer hardness of the hard part 61 is not particularly limited as long as it is larger than 50, but the durometer hardness of the hard part 61 is preferably 65 or more. In this case, the positional shift of the photoelectric conversion element 110 with respect to the housing 120 can be more sufficiently suppressed.

硬質部６１のデュロメータ硬さは、透明基板１１及び筐体１２０の固定部１２２のデュロメータ硬さのうち小さい方のデュロメータ硬さの８０％以上であることが好ましい。この場合、筐体１２０に対する光電変換素子１１０の位置ズレをより十分に抑制することができる。   The durometer hardness of the hard portion 61 is preferably 80% or more of the smaller durometer hardness of the durometer hardness of the fixing portion 122 of the transparent substrate 11 and the housing 120. In this case, the positional shift of the photoelectric conversion element 110 with respect to the housing 120 can be more sufficiently suppressed.

≪筐体≫
次に、筐体１２０について詳細に説明する。 << Case >>
Next, the housing 120 will be described in detail.

筐体１２０は、収容部１２１及び固定部１２２を有する。   The housing 120 includes a housing part 121 and a fixing part 122.

＜収容部＞
収容部１２１は、底部１２１ａ及び側壁部１２１ｂによって光電変換素子１１０を収容し得る形状を有していればよい。 <Container>
The accommodating part 121 should just have the shape which can accommodate the photoelectric conversion element 110 by the bottom part 121a and the side wall part 121b.

収容部１２１を構成する材料としては、例えばポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、アルミニウム等の金属又はセラミックスなどを用いることができる。   As a material constituting the accommodating portion 121, for example, polypropylene, polycarbonate, polyimide, polybutylene terephthalate, a resin such as a phenol resin or an epoxy resin, a metal such as aluminum, or ceramics can be used.

＜固定部＞
固定部１２２は、光電変換素子１１０とともに、硬質部６１を挟むものである。本実施形態では、１つの環状の硬質部６１を２つの固定部１２２で固定している。固定部１２２は通常、収容部１２１とともに一体成形される。すなわち固定部１２２は通常、収容部１２１と同一材料で構成される。しかし、固定部１２２は収容部１２１とは異なる材料で構成されていてもよい。 <Fixed part>
The fixing part 122 sandwiches the hard part 61 together with the photoelectric conversion element 110. In the present embodiment, one annular hard portion 61 is fixed by two fixing portions 122. The fixing part 122 is usually integrally formed with the housing part 121. In other words, the fixing part 122 is usually made of the same material as the housing part 121. However, the fixing portion 122 may be made of a material different from that of the housing portion 121.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、光電変換素子１１０が、硬質部６１及び被覆部６２を有しているが、例えば図３に示す光電変換装置２００のように、光電変換素子は被覆部６２を有していなくてもよい。この場合、光電変換素子２１０は硬質部６１のみを有することとなる。また本実施形態において、硬質部６１は、環状であるが、図３に示す光電変換装置２００のように光電変換素子２１０が被覆部６２を有していない場合には、硬質部６１は環状でなくてもよい。なお、図３において、図１及び図２に示される構成要素と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付してある。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the photoelectric conversion element 110 has the hard part 61 and the covering part 62, but the photoelectric conversion element has the covering part 62 as in the photoelectric conversion device 200 shown in FIG. It does not have to be. In this case, the photoelectric conversion element 210 has only the hard part 61. In the present embodiment, the hard portion 61 is annular. However, when the photoelectric conversion element 210 does not have the covering portion 62 as in the photoelectric conversion device 200 shown in FIG. 3, the hard portion 61 is annular. It does not have to be. In FIG. 3, the same or equivalent components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

また上記実施形態では、硬質部６１の一部が固定部１２２と重なっているが、硬質部６１の全部が固定部１２２と重なっていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although a part of hard part 61 has overlapped with the fixing | fixed part 122, the whole hard part 61 may overlap with the fixing | fixed part 122. FIG.

さらに上記実施形態の光電変換装置１００では、透明導電層１２上に酸化物半導体層１３が設けられているが、酸化物半導体層１３は対向基板２０上に設けられてもよい。但し、この場合、触媒層２２は透明導電層１２上に設けられる。   Furthermore, in the photoelectric conversion device 100 of the above embodiment, the oxide semiconductor layer 13 is provided on the transparent conductive layer 12, but the oxide semiconductor layer 13 may be provided on the counter substrate 20. However, in this case, the catalyst layer 22 is provided on the transparent conductive layer 12.

さらにまた上記実施形態では、対向基板２０が対極で構成されているが、対向基板２０は絶縁性基板で構成されてもよい。但し、この場合は、透明導電層１２と対向基板２０との間に、透明導電層１２側から順次、酸化物半導体層１３、電解質４０を含浸した多孔性の絶縁層、及び対極で構成される積層体が設けられる。   Furthermore, in the above embodiment, the counter substrate 20 is configured with a counter electrode, but the counter substrate 20 may be configured with an insulating substrate. However, in this case, the transparent conductive layer 12 and the counter substrate 20 are sequentially formed from the transparent conductive layer 12 side by the oxide semiconductor layer 13, the porous insulating layer impregnated with the electrolyte 40, and the counter electrode. A laminate is provided.

また上記実施形態では、光電変換装置１００が１つの光電変換セル５０のみを有しているが、光電変換装置１００は光電変換セル５０を複数備えていてもよい。ここで、複数の光電変換セル５０は直列に接続されてもよいし、並列に接続されてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the photoelectric conversion apparatus 100 has only one photoelectric conversion cell 50, the photoelectric conversion apparatus 100 may be provided with two or more photoelectric conversion cells 50. FIG. Here, the plurality of photoelectric conversion cells 50 may be connected in series or may be connected in parallel.

１１…透明基板（基板）
１２…透明導電層（導電層）
２０…対向基板
５０…光電変換セル
６０…保護層
６１…硬質部
１００，２００…光電変換装置
１１０，２１０…光電変換素子
１２０…筐体
１２１…収容部
１２２…固定部 11 ... Transparent substrate (substrate)
12 ... Transparent conductive layer (conductive layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Opposite substrate 50 ... Photoelectric conversion cell 60 ... Protective layer 61 ... Hard part 100,200 ... Photoelectric conversion apparatus 110,210 ... Photoelectric conversion element 120 ... Housing 121 ... Accommodating part 122 ... Fixed part

Claims (2)

光電変換素子と、
前記光電変換素子を保持する筐体とを備え、
前記光電変換素子が、
基板と、
前記基板の一面上に設けられる少なくとも１つの光電変換セルと、
前記基板の前記一面上であって前記基板の周縁部に設けられる硬質部とを有し、
前記光電変換セルが、
前記基板の前記一面上に設けられる導電層と、
前記導電層に対向して設けられる対向基板とを有し、
前記筐体が、
前記光電変換素子を収容する収容部と、
前記収容部に設けられ、前記光電変換素子を前記収容部に固定する固定部とを有し、
前記硬質部のタイプＤデュロメータによるデュロメータ硬さが５０より大きく、
前記硬質部が、前記基板と前記固定部とによって挟まれている、光電変換装置。 A photoelectric conversion element;
A housing for holding the photoelectric conversion element,
The photoelectric conversion element is
A substrate,
At least one photoelectric conversion cell provided on one surface of the substrate;
A hard portion provided on a peripheral portion of the substrate on the one surface of the substrate;
The photoelectric conversion cell is
A conductive layer provided on the one surface of the substrate;
A counter substrate provided facing the conductive layer,
The housing is
An accommodating portion for accommodating the photoelectric conversion element;
A fixing portion provided in the housing portion and fixing the photoelectric conversion element to the housing portion;
The durometer hardness by the type D durometer of the hard part is greater than 50,
The photoelectric conversion device, wherein the hard part is sandwiched between the substrate and the fixing part. 前記光電変換素子が、
前記基板の前記一面側に設けられ、前記光電変換セルを覆って保護する保護層をさらに有し、
前記保護層の周縁部が前記硬質部を構成している、請求項１に記載の光電変換装置。 The photoelectric conversion element is
A protective layer provided on the one surface side of the substrate and covering and protecting the photoelectric conversion cell;
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a peripheral portion of the protective layer constitutes the hard portion.
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