JP4788848B2 - 色素増感型太陽電池 - Google Patents
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Description
この種の太陽電池には、製造のために高真空なチャンバーなどが不要であり、設備面での負担が少なく、安価に製造できるという利点がある。
太陽電池8は、透明材料からなる管81の内面に、透明導電層82、色素を吸着させた色素増感多孔質半導体層83、および電解質層84が順次設けられており、管81の内部には管軸に沿って対極85が挿入されている。対極85の一端部85bは管81より外方に突出している。管81の一端部81bと対極85の一端部85bとの間、および管81の他端部81aと対極85の他端部85aとの間は、例えばエポキシ樹脂よりなる封止部材86により、絶縁されるとともに封止され、電解質層84の電解液が管81の外部に漏れないようになっている。対極85および透明導電層82には、それぞれリード線87、88が接続されている。
特に、この構造においては、容器が円管状であることにより、光の入射角度に対する発電量の変化を大幅に低減することができる。
前記管状容器は、ガラス材よりなる封止管を備え、
該封止管の内端側の外周面部が管状容器の内周面部に全周にわたって接着して封止されており、
該封止管の外端側には外方に突出する封止部が形成されており、この封止部から前記対向電極に接続されたリードが管状容器の外部に導出され、
前記管状容器の少なくとも一方の端部には、前記透明導電膜が延在して外部に露出したリード部が形成されていることを特徴とする。
前記管状容器は、ガラス材よりなる封止管を備え、
前記対向電極は管状容器の内面に形成された導電性薄膜よりなり、
該封止管の内端側の外周面部が管状容器の内周面部に全周にわたって接着して封止されており、
該封止管の外端側には外方に突出する封止部が形成されており、
前記管状容器の一方の端部に前記透明導電膜が延在して外部に露出した一方のリード部が形成されていると共に、前記管状容器の一方の端部または他方の端部に、前記対向電極に係る導電性薄膜が延在して外部に露出した他方のリード部が形成されていることを特徴とする。
そして、封止管はガラスにより形成されているので、樹脂のように太陽光に含まれる紫外線が照射されても劣化することはなく、長期間にわたって安定して使用することができる。
また、封止管を形成するための封止管部材の一端に形成された開口を介して電解液の注入を行うことができるため、管状容器形成用ガラス管の外周に電解液の注入管を別途形成する必要がない。
図1(a)は、本発明の第1の実施例にかかる色素増感型太陽電池を管軸方向で切断した断面図を、図1(b)は、管径方向に沿って切断した、図1(a)のA−A’断面図を示す。
図に示したように、管状容器11の内面に、透明導電膜12と、光電極13とが設けられている。また、管状容器11の内部には、その長手方向に沿って対向電極15が配置されている。管状容器11の両端は封止され、内部には電解液14が充填されている。以下に、個々の構成について具体的に説明する。
管状容器11を構成するガラスの種類としては、石英ガラス、ソーダガラスなどが好適に用いられる。
半導体層は、例えば、金属酸化物または金属硫化物である半導体微粒子を堆積させて形成した多孔質の薄膜である。
材料として、金属酸化物の場合は、例えば、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化タンタル、または酸化ジルコニウム等を用いることができる。さらに、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム等の複合酸化物を用いることもできる。
金属硫化物の場合は、例えば、硫化亜鉛、硫化鉛、硫化ビスマス等を用いることができる。
また、半導体層を多孔質とするためには、例えば、ゾルゲル法や、スパッタ法、あるいは焼結等を用いることができる。
ペーストの塗布方法については、例えば、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スキージ法などを用いることができる。
金属錯体としては、例えば、銅フタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の金属フタロシアニン、クロロフィル、ヘミン、もしくはそれらの誘導体、ルテニウム、オスミウム、鉄、または亜鉛の錯体などを用いることができる。
有機色素としては、例えば、メタルフリーフタロシアニン、シアニン系色素、メタロシアニン系色素、キサンテン系色素、トリフェニルメタン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、フタロ/ナフタロ混合フタロシアニン系色素、ジピリジルルテニウム錯体色素、ターピリジルルテニウム錯体色素、フェナントロリンルテニウム錯体色素、フェニルキサンテン色素、トリフェニルメタン色素、クマリン色素、アクリジン色素、またはアゾ金属錯体色素などを用いることができる。
また、これらの触媒能をもつ導電性材料の薄膜を表面に形成した、金属管、金属棒、ガラス管、ガラス棒などを対向電極として用いることができる。この対向電極15に対する電気的接続は、例えば銀ロウなどによりロウ付けされた外部リード18によっておこなわれる。
図2は、本発明にかかる色素増感型太陽電池の封止に用いられる封止管部材を示す図であり、(a)は管軸に沿って切断した断面図、(b)は左側面図である。図(c)は、小径部の先に漏斗部を設けた場合の封止管部材の断面図である。
図2(a)に示すように、封止管部材21Aは、管状のガラスよりなり、胴部211と、この胴部211と一体に連続する、胴部211よりも小径の小径部212を有する。封止管部材21Aの小径部212は端部に開口213を有する。胴部211は、その外周面部の一部が管状容器11を形成するガラス管の内周面部と接着される部分である。
小径部212を有することにより、これを利用して電解液14を充填した後、加熱して封管することによって封止部を形成することができるのみでなく、その場合に、径が小さいため速やかに軟化し、封止することが容易だからである。
また、図2(c)に示すように、封止管部材21Aには、小径部212の開口に漏斗部214を設けてもよい。
なお、リードの導出や電解液の注入が必要でない場合には、封止管部材21Aの代わりに、図示しないが、小径部212と開口の無い、有底のガラス製封止管を用いることもできる。
図3は、管状容器形成用ガラス管11Aの両端を封止する方法について説明するための断面図である。
図3(a)に示すように、管状容器形成用ガラス管11Aの端部において、封止管部材21Aを、胴部211がガラス管11Aの内方に位置し、小径部212が外方に位置するように配置する。ここで、胴部211の外周面部は、ガラス管11Aの内周面に形成された透明導電膜12に当接する状態、または近接した状態で挿入される。
封止管部材21Aの胴部211の厚みを、ガラス管11Aの厚みに比べて小さい所定の厚みに設定して熱容量が小さいものとしておくことにより、ガラス管11Aの外側から胴部211に対応する位置を加熱したときに、胴部211の外周面部表面が先に溶融して、透明導電膜12が形成されているガラス管11Aの内面に付着する。そして、胴部211が冷却されるとガラスが固化して、封止管部材21Aとガラス管11Aとが気密に接着される。
管状容器形成用ガラス管11Aにおいて、接着されるべき領域は、図示されているように、ガラス管11Aの端部よりも内方に位置する領域部分である。これにより、透明導電膜12の外端部分を外部に露出させることができ、この露出した透明導電膜12の外端部分により、外部リード17と接続させるリード部12Aを形成することができる。
その後、ガラス管11Aの内部に対向電極15を挿入して配置する。
そして、図3(b)のように、封止管部材21Aの小径部212をバーナーBNにより加熱して溶融して封止することにより、封止部219が形成されて一端側の封止が完成する。この封止部219を介して、外部にリード線を導出させる場合、例えば対向電極15より伸びる外部リード18を導出させる場合には、封止される前の封止管部材21Aの開口213を介して当該リード線18の外端部分を外部に出しておき、この状態で開口213の周囲の小径部212のガラスを溶融させ開口213を封止する。
小径部212の封止の際には、他端側からポンプ等によって排気することにより、ガラス管11Aの内部を減圧にしておくことで、小径部212の端部の溶融したガラスが開口213を閉じるように収縮するので、容易に封止部219を形成することができる。
上記のようにして管状容器形成用ガラス管11Aの両端が封止されて管状容器11が形成されるが、この時点では、他端側の封止管部材22Aの小径部の先端の開口は、電解液の注入のために開いた状態で残しておく。しかし管状容器11の一端側において電解液14の注入が行われる場合には、他端側の封止管部材22Aとしては、小径部を有しない有底のガラス製封止管を用いてもよい。
図4(a)に示すように、管状容器11の他端部に封止管部材22Aが接着され封止されており、その小径部222が上側に位置されるように管軸方向が垂直となる状態で管状容器11が保持される。そして、管状容器11の内部を真空排気して、小径部222に連続する漏斗部224から、管状容器11の内部に電解液14を注入する。
もし、電解液の注入部を、例えば管状容器の外周に設ける場合には、その領域には有効に光電極13を形成することができない結果、発電面積が減少することとなる。しかし、上記のように封止管22を電解液の注入に利用する場合には、当該封止管22は、発電に寄与しない管状容器11の端部に位置されることから、発電面積が犠牲にされることがなく、注入部を設けることによって発電量が減少するようなことはない。
なお、封止管22に接続された漏斗部224は封止箇所で切断され、廃棄される。
まず、発電のエネルギー源となる太陽は、時間とともに移動する。太陽電池は載置された状態で使用されることが通常であるから、容器の形状が平板状であると、太陽光の入射角は時間とともに変動し、これに応じて光電変換効率が大きく変動して安定した電力が得られない。
然るに、容器が円管状である場合には、適宜の方向に配置すると、光電変換効率の太陽光の入射角に対する依存性を小さくすることができるので、発電量の変動を小さくすることができる。
また、同じ設置面積であれば、平板状の太陽電池よりも光電極の総面積が大きいという利点がある。
そして、封止管はガラスにより形成されているので、樹脂のように、太陽光に含まれる紫外線が照射されても劣化することはなく、長期間にわたって安定して使用することができる。
図5(a)は、本発明の第2の実施例にかかる色素増感型太陽電池を管軸方向で切断した断面図、図5(b)は管径方向に沿って切断した、図5(a)のB−B’断面図を示す。
この実施例においては、図1に示した第1の実施例に対して、光電極13の配置領域、および対向電極15の構成とその配置領域のみが異なる。これ以外の構成については第1の実施例と同一であるから説明を省略する。
一方、管状容器11の内周面の他の略半周領域(図の下側領域)には、導電性薄膜よりなる対向電極15が形成されている。対向電極15は、例えば白金、ロジウム、ルテニウム、酸化ルテニウム、カーボン等の蒸着膜である。
内面に、透明導電膜12、光電極13および対向電極15が形成された状態の管状容器11のためのガラス管の両端に封止管21、22のための封止管部材を配置する。そして、第1の実施例と同様に封止管部材の胴部の外周面部を、全周にわたって透明導電膜12、対向電極15および両者間の管状容器11の内面の露出した部分に接着させる。
この構成では、封止管を介して外部リードを導出する必要はないので、一方の封止管21の封止管部材としては、開口が封止されたもの、または有底の封止管部材を用いることができる。
11 管状容器
11A ガラス管
12 透明導電膜
12A リード部
13 光電極
14 電解液
15 対向電極
15A リード部
17 外部リード
18 外部リード
19 絶縁体
21 封止管
21A 封止管部材
211 胴部
212 小径部
213 開口
214 漏斗部
219 封止部
22 封止管
22A 封止管部材
222 小径部
224 漏斗部
229 封止部
BN バーナー
Claims (2)
- 透明なガラスよりなる管状容器の内面に形成された透明導電膜と、該透明導電膜上に形成された、色素が吸着された半導体膜よりなる光電極と、該光電極と離間した状態で管状容器内に設けられた対向電極とを備え、該管状容器は、内部に電解液が密封され、両端が封止されてなる色素増感型太陽電池において、
前記管状容器は、ガラス材よりなる封止管を備え、
該封止管の内端側の外周面部が管状容器の内周面部に全周にわたって接着して封止されており、
該封止管の外端側には外方に突出する封止部が形成されており、この封止部から前記対向電極に接続されたリードが管状容器の外部に導出され、
前記管状容器の少なくとも一方の端部には、前記透明導電膜が延在して外部に露出したリード部が形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。 - 透明なガラスよりなる管状容器の内面の一部に形成された透明導電膜と、該透明導電膜上に形成された、色素が吸着された半導体膜よりなる光電極と、該光電極と離間した対向電極とを備え、該管状容器は、内部に電解液が密封され、両端が封止されてなる色素増感型太陽電池において、
前記管状容器は、ガラス材よりなる封止管を備え、
前記対向電極は管状容器の内面に形成された導電性薄膜よりなり、
該封止管の内端側の外周面部が管状容器の内周面部に全周にわたって接着して封止されており、
該封止管の外端側には外方に突出する封止部が形成されており、
前記管状容器の一方の端部に前記透明導電膜が延在して外部に露出した一方のリード部が形成されていると共に、前記管状容器の一方の端部または他方の端部に、前記対向電極に係る導電性薄膜が延在して外部に露出した他方のリード部が形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001135358A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-05-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 密閉二次電池 |
JP2004119306A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | 光電変換素子及びその製造方法 |
JP2007012545A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Sony Corp | 色素増感光電変換素子、色素増感光電変換素子の製造方法、光電変換素子モジュール、電子機器、移動体および発電システム |
JP2009252522A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Fujikura Ltd | 光電変換素子およびその製造方法 |
JP2010040391A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Fujikura Ltd | 光電変換素子 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001135358A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-05-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 密閉二次電池 |
JP2004119306A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | 光電変換素子及びその製造方法 |
JP2007012545A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Sony Corp | 色素増感光電変換素子、色素増感光電変換素子の製造方法、光電変換素子モジュール、電子機器、移動体および発電システム |
JP2009252522A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Fujikura Ltd | 光電変換素子およびその製造方法 |
JP2010040391A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Fujikura Ltd | 光電変換素子 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012169488A1 (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | ウシオ電機株式会社 | 色素増感型太陽電池 |
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WO2014092111A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | ウシオ電機株式会社 | キャパシタ |
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