JP2020047827A - Dye-sensitized solar cell with protective layer - Google Patents

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翔 辻村
Sho TSUJIMURA
翔 辻村
壮一郎 鈴木
Soichiro Suzuki
壮一郎 鈴木
大輔 時田
Daisuke Tokita
大輔 時田
博之 井川
Hiroyuki Igawa
博之 井川
泰博 稲垣
Yasuhiro Inagaki
泰博 稲垣
山口 文治
Bunji Yamaguchi
文治 山口
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Abstract

To further improve an output of a DSC and maintain performance for a longer period.SOLUTION: The dye-sensitized solar cell with a protective layer includes: a first conductive substrate; a second conductive substrate facing the first conductive substrate; one or more power generation units 44 located between the first conductive substrate and the second conductive substrate; a dye-sensitized solar cell 10 having a surface of the first conductive substrate as a light-receiving surface; and a first moisture-proof layer covering the surface of the first conductive substrate. The power generation unit 44 includes an inorganic semiconductor layer 12 and an electrolytic solution 14. Water content of the electrolytic solution 14 is 100 to 8000 mass ppm with respect to the total mass of the electrolytic solution 14. The first moisture-proof layer has translucency.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、保護層付き色素増感型太陽電池に関する。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell with a protective layer.

太陽電池としては、シリコン系太陽電池が普及している。シリコン系太陽電池は、原料である高純度シリコンの安定供給や高コストといった課題を有する。
他の太陽電池としては、色素増感型太陽電池(DSC)がある。DSCとしては、いわゆるグレッツェル型の太陽電池がある。グレッツェル型のDSCは、光電極と、光電極に対向する対向電極と、両電極間に位置する電荷移動体(例えば、電解液)とを有する。
DSCは、シリコン系太陽電池に比べて出力が低いという問題がある。また、電池寿命が短いという問題があった。
こうした問題に対し、特許文献1は、電解液中の酸素濃度及び水分濃度の双方又はいずれか一方が特定値以下である色素増感型太陽電池を開示している。
As a solar cell, a silicon-based solar cell is widely used. Silicon-based solar cells have problems such as stable supply of high-purity silicon as a raw material and high cost.
As another solar cell, there is a dye-sensitized solar cell (DSC). As the DSC, there is a so-called Gretzell-type solar cell. The Gretzell-type DSC has a photoelectrode, a counter electrode facing the photoelectrode, and a charge transfer body (for example, an electrolytic solution) located between the two electrodes.
DSC has a problem that its output is lower than that of silicon-based solar cells. There is also a problem that the battery life is short.
To cope with such a problem, Patent Document 1 discloses a dye-sensitized solar cell in which both or either the oxygen concentration or the water concentration in the electrolyte is equal to or less than a specific value.

特開2000−323189号公報JP 2000-323189 A

しかしながら、DSCには、さらなる出力の向上及び性能の維持の長期化の要求がある。
そこで、本発明は、出力のさらなる向上を図れ、性能をさらに長期に維持できる保護層付きDSCを目的とする。
However, DSCs are required to further improve output and maintain performance for a long time.
Therefore, an object of the present invention is to provide a DSC with a protective layer that can further improve output and maintain performance for a longer period.

本発明は以下の態様を有する。
[1]第一の導電性基材と、前記第一の導電性基材と対向する第二の導電性基材と、前記第一の導電性基材と前記第二の導電性基材との間に位置する1つ以上の発電部と、を有し、前記第一の導電性基材の表面を受光面とする色素増感型太陽電池と、
前記第一の導電性基材の表面を覆う第一の防湿層と、を有し、
前記発電部は、無機半導体層と電解液とを有し、
前記電解液の含水量は、前記電解液の総質量に対して100〜8000質量ppmであり、
前記第一の防湿層は、透光性を有する、保護層付き色素増感型太陽電池。
[2]前記第一の導電性基材と前記第一の防湿層との剥離強度が、8〜15N/cmである、[1]に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。
[3]前記第一の防湿層と前記第一の導電性基材との間に位置する第一の接着層をさらに備え、
前記第一の接着層の水蒸気透過率は、0〜200g/m/dayである、[1]又は[2]に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。
[4]前記第二の導電性基材の表面を覆う第二の防湿層をさらに有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の保護層付き色素増感型太陽電池。
[5]前記第二の導電性基材と前記第二の防湿層との剥離強度が、8〜15N/cmである、[4]に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。
[6]前記第二の防湿層と前記第二の導電性基材との間に位置する第二の接着層をさらに備え、
前記第二の接着層の水蒸気透過率は、0〜200g/m/dayである、[4]又は[5]に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。
The present invention has the following aspects.
[1] a first conductive substrate, a second conductive substrate facing the first conductive substrate, the first conductive substrate and the second conductive substrate, One or more power generation units located between, and a dye-sensitized solar cell having a surface of the first conductive substrate as a light receiving surface,
Having a first moisture-proof layer covering the surface of the first conductive substrate,
The power generation unit has an inorganic semiconductor layer and an electrolyte,
The water content of the electrolytic solution is 100 to 8000 mass ppm with respect to the total mass of the electrolytic solution,
The first moisture-proof layer is a dye-sensitized solar cell with a protective layer having a light-transmitting property.
[2] The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to [1], wherein the peel strength between the first conductive substrate and the first moisture-proof layer is 8 to 15 N / cm.
[3] further comprising a first adhesive layer located between the first moisture-proof layer and the first conductive substrate,
The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to [1] or [2], wherein the first adhesive layer has a water vapor transmission rate of 0 to 200 g / m 2 / day.
[4] The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to any one of [1] to [3], further including a second moisture-proof layer covering a surface of the second conductive substrate.
[5] The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to [4], wherein the peel strength between the second conductive substrate and the second moisture-proof layer is 8 to 15 N / cm.
[6] further comprising a second adhesive layer located between the second moisture-proof layer and the second conductive substrate,
The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to [4] or [5], wherein the second adhesive layer has a water vapor transmission rate of 0 to 200 g / m 2 / day.

本発明の保護層付きDSCによれば、出力のさらなる向上を図れ、性能をさらに長期に維持できる。   According to the DSC with a protective layer of the present invention, the output can be further improved and the performance can be maintained for a longer period.

本発明の一実施形態に係る保護層付き色素増感型太陽電池を対向電極側から見た平面図であって、防湿層を透過した状態を示す図である。1 is a plan view of a dye-sensitized solar cell with a protective layer according to one embodiment of the present invention, as viewed from the counter electrode side, and is a diagram showing a state where the dye-sensitized solar cell has passed through a moisture-proof layer. 図1のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 図1のII−II断面の概略図である。It is the schematic of the II-II cross section of FIG.

(保護層付き色素増感型太陽電池)
本発明の保護層付き色素増感型太陽電池は、色素増感型太陽電池(DSC)と、DSCの受光面を覆う第一の防湿層とを有する。
以下、図面を参照して本発明に係る保護層付きDSCの実施形態について説明する。
(Dye-sensitized solar cell with protective layer)
The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to the present invention includes a dye-sensitized solar cell (DSC) and a first moisture-proof layer that covers a light-receiving surface of the DSC.
Hereinafter, an embodiment of a DSC with a protective layer according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、本発明を適用した本実施形態の保護層付きDSC1は、DSC10と、保護層2とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the DSC 1 with a protective layer according to the present embodiment to which the present invention is applied includes a DSC 10 and a protective layer 2.

DSC10は、光電極41と、対向電極42と、発電部44と、封止材46と、導通材48とを備えている。
光電極41及び対向電極42の表面同士は、間隔をあけて対向している。以下では、光電極41及び対向電極42が対向する方向を積層方向D3(第3の方向)という。
The DSC 10 includes a photoelectrode 41, a counter electrode 42, a power generation unit 44, a sealing material 46, and a conductive material 48.
The surfaces of the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 face each other with an interval. Hereinafter, the direction in which the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 face each other is referred to as a stacking direction D3 (third direction).

光電極41は、光電極支持体21と、この光電極支持体21の内面21aに設けられた光電極導電層31(透明電極膜)と、色素が吸着され光電極導電層31に間欠的に積層された複数の無機半導体層12(半導体層)と、を有する。本実施形態において、光電極支持体21と光電極導電層31とで、第一の導電性基材を構成している。   The photoelectrode 41 is intermittently provided on the photoelectrode support 21, the photoelectrode conductive layer 31 (transparent electrode film) provided on the inner surface 21 a of the photoelectrode support 21, and the dye-adsorbed photoelectrode conductive layer 31. And a plurality of inorganic semiconductor layers 12 (semiconductor layers) stacked. In the present embodiment, the first electrode substrate 21 and the photoelectrode conductive layer 31 constitute a first conductive substrate.

光電極支持体21は、光電極導電層31、無機半導体層12や封止材46、及び導通材48の基台となる部材である。光電極支持体21の材質は、いわゆるロール・トゥ・ロール(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、大面積フィルム状に形成可能な材質であればよい。このような光電極支持体21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)、又はポリイミド等の透明の樹脂材料を例示できる。
なお、平面視において、光電極支持体21は矩形状に形成されている。以下では、前記平面視において光電極支持体21の各辺が延びる方向をD1方向(第1の方向)及びD2方向(第2の方向)という。D1方向及びD2方向は、互いに直交する。
The photoelectrode support 21 is a member serving as a base for the photoelectrode conductive layer 31, the inorganic semiconductor layer 12, the sealing material 46, and the conductive material 48. The material of the photoelectrode support 21 is flexible enough to be applicable to continuous production of solar cells using a so-called roll-to-roll (RtoR) method, and can be formed into a large-area film shape. Good. Examples of the material of the photoelectrode support 21 include transparent resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), acrylic, polycarbonate, polyethylene naphthalate (PEN), and polyimide.
Note that, in plan view, the photoelectrode support 21 is formed in a rectangular shape. Hereinafter, the directions in which the sides of the photoelectrode support 21 extend in the plan view are referred to as a D1 direction (first direction) and a D2 direction (second direction). The direction D1 and the direction D2 are orthogonal to each other.

図2に示すように、光電極導電層31は、光電極支持体21の内面21a(即ち、光電極支持体21における対向電極42側の面)のD1方向全体にわたって成膜されている。光電極導電層31は、光電極支持体21の内面21aの全域にわたって積層されている。光電極導電層31の材質としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛等が挙げられる。
光電極支持体21及び光電極導電層31は、いずれも透明であり、光電極支持体21から入射する光を透過させる。
本実施形態において、光電極41の外面(表面)21bが受光面である。
As shown in FIG. 2, the photoelectrode conductive layer 31 is formed on the entire inner surface 21a of the photoelectrode support 21 (that is, the surface of the photoelectrode support 21 on the side of the counter electrode 42) in the D1 direction. The photoelectrode conductive layer 31 is laminated over the entire inner surface 21 a of the photoelectrode support 21. Examples of the material of the photoelectrode conductive layer 31 include indium tin oxide (ITO) and zinc oxide.
The photoelectrode support 21 and the photoelectrode conductive layer 31 are both transparent, and transmit light incident from the photoelectrode support 21.
In the present embodiment, the outer surface (front surface) 21b of the photoelectrode 41 is a light receiving surface.

無機半導体層12は、光電極導電層31の内面(即ち、光電極導電層31における対向電極42側の面)に形成されている。無機半導体層12は、D1方向に間隔をあけて複数配置されている。各無機半導体層12は、D2方向に長い帯状に形成されている。   The inorganic semiconductor layer 12 is formed on the inner surface of the photoelectrode conductive layer 31 (that is, the surface of the photoelectrode conductive layer 31 on the side of the counter electrode 42). A plurality of inorganic semiconductor layers 12 are arranged at intervals in the D1 direction. Each inorganic semiconductor layer 12 is formed in a belt shape long in the direction D2.

無機半導体層12は、例えば、金属酸化物等に増感色素が担持されることによって染色された多孔質層であり、増感色素から電子を受け取って輸送する機能を有する。このような金属酸化物としては、例えば、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、又は酸化スズ(SnO)等が挙げられる。 The inorganic semiconductor layer 12 is, for example, a porous layer dyed by carrying a sensitizing dye on a metal oxide or the like, and has a function of receiving and transporting electrons from the sensitizing dye. Examples of such a metal oxide include titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), and tin oxide (SnO 2 ).

上述の増感色素は、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、又は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。   The above-mentioned sensitizing dye is composed of an organic dye or a metal complex dye. Examples of the organic dye include various organic dyes such as coumarin, polyene, cyanine, hemicyanine, and thiophene. Examples of the metal complex dye include a ruthenium complex and the like.

対向電極42は、光電極支持体21に対向する対向電極支持体22(基材)と、対向電極支持体22の内面22a(対向電極支持体22における光電極41側の面)に設けられた対向電極導電層32(透明電極膜)とを有する。本実施形態において、対向電極支持体22と対向電極導電層32とで、第二の導電性基材を構成している。   The counter electrode 42 is provided on the counter electrode support 22 (base material) facing the photoelectrode support 21 and on the inner surface 22a of the counter electrode support 22 (the surface of the counter electrode support 22 on the photoelectrode 41 side). And a counter electrode conductive layer 32 (transparent electrode film). In the present embodiment, the counter electrode support 22 and the counter electrode conductive layer 32 form a second conductive base material.

対向電極支持体22は、対向電極導電層32の基台となる部材である。対向電極支持体22の材質は、光電極支持体21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21と同様の樹脂材料が挙げられる。   The counter electrode support 22 is a member serving as a base of the counter electrode conductive layer 32. Like the photoelectrode support 21, the material of the counter electrode support 22 is flexible enough to be applicable to continuous production of solar cells using the RtoR method, and can be formed into a large-area film shape. There is no particular limitation. Examples of the material of the counter electrode support 22 include the same resin material as that of the photoelectrode support 21.

対向電極導電層32は、対向電極支持体22の内面22aのD1方向全体にわたって成膜されている。対向電極導電層32は、対向電極支持体22の内面22aに積層されている。対向電極導電層32の材質としては、例えば、光電極導電層31と同様の化合物等が挙げられる。本実施形態において、対向電極支持体22と対向電極導電層32とで、第一の導電性基材を構成している。   The counter electrode conductive layer 32 is formed on the entire inner surface 22a of the counter electrode support 22 in the direction D1. The counter electrode conductive layer 32 is stacked on the inner surface 22 a of the counter electrode support 22. Examples of the material of the counter electrode conductive layer 32 include the same compounds as those of the photoelectrode conductive layer 31. In the present embodiment, the first electrode base 22 and the counter electrode conductive layer 32 constitute a first conductive substrate.

発電部44は、光電極41と対向電極42との間に挟まれている。発電部44は、光電極41及び対向電極42の面方向(図4中に示すD1方向)に沿って間隔をおいて複数設けられている。発電部44は、無機半導体層12と、電解液14とを含む。   The power generation unit 44 is sandwiched between the photoelectrode 41 and the counter electrode 42. A plurality of power generation units 44 are provided at intervals along the surface direction of the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 (the direction D1 shown in FIG. 4). The power generation unit 44 includes the inorganic semiconductor layer 12 and the electrolyte 14.

電解液14は、光電極41と対向電極42との間に充填されている。電解液14は、無機半導体層12に接触している。
電解液14は、分散媒(特に「電解液分散媒」ということがある)と、電解液分散媒に分散している酸化還元対とを有する。
Electrolyte solution 14 is filled between photoelectrode 41 and counter electrode 42. Electrolyte solution 14 is in contact with inorganic semiconductor layer 12.
The electrolytic solution 14 has a dispersion medium (particularly, sometimes referred to as an “electrolyte dispersion medium”) and a redox couple dispersed in the electrolytic solution dispersion medium.

電解液分散媒は、非水系溶剤、イオン液体等である。非水系溶剤は、アセトニトリル、プロピオニトリル等である。イオン液体は、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である。   The electrolyte dispersion medium is a non-aqueous solvent, an ionic liquid, or the like. Non-aqueous solvents include acetonitrile, propionitrile and the like. The ionic liquid is dimethylpropyl imidazolium iodide, butyl methyl imidazolium iodide, or the like.

酸化還元対は、支持電解質とハロゲン分子との組み合わせである。
支持電解質は、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等の金属ヨウ化物、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイド等のヨウ素塩等のヨウ化物;臭化ナトリウム、臭化カリウム等の金属臭化物、テトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイド、イミダゾリウムブロマイド等の臭素塩等の臭素化合物である。
ハロゲン分子は、ヨウ素分子、臭素分子等である。
支持電解質とハロゲン分子との組み合わせとしては、ヨウ化物とヨウ素分子との組み合わせ、臭素化合物と臭素分子との組み合わせが好ましい。
A redox couple is a combination of a supporting electrolyte and a halogen molecule.
The supporting electrolyte includes metal iodides such as lithium iodide, sodium iodide and potassium iodide; iodides such as iodine salts such as tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide and imidazolium iodide; sodium bromide and bromide Metal bromides such as potassium; and bromine compounds such as bromide salts such as tetraalkylammonium bromide, pyridinium bromide and imidazolium bromide.
The halogen molecule is an iodine molecule, a bromine molecule, or the like.
As the combination of the supporting electrolyte and the halogen molecule, a combination of an iodide and an iodine molecule and a combination of a bromine compound and a bromine molecule are preferable.

電解液14の総体積に対する支持電解質の含有量は、支持電解質の種類等を勘案して決定できる。電解液14の総体積に対する支持電解質の含有量は、例えば、0.1〜10mmol/Lが好ましく、0.2〜2mmol/Lがより好ましい。
電解液14の総体積に対するハロゲン分子の含有量は、支持電解質の含有量等を勘案して決定できる。電解液14の総体積に対するハロゲン分子の含有量は、0.001〜1mmol/Lが好ましい。
The content of the supporting electrolyte with respect to the total volume of the electrolytic solution 14 can be determined in consideration of the type of the supporting electrolyte and the like. The content of the supporting electrolyte with respect to the total volume of the electrolytic solution 14 is, for example, preferably 0.1 to 10 mmol / L, and more preferably 0.2 to 2 mmol / L.
The content of the halogen molecule with respect to the total volume of the electrolyte solution 14 can be determined in consideration of the content of the supporting electrolyte and the like. The content of halogen molecules with respect to the total volume of the electrolyte solution 14 is preferably 0.001 to 1 mmol / L.

電解液14は、t−ブチルピリジンを含んでもよい。電解液14は、t−ブチルピリジンを含むことで、逆電子移動反応を防止しやすい。   Electrolyte solution 14 may include t-butylpyridine. Since the electrolyte solution 14 contains t-butylpyridine, the reverse electron transfer reaction is easily prevented.

電解液14は、水を含有する。電解液14の含水量は、電解液14の総質量に対して、10〜8000質量ppmが好ましく、300〜5000質量ppmがより好ましく、500〜2500質量ppmがさらに好ましい。含水量が上記下限値以上であれば、DSC10の出力を高められる。含水量が上記上限値以下であれば、DSC10の性能をさらに長期に維持できる。
電解液14の含水量の測定方法は、電量滴定法(JIS K0113:2005)である。
Electrolyte solution 14 contains water. The water content of the electrolytic solution 14 is preferably from 10 to 8,000 ppm by mass, more preferably from 300 to 5,000 ppm by mass, and still more preferably from 500 to 2,500 ppm by mass, based on the total mass of the electrolytic solution 14. If the water content is equal to or higher than the lower limit, the output of the DSC 10 can be increased. When the water content is equal to or less than the upper limit, the performance of the DSC 10 can be maintained for a longer period.
The method for measuring the water content of the electrolytic solution 14 is coulometric titration (JIS K0113: 2005).

封止材46は、光電極41と対向電極42との間に電解液14を封止して発電部44を形成する。即ち、封止材46は、発電部44に電解液14を封止している。封止材46は、図1中に示すシール部60とともに、電解液14を含む発電部44を封止する。封止材46は、図3及び図4中に示すD1方向で発電部44の両側に設けられている。封止材46は、D1方向において発電部44と隣接して設けられている。封止材46は、D1方向に隣り合う無機半導体層12の間に配置されている。封止材46は、発電部44をD1方向に沿って複数形成している。なお封止材46は、D1方向に隣り合う発電部44の間に一対配置されている。   The sealing material 46 seals the electrolytic solution 14 between the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 to form the power generation unit 44. That is, the sealing material 46 seals the electrolytic solution 14 in the power generation unit 44. The sealing material 46 seals the power generation unit 44 containing the electrolytic solution 14 together with the seal unit 60 shown in FIG. The sealing members 46 are provided on both sides of the power generation unit 44 in the direction D1 shown in FIGS. The sealing material 46 is provided adjacent to the power generation unit 44 in the direction D1. The sealing material 46 is arranged between the inorganic semiconductor layers 12 adjacent in the D1 direction. The sealing member 46 has a plurality of power generation sections 44 formed along the direction D1. Note that a pair of the sealing members 46 are arranged between the power generation units 44 adjacent in the D1 direction.

封止材46は、封止材組成物の硬化物である。封止材46は、光電極41と対向電極42とを貼り合わせて互いを接着している。
このような封止材組成物の材質としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は紫外線硬化性樹脂のうち少なくとも一種の樹脂を含む樹脂材料が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリイソブチレン(PIB)、ポリオレフィン、ポリスチレン、アイオノマー樹脂、イソブチレン系エラストマー等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エチレンビニルアセテート(EVA)等が挙げられる。
紫外線硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、アルキド樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂の中でも、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂が好ましく、熱硬化性樹脂がより好ましく、エポキシ樹脂がさらに好ましい。これらの樹脂は、水蒸気バリア性に優れる。
The sealing material 46 is a cured product of the sealing material composition. The sealing material 46 bonds the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 to each other.
Examples of the material of such a sealing material composition include a resin material containing at least one resin among a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and an ultraviolet-curable resin.
Examples of the thermoplastic resin include polyvinyl butyral (PVB), polyisobutylene (PIB), polyolefin, polystyrene, ionomer resin, and isobutylene elastomer.
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a polyester resin, a urethane resin, a silicone resin, and ethylene vinyl acetate (EVA).
Examples of the ultraviolet curable resin include an acrylic resin, a urethane resin, a vinyl ester resin, an alkyd resin, and the like.
Among these resins, a thermosetting resin and an ultraviolet curable resin are preferable, a thermosetting resin is more preferable, and an epoxy resin is further preferable. These resins have excellent water vapor barrier properties.

封止材46の水蒸気透過率は、0〜2000g/m/day以下が好ましく、0〜1000g/m/day以下がより好ましく、0〜500g/m/day以下がさらに好ましい。
封止材46の水蒸気透過率は、差圧法(JIS K7126−1:2006)又は等圧法(JIS K7126−2:2006)で求められる。
Water vapor permeability of the sealing member 46 is preferably not more than 0~2000g / m 2 / day, more preferably not more than 0~1000g / m 2 / day, more preferably not more than 0~500g / m 2 / day.
The water vapor transmission rate of the sealing material 46 is obtained by a differential pressure method (JIS K7126-1: 2006) or an equal pressure method (JIS K7126-1: 2006).

封止材46の厚みT46は、例えば、10〜150μmが好ましく、20〜100μmがより好ましく、30〜80μmがさらに好ましい。厚みT46は、積層方向D3における封止材46の長さである。   The thickness T46 of the sealing material 46 is, for example, preferably 10 to 150 μm, more preferably 20 to 100 μm, and still more preferably 30 to 80 μm. The thickness T46 is the length of the sealing material 46 in the stacking direction D3.

封止材46の幅W46は、例えば、2〜15mmが好ましく、3〜10mmがより好ましく、4〜8mmがさらに好ましい。幅W46が上記下限値以上であれば、防湿性をより高められる。幅W46が上記上限値以下であれば、発電部44の表面積をより広くできる。幅W46は、D1方向における封止材46の長さである。   The width W46 of the sealing material 46 is, for example, preferably 2 to 15 mm, more preferably 3 to 10 mm, and still more preferably 4 to 8 mm. When the width W46 is equal to or larger than the lower limit, the moisture resistance can be further improved. When the width W46 is equal to or less than the upper limit, the surface area of the power generation unit 44 can be further increased. The width W46 is the length of the sealing material 46 in the direction D1.

D1方向に隣り合う発電部44の間に配置された一対の封止材46同士の間には、導通材48が設けられている。導通材48は、無機半導体層12、電解液14を含む発電部44同士を電気的に接続し、導通させる。導通材48の材質としては、導通可能な素材であれば特に限定されない。前記材質としては、例えば、公知の導電材、導電ペースト、又は導電性微粒子と接着剤の混合物等が挙げられる。なお図示の例では、導通材48の一例として、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の接着剤38に適量の導電粒子36を混合した導通ペーストを採用している。この構成は、DSC10を所望のパターンで切り出す際に、導通材48を容易に切断できる構成であるため好ましい。導通材48には、封止材46と同様の材料からなるバインダーを用いてもよい。   A conductive material 48 is provided between a pair of sealing materials 46 arranged between the power generation units 44 adjacent to each other in the D1 direction. The conducting material 48 electrically connects the power generating units 44 including the inorganic semiconductor layer 12 and the electrolytic solution 14 to each other to conduct electricity. The material of the conductive member 48 is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples of the material include a known conductive material, conductive paste, or a mixture of conductive fine particles and an adhesive. In the illustrated example, as an example of the conductive material 48, a conductive paste obtained by mixing an appropriate amount of the conductive particles 36 with an adhesive 38 such as an epoxy resin or a phenol resin is used. This configuration is preferable because the conductive member 48 can be easily cut when the DSC 10 is cut out in a desired pattern. A binder made of the same material as the sealing material 46 may be used for the conductive material 48.

本実施形態の導電粒子36は、コア36aと被覆層36bとを有する被覆粒子である。
コア36aとしては、例えば、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂である。
被覆層36bとしては、例えば、ニッケル、金等の導電性の薄膜が挙げられる。
なお、導電粒子36は、金属、炭素等の導電性材料からなる粒子でもよい。
The conductive particles 36 of the present embodiment are coated particles having a core 36a and a coating layer 36b.
The core 36a is, for example, a resin such as polymethyl methacrylate.
As the coating layer 36b, for example, a conductive thin film such as nickel and gold is used.
The conductive particles 36 may be particles made of a conductive material such as metal and carbon.

光電極導電層31及び対向電極導電層32には、第一絶縁部50A及び第二絶縁部50Bがそれぞれ設けられている。第一絶縁部50A及び第二絶縁部50Bは、図2中に示したD1方向に直交する断面において、光電極導電層31及び対向電極導電層32の封止材46と重なる部分に設けられている。言い換えると、第一絶縁部50A及び第二絶縁部50Bは、封止材46と積層方向D3に重なっている。第一絶縁部50A及び第二絶縁部50Bは、平面視においてD2方向に長い帯状に設けられている。   The photoelectrode conductive layer 31 and the counter electrode conductive layer 32 are provided with a first insulating portion 50A and a second insulating portion 50B, respectively. The first insulating portion 50A and the second insulating portion 50B are provided at portions overlapping the sealing material 46 of the photoelectrode conductive layer 31 and the counter electrode conductive layer 32 in a cross section orthogonal to the direction D1 shown in FIG. I have. In other words, the first insulating part 50A and the second insulating part 50B overlap the sealing material 46 in the stacking direction D3. The first insulating portion 50A and the second insulating portion 50B are provided in a belt shape long in the direction D2 in plan view.

光電極41の光電極導電層31には第一絶縁部50Aが設けられている。対向電極42の対向電極導電層32には第二絶縁部50Bが設けられている。図2に示す例においては、第一絶縁部50A及び第二絶縁部50Bは、光電極導電層31又は対向電極導電層32を厚み方向で貫通している。換言すると、第一絶縁部50Aは、光電極導電層31をD1方向に分断(電気的に遮断)している。第二絶縁部50Bは、対向電極導電層32をD1方向に分断(電気的に遮断)している。   The photoelectrode conductive layer 31 of the photoelectrode 41 is provided with a first insulating portion 50A. The counter electrode conductive layer 32 of the counter electrode 42 is provided with a second insulating portion 50B. In the example shown in FIG. 2, the first insulating part 50A and the second insulating part 50B penetrate the photoelectrode conductive layer 31 or the counter electrode conductive layer 32 in the thickness direction. In other words, the first insulating portion 50A divides (electrically blocks) the photoelectrode conductive layer 31 in the direction D1. The second insulating portion 50B divides (electrically cuts off) the counter electrode conductive layer 32 in the direction D1.

以上のように、導通材48が、光電極41及び対向電極42を積層方向D3に電気的に接続している。かつ、第一絶縁部50A及び第二絶縁部50Bが、光電極41及び対向電極42をD1方向に局所的に絶縁している。これにより、D1方向に隣り合う発電部44は、互いに電気的に直列に接続される。   As described above, the conducting material 48 electrically connects the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 in the stacking direction D3. The first insulating part 50A and the second insulating part 50B locally insulate the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 in the direction D1. Thereby, the power generation units 44 adjacent in the D1 direction are electrically connected to each other in series.

図1に示すように、DSC10には、シール部60(融着部、超音波融着部、接合部)が設けられている。シール部60は、DSC10のD2方向における所定の位置に設けられている。シール部60では、DSC10におけるD1方向の全長にわたって光電極41と対向電極42とが貼り合わされている。   As shown in FIG. 1, the DSC 10 is provided with a seal part 60 (fusion part, ultrasonic fusion part, joint part). The seal part 60 is provided at a predetermined position in the direction D2 of the DSC 10. In the seal portion 60, the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 are bonded together over the entire length of the DSC 10 in the D1 direction.

シール部60は、光電極支持体21と対向電極支持体22とが圧着されることで、電気的に絶縁された部分である。光電極支持体21と対向電極支持体22とは、光電極41及び対向電極42の厚み方向(積層方向D3)の外方(即ち、DSC10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41及び対向電極42に力を加えるか、又は押圧することによって、圧着することができる。なお、圧着された光電極支持体21と対向電極支持体22との間には、僅かな厚みで、光電極導電層31、対向電極導電層32、無機半導体層12及び電解液14が介在している場合がある。しかしながら、これの各層は、シール部60においてほぼ分断された状態なので、シール部60に隣接する発電部44同士を電気的に接続しない。   The seal portion 60 is a portion that is electrically insulated by pressing the photoelectrode support 21 and the counter electrode support 22 together. The photoelectrode support 21 and the counter electrode support 22 are, for example, ultrasonically fused from the outside (that is, above and below the DSC 10) in the thickness direction (stacking direction D3) of the photoelectrode 41 and the counter electrode 42. By applying or pressing a force to the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 using the method described above, the pressure can be applied. The photoelectrode conductive layer 31, the counter electrode conductive layer 32, the inorganic semiconductor layer 12, and the electrolytic solution 14 are interposed between the pressed photoelectrode support 21 and the counter electrode support 22 with a small thickness. May be. However, since these layers are substantially separated from each other in the seal portion 60, the power generation portions 44 adjacent to the seal portion 60 are not electrically connected to each other.

図1に示すように、光電極41及び対向電極42には、取り出し電極部71が設けられている。取り出し電極部71は、発電部44に電気的に接続されている。取り出し電極部71は、発電部44が発電した電力を取り出す。本実施形態では、取り出し電極部71は、光電極41におけるD1方向の端部に設けられている。取り出し電極部71は、光電極導電層31が、積層方向D3に沿う対向電極42側に露出されることで形成されている。図示の例では、光電極41が対向電極42よりもD1方向に大きく、光電極41の端部が対向電極42に対してD1方向に張り出している。その結果、光電極導電層31が、取り出し電極部71を形成している。取り出し電極部71は、D1方向よりもD2方向に長い。   As shown in FIG. 1, the photoelectrode 41 and the counter electrode 42 are provided with an extraction electrode section 71. The extraction electrode unit 71 is electrically connected to the power generation unit 44. The extraction electrode unit 71 extracts the electric power generated by the power generation unit 44. In the present embodiment, the extraction electrode unit 71 is provided at an end of the photoelectrode 41 in the D1 direction. The extraction electrode portion 71 is formed by exposing the photoelectrode conductive layer 31 to the counter electrode 42 side along the stacking direction D3. In the illustrated example, the photoelectrode 41 is larger in the D1 direction than the counter electrode 42, and the end of the photoelectrode 41 projects in the D1 direction with respect to the counter electrode 42. As a result, the photoelectrode conductive layer 31 forms the extraction electrode portion 71. The extraction electrode portion 71 is longer in the direction D2 than in the direction D1.

図1〜3に示すように、保護層2は、DSC10を封止する。図2〜3に示すように、保護層2は、DSC10を積層方向D3に挟み込む光電極側防湿フィルム81及び対向電極側防湿フィルム82を備えている。
図1、3に示すように、平面視で、光電極側防湿フィルム81及び対向電極側防湿フィルム82は、DSC10に対して、D1方向及びD2方向の両外方にはみ出している。また、保護層付きDSC1の周縁は、光電極側接着層84と対向電極側接着層86とで封止されている。
本実施形態において、光電極側防湿フィルム81は、透光性を有する。光電極側防湿フィルム81が透光性を有することで、受光面から発電部44に光が入射する。「透光性」は、発電部44が発電できる程度に光を透過する性質である。
光電極側防湿フィルム81は、光電極側バリア層83と、光電極側接着層84と、を備えている。本実施形態おいて、光電極側バリア層83は、第一の防湿層である。本実施形態において、光電極側接着層84は、第一の接着層である。
光電極側バリア層83としては、例えば、樹脂基材に蒸着又はスパッタで製膜した無機材料層を有するフィルムが挙げられる。樹脂基材としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム等が挙げられる。無機材料層を形成する無機材料としては、シリカ等が挙げられる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the protective layer 2 seals the DSC 10. As shown in FIGS. 2 and 3, the protective layer 2 includes a photoelectrode-side moisture-proof film 81 and a counter electrode-side moisture-proof film 82 that sandwich the DSC 10 in the stacking direction D3.
As shown in FIGS. 1 and 3, in plan view, the photoelectrode-side moisture-proof film 81 and the counter electrode-side moisture-proof film 82 protrude outward from the DSC 10 in both the D1 direction and the D2 direction. The periphery of the DSC 1 with the protective layer is sealed with the photoelectrode-side adhesive layer 84 and the counter electrode-side adhesive layer 86.
In the present embodiment, the photoelectrode-side moisture-proof film 81 has translucency. Since the photoelectrode-side moisture-proof film 81 has translucency, light enters the power generation unit 44 from the light receiving surface. “Translucency” is a property of transmitting light to such an extent that the power generation unit 44 can generate power.
The photoelectrode-side moisture-proof film 81 includes a photoelectrode-side barrier layer 83 and a photoelectrode-side adhesive layer 84. In the present embodiment, the photoelectrode-side barrier layer 83 is a first moisture-proof layer. In the present embodiment, the photoelectrode-side adhesive layer 84 is a first adhesive layer.
Examples of the photoelectrode-side barrier layer 83 include a film having an inorganic material layer formed on a resin base material by vapor deposition or sputtering. Examples of the resin substrate include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and polyolefin films such as polyethylene and polypropylene. Examples of the inorganic material forming the inorganic material layer include silica and the like.

光電極側バリア層83の厚みT83は、素材を勘案して決定できる。光電極側バリア層83の厚みは、例えば、10〜200μmが好ましく、20〜150μmがより好ましく、30〜80μmがさらに好ましい。厚みT83が上記下限値以上であれば、光電極側バリア層83の水蒸気透過率をさらに低減できる。厚み83が上記上限値以下であれば、保護層付きDSC1の柔軟性をさらに高められる。
光電極側バリア層83の水蒸気透過率は、等圧法又は差圧法で求められる。
The thickness T83 of the photoelectrode-side barrier layer 83 can be determined in consideration of the material. The thickness of the photoelectrode-side barrier layer 83 is, for example, preferably from 10 to 200 μm, more preferably from 20 to 150 μm, and still more preferably from 30 to 80 μm. When the thickness T83 is equal to or larger than the lower limit, the water vapor transmission rate of the photoelectrode-side barrier layer 83 can be further reduced. When the thickness 83 is equal to or less than the upper limit, the flexibility of the DSC 1 with a protective layer can be further enhanced.
The water vapor transmission rate of the photoelectrode-side barrier layer 83 is determined by an equal pressure method or a differential pressure method.

光電極側バリア層83の水蒸気透過率は、0〜8×10−3g/m/dayが好ましく、0〜3×10−3g/m/dayがより好ましく、0〜1×10−3g/m/dayがさらに好ましい。光電極側バリア層83の水蒸気透過率が上記上限値以下であれば、電解液14への水分の浸入をさらに抑制できる。光電極側バリア層83の水蒸気透過率は、光電極側バリア層83の素材と厚みとの組み合わせで調節できる。 Water vapor transmission rate of the photoelectrode-side barrier layer 83 is preferably 0~8 × 10 -3 g / m 2 / day, more preferably 0~3 × 10 -3 g / m 2 / day, 0~1 × 10 -3 g / m 2 / day is more preferred. When the water vapor permeability of the photoelectrode-side barrier layer 83 is equal to or less than the above upper limit, it is possible to further suppress the intrusion of moisture into the electrolyte 14. The water vapor transmission rate of the photoelectrode-side barrier layer 83 can be adjusted by a combination of the material and the thickness of the photoelectrode-side barrier layer 83.

光電極側接着層84は、例えば、接着性組成物の硬化物である。接着性組成物としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ブチルゴム、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
光電極側接着層84の厚みT84は、接着剤の種類を勘案して決定できる。厚みT84は、3〜80μmが好ましく、5〜50μmがより好ましく、10〜30μmがさらに好ましい。厚みT84が上記下限値以上であれば、光電極側バリア層83をDSC10に対して、さらに強固に接着できる。厚みT84が上記上限値以上であれば、保護層付きDSC1の柔軟性をさらに高められる。
The photoelectrode-side adhesive layer 84 is, for example, a cured product of an adhesive composition. Examples of the adhesive composition include an epoxy resin, polyurethane, butyl rubber, and polyvinyl alcohol.
The thickness T84 of the photoelectrode-side adhesive layer 84 can be determined in consideration of the type of the adhesive. The thickness T84 is preferably from 3 to 80 μm, more preferably from 5 to 50 μm, and still more preferably from 10 to 30 μm. When the thickness T84 is equal to or larger than the lower limit, the photoelectrode-side barrier layer 83 can be more firmly adhered to the DSC 10. When the thickness T84 is equal to or more than the above upper limit, the flexibility of the DSC 1 with a protective layer can be further enhanced.

光電極側接着層84の水蒸気透過率は、0〜200g/m/day以下が好ましく、0〜100g/m/day以下がより好ましく、0〜10g/m/day以下がさらに好ましい。
光電極側接着層84の水蒸気透過率は、等圧法又は差圧法で求められる。
Water vapor transmission rate of the photoelectrode-side adhesive layer 84 is preferably not more than 0~200g / m 2 / day, more preferably not more than 0~100g / m 2 / day, more preferably not more than 0~10g / m 2 / day.
The water vapor transmission rate of the photoelectrode-side adhesive layer 84 is obtained by an equal pressure method or a differential pressure method.

光電極支持体21と光電極側バリア層83との剥離強度は、例えば、3〜20N/cmが好ましく、5〜18N/cmがより好ましく、8〜15N/cmがさらに好ましい。剥離強度が上記下限値以上であれば、光電極支持体21に対して光電極側バリア層83が剥がれにくくなり、光電極支持体21と光電極側バリア層83との界面に水蒸気が侵入するのを防止できる。このため、電解液14の含水量の増加のさらなる抑制を図れる。剥離強度が上記上限値以下であれば、光電極側バリア層83を光電極支持体21に容易に接着できる。剥離強度は、光電極支持体21の素材、光電極側バリア層83の素材、光電極側接着層84を形成する接着性組成物の種類、光電極側接着層84の厚みT84の組み合わせによって、調節できる。   The peel strength between the photoelectrode support 21 and the photoelectrode-side barrier layer 83 is, for example, preferably 3 to 20 N / cm, more preferably 5 to 18 N / cm, and still more preferably 8 to 15 N / cm. When the peel strength is equal to or more than the lower limit, the photoelectrode-side barrier layer 83 is less likely to be peeled from the photoelectrode support 21, and water vapor enters the interface between the photoelectrode support 21 and the photoelectrode-side barrier layer 83. Can be prevented. For this reason, the increase in the water content of the electrolytic solution 14 can be further suppressed. When the peel strength is equal to or less than the upper limit, the photoelectrode-side barrier layer 83 can be easily bonded to the photoelectrode support 21. The peel strength depends on the combination of the material of the photoelectrode support 21, the material of the photoelectrode-side barrier layer 83, the type of the adhesive composition forming the photoelectrode-side adhesive layer 84, and the thickness T84 of the photoelectrode-side adhesive layer 84 Can be adjusted.

対向電極側防湿フィルム82は、透光性を有してもよいし、透光性を有しなくてもよい。
対向電極側防湿フィルム82は、対向電極側バリア層85と、対向電極側接着層86と、を備えている。本実施形態において、対向電極側バリア層85は、第二の防湿層である。本実施形態において、対向電極側接着層86は、第二の接着層である。
対向電極側バリア層85としては、光電極側バリア層83と同様のフィルムが挙げられる。加えて、対向電極側バリア層85としては、金属箔、金属箔と樹脂基材との積層フィルム等が挙げられる。中でも、多孔電極側バリア層としては、金属箔又は金属箔と樹脂基材との積層フィルムが好ましい。
金属箔としては、例えば、アルミニウム箔等が挙げられる。
積層フィルムの樹脂基材としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム等が挙げられる。
The opposing electrode-side moisture-proof film 82 may have translucency or may not have translucency.
The opposing-electrode-side moisture-proof film 82 includes an opposing-electrode-side barrier layer 85 and an opposing-electrode-side adhesive layer 86. In the present embodiment, the counter electrode-side barrier layer 85 is a second moisture-proof layer. In the present embodiment, the counter electrode side adhesive layer 86 is a second adhesive layer.
As the counter electrode side barrier layer 85, the same film as the photo electrode side barrier layer 83 can be used. In addition, examples of the counter electrode-side barrier layer 85 include a metal foil, a laminated film of a metal foil and a resin base material, and the like. Among them, a metal foil or a laminated film of a metal foil and a resin substrate is preferable as the porous electrode side barrier layer.
Examples of the metal foil include an aluminum foil.
Examples of the resin substrate of the laminated film include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and polyolefin films such as polyethylene and polypropylene.

対向電極側バリア層85の水蒸気透過率は、光電極側バリア層83の水蒸気透過率と同様である。対向電極側バリア層85の水蒸気透過率は、光電極側バリア層83の水蒸気透過率と同じでもよいし、異なってもよい。   The water vapor transmission rate of the counter electrode side barrier layer 85 is similar to the water vapor transmission rate of the photo electrode side barrier layer 83. The water vapor transmission rate of the counter electrode side barrier layer 85 may be the same as or different from the water vapor transmission rate of the optical electrode side barrier layer 83.

対向電極側バリア層85の厚みT85は、光電極側バリア層83の厚みT83と同様である。厚みT85は、厚みT83と同じでもよいし、異なってもよい。   The thickness T85 of the opposing electrode side barrier layer 85 is the same as the thickness T83 of the photoelectrode side barrier layer 83. The thickness T85 may be the same as or different from the thickness T83.

対向電極側接着層86を形成する接着性組成物は、光電極側接着層84を形成する接着性組成物と同様である。対向電極側接着層86を形成する接着性組成物は、光電極側接着層84を形成する接着性組成物と同じでもよいし、異なってもよい。   The adhesive composition forming the opposing electrode-side adhesive layer 86 is the same as the adhesive composition forming the photoelectrode-side adhesive layer 84. The adhesive composition forming the opposing electrode-side adhesive layer 86 may be the same as or different from the adhesive composition forming the photoelectrode-side adhesive layer 84.

対向電極側接着層86の厚みT86は、光電極側接着層84の厚みT84と同様である。対向電極側接着層86の厚みT86は、光電極側接着層84の厚みT84と同じでもよいし、異なってもよい。   The thickness T86 of the opposing electrode-side adhesive layer 86 is the same as the thickness T84 of the photoelectrode-side adhesive layer 84. The thickness T86 of the opposing electrode-side adhesive layer 86 may be the same as or different from the thickness T84 of the photoelectrode-side adhesive layer 84.

対向電極側接着層86の水蒸気透過率は、光電極側接着層84の水蒸気透過率と同様である。対向電極側接着層86の水蒸気透過率は、光電極側接着層84の水蒸気透過率と同じでもよいし、異なってもよい。   The water vapor transmission rate of the opposing electrode side adhesive layer 86 is the same as the water vapor transmission rate of the photo electrode side adhesion layer 84. The water vapor transmission rate of the opposing electrode side adhesive layer 86 may be the same as or different from the water vapor transmission rate of the photo electrode side adhesive layer 84.

対向電極支持体22と対向電極側バリア層85との剥離強度は、光電極支持体21と光電極側バリア層83との剥離強度と同様である。対向電極支持体22と対向電極側バリア層85との剥離強度は、光電極支持体21と光電極側バリア層83との剥離強度と同じでもよいし、異なってもよい。   The peel strength between the counter electrode support 22 and the counter electrode side barrier layer 85 is the same as the peel strength between the photo electrode support 21 and the photo electrode side barrier layer 83. The peel strength between the counter electrode support 22 and the counter electrode side barrier layer 85 may be the same as or different from the peel strength between the photo electrode support 21 and the photo electrode side barrier layer 83.

なお、DSC10が発電した電力は、図示しない配線で、保護層2の外部に取り出される。前記の配線は、取り出し電極部71に導通している。前記配線は、例えば、光電極側防湿フィルム81や、対向電極側防湿フィルム82に形成された開口部から、外部に引き出されている。   The electric power generated by the DSC 10 is taken out of the protective layer 2 via a wiring (not shown). The wiring is electrically connected to the extraction electrode unit 71. The wiring is led out through openings formed in the photoelectrode-side moisture-proof film 81 and the counter electrode-side moisture-proof film 82, for example.

(製造方法)
保護層付きDSC1の製造方法について、説明する。
保護層付きDSC1の製造方法は、例えば、DSC製造工程と、被覆工程とを有する。
(Production method)
A method for manufacturing the DSC 1 with a protective layer will be described.
The method for manufacturing the DSC 1 with the protective layer includes, for example, a DSC manufacturing step and a covering step.

DSC製造工程は、DSC10を得る工程である。DSCを得る方法は従来公知の製造方法に準ずる方法が挙げられる。
RtoR法によるDSCの製造方法の一例を説明する。
The DSC manufacturing process is a process for obtaining the DSC 10. A method for obtaining DSC includes a method according to a conventionally known production method.
An example of a method for manufacturing a DSC by the RtoR method will be described.

長尺状の光電極41を繰り出す。光電極41に対し、無機半導体層12の延びる方向(D2方向)に沿って、無機半導体層12の幅方向(D1方向)両側に封止材組成物と、導通材48とを塗布する。無機半導体層12の位置する領域に、電解液14を充填する。
次いで、長尺状の対向電極42を繰り出し、光電極41に重ねて、積層物とする。この時、無機半導体層12と対向電極導電層32とを向かい合わせにする。
積層物を一対のローラーの間を通して、所望の厚みとする。
封止材組成物の種類に従い、冷却、加熱、紫外線照射等の処理を積層体に施して、封止材を硬化する。
その後、任意のピッチ(D2方向の長さ)で、D1方向に延びるシール部60を形成する。シール部60を形成する方法としては、例えば、超音波振動法、熱融着法等が挙げられる。
形成されたシール部60で切断し、DSC10を得る。
The long photoelectrode 41 is extended. A sealing material composition and a conductive material 48 are applied to the photoelectrode 41 on both sides in the width direction (D1 direction) of the inorganic semiconductor layer 12 along the direction in which the inorganic semiconductor layer 12 extends (direction D2). The region where the inorganic semiconductor layer 12 is located is filled with the electrolytic solution 14.
Next, the long counter electrode 42 is drawn out and overlapped with the photoelectrode 41 to form a laminate. At this time, the inorganic semiconductor layer 12 and the counter electrode conductive layer 32 face each other.
The laminate is passed between a pair of rollers to a desired thickness.
According to the type of the sealing material composition, a treatment such as cooling, heating, and ultraviolet irradiation is performed on the laminate to cure the sealing material.
Thereafter, the seal portions 60 extending in the D1 direction are formed at an arbitrary pitch (length in the D2 direction). As a method of forming the seal portion 60, for example, an ultrasonic vibration method, a heat fusion method, and the like can be given.
Cutting is performed at the formed seal portion 60 to obtain the DSC 10.

被覆工程は、DSC10に保護層2を設ける工程である。
被覆工程は、光電極側防湿フィルム81及び対向電極側防湿フィルム82で、DSC10を封止できればよい。
対向電極側バリア層85に、対向電極側接着層86を形成する接着性組成物を塗布する。この接着性組成物の上に、DSC1を載置する。
光電極側バリア層83に、光電極側接着層84を構成する接着性組成物を塗布する。接着性組成物が塗布された光電極側バリア層83をDSC1の上に載置して、積層物とする。この積層物を所望の厚みとする。次いで、接着性組成物を硬化して、保護層付きDSC1とする。
The covering step is a step of providing the DSC 10 with the protective layer 2.
In the covering step, the DSC 10 may be sealed with the photoelectrode-side moisture-proof film 81 and the counter electrode-side moisture-proof film 82.
An adhesive composition for forming the counter electrode-side adhesive layer 86 is applied to the counter electrode-side barrier layer 85. DSC1 is mounted on this adhesive composition.
The adhesive composition constituting the photoelectrode-side adhesive layer 84 is applied to the photoelectrode-side barrier layer 83. The photoelectrode-side barrier layer 83 to which the adhesive composition has been applied is placed on the DSC 1 to form a laminate. This laminate has a desired thickness. Next, the adhesive composition is cured to obtain DSC1 with a protective layer.

以上説明したように、本実施形態に係る保護層付きDSC1によれば、電解液14中に特定量の水を含むため、DSC10の出力を向上できる。
加えて、保護層付きDSC1は、保護層2を有するため、外部からの水の浸入を抑制できる。このため、電解液14の水分量が過剰に高まらず、DSC1の性能を長期に維持できる。
As described above, according to the DSC 1 with the protective layer according to the present embodiment, since the specific amount of water is contained in the electrolytic solution 14, the output of the DSC 10 can be improved.
In addition, since the DSC 1 with the protective layer has the protective layer 2, it is possible to suppress intrusion of water from the outside. For this reason, the water content of the electrolytic solution 14 does not increase excessively, and the performance of the DSC 1 can be maintained for a long time.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されない。
上述の実施形態では、対向電極側防湿フィルムを有する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、対向電極側防湿フィルムを有しなくてもよい。ただし、電解液14への水の浸入をさらに防止する観点からは、対向電極側防湿フィルムを有することが好ましい。
(Other embodiments)
The invention is not limited to the embodiments described above.
In the above embodiment, the film has the counter electrode side moisture-proof film. However, the present invention is not limited to this, and may not have the counter electrode side moisture-proof film. However, from the viewpoint of further preventing infiltration of water into the electrolytic solution 14, it is preferable to have a counter electrode side moisture-proof film.

上述の実施形態では、光電極の表面に透明性を有する第一の防湿層(光電極側バリア層)を有する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、対向電極の表面が受光面の場合には、対向電極側バリア層を第一の防湿層(透明性を有する防湿層)とする。   In the above embodiment, the first moisture-proof layer (photoelectrode-side barrier layer) having transparency is provided on the surface of the photoelectrode. However, the present invention is not limited to this. When the surface of the counter electrode is a light receiving surface, the counter electrode side barrier layer is a first moisture-proof layer (a moisture-proof layer having transparency).

上述の実施形態では、光電極側接着層を有する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、光電極側接着層を有しなくてもよい。この場合、光電極側接着層と光電極支持体とを熱融着等で密着させればよい。
また、同様に、対向電極側接着層を有しなくてもよい。
In the above embodiment, the photoelectrode-side adhesive layer is provided. However, the present invention is not limited to this, and may not have the photoelectrode-side adhesive layer. In this case, the photoelectrode-side adhesive layer and the photoelectrode support may be brought into close contact with each other by heat fusion or the like.
Similarly, the counter electrode side adhesive layer may not be provided.

(実施例1〜6、比較例1〜3)
表1の組成に従い、増感色素(ルテニウム系色素)と水とを色素溶液分散媒(混合有機溶媒)に分散して、色素溶液を調製した。
光電極支持体(PEN)と光電極導電層(ITO)と無機半導体層(酸化チタン)とをこの順で有する光電極前駆体を用意した。この光電気前駆体は、幅26mm、長さ250mmの無機半導体層を7つ有していた。7つの無機半導体層は、無機半導体層の長手と直交する方向に並んでいた。
光電極前駆体を色素分散液に浸漬した。浸漬時間は、18時間であった。浸漬温度は、室温(25℃)であった。その後、光電極前駆体を色素溶液から取り出し、色素溶液分散媒で光電極前駆体を洗浄した。洗浄した光電極前駆体を乾燥して、光電極フィルムを得た。
なお、表中の色素溶液分散媒の配合量「バランス」は、全体を1Lとするのに必要な量である。
(Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3)
According to the composition of Table 1, a sensitizing dye (ruthenium-based dye) and water were dispersed in a dye solution dispersion medium (a mixed organic solvent) to prepare a dye solution.
A photoelectrode precursor having a photoelectrode support (PEN), a photoelectrode conductive layer (ITO), and an inorganic semiconductor layer (titanium oxide) in this order was prepared. This photoelectric precursor had seven inorganic semiconductor layers 26 mm wide and 250 mm long. The seven inorganic semiconductor layers were arranged in a direction orthogonal to the length of the inorganic semiconductor layer.
The photoelectrode precursor was immersed in the dye dispersion. The immersion time was 18 hours. The immersion temperature was room temperature (25 ° C.). Thereafter, the photoelectrode precursor was taken out of the dye solution, and the photoelectrode precursor was washed with a dye solution dispersion medium. The washed photoelectrode precursor was dried to obtain a photoelectrode film.
The “balance” of the dye solution dispersion medium in the table is an amount necessary to make the whole 1 L.

各例の光電極フィルムにおける無機半導体層同士の間に、厚み50μmの導電粒子を含んだ接着剤を無機半導体層に沿って塗布した。これによって、7つのセルに区画した。塗布した接着剤に沿って、接着剤の両側に封止材を塗布した。塗布した封止材の上に、対向電極フィルムを重ね、封止材を硬化した。対向電極フィルムは、白金コーティング(対向電極導電層)付きフィルムであった。7つのセルのそれぞれに電解液を注入した。セルの長手方向の両端を溶融圧着して、各例のDSCを得た。得られたDSCの各セルは、幅26mm、長さ250mmであった。また、7つのセルは、直列に連結されていた。   An adhesive containing conductive particles having a thickness of 50 μm was applied between the inorganic semiconductor layers in the photoelectrode film of each example along the inorganic semiconductor layers. Thereby, it was divided into seven cells. A sealing material was applied on both sides of the adhesive along the applied adhesive. The counter electrode film was overlaid on the applied sealing material, and the sealing material was cured. The counter electrode film was a film with a platinum coating (counter electrode conductive layer). The electrolyte was injected into each of the seven cells. Both ends of the cell in the longitudinal direction were melt-pressed to obtain DSC of each example. Each cell of the obtained DSC had a width of 26 mm and a length of 250 mm. Also, the seven cells were connected in series.

表1に記載の防湿層を接着性組成物(合成ゴム)で各例のDSCの両面に接着して、保護層付きDSCを得た。得られた保護層付きDSCについて、出力を測定し、その結果を表1に示す。   The moisture-proof layer shown in Table 1 was adhered to both surfaces of the DSC of each example with an adhesive composition (synthetic rubber) to obtain a DSC with a protective layer. The output of the obtained DSC with a protective layer was measured, and the results are shown in Table 1.

(評価方法)
<出力の測定>
ソーラーシミュレーター及びI−V特性測定装置を接続した評価装置にて、各例の保護層付きDSC(製造直後)における光量200luxの出力(初期出力)を測定した。各例の保護層付きDSCを湿度90%RH、温度60℃の恒温室で、20日保管した。恒温室で保管した後の保護層付きDSCについて、初期出力と同様にして出力(保管後出力)を測定した。
下記(1)式により、出力維持率を求めた。出力維持率が高いほど、DSCの性能を長期に維持できると評価できる。
(Evaluation methods)
<Output measurement>
The output (initial output) at a light quantity of 200 lux in each example of the DSC with the protective layer (immediately after production) was measured by an evaluation device connected to a solar simulator and an IV characteristic measuring device. The DSC with a protective layer of each example was stored in a constant temperature room at a humidity of 90% RH and a temperature of 60 ° C. for 20 days. The output (output after storage) of the DSC with the protective layer after storage in the constant temperature room was measured in the same manner as the initial output.
The output maintenance ratio was determined by the following equation (1). It can be evaluated that the higher the output maintenance ratio, the longer the DSC performance can be maintained.

出力維持率(%)=保管後出力÷初期出力×100 ・・・(1)   Output maintenance rate (%) = output after storage / initial output x 100 (1)

<剥離強度>
各例のDSCから、光電極フィルムと接着層と防湿層との積層物を切り出して試料とした。試料は、幅15mm×長さ100mmであった。この試料の端部において、光電極フィルムと防湿層とを180°に開いて保持し、負荷速度300mm/minで引きはがし試験を行った。引きはがし開始後、最初の15mmは測定対象外とし、最大荷重を測定した。
<Peel strength>
From the DSC of each example, a laminate of the photoelectrode film, the adhesive layer, and the moisture-proof layer was cut out to obtain a sample. The sample was 15 mm wide × 100 mm long. At the end of the sample, the photoelectrode film and the moisture-proof layer were opened at 180 ° and held, and a peeling test was performed at a load speed of 300 mm / min. After the start of peeling, the first 15 mm was excluded from the measurement target, and the maximum load was measured.

Figure 2020047827
Figure 2020047827

表1に示す通り、本発明を適用した実施例1〜6は、初期出力が3.8μW/cm以上で、出力維持率が79%以上であった。
電解液中の含水量が本願発明の下限値未満の比較例1は、初期出力が低かった。
電解液中の含水量が本願発明の上限値超である比較例2は、初期出力が低く、かつ出力維持率が低かった。防湿層が水蒸気バリア性を有しない比較例3は、出力維持率が低かった。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 6 to which the present invention was applied, the initial output was 3.8 μW / cm 2 or more, and the output maintenance ratio was 79% or more.
In Comparative Example 1 in which the water content in the electrolyte was less than the lower limit of the present invention, the initial output was low.
In Comparative Example 2 in which the water content in the electrolytic solution was more than the upper limit of the present invention, the initial output was low and the output maintenance ratio was low. Comparative Example 3 in which the moisture-proof layer did not have a water vapor barrier property had a low output maintenance ratio.

1 保護層付き色素増感型太陽電池、2 保護層、10 色素増感型太陽電池、12 無機半導体層、14 電解液、21 光電極支持体、22 対向電極支持体、31 光電極導電層、32 対向電極導電層、41 光電極、42 対向電極、44 発電部、81 光電極側防湿フィルム、82 対向電極側防湿フィルム、83 光電極側バリア層、84 光電極側接着層、85 対向電極側バリア層、86 対向電極側接着層 Reference Signs List 1 dye-sensitized solar cell with protective layer, 2 protective layer, 10 dye-sensitized solar cell, 12 inorganic semiconductor layer, 14 electrolyte, 21 photoelectrode support, 22 counter electrode support, 31 photoelectrode conductive layer, 32 Counter electrode conductive layer, 41 Photo electrode, 42 Counter electrode, 44 Power generation unit, 81 Photo electrode side moisture proof film, 82 Counter electrode side moisture proof film, 83 Photo electrode side barrier layer, 84 Photo electrode side adhesive layer, 85 Counter electrode side Barrier layer, 86 opposing electrode side adhesive layer

Claims (6)

第一の導電性基材と、前記第一の導電性基材と対向する第二の導電性基材と、前記第一の導電性基材と前記第二の導電性基材との間に位置する1つ以上の発電部と、を有し、前記第一の導電性基材の表面を受光面とする色素増感型太陽電池と、
前記第一の導電性基材の表面を覆う第一の防湿層と、を有し、
前記発電部は、無機半導体層と電解液とを有し、
前記電解液の含水量は、前記電解液の総質量に対して100〜8000質量ppmであり、
前記第一の防湿層は、透光性を有する、保護層付き色素増感型太陽電池。
A first conductive substrate, a second conductive substrate opposed to the first conductive substrate, between the first conductive substrate and the second conductive substrate Having at least one power generation unit, and a dye-sensitized solar cell having a surface of the first conductive substrate as a light-receiving surface;
Having a first moisture-proof layer covering the surface of the first conductive substrate,
The power generation unit has an inorganic semiconductor layer and an electrolyte,
The water content of the electrolytic solution is 100 to 8000 mass ppm with respect to the total mass of the electrolytic solution,
The first moisture-proof layer is a dye-sensitized solar cell with a protective layer having a light-transmitting property.
前記第一の導電性基材と前記第一の防湿層との剥離強度が、8〜15N/cmである、請求項1に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。   The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to claim 1, wherein the peel strength between the first conductive substrate and the first moisture-proof layer is 8 to 15 N / cm. 前記第一の防湿層と前記第一の導電性基材との間に位置する第一の接着層をさらに備え、
前記第一の接着層の水蒸気透過率は、0〜200g/m/dayである、請求項1又は2に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。
Further comprising a first adhesive layer located between the first moisture-proof layer and the first conductive substrate,
3. The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to claim 1, wherein the first adhesive layer has a water vapor transmission rate of 0 to 200 g / m 2 / day. 4.
前記第二の導電性基材の表面を覆う第二の防湿層をさらに有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。   The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second moisture-proof layer covering a surface of the second conductive substrate. 前記第二の導電性基材と前記第二の防湿層との剥離強度が、8〜15N/cmである、請求項4に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。   The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to claim 4, wherein the peel strength between the second conductive substrate and the second moisture-proof layer is 8 to 15 N / cm. 前記第二の防湿層と前記第二の導電性基材との間に位置する第二の接着層をさらに備え、
前記第二の接着層の水蒸気透過率は、0〜200g/m/dayである、請求項4又は5に記載の保護層付き色素増感型太陽電池。
Further comprising a second adhesive layer located between the second moisture-proof layer and the second conductive substrate,
The dye-sensitized solar cell with a protective layer according to claim 4 or 5, wherein the second adhesive layer has a water vapor transmission rate of 0 to 200 g / m 2 / day.
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