JP5240650B2 - Dye-sensitized solar cell - Google Patents

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Description

本発明は、耐久性に優れる色素増感型太陽電池に関するものである。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell excellent in durability.

近年、温暖化等の地球環境の悪化が懸念され、クリーンなエネルギーとして太陽光発電が注目されている。
しかし、その普及は未だ満足出来る状態ではない。
そして、普及への障害となっている最も大きな原因の一つは、現在主流であるシリコン系太陽電池の製造コストが高いことにある。
この製造コストが下がらない大きな要因は、シリコン系太陽電池に必要なシリコン半導体を安価に大量に供給することには、その製法上限界があり、今後も大きな改善は望めそうもない点である。
In recent years, there is concern about deterioration of the global environment such as global warming, and solar power generation has attracted attention as clean energy.
However, its spread is not yet satisfactory.
And one of the biggest causes that are the obstacle to the spread is the high manufacturing cost of silicon solar cells which are currently mainstream.
A major factor that does not reduce the manufacturing cost is that there is a limit in the manufacturing method for supplying a large amount of silicon semiconductors necessary for silicon-based solar cells at a low cost, and it is unlikely that significant improvement will be expected in the future.

このシリコン系太陽電池に対し、グレッツェルらのグループが発表した色素増感太陽電池は、分光増感色素に増感された光変換層を作用電極とする湿式太陽電池である。
この湿式太陽電池の基本構成は、ガラス等の透明基板に設けた透明導電電極、電解質、分光増感色素、酸化チタン等の多孔質半導体層、基板に設けた対電極から成る。
この種の色素増感太陽電池は、使用する材料が安価であり、作製には、シリコン系太陽電池に必要な真空プロセス等の大掛かりな設備を必要としないことから、低コストの太陽電池として期待を集めている。
In contrast to this silicon-based solar cell, a dye-sensitized solar cell announced by the group of Gretzel et al. Is a wet solar cell using a light conversion layer sensitized by a spectral sensitizing dye as a working electrode.
The basic structure of this wet solar cell includes a transparent conductive electrode provided on a transparent substrate such as glass, an electrolyte, a porous semiconductor layer such as spectral sensitizing dye, titanium oxide, and a counter electrode provided on the substrate.
This type of dye-sensitized solar cell is expected to be a low-cost solar cell because the material used is inexpensive and does not require large-scale equipment such as a vacuum process required for silicon-based solar cells. Collecting.

しかし、現時点までに開発された色素増感太陽電池の信頼性は、シリコン系のそれと比べて低い。
その原因の一つが、電子のキャリアである電解質の封止の問題がある。
電解質が漏洩したり、電解質に、外部から水分等が侵入すると、発電効率が低下するのみならず、光変換層の劣化が生じ、色素増感太陽電池の寿命を短くする問題を惹起していた。
電解質には、液体、ゲルおよび固体などの形態が挙げられる。
電解液の封止には、漏洩の少ないゲルや固体が適している(特許文献1)。
しかし、シリコン系並みの高い変換効率を得るには、液体、それもアセトニトリル等の極性が高くかつ揮発性の高い有機溶媒が好ましい。
ただし、かかる電解液を太陽電池のセル中に封止することは難しい。
このため、色素増感太陽電池の長期信頼性の向上には、透明導電電極と対電極の基板間にある電解液を、封止材を用いることにより基板端部周辺を封止し、電解液の漏洩や水分の浸入を防止することが、必要不可欠である。
However, the reliability of the dye-sensitized solar cell developed so far is lower than that of silicon.
One of the causes is a problem of sealing an electrolyte that is an electron carrier.
If the electrolyte leaks or moisture enters the electrolyte from the outside, not only will the power generation efficiency decrease, but also the light conversion layer will deteriorate, causing problems that shorten the life of the dye-sensitized solar cell. .
Electrolytes include forms such as liquids, gels and solids.
A gel or solid with little leakage is suitable for sealing the electrolytic solution (Patent Document 1).
However, in order to obtain conversion efficiency as high as that of silicon, a liquid, or an organic solvent having high polarity and high volatility such as acetonitrile is preferable.
However, it is difficult to seal such an electrolyte in a solar cell.
Therefore, in order to improve the long-term reliability of the dye-sensitized solar cell, the electrolyte solution between the transparent conductive electrode and the counter electrode substrate is sealed around the edge of the substrate by using a sealing material. It is indispensable to prevent leakage and moisture intrusion.

これまで検討された封止方法としては、液状接着剤(特許文献2)、ホットメルトフィルム(特許文献3)およびガラスフリット(特許文献4)等を使用する接着方式がある。
そして、液状接着剤には、シリコン系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられるが、いずれの接着剤も、基板などの披接着剤との接着性を高めるために、ある程度の極性を有している。
このため、この極性により、電解液との親和性が高くなり、侵食や膨潤により長期的には封止性能が低下する。
一方、極性の小さい接着剤として、ポリイソプチレン系樹脂が報告されている。
これにより電解液による侵食や膨潤はある程度抑制されるものの、接着性が劣るため長期的には剥離等により封止性能が低下する恐れがある。
As a sealing method studied so far, there is an adhesion method using a liquid adhesive (Patent Document 2), a hot melt film (Patent Document 3), a glass frit (Patent Document 4), and the like.
Liquid adhesives include silicon resins, epoxy resins, acrylic resins, etc. All of these adhesives have a certain degree of polarity in order to improve the adhesiveness with the adhesive such as the substrate. ing.
For this reason, this polarity increases the affinity with the electrolytic solution, and the sealing performance deteriorates in the long term due to erosion and swelling.
On the other hand, a polyisobutylene resin has been reported as an adhesive having a small polarity.
Thereby, although erosion and swelling by the electrolytic solution are suppressed to some extent, since the adhesiveness is inferior, the sealing performance may be deteriorated due to peeling or the like in the long term.

また、ホットメルトフィルムには、分子鎖中にカルボン酸基を有する熱可塑性樹脂、具体的にはハイミラン(三井デュポンケミカル社製)が挙げられる(特許文献5)。
ただし、液状接着剤同様、極性を有しているため、長期的には封止性能が低下する恐れがある。
一方、ガラスフリットによる封止は、封止性能には優れるものの、一般に450℃以上の加熱処理が必要であるため、増感色素をはじめとした構成部品の変質を招く恐れがある。
また、作業が煩雑になり、製造コストの悪化を招いていた。
一方、水ガラスなどのケイ酸塩を用いることで、固化温度を60℃以下とすることもできる。
しかしながら、水ガラスに含有される水やナトリウムなどが電解質に溶解して、変換効率を低下させる恐れがある(特許文献7)。
さらに太陽電池は太陽光の照射によりセル温度が上昇するため、いずれの接着方式においても、封止材と基板との線膨張率が異なる場合、温度変化による膨潤収縮により接着部分の剥離や基板の破損が生じる恐れがあった。
The hot melt film includes a thermoplastic resin having a carboxylic acid group in the molecular chain, specifically, Himiran (manufactured by Mitsui DuPont Chemical) (Patent Document 5).
However, since the liquid adhesive has polarity, the sealing performance may be deteriorated in the long term.
On the other hand, sealing with glass frit is excellent in sealing performance, but generally requires heat treatment at 450 ° C. or higher, which may cause deterioration of components such as a sensitizing dye.
In addition, the work becomes complicated and the manufacturing cost is deteriorated.
On the other hand, by using a silicate such as water glass, the solidification temperature can be set to 60 ° C. or lower.
However, water and sodium contained in the water glass may be dissolved in the electrolyte to lower the conversion efficiency (Patent Document 7).
In addition, since the cell temperature of solar cells rises due to the irradiation of sunlight, in any bonding method, when the linear expansion coefficient of the sealing material and the substrate is different, the adhesive portion is peeled off or the substrate There was a risk of damage.

このような接着方式の封止課題に対して、図2に示す様な、封止材に弾性を備える合成樹脂を使用し、これを基板端部周辺に配し、基板で挟み圧縮することで電解液を封止する非接着方式が提案されている(特許文献6)。   For such a sealing problem of the adhesion method, as shown in FIG. 2, a synthetic resin having elasticity is used as the sealing material, and this is arranged around the edge of the substrate, and is sandwiched and compressed by the substrate. A non-adhesive method for sealing an electrolytic solution has been proposed (Patent Document 6).

すなわち、光電極104が、透明な第1電極基材101と、この第1電極基材101の一面に設けられた第1導電膜102と、この第1導電膜102上に半導体材料を用いて形成され、増感色素を吸着させてなる多孔質の半導体層103とより構成されている。
また、対電極107が、第2電極基材105と、この第2電極基材105の一面に設けられた第2導電膜106とより構成されている。
この光電極104と対電極107との間には、液状またはゲル状の電解質を含む電解質層108が介在している。
更に、光電極104と対電極107との間には、電解質層108を封止する封止材が設けられ、この封止材として、弾性を備えた合成樹脂材製ガスケット109を使用している。
また、これらの部材を一体化するために、光電極104と対電極107の4箇所の角部が、4本のボルト111とナット112により、締め付け保持されている。
That is, the photoelectrode 104 is made of a transparent first electrode substrate 101, a first conductive film 102 provided on one surface of the first electrode substrate 101, and a semiconductor material on the first conductive film 102. The porous semiconductor layer 103 is formed and formed by adsorbing a sensitizing dye.
The counter electrode 107 includes a second electrode base material 105 and a second conductive film 106 provided on one surface of the second electrode base material 105.
An electrolyte layer 108 containing a liquid or gel electrolyte is interposed between the photoelectrode 104 and the counter electrode 107.
Further, a sealing material for sealing the electrolyte layer 108 is provided between the photoelectrode 104 and the counter electrode 107, and a synthetic resin material gasket 109 having elasticity is used as the sealing material. .
In order to integrate these members, the four corners of the photoelectrode 104 and the counter electrode 107 are clamped and held by four bolts 111 and nuts 112.

本法によれば、封止材が弾性を備えていることで、基材の膨潤収縮に追随することが可能なため、接着部分の剥離や基板の破損の恐れは少なく、封止の長期信頼性を確保できる。
しなしながら、提案された封止材の形状はO-リング状であるため、基板間のスペースは大きくなり、接着方式で一般的なスペース厚みである100μm以下にすることは非常に困難である。
このため、封止性には優れていても、高い変換効率を期待できない。
According to this method, since the sealing material has elasticity, it is possible to follow the swelling and shrinkage of the base material. Can be secured.
However, since the shape of the proposed sealing material is an O-ring shape, the space between the substrates becomes large, and it is very difficult to reduce the space thickness to 100 μm or less, which is a general space thickness in the bonding method. .
For this reason, even if it is excellent in sealing performance, high conversion efficiency cannot be expected.

また、O-リング形状の弾性体を圧縮して封止するには、一般的に大きいシール面圧が必要とされる。
このため、セルが大面積化した場合、大きな圧縮力によって基板が撓むか、場合によっては破損する恐れがある。
更に、この種方法は、光電極104と対電極107の4箇所の角部を、4本のボルト111とナット112により、締め付け保持しているため、ガスケット109に加わる圧力が不均等になりやすく、局所的に面圧の高い部位と低い部位が発生しやすいため、応力集中による基板の破壊、高圧縮による弾性体のヘタリ、圧縮過少からくる面圧不足によっての漏れなどの問題が惹起していた。
Further, in order to compress and seal an O-ring shaped elastic body, generally a large seal surface pressure is required.
For this reason, when the area of the cell is increased, the substrate may be bent by a large compressive force or may be damaged in some cases.
Further, in this type of method, the four corners of the photoelectrode 104 and the counter electrode 107 are clamped and held by the four bolts 111 and nuts 112, so that the pressure applied to the gasket 109 tends to be uneven. Since local high-pressure parts and low-pressure parts are likely to occur locally, problems such as breakage of the substrate due to stress concentration, loss of elastic body due to high compression, and leakage due to insufficient surface pressure due to under-compression are caused. It was.

特開2002−299665号公報JP 2002-299665 A 特開2002−368236号公報JP 2002-368236 A 特開2003−188394号公報JP 2003-188394 A 特開2004−172048号公報JP 2004-172048 A 特開2007−335197号公報JP 2007-335197 A 特開2006−202681号公報JP 2006-202681 A 特開2007−073401号公報JP 2007-074031 A

弾性材製ガスケットと接着剤層とを並列に使用することにより、光電極と対電極とを接着一体化するために最適な極性のある接着剤を使用することが可能で、しかも、温度変化による膨潤収縮により接着部分の剥離や基板の破損が生じたとしても、電解質が漏洩することを防止できると共に、ガスケットに均一な面圧を与え、良好な封止機能を発揮することである。   By using an elastic gasket and an adhesive layer in parallel, it is possible to use an adhesive with the optimum polarity for bonding and integrating the photoelectrode and the counter electrode, and also due to temperature changes. Even if peeling of the bonded portion or damage to the substrate occurs due to swelling and shrinkage, the electrolyte can be prevented from leaking, and a uniform surface pressure can be applied to the gasket to exhibit a good sealing function.

上記目的を達成するために本発明にあっては、透明な第1電極基材と、前記第1電極基材の一面に設けられた第1導電膜と、前記第1導電膜上に半導体材料を用いて形成され、増感色素を吸着させてなる多孔質の半導体層とよりなる光電極と、第2電極基材と、前記第2電極基材の一面に設けられた第2導電膜とよりなる対電極と、前記光電極と前記対電極との間に配された電解質層と、前記光電極と前記対電極との間に前記電解質層を封止する封止手段が設けられた色素増感型太陽電池において、前記封止手段が前記光電極と前記対電極との間に挟まれ、前記電解質層を封止している弾性材製ガスケットと、前記ガスケットの外周側に位置して、前記光電極と前記対電極とを接着一体化している接着剤層とより構成され、前記ガスケットが、前記光電極と前記対電極にそれぞれ設けた溝部の間に配置されていると共に、前記ガスケットの材質が、エチレンプロピレンターポリマー(EPDM)で前記接着剤層に使用される接着剤が液状エポキシ樹脂であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a transparent first electrode base material, a first conductive film provided on one surface of the first electrode base material, and a semiconductor material on the first conductive film A photoelectrode comprising a porous semiconductor layer formed by adsorbing a sensitizing dye, a second electrode substrate, a second conductive film provided on one surface of the second electrode substrate, A dye provided with a counter electrode comprising: an electrolyte layer disposed between the photoelectrode and the counter electrode; and a sealing means for sealing the electrolyte layer between the photoelectrode and the counter electrode In the sensitized solar cell, the sealing means is sandwiched between the photoelectrode and the counter electrode, and is located on the outer peripheral side of the gasket, the gasket made of an elastic material sealing the electrolyte layer , and the counter electrode and the photoelectrode is more structure and the adhesive layer are bonded and integrated, the gasket Together are arranged between the groove respectively provided on the counter electrode and the photoelectrode, the material of the gasket, an ethylene propylene terpolymer (EPDM), adhesive liquid epoxy resin used in the adhesive layer It is characterized by being.

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項1記載の発明の色素増感型太陽電池によれば、弾性材製ガスケットと接着剤層とを並列に使用することにより、光電極と対電極とを接着一体化するために最適な極性のある接着剤を使用することが可能で、しかも、温度変化による膨潤収縮により接着部分の剥離や基板の破損が生じたとしても、電解質が漏洩することを防止できると共に、ガスケットに均一な面圧を与え、良好な封止機能を発揮することが出来ると共に、ガスケットの位置決めが容易であるため、組み付けやすく、電極基材間を直接シールするため、良好な封止機能を発揮出来、また、電解質層によりガスケットが侵食や膨潤を受け難く、長期に渡って、安定した封止機能を発揮し、更に光電極と対電極とを確実に接着一体化できる。
The present invention has the following effects.
According to the dye-sensitized solar cell of the first aspect of the invention, the optimum polarity for bonding and integrating the photoelectrode and the counter electrode by using the elastic material gasket and the adhesive layer in parallel. It is possible to use an adhesive with an adhesive, and even if the adhesive part is peeled off or the substrate is damaged due to swelling shrinkage due to temperature change, the electrolyte can be prevented from leaking and the gasket has a uniform surface pressure. It is easy to assemble because the gasket is easy to position, and it can seal directly between the electrode base materials, so it can exhibit a good sealing function, and electrolyte The layer is not easily eroded or swollen by the layer, exhibits a stable sealing function over a long period of time, and can securely bond and integrate the photoelectrode and the counter electrode.

更に、請求項2記載の発明の色素増感型太陽電池によれば、高い変換効率が期待できる。

Furthermore, according to the dye-sensitized solar cell of the invention described in claim 2 , high conversion efficiency can be expected.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1に基づき発明を実施するための最良の形態について説明する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
The best mode for carrying out the invention will be described with reference to FIG.

すなわち、光電極4が、透明な第1電極基材1と、この第1電極基材1の一面に設けられた第1導電膜2と、この第1導電膜2上に半導体材料を用いて形成され、増感色素を吸着させてなる多孔質の半導体層3とより構成されている。
また、対電極7が、第2電極基材5と、この第2電極基材5の一面に設けられた第2導電膜6とより構成されている。
この光電極4と対電極7との間には、液状またはゲル状の電解質を含む電解質層8が介在している。
更に、光電極4と対電極7にそれぞれ設けた溝部41、71の間には、弾性を備えたガスケット9が配置されている。
また更に、ガスケット9の外周側には、光電極4と対電極7とを接着一体化している接着剤層10が存在する。
That is, the photoelectrode 4 is made of a transparent first electrode substrate 1, a first conductive film 2 provided on one surface of the first electrode substrate 1, and a semiconductor material on the first conductive film 2. The porous semiconductor layer 3 is formed and adsorbed with a sensitizing dye.
The counter electrode 7 includes a second electrode substrate 5 and a second conductive film 6 provided on one surface of the second electrode substrate 5.
An electrolyte layer 8 including a liquid or gel electrolyte is interposed between the photoelectrode 4 and the counter electrode 7.
Further, an elastic gasket 9 is arranged between the groove portions 41 and 71 provided in the photoelectrode 4 and the counter electrode 7 respectively.
Furthermore, an adhesive layer 10 in which the photoelectrode 4 and the counter electrode 7 are bonded and integrated is present on the outer peripheral side of the gasket 9.

ガスケット9に用いられる材料は、弾性を備えた合成ゴム若しくは合成樹脂であるが、特に、エチレンプロピレンターポリマー(EPDM)が好適である。
接着剤層10に用いられる材料は、液状の接着剤であるシリコン系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
いずれの接着剤も、基板などの披接着剤との接着性を高めるために、ある程度の極性を有していが、接着剤層10が電解質層8に直接接触することがないため、電解質層8による侵食や膨潤を受けることは無い。
このため、液状エポキシ樹脂が好適に用いられる。
The material used for the gasket 9 is a synthetic rubber or synthetic resin having elasticity, but ethylene propylene terpolymer (EPDM) is particularly suitable.
Examples of the material used for the adhesive layer 10 include silicon-based resins, epoxy resins, and acrylic resins that are liquid adhesives.
Each of the adhesives has a certain degree of polarity in order to enhance the adhesiveness with the adhesive such as the substrate, but the adhesive layer 10 does not come into direct contact with the electrolyte layer 8, so that the electrolyte layer 8 No erosion or swelling due to
For this reason, a liquid epoxy resin is used suitably.

第1電極基材1に用いられる材料は、透明であれば特に限定されるものではないが、ガラス、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、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホンなどで、透明若しくは光透過性の高いもので、且つ封止材を挟み込む程度の強度を有するものを用いることができ、それらを単独で用いるか、又は複数を用いて混合物、積層物を形成して適用してもよい。   The material used for the first electrode substrate 1 is not particularly limited as long as it is transparent, but is glass, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyethersulfone, or the like, which is transparent or highly transparent. Moreover, what has the intensity | strength of the grade which pinches | interposes a sealing material can be used, You may use them individually, or may form and apply a mixture and a laminate using multiple.

また、第2電極基材5については、第2導電膜6を形成できる程度の平滑性を備えた表面を形成でき、且つ封止材を挟み込む程度の強度を有するものであれば特に限定されるものではなく、無機系材料、有機系材料、金属材料等の材質を問わず用いることができる。   Further, the second electrode substrate 5 is particularly limited as long as it can form a surface having smoothness enough to form the second conductive film 6 and has a strength enough to sandwich the sealing material. Any material such as an inorganic material, an organic material, or a metal material can be used.

また、電解質層8は、液状またはゲル状の電解質を含むものであれば特に限定されず用いることができるが、アセトニトリルにヨウ素及びヨウ化リチウムを溶解させた混合溶液や、メトキシプロピオニトリル等の溶媒に、ヨウ化リチウム、ヨウ素等を加えた液体電解質や、高分子ゲル電解液等の擬固体化電解質を好適に用いることができる。
さらに、液状の場合は粘性を低くし、イオンの拡散をスムーズにするため常温溶融塩、具体的には1,2ジメチル-3−プロピルイミダゾリウムヨウ化物が用いられる。
The electrolyte layer 8 can be used without any particular limitation as long as it contains a liquid or gel electrolyte, but a mixed solution in which iodine and lithium iodide are dissolved in acetonitrile, methoxypropionitrile, or the like. in a solvent, lithium iodide, or a liquid-solid electrolyte obtained by adding iodine, can be preferably used quasi body of electrolyte polymer gel electrolyte or the like.
Further, in the case of a liquid, a normal temperature molten salt, specifically 1,2 dimethyl-3-propylimidazolium iodide, is used in order to lower the viscosity and smooth the diffusion of ions.

更に、半導体層3を形成する多孔質の半導体層の形成に用いられる半導体材料としては、酸化チタン(TiO)が好適であるが、それに限定されるものではなくSnO、ZnO、MgO、Alなどを用いることができる。 Furthermore, titanium oxide (TiO 2 ) is preferable as the semiconductor material used for forming the porous semiconductor layer that forms the semiconductor layer 3, but is not limited thereto, SnO 2 , ZnO, MgO, Al 2 O 3 or the like can be used.

また、半導体3を形成する増感色素は、ルテニウム錯体色素としては、カルボキシル基を有するルテニウムビピリジン錯体、ビピリジル系、フェナントロリン、キノリンなどを用いることができる。 Further, sensitizing dyes which form semiconductor 3 is, as Le ruthenium complex dye may be used ruthenium-bipyridine complex having a carboxyl group, bipyridyl-based, phenanthroline, quinoline and the like.

第1導電膜2の形成に用いられる材料としては、透明性に優れると共に高い導電性を備えるスズドープ酸化インジウム(ITO)やフッ素ドープ酸化スズ(FTO)、金、白金等やそれらを複数組み合わせたものを真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法等の適宜の方法により形成することができる。
The material used for forming the first conductive film 2, tin-doped indium oxide having high conductivity is excellent in transparency (ITO) or fluorine-doped tin oxide (FTO), a combination of a plurality of gold, platinum and their A thing can be formed by appropriate methods, such as a vacuum evaporation method, a sputtering evaporation method, and an ion plating method.

また、第2導電膜6については、第1導電膜2と電位差が生じるものであればよく、白金、カーボン等を用いて形成することができる。   In addition, the second conductive film 6 may be formed by using platinum, carbon, or the like as long as it generates a potential difference with the first conductive film 2.

実施例
透明導電性膜をつけたガラス基板(150mmx150mm厚さ2mm)に、チタニア粒子をペースト状にして120mm×120mm厚み10μmで塗布して焼結させてチタニア層を形成した。
この形成したチタニア層にカルボキシル基を有するルテニウムビピリジル錯体(N719)を担持させ、光電極とした。
一方対電極としてガラス基板 (150mmx150mm厚さ2mm)上の透明導電性膜に白金を120mmx120mm範囲で蒸着させた。
光電極および対電極には縦125mm×横125mmで幅1.5mm深さ0.5mmの四角い溝を形成しておき、溝には縦125mm×横125mmで線径1.3mmのEPDMガスケットを装着した。
光電極と対電極の外周部に10mm幅で接着剤と塗布してから、光電極と対電極を貼り合せ、電極間のクリアランス100μmで、均一に荷重がかかるように重石をして接着剤を硬化させた。
接着剤の硬化後、アセトニトリルにヨウ素およびヨウ化リチウムおよび1,2ジメチル-3−プロピルイミダゾリウムヨウ化物を溶解させた電解質溶媒を電極間に封入して色素増感タイプ太陽電池を製作した。
Example A titania layer was formed by applying titania particles in a paste form to a glass substrate (150 mm × 150 mm thickness 2 mm) provided with a transparent conductive film in a paste form of 120 mm × 120 mm thickness 10 μm and sintering.
The titania layer thus formed was loaded with a ruthenium bipyridyl complex having a carboxyl group (N719) to form a photoelectrode.
On the other hand, platinum was deposited in the range of 120 mm x 120 mm as a counter electrode on a transparent conductive film on a glass substrate (150 mm x 150 mm thickness 2 mm).
The photoelectrode and the counter electrode were each formed with a rectangular groove 125 mm long × 125 mm wide, 1.5 mm wide and 0.5 mm deep, and an EPDM gasket 125 mm long × 125 mm wide and 1.3 mm in diameter was attached to the groove.
After applying the adhesive to the outer periphery of the photoelectrode and counter electrode with a width of 10 mm, the photoelectrode and counter electrode are bonded together, and the adhesive is applied with a weight of 100 μm between the electrodes and a weight applied evenly. Cured.
After the adhesive was cured, an electrolyte solvent in which iodine, lithium iodide and 1,2 dimethyl-3-propylimidazolium iodide were dissolved in acetonitrile was sealed between the electrodes to fabricate a dye-sensitized solar cell.

色素増感型太陽電池にかかる発明の実施の形態を示す断面図ある。It is sectional drawing which shows embodiment of the invention concerning a dye-sensitized solar cell. 従来技術にかかる色素増感型太陽電池の断面図である。It is sectional drawing of the dye-sensitized solar cell concerning a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1電極基材
2 第1導電膜
3 半導体層
4 光電極
5 第2電極基材
6 第2導電膜
7 対電極
8 電解質層
9 ガスケット
10 接着剤層
41 溝部
71 溝部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st electrode base material 2 1st electrically conductive film 3 Semiconductor layer 4 Photoelectrode 5 2nd electrode base material 6 2nd electrically conductive film 7 Counter electrode 8 Electrolyte layer 9 Gasket 10 Adhesive layer 41 Groove part 71 Groove part

Claims (2)

透明な第1電極基材(1)と、前記第1電極基材(1)の一面に設けられた第1導電膜(2)と、前記第1導電膜(2)上に半導体材料を用いて形成され、増感色素を吸着させてなる多孔質の半導体層(3)とよりなる光電極(4)と、第2電極基材(5)と、前記第2電極基材(5)の一面に設けられた第2導電膜(6)とよりなる対電極(7)と、前記光電極(4)と前記対電極(7)との間に配された電解質層(8)と、前記光電極(4
)と前記対電極(7)との間に前記電解質層(8)を封止する封止手段が設けられた色素増感型太陽電池において、前記封止手段が前記光電極(4)と前記対電極(7)との間に挟まれ、前記電解質層(8)を封止している弾性材製ガスケット(9)と、前記ガスケット(9)の外周側に位置して、前記光電極(4)と前記対電極(7)とを接着一体化している接着剤層(10)とより構成され、前記ガスケット(9)が、前記光電極(4)と前記対電極(7)にそれぞれ設けた溝部(41)、(71)の間に配置されていると共に、前記ガスケット(9)の材質が、エチレンプロピレンターポリマー(EPDM)で前記接着剤層(10)に使用される接着剤が液状エポキシ樹脂であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
A transparent first electrode base material (1), a first conductive film (2) provided on one surface of the first electrode base material (1), and a semiconductor material on the first conductive film (2) A photoelectrode (4) comprising a porous semiconductor layer (3) formed by adsorbing a sensitizing dye, a second electrode substrate (5), and the second electrode substrate (5) A counter electrode (7) comprising a second conductive film (6) provided on one surface; an electrolyte layer (8) disposed between the photoelectrode (4) and the counter electrode (7); Photoelectrode (4
) And the counter electrode (7), a dye-sensitized solar cell provided with a sealing means for sealing the electrolyte layer (8), wherein the sealing means is the photoelectrode (4) and the counter electrode (7). An elastic material gasket (9) sandwiched between the counter electrode (7) and sealing the electrolyte layer (8), and located on the outer peripheral side of the gasket (9), the photoelectrode ( 4) and an adhesive layer (10) in which the counter electrode (7) is bonded and integrated, and the gasket (9) is provided on the photoelectrode (4) and the counter electrode (7), respectively. The gasket (9) is made of ethylene propylene terpolymer (EPDM), and the adhesive used for the adhesive layer (10) is disposed between the groove portions (41) and (71). A dye-sensitized solar cell, which is a liquid epoxy resin .
前記光電極(4)と前記対電極(7)との間隙が150μm以下であることを特徴とする請求項1記載の色素増感型太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein a gap between the photoelectrode (4) and the counter electrode (7) is 150 µm or less .
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