JP4798318B1 - 色素増感太陽電池 - Google Patents
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Abstract
本発明は、透明なガラスよりなる管状容器11の内面に形成された透明導電膜12と、透明導電膜11上に形成された、色素が吸着された半導体膜である光電極13と、光電極13と絶縁した対向電極15とを備え、管状容器11の内部に電解液14が密封された色素増感太陽電池において、対向電極15は、金属材からなるコイル状基体と、該コイル状基体の外周面に設けられた電極部と、前記コイル状基体の外周面に前記電極部よりも径方向外方に突出するように形成された絶縁体部を備えることを特徴とする色素増感太陽電池である。
【選択図】図1
Description
これらの図に示すように、太陽電池100は、透明材料からなる管101の内面に、透明導電層102、色素を吸着させた色素増感多孔質半導体層103、及び電解質層104が順次設けられており、管101の内部には管軸に沿って対極105が挿入されている。対極105の一端部105bは管101より外方に突出している。管101の一端部101bと対極105の一端部105bとの間、及び管101の他端部101aと対極105の他端部105aとの間は、例えば、エポキシ樹脂からなる封止部材106により、絶縁されると共に封止され、電解質層104の電解液が管101の外部に漏れないようになっている。対極105および透明導電層102には、それぞれリード線107、108が接続されている。
第1の手段は、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である光電極と、該光電極と絶縁した対向電極とを備え、前記管状容器の内部に電解液が密封された色素増感太陽電池において、前記対向電極は、金属材からなるコイル状基体と、該コイル状基体の外周面に設けられた電極部と、前記コイル状基体の外周面に前記電極部よりも径方向外方に突出するように形成された絶縁体部を備えることを特徴とする色素増感太陽電池である。
第2の手段は、第1の手段において、前記絶縁体部は絶縁体粒子よりなり、該絶縁体粒子間にあって前記コイル状基体の表面に存在する、前記絶縁体粒子の粒子径より小径の電極粒子により電極部が形成されていることを特徴とする色素増感太陽電池である。
第3の手段は、第1の手段において、前記コイル状基体は、帯状部材の幅広の面を外周面として巻回した形状であることを特徴とする色素増感太陽電池である。
第4の手段は、第3の手段において、前記外周面に形成された前記絶縁体部には、コイル状基体を露出させる溝が形成され、該溝の底面に前記電極部が形成されていることを特徴とする色素増感太陽電池である。
図1(a)は、本実施形態に係る色素増感太陽電池の平面断面図、図1(b)は本実施形態に係る色素増感太陽電池の正面断面図、図1(c)は図1(a)のA−A’線断面図である。
これらの図に示すように、色素増感太陽電池1は、透光性の管状容器11の内面に、透明導電膜12が形成されており、透明導電膜12上には光電極13が形成されている。光電極13で発生した電子が管外に導出されるように、透明導電膜12は、封止部20内にまで延在しており、封止部20内に埋設された金属箔23に接続され、金属箔23に接続された外部リード24を介し電流路が形成されている。一方、光電極13と離間するように対向電極15が設けられており、対向電極15から延びる内部リード17が封止部16内に埋設された金属箔18に接続され、金属箔18に接続された外部リード19を介し電流路が管外まで導出されている。また、光電極13と対向電極15の間には電解液14が充填されており、管状容器11は電解液14が外部に漏れないように両端にピンチシールされた封止部16、20を有している。以下に、色素増感太陽電池1の各構成について詳述する。
図2(b)に示すように、金属ワイヤー製コイル(弾性体)からなる金属基体151が白金である場合には、基体表面には、シリカ(SiO2 )、アルミナ(Al2 O3 )、酸化チタン(TiO2 )等の絶縁体粒子152を設け、触媒機能を有する白金等の電極粒子を設ける必要はない。
図3は、本実施形態に係る色素増感太陽電池の正面断面図である。
同図に示すように、本実施形態の色素増感太陽電池1は、対向電極25として、金属ワイヤー製コイルに代えて、帯状の金属製コイルを用いた点で、第1の実施形態の色素増感太陽電池と構成が相違するが、その他の構成は、図1に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。この場合も図1と同様にコイル状基体の表面の一部に、外周方向に絶縁体部が形成されている。
初めに、図4(a)に示すように、帯状の金属材251を用意し、図4(b)に示すように、帯状の金属材251の幅広の面の表面上にアルミナ粒子等からなる絶縁体層(絶縁体部)252を形成する。次に、図4(c)に示すように、帯状の金属材251の長手方向に沿って金属材251を露出させる溝253を形成し、図4(d)に示すように、溝253の中に溶射、電解鍍金等によって白金層等の電極層(電極部)254を溝253の底面に形成し、絶縁体層が電極層より外方に突出した状態とする。前記の処理後、帯状の金属材の処理面が外周に位置されるように巻回して帯状の金属製コイルからなる対向電極25を作製する。なお、帯状の金属材が白金である場合は、白金層等の電極層を形成する必要はない。
11 管状容器
12 透明導電膜
13 光電極
14 電解液
15 対向電極
151 金属基体
152 絶縁体粒子(絶縁体部)
153 電極粒子(電極部)
154 堆積層
16、20 封止部
17、22 内部リード
18、23 金属箔
19、24 外部リード
21 絶縁兼支持部材
25 対向電極
251 帯状金属材
252 絶縁体層(絶縁体部)
253 溝
254 電極層(電極部)
Claims (4)
- 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である光電極と、該光電極と絶縁した対向電極とを備え、前記管状容器の内部に電解液が密封された色素増感太陽電池において、
前記対向電極は、金属材からなるコイル状基体と、該コイル状基体の外周面に設けられた電極部と、前記コイル状基体の外周面に前記電極部よりも径方向外方に突出するように形成された絶縁体部を備えることを特徴とする色素増感太陽電池。 - 前記絶縁体部は絶縁体粒子よりなり、該絶縁体粒子間にあって前記コイル状基体の表面に存在する、前記絶縁体粒子の粒子径より小径の電極粒子により電極部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池。
- 前記コイル状基体は、帯状部材の幅広の面を外周面として巻回した形状であることを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池。
- 前記コイル状基体の外周面に形成された前記絶縁体部には、コイル状基体を露出させる溝が形成され、該溝の底面に前記電極部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の色素増感太陽電池。
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