JP2020043198A - 導電接着材料及び色素増感型太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】封止性能に優れた導通材を形成でき、色素増感型太陽電池の開口率（発電有効面積）を高められる導電接着材料、及び、前記導電接着材料を用いた色素増感型太陽電池を提供する。【解決手段】色素増感型太陽電池における複数の発電部を電気的に接続するための導電接着材料であって、光重合開始剤を含む紫外線硬化性樹脂と、複数の導電粒子と、無機フィラーとを含み、前記導電粒子の径寸法の変動係数が２５％以下であり、複数の前記導電粒子が前記紫外線硬化性樹脂中に分散している、導電接着材料。また、複数の発電部６０を電気的に接続する導通材５０が前記導電接着材料の硬化物である色素増感型太陽電池１。【選択図】図２

Description

本発明は、導電接着材料及び色素増感型太陽電池に関する。

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、色素増感型太陽電池は、比較的簡易な方法により製造され、かつ原材料の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。

色素増感型太陽電池は、一般に、光電極と対向電極とを備えており、光電極における増感色素が吸着された無機半導体層と電荷移動体（電解液）を含む複数の発電部が形成されている。複数の発電部は導通材とその両側に配された封止材によって区画されており、隣り合う発電部が導通材を介して電気的に接続されている。導通材としては、接着剤と導電粒子とを含む導通ペーストが知られている（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１６／１４０１９６号

しかし、従来の色素増感型太陽電池は、導通材の封止性能が低いため、なんらかの理由で封止材に損傷が生じると、電荷移動体によって導電粒子が腐食して電池性能が低下する。特に電荷移動体としてヨウ素を含む電解液を用いる場合、導電粒子を腐食させやすいために電池性能の低下が顕著になる。また、電荷移動体の封止性能を充分に得るには、色素増感型太陽電池における封止材が占める領域をある程度確保する必要がある。色素増感型太陽電池の開口率（発電有効面積）を高めるために封止材が占める領域を小さくすると、封止性能が低下して耐久性が不充分になる。

本発明は、封止性能に優れた導通材を形成でき、色素増感型太陽電池の開口率（発電有効面積）を高められる導電接着材料、及び、前記導電接着材料を用いた色素増感型太陽電池を提供する。

本発明は、以下の態様を有する。
＜１＞色素増感型太陽電池における複数の発電部を電気的に接続するための導電接着材料であって、
光重合開始剤を含む紫外線硬化性樹脂と、複数の導電粒子と、無機フィラーとを含み、
前記導電粒子の径寸法の変動係数が２５％以下であり、
複数の前記導電粒子が前記紫外線硬化性樹脂中に分散している、導電接着材料。
＜２＞前記無機フィラーの含有量が３〜１５質量％である、前記＜１＞の導電接着材料。
＜３＞前記導電粒子が、樹脂粒子の表面に金属コートを有する粒子である、前記＜１＞又は＜２＞の導電接着材料。
＜４＞前記導電粒子の平均粒子径が１０〜２００μｍである、前記＜１＞〜＜３＞のいずれかの導電接着材料。
＜５＞前記導電粒子の含有量が１〜４０質量％である、前記＜１＞〜＜４＞のいずれかの導電接着材料。
＜６＞光電極と、対向電極と、電荷移動体と、封止材と、導通材とを備え、
前記光電極は、光電極支持体と、前記光電極支持体の表面に設けられた光電極導電層と、前記光電極導電層の表面に面方向に互いに離間して設けられた、増感色素を含む複数の無機半導体層とを備え、
前記対向電極は、対向電極支持体と、前記対向電極支持体の表面に設けられた対向電極導電層とを備え、
前記光電極と前記対向電極は、前記無機半導体層と前記対向電極導電層とを向き合わせて互いに離間して配置され、
各々の前記無機半導体層と前記対向電極導電層の間に前記電荷移動体が設けられて複数の発電部が形成され、
隣り合う前記発電部の間に前記導通材が設けられ、前記導通材と前記発電部の間に前記封止材が設けられて前記電荷移動体が封止され、
隣り合う前記発電部は前記導通材を介して電気的に接続され、
前記導通材が、前記＜１＞〜＜５＞のいずれかの導電接着材料の硬化物である、色素増感型太陽電池。
＜７＞前記導通材中の前記光電極導電層と前記対向電極導電層の両方に接している前記導電粒子の個数が、３個／１ｍｍ^２以上である、前記＜６＞の色素増感型太陽電池。

本発明の導電接着材料は、封止性能に優れた導通材を形成でき、色素増感型太陽電池の開口率を高めることができる。本発明の色素増感型太陽電池は、耐久性に優れ、また開口率を高めることができる。

本発明の色素増感型太陽電池の一実施形態を模式的に示す平面図である。 図１の色素増感型太陽電池のＸ−Ｘ断面図である。 図１の色素増感型太陽電池の導通材及び封止材の部分を拡大した平面図である。 ロール・ツー・ロール方式を適用した製造装置を用いて図１の色素増感型太陽電池を製造する方法の一例を示した概略図である。 図１の色素増感型太陽電池の一工程を示した断面図である。 図１の色素増感型太陽電池の一工程を示した断面図である。

［導電接着材料］
本発明の導電接着材料は、色素増感型太陽電池における複数の発電部を電気的に接続するための導電接着材料である。本発明の導電接着材料は、光重合開始剤を含む紫外線硬化性樹脂と、複数の導電粒子と、無機フィラーとを含む。

紫外線硬化型樹脂としては、太陽電池の封止材に使用される公知の紫外線硬化型樹脂を適用でき、例えば、光重合性プレポリマー及び光重合性モノマーのいずれか一方又は両方と、光重合開始剤とを含むものが挙げられる。

光重合性プレポリマーとしては、例えば、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリオールアクリレート等が挙げられるが、特に限定されない。光重合性プレポリマーは、１種でもよく、２種以上でもよい。
光重合性モノマーとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、２−エチルヘキシルアククリレート等のアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等のメタクリレートが挙げられるが、特に限定されない。光重合性モノマーは、１種でもよく、２種以上でもよい。

光重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられるが、特に限定されない。光重合開始剤は、１種でもよく、２種以上でもよい。

紫外線硬化型樹脂のＴｇは、７０℃以上が好ましく、８０℃以上がより好ましい。樹脂材料のＴｇが前記範囲の下限値以上であれば、使用環境下において、性能劣化が起こりにくい。
なお、紫外線硬化型樹脂のＴｇとは、硬化後のＴｇである。Ｔｇは、ＪＩＳ Ｋ ７１２１：１９８７「プラスチックの転移温度測定方法」に従って測定され、中間点ガラス転移温度（Ｔ_ｍｇ）として求められる温度である。

紫外線硬化型樹脂としては、アクリル系紫外線硬化型樹脂が好ましく、硬化後のＴｇが７０℃以上であるアクリル系紫外線硬化型樹脂がより好ましい。

導電粒子は、導電性を有する粒子である。導電粒子としては、例えば、金属粒子、炭素系粒子、樹脂粒子の表面に金属コートを有する粒子（以下、「樹脂コア導電粒子」とも記す。）等が挙げられる。なかでも、樹脂コア導電粒子が好ましい。樹脂コア導電粒子を使用した場合、後述のシール部７０を形成する際に超音波融着などの手法により、簡単に破壊されるため、絶縁を取りやすい。また、後述する製造方法での製造時に光電極と対向電極とを一対のローラーで押圧して貼り合わせる際に、導電粒子が一旦押し潰されても弾性変形及び弾性復帰によって導電粒子の形状が復帰しやすく、光電極と対向電極の間隔を一定に保てるため、電極間の導通を極めて安定に確保しやすい。導電接着材料に含まれる導電粒子は、１種でもよく、２種以上でもよい。

金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、クロム、チタン、白金、ニッケル、錫、亜鉛、鉛、タングステン、鉄、アルミニウム等の粒子が挙げられる。炭素系粒子としては、例えば、カーボンブラック等が挙げられる。樹脂粒子としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルスルホン等の粒子が挙げられる。樹脂粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるため、樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を１種又は２種以上重合させた重合体が好ましい。樹脂粒子の表面にコートされる金属としては、特に限定されず、ニッケル、パラジウム、銅又は金が好ましく、ニッケル又は金がより好ましく、銅がさらに好ましい。樹脂コア導電粒子の具体例としては、樹脂粒子の表面を無電解ニッケルでコートした粒子が挙げられる。
樹脂コア導電粒子の詳細な構成や調製方法に関しては、国際公開第２０１１／１３２６５８号を参照することができる。

導電粒子の形状は、特に限定されず、最大の内包体積を持つと同時に、抵抗が少ない点から、球状が好ましい。なお、導電粒子の形状は、例えば楕円形状、立方形状、多角体形状等の球状以外の形状であってもよい。

導電粒子の平均粒子径は、１０〜２００μｍが好ましく、４０〜１００μｍがより好ましい。導電粒子の平均粒子径が前記範囲の下限値以上であれば、色素増感型太陽電池において光電極と対向電極の接触が避けられ、光電極と対向電極間でリークすることを防止できる。導電粒子の平均粒子径が前記範囲の上限値以下であれば、色素増感型太陽電池において導通材を形成した際に各導電粒子の光電極及び対向電極への接点が取りやすい。
導電粒子の平均粒子径は、コールターカウンターにより測定される。

導電粒子の径寸法の変動係数は、２５％以下が好ましく、１５％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましい。変動係数が前記範囲の上限値以下であれば、色素増感型太陽電池において導通材を形成した際に各導電粒子の光電極及び対向電極への接点が取りやすくなり、また電極間の距離を一定に保ちやすくなる。

導電粒子の径寸法の変動係数は、導電粒子の平均粒子径の測定における平均粒子径とその標準偏差を用いて、下記式（１）から算出される。

導電接着材料中の導電粒子の含有量は、導電接着材料の総質量に対して、１〜４０質量％が好ましく、５〜４０質量％がより好ましい。導電粒子の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、色素増感型太陽電池において導通材を形成した際に光電極と対向電極との導通が容易になる。導電粒子の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、導電粒子の紫外線硬化型樹脂の分散性に優れる。

無機フィラーは、導電性を有しない無機材料である。「導電性を有しない」とは、絶縁体であることを意味する。
無機フィラーとしては、特に限定されず、例えば、シリカ、アルミナ等が挙げられる。導電接着材料に含まれる無機フィラーは、１種でもよく、２種以上でもよい。

導電接着材料中の無機フィラーの含有量は、導電接着材料の総質量に対して、３〜１５質量％が好ましく、３〜１２質量％がより好ましく、５〜１０質量％がさらに好ましい。無機フィラーの含有量が前記範囲の下限値以上であれば、電荷移動体に対する耐性（電解液耐性）及び水蒸気バリア性に優れ、封止性能が向上するため、耐久性に優れる。無機フィラーの含有量が前記範囲の上限値以下であれば、色素増感型太陽電池において導通材を形成した際に光電極及び対向電極への接着性に優れる。

本発明の導電接着材料は、必要に応じて、紫外線硬化性樹脂、導電粒子及び無機フィラー以外の他の成分を含んでもよい。

以上説明した本発明の導電接着材料は、無機フィラーを含むため、色素増感型太陽電池において電荷移動体の封止性能に優れた導通材を形成できる。そのため、電荷移動体が導電粒子まで到達して腐食することが抑制され、色素増感型太陽電池の耐久性が向上する。また、導通材の封止性能が向上することで、その分だけ封止材の占める領域を小さくできるため、色素増感型太陽電池の開口率を向上させることができる。

［色素増感型太陽電池］
以下、本発明に係る色素増感型太陽電池の実施形態の一例について、図１〜図３を適宜参照しながら、その構成を詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

なお、以下の説明においては、本発明に係る色素増感型太陽電池の一例として、ロール・ツー・ロール方式（以下、「ＲｔｏＲ方式」という。）を用いて製造されるフィルム型の色素増感型太陽電池を挙げて説明する。本発明に係る色素増感型太陽電池は、ＲｔｏＲ方式を用いて製造されるもの、即ち、支持体を所定の方向に搬送しつつ連続的に製造されるものには限定されず、例えば、予め切り分けられた支持体毎にセル構造が形成されているものも含む。

図１及び図２に示すように、本実施形態の色素増感型太陽電池１は、光電極１０と、対向電極２０と、電荷移動体３０と、封止材４０と、導通材５０とを備えている。

光電極１０は、光電極支持体１２と、光電極支持体１２の表面１２ａに設けられた光電極導電層１４と、光電極導電層１４の表面１４ａに設けられた複数の帯状の無機半導体層１６とを備えている。複数の無機半導体層１６は、光電極導電層１４の表面１４ａの面方向において、互いに離間して平行に設けられている。
以下の説明においては、色素増感型太陽電池１を平面視したときの帯状の無機半導体層１６の幅方向をＤ１方向、無機半導体層１６の長さ方向をＤ２方向とする。

光電極支持体１２は、光電極導電層１４、無機半導体層１６、封止材４０、及び導通材５０の基台となるフィルム状の部材である。光電極支持体１２の材質は、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積のフィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。このような光電極支持体１２の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド等の透明の樹脂材料が挙げられる。

光電極導電層１４は、光電極支持体１２の表面１２ａ（即ち、光電極支持体１２における対向電極２０側の面）のＤ１方向全体にわたって形成されている。光電極導電層１４の材質としては、例えば、酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等が挙げられる。

無機半導体層１６は、増感色素を含み、増感色素から電子を受け取って輸送する機能を有する。無機半導体層１６としては、例えば、金属酸化物等の無機半導体に増感色素が吸着された多孔質層が挙げられる。無機半導体層１６を形成す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）等が挙げられる。

増感色素は、有機色素又は金属錯体色素から構成される。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等が挙げられる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が挙げられる。

対向電極２０は、対向電極支持体２２と、対向電極支持体２２の表面２２ａ（対向電極支持体２２における光電極１０側の面）に設けられた対向電極導電層２４とを備えている。光電極１０と対向電極２０とは、無機半導体層１６と対向電極導電層２４とを向き合わせて互いに離間して配置されている。

対向電極支持体２２は、対向電極導電層２４の基台となるフィルム状の部材である。対向電極支持体２２の材質は、光電極支持体１２と同様に、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積のフィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。対向電極支持体２２の材質としては、例えば、光電極支持体１２と同様の樹脂材料が挙げられる。

対向電極導電層２４は、対向電極支持体２２の表面２２ａのＤ１方向全体にわたって形成されている。対向電極支持体２２の材質としては、例えば、光電極導電層１４と同様の化合物等が挙げられる。

光電極１０の各々の無機半導体層１６と対向電極２０の対向電極導電層２４の間にはそれぞれ電荷移動体３０が設けられ、各々の無機半導体層１６と電荷移動体３０で帯状の発電部６０が複数形成されている。複数の発電部６０は、光電極１０の光電極導電層１４と対向電極２０の対向電極導電層２４との間に挟まれ、光電極１０及び対向電極２０の面方向（図２中に示すＤ１方向）に沿って間隔をおいて設けられている。

電荷移動体３０は、無機半導体層１６及び対向電極導電層２４に接触するように充填されている。電荷移動体３０としては、例えば、ヨウ素とヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム、ヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のヨウ化物塩を有機溶媒に溶解させた電解液等が挙げられるが、これに限定されない。

封止材４０は、後述するＤ２方向に間隔を空けてＤ１方向に延びるように形成されたシール部７０とともに、電荷移動体３０を封止するためのものである。封止材４０は、光電極１０と対向電極２０の間において、それぞれの発電部６０の電荷移動体３０のＤ１方向における両側に、Ｄ２方向に延びるように帯状に設けられている。Ｄ１方向において、それぞれの封止材４０の発電部６０側は電荷移動体３０と接しており、封止材４０によって電荷移動体３０が封止されている。

封止材４０は、樹脂材料と無機フィラーとを含有する。封止材４０においては、無機フィラーは樹脂材料中に分散されている。
封止材４０に含有される樹脂材料としては、太陽電池の封止材に使用される公知の樹脂を適用できる。例えば、紫外線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。なかでも、気泡が生じることを抑制しやすい点から、紫外線硬化型樹脂が好ましい。紫外線硬化型樹脂としては、例えば、前記した導電接着材料で挙げた紫外線硬化型樹脂と同じものが挙げられる。封止材４０の樹脂材料に紫外線硬化型樹脂又は熱硬化性樹脂を用いる場合、封止材４０は硬化物である。

封止材４０に含有される無機フィラーとしては、太陽電池の封止材に使用される公知の無機フィラーを適用できる。具体的には、例えば、シリカ、アルミナ等が挙げられる。封止材４０に含まれる無機フィラーは、１種でもよく、２種以上でもよい。

封止材４０中の無機フィラーの含有量は、封止材４０の総質量に対して、３〜１５質量％が好ましく、３〜１２質量％がより好ましく、５〜１０質量％がさらに好ましい。無機フィラーの含有量が前記範囲の下限値以上であれば、電荷移動体３０に対する耐性及び水蒸気バリア性に優れ、封止性能が向上するため、耐久性に優れる。無機フィラーの含有量が前記範囲の上限値以下であれば、光電極１０及び対向電極２０への接着性に優れる。

導通材５０は、隣り合う発電部６０同士を電気的に接続するためのものである。導通材５０は、光電極１０と対向電極２０の間における、隣り合う発電部６０の間の２つの封止材４０の間に、Ｄ２方向に延びるように帯状に設けられている。Ｄ１方向において、導通材５０の両側はそれぞれ封止材４０と接している。

図２及び図３に示すように、導通材５０は、接着剤５４と、複数の導電粒子５２とを含有する。複数の導電粒子５２を含有する導通材５０とすることで、ＲｔｏＲ方式による製造後に色素増感型太陽電池１を所望のパターンで切り出す際、導通材５０の部分を容易に切断できる。
なお、隣り合う発電部６０の間において、帯状の無機半導体層１６の長さ方向（Ｄ１方向）に直交する方向（Ｄ２方向）における導通材５０とその両側に配置されている封止材４０との境界は、以下のように定義される。図３に示すように、色素増感型太陽電池１を平面視したとき、隣り合う発電部６０のうちの一方の発電部６０に最も近い導電粒子５２の当該発電部６０側に接するＤ１方向に平行な直線をＬ１とする。また、隣り合う発電部６０のうちの他方の発電部６０に最も近い導電粒子５２の当該発電部６０側に接するＤ１方向に平行な直線をＬ２とする。これらの直線Ｌ１及び直線Ｌ２を導通材５０とその両側の封止材４０との境界とする。

導通材５０は、前記した本発明の導電接着材料の硬化物である。接着剤５４は、本発明の導電接着材料における導電粒子以外の成分が硬化することで形成される。すなわち、接着剤５４は、無機フィラーが分散された紫外線硬化型樹脂の硬化物である。

導電粒子５２は、隣り合う発電部６０の間の２つの封止材４０間において、光電極導電層１４と対向電極導電層２４の両方に接している。これにより、隣り合う発電部６０が導通材５０の導電粒子５２を介して電気的に接続される。色素増感型太陽電池１においては、複数の発電部６０は直列接続されてもよく、並列接続されてもよい。

導通材５０中の光電極導電層１４と対向電極導電層２４の両方に接している導電粒子５２の個数は、３個／１ｍｍ^２以上が好ましく、８〜４００個／１ｍｍ^２がより好ましい。前記導電粒子５２の個数が前記範囲の下限値以上であれば、光電極１０と対向電極２０との導通が容易になる。前記導電粒子５２の個数が前記範囲の上限値以下であれば、導通材５０の光電極１０及び対向電極２０への接着性に優れる。
導通材中の光電極導電層と対向電極導電層の両方に接している導電粒子の個数は顕微鏡などによる目視により測定される。

色素増感型太陽電池１では、光電極導電層１４のＤ１方向において封止材４０と重なる部分には、Ｄ２方向に延びる帯状の絶縁部６２が設けられている。絶縁部６２は光電極導電層１４を厚み方向に貫通するように設けられており、光電極導電層１４はＤ１方向において絶縁部６２で分断されている。また、対向電極導電層２４のＤ１方向において封止材４０と重なる部分には、Ｄ２方向に延びる帯状の絶縁部６４が設けられている。絶縁部６４は対向電極導電層２４を厚み方向に貫通するように設けられており、対向電極導電層２４はＤ１方向において絶縁部６４で分断されている。

絶縁部６２の幅、すなわちＤ１方向における絶縁部６２の長さは、０．１〜３ｍｍが好ましい。同様に、絶縁部６４の幅、すなわちＤ１方向における絶縁部６４の長さは、０．１〜３ｍｍが好ましい。絶縁部６２及び絶縁部６４の幅が前記範囲内であれば、絶縁性を確保しつつ、発電部６０の面積を確保することが容易になる。

色素増感型太陽電池１には、光電極１０と対向電極２０とが貼り合わされたＤ１方向に延びる複数のシール部７０が、Ｄ２方向に間隔を空けて設けられている。シール部７０は、光電極支持体１２と対向電極支持体２２とが圧着されて電気的に絶縁された部分である。シール部７０は、光電極１０及び対向電極２０の厚み方向の外方（即ち、色素増感型太陽電池１の上方及び下方）から、例えば、超音波融着等の方法を用いて光電極１０及び対向電極２０に力を加えるか、又は押圧することによって形成できる。

シール部７０においては、図示を省略しているが、圧着された光電極支持体１２と対向電極支持体２２との間に、僅かな厚みで、光電極導電層１４、無機半導体層１６、対向電極導電層２４及び電荷移動体３０が介在している場合がある。しかし、これらの各層は、シール部７０においてほぼ分断された状態のため、シール部７０に隣接する発電部６０同士は電気的に接続されない。

色素増感型太陽電池１は、一定の柔軟性（屈曲性）を有して構成される。色素増感型太陽電池１の折り曲げ形態としては、例えば、設置場所のサイズや形状に合わせて、機械的破壊が生じない程度で変形させる形態が挙げられる。

（製造方法）
本発明の色素増感型太陽電池は、本発明の導電接着材料を用いて導通材を形成する以外は、公知の製造方法で製造できる。色素増感型太陽電池１は、封止材４０の樹脂材料に紫外線硬化型樹脂を用いる場合、例えば、以下の（ａ）〜（ｅ）の工程を有する製造方法で製造できる。
（ａ）光電極１０の光電極導電層１４を切り込み加工して絶縁部６２を形成する。
（ｂ）光電極導電層１４の表面１４ａにおける無機半導体層１６の両側にそれぞれ未硬化の封止材４０Ａを帯状に塗布し、隣り合う無機半導体層１６の間における２つの未硬化の封止材４０Ａの間の部分に導電接着材料５０Ａを帯状に塗布する。導電接着材料５０Ａは、本発明の導電接着材料である。
（ｃ）光電極導電層１４の表面１４ａにおける封止材４０間の無機半導体層１６が設けられた部分に電荷移動体３０を塗布する。
（ｄ）対向電極２０の対向電極導電層２４を切り込み加工して絶縁部６４を形成する。
（ｅ）無機半導体層１６と対向電極導電層２４が向き合うように光電極１０と対向電極２０を貼り合わせ、導電接着材料５０Ａを硬化させる。

光電極１０は、例えば、図示略のＲｔｏＲ方式を採用した装置を用いて製造できる。例えば、光電極支持体１２を所定の方向に連続的に搬送しながら、光電極支持体１２の表面１２ａに光電極導電層１４を形成し、光電極導電層１４の表面１４ａに無機半導体層１６を形成した後、無機半導体層１６を外側に向けた状態で光電極１０をロール状に巻き取る。

光電極導電層１４の形成方法としては、例えば、公知のスパッタリング法や印刷法等が挙げられる。
無機半導体層１６の形成方法としては、例えば、酸化チタン等の金属酸化物からなる多孔質層を形成した後、前記多孔質層に増感色素を吸着させる方法が挙げられる。多孔質層の形成方法としては、例えば、公知のエアロゾルデポジション法（Ａｅｒｏｓｏｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ：ＡＤ法）等が挙げられる。増感色素を吸着させる方法としては、例えば、増感色素を含む溶液に前記多孔質層を浸漬した後に乾燥する方法等があげられる。

対向電極２０は、例えば、図示略のＲｔｏＲ方式を採用した装置を用いて製造できる。例えば、対向電極支持体２２を所定の方向に連続的に搬送しながら、対向電極支持体２２の表面２２ａに対向電極導電層２４を形成した後、対向電極導電層２４を内側に向けた状態で対向電極２０をロール状に巻き取る。
対向電極導電層２４の形成方法としては、例えば、公知のスパッタリング法や印刷法等が挙げられる。

工程（ａ）〜（ｅ）は、例えば、図４に例示した製造装置２００を用いて、ＲｔｏＲ方式で行う。なお、以下の説明では、図４中に示す搬送方向Ｄ４１，Ｄ４２において、始点側を上流側とし、終点側を下流側として説明する。

＜工程（ａ）＞
製造装置２００にロール状の光電極１０を設置し、光電極１０をＤ４１方向に巻き出して搬送しながら、絶縁部形成装置２１０を用いて光電極導電層１４を切り込み加工して絶縁部６２を形成する。絶縁部形成装置２１０としては、例えば、ダイカットロールを備えた加工装置の他、レーザー加工装置、エッチング液の塗布装置等が挙げられる。

＜工程（ｂ）＞
次に、図４及び図５に示すように、光電極１０をＤ４１方向に搬送しながら、光電極導電層１４の表面１４ａにおける無機半導体層１６の両側に、封止材塗布装置２１２により未硬化の封止材４０Ａを帯状に塗布する。封止材塗布装置２１２としては、例えば、ディスペンサー、ダイコーター等が挙げられ、ダイコーターが好ましい。
さらに、図４及び図６に示すように、光電極１０をＤ４１方向に搬送しながら、光電極導電層１４の表面１４ａの隣り合う無機半導体層１６の間における２つの未硬化の封止材４０Ａの間の部分に、導通材塗布装置２１４により導電接着材料５０Ａを帯状に塗布する。導通材塗布装置２１４としては、例えば、ディスペンサー、ダイコーター等が挙げられ、ディスペンサーが好ましい。

＜工程（ｃ）＞
次に、光電極１０をＤ４１方向に搬送しながら、光電極導電層１４の表面１４ａにおける封止材４０間の無機半導体層１６が設けられた部分に、電荷移動体塗布装置２１６により電荷移動体３０を塗布する。電荷移動体塗布装置２１６としては、例えば、ディスペンサー、ダイコーター等が挙げられる。

＜工程（ｄ）＞
製造装置２００にロール状の対向電極２０を設置し、対向電極２０をＤ４２方向に巻き出して搬送しながら、絶縁部形成装置２１８を用いて対向電極導電層２４を切り込み加工して絶縁部６４を形成する。絶縁部形成装置２１８としては、例えば、絶縁部形成装置２１０と同じものが挙げられる。

＜工程（ｅ）＞
次に、上下に配置された一対の押圧ロール２２０，２２２の間に、無機半導体層１６と対向電極導電層２４が向き合うように光電極１０と対向電極２０を導いて通過させ、光電極１０及び対向電極２０を上下から押圧して貼り合わせる。その後、紫外線照射装置２２３から紫外線を照射し、未硬化の封止材４０Ａ及び導電接着材料５０Ａを硬化させ、それらの硬化物である封止材４０及び導通材５０を形成する。

次に、シール部形成装置２２４により、Ｄ２方向に所定の間隔を空けながら光電極１０及び対向電極２０をＤ１方向に直線的に圧着し、電気的に絶縁されたシール部７０を形成する。シール部形成装置２２４としては、超音波付与装置等が挙げられる。
以上の工程により、図１〜図３に示すような色素増感型太陽電池１を製造できる。

色素増感型太陽電池１においては、必要に応じて、光電極導電層１４又は対向電極導電層２４の一部を露出させ、電力を取り出すための取り出し電極を形成する。電力を取り出すための一対の取り出し電極は、光電極１０と対向電極２０に１つずつ形成してもよく、両方を光電極１０又は対向電極２０のいずれか一方に形成してもよい。
色素増感型太陽電池１は、必要に応じて所望のパターンに切り出してもよい。

なお、色素増感型太陽電池の製造方法は、前記した方法には限定されない。例えば、工程（ｂ）において、導電接着材料５０Ａを塗布した後に未硬化の封止材４０Ａを塗布してもよく、導電接着材料５０Ａと未硬化の封止材４０Ａの塗布を同時に行ってもよい。また、光電極１０と対向電極２０とを貼り合わせ、未硬化の封止材４０Ａ及び導電接着材料５０Ａを硬化させた後に、光電極１０と対向電極２０の間の無機半導体層１６の部分に電荷移動体３０を注入してもよい。

以上説明したように、本発明の色素増感型太陽電池においては、導通材が、無機フィラーを含む本発明の導電接着材料の硬化物である。そのため、導通材は電荷移動体の封止性能に優れており、電荷移動体が導電粒子まで到達して腐食することが抑制され、耐久性に優れる。また、本発明の色素増感型太陽電池は、導通材の封止性能が優れるため、従来の色素増感型太陽電池に比べて封止材が占める領域を小さくできることから、開口率（発電有効面積）を大きくすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［耐久試験］
各例で製造した色素増感型太陽電池に対し、以下のような耐久試験を行った。
（１）初期性能（最大出力）を測定
（２）気温４０℃、湿度９０％ＲＨの環境下に１００時間保管
（３）保管後の性能（最大出力）を測定
（４）初期性能と保管後の性能により、出力維持率を算出し、評価
初期性能及び保管後の性能は、ソースメータを用いて、蛍光灯（２，０００ｌｕｘ）を照射した状態で測定した。

［実施例１］
光硬化型樹脂であるアクリル・ポリエステル系樹脂と、無機フィラーであるシリカと、導電粒子であるミクロパール（平均粒子径：５０μｍ、径寸法の変動係数：５％）とを混合して導電接着材料を調製した。導電接着材料中の無機フィラーの含有量は６質量％、導電粒子の含有量は１０質量％とした。

導通材５０を形成する材料として、前記導電接着材料を用いて、図３の製造装置２００を用いたＲｔｏＲ方式により、図１及び図２に例示した色素増感型太陽電池１を製造した。導通材５０以外の部分の材料としては、以下のものを使用した。
光電極支持体１２（厚み１２５μｍ）：ポリエチレンナフタレート。
光電極導電層１４（厚み１３０ｎｍ）：ＩＴＯ。
無機半導体層１６（厚み１５μｍ）：酸化チタンの多孔質層にルテニウム錯体系色素を吸着させた。
対向電極支持体２２（厚み１２５μｍ）：ポリエチレンナフタレート。
対向電極導電層２４（厚み１３０ｎｍ）：ＩＴＯ。
電荷移動体３０：ヨウ素（濃度：５０ｍｍｏｌ／Ｌ）と１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムヨージド（ＭＰＩｍＩ）（濃度：１ｍｏｌ／Ｌ）をγ−ブチロラクトンに溶解させた電解液。
封止材４０：アクリル・ポリエステル系樹脂（光硬化型樹脂）に無機フィラーであるシリカ（含有量：７質量％）が分散された材料。
得られた色素増感型太陽電池に対して耐久試験を行ったところ、出力維持率は９５％であり、耐久性に優れていた。

［比較例１］
導電接着材料に無機フィラーを含ませない以外は、実施例１と同様にして導電接着材料を調製し、色素増感型太陽電池を製造した。
得られた色素増感型太陽電池に対して耐久試験を行ったところ、出力維持率は６０％であり、耐久性が不充分であった。

１…色素増感型太陽電池、１０…光電極、１２…光電極支持体、１４…光電極導電層、１６…無機半導体層、２０…対向電極、２２…対向電極支持体、２４…対向電極導電層、３０…電荷移動体、４０…封止材、４０Ａ…未硬化の封止材、５０…導通材、５０Ａ…導電接着材料、５２…導電粒子、５４…接着剤。

Claims (7)

1. 色素増感型太陽電池における複数の発電部を電気的に接続するための導電接着材料であって、
   光重合開始剤を含む紫外線硬化性樹脂と、複数の導電粒子と、無機フィラーとを含み、
   前記導電粒子の径寸法の変動係数が２５％以下であり、
   複数の前記導電粒子が前記紫外線硬化性樹脂中に分散している、導電接着材料。
2. 前記無機フィラーの含有量が３〜１５質量％である、請求項１に記載の導電接着材料。
3. 前記導電粒子が、樹脂粒子の表面に金属コートを有する粒子である、請求項１又は２に記載の導電接着材料。
4. 前記導電粒子の平均粒子径が１０〜２００μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電接着材料。
5. 前記導電粒子の含有量が１〜４０質量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電接着材料。
6. 光電極と、対向電極と、電荷移動体と、封止材と、導通材とを備え、
   前記光電極は、光電極支持体と、前記光電極支持体の表面に設けられた光電極導電層と、前記光電極導電層の表面に面方向に互いに離間して設けられた、増感色素を含む複数の無機半導体層とを備え、
   前記対向電極は、対向電極支持体と、前記対向電極支持体の表面に設けられた対向電極導電層とを備え、
   前記光電極と前記対向電極は、前記無機半導体層と前記対向電極導電層とを向き合わせて互いに離間して配置され、
   各々の前記無機半導体層と前記対向電極導電層の間に前記電荷移動体が設けられて複数の発電部が形成され、
   隣り合う前記発電部の間に前記導通材が設けられ、前記導通材と前記発電部の間に前記封止材が設けられて前記電荷移動体が封止され、
   隣り合う前記発電部は前記導通材を介して電気的に接続され、
   前記導通材が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電接着材料の硬化物である、色素増感型太陽電池。
7. 前記導通材中の前記光電極導電層と前記対向電極導電層の両方に接している前記導電粒子の個数が、３個／１ｍｍ^２以上である、請求項６に記載の色素増感型太陽電池。

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