JP7164362B2

JP7164362B2 - 電気モジュール

Info

Publication number: JP7164362B2
Application number: JP2018164577A
Authority: JP
Inventors: 英輔馬場; 壮一郎鈴木; 博之井川
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2038-09-03
Also published as: JP2020038876A

Description

本発明は、電気モジュールに関する。

従来から、下記特許文献１に記載の電気モジュールが知られている。この電気モジュールは、太陽電池モジュールである。太陽電池モジュールは、第一電極と、第二電極と、電解液と、封止材と、導通材と、絶縁ラインと、を備えている。第一電極の第一基材の表面には、透明導電膜が成膜されている。透明導電膜の表面には、第一の方向に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成されている。第二基材の表面には、第一電極に対向するように対向導電膜が成膜されている。電解液は、第一電極の半導体層と第二電極との間に封止されている。封止材は、電解液を封止する。封止材は、平面視で第一の方向に直交する第二の方向に分割された複数のセルを配列する。導通材は、封止材に覆われた状態で設けられている。導通材は、第一電極と第二電極とを電気的に接続する。絶縁ラインは、第一電極及び第二電極に対して第二の方向に沿って延在する。第二の方向に配列される複数のセルは、直列配線により電気的に接続されている。第二の方向に隣り合うセル同士の間に配置された第一基材の第一絶縁部と、第二基材の第二絶縁部と、の間には、導通材が配置されている。これにより、隣り合うセル同士が接続されている。

特開２０１８－８２１３７号公報

前記従来の電気モジュールでは、歩留まりを向上させることについて改善の余地がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、歩留まりを向上させることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る電気モジュールは、色素が吸着された半導体層が表面に形成された第１電極と、前記第１電極の表面に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に充填される電解液と、前記第１電極と前記第２電極との間に前記電解液を封止して前記半導体層を含む発電部を形成し、前記半導体層の一部を覆う封止材と、を備えている。

封止材が、半導体層の一部を覆っている。したがって、封止材が半導体層を覆っている領域において、第１電極（半導体層）と第２電極との間に封止材が介在し、第１電極と第２電極とが直接、対向しない。これにより、例えば、第１電極と第２電極との予期せぬ短絡を抑制することができる。その結果、電気モジュールの不良品の発生を抑えて電気モジュールの歩留まりを高めることができる。

前記第１電極および前記第２電極はそれぞれ、絶縁性の基材を備え、前記第１電極の基材と前記第２電極の基材とが接合されることで形成され、前記封止材とともに前記電解液を封止する接合部を更に備えていてもよい。

第１電極の基材と第２電極の基材とが接合されることで接合部が形成されている。接合部を形成するために、例えば第１電極と第２電極とを融着（超音波融着）させる場合がある。この場合であって、電気モジュールが、封止材が半導体層を覆っていない構成である場合には、封止材と半導体層との間の領域において、第１電極（半導体層）と第２電極との予期せぬ短絡が生じやすい。すなわち、接合部の近傍において、第１電極と第２電極とが接近して短絡する可能性がある。
これに対して、本発明に係る電気モジュールでは、封止材が半導体層の一部を覆っているため、前述のような予期せぬ短絡が生じにくい。その結果、電気モジュールの歩留まりを一層高めることができる。

前記封止材は、前記半導体層を、前記第１電極および前記第２電極が積層される積層方向に対して直交する第１の方向に挟み込むように複数設けられ、前記半導体層および前記封止材は、前記積層方向および前記第１の方向に直交する第２の方向に延びる帯状に形成され、前記封止材は、前記半導体層の一部を前記第２の方向の全長にわたって覆い、前記接合部は、前記半導体層を、前記第２の方向に挟み込むように複数設けられていてもよい。

前記半導体層の前記第１の方向の大きさａに対する、前記封止材のうち前記半導体層を覆う部分についての前記第１の方向の大きさｂの比である第１の比ｂ／ａは、０より大きく０．０８以下であってもよい。

第１の比ｂ／ａが０より大きく０．０８以下である。よって、電気モジュールの歩留まりを高めつつ、電気モジュールの発電性能を確保することができる。
すなわち、第１の比ｂ／ａが０．０８より大きいと、封止材が半導体層を覆う領域が大きくなりすぎ、発電性能が低下するおそれがある。

前記封止材全体の前記第１の方向の大きさｃに対する、前記封止材のうち前記半導体層を覆う部分についての前記第１の方向の大きさｂの比である第２の比ｂ／ｃは、０より大きく０．５以下であってもよい。

第２の比ｂ／ｃが０より大きく０．５以下である。よって、電気モジュールの歩留まりを高めつつ、電気モジュールの発電性能を確保することができる。
すなわち、第２の比ｂ／ｃが０．５より大きいと、封止材のうち半導体層を覆う部分（以下、「被覆部分」という。）が、封止材全体に対して大きすぎる。その結果、被覆部分を適度な大きさに抑えるため、封止材全体の大きさを過剰に小さくする必要が生じる。この場合、封止材そのもの機能、例えば、電解液を封止する機能などが十分に発揮されない可能性が生じ、電極モジュールの歩留まりが低下するおそれが生じる。

本発明によれば、歩留まりを向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る保護層付き色素増感型太陽電池を対向電極側から見た平面図であって、防湿層を透過した状態を示す図である。図１に示すＩＩ－ＩＩ矢視断面図に相当する断面図であって、保護層付き色素増感型太陽電池の一部を拡大した図である。図１に示す保護層付き色素増感型太陽電池のシール部を形成するときにおける導電材の状態を示す断面図である。本発明の作用効果の検証試験の結果を示すグラフであって、突出部の幅と歩留まりとの関係を表すグラフである。本発明の作用効果の検証試験の結果を示すグラフであって、第１の比と歩留まりとの関係を表すグラフである。本発明の作用効果の検証試験の結果を示すグラフであって、突出部の幅と性能との関係を表すグラフである。本発明の作用効果の検証試験の結果を示すグラフであって、第１の比と性能との関係を表すグラフである。

以下、図面を参照して本発明に係る電気モジュール（太陽電池モジュール）の実施の形態について、図１～図３を適宜参照しながら、その構成を詳細に説明する。なお、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

なお、以下の説明においては、本発明に係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型太陽電池を挙げて説明する。ここで、本発明を適用した電気モジュールは、色素増感型太陽電池に限定されない。本発明は、絶縁処理が施された二枚の電極同士を、封止材を介在させて貼り合わせた構成であれば、色素増感型太陽電池以外の電気モジュールも全て含む。また、本発明に係る電気モジュールは、上記のＲｔｏＲ方式を用いて製造される構成、即ち、基材を所定の方向に搬送しつつ連続的に製造されるものには限定されない。本発明は、例えば、予め切り分けられた基材毎にセル構造が形成されているものも含む。

［保護層付き電気モジュール（保護層付き色素増感型太陽電池）の構成］
図１及び図２に示すように、本発明を適用した本実施形態の保護層付き色素増感型太陽電池（保護層付き電気モジュール）１は、色素増感型太陽電池（電気モジュール）１０と、色素増感型太陽電池１０を保護する保護層２と、を備えている。

［電気モジュール（色素増感型太陽電池）の構成］
本発明を適用した本実施形態の色素増感型太陽電池１０は、光電極４１（第１電極）と、対向電極４２（第２電極）と、発電部４４と、封止材４６と、導通材４８と、備えている。
図２に示すように、光電極４１および対向電極４２の表面同士は、間隔をあけて対向している。以下では、光電極４１および対向電極４２が対向する方向を積層方向Ｄ３（第３の方向、対向方向）という。

光電極４１は、光電極支持体２１（絶縁性の基材）と、この光電極支持体２１の表面２１ａに設けられた光電極導電層３１（透明電極膜）と、色素が吸着され光電極導電層３１に間欠的に積層された複数の無機半導体層１２（半導体層）と、を有する。

光電極支持体２１は、光電極導電層３１、無機半導体層１２や封止材４６、及び導通材４８の基台となる部材である。光電極支持体２１の材質は、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。このような光電極支持体２１の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリイミド等の透明の樹脂材料が挙げられる。
なお、図１に示すような光電極支持体２１の平面視において、光電極支持体２１は矩形状に形成されている。以下では、前記平面視において光電極支持体２１の各辺が延びる方向をＤ１方向（第１の方向）およびＤ２方向（第２の方向）という。Ｄ１方向およびＤ２方向は、互いに直交する。Ｄ１方向およびＤ２方向は、積層方向Ｄ３に直交する。

図２に示すように、光電極導電層３１は、光電極支持体２１の表面２１ａ（即ち、光電極支持体２１における対向電極４２側の面）のＤ１方向全体にわたって成膜されている。光電極導電層３１は、光電極支持体２１の表面２１ａに全域にわたって積層されている。光電極導電層３１の材質としては、例えば、酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等が挙げられる。
光電極支持体２１および光電極導電層３１は、いずれも透明であり、光電極支持体２１の裏面から入射する光を透過させる。

無機半導体層１２は、光電極導電層３１の表面（即ち、光電極導電層３１における対向電極４２側の面）に形成されている。言い換えると、無機半導体層１２は、Ｄ１方向に間隔をあけて複数配置されている。各無機半導体層１２は、Ｄ２方向に長い帯状に形成されている。

無機半導体層１２は、例えば、金属酸化物等に増感色素が担持されることによって染色された多孔質層であり、増感色素から電子を受け取って輸送する機能を有する。このような金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は酸化スズ（ＳｎＯ_２）等が挙げられる。

上述の増感色素は、有機色素又は金属錯体色素から構成される。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、又はチオフェン系等の各種有機色素等が挙げられる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が挙げられる。

対向電極４２は、光電極支持体２１に対向する対向電極支持体２２（絶縁性の基材）と、対向電極支持体２２の表面２２ａ（対向電極支持体２２における光電極４１側の面）に設けられた対向電極導電層３２（透明電極膜）とを有する。

対向電極支持体２２は、対向電極導電層３２の基台となる部材である。対向電極支持体２２の材質は、光電極支持体２１と同様に、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。対向電極支持体２２の材質としては、例えば、光電極支持体２１と同様の樹脂材料が挙げられる。

対向電極導電層３２は、対向電極支持体２２の表面２２ａのＤ１方向全体にわたって成膜されている。対向電極導電層３２は、対向電極支持体２２の表面２２ａに積層されている。対向電極導電層３２の材質としては、例えば、光電極導電層３１と同様の化合物等が挙げられる。

発電部４４は、光電極４１と対向電極４２との間に挟まれ、光電極４１及び対向電極４２の面方向（図２中に示すＤ１方向）に沿って間隔をおいて複数設けられている。発電部４４は、前述した無機半導体層１２と、電荷移動体（電解液、電解質）１４と、を含む。

電荷移動体１４は、光電極４１と対向電極４２との間に充填される。電荷移動体１４は、無機半導体層１２に接触するように充填されている。電荷移動体１４としては、例えば、アセトニトリル、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等の液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解質とヨウ素とが混合された溶液（具体的には、プロピオニトリル等の非水系溶剤）等が挙げられる。

封止材４６は、光電極４１と対向電極４２との間に電荷移動体１４を封止して発電部４４を形成する。封止材４６は、図１中に示すシール部６０とともに、電荷移動体１４を含む発電部４４を封止する。封止材４６は、図１及び図２中に示すＤ１方向に沿って発電部４４の両側に設けられている。封止材４６は、Ｄ１方向において発電部４４と隣接して設けられている。封止材４６は、無機半導体層１２をＤ１方向に挟み込むように複数設けられている。封止材４６は、Ｄ１方向に隣り合う無機半導体層１２の間に配置されている。封止材４６は、発電部４４をＤ１方向に沿って複数形成している。なお封止材４６は、Ｄ１方向に隣り合う発電部４４の間に一対配置されている。封止材４６は、Ｄ２方向に延びる帯状に形成されている。

封止材４６は、さらに、光電極４１と対向電極４２とを貼り合わせて互いを接着するための樹脂等を含む。このような封止材４６の材質としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は紫外線硬化性樹脂のうち少なくとも一種を含む樹脂材料が挙げられる。

封止材４６の一部は、無機半導体層１２の一部を覆っている（無機半導体層１２の一部に積層されている）。封止材４６は、本体部４６ａと、突出部４６ｂと、を備えている。
本体部４６ａの積層方向Ｄ３の両面は、光電極導電層３１の表面または対向電極導電層３２の表面に接触している。本体部４６ａにおけるＤ１方向の両面のうち、無機半導体層１２側（発電部４４側）に位置する面は、無機半導体層１２のＤ１方向の端部に接触している。
突出部４６ｂは、本体部４６ａからＤ１方向に突出している。突出部４６ｂの積層方向Ｄ３の両面は、無機半導体層１２の表面または対向電極導電層３２の表面に接触している。突出部４６ｂは、封止材４６のうち無機半導体層１２の一部を覆う部分（無機半導体層１２の一部に積層される部分）である。突出部４６ｂは、無機半導体層１２の一部に、Ｄ２方向の全長にわたって積層されている。

ここで、無機半導体層１２のＤ１方向の大きさを、無機半導体層１２の幅ａとする。封止材４６のうちの突出部４６ｂのＤ１方向の大きさを、突出部４６ｂの幅ｂとする。封止材４６全体のＤ１方向の大きさを、封止材４６の幅ｃとする。無機半導体層１２の幅ａは、例えば、無機半導体層１２のＤ１方向の両端縁間の距離となる。突出部４６ｂの幅ｂは、例えば、無機半導体層１２のＤ１方向の端縁（図２におけるＰ１）と、突出部４６ｂのＤ１方向の端縁（図２におけるＰ２）との間の距離となる。封止材４６の幅ｃは、例えば、封止材４６のＤ１方向の両端縁間の距離となる。

無機半導体層１２の幅ａに対する突出部４６ｂの幅ｂの比である第１の比ｂ／ａは、０より大きく０．０８以下である。封止材４６の幅ｃに対する突出部４６ｂの幅ｂの比である第２の比ｃ／ａは、０より大きく０．５以下である。なおこれら各種の数値条件は、Ｄ２方向に延びる帯状の発電部４４のうち、Ｄ２方向に沿って一部のみが局所的に満たしていてもよく、発電部４４の全長にわたって満たしていてもよい。また幅ａは、例えば２６ｍｍや２４．３ｍｍであってもよい。幅ｂは、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下、より具体的には、０．４ｍｍより大きく１ｍｍ以下であってもよい。幅ｃは、２ｍｍより大きく４ｍｍ以下、２．４ｍｍより大きく３ｍｍ以下であってもよい。

Ｄ１方向に隣り合う発電部４４の間に配置された一対の封止材４６同士の間には、導通材４８が設けられている。導通材４８は、無機半導体層１２、電荷移動体１４を含む発電部４４同士を電気的に接続し、導通させる。導通材４８の材質としては、導通可能な素材であれば特に限定されない。前記材質としては、例えば、公知の導電材、導電ペースト、又は導電性微粒子と接着剤の混合物等が挙げられる。なお図示の例では、導通材４８の一例として、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の接着剤３８に適量の導電粒子３６を混合した導通ペーストを採用している。この構成は、色素増感型太陽電池１０を所望のパターンで切り出す際に、導通材４８を容易に切断できる構成であるため好ましい。導通材４８には、封止材４６と同様の材料からなるバインダーを用いてもよい。

図示の例では、導電粒子３６は球状に形成されている。導電粒子３６としては、例えば、平均粒子径が５０．０±０．５μｍ、粒子径の標準偏差が２．３±０．２μｍの材料（粒子群）を採用することができる。導電粒子３６は、コア３６ａと、被覆層３６ｂと、を備えている。コア３６ａは、例えば樹脂材料（一例としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂）等が挙げられる。被覆層３６ｂは、コア３６ａの表面を全面にわたって被覆する。被覆層３６ｂの導電性は、コア３６ａの導電性よりも高い。被覆層３６ｂは、例えば、金属材料により形成される。被覆層３６ｂは、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。被覆層３６ｂとしては、例えば、ニッケル（内側）に金（外側）が積層された構成を採用することができる。

光電極導電層３１及び対向電極導電層３２には、第一絶縁部５０Ａ及び第二絶縁部５０Ｂがそれぞれ設けられている。第一絶縁部５０Ａ及び第二絶縁部５０Ｂは、図２中に示したＤ１方向に直交する断面において、光電極導電層３１及び対向電極導電層３２の封止材４６と重なる部分に設けられている。言い換えると、第一絶縁部５０Ａ及び第二絶縁部５０Ｂは、封止材４６と積層方向Ｄ３に重なっている。第一絶縁部５０Ａ及び第二絶縁部５０Ｂは、平面視においてＤ２方向に長い帯状に設けられている。

光電極４１の光電極導電層３１には第一絶縁部５０Ａが設けられている。対向電極４２の対向電極導電層３２には第二絶縁部５０Ｂが設けられている。図２に示す例においては、第一絶縁部５０Ａ及び第二絶縁部５０Ｂは、光電極導電層３１又は対向電極導電層３２を厚み方向で貫通している。換言すると、第一絶縁部５０Ａは、光電極導電層３１をＤ１方向に分断（電気的に遮断）している。第二絶縁部５０Ｂは、対向電極導電層３２をＤ１方向に分断（電気的に遮断）している。

以上のように、導通材４８が、光電極４１および対向電極４２を積層方向Ｄ３に電気的に接続している。かつ、第一絶縁部５０Ａ及び第二絶縁部５０Ｂが、光電極４１および対向電極４２をＤ１方向に局所的に絶縁している。これにより、Ｄ１方向に隣り合う発電部４４は、互いに電気的に直列に接続される。

図１に示すように、色素増感型太陽電池１０には、シール部６０（融着部、超音波融着部、接合部）が設けられている。シール部６０は、色素増感型太陽電池１０のＤ２方向における所定の位置に設けられている。シール部６０は、無機半導体層１２を、Ｄ２方向に挟み込むように一対（複数）設けられている。シール部６０では、色素増感型太陽電池１０におけるＤ１方向の全長にわたって光電極４１と対向電極４２とが貼り合わされている。

シール部６０は、光電極支持体２１と対向電極支持体２２とが圧着（接合）されることで、電気的に絶縁された部分である。光電極支持体２１と対向電極支持体２２とは、光電極４１及び対向電極４２の厚み方向（積層方向Ｄ３）の外方（即ち、色素増感型太陽電池１０の上方及び下方）から、例えば、超音波融着等の方法を用いて光電極４１及び対向電極４２に力を加えるか、又は押圧することによって、圧着することができる。なお、圧着された光電極支持体２１と対向電極支持体２２との間には、僅かな厚みで、光電極導電層３１、対向電極導電層３２、無機半導体層１２及び電荷移動体１４が介在している場合がある。しかしながら、これの各層は、シール部６０においてほぼ分断された状態なので、シール部６０に隣接する発電部４４同士を電気的に接続しない。例えば図３に示すように、シール部６０が形成される過程で、導通材４８では導電粒子３６が破壊される。このとき、コア３６ａの破片３６ａ１および被覆層３６ｂの破片３６ｂ１が形成されるが、これらは発電部４４同士を導通しない。

図１に示すように、光電極４１および対向電極４２には、取り出し電極部７１が設けられている。取り出し電極部７１は、発電部４４に電気的に接続されている。取り出し電極部７１は、発電部４４が発電した電力を取り出す。本実施形態では、取り出し電極部７１は、光電極４１におけるＤ１方向の端部に設けられている。取り出し電極部７１は、光電極導電層３１が、積層方向Ｄ３に沿う対向電極４２側に露出されることで形成されている。図示の例では、光電極４１が対向電極４２よりもＤ１方向に大きく、光電極４１の端部が対向電極４２に対してＤ１方向に張り出している。その結果、光電極導電層３１が、取り出し電極部７１を形成している。取り出し電極部７１は、Ｄ１方向よりもＤ２方向に長い。

［保護層２の構成］
図１および図２に示すように、保護層２は、色素増感型太陽電池１０を封止する。図２に示すように、保護層２は、色素増感型太陽電池１０を積層方向Ｄ３に挟み込む光電極側防湿フィルム８１および対向極側防湿フィルム８２を備えている。
光電極側防湿フィルム８１は、透光性が高いことが好ましい。光電極側防湿フィルム８１は、光電極側バリア層８３と、光電極側接着層８４と、を備えている。光電極側バリア層８３は、例えば樹脂基板にバリア性が付与されたフィルムであってもよい。
対向極側防湿フィルム８２は、対向電極側バリア層８５と、対向電極側接着層８６と、を備えている。対向電極側バリア層８５は、アルミニウム等の金属箔や、アルミニウムとポリエチレンテレフタレートとの複合フィルム等であってもよい。
なお、色素増感型太陽電池１０が発電した電力は、図示しない配線によって保護層２の外部に取り出される。前記配線は、取り出し電極部７１に導通される。前記配線は、例えば、光電極側防湿フィルム８１および対向極側防湿フィルム８２の間から、または、光電極側防湿フィルム８１や対向極側防湿フィルム８２に形成された開口から、外部に引き出されている。

以上説明したように、本実施形態に係る色素増感型太陽電池１０によれば、封止材４６の一部（突出部４６ｂ）が、無機半導体層１２の一部を覆っている（無機半導体層１２の一部に積層されている）。したがって、封止材４６が無機半導体層１２を覆っている領域において、光電極４１（無機半導体層１２）と対向電極４２との間に封止材４６が介在し、光電極４１と対向電極４２とが直接、対向しない。これにより、例えば、光電極４１と対向電極４２との予期せぬ短絡を抑制することができる。その結果、色素増感型太陽電池１０の不良品の発生を抑えて色素増感型太陽電池１０の歩留まりを高めることができる。

光電極側支持体２１と対向電極側支持体２２とが接合されることでシール部６０が形成されている。シール部６０を形成するために、例えば光電極４１と対向電極４２とを融着（超音波融着）させる場合がある。この場合であって、色素増感型太陽電池１０が、封止材４６が無機半導体層１２を覆っていない構成である場合には、封止材４６と無機半導体層１２との間の領域において、光電極４１（無機半導体層１２）と対向電極４２との予期せぬ短絡が生じやすい。すなわち、シール部６０の近傍において、光電極４１と対向電極４２とが接近して短絡する可能性がある。
これに対して、本発明に係る色素増感型太陽電池１０では、封止材４６が無機半導体層１２の一部を覆っているため、前述のような予期せぬ短絡が生じにくい。その結果、色素増感型太陽電池１０の歩留まりを一層高めることができる。

第１の比ｂ／ａが０より大きく０．０８以下である。よって、色素増感型太陽電池１０の歩留まりを高めつつ、色素増感型太陽電池１０の発電性能を確保することができる。
すなわち、第１の比ｂ／ａが０．０８より大きいと、封止材４６が無機半導体層１２を覆う領域が大きくなりすぎ、発電性能が低下するおそれがある。

第２の比ｂ／ｃが０より大きく０．５以下である。よって、色素増感型太陽電池１０の歩留まりを高めつつ、色素増感型太陽電池１０の発電性能を確保することができる。
すなわち、第２の比ｂ／ｃが０．５より大きいと、封止材４６の突出部４６ｂが、封止材４６全体に対して大きすぎる。その結果、突出部４６ｂを適度な大きさに抑えるため、封止材４６全体の大きさを過剰に小さくする必要が生じる。この場合、封止材４６そのもの機能、例えば、電荷移動体１４を封止する機能などが十分に発揮されない可能性が生じ、電極モジュールの歩留まりが低下するおそれが生じる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

第１の比ｂ／ａおよび第２の比ｂ／ｃが、上記実施形態に示した範囲外の値でもよい。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

上記した作用効果を検証する検証試験を実施した。検証試験では、第１の比ｂ／ａと歩留まりとの関係、および第１の比ｂ／ａと性能との関係を検証した。

この検証試験では、前記実施形態に係る実施例の色素増感型太陽電池１０を、突出部４６ｂの幅ｂを異ならせて複数種類製造した。具体的には、突出部４６ｂの幅ｂを、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとした。また、突出部４６ｂがない比較例の色素増感型太陽電池（便宜上、幅ｂが０ｍｍとする）も製造した。さらに、封止材４６が無機半導体層１２からＤ１方向に０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ離間している比較例の色素増感型太陽電池（便宜上、それぞれ幅ｂが－０．２ｍｍ、－０．５ｍｍ、－１ｍｍとする）も製造した。

これらの各種色素増感型太陽電池を、各サイズについて２０個製造した。そして各サイズについて歩留まり（良品率）、性能を測定した。各サイズの性能に関しては、良品と判断された複数の色素増感型太陽電池を、同一条件下で発電させたときの発電量の平均値を測定した。性能は、上記０ｍｍに係る色素増感型太陽電池を基準とし、基準に対してどの程度、発電量の平均値が達しているかを比較した。

結果を図４から図７のグラフに示す。図４および図５は、歩留まりについてのグラフであり、図６および図７は、性能についてのグラフである。
図４および図５は、縦軸がいずれも歩留まり（％）である点で共通している。図４の横軸は突出部４６ｂの幅ｂ（ｍｍ）であるのに対して、図５の横軸は第１の比ｂ／ａである。
図６および図７は、縦軸がいずれも性能（％）である点で共通している。図６の横軸は突出部４６ｂの幅ｂ（ｍｍ）であるのに対して、図７の横軸は第１の比ｂ／ａである。図６および図７では、封止材４６が無機半導体層１２から離間している色素増感型太陽電池については結果を記載していない。

図４および図５から、突出部４６ｂがあることにより、飛躍的に歩留まりが向上していることが確認される。
また図６および図７から、突出部４６ｂの幅ｂ（被覆幅）の増加に伴う電池性能の低下が確認される。

１０色素増感型太陽電池（電気モジュール）
１２無機半導体層（半導体層）
１４電荷移動体（電解液）
２１光電極支持体（基材）
２２対向電極支持体（基材）
４１光電極
４２対向電極
４４発電部
４６封止材
６０シール部（接合部）

Claims

色素が吸着された半導体層が表面に形成された第１電極と、
前記第１電極の表面に対向する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に充填される電解液と、
前記第１電極と前記第２電極との間に前記電解液を封止して前記半導体層を含む発電部を形成し、前記半導体層の一部を覆う封止材と、を備え、
前記第１電極および前記第２電極はそれぞれ、絶縁性の基材を備え、
前記第１電極の基材と前記第２電極の基材とが直接、融着されることで形成され、前記封止材とともに前記電解液を封止する接合部を更に備えており、
前記封止材は、前記半導体層を、前記第１電極および前記第２電極が積層される積層方向に対して直交する第１の方向に挟み込むように複数設けられ、
前記半導体層および前記封止材は、前記積層方向および前記第１の方向に直交する第２の方向に延びる帯状に形成され、
前記封止材は、前記半導体層の一部を前記第２の方向の全長にわたって覆い、
前記接合部は、前記半導体層を、前記第２の方向に挟み込むように複数設けられている電気モジュール。
前記半導体層の前記第１の方向の大きさａに対する、前記封止材のうち前記半導体層を覆う部分についての前記第１の方向の大きさｂの比である第１の比ｂ／ａは、０より大きく０．０８以下である請求項１に記載の電気モジュール。
前記封止材全体の前記第１の方向の大きさｃに対する、前記封止材のうち前記半導体層を覆う部分についての前記第１の方向の大きさｂの比である第２の比ｂ／ｃは、０より大きく０．５以下である請求項１または２に記載の電気モジュール。