JP5427863B2 - 太陽電池セル - Google Patents
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Description
(1)受光面に太陽光が入射すると、色素中ではエネルギーの吸収により電子が励起される。
(2)励起された電子は、半導体層であるTiO2に移動し、更に透明電極を通して、外部に取り出される(負極側)。
(3)電子を失った色素は、電解液から電子を奪う。
(4)色素に電子を奪われた電解質は、正極から電子をもらう。
(1)透光性を有する基板12の主面12Aに形成された透明電極14及び集電極18と、基板20の主面20Aに形成された金属電極24との間に、発電層36が配置された太陽電池セル10において、基板12に設けた貫通孔16よりも大きい貫通孔22を、前記基板20に形成する。そして、前記貫通孔22の内壁面を通じて金属電極24を基板20の表裏で接続することで、負極と正極の双方を同一方向から外部に取出可能となる。これにより、接続用基板等への太陽電池セル10の着脱も容易となる。
(2)太陽電池セル10を略円形としているため、接続用基板等に対して向きを合わせる必要がなく、接続性を大幅に向上させることができる。また、複雑な基板加工プロセスが不要であるため、製造工程の簡略化と低コスト化を図ることができる。
(3)太陽電池セル10の略中央部において、正極用の電極取出部(金属薄膜24B)と、負極用の電極取出部(環状部分18A)の位置が隣接しているため、取出位置の設計及び取出後の集電の設計が容易になる。
(1)前記実施例1では、色素増感型の太陽電池セルに本発明を適用することとしたが、本発明は、第1の電極と第2の電極の間に発電層が配置されている構造であれば、シリコン系や化合物系の他の公知の各種の太陽電池セルに適用可能である。例えば、図3(A)に示す太陽電池セル50は、a−Si,CIGS,CdTeなどの薄膜を用いた薄膜系の太陽電池であって、ガラス基板52の主面に透明電極56(第1の電極)が形成され、その上に、発電層62及び絶縁層64と、金属電極58(第2の電極)が形成されている。前記絶縁層64は、発電層62の内周側に設けられている。前記ガラス基板52及び透明電極56の略中央部には、貫通孔54が形成されており、前記金属電極58の略中央部には、前記貫通孔54よりも径が大きい貫通孔60が形成されている。すなわち、透明電極56は、前記貫通孔54の周囲部分が発電層62及び金属電極58とは重ならずに露出し、その露出部分56Aが電極取出端子として用いられる。該露出部分56Aには、電極引出部66が接続される。また、金属電極58は、その主面のいずれの部分から電極を引き出してもよいが、本実施例では、前記貫通孔60の周囲部分を電極取出端子として用い、電極引出部68を接続している。このような構成においても、正極及び負極の外部への取り出しを同一方向から行うことができる点については、上述した実施例1と同様である。
(3)前記実施例では、一つの基板に対して貫通孔を一つ形成することとしたが、これも一例であり、一つの基板に複数の貫通孔を設けることを妨げるものではない。また、貫通孔を設ける位置も、略中央部に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更してよい。
(4)前記実施例で示した材料も一例であり、同様の効果を奏するものであれば、公知の各種の材料を利用してよい。例えば、前記実施例では、集電極18及び金属電極24としてTi薄膜を用いることとしたが、これも一例であり、例えば、電解液中の色素と反応しにくい公知の金属を用いてもよいし、これらの金属薄膜に金をコーティングして電極として用いてもよい。
(5)前記集電極18の形状も一例であり、光の透過が可能な形状であればよい。
11:発電電極
12:基板
12A,12B:主面
14:透明電極
16:貫通孔
16A:周囲部分
18:集電極
18A:環状部分
18B:放射状部分
20:基板
20A,20B:主面
22:貫通孔
24:金属電極(正極)
24A〜24C:金属薄膜
26:触媒層(Pt薄膜)
28:対向電極
30,32:封止材(スペーサ)
34:電解液
36:発電層(色素担持TiO2層)
38:孔
40:空間
42,44:電極引出部
50:太陽電池セル
52:ガラス基板
54:貫通孔
56:透明電極
56A:露出部分
58:金属電極
60:貫通孔
62:発電層
64:絶縁層
66,68:電極引出部
70,80:太陽電池セル
72,82:基板
74,76,84,86:貫通孔
Claims (5)
- 第1の電極と第2の電極との間に発電層が配置されており、前記第1又は第2の電極の少なくとも一方が透光性を有する太陽電池セルであって、
前記第1の電極を貫通する第1の貫通孔が形成され、
前記第1の貫通孔と対応する位置に、該第1の貫通孔と大きさが異なり、前記第2の電極を貫通する第2の貫通孔が形成されており、
前記第1又は第2の貫通孔の周囲は、前記発電層と重ならずに露出し、
前記第1の貫通孔の周囲に、前記第1の電極を外部に取り出すための第1電極取出端子を有し、
前記第2の貫通孔の周囲に、前記第2の電極を、前記第1の電極と同一方向に取り出すための第2電極取出端子を有することを特徴とする太陽電池セル。 - 透光性を有する第1の基板の一方の主面に、透光性を有する前記第1の電極が形成され、
前記第2の貫通孔は、前記第1の貫通孔よりも大きく、前記第1の貫通孔の周囲が前記発電層と重ならずに露出し、
前記第2の貫通孔に対応する位置に貫通孔を有する第2の基板の一方の主面に、前記第2の電極が形成されており、
前記第2電極取出端子は、前記第2の基板の他方の主面に形成されており、前記第2の基板の貫通孔の内部壁面を通じて前記第2の電極と接続されていることを特徴とする請求項1記載の太陽電池セル。 - 前記第1の基板と第2の基板の間であって、これらの基板の外周側と内周側にそれぞれ封止材が配置され、
該封止材と前記第1及び第2の基板によって形成される空間内に電解液が封止されており、
前記発電層が、前記空間内において、前記第1の電極に接触するとともに、表面に色素が担持された多孔質の半導体層であって、色素増感型の光発電層であることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池セル。 - 前記第2電極取出端子が、前記第2の基板の他方の主面側において、少なくとも前記第2の基板の貫通孔の周囲に形成された導体薄膜であって、前記第2の基板の貫通孔の内部壁面を被覆する導体薄膜を介して前記第2の電極と接続していることを特徴とする請求項3記載の太陽電池セル。
- 前記第1の電極上に集電極が形成されており、
該集電極が、
前記第1の貫通孔の周囲の露出部分に形成されており前記第1電極取出端子をなす環状部分と、
該環状部分から外縁にかけて放射状に形成された放射状部分と、
を有することを特徴とする請求項3記載の太陽電池セル。
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