JPWO2014061291A1 - 電気モジュール - Google Patents

Abstract

本発明の電気モジュールは、同一面上に配置された複数のセルを有する電気モジュールであって、第１電極と、前記この第１電極に対向配置させる第２電極と、が備えられ、これら前記第１電極と前記第２電極との間に介在する電解質と、を介在させて貼り合わされているとともに、前記第１電極に接続された第１電極端子と、が接続され、前記第２電極に接続された第２電極端子とを備え、前記第１電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第２電極に接続された前記第２電極端子が前記第１電極の外部表面側に取り出されている第１構造、及び、前記第２電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第１電極に接続された前記第１電極端子が、前記第２電極の外部表面側に取り出されている第２構造、のうち少なくとも一方が用いられている。

Description

本発明は、電気モジュールに関する。
本願は、２０１２年１０月１９日に出願された特願２０１２−２３２３９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

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、安価で量産しやすい色素増感型太陽電池の構造及び製造方法が広く研究開発されている。
色素増感太陽電池は、透明基板の板面に透明導電膜が成膜され、透明導電膜の表面に色素を担持させた半導体層が形成された第１電極と、対向基板に、透明導電膜に対向配置される対向導電膜が成膜された第２電極と、半導体層との間に隙間を形成してこの半導体層を囲繞するとともに、第１電極と第２電極とを貼り合わせて密封されたセルを形成する封止材と、セル内に注入された電解液とを備えている。

そして、上記色素増感太陽電池を形成するセル同士を直列接続させたり、一のセルの第１電極と第２電極のそれぞれから電極端子を取り出したりする場合には、図１２に示すように、透明導電膜５１と対向導電膜５２とを一方向にずらして、一のセルＣの透明導電膜５１の一部を隣り合うセルＣの対向導電膜５２の一部に対向配置させ、端部に位置する透明導電膜５１の一部及び端部に位置する対向導電膜５２の一部をセルＣの外方に突出させて端子を接続させている。

日本国特開２００９−１１０７９７号公報

しかし、上記したように、透明導電膜５１と対向導電膜５２との貼り合わせ位置をずらしてセル同士の接続を行う従来の方法では、色素増感太陽電池のセルＣを１枚の基板上にマトリクス状に縦横に複数配列して直列及び並列接続させることが困難であるという問題があった。また、端部に位置する透明導電膜５１の一部及び対向導電膜５２の一部をセルＣの外方に突出させたり、一つ一つのセルＣの端面を露出させたりして、端子を接続させる方法についても、突出又は露出させた個々の透明導電膜５１の一部及び対向導電膜５２の一部に導電材料を連結させ、隣り合うセルと接続させる作業があまりに煩雑であった。特に、このような方法は、ロール・トゥ・ロール方式で連続的に複数のセルを有した電気モジュールを製造する方法に適さないという問題があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、セル同士の接続の自由度を高めるとともに、簡便にセル同士を接続することができる電気モジュールを提供することを課題とする。

本発明の一態様の電気モジュールは、同一面上に配置された複数のセルを有する電気モジュールであって、第１電極と、前記第１電極に対向配置させる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する電解質と、前記第１電極に接続された第１電極端子と、前記第２電極に接続された第２電極端子と、を備え、前記第１電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第２電極に接続された前記第２電極端子が前記第１電極の外部表面側に取り出されている第１構造、及び、前記第２電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第１電極に接続された前記第１電極端子が、前記第２電極の外部表面側に取り出されている第２構造、のうち少なくとも一方が用いられている。
本発明の一態様の電気モジュールの構成によれば、発電体を構成する一の前記セルが同一面上に複数配置されている場合であっても、複数のユニットセルを分割（切断）して第１電極と第２電極のそれぞれのセルの端面を露出させることなく、全ての又は任意のセルの電力を取り出せる。また、取り出し電極までの電流経路を短くできるので直列抵抗損失を低減できる。

本発明の一態様の電気モジュールにおいては、前記第１電極に厚さ方向に貫通した第１開口部と、前記第２電極に厚さ方向に貫通した第２開口部と、を有し、前記第１電極及び前記第２電極の平面視において前記第１開口部の位置と前記第２開口部の位置とは互いにずれており、前記第１電極端子は、前記第２開口部から取り出され、前記第２電極端子は、前記第１開口部から取り出されてもよい。
この構成によれば、第１電極端子及び第２電極端子がそれぞれ異なる開口部から取り出されている。したがって、第１電極端子及び第２電極端子がそれぞれ、互いに近接又は離間した任意の位置から取り出される。

また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、前記第１電極及び前記第２電極の平面視において、前記第１電極端子と前記第２電極端子とは、隣り合った位置に形成されてもよい。
この構成によれば、第１電極端子と第２電極端子とを互いに近接させて、一のセルの一箇所に寄せて設けることができる。

また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、前記第１電極に、舌片を形成する切込みが形成され、前記舌片は、前記舌片が形成された前記第１電極の外部表面に折り返され、折り返された前記舌片の外部表面に前記第１電極端子が設けられ、前記舌片の折り返しによって形成された開口部から、前記開口部に対向する第２電極に接続された前記第２電極端子が取り出されてもよい。
また、本発明の第一態様の電気モジュールにおいては、前記第２電極に、舌片を形成する切込みが形成され、前記舌片は、前記舌片が形成された前記第２電極の外部表面に折り返され、折り返された前記舌片の外部表面に前記第２電極端子が設けられ、前記舌片の折り返しによって形成された開口部から、前記開口部に対向する第１電極に接続された前記第１電極端子が取り出されてもよい。
この構成によれば、第１電極又は第２電極のいずれか一方のみが開口され、第１電極端子及び第２電極端子が取り出される。また、第１電極端子及び第２電極端子が同一の基板の外部表面側に取り出される。

また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、一のセルに前記第１電極端子及び前記第２電極端子で構成される電極端子対が複数設けられ、前記電極端子対が前記セルから取り出されてもよい。
この構成によれば、隣り合うセルに接続させる第１電極端子又は第２電極端子が選択可能となるとともに、セル同士の接続方向の自由度が高められる。

また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、互いに隣り合う第１セルと第２セルとの間において、前記第１セルに設けられた前記第１電極端子と前記第２セルに設けられた前記第１電極端子とで構成される電極端子対が少なくとも一組設けられ、前記第１電極端子が前記第１セルから取り出され、かつ、前記第１電極端子が前記第２セルから取り出されてもよい。
また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、互いに隣り合う第１セルと第２セルとの間において、前記第１セルに設けられた前記第２電極端子と前記第２セルに設けられた前記第２電極端子とで構成される電極端子対が少なくとも一組設けられ、前記第２電極端子が前記第１セルから取り出され、かつ、前記第２電極端子が前記第２セルから取り出されてもよい。
また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、互いに隣り合う第１セルと第２セルとの間において、前記第１セルに設けられた前記第１電極端子と前記第２セルに設けられた前記第２電極端子とで構成される電極端子対が少なくとも一組設けられ、前記第１電極端子が前記第１セルから取り出され、かつ、前記第２電極端子が前記第２セルから取り出されてもよい。
この構成によれば、隣り合うセル同士の間で直列接続又は並列接続が容易に行われる。又は、隣り合うセル同士の間で、直列接続又は並列接続を選択可能になる。

また、本発明の一態様の電気モジュールは、複数のセルを備えた上述した電気モジュールを切断して形成されてもよい。
この構成によれば、第１電極端子及び第２電極端子が電気モジュールの基板の板面に取り出されているため、複数のユニットセルを分割（切断）し、それぞれのセルの端面を露出させることなく、各セルの電力を取り出せる。また、取り出し電極までの電流経路を短くすることができるため、直列抵抗損失が低減する。

本発明の一態様によれば、セルが同一面上に複数配置されたモジュールであっても、各セルから第１電極端子又は第２電極端子を容易に取り出すことが可能となる。また、セル同士を容易に接続できるとともに、接続方法を自由に選択することができるため、電気モジュールの出力を自在に設定可能となるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールを模式的に示す図であり、図１ＢのＺ１−Ｚ２線で矢視した断面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールを模式的に示す図であり、図１Ａの上面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールの製造工程の一部を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールの製造工程の一部を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールの製造工程の一部を示す下面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールの製造工程の一部を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールの製造工程の一部を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールの製造工程の一部を示す図であって、図５Ａに示すＸ１−Ｘ２線及びＹ１−Ｙ２線にて矢視した断面図である。 本発明の第１の実施形態として示す電気モジュールの製造工程の一部を示す図であって、図５Ａに示すＺ１−Ｚ２線にて矢視した断面図である。 本発明の第２の実施形態として示す電気モジュールを示す上面図である。 本発明の第２の実施形態として示す電気モジュールを示す図であって、図６ＡのＺ３−Ｚ４線で矢視した断面図である。 本発明の第２の実施形態として示す電気モジュールの変形例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態として示す電気モジュールの変形例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態として示す電気モジュールの変形例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態として示す電気モジュールを模式的に示す断面図である。 本発明の第４の実施形態として示す電気モジュールを模式的に示す断面図である。 従来の電気モジュールを示す図である。

（第１の実施形態）
以下、図を参照して本発明の電気モジュール及び電気モジュールの製造方法の第１の実施形態について、色素増感太陽電池１Ａを例として説明する。
以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、色素増感太陽電池１Ａは、第１基板２（一の基板）上に透明導電膜３と半導体層４とを備えた第１電極５と、第２基板６（第１基板２に対向する位置に設けられた第２基板６、他の基板）上に対向導電膜７を備えた第２電極８とを備えている。そして、第１電極５と第２電極８との間の空間が、不図示のセパレータを介装させた状態で、第１基板２の端縁と第２基板６の端縁とにおいて封止材９により枠状に封止されている。封止材９により囲繞された空間は、が第１基板２と第２基板６との貼着により複数のセルＣに分割され、複数の発電体を形成している。そして、更に、各セルＣ内の空間Ｃ１内に電解液（電解質）１０が充填されている。
この色素増感太陽電池１Ａにおいては、各セルＣの第１電極５に接続された第１電極端子１１と、第２電極８に接続された第２電極端子１２とがそれぞれ設けられている。

第１基板２及び第２基板６は、透明導電膜３及び対向導電膜７の基台となる部材であり、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による平板状部材を略矩形に切断することで得られている。なお、第１基板２及び第２基板６は、フィルム状に形成された基板であってもよい。

透明導電膜３は、第１基板２の板面２ａの略全体に成膜されている。
透明導電膜３の材料には、例えば、酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等が用いられている。
互いに隣接するセルＣ，Ｃの各々に設けられている透明導電膜３は、セルＣ，Ｃ・・間に位置するラインＬ１〜Ｌ３上で、絶縁されている（絶縁処理）。
これによって、色素増感太陽電池１Ａは、互いに絶縁されて同一面上に配置された複数のセルＣを有する。

半導体層４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し、金属酸化物からなる半導体により透明導電膜３の表面３ａに設けられている。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、等が用いられる。

半導体層４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。
このように、第１基板２の一方の板面２ａに透明導電膜３を成膜し、透明導電膜３の表面３ａに形成された半導体層４を設けて第１電極５が構成されている。

対向導電膜７は、第２基板６の板面６ａ全体に成膜されている。
対向導電膜７の材料には、例えば、酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等が用いられている。また、対向導電膜７の表面７ａには、カーボンペースト，プラチナ等からなる不図示の触媒層が成膜されていてもよい。
互いに隣接するセルＣ，Ｃの各々に設けられている対向導電膜７は、セルＣ，Ｃ・・間のラインＬ１〜Ｌ３上で、絶縁されている（絶縁処理）。
これによって、色素増感太陽電池１Ａは、互いに絶縁されて同一面上に配置された複数のセルＣを有する。
このように、第２基板６の一方の板面６ａに対向導電膜７を成膜させて第２電極８が構成されている。
この第２電極８は、対向導電膜７が透明導電膜３に対向するように、第１電極５と対向配置されている。

封止材９としては、ホットメルト樹脂等が用いられている。
この封止材９は、絶縁処理が施された図２Ａ，図４に示すラインＬ１〜Ｌ３によって区画されるセルＣの内側において図１Ａに示す電解液１０を封止する。図１Ａに示すように電解液１０が封止された空間Ｃ１の外側において、空間Ｃ１の外側に延在する第１電極５及び第２電極８からそれぞれ電力を取り出す第１電極端子１１及び第２電極端子１２が取り出せるように、封止材９は空間Ｃ１内に配されている。具体的には、封止材９は、各セルＣに設けられた第１電極５及び第２電極８の図４に示す端縁Ｒ１〜Ｒ４の全周に沿って、透明導電膜３及び対向導電膜７の表面に中空孔１９を形成する枠状に配されている。そして、更に、端縁Ｒ１に第１電極端子１１と第２電極端子１２とを配置させるための長孔ｈが、電解液１０を封止する中空孔１９の外側に形成されている。このような形状に形成された封止材９は、加熱プレスされて図１Ａに示すように第１電極５と第２電極８との間を接着している。なお、封止材９は、第２電極８の端縁の全周に沿って又は第１電極５と第２電極８との双方に配されてもよい。

不図示のセパレータとしては、封止材９及び電解液１０を通過させる多数の孔（不図示）を有する不織布等のシート材が用いられる。

電解液１０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が用いられている。また、電解液１０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んでもよい。

図１Ｂに示すように、第１電極端子１１及び第２電極端子１２は、封止材９において端縁Ｒ１に対応する位置に形成された長孔ｈ内（すなわち、中空孔１９により形成された空間Ｃ１とは別に、封止材９によって囲繞された領域）に、第１基板２又は第２基板６を上面視（平面視）して互いに位置をずらして設けられている。
なお、第１電極端子１１及び第２電極端子１２が形成される位置は、本実施形態のように封止材９によって囲繞された領域（長孔ｈ）内に限定されない。第１電極５と第１電極端子１１との導通並びに第２電極８と第２電極端子１２との導通を妨げないように第１電極端子１１及び第２電極端子１２が形成されていれば、電極端子１１，１２が形成される位置は自由に選択される。具体的には、例えば、封止材９によって囲繞された領域の外側において、例えば、絶縁材料を用いて第１電極５と第２電極８との短絡を防止して、第１電極端子１１と第１電極５並びに第２電極端子１２と第２電極８との導通を図った構造が採用されてもよい。

第１電極端子１１は、図１Ａに示すように、第１電極５の透明導電膜３に接触するように設けられ、透明導電膜３に対向する第２電極８を厚さ方向に貫通させた開口部１５（第２開口部）を通って第２電極８の第２基板６の外部表面６ｂ側に取り出されている（第２構造）。
第２電極端子１２は、第２電極８の対向導電膜７に接触するように設けられ、対向導電膜７に対向する第１電極５を厚さ方向に貫通させた開口部１６（第１開口部）を通って第１電極５の第１基板２の外部表面２ｂ側に取り出されている（第１構造）。
第１電極端子１１と第２電極端子１２とは、それぞれ銅箔、アルミ箔等の金属等を材料とする導電部材を用いて形成されている。

次に、色素増感太陽電池１Ａの製造方法について図２Ａ〜図９を用いて説明する。
本発明の第１の実施形態の色素増感太陽電池１Ａの製造方法は、（ＩＩ）開口部形成工程と（ＩＶ）端子形成工程とを有する。
（ＩＩ）開口部形成工程においては、第１電極５及び第２電極８のそれぞれに開口部１６，１５を形成する。
（ＩＶ）端子形成工程においては、開口部１６に対向する第２電極８に第２電極端子１２を接続して、開口部１５に対向する第１電極５に第１電極端子１１を接続する。さらに、第１電極端子１１を開口部１５に通し、第２電極端子１２を開口部１６に通し、開口部１５が形成された第２基板６の外部表面６ｂ側第１電極端子１１を取り出し、第１基板２の外部表面２ｂ側に第２電極端子１２を取り出す。
また、本実施形態の製造方法は、（ＩＩ）開口部形成工程の前に行う、（Ｉ）電極形成工程と、（ＩＶ）端子形成工程の前に行われる（ＩＩＩ）セル形成工程と、（ＩＶ）端子形成工程の後に行われる（Ｖ）注液工程とを有する。以下、各工程について説明する。

（Ｉ）＜電極形成工程＞
電極形成工程においては、図２Ａに示すように、第１基板２の一方の板面２ａに透明導電膜３を成膜し、図２Ｂに示すように、透明導電膜３の表面３ａに半導体層４が形成された第１電極５と、図３に示すように、第２基板６の一方の板面６ａに対向導電膜７が成膜された第２電極８とを形成する。具体的には、第１電極５及び第２電極８は以下のようにして形成される。

図２Ａに示すように、第１基板２として、ＰＥＴ等からなる基板を用いる。
第１基板２の板面２ａの全体に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等をスパッタリングし透明導電膜３を成膜する。この際、互いに隣接するセルＣ，Ｃの間が確実に絶縁されるように、レーザー等によって透明導電膜３をラインＬ１〜Ｌ３上において絶縁処理しておく。

図２Ｂに示すように、例えば、エアロゾルデポジション法、コールドスプレー法等の焼成を要しない低温成膜法により、多孔質となるように透明導電膜３の表面３ａに半導体層４を形成する。なお、第１基板２が耐熱性を有している素材である場合には、焼成が可能な酸化チタン含有ペーストをマスク、印刷法等により透明導電膜３の表面３ａに塗布し、その後５００℃程度で焼成することで多孔質となるように半導体層４を形成してもよい。
いずれの場合においても、半導体層４は、図２Ａに示すように、封止材９が配される端縁Ｒ１〜Ｒ４を残して形成する。

半導体層４を形成した後、増感色素を溶剤に溶かした増感色素溶液に半導体層４を浸漬させ、該半導体層４に増感色素を担持させる。なお、半導体層４に増感色素を担持させる方法は、上記に限定されず、増感色素溶液中に半導体層４を移動させながら連続的に投入・浸漬・引き上げを行う方法なども採用される。
以上により、図２Ｂに示す第１電極５が得られる。

第２電極８は、図３に示すように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等よりなる第２基板６の一方の板面６ａにＩＴＯ、酸化亜鉛、又はプラチナ等をスパッタリングして対向導電膜７を成膜する。対向導電膜７は、印刷法やスプレー法等にて形成された導電膜でもよい。この際、互いに隣接するセルＣ，Ｃの間が絶縁されるように、レーザー等によって対向導電膜７をラインＬ１〜Ｌ３上において絶縁処理しておく。

（ＩＩ）＜開口部形成工程＞
開口部形成工程では、図２Ａ及び図３に示すように、電極形成工程で作成した第１電極５の端縁Ｒ１に開口部１６を形成する。また、電極形成工程で作成した第２電極８の端縁Ｒ１に、開口部１５を形成する。ここで、透明導電膜３と対向導電膜７とを対向配置させた際に、開口部１６，１５の位置が互いに異なるように（すなわち位置をずらして）、開口部１６，１５の位置が決定されている。なお、開口部１６，１５を形成した後、これら開口部１６，１５の開口端縁に沿って透明導電膜３及び対向導電膜７をそれぞれレーザー等により絶縁処理しておくとよい。

（ＩＩＩ）＜セル形成工程＞
セル形成工程では、第１電極５と第２電極８とを対向配置させて貼り合せ、封止材９により封止する。
［封止材の配置］
具体的には、図４に示すように半導体層４に沿う透明導電膜３の端縁Ｒ１〜Ｒ４の全周に所定の中空孔１９，１９・・が形成された枠（枠形状）と、開口部１５，１６を内側に配置させる長孔ｈとを有するシート状の封止材９を配して半導体層４を囲繞する。なお、長孔ｈは、開口部１５，１６に合わせて、開口部１５，１６を囲繞するように形成されてもよい。

［基板の貼り合せ］
次に、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、不図示のセパレータを介装させた状態で透明導電膜３と対向導電膜７とを対向させ、第２電極８を第１電極５に当接させる。
なお、この際、例えば、離型性樹脂シート等からなる不図示の注液孔形成用部材を、第１電極５と第２電極８との間に形成された各セルＣの空間Ｃ１に複数配置し、電解液注入孔を容易に形成できるようにしておくとよい。離型性樹脂シートにとしては、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等を用いることができる。

［接着工程］
接着工程では、対向配置させた第１電極５及び第２電極８の端縁Ｒ１〜Ｒ４（図４参照）を積層方向に加熱プレスし、接着させる。この際、注液孔形成用部材の耐熱温度が封止材９の溶融硬化温度よりも高く、かつ、注液孔形成用部材は非接着性に優れているので、注液孔形成用部材に接する封止材９と注液孔形成用部材とは接着しない。従って、注液孔形成用部材の両表面は、第１電極５とも第２電極８とも接着されていない。
このようにして、第１電極５と第２電極８との間に設けられた封止材９により、空間Ｃ１を形成して半導体層４を囲繞するとともに、空間Ｃ１の外側位置する長孔ｈが形成されたセルＣを複数形成する。

（ＩＶ）＜端子形成工程＞
端子形成工程では、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、第１電極５に形成された開口部１６から第２電極端子１２を挿入し、対向導電膜７に第２電極端子１２を接触させて、この第２電極端子１２を開口部１６が形成された第１基板２の外部表面２ｂ側に取り出して、外部表面２ｂに固定する。
また、第２電極８に形成された開口部１５から第１電極端子１１を挿入し、透明導電膜３に第１電極端子１１を接触させた状態で、この第１電極端子１１を開口部１５が形成された第２基板６の外部表面６ｂ側に取り出して、外部表面６ｂに固定する。
このようにして、第１電極５と第２電極８とを積層させた接合体１ａが得られる。

（Ｖ）＜注液工程＞
注液工程では、第１電極５と第２電極８との間に介装させておいた不図示の注液孔形成用部材を引き抜くか、それ以外の方法で第１基板２又は第２基板６に不図示の注液孔を形成する。そして、第１電極５と第２電極８との接合体１ａを減圧雰囲気下に置き、電解液１０を保持した不図示の容器に注液孔を浸漬させて真空引きにより電解液１０を空間Ｃ１内に注入する。
電解液１０の注入後は、不図示の注液孔を接着剤等で閉口し電解液１０が第１電極５，第２電極８，及び封止材９によって封止され、電解液１０が封止された空間Ｃ１の外側に第１電極端子１１及び第２電極端子１２が設けられたセルＣが複数配列された図１Ａ及び図１Ｂに示す色素増感太陽電池１Ａが得られる。
なお、注液工程において、電解液１０を真空引する工程に換えて、セル形成工程において、ゲル状の電解質を第１電極５に塗布して第２電極８との間に介在させてもよい。

以上のように、色素増感太陽電池１Ａによれば、第１電極端子１１と第２電極端子１２とが、第２電極８の表面上又は第１電極５の表面上、すなわち第２基板６の外部表面６ｂ上又は第１基板２の外部表面２ｂ上に取り出されている。したがって、セルＣが同一面上に複数配置された色素増感太陽電池１Ａにおいて、第１電極端子１１及び第２電極端子１２を各セルＣから容易に取り出すことができるという効果が得られる。

そして、色素増感太陽電池１Ａの製造に際しても、セルＣを同一面上に複数形成するプロセスにおいて、第１電極端子１１又は第２電極端子１２を各セルＣから取り出す工程を組み込むことができる。したがって、ロール・トゥ・ロールのような連続的な製造方法にも好適に適用することができるという効果が得られる。

また、色素増感太陽電池１Ａによれば、例えば、図５Ａ及び図５Ｃに示すように、第１基板２の外部表面２ｂに取り出された任意のセルＣ，Ｃ・・の第２電極端子１２に、例えば、導電性テープＴ２を貼り付け、第２基板６の外部表面６ｂに取り出された任意のセルＣ，Ｃ・・の第１電極端子１１に、例えば、導電性テープＴ１を貼り付けることで、セルＣ，Ｃ・・間を簡単に並列接続させることができ、色素増感太陽電池１Ａの出力を簡単かつ自由に設定することができるという効果が得られる。

また、第１電極端子１１と第２電極端子１２とを、それぞれ異なる開口部１６，１５から取り出しているため、第１電極端子１１と第２電極端子１２とを任意の位置、例えば、本実施形態のように同一の端縁Ｒ１に設けることができる。このため、各セルＣにおいて電極端子を取り出す箇所をまとめ、シンプルかつコンパクトに色素増感太陽電池１Ａを形成することができるという効果が得られる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。本発明の第２の実施形態では、上述した第１の実施形態と同様の構成及び工程については同一の符号を用いてその構成及び工程の説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成及び工程についてのみ説明する。

本実施形態の色素増感太陽電池１Ｂは、開口部形成工程において、第２電極８の一部を構成する舌片２０を形成する切り込み２１を第２電極８に形成し、この舌片２０が形成された第２電極８の外部表面６ｂ側に舌片２０を折り返し、折り返された舌片２０の表面に成膜された対向導電膜７に第２電極端子１２を設けている。
更に、舌片２０を折り返して形成された開口部２２から、開口部２２に対向する第１電極５に接続した第１電極端子１１を取り出している。

本実施形態の色素増感太陽電池１Ｂによれば、第１電極５又は第２電極８のいずれか一方に開口部２２を形成すればよいため、製造工程を簡略化することができるという効果が得られる。また、第１電極端子１１と第２電極端子１２とを隣り合わせて同一の第２基板６の外部表面６ｂ上に取り出すことができるため、導電性テープ等の導電部材Ｔ３，Ｔ４を用いて簡便かつシンプルにセルＣ，Ｃ・・同士を直列接続又は並列接続することが可能となるという効果が得られる。

また、図７，図８に示すように、本実施形態の方法によって一のセルＣに第１電極端子１１及び第２電極端子１２で構成される電極端子対を複数形成し、隣り合うセルＣ，Ｃ間（隣り合う第１セルと第２セルとの間）で、第１電極端子１１同士（電極端子対）が隣り合うように設けられてもよい。また、隣り合うセルＣ，Ｃ間で、第２電極端子１２同士（電極端子対）が隣り合うように設けられてもよい。また、隣り合うセルＣ，Ｃ間で、第１電極端子１１及び第２電極端子１２（電極端子対）が隣り合うように設けられてもよい。
この場合、例えば、導電性テープＴ５，Ｔ５を複数の第２電極端子１２の全体が導通するように一括して貼着させたり、導電性テープＴ５，Ｔ５を互いに隣り合う２つの第２電極端子１２のみが導通するように貼着させたりする。
また、導電性テープＴ６，Ｔ６を複数の第１電極端子１１の全体が導通するように一括して貼着させたり、導電性テープＴ６，Ｔ６を互いに隣り合う２つの第１電極端子１１のみが導通するように貼着させたりする。これによって、隣り合うセルＣ，Ｃ同士の間で並列接続及び直接接続のいずれもが自在に選択できるとともに、簡単に接続できるという効果が得られる。

一のセルＣから第１電極端子１１及び第２電極端子１２が複数組取り出されているため、図８に示すように、接続させたいセルＣ，Ｃを自由に選択することができる、すなわちセルＣの接続方向の自由度が高められるという効果が得られる。
また、色素増感太陽電池１Ｂは、セルＣ，Ｃ間の第１電極端子１１及び第２電極端子１２を導電部材で接続するまではセルＣ，Ｃ同士は絶縁されており、色素増感太陽電池１Ｂの製造後に接続方法を選択することができるようになっている。したがって、第１電極端子１１及び第２電極端子１２の接続前にセルＣを自在に切り出し、１又は複数のセルＣ，Ｃからなる任意の形状を有する色素増感太陽電池１Ｂをユニット化することも可能となるという効果が得られる。

なお、第２の実施形態により第１電極端子１１及び第２電極端子１２を形成する場合、舌片２０を折り返した際に、舌片２０の表面と、舌片２０を折り返したことにより形成される開口部２２とから常に第１電極端子１１及び第２電極端子１２の両方を取り出す必要はない。

すなわち、第２電極８に切り込み２１を偶数組形成して、第１電極端子１１と第２電極端子１２とをそれぞれ異なる舌片２０又は開口部２２から取り出してもよい。例えば、図９に示すように、折り返した一の舌片２０Ａ（第１舌片）から第２電極端子１２を取り出すとともに、この舌片２０Ａによる開口部２２Ａからは第１電極端子１１は取り出さず、他の舌片２０Ｂ（第２舌片）を折り返した際に形成される開口部２２Ｂから第１電極端子１１を取り出し、他の舌片２０Ｂの表面からは第２電極端子１２を取り出さないという構造を採用してもよい。

また、第２の実施形態において、切り込み２１は、第１電極５に形成しても、第１電極５及び第２電極８のいずれか一方又は双方に設けてもよい。
切り込み２１が第１電極５に形成される場合、舌片２０が形成された第１電極５の外部表面にて舌片２０が折り返され、折り返された舌片２０の外部表面に第１電極端子１１が設けられる。更に、舌片２０の折り返しによって形成された開口部から、開口部に対向する第２電極６に接続された第２電極端子１２が取り出される。
また、第１の実施形態の第１電極端子１１及び第２電極端子１２の取り出し方法と第２の実施形態の第１電極端子１１及び第２電極端子１２の取り出し方法の双方を組み合わせて色素増感太陽電池を製造してもよい。

また、上記第１及び第２の実施形態では、セルＣが矩形に形成された例を示したが、本発明の実施形態の色素増感太陽電池１ＢにおけるセルＣの形状は、矩形に限定されない。すなわち、円形その他の多角形のセルＣ又は互いに異なる形状もしくは大きさを有するセルＣ，Ｃが配列された色素増感太陽電池１Ｂにおいて、各セルＣから第１電極端子１１及び第２電極端子１２を取り出し、隣接するセルＣ，Ｃ同士を接続する場合にも、好適に適用することができる。

以上より、本発明は、第１基板２及び第２基板６上に形成するセルＣの形状に自由度を持たせるとともに、任意のセルＣ，Ｃ同士を自由に接続して出力を自在に設定することができるという点でも有利な効果を奏する。

（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１０は、電気モジュールの第３の実施形態を模式的に示す断面図である。
本発明の第３の実施形態では、上述した第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いてその構成の説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

本実施形態の色素増感太陽電池１Ｃにおいては、対向導電膜７を分割するようにラインＬ４が第２電極８に形成されており、これによって互いに隣接する対向導電膜７が絶縁されている。また、第２基板６に平行な方向において、対向導電膜７の幅Ｗ１は、封止材９の幅Ｗ２よりも小さい。
また、透明導電膜３を分割するようにラインＬ５が第１電極５に形成されており、これによって互いに隣接する透明導電膜３がラインＬ５によって絶縁されている。
一方、本実施形態においては、開口部１５，１６、第１電極端子１１、及び第２電極端子１２の構造は、上述した第１の実施形態と同様である。

このような構成によれば、上述した第１及び第２の実施形態にて述べた効果に加えて、第１基板２及び第２基板６の伸縮により電極の大きさや互いに対向する電極間の平面視での相対位置が変化したとしても第１電極端子１１と透明導電膜３とが接続され、第２電極端子１２と透明導電膜７とが接続され、第１電極端子１１及び第２電極端子１２を色素増感太陽電池１Ｃの外部に容易に取り出すことができる。従って、２枚の基板の位置合わせを考慮せずに第１電極端子１１及び第２電極端子１２が外部に取り出された色素増感太陽電池１Ｃを容易に実現できる。

また、本実施形態では、第２基板６に平行な方向において、対向導電膜７の幅Ｗ１が封止材９の幅Ｗ２よりも小さくなるように、複数のラインＬ４を対向導電膜７に形成することによって対向導電膜７が分割されている。本発明は、この構成に限定されず、第１基板５に平行な方向において、対向導電膜３の幅が封止材９の幅Ｗ２よりも小さくなるように、複数のラインＬ５を対向導電膜３に形成することによって対向導電膜３が分割されてもよい。
また、色素増感太陽電池１Ｃの平面視において第２電極端子１２が対向導電膜７に接続されかつ第１電極端子１１が対向導電膜３に接続されていれば、ラインＬ４の位置と開口部１５の位置（即ち、第１電極端子１１の位置）とが重なってもよい。また、第１基板５に平行な方向において対向導電膜３の幅が封止材９の幅Ｗ２よりも小さくなるように複数のラインＬ５が対向導電膜３に形成されている構成においても、第２電極端子１２が対向導電膜７に接続されかつ第１電極端子１１が対向導電膜３に接続されていれば、ラインＬ５の位置と開口部１６の位置（即ち、第２電極端子１２の位置）とが重なってもよい。
また、図１０に示された構造では、ラインＬ４の位置において互いに隣接する対向導電膜７の間に空間が形成されているが、この空間を埋めるように絶縁材料で構成された絶縁部が設けられてもよい。

次に、色素増感太陽電池１Ｃの製造方法について説明する。
まず、第１基板５の板面に複数の第１電極５を形成し、第２基板６の板面に複数の第２電極８を形成する。第１電極５及び第２電極８を形成する具体的な工程は、第１の実施形態で述べた工程と同様である。複数の第２電極８を形成する際においては、後に形成される封止材９の幅Ｗ２よりも対向導電膜７の幅Ｗ１が小さくなるように、複数のラインＬ４を対向導電膜７に形成し、ラインＬ４によって対向導電膜７を分割する。
次に、第１電極５と第２電極８とを対向させて、封止剤９を介して、第１基板５と第２基板６とを貼り合わせる。具体的に、第１電極５における互いに隣接する対向導電膜３の間に形成されたラインＬ５と封止剤９とが重なるように、封止剤９を対向導電膜３に接触させる。その後、対向導電膜３上に設けられた封止剤９を挟むように、第１基板５と第２基板６とを貼り合わせる。
その後に行われる工程は、第１の実施形態と同様の工程が行われる。

なお、上記の色素増感太陽電池１Ｃの製造方法においては、互いに隣接する対向導電膜７の間、或いは、互いに隣接する対向導電膜３の間に、絶縁部を形成してもよい。この場合には、第１電極５及び第２電極８を形成する工程に加えて、絶縁部を形成する工程が行われる。
また、上記の製造方法では、対向導電膜７の幅Ｗ１が封止材９の幅Ｗ２よりも小さくなるように、複数のラインＬ４を対向導電膜７に形成することによって対向導電膜７を分割しているが、本発明は、このような方法に限定されない。第１基板５に平行な方向において、対向導電膜３の幅が封止材９の幅Ｗ２よりも小さくなるように、複数のラインＬ５を対向導電膜３に形成することによって対向導電膜３を分割してもよい。

（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１１は、電気モジュールの第４の実施形態を模式的に示す断面図である。
本発明の第４の実施形態では、上述した第２及び第３の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いてその構成の説明を省略し、第２の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

本実施形態の色素増感太陽電池１Ｄにおいては、第３の実施形態で述べたように、第２基板６に平行な方向において、対向導電膜７の幅Ｗ１は、封止材９の幅Ｗ２よりも小さい。更に、第２の実施形態で述べたように、舌片２０を形成する切り込み２１が第２電極８に形成され、この舌片２０が形成された第２電極８の外部表面６ｂ側に舌片２０が折り返され、折り返された舌片２０の表面に成膜された対向導電膜７に第２電極端子１２を設けている。

このような構成によれば、上述した第１及び第２の実施形態にて述べた効果に加えて、第１基板２及び第２基板６の伸縮により電極の大きさや互いに対向する電極間の平面視での相対位置が変化したとしても第１電極端子１１及び第２電極端子１２を色素増感太陽電池１Ｄの外部に容易に取り出すことができる。従って、２枚の基板の位置合わせを考慮せずに第１電極端子１１及び第２電極端子１２が外部に取り出された色素増感太陽電池１Ｃを容易に実現できる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

本発明は、太陽電池等の電気モジュールに関する分野で利用可能である。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 色素増感太陽電池（電気モジュール）
２ 第１基板
２ａ 板面
２ｂ 外部表面
５ 第１電極
６ 第２基板
６ａ 板面
６ｂ 外部表面
８ 第２電極
９ 封止材
１１ 第１電極端子
１２ 第２電極端子
１５，１６ 開口部
２０ 舌片
２１ 切り込み
２２ 開口部
Ｃ セル
Ｗ１ 対向導電膜７の幅
Ｗ２ 封止材９の幅

本発明の一態様の電気モジュールは、同一面上に配置された複数のセルを有する電気モジュールであって、第１電極と、前記第１電極に対向配置させる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する電解質と、前記第１電極に接続された第１電極端子と、前記第２電極に接続された第２電極端子と、を備え、前記第１電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第２電極に接続された前記第２電極端子が前記第１電極の外部表面側に取り出されている第１構造、及び、前記第２電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第１電極に接続された前記第１電極端子が、前記第２電極の外部表面側に取り出されている第２構造、のうち少なくとも一方が用いられている。
また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、前記第１電極に、舌片を形成する切込みが形成され、前記舌片は、前記舌片が形成された前記第１電極の外部表面に折り返され、折り返された前記舌片の外部表面に前記第１電極端子が設けられ、前記舌片の折り返しによって形成された開口部から、前記開口部に対向する第２電極に接続された前記第２電極端子が取り出されてもよい。
本発明の一態様の電気モジュールの構成によれば、発電体を構成する一の前記セルが同一面上に複数配置されている場合であっても、複数のユニットセルを分割（切断）して第１電極と第２電極のそれぞれのセルの端面を露出させることなく、全ての又は任意のセルの電力を取り出せる。また、取り出し電極までの電流経路を短くできるので直列抵抗損失を低減できる。
また、この構成によれば、第１電極又は第２電極のいずれか一方のみが開口され、第１電極端子及び第２電極端子が取り出される。また、第１電極端子及び第２電極端子が同一の基板の外部表面側に取り出される。

また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、前記第２電極に、舌片を形成する切込みが形成され、前記舌片は、前記舌片が形成された前記第２電極の外部表面に折り返され、折り返された前記舌片の外部表面に前記第２電極端子が設けられ、前記舌片の折り返しによって形成された開口部から、前記開口部に対向する第１電極に接続された前記第１電極端子が取り出されてもよい。
この構成によれば、第１電極又は第２電極のいずれか一方のみが開口され、第１電極端子及び第２電極端子が取り出される。また、第１電極端子及び第２電極端子が同一の基板の外部表面側に取り出される。

また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、一のセルにおいて、前記第１電極端子及び前記第２電極端子で構成される電極端子対が複数設けられていてもよい。
この構成によれば、隣り合うセルに接続させる第１電極端子又は第２電極端子が選択可能となるとともに、セル同士の接続方向の自由度が高められる。

また、本発明の一態様の電気モジュールにおいては、互いに隣り合う前記セル同士の間において、前記第１電極端子同士、前記第２電極端子同士、又は前記第１電極端子と前記第２電極端子とが、少なくとも１組隣り合って取り出されていてもよい。
この構成によれば、隣り合うセル同士の間で直列接続又は並列接続が容易に行われる。又は、隣り合うセル同士の間で、直列接続又は並列接続を選択可能になる。

Claims (10)

1. 同一面上に配置された複数のセルを有する電気モジュールであって、
   第１電極と、
   前記第１電極に対向配置させる第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に介在する電解質と、
   前記第１電極に接続された第１電極端子と、
   前記第２電極に接続された第２電極端子と、
   を備え、
   前記第１電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第２電極に接続された前記第２電極端子が前記第１電極の外部表面側に取り出されている第１構造、及び、前記第２電極に厚さ方向に貫通して設けられた開口部を通って前記第１電極に接続された前記第１電極端子が、前記第２電極の外部表面側に取り出されている第２構造、のうち少なくとも一方が用いられている
   ことを特徴とする電気モジュール。
2. 前記第１電極に厚さ方向に貫通した第１開口部と、
   前記第２電極に厚さ方向に貫通した第２開口部と、
   を有し、
   前記第１電極及び前記第２電極の平面視において前記第１開口部の位置と前記第２開口部の位置とは互いにずれており、
   前記第１電極端子は、前記第２開口部から取り出され、
   前記第２電極端子は、前記第１開口部から取り出されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気モジュール。
3. 前記第１電極及び前記第２電極の平面視において、前記第１電極端子と前記第２電極端子とは、隣り合った位置に形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気モジュール。
4. 前記第１電極に、舌片を形成する切込みが形成され、
   前記舌片は、前記舌片が形成された前記第１電極の外部表面に折り返され、
   折り返された前記舌片の外部表面に前記第１電極端子が設けられ、
   前記舌片の折り返しによって形成された開口部から、前記開口部に対向する第２電極に接続された前記第２電極端子が取り出されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気モジュール。
5. 前記第２電極に、舌片を形成する切込みが形成され、
   前記舌片は、前記舌片が形成された前記第２電極の外部表面に折り返され、
   折り返された前記舌片の外部表面に前記第２電極端子が設けられ、
   前記舌片の折り返しによって形成された開口部から、前記開口部に対向する第１電極に接続された前記第１電極端子が取り出されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気モジュール。
6. 一のセルに前記第１電極端子及び前記第２電極端子で構成される電極端子対が複数設けられ、前記電極端子対が前記セルから取り出されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気モジュール。
7. 互いに隣り合う第１セルと第２セルとの間において、前記第１セルに設けられた前記第１電極端子と前記第２セルに設けられた前記第１電極端子とで構成される電極端子対が少なくとも一組設けられ、前記第１電極端子が前記第１セルから取り出され、かつ、前記第１電極端子が前記第２セルから取り出されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電気モジュール。
8. 互いに隣り合う第１セルと第２セルとの間において、前記第１セルに設けられた前記第２電極端子と前記第２セルに設けられた前記第２電極端子とで構成される電極端子対が少なくとも一組設けられ、前記第２電極端子が前記第１セルから取り出され、かつ、前記第２電極端子が前記第２セルから取り出されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電気モジュール。
9. 互いに隣り合う第１セルと第２セルとの間において、前記第１セルに設けられた前記第１電極端子と前記第２セルに設けられた前記第２電極端子とで構成される電極端子対が少なくとも一組設けられ、前記第１電極端子が前記第１セルから取り出され、かつ、前記第２電極端子が前記第２セルから取り出されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電気モジュール。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の複数のセルを備えた電気モジュールを切断して形成された一又は複数のセルからなる電気モジュール。

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