TW201904083A - 太陽電池模組、太陽電池模組之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種太陽電池模組，其構成為形成如下之電路構成：於寬度方向(X2)排列之複數個單元藉由配線電性連接，於配置在寬度方向(X2)上相鄰之單元彼此之間的第一基材(3A)之第一絕緣部與第二基材(3B)之第二絕緣部之間配置有導通材(14)，相鄰之單元彼此被連接，藉由絕緣部(18)於長度方向(X1)被分割之相鄰之一對次模組(R、R)的寬度方向(X2)之一端(1a)側之導通材(14)彼此電性連接。
Description
本發明係關於一種太陽電池模組、及太陽電池模組之製造方法。
本案係基於2017年3月24日在日本提出申請之日本專利特願2017-059239號、及2017年3月30日在日本提出申請之日本專利特願2017-068340號而主張優先權，並將其內容引用於本文中。
習知，已知由色素增感太陽電池所構成之太陽電池模組通常構成為具備光電極、對向電極、電解液或電解液層，作為光電極，構成為至少具有透明導電層、半導體層、色素(例如，參照專利文獻1)。於此種太陽電池模組中，例如，若對光電極側照射光，則吸附於半導體層之色素吸收光，色素分子內之電子被激發，該電子向半導體轉移。然後，光電極側產生之電子經由外部電路向對向電極側移動，該電子經由電解液回到光電極側。藉由重複此種過程，而成為產生電能之構成。
作為如上所述之太陽電池模組，如圖22及圖23所示，存在2個單元C、C於寬度方向X2串聯配置而成者。於該情形時，構成為具備：光電極11，其於第一基材3A之表面成膜透明導電膜，於第一基材3A之透明導電膜之表面形成有複數個吸附有在長度方向X1上延伸之色素之帶狀半導體層；對向電極 12，其於第二基材3B之表面以與光電極11相對之方式成膜有對向導電膜；電解液13，其被密封於光電極11之半導體層與對向電極12之間；密封材15，其將電解液13密封，並且俯視下於寬度方向X2上排列被分割之複數個單元C；導通材14，其以被密封材15覆蓋之狀態設置，且將光電極11與對向電極12電性連接；及絕緣線18，其相對光電極11及對向電極12沿著寬度方向X2延伸；於寬度方向X2排列之複數個單元C係藉由串聯配線而電性連接。
於該情形時，寬度方向X2之兩端部成為提取電極(+電極、-電極)。
而且，於使用電池時，+電極與-電極位置上成為相對電極，並且位置上相互離開，由此，難以進行配線作業。因此，構成為能夠將藉由絕緣線18所劃分之次模組R、R之一端側彼此利用例如銅帶等配線材導通，於另一端側提取出電，成為整體於俯視下呈U字狀流通電氣之構造。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5702897號公報
然而，於習知之整體於俯視下呈U字狀流通電氣之構造之太陽電池模組中，使用配線材實現次模組彼此之導通之方法中需要用以設置配線材之其他步驟，故要求可高效率地進行配線之較佳之方法，於該點上有改善之餘地。
本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種藉由設為可自同側之端部配置提取電極之構造，而能夠高效率地進行配線之太陽電池模組、及太陽電池模組之製造方法。
本發明為了解決上述課題以達成相關目的，而採用以下之態樣。
(1)本發明之一態樣之太陽電池模組係含有第一電極、第二電極、密封於上述第一電極與上述第二電極之間的電解液、密封上述電解液之複數個密封材、及多條絕緣線之積層構造體，且具有由上述複數個密封材及上述多條絕緣線所界定之分別由複數個單元所構成之次模組，其特徵在於：上述第一電極具有表面形成有透明導電膜之第一基材、及形成於上述第一基材之上述透明導電膜之表面且吸附有在第一方向上延伸之色素的複數個半導體層，上述第二電極具有表面以與上述第一電極對向之方式形成有對向導電膜之第二基材，上述電解液被密封於上述第一電極之上述半導體層與上述第二電極之間，上述複數個密封材係藉由分別於上述第一電極與上述第二電極之間沿著上述第一方向延伸，而將上述電解液密封，並且將上述積層構造體分割成複數個單元，上述絕緣線係藉由於上述第一電極與上述第二電極之間，沿著第二方向延伸而將上述積層構造體分割成分別由複數個單元所構成之複數個次模組，該第二方向為俯視時與上述第一方向正交之方向，關於在上述第二方向上相鄰之單元，一單元之第一電極與另一單元之第二電極藉由導通材而電性連接，該導通材被設置成被上述密封材覆蓋之狀態，藉此上述複數個單元被連接，於各單元，以防止上述第一電極與上述第二電極之短路之方式，於上述第一基材中在與一導通材相鄰之位置之附近設有於上述第一方向延伸之第一絕緣部，於上述第二基材中在與另一導通材相鄰之位置之附近設有於上述第一方向延伸之第二絕緣部，關於上述相鄰之次模組，上述第二方向之同側之端部的上述導通材彼此被電性連接。
於本發明中，於配置於在第一基材之第二方向上相鄰之單元彼 此之間的第一基材之絕緣部與第二基材之絕緣部之間配置有導通材，於第二方向相鄰之單元彼此電性串聯連接，藉由絕緣線於第一方向被分割之次模組的第二方向之一端側之導通材彼此電性串聯連接。由此，可實現以下電路構成：於一個次模組中電氣自第二方向之另一端側流向一端側，並且一端側之電氣經由導通材流至另一個次模組之一端側，進而於另一個次模組中電氣自第二方向之一端側流向另一端側。
如此，於本發明之太陽電池模組中，成為第二方向之一端側之次模組彼此藉由導通材導通，且整體於俯視下呈U字狀流通電氣之構造。因此，能夠將提取電極(正極、負極)僅於第二方向之另一端側配置於同側，可簡化配線構造，並且可容易地進行配線作業。
於本實施形態中，成為於相鄰之次模組彼此之一端側設置導通材之簡單構造，可應用將導電材線塗佈之簡單之製造方法，故而亦可簡單地適應捲對捲方式(以下記為R to R方式)。可藉由利用此種R to R方式於第一方向連續地配置導通材之製造步驟而實現。因此，於第二方向之一端側，無須如習知般於製作電池之後續作業中以沿著第一方向之方式貼附例如銅帶、或進行焊接而形成配線材，故可省略用以設置配線材之製造步驟，而能以簡單之構成提高製造相關之作業效率。
藉由於第二方向之一端側配置導通材，可於第一基材側之透明導電膜與第二基材側之對向導電膜之兩者流通電氣，因此，電氣之通道變成2倍，電阻變小，可將流經該等導電膜之電流值設為1/2以下，可不使電池性能劣化，而抑制發電性能之降低。
(2)如上述(1)之太陽電池模組，亦可為特徵在於：於上述相鄰之次模組中，被電性連接之導通基材之寬度為2mm以上，該導通基材之寬度係自上述第二方向之一端側之配置有上述導通材之部分至上述次模組之上述 一端的寬度；上述一端側之上述導通材之寬度尺寸為0.5mm以上。
於該情形時，可更確實地降低於第一基材側之透明導電膜與第二基材側之對向導電膜之兩者流通之電氣之電阻，可使流經該等導電膜之電流值為1/2以下，可不使電池性能劣化，而抑制發電性能之降低。
(3)如上述(1)或(2)之太陽電池模組，亦可為特徵在於：每個上述相鄰之次模組中，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部配置在上述第二方向上交替錯開之位置，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部之端部側之至少一部分以與上述絕緣線重疊之方式於上述第一方向延伸。
於本發明中，第一絕緣部及第二絕緣部之端部以延伸至超音波熔接部之區域內之狀態配置，該等端部以與超音波熔接部重疊之方式配置，因此，即便於製造過程中超音波熔接部之位置形成於向第一方向偏移之位置之情形時，亦可防止該等絕緣部與超音波熔接部之間發生分離。由此，於第二方向相鄰之單元彼此確實地絕緣，故可抑制該等單元間產生漏電，可防止發電效率之降低，而將單元彼此串聯電性連接。
與超音波熔接部重疊之第一絕緣部及第二絕緣部能夠藉由於透明導電膜與對向導電膜之特定位置，如上所述以與超音波熔接部之區域重疊之方式沿著第一方向實施例如切口加工或雷射加工而簡單地製造。
因此，亦可簡單地適應捲對捲方式(以下記為R to R方式)。
(4)如上述(3)之太陽電池模組，亦可為特徵在於：於上述單元彼此之間，上述相鄰之次模組中之一個次模組的絕緣部與另一個次模組的絕緣部之端部彼此於上述第一方向重疊。
於該情形時，第一絕緣部及第二絕緣部之端部彼此於超音波熔接部之區域內在第一方向重疊，故可確實地將於第二方向相鄰之單元彼此絕緣。
(5)如上述(3)之太陽電池模組，亦可為特徵在於：上述第一絕緣部及上述第二絕緣部與上述絕緣線之重疊長度為0.1mm以上且5mm以下。
(6)如上述(4)之太陽電池模組，亦可為特徵在於：上述第一絕緣部及上述第二絕緣部與上述絕緣線之重疊長度為0.1mm以上且5mm以下。
於該情形時，藉由將重疊長度之範圍設定為0.1mm以上且5mm以下，即便於利用R to R方式之製造方法中產生超音波熔接部向第一方向之標準偏移量(例如0.1mm)之情形時，第一絕緣部及第二絕緣部自超音波熔接部離開之可能性亦變小，而可防止於第二方向相鄰之單元間之漏電。
(7)如上述(3)之太陽電池模組，亦可為特徵在於：上述第一絕緣部及上述第二絕緣部各者之端部中，自與上述絕緣線之重疊起始位置至末端之長度尺寸K除以上述絕緣線之寬度尺寸L所得之值的範圍被設定為0<K/L<1.5之範圍。
(8)如上述(4)之太陽電池模組，亦可為特徵在於：上述第一絕緣部及上述第二絕緣部各者之端部中，自與上述絕緣線之重疊起始位置至末端之長度尺寸K除以上述絕緣線之寬度尺寸L所得之值的範圍被設定為0<K/L<1.5之範圍。
於該情形時，即便於利用R to R方式之製造方法中產生超音波熔接部向第一方向之標準偏移量(例如0.1mm)之情形時，第一絕緣部及第二絕緣部自超音波熔接部離開之可能性亦變小，而可防止於第二方向相鄰之單元間之漏電。因K/L之值小於1.5，故亦可將一個次模組之絕緣部之末端向另一個次模組側突出之長度抑制得較小，因此，可抑制成為另一個次模組中之電阻。
於K/L之值超過0.5時，亦可更確實地應對如上所述之超音波之偏移，即便 於超音波部以不與第一絕緣部或第二絕緣部相接之程度偏移之情形時，亦因電氣通道以繞過絕緣部之方式流通而電阻變高，可減輕電池性能之降低。進而，於超過1.0時，期待針對如上所述之超音波熔接部之偏移或不與第一絕緣部或第二絕緣部相接之程度之偏移的更確實之改善效果，可提高所要製造之電池性能之穩定性。
上述K/L之範圍更佳為設定於0.5<K/L<1.5之範圍內。
進而，上述K/L之範圍更佳為設定於1.0<K/L<1.5之範圍內。
(9)本發明之另一態樣之太陽電池模組之製造方法，其係用以藉由捲對捲方式連續製造太陽電池模組者，其特徵在於，具有以下步驟：形成第一電極，該第一電極係於第一基材之表面形成透明導電膜，且形成複數個半導體層者，該半導體層係形成於上述第一基材的上述透明導電膜之表面且吸附有在第一方向上延伸之色素者；形成第二電極，該第二電極係於第二基材之表面以與上述第一電極對向之方式形成對向導電膜者；對上述透明導電膜及上述對向導電膜，與上述第一方向平行地進行絕緣加工；設置密封材，該密封材係沿著上述第一方向延伸，且將複數個單元於第二方向上排列，該第二方向為俯視時與上述第一方向正交之方向；以被上述密封材覆蓋之狀態配置導通材，關於在上述第二方向上相鄰之單元，藉由上述導通材將一單元之第一電極與另一單元之第二電極電性連接；於上述第一電極之上述半導體層與上述第二電極之間設置電解液；將上述第一電極與上述第二電極貼合；於上述第一方向之特定位置形成第一絕緣線及第二絕緣線，該第一絕緣線係相對於上述第一電極及上述第二電極沿著上述第二方向延伸且上述導通材局部地不設置在靠上述第二方向之一端者，第二絕緣線係相對於上述第一電極及上述第二電極沿著上述第二方向延伸且遍及上述第二方向之整體地進行絕緣者；並且，於上述第二絕緣線彼此之間設置上述第一絕緣線；及於上述第二絕緣線之位置將上述第一電極與 上述第二電極切斷；且具有下述特徵：於上述第二絕緣線被切斷之太陽電池模組中，關於由上述第一絕緣線所分割之上述次模組中相鄰之上述次模組，藉由上述導通材將上述第二方向之同側之端部彼此以串聯配線之形式進行電性連接。
於本發明中，能夠利用捲對捲方式以於長度方向上連續之狀態製造如下構成之太陽電池模組，該構成為於配置於在第一基材之寬度方向上相鄰之單元彼此之間的第一基材之絕緣部與第二基材之絕緣部之間配置導通材，於寬度方向相鄰之單元彼此電性串聯連接，由第一絕緣線於長度方向被分割之相鄰之一對次模組的寬度方向之一端側之導通材彼此電性串聯連接。因此，可藉由捲對捲方式生產具備於第二絕緣線之位置被切斷而分割之太陽電池模組自身獨立之電路之模組。如此可藉由捲對捲方式於膜基板上適當設定導通材、第一絕緣線、第二絕緣線之位置或長度，並實施如成為所設定之電特性(電壓等)之配線而進行製造，因此，可自由設計單元之串聯連接(電路設計)。
於本發明中，於將製造之太陽電池模組外裝於獨立個體(基板)之情形時，無須如習知般於複數個太陽電池模組安裝於基板後進行之將該等太陽電池模組彼此電性連接之配線作業，因此，可提高製造效率。如此，可減少作業步驟數，由此可實現製造成本之降低。
(10)如上述(9)之太陽電池模組之製造方法，亦可為特徵在於：上述第一絕緣線及上述第二絕緣線係由沿著上述第二方向融合之融合部所形成，或藉由利用密封材將由絕緣加工手段絕緣後之絕緣加工部堵塞而形成。
於該情形時，可藉由具備沿著寬度方向延伸之適當之熔接手段或絕緣加工手段之製造裝置，對利用捲對捲方式移動之第一電極及第二電極容易地形成成為第一絕緣線及第二絕緣線之熔接部、或利用密封材將絕緣加工部堵塞之部分。
根據本發明之太陽電池模組、及太陽電池模組之製造方法，藉由設為可自同側之端部配置提取電極之構造，而能夠高效率地進行配線。
1‧‧‧太陽電池模組
1a、101a‧‧‧一端
1b、101b‧‧‧另一端
4、104‧‧‧製造裝置
11、111‧‧‧光電極(第一電極)
11A、111A‧‧‧透明導電膜
11B、111B‧‧‧半導體層
12、112‧‧‧對向電極(第二電極)
12A、112A‧‧‧對向導電膜
12B、112B‧‧‧觸媒層
3A、103A‧‧‧第一基材
3B、103B‧‧‧第二基材
13、113‧‧‧電解液
14、114‧‧‧導通材
15、115‧‧‧密封材
16、116‧‧‧第一絕緣部
17、117‧‧‧第二絕緣部
117A‧‧‧第三絕緣部
117B‧‧‧非絕緣部
18‧‧‧熔接部(絕緣線)
18A‧‧‧第一熔接部(第一絕緣線)
18B‧‧‧第二熔接部(第二絕緣線)
118‧‧‧超音波熔接部(絕緣線)
101、101A‧‧‧色素增感太陽電池(太陽電池模組)
C‧‧‧單元
K‧‧‧絕緣部彼此之重疊部分
R‧‧‧次模組
X1‧‧‧長度方向(第一方向)
X2‧‧‧寬度方向(第二方向、第一基材及第二基材之寬度方向)
圖1係表示本發明之第1實施形態之太陽電池模組之構成的立體圖。
圖2係圖1所示之太陽電池模組之俯視圖。
圖3A係圖2所示之A1-A1線剖視圖。
圖3B係圖2所示之B1-B1線剖視圖。
圖4係表示太陽電池模組之製造裝置之整體構成之立體圖。
圖5係表示本實施形態之太陽電池模組之製造過程之俯視圖。
圖6係表示本發明之第2實施形態之色素增感太陽電池之概略構成的俯視圖。
圖7係圖1所示之A2-A2線剖視圖，且係自長度方向觀察色素增感太陽電池之局部剖視圖。
圖8係圖1所示之B2-B2線剖視圖，且係自寬度方向觀察色素增感太陽電池之局部剖視圖。
圖9係表示色素增感太陽電池之製造裝置之整體構成之立體圖。
圖10係使用製造裝置之製造過程之色素增感太陽電池之俯視圖，且係表示對第一基材實施絕緣加工之狀態之圖。
圖11係使用製造裝置之製造過程之色素增感太陽電池之俯視圖，且係表示對第二基材實施絕緣加工之狀態之圖。
圖12係使用製造裝置之製造過程之色素增感太陽電池之俯視圖，且係表示 將基材彼此貼合之狀態之圖。
圖13係使用製造裝置之製造過程之色素增感太陽電池之俯視圖，且係表示形成有熔接部之狀態之圖。
圖14A係表示絕緣部與超音波熔接部之主要部分之俯視圖。
圖14B係表示絕緣部與超音波熔接部之主要部分之圖，且係圖14A所示之C1-C1線剖視圖。
圖15係表示利用切口加工裝置實施絕緣加工之狀態之立體圖。
圖16係表示利用切口加工裝置實施絕緣加工之狀態之圖，且係自長度方向觀察切口加工裝置之前視圖。
圖17A係表示於圖14A中超音波熔接部向長度方向偏移之狀態之主要部分之俯視圖。
圖17B係表示於圖14B中超音波熔接部向長度方向偏移之狀態之主要部分之圖，且係圖17A所示之D1-D1線剖視圖。
圖18A係表示於圖14A中超音波熔接部向長度方向偏移之狀態之主要部分之俯視圖。
圖18B係表示於圖14B中超音波熔接部向長度方向偏移之狀態之主要部分之圖，且係圖18A所示之E1-E1線剖視圖。
圖19A係表示第1變化例之絕緣部與超音波熔接部之主要部分之俯視圖。
圖19B係表示第1變化例之絕緣部與超音波熔接部之主要部分之圖，且係圖19A所示之F1-F1線剖視圖。
圖20係表示第2實施形態之色素增感太陽電池之概略構成之立體圖。
圖21A係表示第2變化例之絕緣部與超音波熔接部之主要部分之俯視圖。
圖21B係表示第2變化例之絕緣部與超音波熔接部之主要部分之圖，且係圖21A所示之G1-G1線剖視圖。
圖22係表示習知之太陽電池模組之構成之俯視圖。
圖23係表示習知之太陽電池模組之構成之圖，且係圖22所示之C2-C2線剖視圖。
以下，基於圖式對本發明之實施形態之太陽電池模組、及太陽電池模組之製造方法加以說明。以下之說明中所用之圖式係示意性圖，長度、寬度、及厚度之比率、構造等不一定與實際者相同，可適當變更。
(第1實施形態)
如圖1及圖2所示，本第1實施形態之太陽電池模組1係藉由將利用後述之捲對捲方式(以下記載為R to R方式)所製作之於第一方向(長度方向X1)較長延伸之膜型色素增感太陽電池切斷成特定之長度而製造。太陽電池模組1係使由在俯視下與長度方向X1正交之寬度方向X2(第二方向)排列之複數個單元C所構成之2個區塊(次模組R、R)於長度方向X1鄰接之電池構造，且成為將鄰接之次模組R、R彼此於寬度方向X2之一端1a側電性連接之構造。
於圖1及圖2中，箭頭表示電氣之流動，符號+(正)、-(負)分別表示正極、負極(其他圖亦相同)。
此處，於太陽電池模組1中，如上所述，將長度方向X1設為一對次模組R、R之排列方向，將寬度方向X2設為俯視下與長度方向X1正交之方向，以下統一使用。
如圖3A、圖3B所示，本實施形態之太陽電池模組1具有色素增感太陽電池單元(以下僅稱為單元C)介插於一對基材3A、3B之間之構造，該色素增感太陽電池單元具有光電極11、及與該光電極11對向設置之對向電極12。而且，太陽電池模組1概略構成為於一對基材3A、3B之各者之內面成膜有 具有導電性之導電膜11A、12A，對該導電膜11A、12A電性連接光電極11之半導體層11B及對向電極12之觸媒層12B。
太陽電池模組1中，如上所述般光電極11與對向電極12係介隔帶有密封功能之導通材14而對向配置，形成於第一基材3A及第二基材3B之間之複數個(此處為2個)單元C、C彼此沿著寬度方向X2電性串聯連接。
具體而言，太陽電池模組1具備第一基材3A、第二基材3B、光電極11(第一電極)、對向電極12(第二電極)、電解液13、導通材14、密封材15、第一絕緣部16、第二絕緣部17、及熔接部18(絕緣線)。
光電極11具備積層於第一基材3A上之透明導電膜11A、積層於透明導電膜11A上之多孔質半導體層11B。對向電極12具備積層於第二基材3B上之對向導電膜12A、積層於對向導電膜12A上之觸媒層12B。
第一基材3A及第二基材3B之材質並未特別限定，例如，可列舉膜狀之樹脂等絕緣體、半導體、金屬、玻璃等。作為上述樹脂，例如可列舉聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚醯亞胺、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醯胺等。自製造薄且輕之撓性太陽電池模組1之觀點而言，基材較佳為透明樹脂製，更佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)膜。第一基材3A之材質與第二基材3B之材質亦可不同。
光電極11係於第一基材3A之表面成膜有透明導電膜11A，於第一基材3A之透明導電膜11A之表面形成有複數個吸附有在長度方向X1上延伸之色素之帶狀半導體層11B。對向電極12係以與光電極11對向之方式成膜有對向導電膜12A。
透明導電膜11A、對向導電膜12A之種類或材質並無特別限定，可應用公知之色素增感太陽電池中所使用之導電膜，例如，可列舉由金屬氧化物所構成之薄膜。作為上述金屬氧化物，可例示摻錫氧化銦(ITO)、摻氟氧 化錫(FTO)、摻鋁氧化鋅(ATO)、氧化銦/氧化鋅(IZO)、摻鎵氧化鋅(GZO)等。
半導體層11B由可自吸附之光增感色素接收電子之材料所構成，通常較佳為多孔質。構成半導體層11B之材料並無特別限定，可應用公知之半導體層11B之材料，例如可列舉氧化鈦、氧化鋅、氧化錫等金屬氧化物半導體。
載持於半導體層11B之光增感色素並無特別限定，例如可列舉有機色素、金屬錯合物色素等公知之色素。作為上述有機色素，例如可列舉香豆素系、多烯系、花青系、半花青素系、噻吩系等。作為上述金屬錯合物色素，例如可較佳地使用釕錯合物等。
構成觸媒層12B之材料並未特別限定，可應用公知之材料，例如可列舉鉑、奈米碳管等碳類、聚(3,4-乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等導電性聚合物等。
電解液13被密封於光電極11之半導體層11B與對向電極12之間。
電解液13並無特別限定，可應用公知之色素增感太陽電池中所使用之電解液。作為電解液13，例如可列舉碘與碘化鈉溶解於有機溶劑而得之電解液等。於電解液13所接觸之半導體層11B中包含多孔質內部之表面，吸附有未圖示之公知之光增感色素。
密封材15構成為將電解液13密封，並且將於寬度方向X2上被分割之複數個單元C排列。密封材15只要為能夠將對向之第一基材3A及第二基材3B接著，且將形成於該等基材3A、3B間之單元C密封之非導電性構件，則並無特別限制。
作為密封材15之材料，例如可列舉熱熔接著劑(熱塑性樹 脂)、熱固性樹脂、紫外線硬化性樹脂、以及包含紫外線硬化性樹脂及熱固性樹脂之樹脂等暫時具有流動性且藉由適當之處理會固化之樹脂材料等。作為上述熱熔接著劑，例如可列舉聚烯烴樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂等。作為上述熱固性樹脂，例如可列舉環氧樹脂、苯并口咢酮樹脂等。作為上述紫外線硬化性樹脂，例如可列舉包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等光聚合性單體者。
導通材14係以寬度方向X2之兩側被密封材15覆蓋之狀態設置，且與光電極11之透明導電膜11A及對向電極12之對向導電膜12A直接接觸，而將光電極11與對向電極12電性連接。
導通材14於光電極11與對向電極12之間相互平行地配置，與第一基材3A上之光電極11及第二基材3B上之對向電極12相接。導通材14可使用例如選自導線、導電管、導電箔、導電板及導電網、導電膏之1種以上。此處，所謂導電膏係指剛性相對較低且形態柔軟之導電性材料，例如可具有固體之導通材分散於有機溶劑、黏合劑樹脂等具有黏性之分散介質中之形態。
作為用於導通材14之導電材料，例如可列舉金、銀、銅、鉻、鈦、鉑、鎳、鎢、鐵、鋁等金屬、或該等金屬中之2種以上之合金等，並無特別限定。亦可列舉分散有導電性微粒子(例如，上述金屬或合金之微粒子、碳黑之微粒子等)之聚胺酯、聚四氟乙烯(PTFE)等樹脂組合物等作為上述材料。
於導通材14之寬度方向X2之兩側，配置有密封材15、15。藉由導通材14與密封材15，將光電極11與對向電極12之間接著。於太陽電池模組1，如圖1及圖2所示，為了於長度方向X1劃分形成一對次模組R、R，而形成有沿著寬度方向X2延伸之熔接部18(絕緣線)。熔接部18係藉由利用超音波熔接等手段(參照圖4所示之超音波熔接部46)進行絕緣及接著而形成。
如此，具有半導體層11B之單元C係以藉由導通材14將電解液13液密地密封 於形成在光電極11與對向電極12之間的厚度方向之間隙內的狀態而形成。
於透明導電膜11A及對向導電膜12A之特定部位，設有使用例如具備刀具之切口裝置或雷射照射裝置或蝕刻材等之化學絕緣處理等而被絕緣處理之複數個圖案化部(絕緣部16、17)。例如，如圖3A、圖3B所示，第一絕緣部16於透明導電膜11A之與特定之密封材15接觸之位置，藉由上述絕緣處理而於長度方向X1延伸形成。第二絕緣部17於對向導電膜12A之與特定之密封材15接觸之位置，藉由上述絕緣處理而於長度方向X1延伸形成。而且，於本太陽電池模組1中，於寬度方向X2相鄰之單元C、C中的一單元C中之形成於第一基材3A之相鄰之第一絕緣部16、16彼此之間的透明導電膜11A、與另一單元C中之形成於第二基材3B之相鄰之第二絕緣部17、17彼此之間的對向導電膜12A連接於配置在一單元C與另一單元C之間的導通材14。
次模組R、R中之一個次模組R之第一絕緣部16與另一個次模組R之第一絕緣部16於在寬度方向X2上錯開之位置被圖案化。此情況於第二絕緣部17中亦相同。
如圖3A、圖3B所示，透明導電膜11A及對向導電膜12A藉由圖案化部被劃分成複數個。例如，如圖3A所示，於所劃分之單元C中，一單元C(例如符號C1之第一單元)之對向導電膜12A與鄰接於第一單元C1之另一單元C(例如符號C2之第二單元)之透明導電膜11A藉由導通材14(符號14B)而電性連接，成為第一單元C1與第二單元C2於寬度方向X2上串聯連接之狀態。即，於第一基材3A與第二基材3B之間之間隙，在寬度方向X2上自一端1a向另一端側1b，按照(密封材15/導通材14(連通導通材14A)/密封材15)/(第一單元C1)/(密封材15/導通材14/密封材15)/(第二單元C2)/(密封材15)之順序配置，該等單元C1、C2串聯配置。
熔接部18係以於各次模組R、R之寬度方向X2上殘留有一端1a側 之連通導通材14A之狀態自另一端1b向一端1a側延伸。藉此，構成次模組R、R之各者之光電極11與對向電極12藉由連通導通材14A而電性連接之電路。
此處，將鄰接之次模組R、R中使光電極11之另一端1b為提取電極(正極)者稱為第一次模組R1(圖3A)，將使對向電極12之另一端1b為提取電極(負極)者稱為第二次模組R2(圖3B)。
第二次模組R2之光電極11係第一基材3A之寬度方向X2之另一端1b被切口。即，第一次模組R1中之第一基材3A較寬度方向X2之另一端1b側之密封材15向外側突出，該突出部分成為提取電極(正極31)。並且，如圖3A所示，第二次模組R2中之第一基材3A於另一端1b側之密封材15之位置被切斷。
如圖3A、圖3B所示，於第一次模組R1及第二次模組R2中，於光電極11之透明導電膜11A之與特定之密封材15重疊之位置，形成有沿著長度方向X1延伸並且將透明導電膜11A於寬度方向X2分斷之上述之第一絕緣部16。於第一次模組R1中，在與接近於導通材14之另一端1b側之密封材15重疊之透明導電膜11A上形成有第一絕緣部16。於第二次模組2中，在與接近於電解液13之另一端1b側之密封材15重疊之透明導電膜11A上形成有第一絕緣部16。
第一次模組R1中之對向電極12係第二基材3B之寬度方向X2之另一端1b被切口。即，第二次模組R2之第二基材3B較寬度方向X2之另一端1b側之密封材15向外側突出，該突出部分成為提取電極(負極32)。而且，如圖3B所示，第一次模組R1中之第二基材3A於另一端1b側之密封材15之位置被切斷。
如圖3A、圖3B所示，於第一次模組R及第二次模組R中，在對向電極12之對向導電膜12A之與特定之密封材15重疊之位置，形成有沿著長度方向X1延伸並且將對向導電膜12A於寬度方向X2分斷之第二絕緣部17。於第一次模組R中，在與接近於電解液13之另一端1b側之密封材15重疊之對向導電膜12A上形成有第二絕緣部17。於第二次模組R中，在與接近於導通材14之另一端 1b側之密封材15重疊之對向導電膜12A上形成有第二絕緣部17。
如此構成之本實施形態之太陽電池模組1係於配置於在第一基材3A之寬度方向X2上相鄰之單元C、C彼此之間的第一基材3A之第一絕緣部16與第二基材3B之第二絕緣部17之間配置導通材14，於寬度方向X2上相鄰之單元C、C彼此電性串聯連接，藉由第一絕緣線18A於長度方向X1被分割之次模組R1、R2彼此之寬度方向X2的一端1a側之連通導通材14A彼此電性串聯連接。而且，成為以下串聯構造之電路構成：自第一次模組R1之寬度方向X2之另一端1b側向一端1a側流通電氣，並且一端1a側之電氣E經由導通材14流至另一第二次模組R2之一端1a側，進而自第一次模組R1之寬度方向X2之一端1a側向另一端1b側流通電氣E。
如圖1所示，於第一次模組R1與第二次模組R2中流通之電氣E之朝向於寬度方向X2上互為反向，電氣之提取電極(正極31、負極32)之兩者配置於寬度方向X2之一端1a側。
於本實施形態之太陽電池模組1中，如圖1~圖3所示，第一基材3A及第二基材3B中寬度方向X2上配置有一端1a側之連通導通材14A之部分至一端1a之導通基材寬度D1為2mm以上，一端1a側之連通導通材14A之寬度尺寸D2設定為0.5mm以上。
其次，針對本實施形態之太陽電池模組1之製造方法，使用圖式對利用R to R方式之製造裝置4之製造方法具體地進行說明。
如圖4所示，太陽電池模組1之製造方法進行以下步驟：形成光電極11，該光電極11係於第一基材3A之表面成膜有透明導電膜11A，於該透明導電膜11A之表面形成有複數個吸附有在長度方向X1上延伸之色素之帶狀半導體層11B；形成對向電極12，該對向電極12係於第二基材3B之表面以與光電極11對向之方式成膜有對向導電膜12A；對透明導電膜11A及對向導電膜12A進行形成與長度 方向X1平行地延伸之第一絕緣部16及第二絕緣部17之絕緣加工；設置俯視下於寬度方向X2排列複數個單元C之密封材15；於密封材15之上配置導通材14，將光電極11與對向電極12電性連接；於光電極11之半導體層11B與對向電極12之間設置電解液13；及將光電極11與對向電極12貼合。
具體而言，於半導體電極形成部(圖示省略)中，藉由使用例如氣溶膠沈積(AD)法，於成膜有透明導電膜11A之第一基材3A上積層TiO2，由此於寬度方向X2上隔開間隔地形成半導體層11B之後，利用通常之方法使色素吸附於半導體層11B上，藉此形成光電極11。於對向電極形成部(圖示省略)中，於藉由濺鍍法成膜有對向導電膜12A之第二基板3B上積層鉑(Pt)而形成觸媒層12B，藉此形成對向電極12。
關於形成由半導體電極形成部所製作之光電極11並向第一移動方向P1移動之第一基材3A，於切口加工裝置41中，進行於半導體層11B與半導體層11B之間的位置藉由半圓刀52之旋轉而形成與長度方向X1平行延伸之第一絕緣部16之絕緣加工。此時，第一絕緣部16形成成為每固定間隔(次模組R之長度方向X1之長度)於寬度方向X2上交替地錯開之位置之規則之絕緣加工圖案。藉由如此交替配置絕緣加工圖案，可針對每個次模組R規則地調換+極(正極)與-極(負極)之位置。
其次，於光電極11之第一絕緣部16之加工後，藉由密封材塗佈部42對形成於第一基材3A之特定區域之光電極11塗佈密封材15。此時，以半導體層11B未被密封材15被覆之方式塗佈。
然後，於導通材配置部43中在密封材15彼此之間配置導通材14之後，於電解液塗佈部44中在第一基材3A之未塗佈密封材15之區域塗佈電解液13。
另一方面，關於形成由對向電極形成部所製作之對向電極12且向第二移動方向P2移動之第二基材3B，於切口加工裝置47中，進行於觸媒層 12B與觸媒層12B之間的位置藉由半圓刀52之旋轉而形成與長度方向X1平行延伸之第二絕緣部17之絕緣加工。此時，第二絕緣部17形成成為每固定間隔(次模組R之長度方向X1之長度)於寬度方向X2上交替地錯開之位置之規則之絕緣加工之圖案。藉由如此交替地配置，可針對每個次模組R規則地調換+極與-極之位置。
其次，於基材貼合部45中，藉由硬化處理部(圖示省略)使密封材15硬化，並且於將經絕緣加工之第一基材3A與第二基材3B重疊之狀態下使一對貼合輥45A、45B通過，藉此可將兩基材3A、3B接著貼合。此時，於被貼合之狀態下，如圖3A、圖3B所示，第一基材3A之第一絕緣部16與第二基材3B之第二絕緣部17成為於寬度方向X2上錯開之位置，藉此成為經由導通材14(參照圖2)將於寬度方向X2分割排列之複數個單元C電性串聯連接之狀態。
其次，進行貼合之後，於超音波熔接部46中，如圖4所示，藉由超音波振動使第一基材3A與第二基材3B於長度方向X1上隔開固定間隔熔接而形成沿著寬度方向X2延伸之熔接部18(18A、18B)18A，從而分割成複數個次模組R、R、...。
此時，於光電極11及對向電極12中除正極31及負極32以外之部分，在長度方向X1上交替形成將寬度方向X2之一端1a側之導通材14局部地不設置之第一熔接部18A(第一絕緣線)、遍及寬度方向X2之整體進行絕緣之第二熔接部18B(第二絕緣線)。其後，將光電極11與對向電極12於第二熔接部18B之位置切斷。圖5之符號18L之雙點劃線表示第二熔接部18B之切斷線。
而且，藉由第二熔接部18B所切斷之太陽電池模組係於由第一熔接部18A分割之相鄰之一對次模組R1、R2彼此之寬度方向X2之一端1a側之導通材14彼此電性連接之狀態下而製造。
亦可藉由同時進行第一熔接部18A與第二絕緣部18B之絕緣加 工，而提高製造效率。
將光電極11與對向電極12沿著寬度方向X2熔接之熔接部18之絕緣加工可與第一基材3A之第一絕緣部16及第二基材3B之第二絕緣部17同時進行，藉此可提高製造效率。
其次，使用圖式對上述之太陽電池模組1、及太陽電池模組1之製造方法、太陽電池模組1之作用詳細地進行說明。
於本實施形態之太陽電池模組1中，如圖1及圖2所示，針對各單元C所製作之電氣E自第一次模組R之另一端1b向一端1a流通，並且自第二次模組R之一端1a向另一端1b流通。進而，藉由連通導通材14A將第一次模組R之一端1a與第二次模組R之一端1a連接，因此第一次模組R之一端1a之電氣E經由連通導通材14A向第二次模組R側流通。如此，太陽電池模組1構成為能夠於一端1a側使次模組R、R彼此導通，於另一端1b側提取電氣E。即，成為整體於俯視下呈U字狀流通電氣E之構造，可將提取電極(正極31、負極32)於寬度方向X2設為同側(另一端1b)，因此，可簡化配線構造，並且可容易地進行配線作業。
於本實施形態中，成為於相鄰之第二次模組R、R彼此之一端1a側配置導通材14並設置連通導通材14A之簡單之構造。因此，成為將導通材14線塗佈之簡單之構成，故亦可簡單地適應R to R方式。
於該情形時，可藉由利用R to R方式於長度方向X1上連續配置連通導通材14A之製造步驟而實現，故無須追加新的作業步驟。因此，於寬度方向X2之一端1a側，無須如上述實施形態般於製作電池之後續作業中以沿著長度方向X1之方式貼附例如銅帶、或進行焊接而設置配線材。因此，可省略用以設置配線材之製造步驟，能以簡單之構成提高製造相關之作業效率。
藉由於上述第二區域M2配置導通材14(連通導通材14A)，可於第一基材3A側之透明導電膜11A與第二基材3B側之對向導電膜12A之兩者流 通電氣，因此，電氣E之通道變成2倍，電阻變小，可將流經該等導電膜11A、12A之電流值設為1/2以下，可不使電池性能劣化，而抑制發電性能之降低。
為了將此種電流值設為1/2以下，較佳為如本實施形態般，自配置有連通導通材14A之部分至一端1a之導通基材寬度D1為2mm以上，一端1a側之連通導通材14A之寬度尺寸D2為0.5mm以上。
如此，於本實施形態之太陽電池模組1中，可於寬度方向X2之另一端1b側配置正極31與負極32之提取電極，電極31、32彼此於近距離配置，因此成為簡單之配線構造，亦可容易地進行配線相關之作業。因此，可消除如於寬度方向X2之左右兩側之各者設有提取電極之情形般，相互之電極彼此離開而難以配線之不良狀況。
其次，雖基於隨附圖式對本發明之太陽電池模組之另一實施形態進行說明，但對與上述第1實施形態相同或同樣之構件、部分使用相同之符號並省略說明，對與第1實施形態不同之構成進行說明。
(第2實施形態)
如圖6所示，本第2實施形態之色素增感太陽電池101(太陽電池模組)係藉由將利用後述之捲對捲方式(以下記載為R to R方式)製作之於第一方向(長度方向X1)較長延伸之膜型色素增感太陽電池切斷成特定之長度而製造。
於圖6中，箭頭表示電氣流向(圖7亦相同)，符號+(正)、-(負)分別表示正極、負極(其他圖中亦相同)。
此處，於色素增感太陽電池101中，如上所述，將長度方向X1設為次模組R之排列方向，將寬度方向X2設為俯視下與長度方向X1正交之方向，以下統一使用。
如圖7所示，第2實施形態之色素增感太陽電池101具有色素增感太陽電池單元(以下僅稱為單元C)介插於一對基材103A、103B之間之構造， 該色素增感太陽電池單元具有光電極111、及與該光電極111對向設置之對向電極112之。而且，色素增感太陽電池101概略構成為於一對基材103A、103B之各者之內面成膜有具有導電性之導電膜111A、112A，對導電膜111A、112A電性連接光電極111之半導體層111B及對向電極112之觸媒層112B。
色素增感太陽電池101中，如上所述般光電極111與對向電極112介隔帶有密封功能之導通材114而對向配置，形成於第一基材103A及第二基材103B之間的複數個單元C、C、...沿著寬度方向X2電性串聯連接。
具體而言，色素增感太陽電池101具備第一基材103A、第二基材103B、光電極111(第一電極)、對向電極112(第二電極)、電解液113、導通材114、密封材115、第一絕緣部116、第二絕緣部117、及超音波熔接部118。
光電極111具備積層於第一基材103A上之透明導電膜111A、積層於透明導電膜111A上之多孔質半導體層111B。對向電極112具備積層於第二基材103B上之對向導電膜112A、積層於對向導電膜112A上之觸媒層112B。
第一基材103A及第二基材103B之材質與第1實施形態相同，故此處省略詳細說明。
光電極111係於第一基材103A之表面成膜有透明導電膜111A，並且於第一基材103A之透明導電膜111A之表面形成有複數個吸附有在長度方向X1上延伸之色素之帶狀半導體層111B。對向電極112以與光電極111對向之方式成膜有對向導電膜112A。
透明導電膜111A、對向導電膜112A之種類或材質與第1實施形態相同，故此處省略詳細說明。
電解液113被密封於光電極111之半導體層111B與對向電極112之間。
作為電解液113，由於與第1實施形態相同，故此處省略詳細說明。
密封材115構成為將電解液113密封，並且於寬度方向X2排列所分割之複數個單元C。密封材115只要為能夠將對向之第一基材103A及第二基材103B接著，且將形成於該等基材103A、103B間之單元C密封之非導電性構件，則並無特別限制。
作為密封材115之材料，由於與第1實施形態相同，故此處省略詳細說明。
導通材114係以寬度方向X2之兩側被密封材115覆蓋之狀態設置，與光電極111之透明導電膜111A及對向電極112之對向導電膜112A直接接觸，而將光電極111與對向電極112電性連接。
導通材114於光電極11與對向電極112之間相互平行地配置，與第一基材103A上之光電極111及第二基材103B上之對向電極112相接。導通材114與第1實施形態相同，故此處省略詳細說明。
作為用於導通材114之導電材料，由於與第1實施形態相同，故此處省略詳細說明。
於導通材114之寬度方向X2之兩側配置有密封材115、115，藉由導通材114與密封材115，將光電極111與對向電極112之間接著。於色素增感太陽電池101中，如圖6及圖8所示，為了於長度方向X1劃分形成複數個次模組R、R、...，而形成有沿著寬度方向X2延伸之超音波熔接部118(絕緣線)。超音波熔接部118係藉由利用超音波熔接等手段(參照圖9所示之超音波熔接手段146)進行絕緣及接著而形成。
如此，分別具有半導體層111B之單元C係以藉由導通材114將電解液113液密地密封於形成在光電極111與對向電極112之間的厚度方向之間隙內之狀態而形成。
於透明導電膜111A及對向導電膜112A之特定部位，設有分別使用例如具有刀具之切口裝置或雷射照射裝置等被絕緣處理之複數個圖案化部(第一絕緣部116、第二絕緣部117)。例如，如圖7所示，第一絕緣部116於透明導電膜111A之與特定之密封材115接觸之位置，藉由上述絕緣處理於長度方向X1上延伸而形成(參照圖10)。第二絕緣部117於對向導電膜112A之與特定之密封材115接觸之位置，藉由上述絕緣處理於長度方向X1上延伸而形成(參照圖11)。而且，於本色素增感太陽電池101中，於寬度方向X2相鄰之單元C、C中之一單元C(圖7之C1)之形成於第一基材103A之相鄰之第一絕緣部116、116彼此之間之透明導電膜111A、與另一單元C(圖7之C2)中形成於第二基材103B之相鄰之第二絕緣部117、117彼此之間的對向導電膜112A連接於配置在一單元C1與另一單元C2之間的導通材114。
圖10所示，次模組R、R中之一個次模組R之第一絕緣部116與另一個次模組R之第一絕緣部116於在寬度方向X2上錯開之位置被圖案化。此情況於圖11所示之第二絕緣部117中亦相同。
如圖12及圖13所示，第一絕緣部116及第二絕緣部117於配置於寬度方向X1之單元C、C彼此之間，配置在針對由超音波熔接部118絕緣之次模組R之每一個於寬度方向X2隔著導通材114而交替錯開之位置。而且，如圖14A、圖14B所示，於單元C、C彼此之間，形成於相鄰之次模組R、R之各者之第一絕緣部116之端部116a、及第二絕緣部117之端部117a呈以與超音波熔接部118重疊之方式於長度方向X1延伸至超音波熔接部118之區域內之狀態而配置。進而，於單元C、C彼此之間，相鄰之次模組R、R中之一絕緣部116、117與另一絕緣部116、117之相互接近之側之端部116a、117a彼此於長度方向X1重疊。
第一絕緣部116及第二絕緣部117之與超音波熔接部之重疊長度K(圖14A)設定為0.1mm以上且5mm以下。
其次，使用圖式對本第2實施形態之色素增感太陽電池101之利用R to R方式之製造方法具體地進行說明。
如圖9所示，色素增感太陽電池101之製造方法首先係於半導體電極形成部(圖示省略)中，藉由使用例如氣溶膠沈積(AD)法，於成膜有透明導電膜111A之第一基材103A上積層TiO2，藉此於寬度方向X2隔開間隔地形成半導體層111B之後，利用通常之方式使色素吸附於半導體層111B上，藉此形成光電極111。於對向電極形成部(圖示省略)中，於藉由濺鍍法成膜有對向導電膜112A之第二基板103B上積層鉑(Pt)而形成觸媒層112B，藉此形成對向電極112。
關於形成由半導體電極形成部所製作之光電極111並向第一移動方向P1移動之第一基材103A，於切口加工裝置150中，進行在半導體層111B與半導體層111B之間的位置藉由半圓刀152之旋轉而形成與長度方向X1平行地延伸之第一絕緣部116之絕緣加工。此時，如圖10所示，第一絕緣部16形成成為每固定間隔(次模組R之長度方向X1之長度)於寬度方向X2上交替地錯開之位置之規則之絕緣加工圖案。藉由如此交替地配置絕緣加工圖案，可針對每個次模組R規則地調換+極(正極)與-極(負極)之位置。
此處，如圖15及圖16所示，第一絕緣加工部141於本實施形態中採用具備複數個半圓刀152之切口加工裝置150。切口加工裝置150具備以軸O1為中心旋轉自如地設置之旋轉軸151、及於旋轉軸151之周圍在軸O1方向上隔開特定間隔而配置之半圓刀152，且使旋轉軸151之軸O1方向朝向寬度方向X2而配置。
半圓刀152係沿著旋轉軸151之外周面之圓周方向於180°之範圍內連續設置，且由自軸O1方向觀察時配置於全周中特定之半周部分之區域的第一半圓刀152A、及配置於未配置第一半圓刀152A之另外半周部分之區域的第二半圓刀 152B所構成。該等複數個第一半圓刀152A係同時形成由超音波熔接部118於長度方向X1上劃分形成之第一基材103A之次模組R中鄰接之一個次模組R之複數個絕緣部116。複數個第二半圓刀152B係同時形成上述鄰接之次模組R中另一區域之複數個絕緣部116。半圓刀152之周長(外周長)設定為與次模組R中被絕緣加工之絕緣部116之長度方向X1的長度一致。
於軸O1方向相鄰之第一半圓刀152A彼此之間隔、與於軸O1方向相鄰之第二半圓刀152B彼此之間隔被設定為等距離。第一半圓刀152A與第二半圓刀152B未配置於同一圓周上，而設置於在軸O1方向上錯開之位置。
半圓刀152(152A、152B)於相對於成膜有導電膜111A、112A之基材103A、103B之表面與旋轉軸151一起旋轉時，僅對導電膜111A、112A形成槽狀之切口。例如，設定為導電膜111A、112A於厚度方向形成有切口，基材103A、103B之厚度方向之一部分即便被切口亦非整體被切口。
半圓刀152之軸O1方向之間隔、周長、第一半圓刀152A與第二半圓刀152B之軸O1方向之錯開量可根據絕緣部116之設定而適當變更。
其次，於光電極111之第一絕緣部116之加工後，藉由密封材塗佈部142對形成於第一基材103A之特定區域之光電極111塗佈密封材115。此時，以半導體層111B未被密封材115被覆之方式進行塗佈。
然後，於導通材配置部143中在密封材115彼此之間配置導通材114之後，於電解液塗佈部144中在第一基材103A之未塗佈密封材115之區域塗佈電解液113。
另一方面，關於形成由對向電極形成部所製作之對向電極112且向第二移動方向P2移動之第二基材103B，於切口加工裝置150中，進行在觸媒層112B與觸媒層112B之間的位置藉由半圓刀152之旋轉而形成與長度方向X1平行地延伸之第二絕緣部117之絕緣加工(參照圖15及圖16)。此時，如圖11所 示，第二絕緣部117形成成為每固定間隔(次模組R之長度方向X1之長度)於寬度方向X2上交替地錯開之位置之規則之絕緣加工之圖案。藉由如此交替地配置，可針對每個次模組R規則地調換+極與-極之位置。
其次，於基材貼合部145中，藉由硬化處理部(圖示省略)使密封材115硬化，且於將經絕緣加工之第一基材103A與第二基材103B重疊之狀態下使一對貼合輥145A、145B通過，藉此將兩基材13A、13B接著貼合。此時，於被貼合之狀態下，如圖12所示，第一基材103A之第一絕緣部116與第二基材103B之第二絕緣部117成為於寬度方向X2上錯開之位置，藉此成為經由導通材114(參照圖7)將於寬度方向X2上分割排列之複數個單元C電性串聯連接之狀態。
其次，如圖9及圖13所示，進行貼合之後，於超音波熔接手段146中，藉由超音波振動使第一基材103A與第二基材103B於長度方向X1上隔開固定間隔地熔接而形成沿著寬度方向X2延伸之超音波熔接部118，從而分割成複數個次模組R、R、...。
進而，如圖6所示，於經貼合之兩基材103A、103B之寬度方向X2之兩端部以沿著長度方向X1之方式藉由例如銅帶或焊接貼附配線材119。此時，配線材119係以於寬度方向X2交替被覆排列於長度方向X1之超音波熔接部118之端部之狀態而配置。藉此，可製造將串聯配線之次模組R彼此之單元C串聯連接而得之色素增感太陽電池101，電氣於各次模組R中在寬度方向X2上交替(圖6之箭頭E方向)流通。而且，色素增感太陽電池101可沿著超音波熔接部118被切斷，於所需之任意之長度位置被切斷，從而可生產所需長度之色素增感太陽電池101。
其次，使用圖式對上述色素增感太陽電池101之作用詳細地進行說明。
於本實施形態之色素增感太陽電池101中，如圖14A、圖14B所示，第一絕緣部116及第二絕緣部117之端部116a、117a以延伸至超音波熔接部118之區域內之狀態配置，該等端部116a、117a以與超音波熔接部118重疊之方式配置，因此，即便於製造過程中超音波熔接部118之位置如圖17A、圖17B及圖18A、圖18B所示般形成於在長度方向X1上錯開之位置之情形時，亦可防止該等絕緣部116、117與超音波熔接部118之間產生分離。
圖17A、圖17B表示於製造過程中在超音波熔接部118相對於標準之中心軸O向紙面左側偏移之位置被絕緣處理之情形。圖18A、圖18B表示於製造過程中在超音波熔接部118相對於標準之中心軸O向紙面右側偏移之位置被絕緣處理之情形。如此，於本實施形態中，即便於超音波熔接部118因施工誤差而偏移之情形時，亦可維持第一絕緣部116及第二絕緣部117之端部116a、117a與超音波熔接部118重疊之狀態。
因此，於寬度方向X2相鄰之單元C、C彼此被確實地絕緣，故可抑制該等單元C、C間產生漏電，可防止發電效率之降低，單元C、C彼此串聯電性連接。
於本實施形態中，第一絕緣部116及第二絕緣部117之端部1116a、117a彼此於超音波熔接部118之區域內在長度方向X1上重疊，因此，可將於寬度方向X2相鄰之單元C、C彼此確實地絕緣。
如此，於本實施形態中，相鄰之次模組R、R彼此於寬度方向X2之一端部側經由配線材119(參照圖6)電性串聯連接，因此，可實現以下電路構成：於一個次模組R中自寬度方向X2之另一端側向一端側流通電氣，並且一端側之電氣經由配線材119流至另一個次模組R之一端側，進而於另一個次模組R自寬度方向X2之一端側向另一端側流通電氣。
與超音波熔接部118重疊之第一絕緣部116及第二絕緣部117能夠 藉由於透明導電膜111A與對向導電膜112A之特定位置，如上所述以與超音波熔接部118之區域重疊之方式沿著長度方向X1實施例如切口加工或雷射加工可簡單地製造。因此，亦可簡單地適應R to R方式。
於本實施形態中，如圖14A所示，各絕緣部116、117與超音波熔接部118之重疊長度K之範圍可設定為0.1mm以上且5mm以下。藉由設為此種數值範圍，即便於利用R to R方式之製造方法中產生超音波熔接部118向長度方向X1之標準偏移量(例如0.1mm)之情形時，第一絕緣部116及第二絕緣部117亦不會自超音波熔接部118離開，可防止於寬度方向X2相鄰之單元C、C間之漏電。
進而，如圖19A、圖19B所示，自各絕緣部116、117之各者之端部中與超音波熔接部之重疊起始位置116b、117b至末端116c、117c之長度尺寸K除以超音波熔接部118之寬度尺寸L所得之值可設定於0<K/L<1.5之範圍內。K/L之範圍較佳為設定於0.5<K/L<1.5之範圍內，進而更佳為設定於1.0<K/L<1.5之範圍內。
於該情形時，即便於利用R to R方式之製造方法中產生超音波熔接部118向長度方向X1之標準偏移量(例如0.1mm)之情形時，第一絕緣部116及第二絕緣部117自超音波熔接部118離開之可能性亦變小，可防止於寬度方向X2相鄰之單元C、C間之漏電。由於K/L之值小於1.5，故亦可將一個次模組R之絕緣部116、117之末端116c、117c突出於相反側之另一個次模組R側之長度抑制得較小，因此可抑制成為另一個次模組R中之電阻。於K/L之值超過0.5時，亦可更確實地應對如上所述之超音波之偏移，即便於超音波部以不與第一絕緣部116或第二絕緣部117相接之程度偏移之情形時，亦因電氣通道以繞過絕緣部116、117之方式流通而電阻變高，可減輕電池性能之降低。
K/L可設為小於2.0之範圍，於該值為1.5以上且未達2.0之情形 時，如上所述之向相反側之次模組R側之突出長變大，因此，電阻增加，性能降低。
而且，於如圖19A、圖19B所示之第1變化例中，K/L超過1.0，因此，期待針對如上所述之超音波熔接部118之偏移或不與第一絕緣部116或第二絕緣部117相接之程度之偏移的更確實之改善效果，可提高所要製造之電池性能之穩定性。
於本實施形態中，如圖14A所示，一個次模組R之第一絕緣部116與另一個次模組之第二絕緣部117之長度方向X1之重疊(重疊長度l)除以超音波熔接部118之寬度尺寸L所得之值可設定於0<K/L<1.5之範圍內。
(第3實施形態)
圖20所示之第2實施形態之色素增感太陽電池101A係使由在寬度方向X2排列之複數個單元C所構成之2個區塊(次模組R、R)於長度方向X1鄰接之電池構造，成為將鄰接之次模組R、R彼此於寬度方向X2之一端101a側電性連接之構造。
超音波熔接部118係以於各次模組R、R之寬度方向X2殘留有一端101a側之配線材119之狀態自另一端1b向一端101a側延伸。藉此，構成次模組R、R之各者之光電極111與對向電極112藉由配線材119而電性連接之電路。
於第3實施形態中，成為長度方向X1之一端1a側之次模組R、R彼此藉由配線材119電性連接，各次模組R之絕緣部116、117之端部116a、117a重疊於分割一對次模組R、R之超音波熔接部118之區域之狀態。由此，於各次模組R中，可將於寬度方向X2相鄰之單元C、C彼此確實地絕緣，可實現整體於俯視下呈U字狀流通電氣E之構造。因此，於本實施形態中，能夠將提取電極(正極131、負極132)僅於寬度方向X2之另一端101b側同側配置，從而可簡化配線構造，並且可容易地進行配線作業。
以上，雖已對本發明之太陽電池模組、及太陽電池模組之製造方法之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述之實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內適當變更。
例如，雖於上述第1實施形態中，設於各次模組R1、R2之單元數設為2個，但並不限定於此，亦可設定為適當之數量。
雖於本第1實施形態中，自配置有連通導通材14A之部分至一端1a之導通基材寬度D1設定為2mm以上，一端1a側之連通導通材14A之寬度尺寸D2設定為0.5mm以上，但並不限定於此種尺寸。
雖於上述第2實施形態中，於單元C、C彼此之間，構成為相鄰之次模組R、R中之一絕緣部116、117與另一絕緣部116、117之相互接近之側之端部116a、117a彼此於長度方向X1重疊，但並不限定於此種構成。例如，亦可如圖21A、圖21B所示之第2變化例，構成為端部116a、117a彼此為於長度方向X1離開而不重疊。
總而言之，第一絕緣部116及第二絕緣部117之端部116a、117a只要呈以與超音波熔接部118重疊之方式在長度方向X1延伸至超音波熔接部118之區域內之狀態配置即可。而且，該區域內之長度尺寸(絕緣部116、117與超音波熔接部118之重疊長度K)亦並不限定於設為上述實施形態之設定範圍(0.1mm以上且5mm以下)。
此外，於不脫離本發明之主旨之範圍內，可適當將上述實施形態中之構成要素置換為眾所周知之構成要素。
Claims (10)
- 一種太陽電池模組，其係含有第一電極、第二電極、密封於上述第一電極與上述第二電極之間的電解液、密封上述電解液之複數個密封材、及多條絕緣線之積層構造體，且具有由上述複數個密封材及上述多條絕緣線所界定之分別由複數個單元所構成之次模組，其特徵在於：上述第一電極具有表面形成有透明導電膜之第一基材、及形成於上述第一基材之上述透明導電膜之表面且吸附有在第一方向上延伸之色素的複數個半導體層，上述第二電極具有表面以與上述第一電極對向之方式形成有對向導電膜之第二基材，上述電解液被密封於上述第一電極之上述半導體層與上述第二電極之間，上述複數個密封材係藉由分別於上述第一電極與上述第二電極之間沿著上述第一方向延伸，而將上述電解液密封，並且將上述積層構造體分割成複數個單元，上述絕緣線係藉由於上述第一電極與上述第二電極之間，沿著第二方向延伸而將上述積層構造體分割成分別由複數個單元所構成之複數個次模組，該第二方向為俯視時與上述第一方向正交之方向，關於在上述第二方向上相鄰之單元，一單元之第一電極與另一單元之第二電極藉由導通材而電性連接，該導通材被設置成被上述密封材覆蓋之狀態，藉此上述複數個單元被連接，於各單元，以防止上述第一電極與上述第二電極之短路之方式，於上述第一基材中在與一導通材相鄰之位置之附近設有於上述第一方向延伸之第一絕緣部，於上述第二基材中在與另一導通材相鄰之位置之附近設有於上述第一方向延伸之第二絕緣部， 關於上述相鄰之次模組，上述第二方向之同側之端部的上述導通材彼此被電性連接。
- 如請求項1所述之太陽電池模組，其中，於上述相鄰之次模組中，被電性連接之導通基材之寬度為2mm以上，該導通基材之寬度係自上述第二方向之一端側之配置有上述導通材之部分至上述次模組之上述一端的寬度；上述一端側之上述導通材之寬度尺寸為0.5mm以上。
- 如請求項1或2所述之太陽電池模組，其中，每個上述相鄰之次模組中，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部配置在上述第二方向上交替錯開之位置，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部之端部側之至少一部分以與上述絕緣線重疊之方式於上述第一方向延伸。
- 如請求項3所述之太陽電池模組，其中，於上述單元彼此之間，上述相鄰之次模組中之一個次模組的絕緣部與另一個次模組的絕緣部之端部彼此於上述第一方向重疊。
- 如請求項3所述之太陽電池模組，其中，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部與上述絕緣線之重疊長度為0.1mm以上且5mm以下。
- 如請求項4所述之太陽電池模組，其中，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部與上述絕緣線之重疊長度為0.1mm以上且5mm以下。
- 如請求項3所述之太陽電池模組，其中，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部各者之端部中，自與上述絕緣線之重疊起始位置至末端之長度尺寸K除以上述絕緣線之寬度尺寸L所得之值的範圍被設定為0<K/L<1.5之範圍。
- 如請求項4所述之太陽電池模組，其中，上述第一絕緣部及上述第二絕緣部各者之端部中，自與上述絕緣線之重疊起始位置至末端之長度尺寸K除以上述絕緣線之寬度尺寸L所得之值的範圍被設定為0<K/L<1.5之範圍。
- 一種太陽電池模組之製造方法，其係用以藉由捲對捲方式連續製造太陽電池模組者，其特徵在於，具有以下步驟：形成第一電極，該第一電極係於第一基材之表面形成透明導電膜，且形成複數個半導體層者，該半導體層係形成於上述第一基材的上述透明導電膜之表面且吸附有在第一方向上延伸之色素者；形成第二電極，該第二電極係於第二基材之表面以與上述第一電極對向之方式形成對向導電膜者；對上述透明導電膜及上述對向導電膜，與上述第一方向平行地進行絕緣加工；設置密封材，該密封材係沿著上述第一方向延伸，且將複數個單元於第二方向上排列，該第二方向為俯視時與上述第一方向正交之方向；以被上述密封材覆蓋之狀態配置導通材，關於在上述第二方向上相鄰之單元，藉由上述導通材將一單元之第一電極與另一單元之第二電極電性連接；於上述第一電極之上述半導體層與上述第二電極之間設置電解液；將上述第一電極與上述第二電極貼合；於上述第一方向之特定位置形成第一絕緣線及第二絕緣線，該第一絕緣線係相對於上述第一電極及上述第二電極沿著上述第二方向延伸且上述導通材局部地不設置在靠上述第二方向之一端者，第二絕緣線係相對於上述第一電極及上述第二電極沿著上述第二方向延伸且遍及上述第二方向之整體地進行絕緣者；並且，於上述第二絕緣線彼此之間設置上述第一絕緣線；及於上述第二絕緣線之位置將上述第一電極與上述第二電極切斷；且具有下述特徵：於上述第二絕緣線被切斷之太陽電池模組中，關於由上述第一絕緣線所分割之上述次模組中相鄰之上述次模組，藉由上述導通材將上述第二方向之同側 之端部彼此以串聯配線之形式進行電性連接。
- 如請求項9所述之太陽電池模組之製造方法，其中，上述第一絕緣線及上述第二絕緣線係由沿著上述第二方向融合之融合部所形成，或藉由利用密封材將由絕緣加工手段絕緣後之絕緣加工部堵塞而形成。
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