KR20110134407A

KR20110134407A - 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제 및 색소 증감형 태양 전지

Info

Publication number: KR20110134407A
Application number: KR20117020905A
Authority: KR
Inventors: 도쿠시게 시치리
Original assignee: 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-12-14
Also published as: CN102318132A; TW201035297A; JPWO2010095692A1; TWI507513B; EP2400590A1; CN102318132B; JP4937410B2; WO2010095692A1

Abstract

본 발명은 밀봉성과 내요오드 염색성이 우수한 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제, 및 그 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하여 이루어지는 색소 증감형 태양 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 카티온 중합성 화합물과 광카티온 중합 개시제를 함유하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제로서, 상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부 중에, 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물을 20 ∼ 80 중량부 함유하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제이다.

Description

색소 증감형 태양 전지용 밀봉제 및 색소 증감형 태양 전지{SEALING AGENT FOR DYE-SENSITIZED SOLAR CELL AND DYE-SENSITIZED SOLAR CELL}

본 발명은 밀봉성과 내요오드 염색성이 우수한 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제, 및 그 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하여 이루어지는 색소 증감형 태양 전지에 관한 것이다.

태양 전지 등의 광 전지로서, 실리콘 반도체를 사용한 p-n 접합의 광 전지가 널리 사용되고 있다. 광 전지에 사용하는 실리콘 반도체는, 광 전지의 광전 변환 효율을 높이기 위해, 고도로 순수하며, 또한, 높은 규칙성을 갖는 것이어야 한다. 그러나, 실리콘 반도체 및 광 전지를 제조하려면 다대한 에너지를 필요로 하며, 제조 비용이 높아진다는 문제가 있었다.

최근, 색소가 담지된 TiO₂ 등의 반도체막이 형성된 투명 도전 기판과 대향 전극 기판 사이에 전해액을 봉입한 색소 증감형 태양 전지가 개발되었다. 색소 증감형 태양 전지는, 태양광의 변환 효율이 비교적 높은 점에서, 차세대 태양 전지로서 주목받고 있다.

색소 증감형 태양 전지는, 구체적으로는 예를 들어, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판으로서의 유리 기판 (1) 상에 투명 전극층 (2) 을 형성하고, 전극층 (2) 상에 광증감 색소 (4) 를 흡착시킨 반도체층 (3) 을 형성하여 이루어지는 전극 기판을 작용 전극으로 하고, 카운터 전극으로서 절연 기판 (1') 에 투명 전극층 (2') 을 형성하여 이루어지는 전극 기판을 사용하여 이들 전극 간에 전해액 (5) 을 봉입하여 제작된다. 전해액 (5) 으로는 요오드를 함유하는 레독스계 전해액이 주류이다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는 다공질로 다결정형 산화티탄 등의 금속 산화물로 이루어지는 반도체에, 루테늄 금속 착물 등의 광증감 색소를 흡착시킨 재료를 사용한 색소 증감형 태양 전지가 개시되어 있다.

전해액의 밀봉에는 밀봉제가 사용된다. 색소 증감형 태양 전지의 밀봉에 사용하는 밀봉제에는 기판에 강고하게 밀착되어 전해액의 누설을 방지하는 접착성이나, 외부에서 수분이 침입하는 것을 방지하는 내투습성이 요구된다 (이하, 이들의 성능을 「밀봉성」이라고도 한다). 그러나, 종래의 에틸렌-메타크릴산 공중합 아이오노머 수지 등으로 이루어지는 밀봉제를 사용하면 요오드가 밀봉제에 스며들어, 밀봉제와 요오드가 반응하여 접착력이 저하되거나 전해액 중의 요오드의 농도가 저하되거나 하는 문제가 있었다. 밀봉성과 내요오드 염색성을 구비하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 요구되고 있었다.

일본 공개특허공보 평1-220380호

본 발명은 밀봉성과 내요오드 염색성이 우수한 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제, 및 그 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하여 이루어지는 색소 증감형 태양 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 카티온 중합성 화합물과 광카티온 중합 개시제를 함유하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제로서, 상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부 중에, 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물을 20 ∼ 80 중량부 함유하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제이다.

이하에 본 발명을 상세히 서술한다.

본 발명자는 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물을 특정량 함유하는 카티온 중합성 화합물과, 광카티온 중합 개시제를 함유하는 밀봉제는 매우 내요오드 염색성이 우수한 것을 알아냈다. 그리고, 이와 같은 밀봉제를 사용하면, 요오드를 함유하는 레독스계 전해액을 밀봉하여 사용한 경우에도 전해액의 누출 및 요오드가 스며드는 것을 억제할 수 있어, 매우 내구성이 우수한 색소 증감형 태양 전지가 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 카티온 중합성 화합물을 함유한다.

상기 카티온 중합성 화합물은 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물을 함유한다.

주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물을 함유함으로써, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 밀봉성과 내요오드 염색성이 우수하다.

상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물은 특별히 한정되지 않지만, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

식 (1) 중, R 은 수소 또는 탄소 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, n 은 1 ∼ 12 의 정수를 나타낸다.

여기에서, R 은 수소인 것이 바람직하다.

상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물은, 구체적으로는 예를 들어, 디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르 등을 들 수 있다.

상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물 중, 시판되고 있는 것으로는 예를 들어, 아론옥세탄 OXT-221 (토아 합성사 제조) 등을 들 수 있다.

상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물의 함유량의 하한은 20 중량부, 상한은 80 중량부이다. 상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물의 함유량이 20 중량부 미만이면, 수분의 침입을 방지하여 전해액의 누출이나 요오드가 스며드는 것을 억제하는 효과가 충분히 얻어지지 않아, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지가 내구성이 떨어지는 것이 된다. 상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물의 함유량이 80 중량부를 초과하면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 점도가 낮아져, 도포했을 때에 형상을 유지할 수 없게 되거나, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화물의 유리 전이 온도가 낮아져, 색소 증감형 태양 전지에 사용한 경우, 가열했을 때에 요오드나 용제가 누출된다. 상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물의 함유량의 바람직한 하한은 30 중량부, 바람직한 상한은 70 중량부이다. 상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물의 함유량의 보다 바람직한 하한은 40 중량부, 보다 바람직한 상한은 60 중량부이다.

상기 카티온 중합성 화합물에 추가로 함유되는, 상기 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물 이외의 성분은 특별히 한정되지 않지만, 반복 단위 내에 포화 다고리형 탄화수소기 또는 2 개 이상의 시클로헥실기를 갖는 에폭시 화합물이 바람직하다. 상기 반복 단위 내에 포화 다고리형 탄화수소기 또는 2 개 이상의 시클로헥실기를 갖는 에폭시 화합물을 추가로 함유함으로써, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 점도, 및 경화물의 유리 전이 온도를 향상시킬 수 있어, 색소 증감형 태양 전지의 온도가 상승했을 때에, 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 연화되어 전해액이 투과하기 쉬워지거나 접착력이 약해지거나 하는 것을 방지할 수 있다.

상기 반복 단위 내에 포화 다고리형 탄화수소기 또는 2 개 이상의 시클로헥실기를 갖는 에폭시 화합물은 특별히 한정되지 않지만, 하기 일반식 (2-1), (2-2), 및 (2-3) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 2]

식 (2-1) 중, n 은 0 ∼ 20 의 정수를 나타내고, R¹ 및 R² 는 수소, 또는 직사슬형 혹은 분지형의 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기를 나타낸다.

식 (2-2) 중, n 은 0 ∼ 20 의 정수를 나타내고, R³ ∼ R¹⁰ 은 수소, 또는, 직사슬형 혹은 분지형의 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기를 나타낸다.

식 (2-3) 중, n 은 0 ∼ 20 의 정수를 나타낸다.

상기 반복 단위 내에 포화 다고리형 탄화수소기 또는 2 개 이상의 시클로헥실기를 갖는 에폭시 화합물로는, 예를 들어, 수소화비스페놀 A 형 수지, 수소화비스페놀 F 형 수지, 수소화비페닐형 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 등을 들 수 있다. 이들 중 시판되고 있는 것은, 예를 들어, 에피코트 YX-8000 (수소화비스페놀 A 형 수지), 에피코트 YX-6753 (수소화비스페놀 F 형 수지), 에피코트 YL-6800 (수소화비페닐형 수지) (이상 재팬 에폭시 레진사 제조), 아데카 레진 EP-4088 (디시클로펜타디엔형 에폭시, 토아 합성사 제조) 등을 들 수 있다.

상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 상기 반복 단위 내에 포화 다고리형 탄화수소기 또는 2 개 이상의 시클로헥실기를 갖는 에폭시 화합물의 함유량의 바람직한 상한은 80 중량부이다. 상기 반복 단위 내에 포화 다고리형 탄화수소기 또는 2 개 이상의 시클로헥실기를 갖는 에폭시 화합물의 함유량이 80 중량부를 초과하면, 내요오드 염색성이 저하되는 경우가 있다.

상기 카티온 중합성 화합물은 추가로 수산기를 갖는 에폭시 화합물 또는 수산기를 갖는 옥세탄 화합물을 함유해도 된다. 상기 수산기를 갖는 에폭시 화합물 또는 수산기를 갖는 옥세탄 화합물을 함유함으로써, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 보다 높은 접착성을 발휘할 수 있다.

상기 수산기를 갖는 에폭시 화합물 또는 수산기를 갖는 옥세탄 화합물은 특별히 한정은 되지 않지만, 예를 들어, 글리시돌, 3-메틸-3-하이드록시메틸옥세탄, 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄 등을 들 수 있다. 그 중에서도 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄이 바람직하다.

상기 수산기를 갖는 에폭시 화합물 또는 수산기를 갖는 옥세탄 화합물 중 시판되고 있는 것은, 예를 들어, 에타나콜 EHO (3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄, 우베 흥산사 제조), OXT-101 (3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄, 토아 합성사 제조) 등을 들 수 있다.

상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 상기 수산기를 갖는 에폭시 화합물 또는 수산기를 갖는 옥세탄 화합물의 함유량의 바람직한 상한은 30 중량부이다. 상기 수산기를 갖는 에폭시 화합물 또는 수산기를 갖는 옥세탄 화합물의 함유량이 30 중량부를 초과하면, 친수성이 높아져 내투습성이 저하되는 경우가 있다.

상기 카티온 중합성 화합물은 추가로 실리콘 골격을 갖는 에폭시 화합물 또는 실리콘 골격을 갖는 옥세탄 화합물을 함유해도 된다. 상기 실리콘 골격을 갖는 에폭시 화합물 또는 실리콘 골격을 갖는 옥세탄 화합물을 함유함으로써, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 내요오드 염색성을 발휘할 수 있다.

상기 실리콘 골격을 갖는 에폭시 화합물 또는 실리콘 골격을 갖는 옥세탄 화합물은 특별히 한정되지 않지만, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 반응성 실리콘 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 3]

식 (3) 중, l 및 m 은 0 이상의 정수를 나타내고, l + m = 1 ∼ 100 이고, n 은 1 ∼ 100 의 정수를 나타내고, R¹¹ ∼ R¹⁷ 은 수소, 메틸기, 또는 에틸기를 나타낸다. R¹⁸ ∼ R²¹ 은 적어도 1 개가 하기 일반식 (4) 에서 선택되는 반응성기이다. R¹⁸ ∼ R²¹ 중 하기 일반식 (4) 에서 선택되는 반응성기 이외의 것은 수소, 메틸기, 또는 에틸기를 나타낸다.

[화학식 4]

식 (4) 중, R²² 는 하기 일반식 (5-1), (5-2) 및 (5-3) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1 종의 구조를 나타내고, R²³ 은 수소, 할로겐 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 직사슬형 혹은 분지형 알킬기를 나타낸다.

[화학식 5]

(CH₂O)_q (5-1)

(CH₂)_r (5-2)

식 (5-1) 중, q 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 식 (5-2) 중, r 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 식 (5-3) 중, R²⁴ 및 R²⁵ 는 수소 또는 메틸기를 나타내고, A¹ 은 벤젠 고리 또는 시클로헥산 고리를 나타낸다.

상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 상기 실리콘 골격을 갖는 에폭시 화합물 또는 실리콘 골격을 갖는 옥세탄 화합물의 함유량의 바람직한 상한은 50 중량부이다. 상기 실리콘 골격을 갖는 에폭시 화합물 또는 실리콘 골격을 갖는 옥세탄 화합물의 함유량이 50 중량부를 초과하면, 내투습성이 저하되는 경우가 있다.

상기 실리콘 골격을 갖는 에폭시 화합물 또는 실리콘 골격을 갖는 옥세탄 화합물 중 시판되고 있는 것은, 예를 들어, OX-SC (옥세탄실리케이트), OX-SQ (옥세탄 변성 실세스퀴옥산) (이상 토아 합성사 제조), X-22-3000T (신에츠 실리콘사 제조) 등을 들 수 있다.

상기 카티온 중합성 화합물은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지 ; 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지 ; 지환식 에폭시 수지, 이절 (異節) 고리형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 안트라센형 에폭시 수지 등의 방향족 에폭시 수지 ; 브롬화에폭시 수지 등의 할로겐화에폭시 수지 ; 고무 변성 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 에폭시화폴리부타디엔, 에폭시화스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 에폭시기 함유 폴리에스테르 수지, 에폭시기 함유 폴리우레탄 수지, 에폭시기 함유 아크릴 수지 등의 에폭시 수지를 함유해도 된다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 카티온 중합 개시제를 함유한다.

상기 카티온 중합 개시제는 광 조사에 의해 프로톤산 또는 루이스산을 발생시키는 것이면 특별히 한정되지 않고, 이온성 광산 발생형이어도 되고, 비이온성 광 산 발생형이어도 된다.

상기 카티온 중합 개시제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 요오드늄염, 술포늄염 등을 들 수 있다.

상기 요오드늄염은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, (톨릴쿠밀)요오드늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.

상기 술포늄염은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 디페닐-4-티오페닐술포늄-헥사플루오로안티모네이트 등을 들 수 있다.

상기 카티온 중합 개시제 중, 시판되고 있는 것으로는, RP2074 (로디아사 제조), SP-170 (ADEKA 사 제조) 등을 들 수 있다.

상기 카티온 중합 개시제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 바람직한 하한은 0.1 중량부, 바람직한 상한은 10 중량부이다. 상기 카티온 중합 개시제의 함유량이 0.1 중량부 미만이면, 카티온 중합성 화합물의 카티온 중합이 충분히 진행되지 않거나, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화 반응이 지나치게 느려지거나 하는 경우가 있다. 상기 카티온 중합 개시제의 함유량이 10 중량부를 초과하면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화 반응이 지나치게 빨라져, 작업성이 저하되거나 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화물이 불균일해지거나 하는 경우가 있다. 상기 카티온 중합 개시제의 함유량의 보다 바람직한 하한은 0.3 중량부, 보다 바람직한 상한은 5 중량부이다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는, 추가로, 충전제를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 충전제를 함유함으로써, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성이나 접착성이 향상되며, 또한, 경화 수축률 및 열팽창률을 작게 할 수 있다.

상기 충전제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 분체, 무기 중공체, 유기 구상체, 유기 중공체, 단섬유 등을 들 수 있다.

상기 분체는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 콜로이달 실리카, 탤크, 마이카, 탄산칼슘, 산화티탄, 클레이 등을 들 수 있다.

상기 무기 중공체는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 유리 벌룬, 알루미나 벌룬, 세라믹 벌룬 등을 들 수 있다.

상기 유기 구상체는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 나일론 비즈, 아크릴 비즈, 실리콘 비즈, 불소 수지 비즈 등을 들 수 있다.

상기 유기 중공체는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 염화비닐리덴 벌룬, 아크릴 벌룬 등을 들 수 있다.

상기 단섬유는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 유리, 폴리에스테르, 레이온, 나일론, 셀룰로오스 등을 들 수 있다.

상기 충전제는 평판 형상의 무기 분체가 바람직하다. 평판 형상의 무기 분체로 이루어지는 충전제를 함유함으로써, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 보다 높은 내투습성을 발휘할 수 있다.

상기 평판 형상의 무기 분체는 예를 들어, 알루미나, 탤크, 마이카 등을 들 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서 평판 형상의 무기 분체란, 장경 (a) 와 단경 (b) 의 비 (a/b) 의 평균값이 10 이하, 또한, 장경 (a) 와 두께 (c) 의 비 (a/c) 의 평균값이 10 이상인 무기 분체를 의미한다.

상기 충전제의 (a/b) 의 평균값이 10 을 초과하면, 상기 충전제가 막대 형상이나 섬유 형상에 가까워져, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성이 불충분해지는 경우가 있다. 상기 충전제의 (a/b) 의 평균값의 바람직한 상한은 5 이다.

상기 충전제의 (a/c) 의 평균값이 10 미만이면, 상기 충전제가 구형이나 입방체에 가까워져, 역시 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성이 불충분해지는 경우가 있다. 상기 충전제의 (a/c) 의 평균값의 바람직한 하한은 12 이다.

또한, 이와 같은 충전제는 상기 서술한 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성 향상 효과 외에, 접착력이나 요변성 부여 등에도 효과가 있다.

또한, 상기 충전제의 장경 (a) 와 단경 (b) 의 비 (a/b) 의 평균값, 및 장경 (a) 와 두께 (c) 의 비 (a/c) 의 평균값은, 예를 들어, 주사형 전자현미경 (SEM) 등에 의해 측정할 수 있다.

상기 충전제는, 마이크로트랙법에 의해 측정한 평균 입경의 하한이 1 ㎛, 상한이 50 ㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 충전제의 마이크로트랙법에 의해 측정한 평균 입경이 1 ㎛ 미만이면 입경이 지나치게 작아지고, 그 형상이 구형에 가까워져, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성이 불충분해지는 경우가 있다. 상기 충전제의 마이크로트랙법에 의해 측정한 평균 입경이 50 ㎛ 를 초과하면, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제로 충전제끼리가 서로 방해하여, 균일하게 분산되지 않아 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성이 저하되는 경우가 있다. 상기 충전제의 마이크로트랙법에 의해 측정한 평균 입경의 바람직한 상한은 30 ㎛ 이다.

상기 충전제는 표면을 처리하지 않은 것, 표면 처리한 것 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 상기 표면 처리한 충전제로는, 예를 들어, 메톡시기화, 트리메틸실릴기화, 옥틸실릴기화, 또는, 실리콘 오일로 표면 처리한 것 등을 들 수 있다. 이들 충전제는 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.

상기 충전제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 바람직한 하한은 0.3 중량부, 바람직한 상한은 100 중량부이다. 상기 충전제의 함유량이 0.3 중량부 미만이면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성이나 접착성을 향상시키거나 경화 수축 및 열팽창률 등을 감소시키거나 하는 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 충전제의 함유량이 100 중량부를 초과하면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화 반응이 지나치게 느려지는 경우가 있다. 상기 충전제의 함유량의 보다 바람직한 상한은 3 중량부이다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 추가로 실란 커플링제를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 실란 커플링제를 함유함으로써, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 고습도 환경하에 있어서의 접착성을 향상시킬 수 있다.

상기 실란 커플링제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 실란 커플링제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 실란 커플링제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 바람직한 하한은 0.3 중량부, 바람직한 상한은 10 중량부이다. 상기 실란 커플링제의 함유량이 0.3 중량부 미만이면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 내투습성이나 접착성, 경화 수축 및 열팽창률 등을 개선하는 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 실란 커플링제의 함유량이 10 중량부를 초과하면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화 반응이 지나치게 느려지는 경우가 있다. 상기 실란 커플링제의 함유량의 보다 바람직한 하한은 0.5 중량부, 보다 바람직한 상한은 5 중량부이다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 추가로 경화 지연제를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 경화 지연제는 상기 카티온 중합성 화합물의 광카티온 중합 반응을 저해하는 기능을 갖기 때문에, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 우수한 광 후경화성을 갖는 것이 되어, 광 조사 후의 사용 가능 시간을 임의로 제어할 수 있다. 이것에 의해 색소 증감형 태양 전지의 기판으로서 금속판 등의 차광성 기판을 사용할 수 있어, 기판 선택의 자유도가 커진다.

상기 경화 지연제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 에테르 골격을 갖는 화합물, 수산기를 갖는 지방족 탄화수소 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 상기 카티온 중합성 화합물의 광카티온 중합 반응을 저해하는 기능이 우수한 점에서, 에테르 골격을 갖는 화합물이 바람직하게 사용된다. 이들 경화 지연제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.

상기 에테르 골격을 갖는 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 폴리알킬렌옥사이드, 크라운에테르, 폴리알킬렌옥사이드 부가 비스페놀 유도체 등을 들 수 있다.

상기 폴리알킬렌옥사이드는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다.

이들 에테르 골격을 갖는 화합물은 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.

상기 폴리알킬렌옥사이드의 말단은 특별히 한정되지 않고, 수산기이어도 되고, 다른 화합물에 의해 에테르화나 에스테르화되어 있어도 되고, 에폭시기 등의 관능기이어도 된다. 그 중에서도, 상기 카티온 중합성 화합물과의 반응성을 갖는 점에서, 상기 폴리알킬렌옥사이드의 말단은 수산기 또는 에폭시기인 것이 바람직하다.

상기 크라운에테르는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 18-크라운-6, 15-크라운-5, 12-크라운-4 등을 들 수 있다.

상기 폴리알킬렌옥사이드 부가 비스페놀 유도체는 특별히 한정되지 않지만, 말단에 수산기 또는 에폭시기를 갖는 화합물이 바람직하다. 상기 폴리알킬렌옥사이드 부가 비스페놀 유도체 중 시판되고 있는 것으로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 신닛폰 이화사 제조의 상품명 「리카레진 BPO-20E」, 「리카레진 BEO-60E」, 「리카레진 PO-20」 등의 「리카레진」시리즈 등을 들 수 있다.

상기 수산기를 갖는 지방족 탄화수소는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 글리세린이나 펜타에리트리톨 등의 다관능 수산기 함유 화합물 등을 들 수 있다. 이들 수산기를 갖는 지방족 탄화수소는 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.

상기 경화 지연제의 함유량은 요구되는 광 조사 후의 사용 가능 시간에 대응하여 적절히 설정할 수 있고, 특별히 한정되지 않지만, 상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 바람직한 하한이 0.1 중량부, 바람직한 상한이 10 중량부이다. 상기 경화 지연제의 함유량이 0.1 중량부 미만이면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 사용 가능 시간이 불충분해지는 경우가 있다. 상기 경화 지연제의 함유량이 10 중량부를 초과하면, 얻어지는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화 반응이 지나치게 느려지는 경우가 있다. 상기 경화 지연제의 함유량의 보다 바람직한 하한은 0.3 중량부, 보다 바람직한 상한은 5 중량부이다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 추가로 광증감제를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 광증감제는 상기 광카티온 중합 개시제의 중합 개시 효율을 보다 향상시켜, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화 반응을 보다 촉진시키는 역할을 갖는다.

상기 광증감제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 벤조페논, 2,4-디클로로벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4-벤조일-4'메틸디페닐설파이드, 티오크산톤계 화합물 등을 들 수 있다.

상기 광증감제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 광카티온 중합성 화합물 100 중량부에 대해, 바람직한 하한은 0.03 중량부, 바람직한 상한은 2 중량부이다. 상기 광증감제의 함유량이 0.03 중량부 미만이면, 증감 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 광증감제의 함유량이 2 중량부를 초과하면, 흡수가 지나치게 커져 심부 (深部) 까지 광이 전달되지 않는 경우가 있다. 상기 광증감제의 함유량의 보다 바람직한 하한은 0.05 중량부, 보다 바람직한 상한은 1 중량부이다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제는 추가로 실리콘계 소포제, 불소계 소포제, 산화 방지제, 광 안정제 등의, 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제에 사용되는 첨가제를 함유해도 된다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 호모 디스퍼, 호모 믹서, 만능 믹서, 플라네타륨 믹서, 니더, 3 개 롤 등의 혼합기를 사용하여, 상기 카티온 중합성 화합물, 상기 광카티온 중합 개시제, 및 필요에 따라 첨가하는 첨가제를 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 점도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 100 m㎩·s, 바람직한 상한은 500 ㎩·s 이다. 상기 점도가 100 m㎩·s 미만이면, 도포한 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 형상을 유지할 수 없게 되는 경우가 있다. 상기 점도가 500 ㎩·s 를 초과하면, 균일하게 도포할 수 없는 경우가 있다. 상기 점도가 보다 바람직한 하한은 500 m㎩·s, 보다 바람직한 상한은 300 ㎩·s 이다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 기판 등에 도포한 후, 광을 조사함으로써 경화 반응이 진행되고, 기판 등의 접착 및 전해액의 봉입을 실시할 수 있다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 디스펜서, 롤 코터, 다이 코터 등의 도포기나 스크린 인쇄기 등의 인쇄기를 사용하여 실시할 수 있다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제에 광을 조사하기 위한 광원은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 엑시머 레이저, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프, 나트륨 램프, 할로겐 램프, 크세논 램프, 형광등, 태양광, 전자선 조사 장치 등을 들 수 있다. 이들의 광원은 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다. 이들의 광원의 선택시에는, 상기 카티온 중합 개시제의 흡수 파장에 맞춰 적절히 선택된다.

상기 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제에 조사하는 광의 파장은 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 250 ㎚, 바람직한 상한은 450 ㎚ 이다. 상기 광의 파장이 250 ㎚ 미만이면 수지 등의 분해가 일어나는 경우가 있다. 상기 광의 파장이 450 ㎚ 를 초과하면, 개시제의 활성화에 필요한 에너지가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 광의 파장의 보다 바람직한 하한은 300 ㎚, 보다 바람직한 상한은 400 ㎚ 이다.

상기 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제로 조사하는 광의 적산 광량은 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 100 mJ/㎠, 바람직한 상한은 10000 mJ/㎠ 이다. 상기 적산 광량이 100 mJ/㎠ 미만이면, 상기 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 충분히 경화되지 않는 경우가 있다. 상기 적산 광량이 10000 mJ/㎠ 를 초과해도 그 이상은 경화에 기여하지 않아, 밀봉제나 다른 부재의 열화로 이어질 우려가 있다. 상기 적산 광량의 보다 바람직한 하한은 300 mJ/㎠, 보다 바람직한 상한은 6000 mJ/㎠ 이다.

상기 광원의 상기 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제에 대한 조사 순서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 각종 광원의 동시 조사, 시간차를 둔 축차 조사, 동시 조사와 축차 조사의 조합 조사 등을 들 수 있다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화시에는, 상기 카티온 중합성 화합물 등의 광카티온 중합을 보다 촉진하고, 경화 시간을 보다 단축시키기 위해서, 광 조사와 동시 또는 광 조사 후에 가열을 실시해도 된다. 상기 가열을 실시하는 경우의 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만, 50 ∼ 100 ℃ 정도인 것이 바람직하다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화물의 유리 전이 온도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 80 ℃ 이다. 상기 유리 전이 온도가 80 ℃ 미만이면, 색소 증감형 태양 전지의 온도가 상승했을 때, 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 연화되어 전해액이 투과하기 쉬워지거나 접착력이 약해지거나 하는 경우가 있다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하여 색소 증감형 태양 전지 기판을 첩합 (貼合) 시키는 방법으로는, 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 적어도 일방의 기판에 도포하고, 다른 일방의 기판을 첩합 후, 광을 조사하여 경화시키는 방법 등을 들 수 있다.

또, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 경화 지연제를 함유하는 경우에는, 광을 조사한 후, 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 경화될 때까지의 동안에 기판끼리를 첩합하여 접착시켜도 된다. 구체적으로는, 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 적어도 일방의 기판에 도포하고, 도포한 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제에 광을 조사한 후, 타방의 기판을 첩합시키고, 가열하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 경화시키는 방법, 또는 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제에 광을 조사한 후, 이 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 적어도 일방의 기판에 도포한 후, 타방의 기판을 첩합시키고, 가열하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 경화시켜 접착시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제가 경화 지연제를 함유하는 경우에는, 기판을 개재하여 광을 조사할 필요가 없어, 쌍방의 기판이 광 불투과성이어도 지장 없이 접착시킬 수 있다. 또, 기판 상의 색소 등이 광의 영향을 받아 열화되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하여 이루어지는 색소 증감형 태양 전지도 또한 본 발명 중 하나이다.

본 발명의 색소 증감형 태양 전지는 본 발명의 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하고 있기 때문에, 요오드를 함유하는 레독스계 전해액을 사용해도 내구성이 우수하다.

본 발명에 의하면, 밀봉성과 내요오드 염색성이 우수한 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제, 및 그 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하여 이루어지는 색소 증감형 태양 전지를 제공할 수 있다.

도 1 은 색소 증감형 태양 전지의 구성을 나타내는 모식도이다.

이하에 실시예를 들어 본 발명의 양태를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

카티온 중합성 화합물로서, 디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르 (토아 합성사 제조, 「아론옥세탄 OXT-221」) 50 중량부, 및 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지 (재팬 에폭시 레진사 제조, 「YX-8034」) 50 중량부와, 광카티온 중합 개시제로서(톨릴쿠밀)요오드늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 (로디아사 제조, 「RP2074」) 1 중량부와, 실란 커플링제로서 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 (신에츠 실리콘사 제조, 「KBM-403」) 1 중량부와, 증감제로서 티오크산톤계 화합물(닛폰 화약사 제조, 「DETX-S」) 0.2 중량부를 호모 디스퍼형 교반 혼합기 (특수 기화 공업사 제조, 「호모 디스퍼 L 형」) 를 사용하여 교반 속도 3000 rpm 으로 균일하게 교반 혼합하여, 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 2)

충전제로서 탤크 입자 (닛폰 탤크사 제조 「미크로 에이스 SG-100」, 평균 입경이 5.4 ㎛, 장경 (a) 와 단경 (b) 의 비 (a/b) 의 평균값이 10, 장경 (a) 와 두께 (c) 의 비 (a/c) 의 평균값이 25) 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 3)

수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지 50 중량부 대신에 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 (ADEKA 사 제조, 「HP-4088」) 50 중량부를 사용하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 4)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르의 배합량을 80 중량부, 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지의 배합량을 20 중량부로 하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 5)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르의 배합량을 20 중량부, 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지의 배합량을 80 중량부로 하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 6)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르의 배합량을 20 중량부, 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지의 배합량을 60 중량부, 옥세탄실리케이트 (토아 합성사 제조, 「OX-SC」) 의 배합량을 20 중량부로 하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 7)

경화 지연제로서 18-크라운-6 (와코 준야쿠 제조) 1 중량부를 첨가하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 8)

수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지의 배합량을 40 중량부로 하고, 추가로, 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄 10 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 9)

충전제로서 판 형상 마이카 (야마구치 운모 공업사 제조 「SJ-005」, 평균 입경이 5 ㎛, (a/b) 의 평균값이 5, (a/c) 의 평균값이 60) 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 10)

충전제로서 구형 실리카 입자 (토꾸야마사 제조 「파인 시일 X-45」, 평균 입경이 4.5 ㎛) 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(실시예 11)

증감제로서 티오크산톤계 화합물 (닛폰 화약사 제조, 「DETX-S」) 0.2 중량부를 사용하지 않는 것으로 하고, 추가로, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(비교예 1)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르의 배합량을 10 중량부, 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지의 배합량을 90 중량부로 하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(비교예 2)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르의 배합량을 90 중량부, 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지의 배합량을 10 중량부로 하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(비교예 3)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르 50 중량부 대신에 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 50 중량부를 사용하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(비교예 4)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르 50 중량부 대신에 옥세탄실리케이트 50 중량부를 사용하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(비교예 5)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르 50 중량부 대신에 테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르 30 중량부를 사용하고, 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지의 배합량을 70 중량부로 하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(비교예 6)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르 50 중량부 및 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지 50 중량부 대신에 비스페놀 A 형 에폭시 수지 (재팬 에폭시 레진사 제조, 「에피코트 828」) 100 중량부를 사용하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

(비교예 7)

디{1-에틸(3-옥세타닐)}메틸에테르 50 중량부 및 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지 50 중량부 대신에, 수소화비스페놀 A 형 에폭시 수지 (재팬 에폭시 레진사 제조, 「YX-8034」) 50 중량부, 1,4-비스{[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시]메틸}벤젠 (토아 합성사 제조, 「XDO」) 50 중량부를 사용하고, 충전제로서 탤크 입자 30 중량부를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 제작하였다.

＜평가＞

실시예 및 비교예에서 얻어진 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제에 대하여 이하의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1, 2 에 나타냈다.

(1) 내요오드 염색성

실시예, 비교예에서 얻어진 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를, 베이커식 어플리케이터를 사용하여 PET 필름 상에 도포하였다. 그 후, 고압 수은등으로 365 ㎚, 3000 mJ/㎠ 의 자외선을 조사한 후, 80 ℃ 에서 30 분 가열하여, 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화물층을 갖는 필름을 얻었다.

얻어진 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화물층을 갖는 필름 1 g 을 0.05 ㏖% 요오드의 3-메톡시프로피오니트릴에 침지시키고, 85 ℃ 의 오븐에서 24 시간 가열하여, 요오드가 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제의 경화물에 스며듦에 따른 색의 변화를 육안으로 관찰하여, 색의 변화가 거의 없는 경우를 「◎」, 약간 착색되는 경우를 「○」, 옅게 갈색으로 변색된 경우를 「△」, 진하게 갈색으로 변색된 경우를 「×」라고 평가하였다.

(2) 밀봉성

실시예, 비교예에서 얻어진 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를, 디스펜서를 사용하여 유리 기판의 개구부를 제외한 주변 부분에 도포하고, 그 후 투명 도전 전극막을 갖는 다른 일방의 유리 기판과, 투명 도전 전극막을 내측으로 한 상태에서 대향하여 첩합시키고, 365 ㎚, 3000 mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여, 80 ℃ 에서 30 분 가열하여 주변 시일을 실시하였다. 실시예 7 만, 얻어진 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를, 디스펜서를 사용하여 유리 기판의 개구부를 제외한 주변 부분에 도포하여 365 ㎚, 1500 mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 그 후 투명 도전 전극막을 갖는 다른 일방의 유리 기판과, 투명 도전 전극막을 내측으로 한 상태에서 대향하여 첩합시키고, 80 ℃ 에서 30 분 가열함으로써, 후경화에 의해 주변 시일을 실시하였다. 그 후, 주변 시일의 개구부로부터 전해액으로서 0.05 ㏖% 요오드의 3-메톡시프로피오니트릴 용액을 주입하고, 개구부로부터 봉구제로서 포토렉 A-783 (세키스이 화학사 제조) 을 주입하고, 365 ㎚ 의 자외선을 조사 (3000 mJ/㎠ ) 하여 봉구제를 경화시켜 밀봉하여, 색소 증감형 태양 전지를 조립하였다. 얻어진 색소 증감형 태양 전지에 대하여 이하의 2 종류의 내구성 시험을 실시하여 밀봉성을 평가하였다.

(내구성 시험 1)

얻어진 색소 증감형 태양 전지를 85 ℃ 의 오븐에서 500 시간 가열하고, 가열전의 전해액의 중량에 대한 가열 후의 전해액의 중량의 비율을 표 1, 2 에 나타냈다.

(내구성 시험 2)

얻어진 색소 증감형 태양 전지를 온도 85 ℃, 상대 습도 85 % 의 항온항습 오븐에서 500 시간 가열하고, 가열 전의 전해액의 중량에 대한 가열 후의 전해액의 중량의 비율을 표 1, 2 에 나타냈다. 또한, 본 시험에 있어서의 중량의 증가는 전해액이 흡습된 것을 의미한다.

산업상 이용가능성

1, 1' 유리 기판
2, 2' 투명 전극층
3 반도체층
4 광증감 색소
5 전해액
6 백금 증착막
7 밀봉제
8 봉구제
9 박편 유리

Claims

카티온 중합성 화합물과 광 카티온 중합 개시제를 함유하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제로서,
상기 카티온 중합성 화합물 100 중량부 중에, 주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소 화합물을 20 ∼ 80 중량부 함유하는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 1 항에 있어서,
주사슬에 에테르 구조를 갖고, 또한, 분자 내에 옥세타닐기를 2 관능 이상 갖는 포화 탄화수소는 하기 일반식 (1) 로 나타나는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
[화학식 1]

식 (1) 중, R 은 수소 또는 탄소 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, n 은 1 ∼ 12 의 정수를 나타낸다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
카티온 중합성 화합물은 추가로 반복 단위 내에 포화 다고리형 탄화수소기 또는 2 개 이상의 시클로헥실기를 갖는 에폭시 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
카티온 중합성 화합물은 추가로 수산기를 갖는 에폭시 화합물 또는 수산기를 갖는 옥세탄 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
카티온 중합성 화합물은 추가로 실리콘 골격을 갖는 에폭시 화합물 또는 실리콘 골격을 갖는 옥세탄 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
충전제를 함유하는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 6 항에 있어서,
충전제는 평판 형상의 무기 분체인 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
실란 커플링제를 함유하는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
경화 지연제를 함유하는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 기재된 색소 증감형 태양 전지용 밀봉제를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 색소 증감형 태양 전지.