JP5397585B2 - 色素増感太陽電池および隔壁形成方法 - Google Patents
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Description
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は第一集電配線を備え、該第一集電配線は、ガラスまたはセラミックス材料からなる透光性の第一被覆層で被覆されており、
前記第一被覆層は、該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有しており、
前記第一被覆層の第一段差上部は、第二電極と接しており、
前記隔壁は少なくとも、前記第一段差下部と前記第二電極との間に形成されているとともに、前記両電極の周縁部をも封止するように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。
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は、第一集電配線を備え、
前記第二電極は、両電極貼り合わせ後に前記第一集電配線と対向することになる位置に、第二集電配線を備えておらず、
前記隔壁形成方法が、
(1)前記第一集電配線上に、透光性のガラスまたはセラミックス材料からなる第一被覆層を形成する工程であって、該第一被覆層は、該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有するものである工程、
(2)前記第一被覆層上、または両電極貼り合わせ後に前記第一被覆層と対向することになる前記第二電極上の位置、または双方に光硬化性樹脂を塗布する工程、
(3)前記第一段差上部が前記第二電極に接するように、前記第一電極と前記第二電極を貼り合わせる工程、及び
(4)光照射によって光硬化性樹脂を硬化する工程であって、前記第二電極が透光性電極でない場合には第一電極側から光照射して、前記第二電極も透光性電極である場合には、第一電極側、第二電極側、または両電極側から光照射するものである工程、
を順に含み、
ただし、前記工程(2)で、前記第一被覆層と対向する前記第二電極上の位置に光硬化性樹脂を塗布する場合、工程(2)を工程(1)より先に行ってもよいことを特徴とする隔壁形成方法である。
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は、第一集電配線を備え、
前記第二電極は、両電極貼り合わせ後に前記第一集電配線と対向することになる位置に第二集電配線を備え、
前記隔壁形成方法が、
(1)前記第一集電線及び第二集電線上に、それぞれガラスまたはセラミックス材料からなる第一被覆層及び第二被覆層を形成する工程であって、
前記第一被覆層は該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有し、
前記第二被覆層は該第二被覆層周辺部に第二段差下部、該第二被覆層中央部に第二段差上部を有する段差を有し、
少なくとも前記第一被覆層は透光性であるものである工程、
(2)前記第一被覆層上、または前記第二被覆層上、または双方に光硬化性樹脂を塗布する工程、
(3)前記第一段差上部と前記第二段差上部とが接するように、前記第一電極と前記第二電極を貼り合わせる工程、及び
(4)光照射によって光硬化性樹脂を硬化する工程であって、前記第二電極が透光性電極でない場合には第一電極側から光照射して、前記第二電極も透光性電極である場合には、第一電極側、第二電極側、または両電極側から光照射するものである工程、
を順に含み、
ただし、前記工程(2)で前記第一被覆層上に光硬化性樹脂を塗布する場合、前記工程(1)において第一被覆層形成後であって第二被覆層形成前に、前記工程(2)を行ってもよく、前記工程(2)で前記第二被覆層上に光硬化性樹脂を塗布する場合、前記工程(1)において第二被覆層形成後であって第一被覆層形成前に、前記工程(2)を行ってもよいことを特徴とする隔壁形成方法である。
以下、明確のため、本明細書でよく使用される用語につき定義する。
(A)本発明の第一の態様は、第一電極と第二電極とが光硬化性樹脂材料からなる隔壁を用いて貼り合わされた色素増感太陽電池であって、
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は第一集電配線を備え、該第一集電配線は、ガラスまたはセラミックス材料からなる透光性の第一被覆層で被覆されており、
前記第一被覆層は、該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有しており、
前記第一被覆層の第一段差上部は、第二電極と接しており、
前記隔壁は少なくとも、前記第一段差下部と前記第二電極との間に形成されているとともに、前記両電極の周縁部をも封止するように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。
(a)光電極周縁部に集電配線を備えるケース[たとえば図3及び図4参照]。
(d)対極周縁部に集電配線を備えるケース[たとえば図4及び図5参照]。
一般的な光硬化性樹脂を用いることができ、その吸収領域は200〜500nmが好ましく、材料としてはたとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。適宜、本発明の効果を損なわない範囲で熱可塑性樹脂を添加してもよい。
a. 本発明の光電極は透光性電極であり、前記透明導電基板上に形成された金属酸化物半導体膜からなり、該金属酸化物半導体層には分光増感色素が担持されている。
(A)本発明の第二の態様は、第一電極と第二電極を貼り合わせるための光硬化性樹脂の隔壁を形成する方法であって、
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は、第一集電配線を備え、
前記第二電極は、両電極貼り合わせ後に前記第一集電配線と対向することになる位置に、第二集電配線を備えておらず、
前記隔壁形成方法が、
(1)前記第一集電配線上に、透光性のガラスまたはセラミックス材料からなる第一被覆層を形成する工程であって、該第一被覆層は、該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有するものである工程、
(2)前記第一被覆層上、または両電極貼り合わせ後に前記第一被覆層と対向することになる前記第二電極上の位置、または双方に光硬化性樹脂を塗布する工程、
(3)前記第一段差上部が前記第二電極に接するように、前記第一電極と前記第二電極を貼り合わせる工程、及び
(4)光照射によって光硬化性樹脂を硬化する工程であって、前記第二電極が透光性電極でない場合には第一電極側から光照射して、前記第二電極も透光性電極である場合には、第一電極側、第二電極側、または両電極側から光照射するものである工程、
を順に含み、
ただし、前記工程(2)で、前記第一被覆層と対向する前記第二電極上の位置に光硬化性樹脂を塗布する場合、工程(2)を工程(1)より先に行ってもよいことを特徴とする隔壁形成方法である。
本発明の第三の態様は、第一電極と第二電極を貼り合わせるための光硬化性樹脂の隔壁を形成する方法であって、
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は、第一集電配線を備え、
前記第二電極は、両電極貼り合わせ後に前記第一集電配線と対向することになる位置に第二集電配線を備え、
前記隔壁形成方法が、
(1)前記第一集電線及び第二集電線上に、それぞれガラスまたはセラミックス材料からなる第一被覆層及び第二被覆層を形成する工程であって、
前記第一被覆層は該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有し、
前記第二被覆層は該第二被覆層周辺部に第二段差下部、該第ニ被覆層中央部に第二段差上部を有する段差を有し、
少なくとも前記第一被覆層は透光性であるものである工程、
(2)前記第一被覆層上、または前記第二被覆層上、または双方に光硬化性樹脂を塗布する工程、
(3)前記第一段差上部と前記第二段差上部とが接するように、前記第一電極と前記第二電極を貼り合わせる工程、及び
(4)光照射によって光硬化性樹脂を硬化する工程であって、前記第二電極が透光性電極でない場合には第一電極側から光照射して、前記第二電極も透光性電極である場合には、第一電極側、第二電極側、または両電極側から光照射するものである工程、
を順に含み、
ただし、前記工程(2)で前記第一被覆層上に光硬化性樹脂を塗布する場合、前記工程(1)において第一被覆層形成後であって第二被覆層形成前に、前記工程(2)を行ってもよく、前記工程(2)で前記第二被覆層上に光硬化性樹脂を塗布する場合、前記工程(1)において第二被覆層形成後であって第一被覆層形成前に、前記工程(2)を行ってもよいことを特徴とする隔壁形成方法である。
2 透明導電基板(ガラス基板)
3 集電配線(銀線)
4 対極の端子
5 光電極の端子
6 被覆層
7 光硬化性樹脂層
8 光電極
9 対極
10 絶縁層
Claims (12)
- 第一電極と第二電極とが光硬化性樹脂材料からなる隔壁を用いて貼り合わされた色素増感太陽電池であって、
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は第一集電配線を備え、該第一集電配線は、ガラスまたはセラミックス材料からなる透光性の第一被覆層で被覆されており、
前記第一被覆層は、該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有しており、
前記第一被覆層の第一段差上部は、第二電極と接しており、
前記隔壁は少なくとも、前記第一段差下部と前記第二電極との間に形成されているとともに、前記両電極の周縁部をも封止するように形成されていることを特徴とする色素増感太陽電池。 - さらに、前記第二電極が、前記第一集電配線と対向する位置にガラスまたはセラミックス材料からなる第二絶縁層を備え、前記第一段差上部は前記第二絶縁層と接しており、
前記隔壁は前記第一段差下部と前記第二絶縁層との間に形成されているとともに、前記両電極の周縁部をも封止するように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。 - さらに、前記第二電極が、前記第一集電配線と対向しない位置に第二集電配線を備え、
前記第二集電配線は、ガラスまたはセラミックス材料からなる第二被覆層で被覆されており、
前記第二被覆層は、該第二被覆層周辺部に第二段差下部、該第二被覆層中央部に第二段差上部を有する段差を有しており、
前記第二段差上部は、前記第一電極と接しており、
前記隔壁は前記第二段差下部と第一電極の間にも形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の色素増感太陽電池。 - さらに、前記第一電極が、前記第二集電配線と対向する位置にガラスまたはセラミックス材料からなる透光性の第一絶縁層を有し、
前記第二段差上部は、前記第一絶縁層に接しており、
前記隔壁は、前記第二段差下部と前記第一絶縁層の間に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。 - さらに、前記第二電極が、前記第一集電配線と対向する第二集電配線を備え、
前記第二集電配線は、ガラスまたはセラミックス材料からなる第二被覆層で被覆されており、
前記第一被覆層は該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有し、
前記第二被覆層は該第二被覆層周辺部に第二段差下部、該第二被覆層中央部に第二段差上部を有する段差を有し、
両電極は、前記第一被覆層の段差上部と前記第二被覆層の段差上部で接しており、
前記隔壁は第一被覆層の段差下部と第二被覆層の段差下部との間に形成されているとともに、前記両電極の周縁部をも封止するように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。 - 両電極ともに透光性電極であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の色素増感太陽電池。
- 前記第一電極が光電極、前記第二電極が対極であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の色素増感太陽電池。
- 第一電極と第二電極を貼り合わせるための光硬化性樹脂の隔壁を形成する方法であって、
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は、第一集電配線を備え、
前記第二電極は、両電極貼り合わせ後に前記第一集電配線と対向することになる位置に、第二集電配線を備えておらず、
前記隔壁形成方法が、
(1)前記第一集電配線上に、透光性のガラスまたはセラミックス材料からなる第一被覆層を形成する工程であって、該第一被覆層は、該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有するものである工程、
(2)前記第一被覆層上、または両電極貼り合わせ後に前記第一被覆層と対向することになる前記第二電極上の位置、または双方に光硬化性樹脂を塗布する工程、
(3)前記第一段差上部が前記第二電極に接するように、前記第一電極と前記第二電極を貼り合わせる工程、及び
(4)光照射によって光硬化性樹脂を硬化する工程であって、前記第二電極が透光性電極でない場合には第一電極側から光照射して、前記第二電極も透光性電極である場合には、第一電極側、第二電極側、または両電極側から光照射するものである工程、
を順に含み、
ただし、前記工程(2)で、前記第一被覆層と対向する前記第二電極上の位置に光硬化性樹脂を塗布する場合、工程(2)を工程(1)より先に行ってもよいことを特徴とする隔壁形成方法。 - 前記第一被覆層と対向することになる前記第二電極上の位置に、ガラスまたはセラミックス材料からなる第二絶縁層を有し、
前記工程(2)における光硬化性樹脂を塗布すべき前記第二電極上の位置は、前記第二絶縁層上であり、
前記工程(3)において、前記第一段差上部と前記第二絶縁層とが接するように両電極を貼り合わせることを特徴とする請求項8に記載の隔壁形成方法。 - 第一電極と第二電極を貼り合わせるための光硬化性樹脂の隔壁を形成する方法であって、
前記第一電極及び第二電極は、光電極または対極のいずれかであって、互いに異なる電極であり、
少なくとも第一電極は透光性電極であり、
前記第一電極は、第一集電配線を備え、
前記第二電極は、両電極貼り合わせ後に前記第一集電配線と対向することになる位置に第二集電配線を備え、
前記隔壁形成方法が、
(1)前記第一集電線及び第二集電線上に、それぞれガラスまたはセラミックス材料からなる第一被覆層及び第二被覆層を形成する工程であって、
前記第一被覆層は該第一被覆層周辺部に第一段差下部、該第一被覆層中央部に第一段差上部を有する段差を有し、
前記第二被覆層は該第二被覆層周辺部に第二段差下部、該第二被覆層中央部に第二段差上部を有する段差を有し、
少なくとも前記第一被覆層は透光性であるものである工程、
(2)前記第一被覆層上、または前記第二被覆層上、または双方に光硬化性樹脂を塗布する工程、
(3)前記第一段差上部と前記第二段差上部とが接するように、前記第一電極と前記第二電極を貼り合わせる工程、及び
(4)光照射によって光硬化性樹脂を硬化する工程であって、前記第二電極が透光性電極でない場合には第一電極側から光照射して、前記第二電極も透光性電極である場合には、第一電極側、第二電極側、または両電極側から光照射するものである工程、
を順に含み、
ただし、前記工程(2)で前記第一被覆層上に光硬化性樹脂を塗布する場合、前記工程(1)において第一被覆層形成後であって第二被覆層形成前に、前記工程(2)を行ってもよく、前記工程(2)で前記第二被覆層上に光硬化性樹脂を塗布する場合、前記工程(1)において第二被覆層形成後であって第一被覆層形成前に、前記工程(2)を行ってもよいことを特徴とする隔壁形成方法。 - 両電極ともに透光性電極であることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の隔壁形成方法。
- 前記第一電極が光電極、前記第二電極が対極であることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の隔壁形成方法。
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