JP4615878B2 - Dye-sensitized solar cell and solar cell unit panel using the same - Google Patents

Dye-sensitized solar cell and solar cell unit panel using the same Download PDF

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Description

本発明は、光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する色素増感型太陽電池、及びこの色素増感型太陽電池をパネル本体に配置した太陽電池ユニットパネルに関する。更に詳しくは、本発明は、パネル本体に配置するための負極側及び正極側電極端子を備え、パネル本体への着脱が容易な色素増感型太陽電池、及びこの色素増感型太陽電池をパネル本体に配置した太陽電池ユニットパネルに関する。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell that directly converts light energy into electric energy, and a solar cell unit panel in which the dye-sensitized solar cell is disposed in a panel body. More specifically, the present invention includes a dye-sensitized solar cell that includes a negative electrode side and a positive electrode electrode terminal for placement on the panel body, and is easily attached to and detached from the panel body, and the dye-sensitized solar cell panel. The present invention relates to a solar cell unit panel arranged in the main body.

現在、太陽光発電では、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン及びこれらを組み合わせたHIT(Heterojunction with Intrinsic Thin−layer)等を用いた太陽電池が実用化され、主力技術となっている。これらの太陽電池では光電変換の効率も20%に近く優れている。しかし、シリコン系太陽電池は素材製造にかかるエネルギーコストが高く、環境負荷などの面でも課題が多く、価格及び材料供給等における制限もある。一方、Gratzel等により提案された色素増感型太陽電池が安価な太陽電池として注目されている(例えば、非特許文献1及び特許文献1参照。)。この太陽電池は、増感色素を担持させたチタニア多孔質電極と対極との間に電解質を介在させた構造を有し、現行のシリコン系太陽電池に比べて光電変換効率は低いものの、材料、製法等の面で大幅なコストダウンが可能である。   At present, in solar power generation, solar cells using single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin-layer) combined with these have been put into practical use and have become the main technology. These solar cells have an excellent photoelectric conversion efficiency of nearly 20%. However, silicon-based solar cells are expensive in terms of energy production, have many problems in terms of environmental impact, and have limitations in price and material supply. On the other hand, a dye-sensitized solar cell proposed by Gratzel et al. Has attracted attention as an inexpensive solar cell (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1). This solar cell has a structure in which an electrolyte is interposed between a titania porous electrode supporting a sensitizing dye and a counter electrode, and although the photoelectric conversion efficiency is lower than that of the current silicon-based solar cell, the material, Significant cost reduction is possible in terms of manufacturing method.

従来から用いられているシリコン系太陽電池は、通常、一対の正極と負極とを備える複数のセルを直列又は並列に接続して所定の電圧及び容量を有するユニットパネルとして実用に供されている。また、色素増感型太陽電池の場合も、複数のセルを直列又は並列に接続することで、所定の電圧及び容量のユニットパネルとすることができる。   Conventionally, silicon-based solar cells that have been conventionally used are practically used as unit panels having a predetermined voltage and capacity by connecting a plurality of cells each having a pair of positive and negative electrodes in series or in parallel. Also in the case of a dye-sensitized solar cell, a unit panel having a predetermined voltage and capacity can be obtained by connecting a plurality of cells in series or in parallel.

特開平1−220380号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-220380 Nature誌(第353巻、pp.737−740、1991年)Nature (Vol. 353, pp. 737-740, 1991)

しかし、従来の太陽電池ユニットパネルは、ユニットパネル上のセルを部分的に交換することが難しく、このユニットパネルでは、一部のセルが劣化又は損傷した場合でも、ユニットパネルそのものを交換しなければならなかった。
本発明は、上記の従来の問題を解決するものであり、基板にパネル本体への着脱が容易な電極端子が設けられた色素増感型太陽電池、及びこの太陽電池が、電極端子に対応するソケットを備えるパネル本体に配置されてなる太陽電池ユニットパネルを提供することを目的とする。
However, in the conventional solar cell unit panel, it is difficult to partially replace the cells on the unit panel. With this unit panel, even if some cells are deteriorated or damaged, the unit panel itself must be replaced. did not become.
The present invention solves the above-described conventional problems, and a dye-sensitized solar cell in which an electrode terminal that can be easily attached to and detached from a panel body is provided on a substrate, and the solar cell corresponds to the electrode terminal. It aims at providing the solar cell unit panel arrange | positioned at a panel main body provided with a socket.

本発明は以下のとおりである。
1.透光性基板1と、該透光性基板1に対向して配置された基板2と、該透光性基板1の一面側に配設された増感色素を有する半導体電極3と、該基板2の一面側に配設された触媒電極4と、該半導体電極3の少なくとも一部に含有され、且つ該半導体電極3と該触媒電極4との間に充填された電解質5と、を備え、該基板2の他面側に、該半導体電極3と導通する負極側電極端子31及び該触媒電極4と導通する正極側電極端子41が設けられていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
2.上記基板2がセラミック基板である上記1.に記載の色素増感型太陽電池。
3.上記半導体電極3と上記負極側電極端子31とは、上記透光性基板1の上記一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、上記基板2の上記一面側との間に、上記半導体電極3及び上記触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6と、上記基板2を貫通して形成されたスルーホール211に充填された導電体71とを介して導通し、上記触媒電極4と上記正極側電極端子41とは、上記基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通している上記1.又は2.に記載の色素増感型太陽電池。
4.上記導電体71の他端面側は上記負極側電極端子31に接続され、且つ該導電体71の一端面側は上記基板2の上記一面側に、上記触媒電極4を取り囲むように配設された接続用導電体73に接続されており、上記導電体72の他端面側は上記正極極側電極端子41に接続され、且つ該導電体72の一端面側は上記触媒電極4に直接又は他部材を介して接続されている上記.に記載の色素増感型太陽電池。
5.上記導電性接合層6の一面側は、上記負極側集電電極81と接続され、且つ該導電性接合層6の他面側は、上記接続用導電体73と接続されている上記.に記載の色素増感型太陽電池。
6.上記負極側電極端子31及び上記正極側電極端子41の各々が、それぞれピンコネクタを構成するピン311、411である上記1.乃至.のうちのいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。
7.透光性基板1と、該透光性基板1に対向して配置された基板2と、該透光性基板1の一面側に配設された増感色素を有する半導体電極3と、該基板2の一面側に配設された触媒電極4と、該半導体電極3の少なくとも一部に含有され、且つ該半導体電極3と該触媒電極4との間に充填された電解質5と、を備え、該基板2は、少なくとも一方向に突き出し部22を有し、該突き出し部22の一面側に該半導体電極3と導通する負極側電極端子31が設けられ、且つ該突き出し部22の他面側に該触媒電極4と導通する正極側電極端子41が設けられていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
8.上記基板2がセラミック基板である上記.に記載の色素増感型太陽電池。
9.上記半導体電極3と上記負極側電極端子31とは、上記透光性基板1の上記一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、上記基板2の上記一面側との間に、上記半導体電極3及び上記触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6を介して導通し、上記触媒電極4と上記正極側電極端子41とは、上記基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通している上記.又は.に記載の色素増感型太陽電池。
10.上記基板2の上記一面側に、上記触媒電極4を取り囲むように接続用導電体73が配設され、上記負極側電極端子31は、該接続用導電体73に接続され、又は該接続用導電体73が延設されて形成され、上記導電体72の他端面側は上記正極極側電極端子41に接続され、且つ該導電体72の一端面側は上記触媒電極4に直接又は他部材を介して接続されている上記.に記載の色素増感型太陽電池。
11.上記導電性接合層6の一面側は、上記負極側集電電極81と接続されている上記.又は10.に記載の色素増感型太陽電池。
12.上記負極側電極端子31及び上記正極側電極端子41の各々が、それぞれカードエッジコネクタを構成するエッジ端子312、412である上記.乃至11.のうちのいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。
13.上記.に記載の色素増感型太陽電池と、複数の該色素増感型太陽電池を配置するためのパネル本体101とを備える太陽電池ユニットパネルであって、該パネル本体101は、各々の該色素増感型太陽電池に設けられたそれぞれの上記ピン311、411に対応するソケット1011、1012を備え、該ピン311、411が該ソケット1011、1012に差し込まれ、該色素増感型太陽電池が該パネル本体101に配置されていることを特徴とする太陽電池ユニットパネル。
14.上記ピン311、411の各々が、上記色素増感型太陽電池を上記パネル本体101の一定の方向のみに配置することができるように設けられている上記13.に記載の太陽電池ユニットパネル。
15.上記ピン311、411の各々の個数及び形状の少なくとも一方が異なる上記13.又は14.に記載の太陽電池ユニットパネル。
16.上記12.に記載の色素増感型太陽電池と、複数の該色素増感型太陽電池を配置するためのパネル本体102とを備える太陽電池ユニットパネルであって、該パネル本体102は、各々の該色素増感型太陽電池に設けられたそれぞれの上記エッジ端子312、412に対応するソケット1021、1022を備え、該エッジ端子312、412が該ソケット1021、1022に差し込まれ、該色素増感型太陽電池が該パネル本体102に配置されていることを特徴とする太陽電池ユニットパネル。
The present invention is as follows.
1. Translucent substrate 1, substrate 2 disposed opposite to translucent substrate 1, semiconductor electrode 3 having a sensitizing dye disposed on one surface side of translucent substrate 1, and the substrate 2, a catalyst electrode 4 disposed on one surface side, and an electrolyte 5 contained in at least a part of the semiconductor electrode 3 and filled between the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4, A dye-sensitized solar cell comprising a negative electrode terminal 31 that is electrically connected to the semiconductor electrode 3 and a positive electrode terminal 41 that is electrically connected to the catalyst electrode 4 provided on the other surface of the substrate 2. .
2. 1. The substrate 1 is a ceramic substrate. 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
3. The semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 include at least one of a negative current collecting electrode 81 and a transparent conductive layer 91 provided on the one surface side of the translucent substrate 1, and the substrate. 2 is filled in a through hole 211 formed so as to penetrate the substrate 2 and the conductive bonding layer 6 disposed so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4. The catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 are conducted through a conductor 72 filled in a through hole 212 formed through the substrate 2. 1 above. Or 2. 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
4). The other end surface side of the conductor 71 is connected to the negative electrode terminal 31, and one end surface side of the conductor 71 is disposed on the one surface side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4. The other end surface of the conductor 72 is connected to the positive electrode terminal 41 and the one end surface of the conductor 72 is connected directly to the catalyst electrode 4 or other member. Are connected via 3 above. 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
5. 4. One side of the conductive bonding layer 6 is connected to the negative current collecting electrode 81, and the other side of the conductive bonding layer 6 is connected to the connecting conductor 73. 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
6). Each of the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 is a pin 311 or 411 constituting a pin connector, respectively. To 5 . The dye-sensitized solar cell of any one of these.
7). Translucent substrate 1, substrate 2 disposed opposite to translucent substrate 1, semiconductor electrode 3 having a sensitizing dye disposed on one surface side of translucent substrate 1, and the substrate 2, a catalyst electrode 4 disposed on one surface side, and an electrolyte 5 contained in at least a part of the semiconductor electrode 3 and filled between the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4, The substrate 2 has a protruding portion 22 in at least one direction, a negative electrode terminal 31 that is electrically connected to the semiconductor electrode 3 is provided on one surface side of the protruding portion 22, and on the other surface side of the protruding portion 22. A dye-sensitized solar cell, comprising a positive electrode terminal 41 that is electrically connected to the catalyst electrode 4.
8). The 7 above substrate 2 is a ceramic substrate. 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
9. The semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 include at least one of a negative current collecting electrode 81 and a transparent conductive layer 91 provided on the one surface side of the translucent substrate 1, and the substrate. 2 through the conductive bonding layer 6 disposed so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4, and the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 above 7, which is conducted through the conductor 72 filled in the through-hole 212 formed through the substrate 2. Or 8 . 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
10. A connection conductor 73 is disposed on the one surface side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4, and the negative electrode terminal 31 is connected to the connection conductor 73 or the connection conductor. The conductor 73 is formed to extend, the other end surface side of the conductor 72 is connected to the positive electrode side electrode terminal 41, and the one end surface side of the conductor 72 is directly attached to the catalyst electrode 4 or another member. 9. connected through the above-mentioned 9 . 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
11. One side of the conductive bonding layer 6, the is connected to the said negative-side collector electrode 81 9. Or 10 . 2. A dye-sensitized solar cell according to 1.
12 7 above each of the negative electrode-side electrode terminal 31 and the positive side electrode terminal 41, an edge terminals 312, 412 constituting the card edge connector, respectively. To 11 . The dye-sensitized solar cell of any one of these.
13. 6. above. And a panel body 101 for disposing a plurality of the dye-sensitized solar cells, wherein the panel body 101 includes each of the dye-sensitized solar cells. Sockets 1011 and 1012 corresponding to the respective pins 311 and 411 provided in the photosensitive solar cell are provided, the pins 311 and 411 are inserted into the sockets 1011 and 1012, and the dye-sensitized solar cell is connected to the panel. A solar cell unit panel, which is disposed in a main body 101.
14 The 13 each of said pin 311, 411 are provided so that the dye-sensitized solar cell can be disposed only in a certain direction of the panel body 101. The solar cell unit panel described in 1.
15. The above-mentioned 13 ... 4 wherein at least one of the number and shape of each of the pins 311 and 411 is different. Or 14 . The solar cell unit panel described in 1.
16. 12 above. And a panel body 102 for disposing a plurality of the dye-sensitized solar cells, wherein the panel body 102 includes each of the dye-sensitized solar cells. Sockets 1021 and 1022 corresponding to the respective edge terminals 312 and 412 provided in the photosensitive solar cell are provided, the edge terminals 312 and 412 are inserted into the sockets 1021 and 1022, and the dye-sensitized solar cell is A solar cell unit panel disposed on the panel body 102.

透光性基板1の一面側に配設された半導体電極3と、基板2の一面側に配設された触媒電極4と、を備え、基板2の他面側22に、負極側電極端子31及び正極側電極端子41が設けられている本発明の色素増感型太陽電池は、パネル本体101への配置が容易であり、パネル本体101への導通と同時に電池を固定させることができる。
また、基板2がセラミック基板である場合は、強度が大きく、耐久性に優れ、且つ透光性導電層が付設された基板を用いる場合と比較して集電電極の面積を大きくすることができ、その抵抗を低くすることが可能であるため光電変換効率の高い色素増感型太陽電池とすることができる。尚、集電電極の面積を大きくすることができるのは、電解質との反応性が低く、融点が高いニッケル、チタン、タングステン等を用いて、基板2の一面側に、電解質と直接接触する形態で集電電極を設けることができるためである。
更に、半導体電極3と負極側電極端子31とは、透光性基板1の一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、基板2の一面側との間に、半導体電極3及び触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6と、基板2を貫通して形成されたスルーホール211に充填された導電体71とを介して導通し、触媒電極4と正極側電極端子41とは、基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通している場合は、簡易な構造であって、半導体電極3と負極側電極端子31及び触媒電極4と正極側電極端子41を確実に導通させることができる。
また、導電体71の他端面側は負極側電極端子31に接続され、且つ導電体71の一端面側は、基板2の一面側に触媒電極4を取り囲むように配設された接続用導電体73に接続されており、導電体72の他端面側は正極極側電極端子41に接続され、且つ導電体72の一端面側は触媒電極4に直接又は他部材を介して接続されている場合は、簡易な構造であって、半導体電極3と負極側電極端子31及び触媒電極4と正極側電極端子41の導通が容易である。
更に、導電性接合層6の一面側は、負極側集電電極81と接続され、且つ導電性接合層6の他面側は、接続用導電体73と接続されている場合は、半導体電極3と負極側電極端子31とをより確実に導通させることができる。
また、負極側電極端子31及び正極側電極端子41の各々が、それぞれピンコネクタを構成するピン311、411である場合は、各々の色素増感型太陽電池をパネル本体101に容易に着脱することができる。
透光性基板1の一面側に配設された半導体電極3と、基板2の一面側に配設された触媒電極4と、を備え、基板2の突き出し部22の一面側に負極側電極端子31が設けられ、且つ突き出し部22の他面側に正極側電極端子41が設けられている他の本発明の色素増感型太陽電池は、パネル本体102への配置が容易であり、パネル本体102への導通と同時に電池を固定させることができる。
更に、基板2がセラミック基板である場合は、強度が大きく、耐久性に優れ、且つ透光性導電層が付設された基板を用いる場合と比較して集電電極の面積を大きくすることができ、その抵抗を低くすることが可能であるため光電変換効率の高い色素増感型太陽電池とすることができる。尚、集電電極の面積を大きくすることができる理由は上記のとおりである。
また、半導体電極3と負極側電極端子31とは、透光性基板1の一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、基板2の一面側との間に、半導体電極3及び触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6を介して導通し、触媒電極4と正極側電極端子41とは、基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通している場合は、簡易な構造であって、半導体電極3と負極側電極端子31及び触媒電極4と正極側電極端子41を確実に導通させることができる。
更に、基板2の一面側に、触媒電極4を取り囲むように接続用導電体73が配設され、負極側電極端子31は、接続用導電体73に接続され、又は接続用導電体73が延設されて形成され、導電体72の他端面側は正極極側電極端子41に接続され、且つ導電体72の一端面側は触媒電極4に直接又は他部材を介して接続されている場合は、簡易な構造であって、半導体電極3と負極側電極端子31及び触媒電極4と正極側電極端子41の導通が容易である。
また、導電性接合層6の一面側が、負極側集電電極81と接続されている場合は、半導体電極3と負極側電極端子31とをより確実に導通させることができる。
更に、負極側電極端子31及び正極側電極端子41の各々が、それぞれカードエッジコネクタを構成するエッジ端子312、412である場合は、各々の色素増感型太陽電池をパネル本体102に容易に着脱することができる。
負極側電極端子31及び正極側電極端子41の各々がピン311、411である色素増感型太陽電池と、複数の色素増感型太陽電池を配置するためのソケット1011、1012を有するパネル本体101とを備える本発明の太陽電池ユニットパネルは、各々の電池の着脱が容易であり、劣化又は損傷した電池のみを取り替えることができ、安定した電池性能を維持することができる。
また、ピン311、411の各々が、色素増感型太陽電池をパネル本体101の一定の方向のみに配置することができるように設けられている場合は、短絡等の発生を防止することができる。
更に、ピン311、411の各々の個数及び形状の少なくとも一方が異なる場合も、短絡等の発生を防止することができる。
負極側電極端子31及び正極側電極端子41の各々がエッジ端子312、412である色素増感型太陽電池と、複数の色素増感型太陽電池を配置するためのソケット1021、1022を有するパネル本体102とを備える他の本発明の太陽電池ユニットパネルは、各々の電池の着脱が容易であり、劣化又は損傷した電池のみを取り替えることができ、安定した電池性能を維持することができる。
The semiconductor electrode 3 disposed on the one surface side of the translucent substrate 1 and the catalyst electrode 4 disposed on the one surface side of the substrate 2 are provided, and the negative electrode terminal 31 is provided on the other surface side 22 of the substrate 2. In addition, the dye-sensitized solar cell of the present invention in which the positive electrode terminal 41 is provided can be easily placed on the panel main body 101 and can be fixed simultaneously with the conduction to the panel main body 101.
In addition, when the substrate 2 is a ceramic substrate, the area of the current collecting electrode can be increased as compared with the case of using a substrate having high strength, excellent durability, and a light-transmitting conductive layer. Since the resistance can be lowered, a dye-sensitized solar cell with high photoelectric conversion efficiency can be obtained. Note that the area of the collecting electrode can be increased by using nickel, titanium, tungsten, or the like that has low reactivity with the electrolyte and high melting point, and is in direct contact with the electrolyte on one side of the substrate 2. This is because a current collecting electrode can be provided.
Further, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 are formed by connecting at least one of the negative electrode current collecting electrode 81 and the transparent conductive layer 91 provided on one surface side of the translucent substrate 1 and one surface of the substrate 2. The conductive bonding layer 6 disposed so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4 and the conductor 71 filled in the through hole 211 formed through the substrate 2. When the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 are electrically connected via the conductor 72 filled in the through hole 212 formed through the substrate 2, the structure is simple. Thus, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode side electrode terminal 31 and the catalyst electrode 4 and the positive electrode side electrode terminal 41 can be reliably conducted.
The other end surface side of the conductor 71 is connected to the negative electrode terminal 31, and the one end surface side of the conductor 71 is connected to the one surface side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4. 73, the other end surface side of the conductor 72 is connected to the positive electrode side electrode terminal 41, and the one end surface side of the conductor 72 is connected to the catalyst electrode 4 directly or via another member. Is a simple structure, and the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 and the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 are easily connected.
Further, when one surface side of the conductive bonding layer 6 is connected to the negative electrode side collecting electrode 81 and the other surface side of the conductive bonding layer 6 is connected to the connecting conductor 73, the semiconductor electrode 3. And the negative electrode terminal 31 can be conducted more reliably.
Further, when each of the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 is a pin 311 or 411 constituting a pin connector, each dye-sensitized solar cell can be easily attached to or detached from the panel body 101. Can do.
The semiconductor electrode 3 disposed on one surface side of the translucent substrate 1 and the catalyst electrode 4 disposed on one surface side of the substrate 2, and a negative electrode terminal on one surface side of the protruding portion 22 of the substrate 2 31 and the other dye-sensitized solar cell of the present invention in which the positive electrode terminal 41 is provided on the other surface side of the protruding portion 22 can be easily disposed on the panel body 102. The battery can be fixed simultaneously with the conduction to 102.
Further, when the substrate 2 is a ceramic substrate, the area of the current collecting electrode can be increased as compared with the case of using a substrate having high strength, excellent durability, and a light-transmitting conductive layer. Since the resistance can be lowered, a dye-sensitized solar cell with high photoelectric conversion efficiency can be obtained. The reason why the area of the current collecting electrode can be increased is as described above.
Further, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 include at least one of the negative electrode current collecting electrode 81 and the translucent conductive layer 91 provided on one surface side of the translucent substrate 1 and one surface of the substrate 2. The conductive electrode 6 conducts through the conductive bonding layer 6 disposed so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4, and the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 penetrate through the substrate 2. When conducting through the conductor 72 filled in the formed through hole 212, the structure is simple, and the semiconductor electrode 3, the negative electrode terminal 31, the catalyst electrode 4, and the positive electrode terminal 41 are connected to each other. It is possible to ensure conduction.
Further, a connecting conductor 73 is disposed on one surface side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4, and the negative electrode terminal 31 is connected to the connecting conductor 73, or the connecting conductor 73 extends. When the other end surface side of the conductor 72 is connected to the positive electrode side electrode terminal 41 and the one end surface side of the conductor 72 is connected to the catalyst electrode 4 directly or via another member. The semiconductor electrode 3 and the negative electrode side electrode terminal 31 and the catalyst electrode 4 and the positive electrode side electrode terminal 41 are easily connected.
In addition, when one surface side of the conductive bonding layer 6 is connected to the negative electrode side collecting electrode 81, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode side electrode terminal 31 can be more reliably conducted.
Further, when each of the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 is an edge terminal 312, 412 constituting a card edge connector, each dye-sensitized solar cell can be easily attached to and detached from the panel body 102. can do.
A panel body 101 having a dye-sensitized solar cell in which each of the negative electrode-side electrode terminal 31 and the positive electrode-side electrode terminal 41 is pins 311 and 411 and sockets 1011 and 1012 for arranging a plurality of dye-sensitized solar cells. In the solar cell unit panel of the present invention, each battery can be easily attached and detached, only a deteriorated or damaged battery can be replaced, and stable battery performance can be maintained.
Further, when each of the pins 311 and 411 is provided so that the dye-sensitized solar cell can be arranged only in a certain direction of the panel body 101, occurrence of a short circuit or the like can be prevented. .
Furthermore, when at least one of the number and shape of each of the pins 311 and 411 is different, the occurrence of a short circuit or the like can be prevented.
A panel body having a dye-sensitized solar cell in which each of the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 is an edge terminal 312, 412 and sockets 1021, 1022 for arranging a plurality of dye-sensitized solar cells. The other solar cell unit panel of the present invention comprising 102 can easily attach and detach each battery, can replace only a deteriorated or damaged battery, and can maintain stable battery performance.

以下、図1〜図18を参照して本発明の色素増感型太陽電池及び太陽電池ユニットパネルを詳細に説明する。
上記「透光性基板1」としては、ガラス、樹脂シート等からなる基板が挙げられる。樹脂シートは特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエチリデンノルボルネン等からなる樹脂シートが挙げられる。複数の太陽電池がパネル本体に配置されて用いられる場合、各々の太陽電池の透光性基板1はそれぞれガラス基板でもよいし、樹脂基板でもよい。また、樹脂基板であるとき、樹脂は同じ樹脂でもよく、異なる樹脂でもよい。
尚、透光性とは、波長400〜900nmの可視光の透過率が10%以上であることを意味する。この透過率は60%以上、特に85%以上であることが好ましい。以下、透光性の意味及び好ましい透過率はすべて同様である。
透過率(%)=(透過した光量/入射した光量)×100
透光性基板1の厚さは材質によっても異なり、特に限定されないが、上記の透過率が60〜99%、特に85〜99%となる厚さであることが好ましい。
Hereinafter, with reference to FIGS. 1-18, the dye-sensitized solar cell and solar cell unit panel of this invention are demonstrated in detail.
Examples of the “translucent substrate 1” include substrates made of glass, resin sheets, and the like. The resin sheet is not particularly limited, and examples thereof include resin sheets made of polyester such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polysulfone, and polyethyleneidene norbornene. When a plurality of solar cells are used while being arranged on the panel body, the light-transmitting substrate 1 of each solar cell may be a glass substrate or a resin substrate. Moreover, when it is a resin substrate, the resin may be the same resin or a different resin.
In addition, translucency means that the transmittance | permeability of visible light with a wavelength of 400-900 nm is 10% or more. This transmittance is preferably 60% or more, particularly 85% or more. Hereinafter, the meaning of translucency and preferable transmittance are all the same.
Transmittance (%) = (transmitted light amount / incident light amount) × 100
The thickness of the translucent substrate 1 varies depending on the material and is not particularly limited. However, it is preferable that the transmissivity is 60 to 99%, particularly 85 to 99%.

透光性基板1に対向して配置される上記「基板2」は、透光性を有していてもよく、透光性を有していなくてもよい。透光性を有する基板2は、透光性基板1の場合と同様にガラス及び樹脂シート等を用いて形成することができる。この基板2が樹脂シートからなるとき、この樹脂シートの形成に用いる樹脂としては、上記の各種の熱可塑性樹脂が挙げられる。基板2が透光性を有する基板である場合、その厚さは材質によっても異なり、特に限定されないが、上記の透過率が60〜99%、特に85〜99%となる厚さであることが好ましい。   The “substrate 2” disposed opposite to the light-transmitting substrate 1 may have a light-transmitting property or may not have a light-transmitting property. The substrate 2 having a light-transmitting property can be formed using glass, a resin sheet, or the like as in the case of the light-transmitting substrate 1. When this board | substrate 2 consists of resin sheets, said various thermoplastic resins are mentioned as resin used for formation of this resin sheet. When the substrate 2 is a light-transmitting substrate, the thickness varies depending on the material and is not particularly limited. However, the thickness may be 60 to 99%, particularly 85 to 99%. preferable.

透光性を有していない基板2はセラミックにより形成することができる。セラミック基板は強度が大きく、この基板が支持基板となって優れた耐久性を有する色素増感型太陽電池とすることができる。セラミック基板の形成に用いられるセラミックは特に限定されず、酸化物系セラミック、窒化物系セラミック及び炭化物系セラミック等の各種のセラミックを用いることができる。酸化物系セラミックとしては、アルミナ、ムライト、ジルコニア等が挙げられる。また、窒化物系セラミックとしては、窒化ケイ素、サイアロン、窒化チタン、窒化アルミニウム等が挙げられる。更に、炭化物系セラミックとしては、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化アルミニウム等が挙げられる。セラミックとしては、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア等が好ましく、アルミナが特に好ましい。   The substrate 2 that does not have translucency can be formed of ceramic. The ceramic substrate has high strength, and this substrate can be used as a support substrate to provide a dye-sensitized solar cell having excellent durability. The ceramic used for forming the ceramic substrate is not particularly limited, and various ceramics such as oxide ceramics, nitride ceramics, and carbide ceramics can be used. Examples of the oxide ceramic include alumina, mullite, zirconia and the like. Examples of the nitride ceramic include silicon nitride, sialon, titanium nitride, and aluminum nitride. Further, examples of the carbide-based ceramic include silicon carbide, titanium carbide, and aluminum carbide. As the ceramic, alumina, silicon nitride, zirconia and the like are preferable, and alumina is particularly preferable.

基板2がセラミックからなる場合、その厚さは特に限定されないが、100μm〜5mmとすることができ、300μm〜4mm、特に500μm〜2mm、更に700μm〜1.5mmとすることができる。セラミック基板の厚さが100μm〜5mm、特に500μm以上であれば、この強度の大きい基板が支持基板となり、優れた耐久性を有する色素増感型太陽電池とすることができる。
複数の太陽電池がパネル本体に配置されて用いられる場合、この基板2はガラス基板、樹脂基板及びセラミック基板のうちのいずれであってもよい。更に、樹脂基板であるとき、樹脂は同じ樹脂でもよく、異なる樹脂でもよい。また、セラミック基板であるとき、セラミックは同じセラミックでもよく、異なるセラミックでもよい。
When the board | substrate 2 consists of ceramics, the thickness is not specifically limited, However, It can be referred to as 100 micrometers-5 mm, 300 micrometers-4 mm, Especially 500 micrometers-2 mm, Furthermore, it can be set as 700 micrometers-1.5 mm. When the thickness of the ceramic substrate is 100 μm to 5 mm, particularly 500 μm or more, the substrate having this high strength becomes a support substrate, and a dye-sensitized solar cell having excellent durability can be obtained.
When a plurality of solar cells are arranged and used in the panel body, the substrate 2 may be any of a glass substrate, a resin substrate, and a ceramic substrate. Furthermore, when it is a resin substrate, the resin may be the same resin or a different resin. When the ceramic substrate is used, the ceramics may be the same ceramic or different ceramics.

透光性基板1は、ガラス及び樹脂等により形成することができ、基板2は、ガラス、樹脂及びセラミック等により形成することができるが、透光性基板1はガラス基板であり、基板2はセラミック基板であることが好ましい。このセラミック基板に用いるセラミックとしては、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア等が好ましく、アルミナが特に好ましい。このように、透光性基板1はガラス基板であり、基板2はアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア等からなるセラミック基板であることが好ましく、透光性基板1はガラス基板であり、基板2はアルミナ基板であることがより好ましい。   The light-transmitting substrate 1 can be formed of glass, resin, or the like, and the substrate 2 can be formed of glass, resin, ceramic, or the like. The light-transmitting substrate 1 is a glass substrate, and the substrate 2 is A ceramic substrate is preferred. As the ceramic used for the ceramic substrate, alumina, silicon nitride, zirconia and the like are preferable, and alumina is particularly preferable. Thus, the translucent substrate 1 is a glass substrate, the substrate 2 is preferably a ceramic substrate made of alumina, silicon nitride, zirconia, etc., the translucent substrate 1 is a glass substrate, and the substrate 2 is alumina. More preferably, it is a substrate.

本発明の色素増感型太陽電池、及び他の本発明の色素増感型太陽電池における半導体電極3は、透光性基板1の一面側に配設される。この半導体電極3の電極基体は、金属酸化物、金属硫化物等により形成することができる。金属酸化物としては、チタニア、酸化スズ、酸化亜鉛、五酸化二ニオブ等の酸化ニオブ、酸化タンタル及びジルコニア等が挙げられる。また、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム及びチタン酸バリウム等の複酸化物を用いることもできる。更に、金属硫化物としては、硫化亜鉛、硫化鉛及び硫化ビスマス等が挙げられる。   The semiconductor electrode 3 in the dye-sensitized solar cell of the present invention and other dye-sensitized solar cells of the present invention is disposed on one surface side of the translucent substrate 1. The electrode substrate of the semiconductor electrode 3 can be formed of metal oxide, metal sulfide, or the like. Examples of the metal oxide include titania, tin oxide, zinc oxide, niobium oxide such as niobium pentoxide, tantalum oxide, and zirconia. Also, double oxides such as strontium titanate, calcium titanate, and barium titanate can be used. Furthermore, examples of the metal sulfide include zinc sulfide, lead sulfide, and bismuth sulfide.

電極基体の作製方法は特に限定されず、例えば、金属酸化物、金属硫化物等の微粒子を含有するペーストを透光性基板1等の表面に塗布し、焼成することにより作製することができる。ペーストの塗布方法も特に限定されず、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法等が挙げられる。このようにして作製された電極基体は微粒子が集合してなる集合体の形態で形成される。   The method for producing the electrode substrate is not particularly limited. For example, the electrode substrate can be produced by applying a paste containing fine particles such as metal oxide and metal sulfide on the surface of the light-transmitting substrate 1 and baking the paste. The method for applying the paste is not particularly limited, and examples thereof include a screen printing method, a doctor blade method, a squeegee method, and a spin coating method. The electrode substrate produced in this way is formed in the form of an aggregate made up of fine particles.

電極基体は、透光性基板1等の表面に、金属酸化物、金属硫化物等の微粒子及び少量の有機高分子等が分散されたコロイド溶液を塗布し、その後、乾燥し、次いで、加熱して有機高分子を分解させて除去する等の工程により作製することもできる。このコロイド溶液も、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法等の各種の方法により塗布することができる。この方法により作製した電極基体も微粒子が集合してなる集合体の形態で形成される。   The electrode substrate is coated with a colloidal solution in which fine particles such as metal oxide and metal sulfide and a small amount of organic polymer are dispersed on the surface of the translucent substrate 1 and the like, then dried and then heated. It can also be produced by a process such as decomposing and removing the organic polymer. This colloidal solution can also be applied by various methods such as a screen printing method, a doctor blade method, a squeegee method, and a spin coating method. The electrode substrate produced by this method is also formed in the form of an aggregate made up of fine particles.

半導体電極3の厚さは特に限定されないが、0.1〜100μmとすることができ、1〜50μm、特に2〜40μm、更に5〜30μmとすることが好ましい。半導体電極3の厚さが0.1〜100μmであれば、光電変換が十分になされ、発電効率が向上する。また、半導体電極3は、その強度並びに透光性基板1及び基板2等との密着性を向上させるため熱処理することが好ましい。熱処理の温度及び時間は特に限定されないが、熱処理温度は40〜700℃、特に100〜500℃、熱処理時間は10分〜10時間、特に20分〜5時間とすることが好ましい。尚、透光性基板1及び基板2として樹脂シートを用いる場合は、樹脂が熱劣化しないように低温で熱処理することが好ましい。   The thickness of the semiconductor electrode 3 is not particularly limited, but may be 0.1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, particularly 2 to 40 μm, and more preferably 5 to 30 μm. If the thickness of the semiconductor electrode 3 is 0.1 to 100 μm, photoelectric conversion is sufficiently performed and power generation efficiency is improved. Further, the semiconductor electrode 3 is preferably heat-treated in order to improve its strength and adhesion to the translucent substrate 1 and the substrate 2. The temperature and time of the heat treatment are not particularly limited, but the heat treatment temperature is preferably 40 to 700 ° C., particularly 100 to 500 ° C., and the heat treatment time is preferably 10 minutes to 10 hours, particularly preferably 20 minutes to 5 hours. In addition, when using a resin sheet as the translucent board | substrate 1 and the board | substrate 2, it is preferable to heat-process at low temperature so that resin may not thermally deteriorate.

半導体電極3が有する上記「増感色素」としては、光電変換の作用を向上させる錯体色素及び有機色素を用いることができる。錯体色素としては金属錯体色素が挙げられ、有機色素としてはポリメチン色素、メロシアニン色素等が挙げられる。金属錯体色素としてはルテニウム錯体色素及びオスミウム錯体色素等が挙げられ、ルテニウム錯体色素が特に好ましい。更に、光電変換がなされる波長域を拡大し、光電変換効率を向上させるため、増感作用が発現される波長域の異なる2種以上の増感色素を併用することもできる。この場合、照射される光の波長域と強度分布とによって併用する増感色素の種類及びそれらの量比を設定することが好ましい。また、増感色素は半導体電極に結合するための官能基を有することが好ましい。この官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、シアノ基等が挙げられる。   As said "sensitizing dye" which the semiconductor electrode 3 has, the complex dye and organic dye which improve the effect | action of a photoelectric conversion can be used. Examples of complex dyes include metal complex dyes, and examples of organic dyes include polymethine dyes and merocyanine dyes. Examples of the metal complex dye include a ruthenium complex dye and an osmium complex dye, and a ruthenium complex dye is particularly preferable. Furthermore, in order to expand the wavelength range in which photoelectric conversion is performed and improve the photoelectric conversion efficiency, two or more sensitizing dyes having different wavelength ranges in which a sensitizing action is exhibited can be used in combination. In this case, it is preferable to set the type of sensitizing dye to be used in combination and the amount ratio thereof depending on the wavelength range and intensity distribution of the irradiated light. The sensitizing dye preferably has a functional group for bonding to the semiconductor electrode. Examples of this functional group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a cyano group.

電極基体に増感色素を付着させる方法は特に限定されず、例えば、増感色素を有機溶媒に溶解させた溶液に電極基体を浸漬し、溶液を含侵させ、その後、有機溶媒を除去することにより付着させることができる。また、この溶液を、電極基体に塗布し、その後、有機溶媒を除去することにより付着させることもできる。この塗布方法としては、ワイヤーバー法、スライドホッパー法、エクストルージョン法、カーテンコート法、スピンコート法、スプレーコート法等が挙げられる。更に、この溶液は、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の印刷法により塗布することもできる。   The method for attaching the sensitizing dye to the electrode substrate is not particularly limited. For example, the electrode substrate is immersed in a solution in which the sensitizing dye is dissolved in an organic solvent, the solution is impregnated, and then the organic solvent is removed. Can be attached. Alternatively, this solution can be applied to the electrode substrate and then adhered by removing the organic solvent. Examples of the coating method include a wire bar method, a slide hopper method, an extrusion method, a curtain coating method, a spin coating method, and a spray coating method. Furthermore, this solution can also be applied by a printing method such as offset printing, gravure printing or screen printing.

増感色素の付着量は半導体電極1gに対して0.01〜1ミリモル、特に0.5〜1ミリモルであることが好ましい。付着量が0.01〜1ミリモルであれば、半導体電極における光電変換が効率よくなされる。また、半導体電極に付着しなかった増感色素が電極周辺に遊離していると、変換効率が低下することがある。そのため、増感色素を付着させる処理の後、半導体電極を洗浄して余剰の増感色素を除去することが好ましい。この除去は、洗浄槽を用いてアセトニトリル等の極性溶媒及びアルコール系溶媒などの有機溶媒で洗浄することにより行うことができる。また、電極基体に多くの増感色素を付着させるためには、半導体電極を加熱して、浸漬、塗布等の処理を行うことが好ましい。この場合、半導体電極の表面に水が吸着するのを避けるため、加熱後、常温に降温させることなく40〜80℃で速やかに処理することが好ましい。   The adhesion amount of the sensitizing dye is preferably 0.01 to 1 mmol, particularly 0.5 to 1 mmol with respect to 1 g of the semiconductor electrode. When the adhesion amount is 0.01 to 1 mmol, photoelectric conversion in the semiconductor electrode is efficiently performed. Moreover, if the sensitizing dye that has not adhered to the semiconductor electrode is liberated around the electrode, the conversion efficiency may be lowered. For this reason, it is preferable to remove the excess sensitizing dye by washing the semiconductor electrode after the treatment for attaching the sensitizing dye. This removal can be performed by washing with a polar solvent such as acetonitrile and an organic solvent such as an alcohol solvent using a washing tank. In order to attach a large amount of sensitizing dye to the electrode substrate, it is preferable to heat the semiconductor electrode and perform a treatment such as dipping or coating. In this case, in order to avoid water adsorbing on the surface of the semiconductor electrode, it is preferable to perform the treatment promptly at 40 to 80 ° C. without heating to room temperature after heating.

本発明の色素増感型太陽電池、及び他の本発明の色素増感型太陽電池における触媒電極4は、基板2の一面側に配設される。この触媒電極4は、後記の導電性接合層6及び接続用導電体73と導通しないように設けなければならない。触媒電極4は、触媒活性を有する物質、又は触媒活性を有する物質を含有する、金属、後記の透光性導電層91等の形成に用いられる導電性酸化物及び導電性高分子のうちの少なくとも1種により形成することができる。触媒活性を有する物質としては、白金、金、ロジウム等の貴金属(但し、銀は電解質等に対する耐腐食性が低いため好ましくない。以下、電解質等が接触し得る部分には同様に銀は好ましくない。)、カーボンブラック等が挙げられ、これらは併せて導電性を有する。触媒電極は、触媒活性を有し、且つ電気化学的に安定な貴金属により形成することが好ましく、触媒活性が高く、電解質に対する耐腐食性が高い白金を用いることが特に好ましい。   The catalyst electrode 4 in the dye-sensitized solar cell of the present invention and the other dye-sensitized solar cells of the present invention is disposed on one surface side of the substrate 2. The catalyst electrode 4 must be provided so as not to be electrically connected to the conductive bonding layer 6 and the connecting conductor 73 described later. The catalyst electrode 4 includes at least one of a metal having a catalytic activity or a metal having a catalytic activity, a conductive oxide and a conductive polymer used for forming a light-transmitting conductive layer 91 described later. One type can be used. As a substance having catalytic activity, noble metals such as platinum, gold and rhodium (however, silver is not preferred because of its low corrosion resistance to electrolytes, etc. Hereinafter, silver is also not preferred for the parts where the electrolyte etc. can contact) .), Carbon black and the like, and these have conductivity together. The catalyst electrode is preferably formed of a noble metal having catalytic activity and electrochemically stable, and it is particularly preferable to use platinum having high catalytic activity and high corrosion resistance to the electrolyte.

触媒活性を有さない、金属、導電性酸化物及び導電性高分子等を用いる場合、触媒電極に混合されて用いられる金属としては、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、タングステン等が挙げられる。更に、触媒電極に混合されて用いられる導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等が挙げられる。また、この導電性高分子としては、導電性を有さない樹脂に各種の導電性物質を配合して調製したものが挙げられる。この導電性を有さない樹脂は特に限定されず、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアミド、ポリオレフィン及びポリ塩化ビニル等が挙げられる。更に、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂及びフェノール樹脂等が挙げられる。導電性物質も特に限定されず、カーボンブラック、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム及びタングステン等の金属、ポリアニリン、ポリピロール及びポリアセチレン等の導電性ポリマーなどが挙げられる。導電性物質としては、導電性と触媒活性とを併せて有する貴金属及びカーボンブラックが特に好ましい。導電性物質は1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
触媒活性を有さない、金属、導電性酸化物及び導電性高分子等を用いる場合、上記の触媒活性を有する物質の含有量は、金属、導電性酸化物、導電性高分子等を100質量部とした場合に、1〜99質量部、特に50〜99質量部であることが好ましい。
In the case of using a metal, a conductive oxide, a conductive polymer, or the like that does not have catalytic activity, examples of the metal used by mixing with the catalyst electrode include aluminum, copper, chromium, nickel, tungsten, and the like. Furthermore, polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, etc. are mentioned as a conductive polymer used by mixing with a catalyst electrode. Moreover, as this conductive polymer, what was prepared by mix | blending various electroconductive substances with resin which does not have electroconductivity is mentioned. The resin not having conductivity is not particularly limited, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Examples of the thermoplastic resin include thermoplastic polyester resin, polyamide, polyolefin, and polyvinyl chloride. Furthermore, examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a thermosetting polyester resin, and a phenol resin. The conductive substance is not particularly limited, and examples thereof include metals such as carbon black, copper, aluminum, nickel, chromium, and tungsten, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polyacetylene. As the conductive substance, a noble metal and carbon black having both conductivity and catalytic activity are particularly preferable. Only one type of conductive material may be used, or two or more types may be used.
When metals, conductive oxides, conductive polymers, etc. that do not have catalytic activity are used, the content of the above-mentioned substances having catalytic activity is 100 masses of metals, conductive oxides, conductive polymers, etc. Parts, preferably 1 to 99 parts by mass, particularly 50 to 99 parts by mass.

このように、触媒電極4は、導電性及び触媒活性を有する物質により形成することができる。また、触媒活性を有する物質を含有する、金属、導電性酸化物及び導電性高分子のうちの少なくとも1種により形成することもできる。更に、触媒電極4は、1種の材料のみからなる層でもよく、2種以上の材料からなる混合層でもよい。また、触媒電極4は、単層でもよく、金属層、導電性酸化物層、導電性高分子層、並びに金属、導電性酸化物及び導電性高分子のうちの2種以上からなる混合層のうちの2層以上からなる多層の触媒電極でもよい。この触媒電極の厚さは特に限定されないが、単層及び多層のいずれの場合も、3nm〜10μm、特に3nm〜2μmとすることができる。触媒電極の厚さが3nm〜10μmであれば、十分に抵抗の低い触媒電極とすることができる。   Thus, the catalyst electrode 4 can be formed of a substance having conductivity and catalytic activity. Further, it can be formed of at least one of a metal, a conductive oxide and a conductive polymer containing a substance having catalytic activity. Furthermore, the catalyst electrode 4 may be a layer made of only one kind of material or a mixed layer made of two or more kinds of materials. Further, the catalyst electrode 4 may be a single layer, a metal layer, a conductive oxide layer, a conductive polymer layer, and a mixed layer composed of two or more of metal, conductive oxide and conductive polymer. A multilayer catalyst electrode composed of two or more of them may be used. The thickness of the catalyst electrode is not particularly limited, but can be 3 nm to 10 μm, particularly 3 nm to 2 μm in both cases of a single layer and a multilayer. When the thickness of the catalyst electrode is 3 nm to 10 μm, the catalyst electrode can have a sufficiently low resistance.

触媒活性を有する物質からなる触媒電極4は、触媒活性を有する物質の微粒子を含有するペーストを、基板2等の表面に塗布して形成することができる。また、触媒活性を有する物質を含有する金属、導電性酸化物からなる触媒電極4も、触媒活性を有する物質の場合と同様の方法により形成することができる。この塗布方法としては、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法等の各種の方法が挙げられる。更に、これらの触媒電極4は、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法等により、基板2等の表面に金属等を堆積させて形成することもできる。   The catalytic electrode 4 made of a substance having catalytic activity can be formed by applying a paste containing fine particles of a substance having catalytic activity to the surface of the substrate 2 or the like. Further, the catalyst electrode 4 made of a metal containing a substance having catalytic activity or a conductive oxide can also be formed by the same method as that for the substance having catalytic activity. Examples of the coating method include various methods such as a screen printing method, a doctor blade method, a squeegee method, and a spin coating method. Furthermore, these catalyst electrodes 4 can also be formed by depositing metal or the like on the surface of the substrate 2 or the like by sputtering, vapor deposition, ion plating or the like.

また、触媒活性を有する物質を含有する導電性高分子からなる触媒電極4は、導電性高分子と、粉末状又は繊維状等の触媒活性を有する物質とを、バンバリーミキサ、インターナルミキサー、オープンロール等の装置により混練して調製した樹脂組成物をフィルムに成形し、このフィルムを基板2等の表面に接合して形成することもできる。更に、樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散させて調製した溶液又は分散液を基板2等の表面に塗布し、乾燥して、溶媒を除去し、必要に応じて加熱して形成することもできる。尚、触媒電極4が混合層であるときは、含有される材料の種類に応じて、上記の各種の方法等のうちの適宜の方法により形成することができる。   Further, the catalyst electrode 4 made of a conductive polymer containing a substance having a catalytic activity is composed of a conductive polymer and a substance having a catalytic activity such as a powder or a fiber, a Banbury mixer, an internal mixer, an open The resin composition prepared by kneading with a roll or the like can be formed into a film, and the film can be bonded to the surface of the substrate 2 or the like. Further, a solution or dispersion prepared by dissolving or dispersing the resin composition in a solvent can be applied to the surface of the substrate 2 and the like, dried, the solvent removed, and heated as necessary. . In addition, when the catalyst electrode 4 is a mixed layer, it can be formed by an appropriate method among the above-described various methods according to the type of material contained.

上記「電解質5」は、半導体電極3の少なくとも一部に含有され、且つ透光性基板1と基板2との間に充填される。電解質5は、通常、半導体電極3の全体に含有され、また、透光性基板1と基板2との間の間隙の全体に充填される。   The “electrolyte 5” is contained in at least a part of the semiconductor electrode 3 and is filled between the translucent substrate 1 and the substrate 2. The electrolyte 5 is usually contained in the entire semiconductor electrode 3 and filled in the entire gap between the translucent substrate 1 and the substrate 2.

電解質としては、(1)Iとヨウ化物、(2)Brと臭化物、(3)フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩、フェロセン−フェリシニウムイオン等の金属錯体、(4)ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィド等のイオウ化合物、(5)ビオロゲン色素、(6)ヒドロキノン−キノン、などを含有する電解質が挙げられる。(1)におけるヨウ化物としては、LiI、NaI、KI、CsI、CaI等の金属ヨウ化物、及び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4級アンモニウム化合物のヨウ素塩などが挙げられる。また、(2)における臭化物としては、LiBr、NaBr、KBr、CsBr、CaBr等の金属臭化物、及び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等の4級アンモニウム化合物の臭素塩などが挙げられる。これらの電解質のうちでは、Iと、LiI及び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4級アンモニウム化合物のヨウ素塩とを組み合わせてなる電解質が特に好ましい。これらの電解質は1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。 Examples of the electrolyte include (1) I 2 and iodide, (2) Br 2 and bromide, (3) metal complexes such as ferrocyanate-ferricyanate, ferrocene-ferricinium ion, and (4) sodium polysulfide. And electrolytes containing sulfur compounds such as alkylthiol-alkyldisulfides, (5) viologen dyes, (6) hydroquinone-quinones, and the like. As iodide in (1) is, LiI, NaI, KI, CsI, metal iodide such as CaI 2, and tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, imidazolium iodide iodine salt of quaternary ammonium compounds such as id, etc. Is mentioned. As the bromide in (2), LiBr, NaBr, KBr, CsBr, CaBr 2 , etc. of the metal bromide, and tetra-alkyl ammonium bromide, bromine salts of quaternary ammonium compounds such as pyridinium bromide and the like. Among these electrolytes, an electrolyte obtained by combining I 2 and an iodine salt of a quaternary ammonium compound such as LiI, pyridinium iodide, and imidazolium iodide is particularly preferable. These electrolytes may use only 1 type and may use 2 or more types.

電解質5は、各種の添加剤等とともに溶媒に配合し、電解質溶液として用いることができる。この溶媒は、粘度が低く、イオン易動度が高く、十分なイオン伝導性を有するものであることが好ましい。このような溶媒としては、(1)エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート類、(2)3−メチル−2−オキサゾリジノン等の複素環化合物、(3)ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、(4)エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル類、(5)メタノール、エタノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル等のモノアルコール類、(6)エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類、(7)アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、(8)ジメチルスルフォキシド、スルフォラン等の非プロトン極性物質などが挙げられる。これらの溶媒は1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。   The electrolyte 5 can be blended in a solvent together with various additives and used as an electrolyte solution. This solvent preferably has a low viscosity, a high ion mobility, and sufficient ion conductivity. Examples of such solvents include (1) carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, (2) heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, (3) ethers such as dioxane and diethyl ether, (4 ) Chain ethers such as ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, (5) methanol, ethanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl Monoalcohols such as ether and polypropylene glycol monoalkyl ether, (6) ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene Polyhydric alcohols such as polyglycol, polypropylene glycol and glycerin, (7) nitriles such as acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, benzonitrile, and (8) aprotic such as dimethyl sulfoxide and sulfolane. Examples include polar substances. These solvent may use only 1 type and may use 2 or more types.

電解質溶液を用いる場合、この溶液は、透光性基板1と基板2との間を、半導体電極3等の周囲において樹脂又はガラスにより封着し、形成される空隙に電解質溶液を注入し、充填させることができる。この空隙への電解質溶液の注入は、透光性基板1の側からでも、基板2の側からでもよく、穿孔し易い側に注入口を設け、この注入口から注入することが好ましい。尚、注入口は1個でよいが、空気抜きのため更に他の孔を設けることもできる。このように空気抜きのための孔を設けることで、電解質溶液をより容易に注入することができる。   When an electrolyte solution is used, this solution is sealed between the light-transmitting substrate 1 and the substrate 2 with a resin or glass around the semiconductor electrode 3 or the like, and the electrolyte solution is injected into a gap formed thereby. Can be made. The electrolyte solution may be injected into the gap from the translucent substrate 1 side or the substrate 2 side, and it is preferable to provide an injection port on the side that is easily perforated and to inject from this injection port. In addition, although one injection port is sufficient, another hole can also be provided for air venting. Thus, by providing the hole for air venting, the electrolyte solution can be injected more easily.

半導体電極3と触媒電極4との間隔は特に限定されないが、200μm以下、特に100μm以下、更に50μm以下(通常、1μm以上)とすることができる。この間隔が所定値以下であれば、変換効率を十分に高くすることができる。   The distance between the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4 is not particularly limited, but can be 200 μm or less, particularly 100 μm or less, and further 50 μm or less (usually 1 μm or more). If this interval is less than or equal to a predetermined value, the conversion efficiency can be sufficiently increased.

半導体電極3等の周囲の封着に用いられる樹脂としては、ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、マレイン酸変性ポリエチレン等の変性ポリオレフィン樹脂及びエチレン−エチルアクリレート共重合樹脂等の接着性を有するポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び熱硬化性ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。更に、この封着はガラスにより行うこともでき、特に長期の耐久性を必要とする太陽電池では、ガラスにより封着することが好ましい。   Examples of resins used for sealing around the semiconductor electrode 3 and the like include polyamide resins, thermoplastic polyester resins, modified polyolefin resins such as maleic acid-modified polyethylene, and polyolefin resins having adhesive properties such as ethylene-ethyl acrylate copolymer resins. And other thermoplastic resins. Moreover, thermosetting resins, such as an epoxy resin, a urethane resin, a polyimide resin, and a thermosetting polyester resin, are mentioned. Furthermore, this sealing can also be performed with glass, and it is preferable to seal with glass particularly in a solar cell that requires long-term durability.

透光性基板1の一面側には、図1、3、4、7、8、10等のように、上記「負極側集電電極81」及び上記「透光性導電層91」のうちの少なくとも一方を設けることができる。この場合、半導体電極3と負極側電極端子31とは、負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方を介して導通させることができる。   As shown in FIGS. 1, 3, 4, 7, 8, 10 and the like on one surface side of the translucent substrate 1, the “negative electrode side collecting electrode 81” and the “translucent conductive layer 91” are arranged. At least one can be provided. In this case, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 can be electrically connected via at least one of the negative electrode collector electrode 81 and the translucent conductive layer 91.

負極側集電電極81の形状は透光性が保持される限り特に限定されず、図1、7、8のように、半導体電極3を取り囲むように形成することができる。更に、線状の電極からなり且つ特定の電極パターンにより形成されている電極とすることができ、例えば、格子状(図3、4、10、14参照)、櫛歯状、放射状等の形状の電極とすることができる。また、この線状の電極からなり且つ特定の電極パターンにより形成されている負極側集電電極81の場合、線状の電極の幅及び厚さは特に限定されず、その電気抵抗及びコスト等を勘案し設定することが好ましい。負極側集電電極81の全面積は、負極側集電電極81を半導体電極3に投影したときに、半導体電極3の全面積に対して0.1〜20%、特に0.1〜5%、更に0.1〜1%であることが好ましい。負極側集電電極81の全面積が半導体電極3の全面積に対して0.1〜20%であれば、半導体電極3に照射される光量を十分に保持することができ、且つ集電効率を高めることができる。   The shape of the negative electrode side collecting electrode 81 is not particularly limited as long as the translucency is maintained, and can be formed so as to surround the semiconductor electrode 3 as shown in FIGS. Furthermore, it can be an electrode made of a linear electrode and formed by a specific electrode pattern, for example, a lattice shape (see FIGS. 3, 4, 10, 14), a comb shape, a radial shape, or the like. It can be an electrode. Further, in the case of the negative electrode side collector electrode 81 made of this linear electrode and formed by a specific electrode pattern, the width and thickness of the linear electrode are not particularly limited, and its electric resistance, cost, etc. It is preferable to set in consideration. The total area of the negative electrode side collector electrode 81 is 0.1 to 20%, particularly 0.1 to 5% with respect to the total area of the semiconductor electrode 3 when the negative electrode side collector electrode 81 is projected onto the semiconductor electrode 3. Further, 0.1 to 1% is preferable. If the total area of the negative electrode side collecting electrode 81 is 0.1 to 20% with respect to the total area of the semiconductor electrode 3, the amount of light irradiated to the semiconductor electrode 3 can be sufficiently maintained, and the current collecting efficiency Can be increased.

透光性導電層91は、透光性及び導電性を有しておればよい。この透光性導電層91の材質は特に限定されず、導電性酸化物からなる薄膜、金属薄膜、炭素薄膜等が挙げられる。導電性酸化物としては、酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化インジウム、スズドープ酸化インジウム及び酸化亜鉛等が挙げられる。また、金属としては、白金、金、銅、アルミニウム、ロジウム及びインジウム等が挙げられる。この透光性導電層91の厚さは材質によっても異なり、特に限定されないが、表面抵抗が100Ω/cm以下、特に1〜10Ω/cmとなる厚さであることが好ましい。更に、透光性導電層91の形成方法は特に限定されず、金属、導電性酸化物等の微粒子を含有するペーストを、透光性基板1の表面に塗布して形成することができる。この塗布方法としては、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法等の各種の方法が挙げられる。また、透光性導電層91は、金属、導電性酸化物等を用いたスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等により形成することもできる。 The translucent conductive layer 91 only needs to have translucency and conductivity. The material of the translucent conductive layer 91 is not particularly limited, and examples thereof include a thin film made of a conductive oxide, a metal thin film, and a carbon thin film. Examples of the conductive oxide include tin oxide, fluorine-doped tin oxide, indium oxide, tin-doped indium oxide, and zinc oxide. Examples of the metal include platinum, gold, copper, aluminum, rhodium and indium. The thickness of the transparent conductive layer 91 is different depending on the material, but are not limited to, surface resistance 100 [Omega / cm 2 or less, particularly preferably 1~10Ω / cm 2 become thick. Further, the method for forming the light-transmitting conductive layer 91 is not particularly limited, and a paste containing fine particles such as metal and conductive oxide can be applied to the surface of the light-transmitting substrate 1. Examples of the coating method include various methods such as a doctor blade method, a squeegee method, and a spin coating method. The light-transmitting conductive layer 91 can also be formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating method, or the like using a metal, a conductive oxide, or the like.

更に、負極側集電電極81が設けられる場合、透光性導電層91が併設されれば集電効率はより向上するが、透光性導電層91は必ずしも設ける必要はない。特に、図4のような特定の構造を備える色素増感型太陽電池では、透光性導電層91を設けなくても十分に発電効率の高い太陽電池とすることができる。この色素増感型太陽電池では、基板2と透光性基板1との間に、基板2の側から順に、触媒電極4、負極側と正極側とを電気的に絶縁する多孔質絶縁層I、負極側集電電極81及び半導体電極3が積層され、設けられている。また、触媒電極4と多孔質絶縁層Iとの界面から透光性基板1と半導体電極3との界面までの間には電解質が充填され含有されている。従って、負極側集電電極81が平板状であるときは、この負極側集電電極81は多孔質体である必要がある。この多孔質体からなる負極側集電電極81の空孔率は特に限定されないが、2〜40%、特に10〜30%、更に15〜25%とすることができる。空孔率が10〜30%であれば、集電効率を低下させることなく、且つ電解質を容易に含有させることができる。   Further, in the case where the negative electrode side current collecting electrode 81 is provided, the current collecting efficiency is further improved if the light transmitting conductive layer 91 is additionally provided, but the light transmitting conductive layer 91 is not necessarily provided. In particular, in a dye-sensitized solar cell having a specific structure as shown in FIG. 4, a solar cell with sufficiently high power generation efficiency can be obtained without providing the translucent conductive layer 91. In this dye-sensitized solar cell, a porous insulating layer I that electrically insulates the catalyst electrode 4, the negative electrode side, and the positive electrode side in this order from the substrate 2 side between the substrate 2 and the translucent substrate 1. The negative current collecting electrode 81 and the semiconductor electrode 3 are laminated and provided. An electrolyte is filled and contained between the interface between the catalyst electrode 4 and the porous insulating layer I and the interface between the translucent substrate 1 and the semiconductor electrode 3. Therefore, when the negative electrode side collector electrode 81 is flat, the negative electrode side collector electrode 81 needs to be a porous body. The porosity of the negative electrode side collector electrode 81 made of this porous material is not particularly limited, but may be 2 to 40%, particularly 10 to 30%, and further 15 to 25%. If the porosity is 10 to 30%, the electrolyte can be easily contained without lowering the current collection efficiency.

多孔質絶縁層Iの材質は特に限定されず、セラミック、樹脂及びガラス等が挙げられ、セラミックが好ましい。セラミックとしては、酸化物系セラミック、窒化物系セラミック及び炭化物系セラミック等の各種のセラミックを用いることができる。酸化物系セラミックとしては、アルミナ、ムライト、ジルコニア等が挙げられる。また、窒化物系セラミックとしては、窒化ケイ素、サイアロン、窒化チタン、窒化アルミニウム等が挙げられる。更に、炭化物系セラミックとしては、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化アルミニウム等が挙げられる。セラミックとしては、アルミナ、窒化ケイ素及びジルコニア等が好ましく、アルミナが特に好ましい。   The material of the porous insulating layer I is not particularly limited, and examples thereof include ceramic, resin, and glass, and ceramic is preferable. As the ceramic, various ceramics such as oxide ceramics, nitride ceramics, and carbide ceramics can be used. Examples of the oxide ceramic include alumina, mullite, zirconia and the like. Examples of the nitride ceramic include silicon nitride, sialon, titanium nitride, and aluminum nitride. Further, examples of the carbide-based ceramic include silicon carbide, titanium carbide, and aluminum carbide. As the ceramic, alumina, silicon nitride, zirconia and the like are preferable, and alumina is particularly preferable.

多孔質絶縁層Iの平面形状は、負極側と正極側とを電気的に絶縁することができる限り特に限定されず、例えば、平面状でもよく、格子状、櫛歯状、放射状等の特定の形状であってもよい。更に、多孔質絶縁層Iの空孔率は特に限定されないが、2〜40%、特に10〜30%、更に15〜25%であることが好ましい。この空孔率が10〜30%であれば、電解質が容易に含有され、太陽電池としての作用が損なわれることがない。また、多孔質絶縁層Iの厚さも特に限定されないが、色素増感型太陽電池の製造方法によっても異なる。例えば、この色素増感型太陽電池を、基板2、触媒電極4、多孔質絶縁層I、負極側集電電極81及び半導体電極3をこの順に配設してなる積層体と、透光性基板1とを対向させて積層して製造する場合は、多孔質絶縁層Iの厚さは0.5〜20μm、特に1〜10μm、更に2〜5μmとすることができる。この多孔質絶縁層Iの厚さが0.5〜20μmであれば、負極側と正極側とを電気的に十分に絶縁することができる。   The planar shape of the porous insulating layer I is not particularly limited as long as the negative electrode side and the positive electrode side can be electrically insulated. For example, the planar shape may be a planar shape, and may be a specific shape such as a lattice shape, a comb shape, or a radial shape. It may be a shape. Furthermore, the porosity of the porous insulating layer I is not particularly limited, but is preferably 2 to 40%, particularly 10 to 30%, and more preferably 15 to 25%. When the porosity is 10 to 30%, the electrolyte is easily contained, and the function as a solar cell is not impaired. Further, the thickness of the porous insulating layer I is not particularly limited, but also varies depending on the method of manufacturing the dye-sensitized solar cell. For example, the dye-sensitized solar cell includes a laminate in which the substrate 2, the catalyst electrode 4, the porous insulating layer I, the negative-side collector electrode 81, and the semiconductor electrode 3 are arranged in this order, and a translucent substrate. In the case of manufacturing by laminating 1 and facing, the thickness of the porous insulating layer I can be 0.5 to 20 μm, particularly 1 to 10 μm, and further 2 to 5 μm. When the thickness of the porous insulating layer I is 0.5 to 20 μm, the negative electrode side and the positive electrode side can be sufficiently electrically insulated.

多孔質絶縁層Iは、各々のセラミック成分等を含有するペーストを用いて、スクリーン印刷法等により触媒電極4の表面に塗膜を形成し、その後、所定温度で焼成する方法により形成することができる。更に、マグネトロンスパッタ法、電子ビーム蒸着法等の物理的蒸着法などにより、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア等のセラミックを触媒電極4の表面に堆積させて設けることができる。
尚、この図4の色素増感型太陽電池において、基板2と触媒電極4との間に後記の正極側集電電極82を設けることもできる。
The porous insulating layer I may be formed by forming a coating film on the surface of the catalyst electrode 4 by a screen printing method or the like using a paste containing each ceramic component or the like, and then firing at a predetermined temperature. it can. Further, a ceramic such as alumina, silicon nitride, zirconia, or the like can be deposited on the surface of the catalyst electrode 4 by a physical vapor deposition method such as a magnetron sputtering method or an electron beam vapor deposition method.
In the dye-sensitized solar cell of FIG. 4, a positive current collecting electrode 82 described later can be provided between the substrate 2 and the catalyst electrode 4.

基板2の一面側には、図7のように、正極側集電電極82及び導電層92のうちの少なくとも一方を設けることができる。この場合、触媒電極4と正極側電極端子41とは、正極側集電電極82及び導電層92のうちの少なくとも一方を介して導通させることができる。但し、正極側集電電極82及び導電層92は、後記の導電性接合層6及び接続用導電体73と導通しないように設けなければならない。   As shown in FIG. 7, at least one of the positive electrode side collector electrode 82 and the conductive layer 92 can be provided on one surface side of the substrate 2. In this case, the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 can be electrically connected via at least one of the positive electrode collector electrode 82 and the conductive layer 92. However, the positive electrode side collecting electrode 82 and the conductive layer 92 must be provided so as not to be electrically connected to the conductive bonding layer 6 and the connecting conductor 73 described later.

正極側集電電極82は、触媒電極4を白金、金等の導電性に優れる貴金属により形成し、特に20nm以上、更に1μm以上(通常、10μm以下)と厚くした場合は、導電性の観点からは設ける必要はないが、コストの面では設けることが好ましい。即ち、白金等は高価であるため、触媒電極4をできるだけ薄層とすることが好ましいが、薄層であると抵抗が高くなるため、タングステン、チタン、ニッケル等の金属からなる正極側集電電極82を設けることで、集電効率を向上させるとともに、コストを低減することができる。更に、触媒電極4を前記の導電性酸化物に触媒活性を有する物質を配合した組成物等により形成したときは、触媒電極4の抵抗はより高くなるため、正極側集電電極82を設け、集電効率を高めることがより好ましい。   The positive electrode side collector electrode 82 is formed from a noble metal excellent in conductivity, such as platinum or gold, and has a thickness of 20 nm or more, more preferably 1 μm or more (usually 10 μm or less), from the viewpoint of conductivity. Is not necessary, but is preferably provided in terms of cost. That is, since platinum or the like is expensive, it is preferable to make the catalyst electrode 4 as thin as possible. However, if the layer is thin, the resistance increases, so that the positive electrode side collector electrode made of a metal such as tungsten, titanium, or nickel. By providing 82, the current collection efficiency can be improved and the cost can be reduced. Furthermore, when the catalyst electrode 4 is formed of a composition in which the conductive oxide is mixed with a substance having catalytic activity, the resistance of the catalyst electrode 4 is higher, so the positive electrode side collector electrode 82 is provided, It is more preferable to increase the current collection efficiency.

正極側集電電極82の形状は特に限定されないが、基板2の側では透光性は必須でないため平面状とすることができる。この正極側集電電極82が平面状である場合、抵抗の低い正極側集電電極82とするためには、触媒電極4と類似の平面形状であり、且つ触媒電極4に対して50%以上、特に65%以上、更に80%以上(同面積でもよい。)の面積の平面状の電極であることが好ましい。更に、触媒電極4と相似形に配設されることがより好ましい。また、正極側集電電極82は、線状の電極からなり且つ特定の電極パターンにより形成されている電極とすることもできる。この特定のパターンは特に限定されず、例えば、格子状、櫛歯状、放射状等とすることができる。この線状の電極からなり且つ特定の電極パターンにより形成されている正極側集電電極82の場合、線状の電極の幅及び厚さは特に限定されず、その電気抵抗及びコスト等を勘案し設定することが好ましい。正極側集電電極82が線状の電極からなり且つ特定の電極パターンにより形成されている電極である場合、正極側集電電極82の全面積は特に限定されないが、正極側集電電極82を触媒電極4に投影したときに、触媒電極4の全面積に対して0.1%以上、特に5%以上、更に10%以上とすることができる。また、この全面積は90%以上とすることもでき、このように面積の広い正極側集電電極82であれば、集電効率をより高めることができる。   The shape of the positive-side current collecting electrode 82 is not particularly limited, but the light-transmitting property is not essential on the substrate 2 side, and can be a flat shape. When this positive electrode side collecting electrode 82 is planar, in order to make the positive electrode side collecting electrode 82 with low resistance, it has a planar shape similar to that of the catalyst electrode 4 and 50% or more with respect to the catalyst electrode 4. In particular, a planar electrode having an area of 65% or more, more preferably 80% or more (or the same area) is preferable. Further, it is more preferable that the catalyst electrode 4 is disposed in a similar shape. Moreover, the positive electrode side current collection electrode 82 can also be used as the electrode which consists of a linear electrode and is formed with the specific electrode pattern. This specific pattern is not particularly limited, and may be, for example, a lattice shape, a comb shape, a radial shape, or the like. In the case of the positive electrode side collector electrode 82 made of this linear electrode and formed by a specific electrode pattern, the width and thickness of the linear electrode are not particularly limited, taking into account its electrical resistance, cost, etc. It is preferable to set. When the positive electrode side collecting electrode 82 is an electrode made of a linear electrode and formed by a specific electrode pattern, the total area of the positive electrode side collecting electrode 82 is not particularly limited. When projected onto the catalyst electrode 4, the total area of the catalyst electrode 4 can be 0.1% or more, particularly 5% or more, and more preferably 10% or more. In addition, the total area can be 90% or more, and the current collecting efficiency can be further improved with the positive electrode side current collecting electrode 82 having such a large area.

導電層92は、透光性を有していてもよく、透光性を有していなくてもよい。この導電層92は、透光性導電層91と同様の材料等を用いて形成することができる。導電層92は、透光性を有している必要がないこともあって、その厚さは特に限定されないが、コストの面からは薄膜とすることが好ましい。尚、薄膜とすれば透光性となるが、内部抵抗は高くなる。従って、導電層92の厚さは透光性と内部抵抗とを勘案して設定することが好ましく、通常、表面抵抗が100Ω/cm以下、特に1〜10Ω/cmとなる厚さとすることができる。導電層92は透光性導電層91と同様の方法により形成することができる。 The conductive layer 92 may have a light-transmitting property or may not have a light-transmitting property. The conductive layer 92 can be formed using a material similar to that of the light-transmitting conductive layer 91. The thickness of the conductive layer 92 is not particularly limited because the conductive layer 92 need not be light-transmitting, but is preferably a thin film from the viewpoint of cost. In addition, although it will become translucent if it is set as a thin film, internal resistance becomes high. Therefore, the thickness of the conductive layer 92 is preferably set in consideration of the light-transmitting and internal resistance, usually a surface resistance of 100 [Omega / cm 2 or less, in particular to the thickness of the 1~10Ω / cm 2 Can do. The conductive layer 92 can be formed by a method similar to that of the light-transmitting conductive layer 91.

負極側集電電極81及び正極側集電電極82を設ける方法は特に限定されないが、例えば、所定のパターンが形成されたマスクを用いて、マグネトロンスパッタ法及び電子ビ−ム蒸着法等の物理的蒸着法などでタングステン、チタン、ニッケル等の金属を堆積させ、その後、フォトリソグラフィー等によりパターニングする方法が挙げられる。また、各々の金属成分を含有するメタライズインクを用いてスクリーン印刷法等によりパターニングし、その後、焼成する方法などにより形成することができる。物理的蒸着法などに用いる金属としては、タングステン、チタン、ニッケルの他、白金、金等の貴金属及び銅等を用いることもできる。この金属としては、耐腐食性に優れるタングステン、チタン、ニッケル及び貴金属等を用いることが好ましい。更に、メタライズインクに含有される金属としても、タングステン、チタン、ニッケル、白金、金等の貴金属及び銅等を用いることができる。この金属としては、耐腐食性に優れるタングステン、チタン、ニッケル、貴金属等を用いることが好ましい。   The method of providing the negative electrode side current collecting electrode 81 and the positive electrode side current collecting electrode 82 is not particularly limited. For example, a physical pattern such as a magnetron sputtering method or an electron beam vapor deposition method is used by using a mask on which a predetermined pattern is formed. Examples thereof include a method of depositing a metal such as tungsten, titanium, or nickel by an evaporation method or the like and then patterning by photolithography or the like. Moreover, it can form by the method of patterning by the screen-printing method etc. using the metallized ink containing each metal component, and baking it after that. As a metal used for physical vapor deposition or the like, noble metals such as platinum and gold, copper, and the like can be used in addition to tungsten, titanium, and nickel. As this metal, it is preferable to use tungsten, titanium, nickel, a noble metal, etc. which are excellent in corrosion resistance. Furthermore, noble metals such as tungsten, titanium, nickel, platinum, and gold, copper, and the like can be used as the metal contained in the metallized ink. As this metal, it is preferable to use tungsten, titanium, nickel, noble metal, etc. which are excellent in corrosion resistance.

半導体電極3と導通する上記「負極側電極端子31」及び触媒電極4と導通する上記「正極側電極端子41」は、透光性が必須ではない基板2に設けられる(図1、3、4、7、8、10等参照)。この場合、基板2は、ガラス基板、樹脂基板及びセラミック基板等のいずれであってもよいが、負極側電極端子及び正極側電極端子の配設が容易であり、耐久性に優れた色素増感型太陽電池とすることができるセラミック基板が好ましい。 The “negative electrode terminal 31” connected to the semiconductor electrode 3 and the “positive electrode terminal 41” connected to the catalyst electrode 4 are provided on the substrate 2 where translucency is not essential (FIGS. 1, 3, 4). , 7, 8, 10 etc.). In this case, the substrate 2 may be any of a glass substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, and the like, but it is easy to dispose the negative electrode terminal and the positive electrode terminal, and the dye sensitization has excellent durability. A ceramic substrate that can be a type solar cell is preferred.

負極側電極端子31及び正極側電極端子41を備える色素増感型太陽電池において、半導体電極3と負極側電極端子31とは、どのようにして導通されていてもよい。本発明の色素増感型太陽電池では、図1、3、4、7のように、半導体電極3と負極側電極端子31とは、透光性基板1の一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、基板2の一面側との間に、半導体電極3及び触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6と、基板2を貫通して形成されたスルーホール211に充填された導電体71とを介して導通させることができる。また、触媒電極4と正極側電極端子41とは、どのようにして導通されていてもよいが、例えば、図1、3、4、7のように、触媒電極4と正極側電極端子41とは、基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通させることができる。   In the dye-sensitized solar cell including the negative electrode side electrode terminal 31 and the positive electrode side electrode terminal 41, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode side electrode terminal 31 may be electrically connected in any way. In the dye-sensitized solar cell of the present invention, as shown in FIGS. 1, 3, 4, and 7, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 are arranged on the negative electrode side provided on one surface side of the translucent substrate 1. A conductive bonding layer 6 disposed so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4 between at least one of the electric electrode 81 and the translucent conductive layer 91 and one surface side of the substrate 2; 2 can be conducted through a conductor 71 filled in a through hole 211 formed so as to penetrate 2. In addition, the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 may be electrically connected in any way. For example, as shown in FIGS. Can be conducted through a conductor 72 filled in a through hole 212 formed through the substrate 2.

上記「導電性接合層6」は、半導体電極3等の周囲の封着に用いられる前記の熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に、導電性成分を配合した導電性樹脂を用いて形成することができる。導電性成分としては、チタン、ニッケル、タングステン及びカーボンブラック等が挙げられる。これらの導電性成分は1種のみ用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。導電性接合層6は、導電性樹脂を含有する導電性ペーストを調製し、この導電性ペーストを透光性基板1の一面側及び/又は基板2の一面側に塗布し、必要に応じて加熱する等の工程により形成することができる。また、予め導電性樹脂からなる枠体を形成しておき、この枠体を透光性基板1の一面側と基板2の一面側との間に介装させ、必要に応じて加熱する等の工程により形成することができる。   The “conductive bonding layer 6” may be formed using a conductive resin in which a conductive component is blended with the thermoplastic resin and the thermosetting resin used for sealing around the semiconductor electrode 3 and the like. it can. Examples of the conductive component include titanium, nickel, tungsten, and carbon black. These conductive components may be used alone or in combination of two or more. For the conductive bonding layer 6, a conductive paste containing a conductive resin is prepared, and this conductive paste is applied to one side of the translucent substrate 1 and / or one side of the substrate 2, and heated as necessary. It can be formed by a process such as. In addition, a frame made of a conductive resin is formed in advance, and this frame is interposed between the one surface side of the translucent substrate 1 and the one surface side of the substrate 2 and heated as necessary. It can be formed by a process.

上記「導電体71」は、基板2を貫通して形成された上記「スルーホール211」に導電材を充填することにより設けることができる。更に、上記「導電体72」は、基板2を貫通して形成された上記「スルーホール212」に導電材を充填することにより設けることができる。更に、導電層92が設けられている場合は、基板2及び導電層92を貫通して形成されたスルーホール212に導電材を充填することにより設けることができる。導電材はスルーホール211、212の全体に充填されていてもよいし、スルーホールの壁面に導体層が形成されていてもよい。   The “conductor 71” can be provided by filling the “through hole 211” formed through the substrate 2 with a conductive material. Further, the “conductor 72” can be provided by filling the “through hole 212” formed through the substrate 2 with a conductive material. Further, when the conductive layer 92 is provided, the conductive layer 92 can be provided by filling the through hole 212 formed through the substrate 2 and the conductive layer 92 with a conductive material. The conductive material may be filled in the entire through holes 211 and 212, or a conductor layer may be formed on the wall surface of the through hole.

スルーホール211、212の横断面の形状は特に限定されず、円形、楕円形及び三角形、四角形等の多角形などとすることができる。この横断面の形状は、通常、円形である。また、スルーホールの径方向の寸法も特に限定されず、横断面が円形である場合は、直径が0.05〜1mm、特に0.1〜0.8mmの貫通孔とすることができる。更に、横断面が円形でない場合は、面積が円形の場合と同等となる開口寸法を有する貫通孔とすることができる。スルーホール211、212は、YAGレーザー、炭酸ガスレーザー等のレーザー光の照射、ドリル加工、孔開けパンチを用いたパンチングなど各種の方法により形成することができる。尚、基板2がセラミック基板である場合は、未焼成セラミックシートに孔開けパンチ等を用いて容易にスルーホールを形成することができる。   The shape of the cross section of the through holes 211 and 212 is not particularly limited, and may be a circle, an ellipse, a polygon such as a triangle, a quadrangle, or the like. The cross-sectional shape is usually circular. Moreover, the dimension of the radial direction of a through hole is not specifically limited, either, When a cross section is circular, it can be set as a through-hole with a diameter of 0.05-1 mm, especially 0.1-0.8 mm. Furthermore, when the cross section is not circular, a through hole having an opening size equivalent to that of a circular area can be obtained. The through holes 211 and 212 can be formed by various methods such as irradiation with a laser beam such as a YAG laser or a carbon dioxide laser, drilling, or punching using a punch. When the substrate 2 is a ceramic substrate, a through hole can be easily formed in a green ceramic sheet using a punch or the like.

スルーホール211、212への導電材の充填は、導体用ペーストを穴埋め印刷法等によりスルーホールの少なくとも一方の開口から充填し、その後、焼成して行うことができる。この導体用ペーストは特に限定されないが、金属粉末、有機バインダ、有機溶剤及び水等の溶媒などを混合して調製したものを用いることができる。金属粉末は特に限定されず、金、銀、白金、パラジウム、銅、タングステン、ニッケル及びチタン等の金属の粉末、並びに銀−白金合金、銀−パラジウム合金等の合金の粉末が挙げられる。また、導体用ペーストにはガラス成分を含有させることもできる。ガラス成分を含有する場合は、より低温で焼成することができるため好ましい。更に、スルーホール壁面への導体層の形成は、無電解めっき法等により行うこともできる。   Filling the through holes 211 and 212 with the conductive material can be performed by filling a conductive paste from at least one opening of the through holes by a hole-filling printing method or the like, and then firing. The conductor paste is not particularly limited, but a paste prepared by mixing a metal powder, an organic binder, an organic solvent, a solvent such as water, and the like can be used. The metal powder is not particularly limited, and examples thereof include powders of metals such as gold, silver, platinum, palladium, copper, tungsten, nickel and titanium, and powders of alloys such as silver-platinum alloys and silver-palladium alloys. Moreover, a glass component can also be contained in the paste for conductors. A glass component is preferable because it can be fired at a lower temperature. Furthermore, the formation of the conductor layer on the wall surface of the through hole can be performed by an electroless plating method or the like.

導電体71の他端面側が負極側電極端子31に接続され、且つ導電体71の一端面側が導電性接合層6に接続されることで、半導体電極3と負極側電極端子31とが導通される。また、電気的な接続をより確実にするため、図1、3、4、7、8、10等のように、基板2の一面側に、触媒電極4を取り囲むように接続用導電体73を設け、導電性接合層6の一面側と透光性基板1の一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方とを接続させ、且つ導電性接合層6の他面側と接続用導電体73とを接続させることが好ましい。特に、図1、3、4、7、8、10等のように、透光性基板1の一面側に、半導体電極3を取り囲むように負極側集電電極81を設け、導電性接合層6の一面側と負極側集電電極81の全面とを接続させ、且つ導電性接合層6の他面側と接続用導電体73の全面とを接続させることがより好ましい。   The other end face side of the conductor 71 is connected to the negative electrode terminal 31 and the one end face side of the conductor 71 is connected to the conductive bonding layer 6 so that the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 are electrically connected. . In order to make the electrical connection more reliable, as shown in FIGS. 1, 3, 4, 7, 8, 10, etc., a connecting conductor 73 is provided on one side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4. And connecting at least one of the negative electrode side collecting electrode 81 and the light transmitting conductive layer 91 provided on the one surface side of the conductive bonding layer 6 and the one surface side of the light transmitting substrate 1, and conductive bonding It is preferable to connect the other surface side of the layer 6 and the connecting conductor 73. In particular, as shown in FIGS. 1, 3, 4, 7, 8, 10, and the like, a negative electrode side collector electrode 81 is provided on one surface side of the translucent substrate 1 so as to surround the semiconductor electrode 3, and the conductive bonding layer 6. It is more preferable to connect the one surface side and the entire surface of the negative electrode side collecting electrode 81, and connect the other surface side of the conductive bonding layer 6 and the entire surface of the connecting conductor 73.

接続用導電体73を設ける方法は特に限定されず、負極側集電電極81及び正極側集電電極82の場合と同様に、マグネトロンスパッタ法及び電子ビ−ム蒸着法等の物理的蒸着法により金属を堆積させ、その後、フォトリソグラフィー等によりパターニングする方法、並びに金属成分を含有するメタライズインクを用いてスクリーン印刷法等によりパターニングし、その後、焼成する方法などにより形成することができる。金属としては、タングステン、チタン、ニッケルの他、白金、金等の貴金属及び銅等を用いることができ、電解質に対する耐腐食性に優れるタングステン、チタン、ニッケル及び貴金属等を用いることが好ましい。尚、接続用導電体73が導電性接合層6に覆われてしまうときは、銀等の耐腐食性が十分ではない金属を用いることもできる。   The method for providing the connecting conductor 73 is not particularly limited, and, as in the case of the negative electrode side collector electrode 81 and the positive electrode side collector electrode 82, by physical vapor deposition such as magnetron sputtering and electron beam vapor deposition. It can be formed by a method of depositing a metal and then patterning by photolithography or the like, and a method of patterning by a screen printing method or the like using a metallized ink containing a metal component, and then baking. As the metal, in addition to tungsten, titanium, nickel, noble metals such as platinum and gold, copper, and the like can be used. It is preferable to use tungsten, titanium, nickel, noble metals, and the like that are excellent in corrosion resistance to the electrolyte. In addition, when the connection conductor 73 is covered with the conductive bonding layer 6, a metal such as silver having insufficient corrosion resistance may be used.

導電体72の他端面側が正極極側電極端子41に接続され、且つ導電体72の一端面側が触媒電極4に接続されることで、触媒電極4と正極側電極端子41とが導通される。また、基板2の一面側に正極側集電電極82及び導電層92のうちの少なくとも一方が設けられている場合は、導電体72の一端面側は正極側集電電極82及び/又は導電層92に接続されていてもよい。尚、導電体72の一端面側が触媒電極4に直接接続され、且つ正極側集電電極82及び/又は導電層92に接触していてもよい。   The other end surface side of the conductor 72 is connected to the positive electrode side electrode terminal 41, and the one end surface side of the conductor 72 is connected to the catalyst electrode 4, so that the catalyst electrode 4 and the positive electrode side electrode terminal 41 are electrically connected. In addition, when at least one of the positive electrode side collector electrode 82 and the conductive layer 92 is provided on one surface side of the substrate 2, the one end surface side of the conductor 72 is the positive electrode side collector electrode 82 and / or the conductive layer. 92 may be connected. Note that one end surface side of the conductor 72 may be directly connected to the catalyst electrode 4 and may be in contact with the positive-side collector electrode 82 and / or the conductive layer 92.

負極側電極端子31及び正極側電極端子41は、色素増感型太陽電池を太陽電池ユニットパネルの上記「パネル本体101、102」に配置することができればよく、その形状等は特に限定されない。他の本発明の色素増感型太陽電池の場合、図1、3、4、7のように、負極側電極端子31及び正極側電極端子41の各々は、それぞれ上記「ピンコネクタ」を構成する上記「ピン311、411」とすることができる。このように負極側電極端子31及び正極側電極端子41がピンである色素増感型太陽電池は、このピンに対応するソケット1011、1012を備えるパネル本体101に、ピン311、411をソケット1011、1012に差し込むことで配置することができる(図16、17参照)。   The negative electrode side electrode terminal 31 and the positive electrode side electrode terminal 41 are not particularly limited as long as a dye-sensitized solar cell can be disposed on the “panel body 101, 102” of the solar cell unit panel. In the case of another dye-sensitized solar cell of the present invention, as shown in FIGS. 1, 3, 4, and 7, each of the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 constitutes the “pin connector”. The “pins 311 and 411” may be used. Thus, in the dye-sensitized solar cell in which the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 are pins, the pins 311 and 411 are connected to the socket 1011 on the panel body 101 including the sockets 1011 and 1012 corresponding to the pins. It can arrange | position by inserting in 1012 (refer FIG. 16, 17).

ピン311、ピン411は、色素増感型太陽電池を太陽電池ユニットパネルのパネル本体101に配置することができればよく、その材質、形状、寸法等は特に限定されない。ピン311、411は銅、黄銅等により形成することができ、表面が金、スズ、ニッケル等により被覆されていてもよい。また、ピン311、411の各々の横断面の形状は円形、楕円形及び三角形、四角形等の多角形等のいずれであってもよい。更に、ピン311、411は、導電体71、72の各々の他端面側に、銀−パラジウムロー材等のロー材を用いて接合して固定することができる。また、ピン311、411は、導電体71、72の各々の他端面側に、レーザー光の照射により接合して固定することもできる。   The pin 311 and the pin 411 are not particularly limited as long as a dye-sensitized solar cell can be disposed on the panel body 101 of the solar cell unit panel. The pins 311 and 411 can be formed of copper, brass, or the like, and the surface may be covered with gold, tin, nickel, or the like. Further, the shape of the cross section of each of the pins 311 and 411 may be any of a circle, an ellipse, a triangle, a polygon such as a quadrangle, and the like. Furthermore, the pins 311 and 411 can be bonded and fixed to the other end surface sides of the conductors 71 and 72 using a brazing material such as a silver-palladium brazing material. The pins 311 and 411 can be bonded and fixed to the other end surfaces of the conductors 71 and 72 by laser light irradiation.

パネル本体101は、ピン311、411の各々に対応するソケット1011、1012を備え、このソケット1011、1012にピン311、411を差し込むことで、導通と色素増感型太陽電池のパネル本体への固定とを同時に行うことができ、上記「太陽電池ユニットパネル」を作製することができる(図16、17参照)。この太陽電池ユニットパネルでは、各々の太陽電池を直列又は並列に接続することができ、所定の電圧及び容量の太陽電池ユニットパネルとすることができる。尚、太陽電池ユニットパネルには、配置された各々の色素増感型太陽電池を塵埃、風雨等から保護するための保護材1013が配設されることが好ましい。この保護材としては、ガラス及び透明性の高いポリカーボネート、ポリスルフォン等の樹脂からなるものを用いることができる。   The panel body 101 includes sockets 1011 and 1012 corresponding to the pins 311 and 411, respectively. By inserting the pins 311 and 411 into the sockets 1011 and 1012, conduction and fixing of the dye-sensitized solar cell to the panel body are performed. The above-mentioned “solar cell unit panel” can be manufactured (see FIGS. 16 and 17). In this solar cell unit panel, each solar cell can be connected in series or in parallel, and a solar cell unit panel having a predetermined voltage and capacity can be obtained. The solar cell unit panel is preferably provided with a protective material 1013 for protecting each of the arranged dye-sensitized solar cells from dust, wind and rain. As this protective material, what consists of resin, such as glass and highly transparent polycarbonate, polysulfone, can be used.

ピン311、411の各々は、色素増感型太陽電池をパネル本体101の一定の方向のみに配置することができるように設けられていることが好ましい。これにより、短絡等の発生を防止することができる。より具体的には、例えば、各々の個数及び形状の少なくとも一方が異なるピン311、411とすることができる。また、太陽電池の平面形状等及びそれぞれ複数の半導体電極と触媒電極とを備える太陽電池パッケージの平面形状等と、これらをパネル本体101へ嵌め込む際の方向とを特定することにより、色素増感型太陽電池をパネル本体101の一定の方向のみに配置することもできる。更に、太陽電池及び太陽電池パッケージの視認可能な位置に嵌め込み方向を表示しておく等の方法により、色素増感型太陽電池をパネル本体101の一定の方向のみに配置することもできる。   Each of the pins 311 and 411 is preferably provided so that the dye-sensitized solar cell can be arranged only in a certain direction of the panel main body 101. Thereby, generation | occurrence | production of a short circuit etc. can be prevented. More specifically, for example, the pins 311 and 411 may have different numbers and shapes. Further, by specifying the planar shape of the solar cell, the planar shape of the solar cell package each including a plurality of semiconductor electrodes and catalyst electrodes, and the direction in which these are fitted into the panel body 101, the dye sensitization is performed. The type solar cell can also be arranged only in a certain direction of the panel body 101. Furthermore, the dye-sensitized solar cell can be arranged only in a certain direction of the panel body 101 by a method of displaying the fitting direction at a visible position of the solar cell and the solar cell package.

他の本発明の色素増感型太陽電池では、図8、10のように、基板2が少なくとも一方向に突き出し部22を有し、この突き出し部22の一面側に半導体電極3と導通する負極側電極端子31が設けられ、突き出し部22の他面側に触媒電極4と導通する正極側電極端子41が設けられる。この場合、基板2は、ガラス基板、樹脂基板及びセラミック基板等のいずれであってもよいが、負極側電極端子及び正極側電極端子の配設が容易であり、耐久性に優れた色素増感型太陽電池とすることができるセラミック基板が好ましい。セラミックとしては前記のものが挙げられ、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア等が好ましく、アルミナが特に好ましい。   In another dye-sensitized solar cell of the present invention, as shown in FIGS. 8 and 10, the substrate 2 has a protruding portion 22 in at least one direction, and a negative electrode conducting to the semiconductor electrode 3 on one surface side of the protruding portion 22. A side electrode terminal 31 is provided, and a positive electrode side electrode terminal 41 that is electrically connected to the catalyst electrode 4 is provided on the other surface side of the protruding portion 22. In this case, the substrate 2 may be any of a glass substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, and the like, but it is easy to dispose the negative electrode terminal and the positive electrode terminal, and the dye sensitization has excellent durability. A ceramic substrate that can be a type solar cell is preferred. Examples of the ceramic include those described above, and alumina, silicon nitride, zirconia and the like are preferable, and alumina is particularly preferable.

この他の本発明の色素増感型太陽電池では、負極側電極端子31は、接続用導電体73とは別体として形成し、且つ接続用導電体73に接触させて設けることができる。また、接続用導電体73が延設された態様で設けることもできる。このように、接続用導電体73を延設して負極側電極端子31とした場合は、工程が簡易となり、且つ接続用導電体73と負極側電極端子31とが一体であるため、導通不良はあり得ず、半導体電極3と負極側電極端子31とをより確実に導通させることができる。   In the other dye-sensitized solar cell of the present invention, the negative electrode terminal 31 can be formed separately from the connecting conductor 73 and provided in contact with the connecting conductor 73. Further, the connection conductor 73 can be provided in an extended manner. As described above, when the connecting conductor 73 is extended to form the negative electrode terminal 31, the process is simplified, and the connecting conductor 73 and the negative electrode terminal 31 are integrated. Therefore, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 can be more reliably conducted.

半導体電極3と負極側電極端子31とは、どのようにして導通されていてもよいが、例えば、図8、10のように、半導体電極3と負極側電極端子31とは、透光性基板1の一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、基板2の一面側との間に、半導体電極3及び触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6を介して導通させることができる。また、触媒電極4と正極側電極端子41とは、どのようにして導通されていてもよいが、例えば、図8、10のように、触媒電極4と正極側電極端子41とは、基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通させることができる。 The semiconductor electrode 3 and the negative electrode side electrode terminal 31 may be electrically connected in any way. For example, as shown in FIGS. 8 and 10, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode side electrode terminal 31 are transparent substrates. 1 is disposed between at least one of the negative electrode side collector electrode 81 and the translucent conductive layer 91 provided on one surface side of the substrate 1 and the one surface side of the substrate 2 so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4. Conduction can be conducted through the provided conductive bonding layer 6. The catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 may be electrically connected in any way. For example, as shown in FIGS. 8 and 10, the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 are connected to the substrate 2. It is possible to conduct through a conductor 72 filled in a through hole 212 formed so as to pass through.

導電性接合層6の一面側が、負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方に接続され、且つ導電性接合層6の他面側が負極側電極端子31に接続されることで、半導体電極3と負極側電極端子31とが導通される。また、電気的な接続をより確実にするため、基板2の一面側に、触媒電極4を取り囲むように接続用導電体73を設け、導電性接合層6の一面側と負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方とを接続させ、且つ導電性接合層6の他面側と接続用導電体73とを接続させることが好ましい。特に、図8、10のように、透光性基板1の一面側に、半導体電極3を取り囲むように負極側集電電極81を設け、導電性接合層6の一面側と負極側集電電極81の全面とを接続させ、且つ導電性接合層6の他面側と接続用導電体73の全面とを接続させることがより好ましい。 One surface side of the conductive bonding layer 6 is connected to at least one of the negative electrode side collecting electrode 81 and the translucent conductive layer 91, and the other surface side of the conductive bonding layer 6 is connected to the negative electrode side electrode terminal 31. Thus, the semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 are electrically connected. In order to make the electrical connection more reliable, a connecting conductor 73 is provided on one surface side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4, and the one surface side of the conductive bonding layer 6 and the negative current collecting electrode 81. In addition, it is preferable to connect at least one of the light-transmitting conductive layer 91 and the other surface side of the conductive bonding layer 6 and the connecting conductor 73. In particular, as shown in FIGS. 8 and 10, a negative current collecting electrode 81 is provided on one side of the translucent substrate 1 so as to surround the semiconductor electrode 3, and one side of the conductive bonding layer 6 and the negative current collecting electrode are provided. More preferably, the entire surface of 81 is connected, and the other surface side of the conductive bonding layer 6 is connected to the entire surface of the connecting conductor 73.

導電体72の他端面側が正極極側電極端子41に接続され、且つ導電体72の一端面側が触媒電極4に接続されることで、触媒電極4と正極側電極端子41とが導通される。また、基板2の一面側に正極側集電電極82及び導電層92のうちの少なくとも一方が設けられている場合は、導電体72の一端面側は正極側集電電極82及び/又は導電層92に接続されていてもよい。尚、導電体72の一端面側が触媒電極4に直接接続され、且つ正極側集電電極82及び/又は導電層92に接触していてもよい。   The other end surface side of the conductor 72 is connected to the positive electrode side electrode terminal 41, and the one end surface side of the conductor 72 is connected to the catalyst electrode 4, so that the catalyst electrode 4 and the positive electrode side electrode terminal 41 are electrically connected. In addition, when at least one of the positive electrode side collector electrode 82 and the conductive layer 92 is provided on one surface side of the substrate 2, the one end surface side of the conductor 72 is the positive electrode side collector electrode 82 and / or the conductive layer. 92 may be connected. Note that one end surface side of the conductor 72 may be directly connected to the catalyst electrode 4 and may be in contact with the positive-side collector electrode 82 and / or the conductive layer 92.

導電性接合層6の材質及び形成方法等については前記の記載をそのまま適用することができる。また、スルーホール212の横断面の形状、径方向の寸法及び形成方法、並びに導電体72の材質及びスルーホール212への充填方法ついても前記の記載をそのまま適用することができる。更に、接続用導電体73の材質及び形成方法ついても前記の記載をそのまま適用することができる。   The above description can be applied as it is for the material and forming method of the conductive bonding layer 6. Further, the above description can be applied as it is to the shape of the cross section of the through hole 212, the size and forming method in the radial direction, and the material of the conductor 72 and the filling method of the through hole 212. Further, the above description can be applied as it is to the material and forming method of the connecting conductor 73.

他の本発明の色素増感型太陽電池の場合、負極側電極端子31及び正極側電極端子41の各々は、図8、10のように、それぞれ上記「カードエッジコネクタ」を構成する上記「エッジ端子312、412」とすることができる。このように負極側電極端子31及び正極側電極端子41がエッジ端子である色素増感型太陽電池は、このエッジ端子に対応するソケット1021、1022を備えるパネル本体102に、エッジ端子312、412をソケット1021、1022に差し込むことで配置することができる。また、導通と固定とを同時に行うことができ、太陽電池ユニットパネルを作製することができる(図18参照)。この太陽電池ユニットパネルでは、各々の太陽電池を直列又は並列に接続することができ、所定の電圧及び容量の太陽電池ユニットパネルとすることができる。また、エッジ端子は、負極側集電電極81、正極側集電電極82、接続用導電体73等と同様の材質とすることができ、同様の方法で形成することができる。尚、太陽電池ユニットパネルには、配置された各々の色素増感型太陽電池を塵埃、風雨等から保護するための保護材1023が配設されることが好ましい。この保護材としては、ガラス及び透明性の高いポリカーボネート、ポリスルフォン等の樹脂からなるものを用いることができる。   In the case of another dye-sensitized solar cell of the present invention, each of the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 has the above “edge” that constitutes the “card edge connector” as shown in FIGS. Terminals 312, 412 ". Thus, in the dye-sensitized solar cell in which the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 are edge terminals, the edge terminals 312 and 412 are provided on the panel body 102 including the sockets 1021 and 1022 corresponding to the edge terminals. It can be arranged by being inserted into the sockets 1021 and 1022. Further, conduction and fixation can be performed simultaneously, and a solar cell unit panel can be manufactured (see FIG. 18). In this solar cell unit panel, each solar cell can be connected in series or in parallel, and a solar cell unit panel having a predetermined voltage and capacity can be obtained. Further, the edge terminal can be made of the same material as that of the negative electrode side collecting electrode 81, the positive electrode side collecting electrode 82, the connecting conductor 73 and the like, and can be formed by the same method. The solar cell unit panel is preferably provided with a protective material 1023 for protecting each of the arranged dye-sensitized solar cells from dust, wind and rain. As this protective material, what consists of resin, such as glass and highly transparent polycarbonate, polysulfone, can be used.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1
以下のようにして、図1、2、6の色素増感型太陽電池201及び太陽電池ユニットパネル(図16、17参照)を作製した。
(1)半導体電極を備える積層体の作製
縦100mm、横100mm、厚さが1mmのガラス基板1の一面側に、RFスパッタリングにより、厚さ500nmのフッ素ドープ酸化スズからなる透光性導電層91を形成した。その後、ガラス基板1の透光性導電層91が形成された面に、銀を用いて、RFスパッタリングにより幅1mm、厚さ1μmの負極側集電電極81を、後工程で作製される半導体電極3を取り囲むような形状に形成した。次いで、粒径が10〜20nmのチタニア粒子を含有するペースト(Solaronix社製、商品名「Ti−Nonoxide D/SP」)をスクリーン印刷法により塗布し、120℃で1時間乾燥し、その後、480℃で30分焼成して、縦95mm、横95mm、厚さ20μmのチタニア電極層(電極基体)を形成した。その後、この積層体を、ルテニウム錯体(Solaronix社製、商品名「535bis−TBA」)のエタノール溶液に10時間浸漬して、チタニア焼結粒子に増感色素であるルテニウム錯体を付着させて半導体電極3を形成した。
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
Example 1
The dye-sensitized solar cell 201 and the solar cell unit panel (see FIGS. 16 and 17) shown in FIGS. 1, 2, and 6 were produced as follows.
(1) Production of Laminate with Semiconductor Electrode A light-transmissive conductive layer 91 made of fluorine-doped tin oxide having a thickness of 500 nm is formed on one side of a glass substrate 1 having a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 1 mm by RF sputtering. Formed. Thereafter, a negative electrode-side current collecting electrode 81 having a width of 1 mm and a thickness of 1 μm is formed by RF sputtering on the surface of the glass substrate 1 on which the translucent conductive layer 91 is formed using RF sputtering. 3 was formed so as to surround 3. Next, a paste containing titania particles having a particle size of 10 to 20 nm (product name “Ti-Nonoxide D / SP”, manufactured by Solaronix) was applied by screen printing, dried at 120 ° C. for 1 hour, and then 480 Firing at 30 ° C. for 30 minutes formed a titania electrode layer (electrode substrate) having a length of 95 mm, a width of 95 mm, and a thickness of 20 μm. Thereafter, this laminate was immersed in an ethanol solution of a ruthenium complex (manufactured by Solaronix, trade name “535bis-TBA”) for 10 hours to attach a ruthenium complex, which is a sensitizing dye, to the titania sintered particles. 3 was formed.

(2)触媒電極を備える積層体の作製
純度99.9質量%のアルミナ粉末100質量部に、焼結助剤として5質量部のマグネシア、カルシア及びシリカの混合粉末及び2質量部のバインダ並びに溶媒を配合してスラリーを調製し、このスラリーを用いてドクターブレード法によりアルミナグリーンシートを作製した。その後、このアルミナグリーンシートの所定個所に孔開パンチにより各々2個のスルーホール211、212を形成した。次いで、タングステン成分を含有するメタライズインク(タングステン成分の含有量96質量%)を用いて、アルミナグリーンシートの一面側に、スクリーン印刷法により接続用導電体73となる導電塗膜を、後工程で作製される触媒電極4を取り囲むような形状に形成した。同時にスルーホール211に上記のタングステン成分を含有するメタライズインクを充填した。その後、100℃で30分乾燥し、導電塗膜の表面を0.2MPaの圧力でプレスし、平滑性を向上させた。
(2) Production of laminate comprising catalyst electrode 100 parts by mass of alumina powder having a purity of 99.9% by mass, 5 parts by mass of magnesia, calcia and silica mixed powder, 2 parts by mass of binder and solvent as a sintering aid A slurry was prepared by blending and using this slurry, an alumina green sheet was prepared by the doctor blade method. Thereafter, two through holes 211 and 212 were formed at predetermined positions of the alumina green sheet by punching holes. Next, using a metallized ink containing a tungsten component (content of tungsten component: 96 mass%), a conductive coating film that becomes the connection conductor 73 by screen printing is formed on one side of the alumina green sheet in a later step. It was formed in a shape surrounding the produced catalyst electrode 4. At the same time, the metalized ink containing the above tungsten component was filled into the through hole 211. Then, it dried at 100 degreeC for 30 minutes, the surface of the electrically conductive coating film was pressed with the pressure of 0.2 MPa, and the smoothness was improved.

次いで、白金成分を含有するメタライズインクを用いてアルミナグリーンシートの一面側にスクリーン印刷法により触媒電極4となる導電塗膜を形成した。同時にスルーホール212に白金成分を含有するメタライズインクを充填した。次いで、還元雰囲気にて1500℃で一体焼成し、縦100mm、横100mm、厚さが1mmのアルミナ基板2の一面側に、幅1mm、厚さ5μmの接続用導電体73及び縦90mm、横90mm、厚さ500nmの触媒電極4が形成された積層体を作製した。また、スルーホール211に導電体71を、スルーホール212に導電体72を形成した。   Next, a conductive coating film to be the catalyst electrode 4 was formed on one side of the alumina green sheet by a screen printing method using a metallized ink containing a platinum component. At the same time, the through hole 212 was filled with a metallized ink containing a platinum component. Next, it is integrally fired at 1500 ° C. in a reducing atmosphere, and a connecting conductor 73 having a width of 1 mm and a thickness of 5 μm on one surface side of an alumina substrate 2 having a length of 100 mm, a width of 100 mm and a thickness of 1 mm, and a length of 90 mm and a width of 90 mm. A laminated body in which the catalyst electrode 4 having a thickness of 500 nm was formed was produced. Further, the conductor 71 was formed in the through hole 211, and the conductor 72 was formed in the through hole 212.

(3)ピン311、411の接合
その後、アルミナ基板2の他面側の2個の導電体71の他端面側に、断面円形で一端面(導電体71の他端面側に接合される側)の直径が4mm、他端面(先端側)の直径が3.5mm、長さが10mmのピン311を銀−パラジウムロー材を用いて接合した。また、アルミナ基板2の他面側の2個の導電体72の他端面側に、断面長方形で一端面(導電体72の他端面側に接合される側)の長辺が6mm、短辺が3mm、他端面(先端側)の長辺が5mm、短辺が2.5mm、長さが10mmのピン411を銀−パラジウムロー材を用いて接合した。
(3) Joining of pins 311 and 411 After that, one end surface of the two conductors 71 on the other surface side of the alumina substrate 2 having a circular cross section (side joined to the other end surface side of the conductor 71) A pin 311 having a diameter of 4 mm, a diameter of the other end surface (tip side) of 3.5 mm, and a length of 10 mm was joined using a silver-palladium raw material. Further, on the other end surface side of the two conductors 72 on the other surface side of the alumina substrate 2, the long side of one end surface (side joined to the other end surface side of the conductor 72) is 6 mm and the short side is rectangular in cross section. A pin 411 having a length of 3 mm, a long side of the other end surface (tip side) of 5 mm, a short side of 2.5 mm, and a length of 10 mm was joined using a silver-palladium raw material.

(4)電解質層の形成
熱硬化型樹脂に99質量%のタングステン粉末が配合された導電性接着剤を用いて、ガラス基板1の一面側に形成された負極側集電電極81を覆うように、幅1mm、厚さ60μmの塗膜をスクリーン印刷により形成し、その後、ガラス基板1を、負極側集電電極81がアルミナ基板2の一面側に設けられた接続用導電体73と対向するように、且つ半導体電極3が触媒電極4と対向するように配置し、次いで、アルミナ基板2の側を下にして100℃に調温された乾燥機中に1時間静置し、透光性導電層91及び負極側集電電極81と、アルミナ基板2及び接続用導電体73とを接合した。導電性接合層6は、幅2mm、厚さ30μmであった。その後、アルミナ基板2の所定の位置に設けられた電解質溶液の注入口からヨウ素電解液(Solaronix社製、商品名「Iodolyte PN−50」)を注入し、電解質5を半導体電極3に含有させるとともに、半導体電極3と集電電極4との間に電解質5を充填した。ヨウ素電解液注入後、注入口は上記の接着剤を用いて封止した。このようにして色素増感型太陽電池201を作製した。
(4) Formation of electrolyte layer Using a conductive adhesive in which 99% by mass of tungsten powder is blended in thermosetting resin, the negative electrode side collecting electrode 81 formed on one side of the glass substrate 1 is covered. Then, a coating film having a width of 1 mm and a thickness of 60 μm is formed by screen printing, and then the glass substrate 1 is opposed to the connecting conductor 73 provided with the negative electrode side collecting electrode 81 on one surface side of the alumina substrate 2. In addition, the semiconductor electrode 3 is disposed so as to face the catalyst electrode 4, and then left for 1 hour in a dryer adjusted to 100 ° C. with the alumina substrate 2 side down, so that the translucent conductive The layer 91 and the negative electrode side collecting electrode 81 were joined to the alumina substrate 2 and the connecting conductor 73. The conductive bonding layer 6 had a width of 2 mm and a thickness of 30 μm. Thereafter, an iodine electrolyte solution (product name “Iodolyte PN-50”, manufactured by Solaronix Co., Ltd.) is injected from an electrolyte solution injection port provided at a predetermined position of the alumina substrate 2, and the electrolyte 5 is contained in the semiconductor electrode 3. The electrolyte 5 was filled between the semiconductor electrode 3 and the collector electrode 4. After injection of the iodine electrolyte, the inlet was sealed using the above adhesive. In this way, a dye-sensitized solar cell 201 was produced.

(5)太陽電池ユニットパネルの作製
上記(1)〜(4)で作製した色素増感型太陽電池を、縦4個、横5個、計20個配置することができるパネル本体101に、各々の色素増感型太陽電池のピン311、411を、このピン311、411に対応するパネル本体101のそれぞれのソケット1011、1012に差し込み、導通させると同時に固定し、配置して太陽電池ユニットパネルを作製した。尚、縦方向の各々の4個はそれぞれ並列に接続し、横方向は、並列に接続された縦方向の各々の4個をそれぞれ直列に接続した。
(5) Manufacture of solar cell unit panel Each of panel-sensitized solar cells manufactured in the above (1) to (4) is arranged in a panel main body 101 in which a total of 20 pieces can be arranged, 4 vertically and 5 horizontally. The pins 311 and 411 of the dye-sensitized solar cell are inserted into the respective sockets 1011 and 1012 of the panel main body 101 corresponding to the pins 311 and 411, are made conductive and fixed, and arranged to arrange the solar cell unit panel. Produced. In addition, each of the four pieces in the vertical direction was connected in parallel, and in the horizontal direction, each of the four pieces in the vertical direction connected in parallel was connected in series.

実施例2
以下のようにして、図8、9の色素増感型太陽電池205及び太陽電池ユニットパネル(図18参照)を作製した。
(1)半導体電極を備える積層体の作製
実施例1と同様にして、ガラス基板1の一面側に、実施例1と同様の形状及び厚さの透光性導電層91、負極側集電電極81及び半導体電極3を形成し、半導体電極3を備える積層体を作製した。
Example 2
The dye-sensitized solar cell 205 and the solar cell unit panel (see FIG. 18) shown in FIGS. 8 and 9 were produced as follows.
(1) Production of Laminate with Semiconductor Electrode As in Example 1, on one surface side of glass substrate 1, translucent conductive layer 91 having the same shape and thickness as Example 1, negative electrode side collector electrode 81 and the semiconductor electrode 3 were formed, and the laminated body provided with the semiconductor electrode 3 was produced.

(2)触媒電極を備える積層体の作製
実施例1の(2)と同様にしてアルミナグリーンシートを作製した。このアルミナグリーンシートは、焼成後、基板2に突き出し部22が形成されるように縦方向に対して横方向の寸法が大きいものとした。その後、このアルミナグリーンシートの所定個所に孔開パンチによりスルーホール212を4個形成した。次いで、実施例1の(2)と同様にしてアルミナグリーンシートの一面側に、接続用導電体73となる導電塗膜を、後工程で作製される触媒電極4を取り囲むような形状に形成した。その後、実施例1の(2)と同様にしてアルミナグリーンシートの一面側に触媒電極4となる導電塗膜を形成した。同時にスルーホール212に白金成分を含有するメタライズインクを充填した。
(2) Production of Laminate with Catalyst Electrode An alumina green sheet was produced in the same manner as (2) of Example 1. This alumina green sheet had a large dimension in the transverse direction with respect to the longitudinal direction so that the protruding portion 22 was formed on the substrate 2 after firing. Thereafter, four through-holes 212 were formed by punching holes at predetermined locations on the alumina green sheet. Next, in the same manner as in Example 1 (2), a conductive coating film to be the connection conductor 73 was formed on one surface side of the alumina green sheet so as to surround the catalyst electrode 4 produced in a later step. . Then, the conductive coating film used as the catalyst electrode 4 was formed in the one surface side of the alumina green sheet like (2) of Example 1. FIG. At the same time, the through hole 212 was filled with a metallized ink containing a platinum component.

次いで、アルミナグリーンシートの、焼成後、アルミナ基板2の突き出し部22となる部分の一面側に、接続用導電体73となる導電塗膜と一端縁が接触するように、負極側電極端子31となる導電塗膜を、接続用導電体73となる導電塗膜の場合と同様にして形成した。また、突き出し部22となる部分の他面側に、スルーホール212に充填されたメタライズインクの一端面側と接触するように、正極側電極端子41となる導電塗膜を、接続用導電体73となる導電塗膜の場合と同様にして形成した。その後、還元雰囲気にて1500℃で一体焼成し、縦100mm、横114mm(突き出し部の幅14mm)、厚さが1mmのアルミナ基板2の一面側に、幅1mm、厚さ5μmの接続用導電体73及び縦90mm、横90mm、厚さ500nmの触媒電極4が形成され、且つ突き出し部22の一面側に厚さ5μmのエッジ端子312(負極側電極端子31)が形成され、他面側に厚さ5μmのエッジ端子412(正極側電極端子41)が形成された積層体を作製した。また、スルーホール212に導電体72を形成した。   Next, after firing the alumina green sheet, the negative electrode terminal 31 and the one end edge of the alumina substrate 2 are in contact with one surface of the portion that becomes the protruding portion 22 of the alumina substrate 2 so that the conductive coating film 73 and one end edge are in contact with each other. The conductive coating film was formed in the same manner as the conductive coating film to be the connecting conductor 73. Further, a conductive coating film to be the positive electrode terminal 41 is provided on the other surface side of the portion to be the protruding portion 22 so as to come into contact with one end surface side of the metallized ink filled in the through hole 212. It formed like the case of the conductive coating film used. Thereafter, it is integrally fired at 1500 ° C. in a reducing atmosphere, and a connecting conductor having a width of 1 mm and a thickness of 5 μm is formed on one side of the alumina substrate 2 having a length of 100 mm, a width of 114 mm (a width of the protruding portion of 14 mm), and a thickness of 1 mm. 73 and a catalyst electrode 4 having a length of 90 mm, a width of 90 mm, and a thickness of 500 nm are formed, and an edge terminal 312 (negative electrode terminal 31) having a thickness of 5 μm is formed on one surface side of the protruding portion 22, and the other surface side is thick. A laminated body in which an edge terminal 412 (positive electrode terminal 41) having a thickness of 5 μm was formed was produced. A conductor 72 was formed in the through hole 212.

(3)電解質層の形成
実施例1の(3)と同様の導電性接着剤を用いて同様にしてガラス基板1の一面側に形成された負極側集電電極81を覆うように、幅1mm、厚さ60μmの塗膜を形成し、その後、ガラス基板1を、負極側集電電極81がアルミナ基板2の一面側に設けられた接続用導電体73と対向するように、且つ半導体電極3が触媒電極4と対向するように配置し、次いで、実施例1の(3)と同様にして透光性導電層91及び負極側集電電極81と、アルミナ基板2、接続用導電体73及び負極側電極端子31とを接合し、その後、アルミナ基板2の所定の位置に設けられた電解質溶液の注入口からヨウ素電解液(Solaronix社製、商品名「Iodolyte PN−50」)を注入し、電解質5を半導体電極3に含有させるとともに、半導体電極3と集電電極4との間に電解質5を充填した。ヨウ素電解液注入後、注入口は上記の接着剤を用いて封止した。このようにして色素増感型太陽電池205を作製した。
(3) Formation of electrolyte layer 1 mm in width so as to cover the negative electrode side collector electrode 81 formed on the one surface side of the glass substrate 1 in the same manner using the same conductive adhesive as in (1) of Example 1. Then, a coating film having a thickness of 60 μm is formed, and then the glass substrate 1 is arranged so that the negative electrode side collecting electrode 81 faces the connecting conductor 73 provided on one surface side of the alumina substrate 2 and the semiconductor electrode 3 Is disposed so as to face the catalyst electrode 4, and then, in the same manner as in (3) of Example 1, the translucent conductive layer 91 and the negative electrode side collecting electrode 81, the alumina substrate 2, the connecting conductor 73, and After joining the negative electrode terminal 31, an iodine electrolyte solution (product name “Iodolyte PN-50” manufactured by Solaronix Co., Ltd.) is injected from an electrolyte solution injection port provided at a predetermined position of the alumina substrate 2. Contain electrolyte 5 in semiconductor electrode 3 In addition, the electrolyte 5 was filled between the semiconductor electrode 3 and the collecting electrode 4. After injection of the iodine electrolyte, the inlet was sealed using the above adhesive. In this way, a dye-sensitized solar cell 205 was produced.

(4)太陽電池ユニットパネルの作製
上記(1)〜(3)で作製した色素増感型太陽電池を、縦4個、横5個、計20個配置することができるパネル本体102に、各々の色素増感型太陽電池のエッジ端子312、412を、このエッジ端子312、412に対応するパネル本体102のそれぞれのソケット1021、1022に差し込み、導通させると同時に固定し、配置して太陽電池ユニットパネルを作製した。尚、縦方向の各々の4個はそれぞれ並列に接続し、横方向は、並列に接続された縦方向の各々の4個をそれぞれ直列に接続した。
(4) Production of Solar Cell Unit Panel Each of the panel main bodies 102 in which the dye-sensitized solar cells produced in the above (1) to (3) can be arranged in a total of 20 pieces, 4 vertically and 5 horizontally, respectively. The edge terminals 312 and 412 of the dye-sensitized solar cell are inserted into the respective sockets 1021 and 1022 of the panel main body 102 corresponding to the edge terminals 312 and 412 to be electrically connected and fixed and arranged, and the solar cell unit. A panel was produced. In addition, each of the four pieces in the vertical direction was connected in parallel, and in the horizontal direction, each of the four pieces in the vertical direction connected in parallel was connected in series.

尚、本発明では、上記の実施例の記載に限られず、本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、図13のように、一対の基板の間に、半導体電極3と、この半導体電極3に対向する触媒電極4とが各々複数配設された色素増感型太陽電池とすることができ、この太陽電池を用いれば電圧が高い又は容量が大きい太陽電池ユニットパネルを容易に作製することができる。また、図14、15のように、負極側電極端子31と正極側電極端子41とは、ともに基板2の突き出し部22の他面側に設けることもできる。この場合、負極側電極端子31は、基板2に設けられたスルーホール211に充填された導電体71及び導電性接合層6を介して、又は接続用導電体73が設けられている場合は、導電体71、接続用導電体73及び導電性接合層6を介して半導体電極3と導通させることができる。また、正極側電極端子41は、基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して触媒電極4と導通させることができる。   It should be noted that the present invention is not limited to the description of the above-described embodiments, and can be variously modified embodiments within the scope of the present invention. For example, as shown in FIG. 13, a dye-sensitized solar cell in which a plurality of semiconductor electrodes 3 and a plurality of catalyst electrodes 4 opposed to the semiconductor electrodes 3 are disposed between a pair of substrates, If this solar cell is used, a solar cell unit panel having a high voltage or a large capacity can be easily produced. 14 and 15, both the negative electrode terminal 31 and the positive electrode terminal 41 can be provided on the other surface side of the protruding portion 22 of the substrate 2. In this case, the negative electrode terminal 31 is provided through the conductor 71 and the conductive bonding layer 6 filled in the through hole 211 provided in the substrate 2 or when the connecting conductor 73 is provided. The semiconductor electrode 3 can be conducted through the conductor 71, the connecting conductor 73 and the conductive bonding layer 6. The positive electrode terminal 41 can be electrically connected to the catalyst electrode 4 via a conductor 72 filled in a through hole 212 formed through the substrate 2.

更に、基板2等の他面側に設けられたピン311、411の先端側に、差し込み方向と略直角方向に突き出した係止部を形成し、ピン311、411をそれぞれソケット1011、1012に差し込んだ後、太陽電池をスライドさせる、又は回転させることにより、太陽電池をパネル本体101に確実に固定するとともに、太陽電池のパネル本体101からの脱落を防止することもできる。また、電解質5としては、不揮発性のイミダゾリウム塩等のイオン性液体及びこのイオン性液体をゲル化させたもの、並びにヨウ化銅、チオシアン化銅等の固体を用いることもできる。   Furthermore, a locking portion protruding in a direction substantially perpendicular to the insertion direction is formed on the tip side of the pins 311 and 411 provided on the other surface side of the substrate 2 and the like, and the pins 311 and 411 are inserted into the sockets 1011 and 1012 respectively. Thereafter, by sliding or rotating the solar cell, the solar cell can be securely fixed to the panel main body 101 and the solar cell can be prevented from falling off from the panel main body 101. As the electrolyte 5, an ionic liquid such as a non-volatile imidazolium salt, a gel obtained by gelling this ionic liquid, and a solid such as copper iodide or copper thiocyanide can also be used.

実施例1の色素増感型太陽電池201の断面を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a cross section of a dye-sensitized solar cell 201 of Example 1. FIG. 実施例1の色素増感型太陽電池201をガラス基板1の側からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the dye-sensitized solar cell 201 of Example 1 from the glass substrate 1 side. 図2の色素増感型太陽電池201において、負極側集電電極81が格子状に形成された色素増感型太陽電池202の断面を示す模式図である。In the dye-sensitized solar cell 201 of FIG. 2, it is a schematic diagram which shows the cross section of the dye-sensitized solar cell 202 in which the negative electrode side current collection electrode 81 was formed in the grid | lattice form. 透光性導電層91が設けられておらず、且つ特定の構造を備える色素増感型太陽電池203の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the dye-sensitized solar cell 203 which is not provided with the translucent conductive layer 91, and is provided with a specific structure. 図3の色素増感型太陽電池202をガラス基板1の側からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the dye-sensitized solar cell 202 of FIG. 3 from the glass substrate 1 side. 図1、2の色素増感型太陽電池201、図3、4、5の色素増感型太陽電池202、203の各々をセラミック基板2の側からみた説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of the dye-sensitized solar cell 201 of FIGS. 1 and 2 and the dye-sensitized solar cells 202 and 203 of FIGS. 3, 4, and 5 as viewed from the ceramic substrate 2 side. 図1の色素増感型太陽電池201において、更に正極側集電電極82及び導電層92が設けられた色素増感型太陽電池204の断面を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross section of a dye-sensitized solar cell 204 in which a positive electrode side collector electrode 82 and a conductive layer 92 are further provided in the dye-sensitized solar cell 201 of FIG. 1. 実施例2の色素増感型太陽電池205の断面を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing a cross section of a dye-sensitized solar cell 205 of Example 2. FIG. 実施例2の色素増感型太陽電池205をガラス基板1の側からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the dye-sensitized solar cell 205 of Example 2 from the glass substrate 1 side. 図8の色素増感型太陽電池205において、負極側集電電極81が格子状に形成された色素増感型太陽電池206の断面を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing a cross section of a dye-sensitized solar cell 206 in which negative electrode-side current collecting electrodes 81 are formed in a lattice pattern in the dye-sensitized solar cell 205 of FIG. 8. 図10の色素増感型太陽電池206をガラス基板1の側からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the dye-sensitized solar cell 206 of FIG. 10 from the glass substrate 1 side. 図8、9の色素増感型太陽電池205及び図10、11の色素増感型太陽電池206の各々をセラミック基板2の側からみた説明図である。FIG. 10 is an explanatory view of the dye-sensitized solar cell 205 in FIGS. 8 and 9 and the dye-sensitized solar cell 206 in FIGS. 10 and 11 when viewed from the ceramic substrate 2 side. 一対の基板の間に複数のセルが形成された色素増感型太陽電池207を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the dye-sensitized solar cell 207 in which the several cell was formed between a pair of board | substrates. エッジ端子312、412が、ともにセラミック基板2の突き出し部22の他面側に設けられている色素増感型太陽電池208の断面を示す模式図である。4 is a schematic diagram showing a cross section of a dye-sensitized solar cell 208 in which edge terminals 312 and 412 are both provided on the other surface side of the protruding portion 22 of the ceramic substrate 2. FIG. 図14の色素増感型太陽電池208のA−A断面における断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section in the AA cross section of the dye-sensitized solar cell 208 of FIG. ソケット1011、1012を備えるパネル本体101に3個の色素増感型太陽電池201が配置された様子を示す正面図である。It is a front view which shows a mode that the three dye-sensitized solar cells 201 are arrange | positioned at the panel main body 101 provided with the socket 1011 and 1012. FIG. 図16のB−B断面における断面を示し、更に色素増感型太陽電池201を配置する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section in the BB cross section of FIG. 16, and also shows a mode that the dye-sensitized solar cell 201 is arrange | positioned. ソケット1021、1022を備えるパネル本体102に色素増感型太陽電池205を配置した太陽電池ユニットパネルの断面を示し、更に色素増感型太陽電池205を配置する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode that the cross section of the solar cell unit panel which has arrange | positioned the dye-sensitized solar cell 205 to the panel main body 102 provided with the socket 1021,1022 and also arrange | positions the dye-sensitized solar cell 205 is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1;透光性基板、2;基板、211、212;スルーホール、22;突き出し部、3;半導体電極、31、負極側電極端子、311、ピン、312;エッジ端子、4;触媒電極、41;正極側電極端子、411;ピン、412;エッジ端子、5;電解質、6;導電性接合層、71;72;導電体、73;接続用導電体、81;負極側集電電極、82;正極側集電電極、91;透光性導電層、92;導電層、101、102;パネル本体、1011、1012、1021、1022;ソケット、1013、1023;保護材、201、202、203、204、205、206、207、208;色素増感型太陽電池。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Translucent board | substrate, 2; Board | substrate, 211, 212; Through-hole, 22; Protruding part, 3; Semiconductor electrode, 31, Negative electrode terminal, 311, Pin, 312; Edge terminal, 4: Catalyst electrode, 41 Positive electrode terminal, 411; pin, 412; edge terminal, 5; electrolyte, 6; conductive bonding layer, 71; 72; conductor, 73; conductor for connection, 81; Positive electrode side collecting electrode, 91; translucent conductive layer, 92; conductive layer, 101, 102; panel main body, 1011, 1012, 1021, 1022; socket, 1013, 1023; protective material, 201, 202, 203, 204 205, 206, 207, 208; dye-sensitized solar cells.

Claims (16)

透光性基板1と、該透光性基板1に対向して配置された基板2と、該透光性基板1の一面側に配設された増感色素を有する半導体電極3と、該基板2の一面側に配設された触媒電極4と、該半導体電極3の少なくとも一部に含有され、且つ該半導体電極3と該触媒電極4との間に充填された電解質5と、を備え、該基板2の他面側に、該半導体電極3と導通する負極側電極端子31及び該触媒電極4と導通する正極側電極端子41が設けられていることを特徴とする色素増感型太陽電池。   Translucent substrate 1, substrate 2 disposed opposite to translucent substrate 1, semiconductor electrode 3 having a sensitizing dye disposed on one surface side of translucent substrate 1, and the substrate 2, a catalyst electrode 4 disposed on one surface side, and an electrolyte 5 contained in at least a part of the semiconductor electrode 3 and filled between the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4, A dye-sensitized solar cell comprising a negative electrode terminal 31 that is electrically connected to the semiconductor electrode 3 and a positive electrode terminal 41 that is electrically connected to the catalyst electrode 4 provided on the other surface of the substrate 2. . 上記基板2がセラミック基板である請求項1に記載の色素増感型太陽電池。   The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the substrate 2 is a ceramic substrate. 上記半導体電極3と上記負極側電極端子31とは、上記透光性基板1の上記一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、上記基板2の上記一面側との間に、上記半導体電極3及び上記触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6と、上記基板2を貫通して形成されたスルーホール211に充填された導電体71とを介して導通し、上記触媒電極4と上記正極側電極端子41とは、上記基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通している請求項1又は2に記載の色素増感型太陽電池。 The semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 include at least one of a negative current collecting electrode 81 and a transparent conductive layer 91 provided on the one surface side of the translucent substrate 1, and the substrate. 2 is filled in a through hole 211 formed so as to penetrate the substrate 2 and the conductive bonding layer 6 disposed so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4. The catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 are conducted through a conductor 72 filled in a through hole 212 formed through the substrate 2. The dye-sensitized solar cell according to claim 1 or 2 . 上記導電体71の他端面側は上記負極側電極端子31に接続され、且つ該導電体71の一端面側は上記基板2の上記一面側に、上記触媒電極4を取り囲むように配設された接続用導電体73に接続されており、上記導電体72の他端面側は上記正極極側電極端子41に接続され、且つ該導電体72の一端面側は上記触媒電極4に直接又は他部材を介して接続されている請求項に記載の色素増感型太陽電池。 The other end surface side of the conductor 71 is connected to the negative electrode terminal 31, and one end surface side of the conductor 71 is disposed on the one surface side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4. The other end surface of the conductor 72 is connected to the positive electrode terminal 41 and the one end surface of the conductor 72 is connected directly to the catalyst electrode 4 or other member. The dye-sensitized solar cell according to claim 3 , which is connected via 上記導電性接合層6の一面側は、上記負極側集電電極81と接続され、且つ該導電性接合層6の他面側は、上記接続用導電体73と接続されている請求項に記載の色素増感型太陽電池。 One side of the conductive bonding layer 6 is connected to the negative electrode side current collector electrode 81, and the other surface side of the conductive bonding layer 6 is, in claim 4, which is connected to the connection conductor 73 The dye-sensitized solar cell described. 上記負極側電極端子31及び上記正極側電極端子41の各々が、それぞれピンコネクタを構成するピン311、411である請求項1乃至のうちのいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。 Each of the above negative electrode side electrode terminal 31 and the positive side electrode terminal 41, dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 5, which is a pin 311, 411 that constitute the pin connector, respectively . 透光性基板1と、該透光性基板1に対向して配置された基板2と、該透光性基板1の一面側に配設された増感色素を有する半導体電極3と、該基板2の一面側に配設された触媒電極4と、該半導体電極3の少なくとも一部に含有され、且つ該半導体電極3と該触媒電極4との間に充填された電解質5と、を備え、該基板2は、少なくとも一方向に突き出し部22を有し、該突き出し部22の一面側に該半導体電極3と導通する負極側電極端子31が設けられ、且つ該突き出し部22の他面側に該触媒電極4と導通する正極側電極端子41が設けられていることを特徴とする色素増感型太陽電池。   Translucent substrate 1, substrate 2 disposed opposite to translucent substrate 1, semiconductor electrode 3 having a sensitizing dye disposed on one surface side of translucent substrate 1, and the substrate 2, a catalyst electrode 4 disposed on one surface side, and an electrolyte 5 contained in at least a part of the semiconductor electrode 3 and filled between the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4, The substrate 2 has a protruding portion 22 in at least one direction, a negative electrode terminal 31 that is electrically connected to the semiconductor electrode 3 is provided on one surface side of the protruding portion 22, and on the other surface side of the protruding portion 22. A dye-sensitized solar cell, comprising a positive electrode terminal 41 that is electrically connected to the catalyst electrode 4. 上記基板2がセラミック基板である請求項に記載の色素増感型太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to claim 7 , wherein the substrate 2 is a ceramic substrate. 上記半導体電極3と上記負極側電極端子31とは、上記透光性基板1の上記一面側に設けられた負極側集電電極81及び透光性導電層91のうちの少なくとも一方と、上記基板2の上記一面側との間に、上記半導体電極3及び上記触媒電極4を取り囲むように配設された導電性接合層6を介して導通し、上記触媒電極4と上記正極側電極端子41とは、上記基板2を貫通して形成されたスルーホール212に充填された導電体72を介して導通している請求項又はに記載の色素増感型太陽電池。 The semiconductor electrode 3 and the negative electrode terminal 31 include at least one of a negative current collecting electrode 81 and a transparent conductive layer 91 provided on the one surface side of the translucent substrate 1, and the substrate. 2 through the conductive bonding layer 6 disposed so as to surround the semiconductor electrode 3 and the catalyst electrode 4, and the catalyst electrode 4 and the positive electrode terminal 41 9 is a dye-sensitized solar cell according to claim 7 or 8 , which is electrically connected through a conductor 72 filled in a through hole 212 formed through the substrate 2. 上記基板2の上記一面側に、上記触媒電極4を取り囲むように接続用導電体73が配設され、上記負極側電極端子31は、該接続用導電体73に接続され、又は該接続用導電体73が延設されて形成され、上記導電体72の他端面側は上記正極極側電極端子41に接続され、且つ該導電体72の一端面側は上記触媒電極4に直接又は他部材を介して接続されている請求項に記載の色素増感型太陽電池。 A connecting conductor 73 is disposed on the one surface side of the substrate 2 so as to surround the catalyst electrode 4, and the negative electrode terminal 31 is connected to the connecting conductor 73 or the connecting conductor. The conductor 73 is formed to extend, the other end surface side of the conductor 72 is connected to the positive electrode side electrode terminal 41, and the one end surface side of the conductor 72 is directly attached to the catalyst electrode 4 or another member. The dye-sensitized solar cell according to claim 9 , which is connected via 上記導電性接合層6の一面側は、上記負極側集電電極81と接続されている請求項又は10に記載の色素増感型太陽電池。 One side of the conductive bonding layer 6, dye-sensitized solar cell according to claim 9 or 10 is connected with the negative electrode side current collector electrode 81. 上記負極側電極端子31及び上記正極側電極端子41の各々が、それぞれカードエッジコネクタを構成するエッジ端子312、412である請求項乃至11のうちのいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。 The dye-sensitized dye according to any one of claims 7 to 11 , wherein each of the negative electrode side electrode terminal 31 and the positive electrode side electrode terminal 41 is an edge terminal 312 or 412 constituting a card edge connector. Solar cell. 請求項に記載の色素増感型太陽電池と、複数の該色素増感型太陽電池を配置するためのパネル本体101とを備える太陽電池ユニットパネルであって、該パネル本体101は、各々の該色素増感型太陽電池に設けられたそれぞれの上記ピン311、411に対応するソケット1011、1012を備え、該ピン311、411が該ソケット1011、1012に差し込まれ、該色素増感型太陽電池が該パネル本体101に配置されていることを特徴とする太陽電池ユニットパネル。 A solar cell unit panel comprising the dye-sensitized solar cell according to claim 6 and a panel main body 101 for arranging a plurality of the dye-sensitized solar cells, wherein the panel main body 101 includes Sockets 1011 and 1012 corresponding to the respective pins 311 and 411 provided on the dye-sensitized solar cell are provided, and the pins 311 and 411 are inserted into the sockets 1011 and 1012, and the dye-sensitized solar cell is provided. Is disposed in the panel main body 101. 上記ピン311、411の各々が、上記色素増感型太陽電池を上記パネル本体101の一定の方向のみに配置することができるように設けられている請求項13に記載の太陽電池ユニットパネル。 Each of the said pins 311 and 411 is a solar cell unit panel of Claim 13 provided so that the said dye-sensitized solar cell can be arrange | positioned only to the fixed direction of the said panel main body 101. 上記ピン311、411の各々の個数及び形状の少なくとも一方が異なる請求項13又は14に記載の太陽電池ユニットパネル。 The solar cell unit panel according to claim 13 or 14 , wherein at least one of the number and shape of each of the pins 311 and 411 is different. 請求項12に記載の色素増感型太陽電池と、複数の該色素増感型太陽電池を配置するためのパネル本体102とを備える太陽電池ユニットパネルであって、該パネル本体102は、各々の該色素増感型太陽電池に設けられたそれぞれの上記エッジ端子312、412に対応するソケット1021、1022を備え、該エッジ端子312、412が該ソケット1021、1022に差し込まれ、該色素増感型太陽電池が該パネル本体102に配置されていることを特徴とする太陽電池ユニットパネル。 A solar cell unit panel comprising the dye-sensitized solar cell according to claim 12 and a panel main body 102 for arranging a plurality of the dye-sensitized solar cells, wherein the panel main body 102 includes Sockets 1021 and 1022 corresponding to the respective edge terminals 312 and 412 provided in the dye-sensitized solar cell are provided, and the edge terminals 312 and 412 are inserted into the sockets 1021 and 1022, and the dye-sensitized type is provided. A solar cell unit panel, wherein a solar cell is disposed in the panel body 102.
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