JP6374774B2 - Manufacturing method of solar cell - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.
従来の太陽電池の製造方法として、下記特許文献に示すように、長尺な第1電極と、長尺な第2電極とを搬送しながら幅方向両端部を一端側から他端側に向かって徐々に接着する、いわゆるRoll-to-Roll製法が開示されている。
この方法を用いて太陽電池を製造する場合、第1電極と第2電極との接着の直前に第1電極と第2電極との間に電解液を充填すると作業効率が向上する。したがって、Roll-to-Roll製法による場合、第1電極又は第2電極のいずれか一方の電極を平置きして、その電極の表面上に電解液を多めに充填し、同他方の電極を一端から他端に向けて余剰の電解液を先端に向けて押し出し脱気しながら一方の電極に接着する方法が考えられる。
As a conventional method for manufacturing a solar cell, as shown in the following patent document, while conveying a long first electrode and a long second electrode, both ends in the width direction are directed from one end side to the other end side. A so-called Roll-to-Roll manufacturing method is disclosed in which bonding is performed gradually.
When a solar cell is manufactured using this method, the working efficiency is improved by filling an electrolyte between the first electrode and the second electrode immediately before bonding the first electrode and the second electrode. Therefore, when using the Roll-to-Roll manufacturing method, either the first electrode or the second electrode is laid flat, and a large amount of electrolyte is filled on the surface of the electrode, and the other electrode is connected to one end. A method of adhering an excess electrolyte solution from one end to the other end toward the tip and adhering to one electrode while deaeration is conceivable.
しかし、一方の電極の表面に電解液を多めに充填すると、他方の電極を貼り合せて接着する際に電解液が一方の電極の両側方に溢流してしまう。そうすると、太陽電池の製造装置その他の基台等に電解液が付着するため、電解液が付着する度に電解液を拭き取る作業が必要となるという問題があった。
そこで、本発明は、電解液が太陽電池の周辺に溢流し難い太陽電池の製造方法を提供する。
However, if the surface of one electrode is filled with a large amount of electrolyte, the electrolyte will overflow to both sides of one electrode when the other electrode is bonded and bonded. If it does so, since electrolyte solution adheres to the manufacturing apparatus of a solar cell, other bases, etc., there existed a problem that the operation | work which wipes off electrolyte solution was needed whenever electrolyte solution adhered.
Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a solar cell in which the electrolyte does not easily overflow around the solar cell.
本発明の太陽電池の製造方法は、板状に形成された第1電極の互いに対向する各側辺に沿って一対の第1の封止部を設け、前記一対の第1の封止部間の外側に液体保持部を形成する第1の工程と、前記第1の封止部間に電解液を充填する第2の工程と、板状に形成された第2電極を、前記電解液を前記液体保持部に溢流させながら前記側辺に沿う方向の一端側から他端側に向けて前記第1電極に漸次重ね合せ、前記第1の封止部において前記第2電極と前記第1電極とを接着する第3の工程と、を有する。
なお、本発明において、電解液とは液体又は半固体状の電解液をいう(以下同様)。
この構成によれば、電解液が第1の封止部間の外側に溢流した場合に、液体保持部に電解液を保持することができる。
The manufacturing method of the solar cell of this invention provides a pair of 1st sealing part along each side which mutually opposes the 1st electrode formed in plate shape, Between a pair of said 1st sealing parts A first step of forming a liquid holding portion on the outside of the first step, a second step of filling the electrolytic solution between the first sealing portions, and a second electrode formed in a plate shape, The liquid electrode is gradually overlapped with the first electrode from one end side to the other end side in the direction along the side while overflowing the liquid holding portion, and the second electrode and the first electrode in the first sealing portion. And a third step of bonding the electrodes.
In the present invention, the electrolytic solution refers to a liquid or semi-solid electrolytic solution (hereinafter the same).
According to this configuration, when the electrolytic solution overflows outside between the first sealing portions, the electrolytic solution can be held in the liquid holding portion.
本発明の前記液体保持部は、前記第1の封止部と、前記第1の封止部間の外側に前記第1の封止部と間隔を空けて設けられた側壁との間に形成された溝であってもよい。
この構成によれば、溢流した電解液を溝内に保持することができる。
The liquid holding part of the present invention is formed between the first sealing part and a side wall that is provided outside the first sealing part and spaced apart from the first sealing part. It may be a groove.
According to this configuration, the overflowing electrolyte solution can be held in the groove.
本発明の前記溝に前記電解液を吸収する吸収材を配してもよい。
この構成によれば、電解液を吸収材に吸収させることができるので、電解液の流動を防止することができる。
You may arrange | position the absorber which absorbs the said electrolyte solution in the said groove | channel of this invention.
According to this configuration, since the electrolytic solution can be absorbed by the absorbent material, the flow of the electrolytic solution can be prevented.
本発明の前記溝には支持部材を配してもよい。
この構成によれば、第2電極を第1電極に重ね合せた際に液体保持部が潰れて、液体保持部において保持することのできる電解液の容積を小さくしたり、液体保持部に収容した電解液をその外側に溢流させたりすることを防止することができる。
A support member may be disposed in the groove of the present invention.
According to this configuration, when the second electrode is overlapped with the first electrode, the liquid holding unit is crushed, and the volume of the electrolytic solution that can be held in the liquid holding unit is reduced or accommodated in the liquid holding unit. It is possible to prevent the electrolyte from overflowing to the outside.
本発明の前記液体保持部は、前記第1の封止部に隣接して設けられ、吸収性を有した側壁により形成してもよい。
この構成によれば、液体保持部の構成をコンパクトにすることができる。
The liquid holding part of the present invention may be formed by an absorptive side wall provided adjacent to the first sealing part.
According to this configuration, the configuration of the liquid holding unit can be made compact.
本発明は、電解液が太陽電池の周辺に溢流することを防止することにより、太陽電池の製造を効率的にすることができるという効果を奏する。 The present invention has an effect of making it possible to efficiently manufacture a solar cell by preventing the electrolyte from overflowing around the solar cell.
以下、図を参照して本発明の太陽電池の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の太陽電池の製造方法は、
(1)図1に示すように、板状に形成された第1電極1の互いに対向する各側辺1aに沿って一対の第1の封止部2,2を設け、一対の第1の封止部2,2間の外側に液体保持部4を形成する第1の工程と、
(2)図2に示すように、第1の封止部2,2間に電解液3を充填する第2の工程と、
(3)図3,図4に示すように、板状に形成された第2電極6を、電解液3を液体保持部4に溢流させながら側辺1aに沿う方向の一端6m側から他端6n側に向けて第1電極1に漸次重ね合せ、第1の封止部2,2において第2電極6と電極1とを接着する第3の工程と、を有する。
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a solar cell of the present invention will be described with reference to the drawings.
The manufacturing method of the solar cell of this embodiment is as follows:
(1) As shown in FIG. 1, a pair of first sealing
(2) As shown in FIG. 2, a second step of filling the
(3) As shown in FIGS. 3 and 4, the
(1)第1の工程
図1に示すように、第1の工程では、板状に形成された第1電極1の互いに対向する各側辺1aに沿って一対の第1の封止部2,2を設け、一対の第1の封止部2,2間の外側に液体保持部4を形成する。
(1) First Step As shown in FIG. 1, in the first step, a pair of first sealing
第1電極1は、基板10aの表面に導電膜11aを形成し、更に導電膜11aの表面に半導体の多孔質膜12を形成したものを用いる。
第1電極1は、略矩形又は長尺な帯状に形成しておく。
第1電極1に用いられる基板10aの材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の透明の熱可塑性樹脂材料を主材料とする樹脂材料又はガラス基板等を好適に用いることができる。この基板10aは、可撓性のあるフィルム状に形成されたものであることが好ましい。
The
The
As a material of the
導電膜11aの材料には、例えば、スズドープ酸化インジウム(ITO)、酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、アルミドープ酸化亜鉛(AZO)、酸化スズ(SnO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化インジウム/酸化亜鉛(IZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)等を用いることができる。
Examples of the material of the
半導体の多孔質膜12は、後述する増感色素から電子を受け取り輸送する機能を有するものであり、金属酸化物、有機金属などからなる半導体が導電膜11aの表面に成膜されている。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)等を用いることができる。有機金属としては、CH3NH3PbX3(Xはハロゲン原子)などのペロブスカイト構造の有機金属等を用いることができる。
The semiconductor
半導体の多孔質膜12は、増感色素を担持することが出来るものである。半導体の多孔質膜12に担持される増感色素は、有機色素または金属錯体色素で構成されている。有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系等の各種有機色素を用いることができる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が好適に用いられる。
The semiconductor
封止材2Aは、基板10aの幅方向(すなわち紙面奥行き方向に延びる側辺1aに交叉する方向)の両端よりも内側において、側辺1aに沿って紙面奥行き方向に一対連続的に配しておく。
封止材2Aとしては、接着剤(例えばホットメルト樹脂)又は硬化性樹脂等を好適に用いることができる。
A pair of the
As the
第1電極1の導電膜11aの表面には、厚さ(高さ)を有する封止材2Aを配しておくことによって、液状又は半固体状の電解液3(図2参照)を充填させる凹み部13を形成しておく。すなわち、対向する一対の封止材2A,2Aは、電解液3(図2参照)が第1電極1の幅方向の両側方に容易に流れ落ちないようにすることができる。また、第1電極1の幅方向両端の近傍に配された封止材2Aは、第1電極1と第2電極6とを幅方向両端の近傍で側辺1a方向に封止する第1の封止部2を構成している。
The surface of the
一対の第1の封止部2,2間の外側、すなわち基板10aの幅方向の更に両端側には、第1の封止部2と間隔を空けて側壁5を設ける。
第1の封止部2と側壁5との間には溝8が形成され、この溝8が多めに充填された余剰の電解液3を保持する液体保持部4を構成する。
A
側壁5には、特に限定されないが、第1の封止部2と同様の封止材を用いることができるが、溝8内に電解液3を封止して接着してしまうことができるため、特に接着剤が好ましい。
液体保持部4には、必須ではないが液体を吸収して保持する吸収材9を配している。
Although it does not specifically limit for the
Although not essential, the
吸収材9は、液体を保持できる材料であれば特に限定されないが、例えば、不織布,液体を吸収可能な発泡体(スポンジ),吸水性を有するゲル状の高分子材料等が挙げられる。これらの中でも、液体の吸収量は多くすることができるため、空孔率の大きい材料を用いることが好ましい。また、吸収材9は、溝8の略上面の高さまで配することが好ましい。
溝8に吸収材9が配されている本構成においては、溝8と吸収材9とが液体保持部4を構成している。
The
In the present configuration in which the
(2)第2の工程
第2の工程では、図2に示すように、第1の封止部2,2間に電解液3を充填する。
電解液3は、第1電極1の封止材2A同士の間すなわち第1の封止部2,2同士の間に充填する。充填される電解液3の量は、第1の封止部2,2間の外に溢流しない程度に、最終的に第1電極1及び第2電極6の間に充填される電解液3よりも多めにする。そのため、電解液3は、封止材2Aの上端からわずかに出る程度に充填する。
(2) Second Step In the second step, the
The
電解液3としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル等の非水系溶剤;ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム又はヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン液体などの液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解液とヨウ素とが混合された溶液等を用いることができる。また、電解液3は、逆電子移動反応を防止するため、t−ブチルピリジンを含むものを用いてもよい。
Examples of the
(3)第3の工程
第3の工程では、図3,図4に示すように、板状に形成された第2電極6を、電解液3を液体保持部4に溢流させながら、側辺1aに沿う方向の一端6m側から他端6n側に向けて第1電極1に漸次重ね合せ、第1の封止部2において第2電極6と第1電極1とを接着する。
(3) Third Step In the third step, as shown in FIGS. 3 and 4, the
第2電極6は、基板10bに導電膜11bを成膜しておく。
基板10bの材質及び形状は、可撓性を有するものを用いる点を除いて第1電極1の基板10aと略同様に形成されている。
第2電極6の導電膜11bには、不図示の触媒層の役割を有さず導電膜11bとしての役割を有する材料か、不図示の触媒層及び導電膜11bの双方の役割を果たし得る材料のいずれかを用いる。前者の場合は、導電膜11b上に更に不図示の触媒層が成膜されており、後者の場合には導電膜11bのみが他の基板10bに成膜されている。
また、導電膜11bの表面に成膜される触媒層としては、カーボンペースト,プラチナ等を採用することができる。
For the
The material and shape of the
The
Moreover, a carbon paste, platinum, etc. can be employ | adopted as a catalyst layer formed into a film on the surface of the electrically
なお、第1電極1の基板10a及び第2電極6の基板10bの少なくともいずれかには、透明基板を用いる。
また、第1電極1又は第2電極6の少なくともいずれか一方の導電膜11a,11bは、透明導電膜により形成しておく。
A transparent substrate is used as at least one of the
Moreover, at least one of the
第2電極6の第1電極1への貼り合わせは、次のようにして行う。
すなわち、図3に示すように、第2電極6の他端6n側を持ち上げ、一端6m側を第1電極1に貼り合わせる。第1電極1と貼り合わされた第2電極6の部分の近傍を湾曲させておく。そして、第2電極6が湾曲形状になった部分を一端6m側から他端6n側に向かって漸次第1電極1に貼り合わせる。
The bonding of the
That is, as shown in FIG. 3, the
この際、第1の封止部2上を加圧しながら封止材2Aの材質に応じて加熱,光照射などを行い、第1電極1と第2電極6とを封止材2Aにより接着する。第2電極6が第1の封止部2,2同士の間において電解液3の容積により膨らむ場合には、封止材2A,2Aの加圧よりも少し後に第1の封止部2,2間をローラー等で平板に均す。
At this time, heating and light irradiation are performed according to the material of the sealing
第1の封止部2,2間に配された電解液3は、最終的に密封される量よりもやや多めに充填しておくため、図4に示すように、第2電極6の第1電極1への貼り合わせにより一端6m側から他端6n側に向かって押圧される。その結果、電解液3が充填された空間Sに含まれた気泡は、図3に示す第2電極6の第1電極1に対する貼り合わせ方向すなわち一端6m側から他端6n側に向かって押し出される。また、電解液3の余剰分が、一端6m側から他端6n側に向かって押し出される。
Since the
一端6m側から他端6n側に向かって押し出された余剰分の電解液3が徐々に増し、第1の封止部2,2間の外側に溢れると、電解液3は、図4に示すように第1の封止部2,2間の外側の溝8内に流れ込む。そして、電解液3は、溝8内に配された吸収材9に吸収され、また側壁5によって溝8内で流動することなく保持される。
したがって、液体保持部4は、第1電極1の第1の封止部2,2間に多めに充填された余剰分の電解液3を保持することにより、余剰の電解液3が第1電極1の外に溢流して太陽電池の製造装置又は太陽電池を製造する基台等に付着することを防止する。
When the
Accordingly, the
(4)第3の工程の後工程(電解液3が充填された空間Sを密封する工程)
第3の工程の後は、図5,図6に示すように、電解液3が充填された空間S(図6参照)を密封する。具体的には、側壁5,5の間に亘って側辺1aに交叉する方向に延びるとともに、側辺1aに沿う方向に間隔を空けて設定される一対の第2の封止部7,7において第1電極1と第2電極6とを接着する。
(4) Subsequent step of the third step (step of sealing the space S filled with the electrolytic solution 3)
After the third step, as shown in FIGS. 5 and 6, the space S (see FIG. 6) filled with the
第2の封止部7は、幅方向に側壁5,5間に亘って設けられている。第2の封止部7において第1電極1及び第2電極6は、超音波融着を用いて融着することができる。そして、第2の封止部7の少なくとも一部を残して切断することにより太陽電池が完成する。
太陽電池は、余剰の電解液3を保持させた液体保持部4を備えたままでもよいが、図7に示すように、第1の封止部2の一部を残して電解液3を第1の封止部2及び第2の封止部により液体保持部4に封止したまま切断し、廃棄することができる。
The
The solar cell may be provided with the
このように、本実施形態の太陽電池の製造方法は、第1の封止部2,2間に電解液3を充填しておいた第1電極1に、電解液3を押圧しつつ一方向に第2電極6を貼り合わせていくため、電解液3を充填した空間に存在する気泡を抜きながら第1電極1と第2電極6とを接着する。したがって、本実施形態の太陽電池の製造方法は、電解液3を充填する太陽電池の内部に気泡が存在することによる太陽電池の品質の低下を防止することができるという効果が得られる。
As described above, the method for manufacturing the solar cell according to the present embodiment is unidirectional while pressing the
この際、本実施形態の太陽電池の製造方法は、電解液3が第1の封止部2,2間の外側に溢流しても第1の封止部2の外側に形成された液体保持部4で電解液3を保持することができるため、電解液3が太陽電池の周辺を汚すことを防止することができる。したがって、本実施形態の太陽電池の製造方法は、太陽電池の周辺に付着した余剰の電解液3を拭き取る作業の発生を防止して、太陽電池の製造を効率的に行うことができるという効果を奏する。
At this time, in the method for manufacturing the solar cell according to the present embodiment, even if the
また、本実施形態の太陽電池の製造方法は、吸収材9を溝8に配するため、第2電極6を第1電極1に重ね合せた際に液体保持部4が潰れることを防止することができる。したがって、本実施形態の太陽電池の製造方法は、液体保持部4において保持することのできる電解液3の容積を小さくしたり、液体保持部に収容した電解液をその外側に溢流させたりすることを防止して、効率よく太陽電池を製造することができるという効果を奏する。
Moreover, since the manufacturing method of the solar cell of this embodiment arrange | positions the
また、本実施形態の太陽電池の製造方法は、第1の封止部2において液体保持部4を切り落とすことにより、溢流した電解液3を容易に廃棄することができる。したがって、本実施形態の太陽電池の製造方法は、太陽電池を効率的に製造することができるという効果を奏する。
Moreover, the manufacturing method of the solar cell of this embodiment can discard the overflowing
また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、太陽電池の構成部材をその積層順に配することができるため、製造が容易となり連続生産を行いやすくなるという効果が得られる。 Further, according to the method for manufacturing a solar cell of the present embodiment, the constituent members of the solar cell can be arranged in the stacking order, so that an effect of facilitating manufacture and facilitating continuous production is obtained.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態で示した構成に限定されるものではなく、発明の本質を逸脱しない範囲において各構成を適宜変更して適用することができる。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment, and each configuration can be appropriately changed and applied without departing from the essence of the invention. it can.
具体的には、本発明は、例えば図9に示すように、一の基板に複数の発電素子(太陽電池)を形成したい場合にも適用することができる。
一の基板に複数の発電素子を形成したい場合であっても、図8に示すように、一の基板の幅方向両端の近傍に設けられた第1の封止部2,2の外側(より両端側)に、第1の封止部2と間隔を空けて一対の側壁5を形成し、第1の封止部2と側壁5との間に液体保持部4となる溝8を形成することができる。溝8には、必須ではないが吸収材9を配する。
Specifically, the present invention can be applied to a case where a plurality of power generation elements (solar cells) are formed on one substrate, for example, as shown in FIG.
Even when it is desired to form a plurality of power generating elements on one substrate, as shown in FIG. 8, outside the
そして、上記実施形態で説明したように第2電極6を配して余剰の電解液3を溝8内に溢流させつつ第1電極1と第2電極6とを第1の封止材で封止することができる。
なお、発電素子間に跨る導電膜は、例えば適宜絶縁部15等を形成するとともに、発電素子間に導電材16を配して発電素子同士を直列又は並列(図9においては直接)に接続させることができる。
Then, as described in the above embodiment, the
In addition, the conductive film straddling between the power generation elements, for example, appropriately forms the insulating
また、上記実施形態では、吸収材9を支持部材として兼用する構成としたが、吸収材9が支持部材として機能し難い場合には、溝8に別途支持部材を配してもよい。
また、上記実施形態では、側壁5を設けることにより液体保持部4が溝8及び吸収材9を備えた構成としたが、吸収性を有する側壁5を第1の封止部2に隣接させた構成であってもよい。具体的には、吸収性を有する側壁5は、例えば溢流する電解液3を十分に吸収及び保持して第1電極1の外方への流動を防止できるものであればよく、かかる吸収性を有する側壁5を第1の封止部2に隣接させた構成のみにより液体保持部4を設けてもよい。
In the above embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, although the
また、第1の実施形態と第2の実施形態において、第1電極1を光電極とし第2電極6を対向電極として第1電極1に第1の封止部2,2を設けて電解液3を充填する例を説明したが、第2電極6に第1の封止部2,2を設けて電解液3を充填してもよい。
In the first embodiment and the second embodiment, the
また、第1の実施形態,第2の実施形態又はこれらの変形例における第2の封止部7,7の貼着は、超音波融着により行うことが好ましいが、接着剤等を用いて行うことも可能である。
Moreover, although it is preferable to stick the
1…第1電極,1a…側辺,2A…第1の封止部,3…電解液,4…液体保持部,5…側壁,6…第2電極,7…第2の封止部,8…溝(液体保持部),9…吸収材,10a,10b…基板
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の封止部間に電解液を充填する第2の工程と、
板状に形成された第2電極を、前記電解液を前記液体保持部に溢流させながら前記側辺に沿う方向の一端側から他端側に向けて前記第1電極に漸次重ね合せ、前記第1の封止部において前記第2電極と前記第1電極とを接着する第3の工程と、
を有する太陽電池の製造方法。 A pair of first sealing portions is provided along the opposing sides of the first electrode formed in a plate shape, and a liquid holding portion is formed outside the pair of first sealing portions. 1 process,
A second step of filling an electrolyte between the first sealing portions;
The second electrode formed in a plate shape is gradually overlapped with the first electrode from one end side to the other end side in the direction along the side while causing the electrolyte solution to overflow the liquid holding portion, A third step of bonding the second electrode and the first electrode in the first sealing portion;
The manufacturing method of the solar cell which has this.
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