JP5082303B2

JP5082303B2 - 太陽電池及びその製造法

Info

Publication number: JP5082303B2
Application number: JP2006165756A
Authority: JP
Inventors: 泰啓小坂; 尚人松田; 栄隆辰見
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: JP2007335228A

Description

本発明は、太陽電池及びその製造法に関するものであり、より詳細には、色素増感型太陽電池及びその製造法に関する。

現在、地球規模の環境問題や化石エネルギー資源枯渇問題などの観点から太陽光発電に対する期待が大きく、単結晶及び多結晶シリコン光電変換素子が太陽電池として実用化されている。しかし、この種の太陽電池は、高価格であること、シリコン原料の供給問題などを有しており、シリコン以外の材料を用いた太陽電池の実用化が望まれている。

上記のような見地から、最近では、シリコン以外の材料を用いた太陽電池として、色素増感型太陽電池が提案されている。この種の太陽電池（セル）は、正電極基体と、透明導電性基体上に色素で増感された半導体層が形成されている負電極基体とが、その周縁部で貼り付けられており、該正電極基体と負電極基体との中央部の間隙に電解液が充填された構造を有している。

このような構造の色素増感型太陽電池では、負電極基体側から可視光を照射すると、色素が励起され、基底状態から励起状態へと遷移し、励起された色素の電子が負電極基体に形成されている半導体層へ注入され、所定の外部回路を通って正電極基体に移動する。正電極基体に移動した電子は、電解液中のイオンによって運ばれ、色素で増感されている半導体層に戻る。このような過程の繰り返しにより電気エネルギーが取り出されるわけである。

ところで、このような太陽電池では、電解液を充填するために、例えば、正電極基体と負電極基体との周縁部の間に電解液充填用の部材を設け、このような電池とは別体の部材から、正電極基体と負電極基体との間の空間に電解液を充填する方法が提案されている（特許文献１）。また、正電極基体と負電極基体との周縁部を熱可塑性接着剤でヒートシールにより封止し、電解液は、基材（正電極基体または負電極基体）に形成した孔を介して充填する方法も提案されている（特許文献２）。
特開２００２−２８００８６特開２００４−３１９１１２

しかしながら、特許文献１のように、電解液の充填のために、別体の部材を設けた場合には、当然、コストの増大をもたらしてしまう。また、特許文献２のように、基材に孔を形成する場合には、電池の基本性能の低下を生じてしまう。

従って、本発明の目的は、格別の部材を設けることなく、また電解液充填用の孔などの電池性能の低下を伴う部分を形成することなく、電解液の充填を行うことが可能な太陽電池及びその製造法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ヒートシールによる噛み込みシールを利用するが、ヒートシールによる性能低下を有効に回避することが可能な太陽電池の製造方法を提供することにある。

本発明によれば、発電層を内面に備えた第１の電極基板と、第１の電極基板に対向して配置された第２の電極基板と、第１の電極基板と第２の電極基板との間に設けられた電解液層とからなり、第１の電極基板と第２の電極基板の少なくとも一方が透明であるとともに、第１の電極基板と第２の電極基板との周縁部が貼り付けられている太陽電池において、
前記周縁部の一部は、電解液層を間に挟んでの噛み込みシールにより貼り付けられていることを特徴とする太陽電池が提供される。

本発明の太陽電池においては、
（１）前記第１の電極基板と第２の電極基板との間には、前記周縁部の内の前記噛み込みシールが行われる部分に、少なくとも仮止め層と本シール層とからなる接着剤層が設けられており、仮止め層は、前記電解液層を挟み込むことなく第１の電極基板または第２の電極基板に接着固定され、本シール層は、前記電解液層を挟み込んでの噛み込みシールにより第２の電極基板または第１の電極基板に接着固定されていること、
（２）前記仮止め層は、本シール層を第２の電極基板または第１の電極基板に接着固定する際の噛み込みシールに比して、相対的に低温及び／または低圧条件下で第１の電極基板または第２の電極基板に仮止め固定されるものであること、
が好ましい。

さらに、本発明によれば、発電層を内面に備えた第１の電極基板と該第１の電極基板に対向して配置された第２の電極基板との周縁部を、開口部が形成されるように、一部を残して貼り付けることにより形成された袋状基材を用意し、該開口部を介して袋状基材の内部に電解液を充填し、次いで、本シールによって、該開口部に位置する第１の電極基板と第２の電極基板との周縁部を貼り付けることにより太陽電池を製造する方法において、
袋状基材の作成に先立って、接着剤フィルムを前記第１の電極基板または第２の電極基板の前記開口部に位置する周縁部に仮止めシールしておき、
前記接着剤フィルムを、第２の電極基板または第１の電極基板に噛み込みシールすることにより、前記本シールを行うとともに、
前記仮止めシールは、前記噛み込みシールに比して相対的に低温及び／または低圧条件下で行われることを特徴とする太陽電池の製造方法が提供される。

本発明の製造法においては、
（３）前記接着剤フィルムは、仮止め層と本シール層とからなる接着剤層が設けられており、前記仮止めシールに際しては、該仮止め層が第１の電極基板または第２の電極基板に貼り付けられ、前記噛み込みシールに際しては、該本シール層が第２の電極基板または第１の電極基板に貼り付けられること、
が好ましい。

本発明の太陽電池は、第１の電極基板と第２の電極基板との周縁部の一部が電解液層を間に挟んでの噛み込みシールにより貼り付けられているため、電解液層を形成するための電解液の充填は、噛み込みシール前の段階の開口部を通して行われる。従って、第１の電極基板や第２の電極基板には、電解液を充填するための孔を形成する必要はなく、このような孔の形成による性能低下が有効に回避されている。また、第１の電極基板と第２の電極基板との周縁部の間には、電解液充填のための格別の部材は設けられておらず、従って、このような格別の部材によるコストの増大も有効に回避されている。

また、本発明の製造方法においては、互いに対向するように配置された第１の電極基板と第２の電極基板との周縁部を、開口部が形成されるように、一部を残して貼り付けることにより形成された袋状基材を用意し、この袋状基材の開口部を通して電解液が充填され、次いで、この開口部について、接着剤フィルムを用いての噛み込みシールによって本シールが行われるが、この接着剤フィルムは、開口部位における第１の電極基板及び第２の電極基板の何れか一方の周縁部に仮止めシールされており、電解液層を間に挟んでの噛み込みシールは、接着剤フィルムの一方側の面についてのみ行われる。従って、噛み込みシールによる接着不良、作業性低下などの不都合を有効に抑制することができる。

しかも本発明の製造方法においては、接着剤フィルムの第１の電極基板または第２の電極基板への仮止めシールは、噛み込みシールによる本シールに比して低温及び／または低圧条件下で行われる。従って、熱履歴による電池の性能低下を有効に回避することができる。

以下、添付図面に示す具体例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の太陽電池の概略側断面構造を示し、
図２は、本発明における太陽電池の製造プロセスを示し、
図３は、図２の製造プロセスに採用される噛み込みシールを説明するための説明図であり、
図４は、噛み込みシールの比較例を説明するための説明図であり、
図５は、本発明において、噛み込みシールのために好適に使用される接着剤フィルムの層構成を示す図であり、
図６は、仮止めシールと噛み込みシールによる本シールとを同一条件で行ったときの電極基板の抵抗変化を示す線図である（実験例１）。

図１を参照して、本発明の太陽電池は、例えば矩形形状の負電極シート１（第１の電極基板）と正電極シート３（第２の電極基板）との周縁部を接着剤層５で貼り合わせたものであり、中央部の空間には、電解液層が、電解液７を満杯に充填することにより形成されている。

負電極シート１は、(ｉ)透明基材シート１１と、その表面に設けられた透明電極層１３と、透明電極層１３上の中央部領域に形成された半導体層１５、もしくは(ｉｉ)金属シートと、その表面に形成された半導体層１５からなっており、半導体層１５の表面は、色素１７により増感されている。即ち、このような色素１７により増感された半導体層１５が発電層となる。

透明基材シート１１としては、透明なガラス板や透明樹脂フィルムが使用される。透明樹脂フィルムとしては、透明である限り任意のものが使用されるが、例えば、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４−メチル−１−ペンテン、或いはエチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィン同士のランダム乃至ブロック共重合体等のポリオレフィン系樹脂；エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体等のエチレン−ビニル化合物共重合体樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ、α−メチルスチレン−スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート；ポリフェニレンオキサイド；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体；及びこれらの混合物からなる樹脂；などからなるフィルムを用いることができる。一般的には、強度や耐熱性等の見地から、ＰＥＴフィルムやＰＥＮフィルムが好適に使用される。また、透明基材シート１１の厚みや大きさは、特に制限されず、最終的に使用される色素増感型太陽電池の用途に応じて適宜決定されるが、一般的には、その厚みは、１０乃至５００μｍ程度である。
一方、金属シートは、低電気抵抗の金属材料から形成されたものであれば特に制限されないが、一般的にはアルミニウム、銅またはステンレス鋼などの鉄から形成されていることが好適である。また、厚みは特に制限されず、適度な機械的強度が保持される程度の厚みを有していればよい。また、このような金属シート１９は、例えば蒸着等により、樹脂フィルム等に形成されてもよい。

透明電極層１３としては、酸化インジウム−酸化錫合金からなる膜（ＩＴＯ膜）や酸化錫にフッ素をドープした膜（ＦＴＯ膜）、酸化亜鉛膜などが代表的であるが、電気抵抗が低いことから、特にＩＴＯ膜が好適である。これらは蒸着により上記の透明基材シート１１上に形成され、その厚みは、通常、０．５乃至０．７μｍ程度である。
また、金属シートを用いる場合は、透明電極層の代わりに金属基体と半導体層１５との間に電解質液との接触を防ぐための導電層を設ける必要があり、特に、耐電解質腐食性と整流障壁性を有するものがよい。導電層としては、ニッケル或いはチタンが好ましく、金属基体より高抵抗の材料からなるため、その厚みは、適度な耐電解質腐食性と整流障壁性が確保される限り薄い方が良く、通常５ｍｍ乃至１００μｍ程度である。

半導体層１５は、金属酸化物半導体、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、タンタル、クロム、モリブデン、タングステンなどの金属の酸化物、或いはこれら金属を含有する複合酸化物、例えばＳｒＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３などのペロブスカイト型酸化物などからなるものであり、高い変換率を確保するためには、二酸化チタンにより形成されていることが好ましい。かかる半導体層１５は、上記の金属酸化物半導体の粒子を適当な溶媒に分散させて調製されたペーストを塗布し、焼き付けることにより多孔質に形成される。尚、用いる金属酸化物半導体の粒子は、多孔質化の点で微粒であることが好ましく、通常、その粒径が５〜５００ｎｍ、特に５〜３５０ｎｍの範囲にあるのがよい。また、形成される半導体層１５は、厚みが５乃至２０μｍ程度、半導体重量としては、０．００１乃至０．００５ｇ／ｃｍ^２程度であるのがよい。

上記の半導体層１５は、色素１７により増感されており、例えば増感色素の溶液をディッピング等により半導体層１５の表面に塗布し乾燥することにより、色素１７が吸着される。このような増感色素は、それ自体公知であり、例えば、カルボキシレート基、シアノ基、ホスフェート基、オキシム基、ジオキシム基、ヒドロキシキノリン基、サリチレート基、α−ケト−エノール基などの結合基を有している各種の色素、具体的には、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系などの有機色素類や、ルテニウム系、オスミウム系などの金属錯体系色素類などが好適に使用される。

一方、上記の負電極シート１（第１の電極基板）に対面して設けられている正電極シート３（第２の電極基板）は、基材シート２１の表面（負電極シート１に対面する側）に白金等からなる電極層２３を形成したものである。

上記の基材シート２１は、前述した負電極シート１の透明基材シートと同じ材質で形成されていてよく、特にＰＥＴやＰＥＮ等のポリエステル樹脂フィルムで形成されていることが好ましい。また、この基材シート２１の厚みも、太陽電池の用途等に応じて適宜の厚みを有していればよいが、一般には、２０乃至５００μｍ程度の厚みである。
なお、負電極シートが(ｉｉ)の金属シートの構成となっている場合は基材シート２１は透明で光を透過しなければならないが、（ｉ）の透明電極の場合は、透明である必要はない。

尚、基材シート２１は、多層構造を有していてもよく、例えば、上記のポリエステル樹脂フィルムを用い、この内面側或いは外面側に、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂などのバリアー樹脂からなる層を形成することもできるし、或いは、このようなバリアー樹脂を中間層とし、ポリエステル樹脂の層を外層及び内層とした積層構造とすることもできる。

また、基材シート２１と電極層２３との間に、必要により、電極層２５を設けてもよい。電極層２３及び２５は、それぞれ蒸着により形成され、例えば何れも０．５乃至０．７μｍ程度の厚みを有しているが、特に電極層２５を介して電極層２３を形成した場合には、かかる電極層２３を密着性よく緻密に形成できるという利点がある。

図１に示されている負電極シート１と正電極シート３との周縁部を貼り付けて封止する接着剤層５については後述するが、このような接着剤層５によって貼り付けられた負電極シート１と正電極シート３の電極間間隔（電極層１３と２３の間隔）は、通常、１０乃至１００μｍの範囲に設定される。

また、負電極シート１と正電極シート３との中央部の間隙（接着剤層５で封止されている領域）には、後述するプロセスによって電解液７を充填することにより電解液層が形成されている。かかる電解液７としては、通常、リチウムイオン等の陽イオンや塩素イオン等の陰イオンを含む種々の公知の電解質溶液を使用することができる。また、この電解質溶液中には、酸化型構造及び還元型構造を可逆的にとり得るような酸化還元対を存在させることが好ましく、このような酸化還元対としては、例えばヨウ素−ヨウ素化合物、臭素−臭素化合物、キノン−ヒドロキノンなどを挙げることができる。

さらに、上記の電解液７は、紙や不織布などのメッシュ状の電気絶縁性シート（図示せず）に含浸されていてもよく、このような電気絶縁性シートにより、負電極シート１と正電極シート３との電気的リークを確実に防止することができる。

上記のような構造の太陽電池は、(ｉ)の構造の場合には負電極シート１側からの可視光の照射により、色素１７が励起され、励起された色素１７の電子が半導体層１５に注入される。従って、電極層１３と電極層２３とを外部回路を介して導通させておくことにより、半導体層１５に注入された電子は、電極層２３に流れ込み、電解液７中のイオンによって運ばれ、再び色素１７で増感されている半導体層１５に戻り、このような過程の繰り返しにより電気エネルギーが取り出され、電池として機能することとなる。(ｉ)のような構造の場合には正電極シート３側から光が照射され、電解液層７を通り色素１７を励起し、上記と同様の過程を経て電池として機能する。

本発明において、上述した構造の太陽電池は、図２に示すプロセスによって製造される。

即ち、図２を参照して、先ず、上述した負電極シート１と正電極シート３とを互いに対面させ、三方をヒートシールすることにより、全体として３０で示す袋状基材を作成する[図２（ａ）]。尚、かかる袋状基材３０においては、当然、負電極シート１に形成されている発電部（透明電極層１３及び半導体層１５）側が内面となり、この発電部が正電極シート３の電極側と対面するようになっている。

上記の袋状基材３０において、三方シール部は３１で示され、三方シールされていない開口部分は、充填口３３となる。また、かかる袋状基材３０からは、通常、正電極シート３の電極層２３が、取り出し電極３５として、三方シール部３１からはみ出している。

袋状基材３０を作製するにあたっての三方シールは、負電極シート１と正電極シート３との周縁部（三方シール部３１に対応する部分）に、フィルム状の枠体を挟み込んでのヒートシールによって行われる。このような枠体を形成する樹脂としては、特に制限されるものではなく、ヒートシール性を示す任意の接着性樹脂を用いることができ、例えば、前述した透明樹脂フィルムの材質で例示した各種の熱可塑性樹脂などを使用することができるが、通常は、過度に高温に加熱してのヒートシールを避けるため、軟化点が５０乃至１５０℃程度のものがよく、また接着性が良好であることから、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、(メタ)アクリレート樹脂の如き、カルボニル基などの官能基を有している熱可塑性樹脂が好適である。前述した図１に示されている接着剤層５は、三方シール部３１では、上記の接着性樹脂から形成されることとなる。

このようなフィルム状の枠体を用いての三方シールは、ヒートシールバーを用い、一般に、１００乃至２５０℃の範囲で、且つヒートシール時間は１乃至１０秒程度がよい。または、高周波を用いてシールを行ってもよい。ただし、基板に金属が用いられている場合には、熱板によるヒートシールに加えて高周波誘導加熱によってシールされてもよい。あまり高い温度で且つ長時間ヒートシールを行うと、負極シート１や正極シート３に形成されている電極の抵抗増大などの不都合を生じるおそれがあるからである。また、ヒートシール圧が高く過ぎても、電極内でのクラック発生などを生じるおそれがあるため、ヒートシール圧は低い方が好ましく、０．０１乃至０．３ＭＰａ程度の圧力がよい。

尚、三方シールを上記のようなフィルム状の枠体を用いてのヒートシールにより行わず、例えば液状の接着剤を用いて行うことも考えられるが、この場合には、硬化のために長時間の高温加熱が必要となり、電極の抵抗増大などの不都合を生じるおそれがある。また、三方シールする部分へのコーティングなどの作業が面倒であり、生産性も低下してしまう。従って、上述したヒートシールにより三方シールを行うことが好適である。

本発明において、上記のようにして作製された袋状基材３０には、充填口３３を介して電解液７が満杯に充填される［図２（ｂ）］。

本発明では、このようにして電解液７が満杯に充填された袋状基材３０の開口部、即ち充填口３０を、噛み込みシールによる本シールによって封止し、電解液７を封入することによって、図１に示すような構造の太陽電池を得る［図２（ｃ）］。図２（ｃ）においては、噛み込みシールによって閉じられた噛み込みシール部を３６で示した。
尚、噛み込みシールは、電解液７の層を間に挟んでのヒートシールにより行われるものであり、ヒートシールに際しての圧力によって、間に挟まれている電解液は外部に排出されることとなる。

上記のようにして得られる本発明の太陽電池は、予め、電解液７が充填された状態での噛み込みシールによって電解液７が封止されるため、負極シート１や正極シート３に、電解液７を充填するための孔を設ける必要がなく、従って、このような孔による電池の性能低下を有効に回避することができる。また、負極シート１と正極シート３との周縁部の間に、電解液７を充填するための格別の部材を設ける必要もないため、このような部材によるコストの増大も有効に回避することができる。さらに、負極シート１と正極シート３との周縁部の貼り付けは、噛み込みシールを含め、全てヒートシールにより行われ、接着剤の塗布のような面倒な手段を採用していないため、極めて高い生産効率で太陽電池を製造することが可能となる。

また、本発明においては、上記の噛み込みシールは、図３に示されているようにして行われる。即ち、接着剤フィルム３７を、負極シート１の充填口３３となるべき周縁部の透明電極層１３上にヒートシールにより固定しておき、このように固定された接着剤フィルム３７を用いて、噛み込みシールが行われる。

噛み込みシールの方法としては、例えば図４に示されているように、負極シート１と正極シート３との周縁部の所定位置に、接着剤フィルム３７を挿入し、この状態でヒートシールを行う方法がある。しかるに、この場合には、図４から明らかなように、接着剤フィルム３７の両面側に電解液７の層が存在する状態でヒートシールが行われることとなる。即ち、接着剤フィルム３７と負極シート１（透明電極層１３）との接着固定及び接着剤フィルム３７と正極シート３（電極層２３或いは透明電極層２５）との接着固定の何れもが、間に電解液７の層が介在した状態でのヒートシールにより行われる。

さらに、図３に示すように、予め接着剤フィルム３７を、負極シート１の周縁部の所定位置に接着固定しておけば、噛み込みシールに際して、電解液７の層は、接着剤フィルム３７の一方の面にのみ存在することとなり、この結果、接着不良の発生率を効果的に低減させることが可能となるのである。

尚、図３の例では、接着剤フィルム３７は、負極シート１側に固定されているが、接着剤フィルム３７を正極シート３側に固定することも勿論可能である。

さらに本発明においては、図３に示すような接着剤フィルム３７の負極シート１側（或いは正極シート３側）への接着固定は、仮止めシールによって行われる。この仮止めシールは、噛み込みシールや三方シールの如き本シールに比して相対的に低温及び／または低圧条件下で行われるヒートシールであり、このような仮止めシールによって接着剤フィルム３７を負極シート１（或いは正極シート３）側に仮止めすることにより、太陽電池の熱履歴や加圧によるクラックの発生からなる性能低下を有効に回避することができる。

図６を参照されたい。図６は、後述する実験例１において、接着剤フィルム３７を、負極シート１と正極シート３の周縁部（透明電極層１３と電極層２３との間）に挿入し、ヒートシールを２回行ったとき、負極シート１（透明電極層１３）及び正極シート３（電極層２３）についての抵抗値の変化を、ヒートシールが行われる前の抵抗値との比較で示した線図であり、それぞれのヒートシール条件は、噛み込みシールの如き、本シールと同様の条件（温度；１９０℃、圧力；０．３ＭＰａ、時間；１０秒）に設定されている。かかる図６の実験結果によると、同一部位について、ヒートシールの回数が１回の場合には、透明電極層１３及び電極層２３の抵抗値はそれほど増大していないが、ヒートシールが２回になると、これらの抵抗値が急激に増大していることが判る。即ち、接着剤フィルム３７をヒートシールにより、負極シート１側あるいは正極シート３側に接着固定し、さらに噛み込みシールの如き本シールを行ったときには、ヒートシールが２回行われることとなり、従って、図６の実験結果から、抵抗値の増大を招き、太陽電池の性能低下を引き起こすことがある。

このような場合には、本発明においては、前述したように、接着剤フィルム３７の負極シート１側あるいは正極シート３側への接着固定を、噛み込みシールの如き本シールに比して低温及び／または低圧条件でのヒートシールによる仮止めにより行うことにより、上記のような抵抗値の増大を有効に回避することができる。

本発明において、上記のような仮止めシール及び噛み込みシールは、具体的には、以下の条件で行うことが好ましい。

例えば、噛み込みシールは、透明電極層１３や電極層２３の熱劣化を回避するため、前述した三方シールと同様のヒートシール温度（１００乃至２５０℃）、及びヒートシール時間（１乃至１０秒程度）で行われる。この場合、ヒートシール圧ができるだけ小さい方が好ましいことは、三方シールと同様であるが、噛み込みシールの場合には、間に挟まれた電解液７の層を外部に排出することが必要であるため、三方シールに比して若干高いヒートシール圧とすることが好適であり、通常、０．３乃至２．５ＭＰａ程度とするのがよい。このような条件での噛み込みシールにより、接着剤フィルム３７は、負極シート１（透明電極層１３）と正極シート（電極層２３）にがっちりと固定され、電解液７が封入される。

一方、上記の噛み込みシールに先立って行われる仮止めシールは、上記の噛み込みシールに比して低温条件で行われるが、噛み込みシールの温度条件に近いと、抵抗の増大抑制効果が低減するため、通常、５０乃至１５０℃の範囲にヒートシール温度を設定することが好ましい。また、ヒートシール時間やヒートシール圧は、用いる接着剤フィルム３７の材質に応じ、上記のような低温条件下でのヒートシールにより、ある程度の接着力で接着剤フィルム３７が負極シート１（透明電極層１３）あるいは正極シート（電極層２３）に仮止めされるように選択すればよい。一般には、三方シールと同様のヒートシール時間及びヒートシール圧に設定される。

また、本発明において使用される接着剤フィルム３７は、基本的には、三方シールに際して使用される枠体と同様のヒートシール性接着性樹脂から形成されていてよいが、低温条件でのヒートシールによって仮止めシールされるため、該接着性樹脂の軟化点が比較的低く、５０乃至１５０℃の軟化点を有するものが好適であり、特に透明電極１３や電極層２３などの金属に対して接着性の高いエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂や(メタ)アクリレート樹脂が好適である。

また、接着剤フィルム３７は、図５に示すように、仮止め層５０と本シール層５１との２層構成の積層フィルム、もしくは製膜性に優れる樹脂などを間に有する多層構造であってもよい。即ち、仮止め層５０側を、上述した仮止めシールによって負極シート１或いは正極シート３に仮止めシールし、本シール層５１を、噛み込みシールによる本シール側とするのがよい。このように、接着剤フィルム３７を機能分離することにより、仮止めシールや噛み込みシールにより、良好な接着強度を確保することができる。

このような多層構成の接着フィルム３７において、本シール層５１を構成するヒートシール性熱可塑性樹脂としては、噛み込みシールに際しての加熱に際して溶融軟化して間の電解液を外部に排出するようなものが好適であり、前述した三方シールに使用される枠体を構成する接着性樹脂と同様、５０乃至１５０℃の範囲の軟化点を有するものがよい。また、仮止め層５０を構成する接着性樹脂としては、電解液を間に挟まないので本シール層５１のように電解液を排出する必要が無く、５０〜１５０℃といった低温でのヒートシールによって仮止めシールできるような樹脂が好適である。

また、本シール層５１と仮止め層５０とは、同種のヒートシール性熱可塑性樹脂で形成されていることが、本シール層５１と仮止め層５０との剥離を回避する上で好適である。また、本シール層５１と仮止め層５０とを異種の熱可塑性樹脂で形成する場合には、両層の剥離を回避し、高い接着強度を確保するために、少なくとも一方が、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂や(メタ)アクリレート系樹脂の如き、官能基含有の熱可塑性樹脂が好適であり、この場合、もっとも好適には、仮止め層５０が官能基含有熱可塑性樹脂で形成されていることが、低温でのヒートシール（仮止め）により、負極シート１（透明電極層１３）あるいは正極シート（電極層２３）に良好に接着固定し得るという点で好ましい。さらに
仮止め層５０は低軟化点の樹脂や粘着材などがブレンドされていてもよく、これにより低温での仮止め接着が可能となる。これらの積層型の接着フィルム３７は、共押し出しやサンドイッチラミネーションなどの公知の方法によって容易に得ることができる。

尚、上述した接着剤フィルム３７や三方シールに用いる熱可塑性樹脂枠の厚みは、接着剤層５に関して述べたように、ヒートシール後における負電極シート１と正電極シート３の電極間間隔（電極層１３と２３の間隔）が、１０乃至１００μｍの範囲となるようなものであればよい。また、積層型の接着剤フィルム３７に関しては、仮止め層５０は本シール層５１に比して薄くてよく、例えばヒートシール前において、１乃至３０μｍ程度の厚みであればよい。

上記のような方法で得られる本発明の太陽電池は、噛み込みシールによる抵抗増大などの不都合が有効に回避されており、また極めて高い生産性で製造される。

本発明を、次の実験例で説明する。

＜実験例１＞
ＩＴＯフィルム（基材にＰＥＮを使用したもの、厚み１２５μｍ、トービ（社）製）を２枚重ね合わせ、その間に厚み５０μｍの接着剤（ニュクレルＮ１５２５、三井・デュポン社製）を挟んだサンプルを準備した。
このサンプルをヒートシール回数による表面抵抗率の変化を見るために、圧力０．３ＭＰａで１０秒間押圧した。
圧力をかける前、１度押圧したもの、２度したもの、それぞれについて同じ場所の表面抵抗率を測定したものを図６に示した。

＜実験例２＞
ＩＴＯフィルム（実験例１で使用した物と同じ）に接着剤をのせ、７０℃に設定したヒートプレート上に置くことによって接着剤を仮止めした。その後、もう一枚のＩＴＯフィルムを重ねて、圧力０．３ＭＰａで１０秒間押圧した。
ここで用いた接着剤は本シール層としてニュクレル（Ｎ１５２５）、仮止め層としてアドマー（ＮＥ０５８、三井化学製）の２層構造を有していて仮止め層のアドマーには２０ｗｔ％の割合でニュクレル（Ｎ１５２５）がブレンドされている。
接着剤を仮止めする前と圧力をかけた後のそれぞれについて同じ場所の表面抵抗率を測定した。下部基板、上部基板ともに表面抵抗率は１．００１とほとんど変化が無いことがわかった（最初の表面抵抗率を１とした）。このことにより、仮止め・本シールという方法により基材に影響なく電解液を封止できることがわかった。

本発明の太陽電池の概略側断面構造を示す図。本発明における太陽電池の製造プロセスを示す図。図２の製造プロセスに採用される噛み込みシールを説明するための説明図。噛み込みシールの比較例を説明するための説明図。本発明において、噛み込みシールのために好適に使用される接着剤フィルムの層構成を示す図。仮止めシールと噛み込みシールによる本シールとを同一条件で行ったときの電極基板の抵抗変化を示す線図（実験例１）。

符号の説明

１：負電極シート
３：正電極シート
７：電解液
１３：透明電極層
２３：不透明電極
３０：袋状基材
３１：三方シール部
３３：充填口
３５：取り出し電極
３６：噛み込みシール部
３７：接着剤フィルム
５０：仮止め層
５１：本シール層

Claims

発電層を内面に備えた第１の電極基板と、第１の電極基板に対向して配置された第２の電極基板と、第１の電極基板と第２の電極基板との間に設けられた電解液層とからなり、第１の電極基板と第２の電極基板の少なくとも一方が透明であるとともに、第１の電極基板と第２の電極基板との周縁部が貼り付けられている太陽電池において、
前記周縁部の一部は、電解液層を間に挟んでの噛み込みシールにより貼り付けられていることを特徴とする太陽電池。
前記第１の電極基板と第２の電極基板との間には、前記周縁部の内の前記噛み込みシールが行われる部分に、少なくとも仮止め層と本シール層とからなる接着剤層が設けられており、仮止め層は、前記電解液層を挟み込むことなく第１の電極基板または第２の電極基板に接着固定され、本シール層は、前記電解液層を挟み込んでの噛み込みシールにより第２の電極基板または第１の電極基板に接着固定されている請求項１に記載の太陽電池。
前記仮止め層は、本シール層を第２の電極基板または第１の電極基板に接着固定する際の噛み込みシールに比して、相対的に低温及び／または低圧条件下で第１の電極基板または第２の電極基板に仮止め固定されるものである請求項２に記載の太陽電池。
発電層を内面に備えた第１の電極基板と該第１の電極基板に対向して配置された第２の電極基板との周縁部を、開口部が形成されるように、一部を残して貼り付けることにより形成された袋状基材を用意し、該開口部を介して袋状基材の内部に電解液を充填し、次いで、本シールによって、該開口部に位置する第１の電極基板と第２の電極基板との周縁部を貼り付けることにより太陽電池を製造する方法において、
袋状基材の作成に先立って、接着剤フィルムを前記第１の電極基板または第２の電極基板の前記開口部に位置する周縁部に仮止めシールしておき、
前記接着剤フィルムを、第２の電極基板または第１の電極基板に噛み込みシールすることにより、前記本シールを行うとともに、
前記仮止めシールは、前記噛み込みシールに比して相対的に低温及び／または低圧条件下で行われることを特徴とする太陽電池の製造方法。
前記接着剤フィルムは、仮止め層と本シール層とからなる接着剤層が設けられており、前記仮止めシールに際しては、該仮止め層が第１の電極基板または第２の電極基板に貼り付けられ、前記噛み込みシールに際しては、該本シール層が第２の電極基板または第１の電極基板に貼り付けられる請求項４に記載の太陽電池の製造方法。