JP6568479B2 - Electric module and method of manufacturing electric module - Google Patents
Electric module and method of manufacturing electric module Download PDFInfo
- Publication number
- JP6568479B2 JP6568479B2 JP2015562891A JP2015562891A JP6568479B2 JP 6568479 B2 JP6568479 B2 JP 6568479B2 JP 2015562891 A JP2015562891 A JP 2015562891A JP 2015562891 A JP2015562891 A JP 2015562891A JP 6568479 B2 JP6568479 B2 JP 6568479B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive film
- conductive
- photoelectrode
- counter electrode
- conductive material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 115
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 51
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 42
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 29
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 22
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 29
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000434 metal complex dye Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- SZTSOGYCXBVMMT-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethyl-1-propylimidazole;hydroiodide Chemical compound [I-].CCC[NH+]1C=C(C)N=C1C SZTSOGYCXBVMMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSXYFRKRFSHLHL-UHFFFAOYSA-N 2-butyl-3-methyl-1h-imidazol-3-ium;iodide Chemical compound [I-].CCCCC=1NC=C[N+]=1C DSXYFRKRFSHLHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUIMDJFBHNDZOW-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=CC=N1 UUIMDJFBHNDZOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012327 Ruthenium complex Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N propionitrile Chemical compound CCC#N FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006352 transparent thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Description
本発明は、電気モジュール及び電気モジュールの製造方法に関する。
本願は、2014年2月17日に日本に出願された特願2014-027962号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to an electric module and a method for manufacturing the electric module.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-027962 for which it applied to Japan on February 17, 2014, and uses the content here.
近年、化石燃料に代わるクリーンエネルギーの発電装置として太陽電池が注目され、シリコン(Si)系太陽電池、および色素増感型太陽電池の開発が進められている。とりわけ色素増感型太陽電池は、安価で量産しやすいものとして、その構造及び製造方法が広く研究開発されている(例えば下記特許文献1)。
特許文献1に記載された色素増感太陽電池は、特許文献1の図1に示されているように、第一の基板の一方の板面に一の導電性金属層を備え、この第一の導電性金属層の表面に多孔質の絶縁材(導電性金属層と導電性基板との短絡を防止する部材)を配し、前記多孔質の絶縁材の表面に、前記第一の導電性金属層に対向配置させる他の導電性金属層を設け、更に前記他の導電性金属層の上面に半導体層を備えた構成となっている。そして、前記色素増感太陽電池は、前記第一の基板に透明基板を対向配置させ、対向配置させた基板の外周部同士を封止材により貼り合わせて内部空間を形成している。
この太陽電池は、内部空間に電解液を充填するとともに、絶縁層の表面に金属導電層を成膜させた取り出し電極を、太陽電池の第一の電極の導電性金属層と他の電極の導電性金属層とに接触するように配した上で、封止材から突出させた構成を採用している。In recent years, solar cells have attracted attention as clean energy power generation devices that replace fossil fuels, and silicon (Si) solar cells and dye-sensitized solar cells have been developed. In particular, dye-sensitized solar cells have been widely researched and developed for their structures and manufacturing methods as being inexpensive and easy to mass-produce (for example,
As shown in FIG. 1 of
In this solar cell, an internal electrode is filled with an electrolytic solution, and a takeout electrode in which a metal conductive layer is formed on the surface of an insulating layer is connected to the conductive metal layer of the first electrode of the solar cell and the conductivity of other electrodes. The structure which protruded from the sealing material after arrange | positioning so that it may contact with a conductive metal layer is employ | adopted.
ところで、従来の太陽電池では、取り出し電極が、太陽電池の第一の電極の導電性金属層及び他の電極の導電性金属層に局所的に接触させているだけであるので、電子が導通材よりも抵抗値の高い導電性金属層を経由して取り出し電極まで移動しなければならない。すなわち、従来の太陽電池は、集電時の抵抗値が高く、品質が悪いという問題があった。
また、上記太陽電池は、取り出し電極の一端を一電気モジュールの内部空間に挿入し、同他端を封止材よりも外方に突出させる構成を採用していたため、一モジュールごとに製造する必要があり、連続生産に不向きであるという問題があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、集電効率を向上させて抵抗値を低減させた高品質な電気モジュール及びその製造方法を提供する。By the way, in the conventional solar cell, since the extraction electrode is only in local contact with the conductive metal layer of the first electrode of the solar cell and the conductive metal layer of the other electrode, the electron is a conductive material. It must move to the extraction electrode via the conductive metal layer having a higher resistance value. That is, the conventional solar cell has a problem that the resistance value during current collection is high and the quality is poor.
Moreover, since the said solar cell employ | adopted the structure which inserts the end of an extraction electrode in the internal space of one electrical module, and protrudes the other end outward from a sealing material, it is necessary to manufacture for every module There was a problem that it was not suitable for continuous production.
Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a high-quality electric module with improved current collection efficiency and reduced resistance, and a method for manufacturing the same.
本発明の電気モジュールは、第一の導電膜が成膜された第一の基板に半導体層が形成された光電極と、第二の導電膜が成膜された第二の基板を備えた対向電極と、電解質とを備え、前記光電極と前記対向電極とが、これらの間に複数の内部空間を形成するように貼り合わされて封止され、前記電解質が前記複数の内部空間それぞれに充填されることで、直列接続された複数の発電素子が形成されており、前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜の少なくとも一方には、前記複数の発電素子の区切りとなる絶縁帯が形成され、前記光電極と前記対向電極と間の封止部の少なくとも一部は、前記第一の導電膜と前記第二の導電膜とを封止材によって接着させて形成され、前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜のうち、少なくとも一方が前記内部空間から電気的に連続して前記絶縁帯が形成されていない状態で前記封止材を越えて前記内部空間の外側に延設されており、かつ、延設された部分の表面上に、前記部分と導通可能な状態で導電材が配されており、前記導電材には、端子が接続され、前記端子は、前記光電極と前記対向電極との間から、かつ、前記光電極又は前記対向電極の外縁から突出するように設けられていることを特徴とする。
なお、本願において「電解質」には、電解液、ゲル状の電解質及び固体状の電解質が含まれる。
この構成によれば、集電時に光電極又は対向電極の少なくとも一方において低抵抗、かつ、広い領域での導電が可能となり、それにより効率的に集電することができる。
また、この構成によれば、導電材の任意の位置において端子を光電極と対向電極との間から容易に取り出すことができる。
An electrical module according to the present invention includes a photoelectrode in which a semiconductor layer is formed on a first substrate on which a first conductive film is formed, and a second substrate on which a second conductive film is formed. An electrode and an electrolyte, the photoelectrode and the counter electrode are bonded and sealed so as to form a plurality of internal spaces therebetween, and the electrolyte is filled in each of the plurality of internal spaces. Thus, a plurality of power generation elements connected in series are formed, and at least one of the first conductive film and the second conductive film is formed with an insulating band serving as a partition between the plurality of power generation elements. And at least a part of the sealing portion between the photoelectrode and the counter electrode is formed by adhering the first conductive film and the second conductive film with a sealing material, At least one of the conductive film and the second conductive film is the inside The insulating band is not continuously formed in an electrically continuous manner, and extends beyond the inner space beyond the sealing material, and on the surface of the extended portion, A conductive material is disposed in a state capable of being electrically connected to a portion, and a terminal is connected to the conductive material, and the terminal is between the photoelectrode and the counter electrode and the photoelectrode or the counter electrode. It is provided so that it may protrude from the outer edge of an electrode .
In the present application, “electrolyte” includes an electrolytic solution, a gel electrolyte, and a solid electrolyte.
According to this configuration, at the time of current collection, at least one of the photoelectrode and the counter electrode can have low resistance and can conduct electricity in a wide region, thereby collecting current efficiently.
Further, according to this configuration, the terminal can be easily taken out between the photoelectrode and the counter electrode at an arbitrary position of the conductive material.
本発明の前記導電材は、前記端子により前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜の少なくとも一方に固定されていることが好ましい。The conductive material of the present invention is preferably fixed to at least one of the first conductive film and the second conductive film by the terminal.
この構成によれば、導電材を安定的に光電極又は対向電極に固定することができる。According to this configuration, the conductive material can be stably fixed to the photoelectrode or the counter electrode.
本発明の電気モジュールにおいては、前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜の両方が、前記内部空間から電気的に連続して前記絶縁帯が形成されていない状態で前記封止材を越えて前記内部空間の外側に延設され、ここで前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜は、前記内部空間を挟んで反対側に延設されており、かつ、前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜の延設された部分のそれぞれの表面上に、前記部分と導通可能な状態で前記導電材が配されていることが好ましい。
この構成によれば、集電時に光電極及び対向電極の両方において低抵抗、かつ、広い領域での導電が可能となり、それによりより一層効率的に集電することが可能になる。
In the electric module of the present invention, the first conductive film and the second conductive film are both electrically sealed from the inner space, and the sealing material is not formed in the insulating band. And extending outside the internal space, wherein the first conductive film and the second conductive film extend to opposite sides across the internal space, and the first conductive film It is preferable that the conductive material is disposed on the surface of each of the extended portions of the conductive film and the second conductive film so as to be electrically connected to the portion.
According to this configuration, at the time of current collection, both the photoelectrode and the counter electrode can have low resistance and can conduct electricity in a wide region, thereby enabling more efficient current collection.
本発明の電気モジュールの製造方法は、前記電気モジュールの製造方法であって、前記光電極と前記対向電極とをそれぞれ一方向に延在するよう連続的に繰り出す工程と、前記光電極と前記対向電極とを、これらの間に前記複数の内部空間を形成するように貼り合せて封止し、この際、前記光電極と前記対向電極と間の前記封止部の少なくとも一部の形成を前記封止材を用いて行って前記複数の発電素子を形成し、前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜のうち、少なくとも一方を前記内部空間から電気的に連続して前記絶縁帯が形成されていない状態で前記封止材を越えて前記内部空間の外側に延設させた状態とする封止工程と、前記導電膜の延設された部分の表面上に前記導電材を配する導電材配置工程とを備えていることを特徴とする。
この構成によれば、光電極と対向電極との貼り合せにおいて端子の取出し位置を予め考慮することなく、容易に電気モジュールを製造することができる。
Method of manufacturing an electro-module of the present invention is a manufacturing method of the electrical module, comprising the steps of continuously feeding to extend the said photoelectrode and the counter electrode in one direction, respectively, the counter and the photoelectrode an electrode sealed bonded to form a plurality of interior space between them, this time, the at least a portion of formation of the sealing portion between said counter electrode and the photoelectrode the plurality of power generating elements formed I line with sealant, of the first conductive film and the second conductive film, the insulating band electrically continuous at least one from the internal space distribution but a sealing step of a state of being extended to the outside of the inner space in a state of not being formed over the encapsulant, the electrically conductive material on the surface of the extended portion of the conductive layer And a conductive material arranging step.
According to this configuration, it is possible to easily manufacture the electric module without considering the terminal extraction position in advance in bonding the photoelectrode and the counter electrode.
本発明の前記封止材は、前記一方向に交叉する方向の少なくとも一端側に、前記一方向に延設させ、前記導電材は、前記一方向に平行に配されていることが好ましい。
この構成によれば、上記いずれかの電気モジュールを一方向に搬送しつつ連続して製造する、例えばRoll to Roll生産等の連続生産を容易に行うことができる。The sealing material of the present invention is preferably extended in the one direction on at least one end side in the direction crossing the one direction, and the conductive material is preferably arranged in parallel to the one direction.
According to this configuration, it is possible to easily perform continuous production such as roll-to-roll production in which any one of the above electric modules is continuously produced while being conveyed in one direction.
本発明によれば、集電時の抵抗値を低減させて集電効率を向上させ、電気モジュールの品質を向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明の電気モジュールの製造方法によれば、本発明の電気モジュールを連続生産で簡便かつ効率的に製造することができるという効果を奏する。According to the present invention, there is an effect that the resistance value at the time of current collection can be reduced to improve the current collection efficiency and the quality of the electric module can be improved.
Moreover, according to the manufacturing method of the electrical module of this invention, there exists an effect that the electrical module of this invention can be manufactured simply and efficiently by continuous production.
以下、図を参照して本発明の電気モジュールの実施形態について、本発明の電気モジュールが色素増感太陽電池(以下「太陽電池」と称する)である場合を例として説明する。
また、電解質としてゲル電解質を用いて電気モジュールが製造された場合を例として説明する。Hereinafter, embodiments of the electric module of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example the case where the electric module of the present invention is a dye-sensitized solar cell (hereinafter referred to as “solar cell”).
Further, a case where an electric module is manufactured using a gel electrolyte as an electrolyte will be described as an example.
(第1実施形態)
図1又は図2に示すように、本発明の第1実施形態である太陽電池1Aは、第一の導電膜4が成膜された第一の基板7に半導体層8が形成された光電極2と、第二の導電膜10が成膜された第二の基板11を備えた対向電極3と、電解質12とを備え、光電極2と対向電極3とが、これらの間に内部空間Sを形成するように貼り合わされて封止され(封止部Pを形成)、前記電解質12は前記内部空間Sに充填されている発電素子(セルともいう)Cを複数備え、封止部Pのうち矢印L1方向に延在する部分は、第一の導電膜4と第二の導電膜10とを封止材9によって接着させて形成され、内部空間Sから電気的に連続した状態で封止材9を越えて内部空間Sの外側に互いに反対方向に延設させた第一の導電膜4及び/又は第二の導電膜10のそれぞれの表面に、これと導通可能な状態で導電材5が接続されていることを特徴としている。そして、本実施形態では、各発電素子Cが直列接続されている。
詳細には、太陽電池1Aは、以下のように構成されている。(First embodiment)
As shown in FIG. 1 or 2, the
Specifically, the
光電極2は、第一の基板7に成膜された第一の導電膜4に矢印L1方向(図2においては紙面奥行き方向)に互いに平行に延びる複数の(本実施形態では3つの)帯状の半導体層8を備えている。これらの半導体層8,8・・は、矢印L1方向に交叉する矢印L2方向に封止材9,9及び導電材5を配置させる間隔を空けて形成されている。
第一の導電膜4には、矢印L1方向に延びて一つのセルの区切りとなる条状の絶縁帯15が半導体層8を挟むようにして一定間隔で半導体層8の幅方向の両側に形成されている。The
In the first
対向電極3は、第二の導電膜10が成膜された第二の基板11を備えている。
第二の導電膜10には、矢印L1方向に延びて一つのセルの区切りとなる条状の絶縁帯15が、第一の導電膜4に形成された絶縁帯15と矢印L2方向の一方寄り(本実施形態では右寄り)に位置をずらして、かつ、半導体層8を間に挟むように一定間隔で半導体層8の幅方向両側に形成されている。The
The second
第一の基板7及び第二の基板11の材料としては、それぞれ例えば、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、又はガラス基板等が好適に用いられる。なお、第一の基板7及び第二の基板11は、可撓性のあるフィルム状に形成されたものであってもよい。第一の基板7及び第二の基板11の少なくともいずれかは、透明基板とされている。
As a material of the
第一の導電膜4又は第二の導電膜10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)等が用いられている。
第一の導電膜4及び第二の導電膜10の少なくともいずれかは、透明導電膜により形成されている。
また、第一の基板7と第一の導電膜4との組み合わせ、及び第二の基板11と第二の導電膜10との組み合わせのうち、少なくとも一方の組み合わせにおいては、基板と導電膜が共に透明であることが望ましい。Examples of the material of the first
At least one of the first
Further, in at least one of the combination of the
半導体層8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、金属酸化物からなる半導体が導電膜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)等が用いられる。The
半導体層8は、増感色素を担持している。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
第二の導電膜10としては、触媒層の役割を有さず導電膜としての役割を有する材料か、触媒層及び導電膜の双方の役割を果たし得る材料のいずれかが採用されている。前者の場合は、第二の導電膜10上に更に不図示の触媒層が成膜されており、後者の場合には第二の導電膜10のみが第二の基板11に成膜されている。
また、第二の導電膜10の表面に成膜される触媒層としては、カーボンペースト、プラチナ等が採用されている。As the second
In addition, as the catalyst layer formed on the surface of the second
光電極2と対向電極3とは、封止部Pにおいて貼り合わされ、その結果帯状に連続して設けられた半導体層8毎に電解質12を封止する内部空間Sが形成されている。
封止部Pは、隣り合う半導体層8,8の間及び矢印L2方向の両端1a,1bには封止材9を2列ずつ矢印L1方向に配して第一の導電膜4と第二の導電膜10とをこの封止材9を介して接着させることにより形成され、矢印L2方向には超音波融着等により第一の基板7と第二の基板11とを融着させて形成されている。The
The sealing part P includes the first
封止材9は、第一の導電膜4に形成された絶縁帯15又は第二の導電膜10に形成された絶縁帯15を一つずつ覆う位置に配されている。なお、一端1a及び他端1bの両端においては、封止材9(P)は、互いに対向する二つの絶縁帯15,15を覆うように設けられている。
なお、封止材9としては、第一の導電膜4及び第二の導電膜10の機能を害さない材質の接着剤、例えばホットメルト樹脂等が好適に用いられる。The sealing
In addition, as the sealing
半導体層8,8同士の間に配された封止材9,9の間は、配線空間20を形成している。この配線空間20には、隣り合うセルC,C同士を直列接続させる導電材5が矢印L1方向に配されている。すなわち、配線空間20内の導電材5は、右側に隣接する一方のセルCの内部空間Sから封止材9を越えて連続して延設された第一の導電膜4と、左側に隣接する他方のセルCの内部空間Sから封止材9を越えて連続して延設された第二の導電膜10との双方に矢印L1方向に亘って接触している。この際、一方のセルCの内部空間Sから連続して延設された第一の導電膜4と導電材5との間、並びに、他方のセルCの内部空間Sから連続して延設された第二の導電膜10と導電材5との間の一方又は双方に、それぞれの間の電気的接続を補助する導電材ペースト等の補助導電材5aが配されていることが好ましい。
A
以上の構成をまとめると、セルC ,C同士の間には、電解質12が充填された内部空間Sと液密に分離された配線空間20が封止材9,9を含む封止部Pにより形成されている。そして、この配線空間20内において、導電材5は、隣り合う内部空間Sからこの配線空間20内に連続して延設された第一の導電膜4と第二の導電膜10とに矢印L1方向に亘って接続され、セルC,C・・間で直列接続を構成している。
To summarize the above configuration, between the cells C 1 and
矢印L2方向の一端1aにおいては、一方の導電膜4は、内部空間Sを封止している封止材9を越えて、内部空間Sからその外側に連続して延設されており、他方の導電膜10は、内部空間Sを封止している封止材9の位置で矢印L1方向に絶縁されている。そして、内部空間Sを封止する封止材9と矢印L2方向に間隔を空けて、更に封止材9が設けられ、これら封止材9,9により配線空間20が形成されている。矢印L2方向の最も外側に位置するこの封止材9の位置では、更に第一の導電膜4と第二の導電膜10とが矢印L1方向に絶縁されている。
At one
矢印L2方向の一端1aに設けられた配線空間20内の第一の基板7及び第一の導電膜4には、矢印L1方向に間隔を空けて開口部16が形成されている。そして、一端1aに設けられた配線空間20内まで連続して延設した第一の導電膜4に、補助導電材5aを介して線状の導電材5が矢印L1方向に亘って接続され、第一の導電膜4の広い領域での導通を確保しつつ効率よく集電できるようになっている。また、この配線空間20において形成された開口部16には、一端が補助導電材5aと導電材5とに接し、他端が開口部16から突出(露出)するように端子6が挿入されている。
以上の構成により、矢印L2方向の一端1aの配線空間20は、隣接する内部空間Sと液密に分離されている。そして、この配線空間20の導電材5は、矢印L1方向に亘って配されることにより、封止材9を越えて内部空間Sからその外側に連続して延設された第一の導電膜4の矢印L1方向の全体に亘って導通を確保しつつ集電し、任意の端子6,6・・から電流を取り出せるようになっている。一方、一端1aにおける第二の導電膜10は、内部空間Sを封止している封止材9の位置でセルC内の他方の導電膜10と絶縁されているので、導電材5は、配線空間20内で第二の導電膜10と接しても第二の導電膜10とは導通しないようになっている。
このようにして、一端1aの配線空間20内の導電材5は、隣り合うセルCと直列接続を構成している。With the above configuration, the
In this way, the
なお、補助導電材5aは、導電材5及び端子6が第一の導電膜4に確実に接触して電気的な接続が取れるのであれば必須ではないが、接続の確実性及び導電材5及び端子6を第一の導電膜4に確実に固定するために、導電材5及び端子6と第一の導電膜4との間に配されていることが好ましい。
The auxiliary
また、一端1aにおける第二の導電膜10は、前述のとおり一端1aに設けられた封止材9の位置で絶縁帯15により内部空間Sの他方の導電膜10と絶縁されている。したがって、一端1aにおける導電材5は、第二の導電膜10と接しても短絡の問題を発生させないが、第二の導電膜10との無用の導通を防止するために、この第二の導電膜10と確実に離間させていることが望ましい。そのために、導電材5と第二の導電膜10との間には、絶縁材(不図示)が配されていることがより望ましい。
The second
また更に、開口部16には、水分等が進入することを防止するために封止材(不図示)が配されていることが好ましい。
開口部16を封止する封止材(不図示)は、一端1aの端子6と開口される第一の導電膜4とを可及的に密着させて良好な導通を図ることが好ましいため、一端1a側の開口部16には、導電性のある材料のものが好適に用いられる。Furthermore, it is preferable that a sealing material (not shown) is disposed in the
Since the sealing material (not shown) for sealing the
矢印L2方向の他端1bは、一端1aの構造と略同様の構造を形成している。ただし、他端1bに設けられた導電材5は、セルC,C間に形成された直列接続構造に整合するように、隣接する内部空間Sから連続して延設された第二の導電膜10に接するように配されて電気接続され、隣接するセルCとの間で直列接続を構成している。そして、他端1bの配線空間20内の第一の導電膜4は、内部空間Sを封止している封止材9の位置で内部空間Sの一方の導電膜4と絶縁されている。したがって、他端1bに設けられた導電材5は、第一の導電膜4と接しても第一の導電膜4とは導通しないようになっている。
The
なお、他端1bにおいても一端1aと同様の理由から、補助導電材5aは必須ではないが、導電材5及び端子6と他方の導電膜10との間に配されていることが好ましい。
また、一端1aと同様に、他端1bにおける導電材5は、第一の導電膜4と確実に離間させていることが望ましい。また、そのために、導電材5と第一の導電膜4との間に絶縁材(不図示)を配していることがより望ましい。
また、他端1bの端子6は第一の導電膜4と導通しないことが好ましいので、開口部16を封止する封止材(不図示)は、他端1b側の開口部16には、導電性を有しない材料のものが好適に用いられる。The auxiliary
Further, like the one
Moreover, since it is preferable that the
線状の導電材5は、低抵抗の金属により形成されていれば特に制限はないが、例えば、銅、銀、銅合金などにより形成された導線を用いることができ、コストや入手の容易性の観点から銅線を用いることが好ましい。
線状の導電材5は、第一の導電膜4又は第二の導電膜10の表面に配されセルCにおいて生ずる電気を集電することができるようになっている。この導電材5は、ペースト状の補助導電材5aを介して第一の導電膜4又は第二の導電膜10に対し接触面積を大きくして配置されていることが好ましい。そして、接触面積を大きくしてITO等の導電膜よりも低抵抗の導電材5が配されていることにより、太陽電池1Aは、光電極2及び対向電極3における電子の移動が低抵抗化及び短距離化されることによる集電作業の効率化が図られている。The linear
The linear
電解質12は、半導体層8の内部に浸透し、そのほぼ表面全体に塗工されている。
なお電解質12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、又はヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム若しく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が用いられている。また、電解質12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でもよい。The
The
このように、太陽電池1Aは、セルC,C間に内部空間Sと分離された配線空間20を備え、この配線空間20にセルC,C同士を直列接続させるように第一の導電膜4と第二の導電膜10とをそれぞれ連続して延設させ、又は第一の導電膜4又は第二の導電膜10をパターニングし(絶縁させ)た構成となっている。
そして、太陽電池1Aは、矢印L2方向の両端1a,1bにおいて導電材5に端子6が接続され、端子6が開口部16を介して光電極2の板面から突出して電流を任意の端子6から容易に取り出せるようになっている。
なお、半導体層8,8間の配線空間20には、一端1a及び他端1bと同様に開口部16が形成され、この開口部16に端子が挿入されていてもよい。この構成によれば、直列接続させる発電素子を増減させることができる。As described above, the
In the
Note that an
次に、太陽電池1Aの製造方法について図3〜図7を用いて説明する。
太陽電池1Aの製造方法の一実施形態は、(I)第一の導電膜4が成膜された第一の基板7に半導体層8が形成された光電極2と、第二の導電膜10が成膜された第二の基板11を備えた対向電極3とをそれぞれ矢印L1方向に延在するよう連続的に繰り出す繰り出し工程と、(II)光電極2と対向電極3とを、これらの間に内部空間Sを形成するように貼り合せて封止し、この際、前記光電極2と対向電極3と間の封止部Pの少なくとも一部の形成を封止材9により行い、内部空間Sから電気的に連続した状態で封止材9を越えて内部空間Sの外側に延設させた第一の導電膜4又は第二の導電膜10のいずれかの表面に導電材5を配する封止工程及び導電材配置工程を備えていることを特徴としている。
以下、各工程について説明する。Next, the manufacturing method of 1 A of solar cells is demonstrated using FIGS.
One embodiment of the manufacturing method of the
Hereinafter, each step will be described.
<光電極2及び対向電極3の準備>
図3A、図3Bに示すように、繰り出し工程の前に、まず、例えばロール状に巻回しておいた第一の基板7を一方向(矢印L1方向)に引き出し、その一方の板面に第一の導電膜4を成膜し、更に第一の導電膜4の表面に半導体層8を形成し色素を担持させた光電極2を用意しておく。なお、予め、第一の基板7の一方の板面に第一の導電膜4が形成されたロール状の基材を使用してもよい。
また、同様にして、例えばロール状に巻回しておいた第二の基板11に第二の導電膜10を成膜した対向電極3を用意しておく。予め、第二の基板11の一方の板面に第二の導電膜10が形成されたロール状の基材を使用してもよい。<Preparation of
As shown in FIGS. 3A and 3B, before the unwinding step, first, for example, the
Similarly, the
(I)<繰り出し工程>
繰り出し工程では、光電極2と対向電極3とを矢印L1方向(一方向)に連続して帯状に延在するように繰り出しておく。
光電極2の幅方向(矢印L2方向)の一端1a側には、図3A、図3Bに示すように、ペースト状の補助導電材5aを帯状に配しておくことが好ましい。(I) <Feeding process>
In the feeding process, the
As shown in FIGS. 3A and 3B, it is preferable to arrange a paste-like auxiliary
また、第一の基板7上の第一の導電膜4には、半導体層8同士の間に矢印L1方向に平行な条状の絶縁帯15をレーザー等により形成しておくことが好ましい。
また更に、図4A、図4Bに示すように、光電極2の幅方向の両端1a,1bに矢印L1方向に間隔を空けて開口部16を形成しておくことが好ましい。
そして、図5A、図5Bに示すように、開口部16(図4A参照)に端子6を貫通させておく。Further, in the first
Furthermore, as shown in FIGS. 4A and 4B, it is preferable that
Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
(II)封止工程及び導電材配置工程
次に、図6A、図6Bに示すように、端子6及び第一の導電膜4上の補助導電材5aに接触するように線状の導電材5を矢印L1方向に配置するとともに、半導体層8,8同士の間にも線状の導電材5を矢印L1方向に配置する。封止材9,9は、各線上の導電材5を間に挟むように矢印L1方向に連続して配置する。この際、光電極2の幅方向(矢印L2方向)の他端1b側の導電材5上にはペースト状の補助導電材5aを帯状に配しておく。この封止材9,9を配することにより、光電極2と対向電極3とを貼り合せた際に内部空間Sと分離した配線空間20が形成される。
そして、半導体層8の表面に電解質12を塗布又は滴下する。(II) Sealing Step and Conductive Material Arrangement Step Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, the linear
Then, the
なお、導電材5、封止材9の配置、及び電解質12の塗布又は滴下の順は特に限定されるものではない。
また、対向電極3についても、この対向電極3を図7A、図7Bに示すように光電極2に貼り合せた際に、半導体層8同士の間で第一の導電膜4に形成された絶縁帯15と矢印L2の一方向に位置をずらして矢印L1方向に連続して延びる条状の絶縁帯15を、第二の導電膜10に予め形成しておく。In addition, the order of arrangement | positioning of the electrically
As for the
そして、図7A、図7Bに示すように、第一の導電膜4と第二の導電膜10とを対向させて光電極2と対向電極3とを積層する。そして、封止材9が配された位置を加熱及び加圧して各セルCの封止部Pを矢印L1方向に接着させるとともに、矢印L1方向に所定の間隔を空けて、超音波融着等により光電極2と対向電極3とを矢印L2方向に融着し切断する。
以上の工程により、図1又は図2に示す半導体層8及び電解質12を備えた内部空間Sと、導電材5を備えた配線空間20とが形成され、配線空間20で導電材5により一方のセルCの第一の導電膜4と同他方のセルCの第二の導電膜10とが接続されて、直列接続構造を有する太陽電池1Aが得られる。7A and 7B, the
Through the above steps, the internal space S including the
このようにして得られた太陽電池1Aは、図2に示すように、全ての導電材5が配線空間20内で矢印L1方向に連続して配されている。したがって、太陽電池1Aは、電子の移動距離を短縮化して各セルCの矢印L1方向の全体から効率よく集電することができ、品質が高いという効果が得られる。本発明において、導電材5は配線空間20内で矢印L1方向に連続して配されている(即ち、導電材5が、太陽電池1Aの導電膜4,10の全長に亘って配されている)ことが好ましいが、断続的に配されていてもよく、この場合、導電材5は、導電膜4,10の全長の10〜100%に亘って配されていることが好ましく、50〜100%に亘って配されていることがより好ましい。
In the
また、太陽電池1Aは、電解質12を有する内部空間Sの外に形成した配線空間20に導電材5及び端子6が設置されているため、従来のように端子6等の隙間を形成しやすいものを封止材9に挟み込むことを回避して電解質12のセルC外への漏出をより確実に防止することができ、高品質であるという効果が得られる。
Moreover, since the
また、太陽電池1Aは、電解質12を有する内部空間Sの外に設けた配線空間20に矢印L1方向に亘って導電材5を設けているため、任意の位置に容易に開口部16を形成することができ、端子6を介して任意の位置から電流を取り出すことができるという効果が得られる。また、太陽電池1Aは、同様の理由から、導電材5及び端子6の電解質12による腐食を防止して電池性能の劣化を有効に防止することができるという効果が得られる。
また、太陽電池1Aは、更に上記理由から太陽電池1Aのサイズ又は設計の自由度が高いという効果が得られる。Moreover, since the
In addition, the
また、太陽電池1Aは、配線空間20において内部空間Sから物理的且つ電気的に連続している第一の導電膜4又は第二の導電膜10のいずれかと、絶縁帯15において前記と同一の内部空間Sと絶縁された第二の導電膜10又は第一の導電膜4のいずれかとを、同一の封止材9の外側に延出させている。したがって、太陽電池1Aは、導電材5及び端子6が対向する第一の導電膜4と第二の導電膜10との双方に接触することによる短絡を考慮することなく容易に導電材5及び端子6の配置することができるという効果が得られる。したがって、太陽電池1Aの製造を容易にすることができるという効果が得られる。
In addition, the
また更に、本発明の太陽電池1Aの製造方法は、光電極2と対向電極3とを矢印L1方向に送出しながら、封止材9により矢印L1方向に接着し、封止材9に交叉する矢印L2方向の封止を、太陽電池1Aの任意の位置で超音波融着等によりすることができる。すなわち、本発明の太陽電池1Aの製造方法は、光電極2及び対向電極3を帯状に形成してその矢印L1(すなわち長手)方向に搬送しながら連続製造する、例えばRoll to Roll製法を利用して、極めて簡便、効率的かつスピーディに太陽電池1Aを製造することができるという有利な効果が得られる。
Furthermore, in the manufacturing method of the
なお、上記実施形態において、太陽電池1Aは、開口部16を光電極2に形成し、この開口部16から端子6を取り出す構成としたが、開口部16の形成は、光電極2に限定されるものではない。すなわち、開口部16は端子6の取出し方向の選択肢に過ぎないので、導電材5及び端子6が適切に電極(すなわち第一の導電膜4又は第二の導電膜10)に接続されていれば、開口部16は、図8に示すように、対向電極3に形成したものであってもよく、又は、図9に示すように、一端1a側の開口部16を対向電極3に形成し、他端1b側の開口部16を光電極2に形成したものであっても、(図示しないが)その反対であってもよい。また或いは、開口部16は、光電極2と対向電極3との双方に形成されたものであってもよい。
In the above embodiment, the
また更に、端子6は、図10に示すように、光電極2と対向電極3との間から、光電極2又は対向電極3の外縁(すなわち一端1aと他端1b)から突出させたものであってもよい。この場合、端子6を接続させるための導電材5を配する配線空間20は、側方に開放され、導電材5のいずれの位置においても端子6を容易に突出させることができるようになっていてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図11A、図11Bを用いて説明する。本実施形態において、第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
図11A、図11Bに示すように、本実施形態の太陽電池1Bは、一のセルCの内部空間Sに複数の導電材5を配して集電構造を形成し、この集電構造を並列に設けている点で第1実施形態と異なっている。(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 11A and 11B, the
第一の導電膜4及び第二の導電膜10は、内部空間Sにおいてはパターニングされておらず第一の基板7及び第二の基板11のそれぞれの全面に成膜されている。
導電材5は、一端1a、半導体層8,8間及び他端1bに配されており、一端1a及び他端1bにおいては、補助導電材5aを介して、半導体層8,8間においては補助導電材5aを介さず導電膜4側のみに接するように配されている。補助導電材5aは、半導体層8,8間の導電材5の下方にも設けられているとなおよい。The first
The
光電極2には、開口部16が矢印L1方向(図11Bにおいては紙面奥行き方向)に間隔を空けて形成され、それぞれに端子6を挿通させており、導電材5と端子6と第一の導電膜4とが互いに接触している。
半導体層8,8間の導電材5の表面には、端子6を含んで全体が電解質12に接触しないように保護材35が設けられている。
A
一端1a側の導電材5と第二の導電膜10との間、並びに、他端1b側の導電材5と第一の導電膜4との間は、確実に絶縁されるべく、これらの間に絶縁材31が介装されている。
このような構成とすることにより、太陽電池1Bは、各端子6に電線30を接続させて一つのセルCにおいて第一の導電膜4の全体に亘って導通を確保しつつ効率的に集電することができるという効果が得られる。Between the
By adopting such a configuration, the
(変形例1)
次に、第2実施形態の変形例1について図12を用いて説明する。
本変形例1の太陽電池1Cは、図11A、図11Bに示す半導体層8,8間の導電材5及び端子6に設けられた保護材35に代えて、図12に示すように半導体層8,8同士の間であって導電材5(矢印L2方向)の両側に封止材9,9を設け、配線空間20を形成している。また導電材5と第二の導電膜10との間に絶縁材31を介装させている。(Modification 1)
Next,
A
このような構成とすることにより、変形例1の太陽電池1Cは、各端子6に電線30を接続させて一つのセルCにおいて第一の導電膜4の全体に亘って導通を確保しつつ効率的に集電することができるという効果が得られる。
また、変形例1の太陽電池1Cは、内部空間Sと分離した配線空間20に導電材5を配しているため、端子6,6・・及び導電材5を電解質12から確実に分離して保護することができる。By setting it as such a structure, the
Further, in the
また、変形例1の太陽電池1Cは、導電材5を配線空間20に設置するだけで電解質12から隔離することができるため、製造が簡便となることができるという効果が得られる。
また、変形例1の太陽電池1Cは、半導体層8,8間の配線空間20における開口部16の処理も簡便となるとともに、光電極2側に形成された開口部16から電解質12が漏出することを確実に防止することができるという効果が得られる。Moreover, since the
Further, in the
(変形例2)
次に、第2実施形態の変形例2について図13A、図13Bを用いて説明する。本変形例2において図11A、図11Bに示す第2実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
変形例2の太陽電池1Dは、複数の導電材5を光電極2側にのみ設けた図11A、図11Bの第2実施形態と異なり、図13A、図13Bに示すように、保護材35を備えた複数の導電材5を第一の導電膜4と第二の導電膜10との双方に設けている。(Modification 2)
Next,
Unlike the second embodiment of FIGS. 11A and 11B in which a plurality of
変形例2の太陽電池1Dにおいて、開口部16,16・・は、第二の基板11及び第二の導電膜10にも形成され、これらの開口部16,16・・に第二の導電膜10と接続させた端子6,6・・が挿入されている。そして、第一の導電膜4及び導電材5に接続させた端子6,6・・同士が電線30に接続されて集電され、第二の導電膜10及び導電材5に接続させた端子6,6・・同士が電線30に接続されて集電され、集電構造が並列に形成されている。
本変形例2の太陽電池1Dは、光電極2及び対向電極3の双方を効率的に利用して集電することができるという効果が得られる。In the
The
(変形例3)
次に、第2実施形態の変形例3について図14を用いて説明する。本変形例3において変形例1及び2と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
変形例3の太陽電池1Eは、図13A、図13Bに示す半導体層8,8間の導電材5及び端子6に設けられた保護材35に代えて、図14に示すように半導体層8,8同士の間であって導電材5(矢印L2方向)の両側に封止材9,9を設け、配線空間20を形成している。(Modification 3)
Next,
The
この場合、配線空間20の第一の導電膜4に接続された導電材5と第二の導電膜10に接続された導電材5は対向配置されるため、これらの導電材5,5の間に絶縁材31が介装される。
このような構成とした場合であっても、太陽電池1Eは、各端子6に電線30を接続させて一つのセルCにおいて第一の導電膜4及び第二の導電膜10から効率的に集電することができるという効果が得られる。In this case, since the
Even in the case of such a configuration, the
また、変形例3の太陽電池1Eは、内部空間Sと分離した配線空間20に導電材5を配しているため、端子6,6・・及び導電材5電解質12から確実に分離して保護することができる。また、変形例3の太陽電池1Eは、導電材5を配線空間20に設置するだけで電解質12から隔離することができるため、製造を簡便にすることができるという効果が得られる。
In addition, since the
また、変形例3の太陽電池1Eは、半導体層8,8間の配線空間20における開口部16の処理も簡便となるとともに、開口部16から電解質12が漏出することを確実に防止することができるという効果が得られる。
Further, in the
次に、本発明の第3実施形態について図15を用いて説明する。本実施形態において、第2実施形態の変形例3と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態の太陽電池1Fは、図14に示す第2実施形態の変形例3の太陽電池1Eの一部を変形させて複数の発電素子(セル)C,C・・を並列接続させている。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those of
In the
すなわち、太陽電池1Fは、半導体層8の両側に封止材9,9を配して複数の内部空間Sと配線空間20とを形成し、内部空間Sと配線空間20とを一組として第一の導電膜4と第二の導電膜10とに絶縁帯15を設け、互いに絶縁された複数のセルC,C・・を形成している。
絶縁帯15は、各配線空間20を形成している封止材9,9のいずれか一方側(本実施形態では左側)の位置で、第一の導電膜4と第二の導電膜10とに形成されている。That is, in the
The insulating
太陽電池1Fは、配線空間20に電解質12が漏出することを確実に防止することができる構成とすることにより、その品質を向上させることができる。また、太陽電池1Fの構造は、開口部16を封止することが望ましいが、厳密に封止する必要がないため、製造効率を向上させることができるという効果が得られる。
The quality of the
上記第1実施形態から第3の実施形態及び第2の実施形態の変形例1〜3においては、半導体層8同士の間に配された導電材5は、線状のものを用いた例を挙げたが、導電材5は、ペースト状の導電材を用いたものであってもよい。
また、導電材5は、端子6又は導電ペースト等により、第一の導電膜4又は第二の導電膜10に固定されていることが好ましい。このような構成により、導電材5が光電極2又は対向電極3に安定的に固定され、太陽電池1Aの品質を向上させることができるという効果が得られる。In the first to third embodiments and the first to third modifications of the second embodiment, the
The
また、上記第1実施形態から第3の実施形態及び第2の実施形態の変形例1〜3では、太陽電池1A〜1Fは、半導体層8,8間、一端1a及び他端1bの全てに導電材5が矢印L1方向に亘って連続して配されているが、本発明においてこの構成は必須であるわけではなく、半導体層8,8間、一端1a及び他端1bの一部が上記の構成を有していても本発明の効果を得ることはできる。
また、本発明において、導電材5が矢印L1方向の全体に連続していることは必須であるわけではなく、導電材5が端子6を配する一カ所に局所的に配されているのでなければ、導電材5が部分的に配されていたり、導電材5が矢印L1方向に途切れていてもよい。Further, in the first to third embodiments and the first to third modifications of the second embodiment, the
In the present invention, it is not essential that the
また、上記実施形態において、光電極2と対向電極3との間にゲル状電解質12を配した例を用いて本発明を説明したが、本発明は、液体状又は固体状の電解質12を用いても実施することができる。
また、上記実施形態においては封止材9が延設する矢印L1方向に交叉する矢印L2方向を超音波溶着で封止した構成とされているが、超音波溶着以外の封止方法により適宜封止するものであってもよい。Moreover, in the said embodiment, although this invention was demonstrated using the example which has arrange | positioned the gel-
Moreover, in the said embodiment, although it is set as the structure which sealed the arrow L2 direction which crosses in the arrow L1 direction which the sealing
また更に、上記実施形態は、半導体層8が第一の基板7の幅方向に3列並べて成膜された構成を例として説明したが、本発明の構成はこのような構成に限定されるものではなく、半導体層8は、一列以上何列成膜されたものであってもよい。
また、上記第1実施形態から第3の実施形態及び第2の実施形態の変形例1〜3で示した太陽電池1A〜1Fは、それぞれの太陽電池1A〜1F又は互いに組み合わせて接続構造又は集電構造を形成してもよい。Furthermore, although the said embodiment demonstrated as an example the structure by which the
In addition, the
また、上記実施形態において開口部16は矢印L1方向に間隔を置いて複数形成された構成となっているが、開口部16は、任意の位置に容易に形成することができるため、一つ形成されたものであってもよく、又は、実施形態に示した以外の複数個形成されたものであってもよい。
In the above embodiment, a plurality of
また、太陽電池1Aは、導電材5を封止材9の外側に延設させた第一の導電膜4又は第二の導電膜10に設置する構成を幅方向の両端に設けることが好ましいが、前記構成は、前記幅方向のいずれか一方の端部にのみ採用したものであっても、本発明の効果は得られる。
In addition, the
1A〜1F 太陽電池(電気モジュール)
2 光電極
3 対向電極
4 第一の導電膜
5 導電材
6 端子
7 第一の基板
8 半導体層
9 封止材
10 第二の導電膜
11 第二の基板
12 電解質
16 開口部
P 封止部1A-1F Solar cell (electric module)
2
Claims (5)
前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜の少なくとも一方には、前記複数の発電素子の区切りとなる絶縁帯が形成され、
前記光電極と前記対向電極と間の封止部の少なくとも一部は、前記第一の導電膜と前記第二の導電膜とを封止材によって接着させて形成され、
前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜のうち、少なくとも一方が前記内部空間から電気的に連続して前記絶縁帯が形成されていない状態で前記封止材を越えて前記内部空間の外側に延設されており、かつ、延設された部分の表面上に、前記部分と導通可能な状態で導電材が配されており、
前記導電材には、端子が接続され、
前記端子は、前記光電極と前記対向電極との間から、かつ、前記光電極又は前記対向電極の外縁から突出するように設けられていることを特徴とする電気モジュール。 A photoelectrode in which a semiconductor layer is formed on a first substrate on which a first conductive film is formed, a counter electrode including a second substrate on which a second conductive film is formed, and an electrolyte The photoelectrode and the counter electrode are bonded and sealed so as to form a plurality of internal spaces therebetween, and the electrolyte is filled in each of the plurality of internal spaces, thereby being connected in series. A plurality of power generation elements are formed,
At least one of the first conductive film and the second conductive film is formed with an insulating band serving as a separator between the plurality of power generation elements,
At least a part of the sealing portion between the photoelectrode and the counter electrode is formed by adhering the first conductive film and the second conductive film with a sealing material,
Of the first conductive film and the second conductive film, at least one of the first conductive film and the second conductive film is electrically continuous from the inner space and the insulating band is not formed. A conductive material is arranged on the surface of the extended part, and is electrically connected to the part, on the surface of the extended part ,
A terminal is connected to the conductive material,
The electrical module , wherein the terminal is provided so as to protrude from between the photoelectrode and the counter electrode and from an outer edge of the photoelectrode or the counter electrode .
前記光電極と前記対向電極とをそれぞれ一方向に延在するよう連続的に繰り出す工程と、
前記光電極と前記対向電極とを、これらの間に前記複数の内部空間を形成するように貼り合せて封止し、この際、前記光電極と前記対向電極と間の前記封止部の少なくとも一部の形成を前記封止材を用いて行って前記複数の発電素子を形成し、前記第一の導電膜及び前記第二の導電膜のうち、少なくとも一方を前記内部空間から電気的に連続して前記絶縁帯が形成されていない状態で前記封止材を越えて前記内部空間の外側に延設させた状態とする封止工程と、
前記導電膜の延設された部分の表面上に前記導電材を配する導電材配置工程とを備えていることを特徴とする電気モジュールの製造方法。 It is a manufacturing method of an electric module given in any 1 paragraph of Claims 1-3 ,
A step of continuously extending the photoelectrode and the counter electrode so as to extend in one direction,
The photoelectrode and the counter electrode are bonded and sealed so as to form the plurality of internal spaces therebetween, and at this time, at least the sealing portion between the photoelectrode and the counter electrode Partial formation is performed using the sealing material to form the plurality of power generation elements, and at least one of the first conductive film and the second conductive film is electrically continuous from the internal space. And a sealing step in which the insulating band is not formed and in a state of extending outside the internal space beyond the sealing material,
And a conductive material arranging step of arranging the conductive material on the surface of the extended portion of the conductive film.
前記導電材は、前記一方向に平行に配されていることを特徴とする請求項4に記載の電気モジュールの製造方法。 The sealing material extends in the one direction on at least one end side in the direction crossing the one direction,
The method of manufacturing an electric module according to claim 4 , wherein the conductive material is arranged in parallel with the one direction.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014027962 | 2014-02-17 | ||
JP2014027962 | 2014-02-17 | ||
PCT/JP2015/054268 WO2015122532A1 (en) | 2014-02-17 | 2015-02-17 | Electric module and manufacturing method for electric module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015122532A1 JPWO2015122532A1 (en) | 2017-03-30 |
JP6568479B2 true JP6568479B2 (en) | 2019-08-28 |
Family
ID=53800269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015562891A Expired - Fee Related JP6568479B2 (en) | 2014-02-17 | 2015-02-17 | Electric module and method of manufacturing electric module |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6568479B2 (en) |
KR (1) | KR102313970B1 (en) |
CN (1) | CN106030739A (en) |
TW (1) | TWI650785B (en) |
WO (1) | WO2015122532A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018084317A1 (en) * | 2016-11-07 | 2018-05-11 | 積水化学工業株式会社 | Solar cell module and method for manufacturing solar cell module |
JP6912231B2 (en) * | 2016-11-07 | 2021-08-04 | 積水化学工業株式会社 | Solar cell module and manufacturing method of solar cell module |
ES2956237T3 (en) * | 2020-04-17 | 2023-12-15 | Exeger Operations Ab | photovoltaic device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007056345A (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Kansai Paint Co Ltd | Electrode pattern forming method, and photoelectric cell module |
WO2007023881A1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Kansai Paint Co., Ltd. | Method for forming electrode pattern, method for connecting electrode patterns, method for forming dye sensitized semiconductor electrode and photoelectric cell module |
JP5095226B2 (en) * | 2007-01-16 | 2012-12-12 | 日本特殊陶業株式会社 | Dye-sensitized solar cell and method for producing the same |
US8710356B2 (en) * | 2010-04-26 | 2014-04-29 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Photoelectric conversion module |
JP5498265B2 (en) | 2010-05-31 | 2014-05-21 | 新日鉄住金化学株式会社 | Extraction electrode for solar cell, solar cell and solar cell module |
-
2015
- 2015-02-17 CN CN201580008650.3A patent/CN106030739A/en active Pending
- 2015-02-17 KR KR1020167015183A patent/KR102313970B1/en active IP Right Grant
- 2015-02-17 JP JP2015562891A patent/JP6568479B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-02-17 TW TW104105578A patent/TWI650785B/en active
- 2015-02-17 WO PCT/JP2015/054268 patent/WO2015122532A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2015122532A1 (en) | 2017-03-30 |
CN106030739A (en) | 2016-10-12 |
TW201543516A (en) | 2015-11-16 |
WO2015122532A1 (en) | 2015-08-20 |
KR102313970B1 (en) | 2021-10-18 |
KR20160121505A (en) | 2016-10-19 |
TWI650785B (en) | 2019-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4947660B2 (en) | Solar cell module and method for manufacturing solar cell module | |
JP6568479B2 (en) | Electric module and method of manufacturing electric module | |
JP5759634B2 (en) | Electrical module | |
TW201830439A (en) | Photovoltaic module and method for manufacturing photovoltaic module | |
KR102276767B1 (en) | Photoelectric conversion element and method for manufacturing photoelectric conversion element | |
US8742248B2 (en) | Photoelectric conversion module and method of manufacturing the same | |
JP2014130807A (en) | Dye-sensitized solar cell module | |
JP2015046222A (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP6918521B2 (en) | Electric module and manufacturing method of electric module | |
JP2011100725A (en) | Photoelectric conversion element | |
JP5530372B2 (en) | Manufacturing method of electric module | |
JP5311160B2 (en) | Solar cell module | |
CN110268491B (en) | Solar cell module and method for manufacturing solar cell module | |
JP7084259B2 (en) | Electric module and its manufacturing method | |
WO2014122859A1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
KR101530547B1 (en) | Large area dye-sensitized solar cell with back contact | |
JP5688344B2 (en) | Electric module and method of manufacturing electric module | |
JP7164362B2 (en) | electrical module | |
WO2017099217A1 (en) | Electrical module and method for manufacturing same | |
JP2018163935A (en) | Solar cell module and manufacturing method for solar cell module | |
TW202021145A (en) | Solar battery module and solar battery module having protective layer | |
JP2006012731A (en) | Photoelectric conversion module and its manufacturing method | |
JP2021150377A (en) | Film type solar cell with terminal, electronic device kit, and connection terminal for the film type solar cell | |
JP2011070864A (en) | Dye-sensitized photoelectric conversion element | |
TW201427042A (en) | Photovoltaic structure and photovoltaic conducting substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171023 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180717 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180910 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190305 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190529 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20190605 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190709 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190802 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6568479 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |