JP6680651B2 - 電気モジュールの製造方法及び電気モジュールの製造装置 - Google Patents
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Description
以下では、後述する電気モジュールの製造方法を用いて製造される電気モジュールの一例として、RtoR方式を用いて製造されるフィルム型の色素増感太陽電池(電気モジュール)を挙げて、説明する。RtoR方式を用いて製造される色素増感太陽電池は、例えば図1及び図2に示す電池シート21を所望の大きさで切り出し、配線7の接続等を施したものである。
透明導電膜3は、第一基材1の表面1aの全体に亘って成膜されている。透明導電膜3としては、例えば、酸化スズ(ITO)、酸化亜鉛等が挙げられる。なお、製造対象の色素増感太陽電池の構成に応じて、第一基材1の表面1aには、適宜絶縁処理が施されていてもよい。また、透明導電膜3や上述の絶縁処理は、第一基材1の表面1aに沿って非連続的に形成されていても構わない。
本発明を適用した電気モジュールの製造装置30(以下、単に「製造装置」という場合がある)は、前述した電池シート21を後述する本実施形態の電気モジュールの製造方法を用いて電池シート21(即ち、色素増感太陽電池)を製造するための装置であって、少なくとも第一基材1の所定の領域(即ち、図1に示す領域R1)に形成された半導体層10に電解液15を塗布する電解液塗布装置32と、電解液塗布装置32より所定の方向P1の下流に設けられ、第一基材1における電解液15の未塗布領域(即ち、図1に示す領域R2)に封止材9を塗布する封止材塗布装置34と、を備えている。
第二押圧ロール62は、略水平に搬送される第一基材1の表面1a,1bのうち、表面1aには当接せず、封止材9が塗布されていない、且つ電解液15を含む半導体層10が形成されていない表面1bのみに当接するように構成されている。
本発明を適用した電気モジュールの製造方法は、上述の製造装置30等を用いて所定の方向P1に沿って連続的に搬送され、表面1aの所定の領域に電解液15が含浸していない半導体層10が形成された第一基材1に対して第二基材6を貼り合わせることにより製造する色素増感太陽電池(図1及び図2参照)の製造方法である。この電気モジュールの製造方法は、第一基材1の半導体層(半導体電極)10に電解液15を塗布する電解液塗布工程と、電解液塗布工程の後に、第一基材1の表面1aにおける電解液15の未塗布領域に封止材を塗布する封止材塗布工程と、有する。
以下、上述の各工程を含めて、本実施形態の色素増感太陽電池の前駆体である電池シート21を製造する方法を、図3を参照し、説明する。
次に、搬送ロール46を第一基材1の表面1bに当てて折り返すと共に、搬送ロール46に対向して略水平に向けて配置された電解液塗布装置32の塗布口32pから、電解液15の粘性や第一基材1の搬送速度等を勘案した適切な流量で電解液15を排出させ、第一基材1の表面1a側から半導体層10に電解液15を塗布する。電解液15の塗布位置における第一基材1の表面1aからの電解液15の高さhp15を、電解液15の粘性及び第一基材1の搬送速度等を勘案し、後述する封止材9の塗布位置における電解液15の高さh15よりも適度に高く設定してもよい(図6及び図7参照)。また、電解液15の高さ(高さ寸法)hp15は、10μm以上1000μm以下とすることが好ましい。
次に、搬送ロール46から第一基材1を折り返すことにより、第一基材1を略水平な方向P1に搬送する。封止材塗布装置34の塗布口34pから、封止材9の粘性や第一基材1の搬送速度等を勘案した適切な流量で封止材9を排出させ、第一基材1の所定の領域に封止材9を塗布する。
電解液15の塗布位置から封止材9の塗布位置まで第一基材1が搬送される間に、電解液15の高さhp15は高さh15に減少し、電解液15の幅寸法wp15は幅寸法w15に拡がる。前述のように、間隔s34は間隔s32よりも大きく設定されているので、図6に示すように、封止材9の塗布時の高さh9は、封止材9の塗布位置における電解液15の高さh15よりも高くなる。このように、封止材9を塗布する位置において、図7に示すように、封止材9の高さh9を電解液15の高さh15よりも高くして塗布する。この際、封止材9の高さh9を電解液15の高さh15よりも50μm以上1000μm以下高くして塗布することが好ましい。
次に、所定の方向P1に沿って搬送される第一基材1に対して配線形成装置36の配線材料排出口から、配線材料の粘性や第一基材1の搬送速度等を勘案した適切な流量で配線材料を排出させ、第一基材1の所定の領域に配線を形成する。
次に、第一押圧ロール60と下方に配置された第二押圧ロール62との間に、略水平な方向P1に沿って貼り合わせ材11を導入すると共に、斜め上方の方向から貼り合わせ材12を導入し、第一押圧ロール60及び第二押圧ロール62を通過させ、貼り合わせ材11,12を互いに押圧して貼り合わせる。
また、図5に示す製造装置31Bを用いた電気モジュールの製造方法は、製造装置30を用いた電気モジュールの製造方法と同様である。
また、本実施形態の電気モジュールの製造方法によれば、電解液15の高さhp15を10μm以上1000μm以下とすることで、何らかの不具合等が発生した場合でも、電解液15の塗布領域R1に形成されている構造(例えば、半導体層10等)が傷付くのを防止することができると共に、電解液15の表面張力を維持して電解液15を均一に塗布することができる。
また、本実施形態の電気モジュールの製造方法によれば、電解液15の幅寸法w15を幅方向P2において隣り合う封止材9同士の隙間s9の10%以上90%以下とすることで、封止材9を液密にすることができ、電気モジュールの美観性の低下を抑えると共に、電解液15を封止材9同士の隙間からあふれさせることなく収めることができ、封止材9の硬化等にも影響を与えずに済む。
Claims (12)
- 二枚の基材の間に電解液と該電解液よりも粘性の高い封止材とを備え、前記二枚の基材のうち一方の基材の表面に沿って前記電解液が前記封止材の間に設けられた電気モジュールの製造方法であって、
前記一方の基材に前記封止材を塗布する前に前記電解液を塗布し、前記一方の基材に前記封止材を塗布する位置において前記封止材の高さを前記電解液の高さよりも高くして塗布することを特徴とする電気モジュールの製造方法。 - 前記一方の基材に前記封止材を塗布する位置において前記電解液の高さよりも前記封止材の高さを50μm以上1000μm以下高くして塗布することを特徴とする請求項1に記載の電気モジュールの製造方法。
- 前記電解液を10μm以上1000μm以下の高さ寸法で塗布することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電気モジュールの製造方法。
- 前記一方の基材の幅方向において前記電解液の両側に前記封止材を塗布し、前記電解液の幅寸法を前記幅方向において隣り合う前記封止材同士の隙間の10%以上90%以下とすることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電気モジュールの製造方法。
- 前記電解液を前記一方の基材に対して水平方向と上向きの方向との間の範囲の何れかの向きから塗布することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の電気モジュールの製造方法。
- 前記電気モジュールは色素増感太陽電池であることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載の電気モジュールの製造方法。
- 請求項1から請求項6の何れか一項に記載の電気モジュールを製造するための電気モジュールの製造装置であって、
前記一方の基材に前記電解液を塗布するための電解液塗布装置と、前記一方の基材に前記封止材を塗布するための封止材塗布装置と、を備え、
前記電解液塗布装置の塗布口と前記一方の基材との間隔が前記封止材塗布装置の塗布口と前記一方の基材との間隔よりも小さいことを特徴とする電気モジュールの製造装置。 - 前記電解液塗布装置の塗布口と前記一方の基材との間隔が前記封止材塗布装置の塗布口と前記一方の基材との間隔よりも50μm以上1000μm以下小さいことを特徴とする請求項7に記載の電気モジュールの製造装置。
- 前記電解液塗布装置の塗布口と前記一方の基材との間隔が10μm以上1000μm以下であることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の電気モジュールの製造装置。
- 前記一方の基材の幅方向において前記電解液塗布装置の塗布口の両側に前記封止材塗布装置の塗布口が配置されており、前記電解液塗布装置の塗布口の幅寸法は前記幅方向において隣り合う前記封止材塗布装置の塗布口同士の隙間の10%以上90%以下であることを特徴とする請求項7から請求項9の何れか一項に記載の電気モジュールの製造装置。
- 前記電解液塗布装置の塗布口が横向きから上向きまでの範囲に位置していることを特徴とする請求項7から請求項10の何れか一項に記載の電気モジュールの製造装置。
- 前記電気モジュールは色素増感太陽電池であることを特徴とする請求項7から請求項11の何れか一項に記載の電気モジュールの製造装置。
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