JP2018163935A - 太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同じ側の端部から取り出し電極を配置できる構造とすることで、効率よく配線することが可能となる。【解決手段】幅方向Ｘ２に配列される複数のセルが直列配線により電気的に接続され、幅方向Ｘ２に隣り合うセル同士の間に配置された第一基材３Ａの第一絶縁部と、第二基材３Ｂの第二絶縁部との間に導通材１４が配置され、隣り合うセル同士が接続され、絶縁部１８によって長手方向Ｘ１に分割された隣り合う一対のサブモジュールＲ、Ｒにおける幅方向Ｘ２の一端１ａ側の導通材１４同士が電気的に接続された回路構成をなしている構成の太陽電池モジュールを提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。

従来、色素増感太陽電池からなる太陽電池モジュールでは、一般に、光電極と、対向電極と、電解液又は電解液層とを備えて構成され、また、光電極としては、少なくとも、透明導電層、半導体層、色素を有して構成されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような太陽電池モジュールにおいては、例えば、光電極側に光が照射されると、半導体層に吸着された色素が光を吸収し、色素分子内の電子が励起され、その電子が半導体へ渡される。そして、光電極側で発生した電子が外部回路を通じて対向電極側に移動し、この電子が電解液を通じて光電極側に戻る。このような過程が繰り返されることで、電気エネルギーが生じる構成となっている。

また、上述したような太陽電池モジュールとして、図６及び図７に示すように、２つのセルＣ、Ｃが幅方向Ｘ２に直列に配置されたものがある。この場合、第一基材３Ａの表面に透明導電膜が成膜され、第一基材３Ａの透明導電膜の表面に長手方向Ｘ１に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成された光電極１１と、第二基材３Ｂの表面に光電極１１に対向するように対向導電膜が成膜された対向電極１２と、光電極１１の半導体層と対向電極１２との間に封止された電解液１３と、電解液１３を封止するとともに、平面視で幅方向Ｘ２に分割された複数のセルＣを配列する封止材１５と、封止材１５に覆われた状態で設けられ、光電極１１と対向電極１２とを電気的に接続する導通材１４と、光電極１１及び対向電極１２に対して幅方向Ｘ２に沿って延在する絶縁ライン１８と、を備え、幅方向Ｘ２に配列される複数のセルＣが直列配線により電気的に接続された構成がある。
この場合には、幅方向Ｘ２の両端部が取り出し電極（＋電極、−電極）となっている。そして、電池を使用する際に、＋電極と−電極とが対極となる位置となり、互いに離れた位置となることから、配線作業が行い難くなっていた。そこで、融着ライン１８によって区画されるサブモジュールＲ，Ｒの一端側同士を例えば銅テープ等の配線材によって導通し、他端側で電気を取り出すことが可能な構成となり、全体が平面視でＵ字状に電気が流れる構造とするものがある。

特許第５７０２８９７号公報

しかしながら、従来の全体が平面視でＵ字状に電気が流れる構造とする太陽電池モジュールでは、配線材を使用してサブモジュール同士の導通を取る方法では、配線材を設けるための別工程が必要となることから、効率よく配線できる好適な方法が求められており、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、同じ側の端部から取り出し電極を配置できる構造とすることで、効率よく配線することが可能な太陽電池モジュール、及び太陽電池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、本発明に係る太陽電池モジュールは、第一基材の表面に透明導電膜が成膜され、前記第一基材の前記透明導電膜の表面に第一の方向に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成された第一電極と、第二基材の表面に前記第一電極に対向するように対向導電膜が成膜された第二電極と、前記第一電極の前記半導体層と前記第二電極との間に封止された電解液と、前記電解液を封止するとともに、平面視で前記第一の方向に直交する第二の方向に分割された複数のセルを配列する封止材と、前記封止材に覆われた状態で設けられ、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する導通材と、前記第一電極及び前記第二電極に対して前記第二の方向に沿って延在する絶縁ラインと、を備え、前記第二の方向に配列される前記複数のセルが直列配線により電気的に接続され、前記第二の方向に隣り合うセル同士の間に配置された前記第一基材の第一絶縁部と、前記第二基材の第二絶縁部との間に前記導通材が配置され、前記隣り合うセル同士が接続され、前記絶縁ラインによって前記第一の方向に分割された隣り合う一対のサブモジュールにおける前記第二の方向の一端側の前記導通材同士が電気的に接続された回路構成をなしていることを特徴としている。

本発明では、第一基材の第二の方向に隣り合うセル同士の間に配置された第一基材の絶縁部と第二基材の絶縁部との間に導通材が配置され、第二の方向に隣り合うセル同士が電気的に直列に接続され、かつ絶縁ラインによって第一の方向に分割されたサブモジュールにおける第二の方向の一端側の導通材同士が電気的に直列に接続されている。つまり、一方のサブモジュールにおいて第二の方向の他端側から一端側へ電気が流れるとともに、一端側の電気が他方のサブモジュールの一端側に導通材を介して流れ、さらに他方のサブモジュールにおいて第二の方向の一端側から他端側へ電気が流れる回路構成を実現することができる。
このように本発明に係る太陽電池モジュールでは、第二の方向の一端側のサブモジュール同士が導通材によって導通され、全体が平面視でＵ字状に電気が流れる構造となる。そのため、取り出し電極（正極、負極）を第二の方向の他端側のみで同じ側に配置することが可能となり、配線構造が簡略化でき、配線作業を容易に行うことができる。

そして、本実施の形態では、隣り合うサブモジュール同士の一端側に導通材を設けるという簡単な構造であり、導電材をライン塗布する簡単な製造方法を適用することが可能となるため、ロール・ツー・ロール方式（以下、ＲｔｏＲ方式とする）にも簡単に適応できる。このようなＲｔｏＲ方式で第一の方向に連続的に導通材を配置する製造工程により実現できるので、新たな作業工程を追加する必要がない。つまり、第二の方向の一端側において、従来のように電池を作成した後作業で第一の方向に沿うように例えば銅テープを貼り付けたり、半田付けを行うことによる配線材が不要となるため、配線材を設けるための製造工程を省略することが可能となり、簡単な構成で製造にかかる作業効率を向上させることができる。

しかも、第二の方向の一端側に導通材を配置することにより、第一基材側の透明導電膜と第二基材側の対向導電膜の両方に電気を流すことができるので、電気の通り道が２倍になり、電気抵抗が小さくなり、これら導電膜を流れる電流値を１／２以下にすることができ、電池性能を劣化させずに、発電性能の低下を抑えることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記第一基材及び前記第二基材のうち前記第二の方向で前記一端側の前記導通材が配置される部分から前記一端までの導通基材幅が２ｍｍ以上、かつ前記一端側の前記導通材の幅寸法が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

このような構成とすることで、第一基材側の透明導電膜と第二基材側の対向導電膜の両方に流れる電気の電気抵抗をより確実に低下させることができ、これら導電膜を流れる電流値を１／２以下にすることができ、電池性能を劣化させずに、発電性能の低下を抑えることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、ロール・ツー・ロール方式により連続的に太陽電池モジュールを製造するための太陽電池モジュールの製造方法であって、第一基材の表面に透明導電膜が成膜され、前記第一基材の前記透明導電膜の表面に前記第一基材の長手方向に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成された第一電極を形成する工程と、第二基材の表面に前記第一電極に対向するように対向導電膜が成膜された第二電極を形成する工程と、前記透明導電膜及び前記対向導電膜に対して前記長手方向と平行に絶縁加工を行う工程と、平面視で前記長手方向に直交する前記第一基材及び前記第二基材の幅方向に複数のセルを配列する封止材を設ける工程と、前記第一基材の前記透明導電膜上における前記半導体層が形成されない領域に導通材を配置して前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する工程と、前記第一電極の前記半導体層と前記第二電極との間に電解液を設ける工程と、前記第一電極と前記第二電極とを貼り合せる工程と、前記第一電極及び前記第二電極に対して前記幅方向に沿って延在し、前記幅方向の一端側の前記導通材を部分的に絶縁しない第一絶縁ラインと、前記幅方向の全体にわたって絶縁する第二絶縁ラインと、を前記長手方向に交互に形成する工程と、前記第一電極と前記第二電極とを前記第二絶縁ラインの位置で切断する工程と、を有し、前記幅方向の一端側には、前記導通材が配置され、前記第二絶縁ラインで切断された太陽電池モジュールは、前記第一絶縁ラインで分割された隣り合う一対のサブモジュールにおける前記幅方向の一端側の前記導通材同士が電気的に接続されていることを特徴としている。

本発明では、第一基材の幅方向に隣り合うセル同士の間に配置された第一基材の絶縁部と第二基材の絶縁部との間に導通材が配置され、幅方向に隣り合うセル同士が電気的に直列に接続され、かつ第一絶縁ラインによって長手方向に分割された隣り合う一対のサブモジュールにおける幅方向の一端側の導通材同士が電気的に直列に接続された構成の太陽電池モジュールをロール・ツー・ロール方式で長手方向に連続した状態で製造することができる。つまり、第二絶縁ラインの位置で切断され分割された太陽電池モジュール自体で独立した電気回路を備えたモジュールをロール・ツー・ロール方式によって生産することができる。このようにロール・ツー・ロール方式によりフィルム基板上で導通材、第一絶縁ライン、第二絶縁ラインの位置や長さを適宜設定し、設定された電気特性（電圧など）になるような配線を施して製造できるので、セルの直列接続（回路設計）を自由に設計することが可能となる。

また、本発明では、製造した太陽電池モジュールを別体（基板）に外装する場合に、従来のように基板に複数の太陽電池モジュールを取り付けた後に行われ、それら太陽電池モジュール同士を電気的に接続する配線作業が不要になるため、製造効率を向上させることができる。このように、作業工数を減らすことが可能となることから、製造コストの低減を図ることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、前記第一絶縁ライン及び前記第二絶縁ラインは、前記幅方向に沿って融着された融着部により形成され、又は絶縁加工手段によって絶縁された絶縁加工部を封止材によって塞がれることにより形成されていることが好ましい。

この場合には、幅方向に沿って延在する適宜な融着手段や絶縁加工手段を備えた製造装置によってロール・ツー・ロール方式によって移動される第一電極及び第二電極に対して第一絶縁ライン及び第二絶縁ラインをなす融着部、又は絶縁加工部を封止材によって塞がれた部分を容易に形成することができる。

本発明の太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの製造方法によれば、同じ側の端部から取り出し電極を配置できる構造とすることで、効率よく配線することが可能となる。

実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す斜視図である。 図１に示す太陽電池モジュールの平面図である。 （ａ）は図２に示すＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２に示すＢ−Ｂ線断面図である。 太陽電池モジュールの製造装置の全体構成を示す斜視図である。 本実施の形態による太陽電池モジュールの製造過程を示す平面図である。 従来の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。 従来の太陽電池モジュールの構成を示す図であって、図６に示すＣ−Ｃ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態による太陽電池モジュール、及び太陽電池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。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率、構造等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の太陽電池モジュール１は、後述するロール・ツー・ロール方式（以下、ＲｔｏＲ方式と記載する）によって作製された第一の方向（長手方向Ｘ１）に長く延在するフィルム型の色素増感太陽電池を所定の長さに切断することにより製造される。太陽電池モジュール１は、平面視で長手方向Ｘ１に直交する幅方向Ｘ２（第二の方向）に配列される複数のセルＣから構成される２つの区画（サブモジュールＲ、Ｒ）を長手方向Ｘ１に隣接させた電池構造であり、隣接するサブモジュールＲ、Ｒ同士を幅方向Ｘ２の一端１ａ側で電気的に接続した構造となっている。

なお、図１及び図２において、矢印は電気の流れを示し、記号＋（プラス）、−（マイナス）はそれぞれ正極、負極を示している（他の図も同様）。
ここで、太陽電池モジュール１において、上述したように、長手方向Ｘ１を一対のサブモジュールＲ、Ｒの配列方向とし、幅方向Ｘ２を平面視で長手方向Ｘ１に直交する方向として、以下統一して用いる。

本実施の形態の太陽電池モジュール１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、光電極１１と、該光電極１１と対向して設けられる対向電極１２とを有する色素増感太陽電池セル（以下、単にセルＣという）が、一対の基材３Ａ、３Ｂの間に介挿された構造を有してなる。そして、太陽電池モジュール１は、一対の基材３Ａ、３Ｂのそれぞれの内面が導電性を有する導電膜１１Ａ、１２Ａが成膜されており、この導電膜１１Ａ、１２Ａに対して光電極１１の半導体層１１Ｂ及び対向電極１２の触媒層１２Ｂが電気的に接続され、概略構成される。

太陽電池モジュール１は、上述したように光電極１１と対向電極１２とが封止機能付きの導通材１４を介して対向配置され、第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂの間に形成された複数（ここでは２つ）のセルＣ，Ｃ同士が幅方向Ｘ２に沿って電気的に直列接続されている。

具体的に太陽電池モジュール１は、第一基材３Ａと、第二基材３Ｂと、光電極１１（第一電極）と、対向電極１２（第二電極）と、電解液１３と、導通材１４と、封止材１５と、第一絶縁部１６と、第二絶縁部１７と、融着部１８（絶縁ライン）と、を備えている。
光電極１１は、第一基材３Ａ上に積層された透明導電膜１１Ａと、透明導電膜１１Ａ上に積層された多孔質の半導体層１１Ｂと、を備えている。対向電極１２は、第二基材３Ｂ上に積層された対向導電膜１２Ａと、対向導電膜１２Ａ上に積層された触媒層１２Ｂと、を備えている。

第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂの材質は、特に限定されず、例えば、フィルム状の樹脂等の絶縁体、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太陽電池モジュール１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、第一基材３Ａの材質と第二基材３Ｂの材質とは、異なっていても構わない。

光電極１１は、第一基材３Ａの表面に透明導電膜１１Ａが成膜され、第一基材３Ａの透明導電膜１１Ａの表面に長手方向Ｘ１に延在する色素が吸着した帯状の半導体層１１Ｂが複数形成されている。対向電極１２は、光電極１１に対向するように対向導電膜１２Ａが成膜されている。

透明導電膜１１Ａ、対向導電膜１２Ａ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１１Ｂ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１１Ｂを構成する材料は特に限定されず、公知の半導体層１１Ｂ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１１Ｂ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１２Ｂ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。

電解液１３は、光電極１１の半導体層１１Ｂと対向電極１２との間に封止されている。電解液１３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液を適用できる。電解液１３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。電解液１３が接触する半導体層１１Ｂ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。

封止材１５は、電解液１３を封止するとともに、幅方向Ｘ２に分割された複数のセルＣを配列する構成となっている。封止材１５は、対向する第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂを接着し、且つこれら基材３Ａ、３Ｂ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１５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。

導通材１４は、封止材１５によって幅方向Ｘ２の両側が覆われた状態で設けられ、光電極１１の透明導電膜１１Ａと対向電極１２の対向導電膜１２Ａとに直接接触し、光電極１１と対向電極１２とを電気的に接続する。

導通材１４は、光電極１１と対向電極１２との間で互いに平行に配され、第一基材３Ａ上の光電極１１と第二基材３Ｂ上の対向電極１２とに接している。導通材１４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１４に用いる導電材料としては、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。

導通材１４の幅方向Ｘ２の両側には、封止材１５，１５が配されている。導通材１４と封止材１５とにより、光電極１１と対向電極１２との間を接着している。また、太陽電池モジュール１には、図１及び図２に示すように、長手方向Ｘ１に一対のサブモジュールＲ、Ｒを画成するように、幅方向Ｘ２に沿って延びる融着部１８（絶縁ライン）が形成されている。融着部１８は、超音波融着等の手段（図４に示す超音波融着部４６参照）により絶縁及び接着されることにより形成される。
このようにして、それぞれに半導体層１１Ｂを有するセルＣは、導通材１４によって、光電極１１と対向電極１２の間に形成される厚み方向の間隙内に電解液１３が液密に封止された状態で形成されている。

透明導電膜１１Ａ及び対向導電膜１２Ａの所定の箇所には、例えば刃物を備えた切込み装置やレーザー照射装置やエッチング材などを用いた化学絶縁処理等を用いて絶縁処理された複数のパターニング部（絶縁部１６、１７）が設けられている。つまり、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第一絶縁部１６は、透明導電膜１１Ａにおける所定の封止材１５に接触する位置において、上述した絶縁処理により長手方向Ｘ１に延びて形成されている。第二絶縁部１７は、対向導電膜１２Ａにおける所定の封止材１５に接触する位置において、上述した絶縁処理により長手方向Ｘ１に延びて形成されている。そして、本太陽電池モジュール１では、幅方向Ｘ２に隣り合うセルＣ、Ｃのうち一方のセルＣにおける第一基材３Ａに形成される隣り合う第一絶縁部１６、１６同士の間の透明導電膜１１Ａと、他方のセルＣにおける第二基材３Ｂに形成される隣り合う第二絶縁部１７、１７同士の間の対向導電膜１２Ａとが、一方のセルＣと他方のセルＣとの間に配置される導通材１４に接続されている。

また、サブモジュールＲ、Ｒのうち一方のサブモジュールＲの第一絶縁部１６と、他方のサブモジュールＲの第一絶縁部１６とは、幅方向Ｘ２にずれた位置にパターニングされている。これは、第二絶縁部１７についても同様である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、透明導電膜１１Ａ及び対向導電膜１２Ａは、パターニング部により複数に区画されている。例えば図３（ａ）に示すように、区画されたセルＣにおいて、一方のセルＣ（例えば符号Ｃ１の第一セル）の対向導電膜１２Ａと、第一セルＣ１に隣接する他方のセルＣ（例えば符号Ｃ２の第二セル）の透明導電膜１１Ａとが導通材１４（符号１４Ｂ）によって電気的に接続され、第一セルＣ１と第二セルＣ２が幅方向Ｘ２に直列に接続された状態となる。すなわち、第一基材３Ａと第二基材３Ｂとの間の間隙において、幅方向Ｘ２で一端１ａから他端側１ｂに向けて、（封止材１５／導通材１４（連通導通材１４Ａ）／封止材１５）／（第一セルＣ１）／（封止材１５／導通材１４／封止材１５）／（第二セルＣ２）／（封止材１５）の順に配置され、これらセルＣ１、Ｃ２が直列に配置されている。

融着部１８は、各サブモジュールＲ、Ｒにおける幅方向Ｘ２で一端１ａ側の連通導通材１４Ａを残した状態で他端１ｂから一端１ａ側に向けて延びている。つまり、サブモジュールＲ、Ｒにおけるそれぞれの光電極１１と対向電極１２は、連通導通材１４Ａによって電気的に接続された電気回路を構成している。
ここで、隣接するサブモジュールＲ、Ｒのうち、光電極１１の他端１ｂを取り出し電極（正極）とするものを第一サブモジュールＲ１（図３（ａ））といい、対向電極１２の他端１ｂを取り出し電極（負極）とするものを第二サブモジュールＲ２（図３（ｂ））という。

第二サブモジュールＲ２における光電極１１は、第一基材３Ａの幅方向Ｘ２の他端１ｂが切り欠かれている。すなわち、第一サブモジュールＲ１における第一基材３Ａは、幅方向Ｘ２の他端１ｂ側の封止材１５よりも外側に張り出しており、この張出し部分が取出し電極（正極３１）となる。そして、図３（ａ）に示すように、第二サブモジュールＲ２における第一基材３Ａは、他端１ｂ側の封止材１５の位置で切断されている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第一サブモジュールＲ１及び第二サブモジュールＲ２において、光電極１１の透明導電膜１１Ａにおける所定の封止材１５と重なる位置には、長さ方向Ｘ１に沿って延在し透明導電膜１１Ａを幅方向Ｘ２に分断する上述した第一絶縁部１６が形成されている。第一絶縁部１６は、第一サブモジュールＲ１では、導通材１４の他端１ｂ側に近接する封止材１５に重なる透明導電膜１１Ａに第一絶縁部１６が形成されている。第二サブモジュールＲ２では、電解液１３の他端１ｂ側に近接する封止材１５に重なる透明導電膜１１Ａに第一絶縁部１６が形成されている。

第一サブモジュールＲ１における対向電極１２は、第二基材３Ｂの幅方向Ｘ２の他端１ｂが切り欠かれている。すなわち、第二サブモジュールＲ２における第二基材３Ｂは、幅方向Ｘ２の他端１ｂ側の封止材１５よりも外側に張り出しており、この張出し部分が取出し電極（負極３２）となる。そして、図３（ｂ）に示すように、第一サブモジュールＲ１における第二基材３Ａは、他端１ｂ側の封止材１５の位置で切断されている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第一サブモジュールＲ及び第二サブモジュールＲにおいて、対向電極１２の対向導電膜１２Ａにおける所定の封止材１５と重なる位置には、長さ方向Ｘ１に沿って延在し対向導電膜１２Ａを幅方向Ｘ２に分断する第二絶縁部１７が形成されている。第一サブモジュールＲでは、電解液１３の他端１ｂ側に近接する封止材１５に重なる対向導電膜１２Ａに第二絶縁部１７が形成されている。第二サブモジュールＲでは、導通材１４の他端１ｂ側に近接する封止材１５に重なる対向導電膜１２Ａに第二絶縁部１７が形成されている。

このように構成される本実施の形態の太陽電池モジュール１は、第一基材３Ａの幅方向Ｘ２に隣り合うセルＣ、Ｃ同士の間に配置された第一基材３Ａの第一絶縁部１６と第二基材３Ｂの第二絶縁部１７との間に導通材１４が配置され、幅方向Ｘ２に隣り合うセルＣ、Ｃ同士が電気的に直列に接続され、かつ第一絶縁ライン１８Ａによって長手方向Ｘ１に分割されたサブモジュールＲ１、Ｒ２同士の幅方向Ｘ２の一端１ａ側の連通導通材１４Ａ同士が電気的に直列に接続されている。そして、第一サブモジュールＲ１の幅方向Ｘ２の他端１ｂ側から一端１ａ側へ電気Ｅが流れるとともに、一端１ａ側の電気Ｅが他方の第二サブモジュールＲ２の一端１ａ側に導通材１４を介して流れ、さらに第一サブモジュールＲ１の幅方向Ｘ２の一端１ａ側から他端１ｂ側へ電気Ｅが流れる直列構造の回路構成となっている。
つまり、図１に示すように、第一サブモジュールＲ１と第二サブモジュールＲ２では流通する電気Ｅの向きが幅方向Ｘ２で互いに逆向きとなり、電気の取り出し電極（正極３１、負極３２）の両方が幅方向Ｘ２の一端１ａ側に配置されている。

また、本実施の形態の太陽電池モジュール１では、図１〜図３に示すように、第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂのうち幅方向Ｘ２で一端１ａ側の連通導通材１４Ａが配置される部分から一端１ａまでの導通基材幅Ｄ１が２ｍｍ以上、かつ一端１ａ側の連通導通材１４Ａの幅寸法Ｄ２が０．５ｍｍ以上に設定されている。

次に、本実施の形態の太陽電池モジュール１を製造方法について、ＲｔｏＲ方式の製造装置４を使用した製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。
図４に示すように、太陽電池モジュール１を製造方法は、第一基材３Ａの表面に透明導電膜１１Ａが成膜され、その透明導電膜１１Ａの表面に長手方向Ｘ１に延在する色素が吸着した帯状の半導体層１１Ｂが複数形成された光電極１１を形成する工程と、第二基材３Ｂの表面に光電極１１に対向するように対向導電膜１２Ａが成膜された対向電極１２を形成する工程と、透明導電膜１１Ａ及び対向導電膜１２Ａに対して長手方向Ｘ１と平行に延びる第一絶縁部１６及び第二絶縁部１７を形成する絶縁加工を行う工程と、平面視で幅方向Ｘ２に複数のセルＣを配列する封止材１５を設ける工程と、封止材１５の上に導通材１４を配置して光電極１１と対向電極１２とを電気的に接続する工程と、光電極１１の半導体層１１Ｂと対向電極１２との間に電解液１３を設ける工程と、光電極１１と対向電極１２とを貼り合せる工程と、を行う。

具体的には、半導体電極形成部（図示省略）において、例えばエアロゾルデポジション(ＡＤ)法を用いることにより、透明導電膜１１Ａが成膜された第一基材３Ａ上にＴｉＯ２を積層することで半導体層１１Ｂを幅方向Ｘ２に間隔をあけて形成した後、半導体層１１Ｂ上に色素を一般的な手法によって吸着させることで、光電極１１を形成する。また、対向電極形成部（図示省略）において、スパッタリング法により対向導電膜１２Ａが成膜された第二基板３Ｂ上に白金（Ｐｔ）を積層して触媒層１２Ｂを形成することで、対向電極１２を形成する。

半導体電極形成部で作製された光電極１１を形成し第一移動方向Ｐ１に移動する第一基材３Ａでは、切込み加工装置４１において、半導体層１１Ｂと半導体層１１Ｂとの間の位置で半円刃５２の回転により長手方向Ｘ１と平行に延びる第一絶縁部１６を形成する絶縁加工が行われる。このとき、第一絶縁部１６は、一定の間隔（サブモジュールＲの長手方向Ｘ１の長さ）毎に幅方向Ｘ２に交互にずれた位置となる規則的な絶縁加工パターンが形成される。このように交互に絶縁加工パターンを配置することで、サブモジュールＲ毎に＋極（正極）と−極（負極）の位置を規則的に入れ替えることができる。

次に、光電極１１の第一絶縁部１６の加工後、封止材塗工部４２によって第一基材３Ａの所定領域に形成された光電極１１に封止材１５を塗工する。このとき、半導体層１１Ｂに封止材１５が被覆されないように塗布される。
そして、導通材配置部４３において封止材１５同士の間に導通材１４を配置した後、電解液塗工部４４において第一基材３Ａにおける封止材１５の未塗工領域に電解液１３を塗工する。

一方で、対向電極形成部で作製された対向電極１２を形成し第二移動方向Ｐ２に移動する第二基材３Ｂでは、切込み加工装置４７において、触媒層１２Ｂと触媒層１２Ｂとの間の位置で半円刃５２の回転により長手方向Ｘ１と平行に延びる第二絶縁部１７を形成する絶縁加工が行われる。このとき、第二絶縁部１７は、一定の間隔（サブモジュールＲの長手方向Ｘ１の長さ）毎に幅方向Ｘ２に交互にずれた位置となる規則的な絶縁加工のパターンが形成される。このように交互に配置することで、サブモジュールＲ毎に＋極と−極の位置を規則的に入れ替えることができる。

次いで、基材貼合せ部４５において、硬化処理部（図示省略）によって封止材１５が硬化されるとともに、絶縁加工された第一基材３Ａと第二基材３Ｂとを重ね合わせた状態で一対の貼合せローラー４５Ａ、４５Ｂを通過させることで、両基材３Ａ、３Ｂを接着して貼り合せる。このとき、貼り合わされた状態で、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第一基材３Ａの第一絶縁部１６と第二基材３Ｂの第二絶縁部１７とが幅方向Ｘ２にずれた位置となり、これにより導通材１４（図２参照）を介して幅方向Ｘ２に分割して配列される複数のセルＣが電気的に直列に接続された状態になる。

次に、貼り合せをした後、超音波融着部４６において、図４に示すように、長手方向Ｘ１に一定間隔をあけて第一基材３Ａと第二基材３Ｂを超音波振動により融着させて幅方向Ｘ２に沿って延びる融着部１８（１８Ａ、１８Ｂ）１８Ａを形成し、複数のサブモジュールＲ、Ｒ、…に分割する。

このとき、光電極１１及び対向電極１２のうち正極３１及び負極３２を除いた部分において、幅方向Ｘ２の一端１ａ側の導通材１４を部分的に絶縁しない第一融着部１８Ａ（第一絶縁ライン）と、幅方向Ｘ２の全体にわたって絶縁する第二融着部１８Ｂ（第二絶縁ライン）と、を長手方向Ｘ１に交互に形成する。その後、光電極１１と対向電極１２とを第二融着部１８Ｂの位置で切断する。図５における符号１８Ｌの二点鎖線は、第二融着部１８Ｂにおける切断線を示している。
そして、第二融着部１８Ｂで切断された太陽電池モジュールは、第一融着部１８Ａで分割された隣り合う一対のサブモジュールＲ１、Ｒ２同士の幅方向Ｘ２の一端１ａ側の導通材１４同士が電気的に接続された状態で製造されることになる。

なお、第一融着部１８Ａと第二絶縁部１８Ｂの絶縁加工を同時に行うことで、製造効率を向上させることも可能である。
また、光電極１１と対向電極１２とを幅方向Ｘ２に沿って融着した融着部１８の絶縁加工は、第一基材３Ａの第一絶縁部１６と第二基材３Ｂの第二絶縁部１７と同時に行うようにしてもよく、これにより製造効率を向上させることができる。

次に、上述した太陽電池モジュール１、及び太陽電池モジュール１の製造方法太陽電池モジュール１の作用について図面を用いて詳細に説明する。
本実施の形態による太陽電池モジュール１では、図１及び図２に示すように、各セルＣ毎に作成された電気Ｅは、第一サブモジュールＲの他端１ｂから一端１ａに向けて流れるとともに、第二サブモジュールＲの一端１ａから他端１ｂに向けて流れる。さらに、連通導通材１４Ａによって第一サブモジュールＲの一端１ａと第二サブモジュールＲの一端１ａとが接続されているので、第一サブモジュールＲの一端１ａの電気Ｅが、連通導通材１４Ａを介して第二サブモジュールＲ側に向けて流れる。このように太陽電池モジュール１は、一端１ａ側でサブモジュールＲ、Ｒ同士を導通させ、他端１ｂ側で電気Ｅを取り出すことが可能な構成となる。すなわち、全体が平面視でＵ字状に電気Ｅが流れる構造となり、取り出し電極（正極３１、負極３２）を幅方向Ｘ１で同じ側（他端１ｂ）にすることができるため、配線構造が簡略化でき、配線作業を容易に行うことができる。

そして、本実施の形態では、隣り合う第二サブモジュールＲ、Ｒ同士の一端１ａ側に導通材１４を配置して連通導通材１４Ａを設けるという簡単な構造となっている。つまり、導電材１４をライン塗布するといった簡単な構成となるので、ＲｔｏＲ方式にも簡単に適応できる。
この場合、ＲｔｏＲ方式で長手方向Ｘ１に連続的に連通導通材１４Ａを配置する製造工程により実現できるので、新たな作業工程を追加する必要がない。つまり、幅方向Ｘ２の一端１ａ側において、上述した実施の形態のように電池を作成した後作業で長手方向Ｘ１に沿うように例えば銅テープを貼り付けたり、半田付けを行うことによる配線材が不要となる。そのため、配線材を設けるための製造工程を省略することが可能となり、簡単な構成で製造にかかる作業効率を向上させることができる。

しかも、上述した第二領域Ｍ２に導通材１４（連通導通材１４Ａ）を配置することにより、第一基材３Ａ側の透明導電膜１１Ａと第二基材３Ｂ側の対向導電膜１２Ａの両方に電気を流すことができるので、電気Ｅの通り道が２倍になり、電気抵抗が小さくなり、これら導電膜１１Ａ、１２Ａを流れる電流値を１／２以下にすることができ、電池性能を劣化させずに、発電性能の低下を抑えることができる。
なお、このような電流値を１／２以下とするためには、本実施の形態のように連通導通材１４Ａが配置される部分から一端１ａまでの導通基材幅Ｄ１が２ｍｍ以上、かつ一端１ａ側の連通導通材１４Ａの幅寸法Ｄ２が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

このように本実施の形態の太陽電池モジュール１では、幅方向Ｘ２の他端１ｂ側に正極３１と負極３２の取り出し電極を配置することができ、電極３１、３２同士が近い距離で配置されることとなるので、簡単な配線構造となり、配線にかかる作業も容易に行うことができる。そのため、幅方向Ｘ２の左右両側のそれぞれに取り出し電極が設けられる場合のように、互いの電極同士が離れていて配線しにくくなるといった不具合をなくすことができる。

以上、本発明による太陽電池モジュール、及び太陽電池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、各サブモジュールＲ１、Ｒ２に設けられるセル数が２つとしているが、これに限定されることはなく、適宜な数量に設定することが可能である。
また、本実施の形態では、連通導通材１４Ａが配置される部分から一端１ａまでの導通基材幅Ｄ１が２ｍｍ以上、かつ一端１ａ側の連通導通材１４Ａの幅寸法Ｄ２が０．５ｍｍ以上に設定されているが、このような寸法であることに限定されることはない。

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 太陽電池モジュール
１ａ 一端
１ｂ 他端
４ 製造装置
１１ 光電極（第一電極）
１１Ａ 透明導電膜
１１Ｂ 半導体層
１２ 対向電極（第二電極）
１２Ａ 対向導電膜
１２Ｂ 触媒層
３Ａ 第一基材
３Ｂ 第二基材
１３ 電解液
１４ 導通材
１５ 封止材
１６ 第一絶縁部
１７ 第二絶縁部
１８ 融着部（絶縁ライン）
１８Ａ 第一融着部（第一絶縁ライン）
１８Ｂ 第二融着部（第二絶縁ライン）
Ｃ セル
Ｒ サブモジュール
Ｘ１ 長手方向（第一の方向）
Ｘ２ 幅方向（第二の方向、第一基材及び第二基材の幅方向）

Claims (4)

1. 第一基材の表面に透明導電膜が成膜され、前記第一基材の前記透明導電膜の表面に第一の方向に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成された第一電極と、
   第二基材の表面に前記第一電極に対向するように対向導電膜が成膜された第二電極と、
   前記第一電極の前記半導体層と前記第二電極との間に封止された電解液と、
   前記電解液を封止するとともに、平面視で前記第一の方向に直交する第二の方向に分割された複数のセルを配列する封止材と、
   前記封止材に覆われた状態で設けられ、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する導通材と、
   前記第一電極及び前記第二電極に対して前記第二の方向に沿って延在する絶縁ラインと、
   を備え、
   前記第二の方向に配列される前記複数のセルが直列配線により電気的に接続され、
   前記第二の方向に隣り合うセル同士の間に配置された前記第一基材の第一絶縁部と、前記第二基材の第二絶縁部との間に前記導通材が配置され、前記隣り合うセル同士が接続され、
   前記絶縁ラインによって前記第一の方向に分割された隣り合う一対のサブモジュールにおける前記第二の方向の一端側の前記導通材同士が電気的に接続された回路構成をなしていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記第一基材及び前記第二基材のうち前記第二の方向で前記一端側の前記導通材が配置される部分から前記一端までの導通基材幅が２ｍｍ以上、かつ前記一端側の前記導通材の幅寸法が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. ロール・ツー・ロール方式により連続的に太陽電池モジュールを製造するための太陽電池モジュールの製造方法であって、
   第一基材の表面に透明導電膜が成膜され、前記第一基材の前記透明導電膜の表面に前記第一基材の長手方向に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成された第一電極を形成する工程と、
   第二基材の表面に前記第一電極に対向するように対向導電膜が成膜された第二電極を形成する工程と、
   前記透明導電膜及び前記対向導電膜に対して前記長手方向と平行に絶縁加工を行う工程と、
   平面視で前記長手方向に直交する前記第一基材及び前記第二基材の幅方向に複数のセルを配列する封止材を設ける工程と、
   前記第一基材の前記透明導電膜上における前記半導体層が形成されない領域に導通材を配置して前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する工程と、
   前記第一電極の前記半導体層と前記第二電極との間に電解液を設ける工程と、
   前記第一電極と前記第二電極とを貼り合せる工程と、
   前記第一電極及び前記第二電極に対して前記幅方向に沿って延在し、前記幅方向の一端側の前記導通材を部分的に絶縁しない第一絶縁ラインと、前記幅方向の全体にわたって絶縁する第二絶縁ラインと、を前記長手方向に交互に形成する工程と、
   前記第一電極と前記第二電極とを前記第二絶縁ラインの位置で切断する工程と、
   を有し、
   前記幅方向の一端側には、前記導通材が配置され、
   前記第二絶縁ラインで切断された太陽電池モジュールは、前記第一絶縁ラインで分割された隣り合う一対のサブモジュールにおける前記幅方向の一端側の前記導通材同士が電気的に接続されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記第一絶縁ライン及び前記第二絶縁ラインは、前記幅方向に沿って融着された融着部により形成され、又は絶縁加工手段によって絶縁された絶縁加工部を封止材によって塞がれることにより形成されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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