JP5320405B2 - 光電変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る光電変換装置の好適な実施形態を示す断面図、図2は図1の部分拡大図である。図1に示す光電変換装置100は色素増感型太陽電池を示している。
次に、本発明の光電変換装置の第2実施形態について図3及び図4を用いて説明する。なお、図3及び図4において、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
次に、本発明の光電変換装置の第3実施形態について図5を用いて説明する。なお、図5において、第1及び第2実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
次に、本発明の光電変換装置の第4実施形態について図6を用いて説明する。なお、図6において、第1及び第2実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
次に、本発明の光電変換装置の第5実施形態について図7を用いて説明する。なお、図7において、第1及び第2実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
次に、本発明の光電変換装置の第6実施形態について図8を用いて説明する。なお、図8において、第1及び第2実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
次に、本発明の光電変換装置の第7実施形態について図9を用いて説明する。なお、図9において、第1及び第6実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
次に、本発明の光電変換装置の第8実施形態について図10を用いて説明する。なお、図10において、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
はじめに、透明基板であるガラス基板上にFTOからなる透明導電層を形成した透明導電基板を用意し、この透明導電基板に対し、透明導電層を覆うようにドクターブレード法により、酸化チタンナノ粒子を含むペーストを塗布した後、150℃で3時間焼成して、透明導電層上に、厚さ10μmの多孔質酸化物半導体層を形成し、作用極を得た。次いで、多孔質酸化物半導体層にN719色素を担持させた。
樹脂封止部を構成する熱可塑性樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンであるバイネル(商品名、デュポン社製)を用いたこと以外は実施例1と同様にして光電変換装置を得た。
樹脂封止部を構成する熱可塑性樹脂として、エチレン−ビニルアルコール共重合体であるエバール(商品名、クラレ社製)を用いたこと以外は実施例1と同様にして光電変換装置を得た。
実施例1で得られた一次封止済積層体に対し、封止部を外側から覆うように第2の樹脂(二次封止材)をさらに形成したこと以外は実施例1と同様にして光電変換装置を得た。
樹脂封止部を構成する第1の樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンであるバイネルを用いたこと以外は実施例4と同様にして光電変換装置を得た。
樹脂封止部を構成する第1の樹脂として、エチレン−ビニルアルコール共重合体であるエバールを用いたこと以外は実施例4と同様にして光電変換装置を得た。
一次封止済積層体に対し、封止部を外側から覆うように第2の樹脂(二次封止材)をさらに形成したこと以外は実施例1と同様にして光電変換装置を得た。
一次封止済積層体に対し、封止部を外側から覆うように第2の樹脂(二次封止材)をさらに形成したこと以外は実施例1と同様にして光電変換装置を得た。
樹脂封止部を構成する第1の樹脂として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレルを用いたこと以外は実施例8と同様にして光電変換装置を得た。
一次封止済積層体に対し、封止部を外側から覆うように第2の樹脂(二次封止材)を形成したこと以外は実施例1と同様にして光電変換装置を得た。
対極の白金薄膜上に、UV硬化樹脂の前駆体としてのUV硬化性樹脂である31x−101を塗布し、作用極上に形成した無機封止部と重ね合わせるように対極と作用極とを対向させ、UV硬化性樹脂に紫外線を照射してUV硬化性樹脂を硬化させることによって樹脂封止部を形成したこと以外は実施例1と同様にして一次封止済積層体を得た。そして、こうして得られた一次封止済積層体に対し、実施例4と同様にして封止部の周囲にビニルアルコール重合体であるポバールを形成し、光電変換装置を得た。
第2の樹脂(二次封止材)として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレルを用いたこと以外は実施例11と同様にして光電変換装置を得た。このとき、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレルは、実施例8と同様にして封止部を覆うように形成した。
一次封止済積層体に対し、第2の樹脂(二次封止材)として、UV硬化樹脂を形成したこと以外は実施例11と同様にして光電変換装置を得た。このとき、UV硬化樹脂は実施例7と同様にして形成した。
一次封止済積層体に対し、第2の樹脂(二次封止材)として、アイオノマーであるハイミランを用いたこと以外は実施例11と同様にして光電変換装置を得た。このとき、アイオノマーであるハイミランは実施例10と同様にして形成した。
対極の白金薄膜上に、ビニルアルコール重合体であるポバールを純水に溶解させた水溶液を塗布し、室温乾燥雰囲気の環境下で、溶媒である水を自然乾燥させて、ポバールからなる第1の樹脂を形成し、この第1の樹脂と、作用極上に形成した無機封止部とを重ね合わせるように対極と作用極とを対向させ、第1の樹脂を室温にて触指乾燥させた後、低湿環境下で乾燥させることによって樹脂封止部を形成したこと以外は実施例1と同様にして一次封止済積層体を得た。そして、こうして得られた一次封止済積層体に対し、実施例7と同様にして封止部の周囲にUV硬化樹脂を形成し、光電変換装置を得た。
一次封止済積層体に対し、第2の樹脂(二次封止材)として、アイオノマーであるハイミランを用いたこと以外は実施例15と同様にして光電変換装置を得た。このとき、アイオノマーであるハイミランは実施例10と同様にして封止部を覆うように形成した。
第2の樹脂(二次封止材)として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレルを用いたこと以外は実施例11と同様にして光電変換装置を得た。このとき、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレルは、実施例8と同様にして封止部を覆うように形成した。
第2の樹脂(二次封止材)として、ビニルアルコール重合体であるポバールを用いたこと以外は実施例15と同様にして光電変換装置を得た。このとき、ビニルアルコール重合体であるポバールは、実施例4と同様にして封止部を覆うように形成した。
作用極の透明導電層上に無機封止部を形成せず、封止部を樹脂封止部のみで構成するようにしたこと以外は実施例1と同様にして光電変換装置を得た。
作用極の透明導電層上に無機封止部を形成せず、封止部を樹脂封止部のみで構成し、樹脂封止部を構成する熱可塑性樹脂として、エチレン−ビニルアルコール共重合体であるエバールを用いたこと以外は比較例1と同様にして光電変換装置を作製した。
作用極の透明導電層上に無機封止部を形成せず、封止部を樹脂封止部のみで構成したこと以外は実施例1と同様にして一次封止済積層体を得た。そして、この一次封止済積層体に対し、UV硬化樹脂からなる第2の樹脂(二次封止材)を、実施例7と同様にして封止部を外側から覆うように形成し、光電変換装置を得た。
作用極の透明導電層上に無機封止部を形成せず、封止部を樹脂封止部のみで構成し、樹脂封止部を構成する熱可塑性樹脂として、エチレン−ビニルアルコール共重合体であるエバールを用いたこと以外は実施例1と同様にして一次封止済積層体を得た。そして、この一次封止済積層体に対し、UV硬化樹脂からなる第2の樹脂(二次封止材)を、実施例7と同様にして封止部を外側から覆うように形成し、光電変換装置を得た。
作用極の透明導電層上に無機封止部を形成せず、封止部を樹脂封止部のみで構成するようにしたこと以外は実施例4と同様にして光電変換装置を得た。
作用極の透明導電層上に無機封止部を形成せず、封止部を樹脂封止部のみで構成し、樹脂封止部を構成する熱可塑性樹脂として、エチレン−ビニルアルコール共重合体であるエバールを用いたこと以外は実施例4と同様にして光電変換装置を作製した。
光電変換装置について、まず初期光電変換効率を測定するとともに、85℃で1000時間静置した後の光電変換効率を測定した。そして、これら2つの光電変換効率に基づいて光電変換効率の低下率を算出し、光電変換性能を評価した。
◎・・・光電変換効率低下率が30%以下
○・・・光電変換効率低下率が30%超50%以下
×・・・光電変換効率低下率が50%超
2,702,801…対極(電極)
3…電解液
4,204,304,404,504,604,704,804…封止部
4A,204A…無機封止部
4B…樹脂封止部
5…第2の樹脂
11…集電配線(無機封止部)
12…配線保護層(無機封止部)
100,200,300,400,500,600,700,800…光電変換装置
704A…第2配線部
704B…第2樹脂封止部
711…第2集電配線(無機封止部)
712…第2配線保護層(無機封止部)
Claims (11)
- 一対の電極と、
前記一対の電極間に配置される電解液と、
前記一対の電極を連結し、前記電解液の周囲に設けられる封止部とを備えており、
前記封止部の少なくとも一部が、
無機材料で構成される1つの無機封止部と、
第1の樹脂を含む材料で構成される1つの樹脂封止部と、
を備えており、
前記無機封止部及び前記樹脂封止部が、前記一対の電極を結ぶ方向に沿って配置されており、
前記一対の電極のうち一方の電極が第1電極を有し、他方の電極が第2電極を有し、
前記一対の電極のうち一方の電極が、前記電解液に接触する光電変換部を更に有し、前記第1電極と前記光電変換部とで作用極を形成し、前記第2電極が対極を形成しており、
前記封止部において、前記無機封止部が前記第1電極上に固定され、前記樹脂封止部が前記無機封止部と前記第2電極とを連結しており、
前記無機封止部が、前記光電変換部を包囲するように設けられており、
前記封止部に対して前記電解液と反対側に、前記封止部及び前記第1電極の境界と、前記封止部及び前記第2電極の境界と、前記無機封止部及び前記樹脂封止部の境界とを少なくとも覆う第2の樹脂をさらに備える光電変換装置。 - 前記第2の樹脂が、前記対極の周縁部をさらに覆う、請求項1に記載の光電変換装置。
- 前記光電変換部が、前記第1電極上に設けられており、
前記光電変換装置が、前記第1電極上で前記封止部に対して前記光電変換部と反対側に設けられる配線部をさらに備え、
前記配線部が、無機材料で構成され、前記第1電極上に設けられる集電配線からなる、
請求項1又は2に記載の光電変換装置。 - 前記無機封止部が配線部で構成され、
前記配線部が、無機材料で構成され、前記第1電極上に設けられる集電配線及び前記集電配線を覆う配線保護層を有し、
前記第1電極が透明電極である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記光電変換部が、前記第1電極上に設けられており、
前記光電変換装置が、前記第1電極上で前記封止部と前記光電変換部との間に設けられる配線部をさらに備え、
前記配線部が、無機材料で構成され、前記第1電極上に設けられる集電配線及び前記集電配線を覆う配線保護層を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記配線部の幅よりも前記無機封止部の幅が狭い、請求項3又は5に記載の光電変換装置。
- 前記第2の樹脂が、酸変性ポリエチレン及び紫外線硬化樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むこと、
を特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第2の樹脂が、ポリビニルアルコール及びエチレン−ビニルアルコール共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むこと、
を特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1の樹脂が、酸変性ポリエチレン及び紫外線硬化樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むこと、
を特徴とする請求項1〜8に記載の光電変換装置。 - 前記第1の樹脂が、ポリビニルアルコール及びエチレン−ビニルアルコール共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むこと、
を特徴とする請求項1〜8に記載の光電変換装置。 - 前記第2の樹脂が、前記樹脂封止部に含まれる樹脂と同一の繰り返し部位を含んだ樹脂である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の光電変換装置。
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