WO2016104047A1 - Dye-sensitized solar cell - Google Patents
Dye-sensitized solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016104047A1 WO2016104047A1 PCT/JP2015/083344 JP2015083344W WO2016104047A1 WO 2016104047 A1 WO2016104047 A1 WO 2016104047A1 JP 2015083344 W JP2015083344 W JP 2015083344W WO 2016104047 A1 WO2016104047 A1 WO 2016104047A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- dye
- electrode
- sensitized solar
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
[Problem] To eliminate defects due to arrangement of a pair of electrode parts in a dye-sensitized solar cell.
[Solution] A dye-sensitized solar cell 1 wherein: a second substrate 5 is arranged so as to face a first substrate 3 and so as to form a space therebetween; and the second substrate 5 comprises a projected flat surface part 5e that protrudes beyond a fourth edge 3d of the first substrate 3 in one direction. A conductive film layer of a photoelectrode 7 is provided on a surface of the first substrate 3, said surface facing the second substrate 5. A conductive film layer of a counter electrode 9 is provided on a surface of the second substrate 5, said surface facing the first substrate 3. A porous semiconductor layer 14 is provided on the photoelectrode 7. The above-described space is filled with an electrolyte layer 12. A first electrode part 17a is provided on the projected flat surface part 5e. A second electrode part 17b is provided on the projected flat surface part 5e, and is connected to the counter electrode 9. A lateral collector line layer 15a is formed on a lateral surface 3e of the fourth edge 3d, and is electrically connected to the photoelectrode 7. A solder 19 electrically connects the lateral collector line layer 15a and the first electrode part 17a with each other.
Description
本発明は色素増感型太陽電池に関する。
The present invention relates to a dye-sensitized solar cell.
環境問題・資源問題などを背景に、クリーンエネルギーとしての太陽電池が注目を集めている。しかし、従来のシリコン系太陽電池は、製造コストが高い、原料供給が不十分などの課題が残されており、大幅普及には至っていない。また、ＣＩＳ系などの化合物系太陽電池は、極めて高い光電変換効率を示すなど優れた特徴を有しているが、コストや環境負荷などの問題がやはり大幅普及への障害となっている。
太陽 Solar cells as clean energy are attracting attention against the backdrop of environmental issues and resource issues. However, conventional silicon-based solar cells have problems such as high production costs and insufficient supply of raw materials, and have not yet been widely spread. In addition, although compound solar cells such as CIS have excellent characteristics such as extremely high photoelectric conversion efficiency, problems such as cost and environmental load are still an obstacle to widespread use.
一方、色素増感型太陽電池は、安価で高い光電変換効率を得られる太陽電池として着目されている。この色素増感型太陽電池の一般的な構造としては、透明な導電性基板の上に、二酸化チタンなどの酸化物半導体ナノ粒子を用いた多孔膜を形成し、これに増感色素を担持させた半導体電極と、白金スパッタした導電性ガラスなどの対極とを組み合わせ、両極間にヨウ素・ヨウ化物イオンなどの酸化・還元種を含む有機電解液を電荷移送層として充填したものがある（例えば、特許文献１を参照）。
On the other hand, dye-sensitized solar cells are attracting attention as solar cells that are inexpensive and can obtain high photoelectric conversion efficiency. As a general structure of this dye-sensitized solar cell, a porous film using oxide semiconductor nanoparticles such as titanium dioxide is formed on a transparent conductive substrate, and the sensitizing dye is supported thereon. A semiconductor electrode and a counter electrode such as a platinum-sputtered conductive glass, and an organic electrolyte containing an oxidizing / reducing species such as iodine / iodide ions as a charge transport layer between the electrodes (for example, (See Patent Document 1).
特許文献１に記載の太陽電池では、一対の基板を互いにずらして接合することで、一対の電極を配置可能な露出面が、基板の対向する両辺に確保されている。そのような構造では、基板が互いにずれているので、発電エリアが小さくなってしまう。また、一対の電極部が、基板の対向する両辺でかつ表裏両側に配置されているので、配線の取り付けが煩雑である。さらに、太陽電池同士を接続するモジュール化の際に各電極部に垂直方向の荷重が作用するので、一対の基板同士が互いから剥がれやすくなる。
In the solar cell described in Patent Document 1, the exposed surfaces on which the pair of electrodes can be arranged are secured on both opposing sides of the substrate by joining the pair of substrates while being shifted from each other. In such a structure, since the substrates are displaced from each other, the power generation area is reduced. In addition, since the pair of electrode portions are arranged on both sides of the substrate facing each other and on both the front and back sides, it is complicated to attach the wiring. Furthermore, since a load in the vertical direction acts on each electrode part when modularizing solar cells, a pair of substrates are easily peeled from each other.
本発明の課題は、色素増感型太陽電池において、一対の電極部の配置による不具合を解消することである。
An object of the present invention is to eliminate problems caused by the arrangement of a pair of electrode portions in a dye-sensitized solar cell.
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
Hereinafter, a plurality of modes will be described as means for solving the problem. These aspects can be arbitrarily combined as necessary.
本発明の一見地に係る色素増感型太陽電池は、第１基板と、第２基板と、第１導電膜層と、第２導電膜層と、発電層と、電解質材料と、第１電極部と、第２電極部と、導電部と、接続部と、を備えている。
第２基板は、第１基板に対向して空間を形成するように配置され、第１基板の縁に対して一方向に突出する突出平面部を有する。
第１導電膜層は、第１基板の第２基板に対向する側の面に設けられている。
第２導電膜層は、第２基板の第１基板に対向する側の面に設けられている。
発電層は、第１導電膜層及び第２導電膜層のいずれか一方に設けられている。
電解質材料は、空間に充填されている。
第１電極部は、突出平面部に設けられている。
第２電極部は、突出平面部に第１電極部と絶縁状態で設けられ、第２導電膜層に接続されている。
導電部は、縁の側面に形成され、第１導電膜層に電気的に接続される。
接続部は、導電部と第１電極部とを電気的に接続する。 A dye-sensitized solar cell according to an aspect of the present invention includes a first substrate, a second substrate, a first conductive film layer, a second conductive film layer, a power generation layer, an electrolyte material, and a first electrode. Part, a 2nd electrode part, a conductive part, and a connection part.
The second substrate is disposed so as to form a space so as to face the first substrate, and has a protruding flat surface portion protruding in one direction with respect to the edge of the first substrate.
The first conductive film layer is provided on the surface of the first substrate facing the second substrate.
The second conductive film layer is provided on the surface of the second substrate facing the first substrate.
The power generation layer is provided on one of the first conductive film layer and the second conductive film layer.
The electrolyte material is filled in the space.
The first electrode part is provided on the protruding flat part.
The second electrode part is provided on the protruding flat part in an insulated state from the first electrode part, and is connected to the second conductive film layer.
The conductive portion is formed on the side surface of the edge and is electrically connected to the first conductive film layer.
The connection part electrically connects the conductive part and the first electrode part.
第２基板は、第１基板に対向して空間を形成するように配置され、第１基板の縁に対して一方向に突出する突出平面部を有する。
第１導電膜層は、第１基板の第２基板に対向する側の面に設けられている。
第２導電膜層は、第２基板の第１基板に対向する側の面に設けられている。
発電層は、第１導電膜層及び第２導電膜層のいずれか一方に設けられている。
電解質材料は、空間に充填されている。
第１電極部は、突出平面部に設けられている。
第２電極部は、突出平面部に第１電極部と絶縁状態で設けられ、第２導電膜層に接続されている。
導電部は、縁の側面に形成され、第１導電膜層に電気的に接続される。
接続部は、導電部と第１電極部とを電気的に接続する。 A dye-sensitized solar cell according to an aspect of the present invention includes a first substrate, a second substrate, a first conductive film layer, a second conductive film layer, a power generation layer, an electrolyte material, and a first electrode. Part, a 2nd electrode part, a conductive part, and a connection part.
The second substrate is disposed so as to form a space so as to face the first substrate, and has a protruding flat surface portion protruding in one direction with respect to the edge of the first substrate.
The first conductive film layer is provided on the surface of the first substrate facing the second substrate.
The second conductive film layer is provided on the surface of the second substrate facing the first substrate.
The power generation layer is provided on one of the first conductive film layer and the second conductive film layer.
The electrolyte material is filled in the space.
The first electrode part is provided on the protruding flat part.
The second electrode part is provided on the protruding flat part in an insulated state from the first electrode part, and is connected to the second conductive film layer.
The conductive portion is formed on the side surface of the edge and is electrically connected to the first conductive film layer.
The connection part electrically connects the conductive part and the first electrode part.
この太陽電池では、第１電極部と第２電極部とが第２基板の突出平面部に設けられているので、基板同士をずらして互いに接続する必要がなくなる。その結果、発電エリアを十分に確保できる。また、第１電極部と第２基板が、第２基板の同じ側の縁でかつ表裏片側に配置されているので、配線の取り付けが簡単になる。
さらに、導電部が形成されている位置が第１基板の縁の側面なので、接続部による導電部と第１電極との接続が容易である。 In this solar cell, since the first electrode part and the second electrode part are provided on the protruding flat part of the second substrate, it is not necessary to shift the substrates and connect them to each other. As a result, a sufficient power generation area can be secured. In addition, since the first electrode portion and the second substrate are arranged on the same side edge of the second substrate and on the front and back sides, the wiring can be easily attached.
Furthermore, since the position where the conductive portion is formed is the side surface of the edge of the first substrate, the connection between the conductive portion and the first electrode by the connecting portion is easy.
さらに、導電部が形成されている位置が第１基板の縁の側面なので、接続部による導電部と第１電極との接続が容易である。 In this solar cell, since the first electrode part and the second electrode part are provided on the protruding flat part of the second substrate, it is not necessary to shift the substrates and connect them to each other. As a result, a sufficient power generation area can be secured. In addition, since the first electrode portion and the second substrate are arranged on the same side edge of the second substrate and on the front and back sides, the wiring can be easily attached.
Furthermore, since the position where the conductive portion is formed is the side surface of the edge of the first substrate, the connection between the conductive portion and the first electrode by the connecting portion is easy.
第１電極部と第２電極部は、突出平面部において互いに分離されて形成されていてもよい。
この太陽電池では、第１電極部と第２電極部は電極部全体が形成された後に互いに分離することで形成可能である。したがって、製造工程が簡単になる。 The first electrode part and the second electrode part may be formed separately from each other in the protruding flat part.
In this solar cell, the first electrode portion and the second electrode portion can be formed by separating each other after the entire electrode portion is formed. Therefore, the manufacturing process is simplified.
この太陽電池では、第１電極部と第２電極部は電極部全体が形成された後に互いに分離することで形成可能である。したがって、製造工程が簡単になる。 The first electrode part and the second electrode part may be formed separately from each other in the protruding flat part.
In this solar cell, the first electrode portion and the second electrode portion can be formed by separating each other after the entire electrode portion is formed. Therefore, the manufacturing process is simplified.
色素増感型太陽電池は、第１導電膜層に積層された集電線層をさらに備えていてもよい。その場合、導電部は、集電線層の一部である。
The dye-sensitized solar cell may further include a current collecting layer laminated on the first conductive film layer. In that case, the conductive portion is a part of the current collecting layer.
第２基板の突出平面部は、第１基板の縁に対応する縁を有しており、第１基板と第２基板の他の縁同士は平面視で一致していてもよい。
本発明の他の見地に係る色素増感型太陽電池モジュールは、複数配置された上記の色素増感型太陽電池と、色素増感型太陽電池同士の第１電極部と第２電極部を接続する複数の配線とを備えている。
このモジュールでは、第１電極部と第２基板が、第２基板の同じ側の縁でかつ表裏片側に配置されているので、配線の取り付けが簡単になる。さらに、導電部が形成されている位置が第１基板の縁の側面なので、接続部による導電部と第１電極との接続が容易である。 The protruding flat portion of the second substrate has an edge corresponding to the edge of the first substrate, and the other edges of the first substrate and the second substrate may coincide with each other in plan view.
A dye-sensitized solar cell module according to another aspect of the present invention connects a plurality of the above-described dye-sensitized solar cells and the first electrode portion and the second electrode portion of the dye-sensitized solar cells. And a plurality of wirings.
In this module, since the first electrode portion and the second substrate are arranged on the same side edge of the second substrate and on the front and back pieces, the wiring can be easily attached. Furthermore, since the position where the conductive portion is formed is the side surface of the edge of the first substrate, the connection between the conductive portion and the first electrode by the connecting portion is easy.
本発明の他の見地に係る色素増感型太陽電池モジュールは、複数配置された上記の色素増感型太陽電池と、色素増感型太陽電池同士の第１電極部と第２電極部を接続する複数の配線とを備えている。
このモジュールでは、第１電極部と第２基板が、第２基板の同じ側の縁でかつ表裏片側に配置されているので、配線の取り付けが簡単になる。さらに、導電部が形成されている位置が第１基板の縁の側面なので、接続部による導電部と第１電極との接続が容易である。 The protruding flat portion of the second substrate has an edge corresponding to the edge of the first substrate, and the other edges of the first substrate and the second substrate may coincide with each other in plan view.
A dye-sensitized solar cell module according to another aspect of the present invention connects a plurality of the above-described dye-sensitized solar cells and the first electrode portion and the second electrode portion of the dye-sensitized solar cells. And a plurality of wirings.
In this module, since the first electrode portion and the second substrate are arranged on the same side edge of the second substrate and on the front and back pieces, the wiring can be easily attached. Furthermore, since the position where the conductive portion is formed is the side surface of the edge of the first substrate, the connection between the conductive portion and the first electrode by the connecting portion is easy.
本発明に係る色素増感型太陽電池では、一対の電極部の配置による不具合が解消される。
In the dye-sensitized solar cell according to the present invention, problems due to the arrangement of the pair of electrode portions are eliminated.
１．第１実施形態
（１）概略構造
図１及び図２を用いて、色素増感型太陽電池１の構成を説明する。図１は、第１実施形態の色素増感型太陽電池の平面図である。図２は、色素増感型太陽電池の正面図である。図３は、図１の部分拡大図であり、第１電極部の平面図である。図４は、第１電極部の断面図である。図５は、第２電極部の断面図である。 1. 1st Embodiment (1) Schematic structure The structure of the dye-sensitizedsolar cell 1 is demonstrated using FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 is a plan view of the dye-sensitized solar cell of the first embodiment. FIG. 2 is a front view of the dye-sensitized solar cell. FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 1, and is a plan view of the first electrode portion. FIG. 4 is a cross-sectional view of the first electrode portion. FIG. 5 is a cross-sectional view of the second electrode portion.
（１）概略構造
図１及び図２を用いて、色素増感型太陽電池１の構成を説明する。図１は、第１実施形態の色素増感型太陽電池の平面図である。図２は、色素増感型太陽電池の正面図である。図３は、図１の部分拡大図であり、第１電極部の平面図である。図４は、第１電極部の断面図である。図５は、第２電極部の断面図である。 1. 1st Embodiment (1) Schematic structure The structure of the dye-sensitized
色素増感型太陽電池１は、主に、第１基板３と、第２基板５と、光電極７と、対極９と、電解質層１２とを備えている。
図４及び図５に示すように、第２基板５は、第１基板３に対向して内部空間を形成するように配置されている。光電極７は、アノード電極を構成するものであり、光を受けると電子を放出するものである。光電極７は、主に、第１基板３の第２基板５に対向する側の面に設けられた光電極透明導電膜層（第１導電膜層の一例）を有する。光電極７は、光電極透明導電膜層に設けられた多孔質半導体層１４（発電層の一例）を有する。多孔質半導体層１４は、増感色素を坦持している。対極９は、第２基板５の第１基板３に対向する側の面に設けられ、光電極７との間に内部空間を介して配置されている。電解質材料としての電解質層１２は、内部空間に充填されている。なお、多孔質半導体層１４が形成された領域が発電エリアである。モジュールの種類としては、対向セルモジュール又はＺ－モジュールが用いられる。
光電極透明導電膜層の上には、第１集電線層１５が形成されている。 The dye-sensitizedsolar cell 1 mainly includes a first substrate 3, a second substrate 5, a photoelectrode 7, a counter electrode 9, and an electrolyte layer 12.
As shown in FIGS. 4 and 5, thesecond substrate 5 is disposed so as to form an internal space facing the first substrate 3. The photoelectrode 7 constitutes an anode electrode, and emits electrons when it receives light. The photoelectrode 7 mainly has a photoelectrode transparent conductive film layer (an example of a first conductive film layer) provided on the surface of the first substrate 3 on the side facing the second substrate 5. The photoelectrode 7 has a porous semiconductor layer 14 (an example of a power generation layer) provided on the photoelectrode transparent conductive film layer. The porous semiconductor layer 14 carries a sensitizing dye. The counter electrode 9 is provided on the surface of the second substrate 5 facing the first substrate 3, and is disposed between the photoelectrode 7 and an internal space. The electrolyte layer 12 as the electrolyte material is filled in the internal space. A region where the porous semiconductor layer 14 is formed is a power generation area. As the module type, an opposed cell module or a Z-module is used.
A firstcurrent collecting layer 15 is formed on the photoelectrode transparent conductive film layer.
図４及び図５に示すように、第２基板５は、第１基板３に対向して内部空間を形成するように配置されている。光電極７は、アノード電極を構成するものであり、光を受けると電子を放出するものである。光電極７は、主に、第１基板３の第２基板５に対向する側の面に設けられた光電極透明導電膜層（第１導電膜層の一例）を有する。光電極７は、光電極透明導電膜層に設けられた多孔質半導体層１４（発電層の一例）を有する。多孔質半導体層１４は、増感色素を坦持している。対極９は、第２基板５の第１基板３に対向する側の面に設けられ、光電極７との間に内部空間を介して配置されている。電解質材料としての電解質層１２は、内部空間に充填されている。なお、多孔質半導体層１４が形成された領域が発電エリアである。モジュールの種類としては、対向セルモジュール又はＺ－モジュールが用いられる。
光電極透明導電膜層の上には、第１集電線層１５が形成されている。 The dye-sensitized
As shown in FIGS. 4 and 5, the
A first
対極９は、カソード電極を構成するものであり、光電極７から送られてきた電子を電解質層１２に供給する。対極９は、主に、対極透明導電膜層（第２導電膜層の一例）を有する。対極９は、第２基板５上に形成されている。
対極透明導電膜層の上には、第２集電線層１７が形成されている。
第１基板３と第２基板５の周縁部には、電解質層１２が系外にでないように両者を接着する封止材１３が形成されている。これにより、光電変換素子の光照射および高温加熱に対する耐久性及び信頼性が有効に保持される。 Thecounter electrode 9 constitutes a cathode electrode, and supplies electrons sent from the photoelectrode 7 to the electrolyte layer 12. The counter electrode 9 mainly has a counter electrode transparent conductive film layer (an example of a second conductive film layer). The counter electrode 9 is formed on the second substrate 5.
A secondcurrent collecting layer 17 is formed on the counter electrode transparent conductive film layer.
A sealingmaterial 13 is formed on the peripheral portions of the first substrate 3 and the second substrate 5 so that the electrolyte layer 12 is not out of the system. Thereby, durability and reliability with respect to light irradiation and high-temperature heating of the photoelectric conversion element are effectively maintained.
対極透明導電膜層の上には、第２集電線層１７が形成されている。
第１基板３と第２基板５の周縁部には、電解質層１２が系外にでないように両者を接着する封止材１３が形成されている。これにより、光電変換素子の光照射および高温加熱に対する耐久性及び信頼性が有効に保持される。 The
A second
A sealing
（２）第１電極部及び第２電極部の概略説明
図３～図５を用いて、第１電極部１７ａ及び第２電極部１７ｂの概略構成を説明する。
第２基板５は、第１基板３の第４縁３ｄの側面３ｅに対して一方向に突出する突出平面部５ｅを有する。 (2) Schematic description of the first electrode part and the second electrode part The schematic structure of thefirst electrode part 17a and the second electrode part 17b will be described with reference to FIGS.
Thesecond substrate 5 has a protruding flat surface portion 5 e that protrudes in one direction with respect to the side surface 3 e of the fourth edge 3 d of the first substrate 3.
図３～図５を用いて、第１電極部１７ａ及び第２電極部１７ｂの概略構成を説明する。
第２基板５は、第１基板３の第４縁３ｄの側面３ｅに対して一方向に突出する突出平面部５ｅを有する。 (2) Schematic description of the first electrode part and the second electrode part The schematic structure of the
The
第１電極部１７ａは、突出平面部５ｅに設けられている。
第２電極部１７ｂは、突出平面部５ｅに第１電極部１７ａと絶縁状態で設けられ、対極９（つまり、第２導電膜層）に接続されている。
側面集電線層１５ａ（導電部の一例）は、第１基板３の側面３ｅに形成され、光電極７（つまり、第１導電膜層）に電気的に接続される。
半田１９（接続部の一例）は、側面集電線層１５ａと第１電極部１７ａとを電気的に接続する。 Thefirst electrode part 17a is provided on the protruding flat part 5e.
Thesecond electrode portion 17b is provided on the protruding flat portion 5e in an insulated state from the first electrode portion 17a, and is connected to the counter electrode 9 (that is, the second conductive film layer).
The side surface collectingwire layer 15a (an example of a conductive part) is formed on the side surface 3e of the first substrate 3 and is electrically connected to the photoelectrode 7 (that is, the first conductive film layer).
The solder 19 (an example of a connection part) electrically connects the sidecollector line layer 15a and the first electrode part 17a.
第２電極部１７ｂは、突出平面部５ｅに第１電極部１７ａと絶縁状態で設けられ、対極９（つまり、第２導電膜層）に接続されている。
側面集電線層１５ａ（導電部の一例）は、第１基板３の側面３ｅに形成され、光電極７（つまり、第１導電膜層）に電気的に接続される。
半田１９（接続部の一例）は、側面集電線層１５ａと第１電極部１７ａとを電気的に接続する。 The
The
The side surface collecting
The solder 19 (an example of a connection part) electrically connects the side
この太陽電池では、第１電極部１７ａと第２電極部１７ｂとが第２基板５の突出平面部５ｅに設けられているので、基板同士をずらして互いに接続する必要がなくなる。その結果、発電エリアを十分に確保できる。また、第１電極部１７ａと第２電極部１７ｂとが、第２基板５の同じ側の縁でかつ表裏片側に配置されているので、配線の取り付けが簡単になる。
さらに、側面集電線層１５ａが形成されているのが第２基板５の突出平面部５ｅに近接する側面３ｅなので、半田１９による側面集電線層１５ａと第１電極部１７ａとの接続が容易である。 In this solar cell, since thefirst electrode portion 17a and the second electrode portion 17b are provided on the protruding flat portion 5e of the second substrate 5, it is not necessary to shift the substrates and connect them to each other. As a result, a sufficient power generation area can be secured. In addition, since the first electrode portion 17a and the second electrode portion 17b are arranged on the same side edge of the second substrate 5 and on the front and back pieces, the wiring can be easily attached.
Furthermore, since the side surfacecurrent collecting layer 15a is formed on the side surface 3e close to the protruding flat portion 5e of the second substrate 5, the connection between the side current collecting layer 15a and the first electrode portion 17a by the solder 19 is easy. is there.
さらに、側面集電線層１５ａが形成されているのが第２基板５の突出平面部５ｅに近接する側面３ｅなので、半田１９による側面集電線層１５ａと第１電極部１７ａとの接続が容易である。 In this solar cell, since the
Furthermore, since the side surface
（３）第１電極部及び第２電極部の詳細説明
図３～図５を用いて、第１電極部１７ａ及び第２電極部１７ｂの詳細構成を説明する。
第１基板３及び第２基板５は平面視で矩形形状（正方形状）の部材であり、平面視において、第１縁３ａ、５ａが一致しており、第２縁３ｂ、５ｂが一致しており、第３縁３ｃ，５ｃが一致している。それに対して、第２基板５の第４縁５ｄは、第１基板３の第４縁より図右側にさらに延びており、それにより突出平面部５ｅが形成されている。言い換えると、第２基板５の突出平面部５ｅは、第１基板３の第４縁ｄに対応するがずれている第４縁５ｄを有しており、第１基板３と第２基板５の他の縁同士は平面視で一致している。 (3) Detailed Description of First Electrode Part and Second Electrode Part The detailed configuration of thefirst electrode part 17a and the second electrode part 17b will be described with reference to FIGS.
Thefirst substrate 3 and the second substrate 5 are rectangular (square) members in plan view, and in plan view, the first edges 3a and 5a are matched and the second edges 3b and 5b are matched. And the third edges 3c and 5c coincide. On the other hand, the 4th edge 5d of the 2nd board | substrate 5 is further extended in the figure right side from the 4th edge of the 1st board | substrate 3, Thereby, the protrusion plane part 5e is formed. In other words, the protruding flat surface portion 5 e of the second substrate 5 has a fourth edge 5 d corresponding to the fourth edge d of the first substrate 3 but shifted, and the first substrate 3 and the second substrate 5 Other edges coincide with each other in plan view.
図３～図５を用いて、第１電極部１７ａ及び第２電極部１７ｂの詳細構成を説明する。
第１基板３及び第２基板５は平面視で矩形形状（正方形状）の部材であり、平面視において、第１縁３ａ、５ａが一致しており、第２縁３ｂ、５ｂが一致しており、第３縁３ｃ，５ｃが一致している。それに対して、第２基板５の第４縁５ｄは、第１基板３の第４縁より図右側にさらに延びており、それにより突出平面部５ｅが形成されている。言い換えると、第２基板５の突出平面部５ｅは、第１基板３の第４縁ｄに対応するがずれている第４縁５ｄを有しており、第１基板３と第２基板５の他の縁同士は平面視で一致している。 (3) Detailed Description of First Electrode Part and Second Electrode Part The detailed configuration of the
The
対極９は、突出平面部５ｅ上に形成された外側部９ａを有している。外側部９ａは、突出平面部５ｅの上面全体にわたって形成されている。
第２電極部１７ｂは、第２集電線層１７の一部であり、外側部９ａの上に全体的に形成されている。なお、図１に示すように、第２電極部１７ｂは、突出平面部５ｅの一端に形成された部分が接続部分として機能している。
第１基板３の側面３ｅには、光電極７から延びる側面導電膜層７ａが形成されている。側面集電線層１５ａは、側面導電膜層７ａの上に形成されている。側面集電線層１５ａは側面３ｅの上端縁まで延びている。 Thecounter electrode 9 has an outer portion 9a formed on the protruding flat portion 5e. The outer portion 9a is formed over the entire upper surface of the protruding flat portion 5e.
Thesecond electrode portion 17b is a part of the second current collecting wire layer 17, and is formed entirely on the outer side portion 9a. In addition, as shown in FIG. 1, as for the 2nd electrode part 17b, the part formed in the end of the protrusion plane part 5e functions as a connection part.
A sideconductive film layer 7 a extending from the photoelectrode 7 is formed on the side surface 3 e of the first substrate 3. The side collector line layer 15a is formed on the side conductive film layer 7a. The side surface collecting wire layer 15a extends to the upper end edge of the side surface 3e.
第２電極部１７ｂは、第２集電線層１７の一部であり、外側部９ａの上に全体的に形成されている。なお、図１に示すように、第２電極部１７ｂは、突出平面部５ｅの一端に形成された部分が接続部分として機能している。
第１基板３の側面３ｅには、光電極７から延びる側面導電膜層７ａが形成されている。側面集電線層１５ａは、側面導電膜層７ａの上に形成されている。側面集電線層１５ａは側面３ｅの上端縁まで延びている。 The
The
A side
突出平面部５ｅにおいて、対極９の外側部９ａから分離された第３導電膜層９ｂが形成されている。そして、第１電極部１７ａは第３導電膜層９ｂの上に形成されている。
第１電極部１７ａは、第２電極部１７ｂを構成する同じ材料から形成されており、第２電極部１７ｂを突出平面部５ｅに形成した後に、その一部を第３導電膜層９ｂとともに分離して形成されている。具体的には、図３及び図４に示すように、切断部２１で第１電極部１７ａ及び第３導電膜層９ｂが周囲の部材から分離して形成されている。切断部の形成は、例えば、レーザ加工で行われる。 A thirdconductive film layer 9b separated from the outer portion 9a of the counter electrode 9 is formed in the protruding flat portion 5e. The first electrode portion 17a is formed on the third conductive film layer 9b.
Thefirst electrode portion 17a is formed of the same material that constitutes the second electrode portion 17b. After the second electrode portion 17b is formed on the protruding flat portion 5e, a part thereof is separated together with the third conductive film layer 9b. Is formed. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the first electrode portion 17 a and the third conductive film layer 9 b are separated from the surrounding members at the cutting portion 21. The cutting part is formed by laser processing, for example.
第１電極部１７ａは、第２電極部１７ｂを構成する同じ材料から形成されており、第２電極部１７ｂを突出平面部５ｅに形成した後に、その一部を第３導電膜層９ｂとともに分離して形成されている。具体的には、図３及び図４に示すように、切断部２１で第１電極部１７ａ及び第３導電膜層９ｂが周囲の部材から分離して形成されている。切断部の形成は、例えば、レーザ加工で行われる。 A third
The
第１電極部１７ａは、突出平面部５ｅの外側縁である第４縁５ｄまで延びている。
半田１９は、半田であり、側面集電線層１５ａと第１電極部１７ａとを電気的に接続している。この場合は、側面集電線層１５ａによって、半田の接着性が向上している。また、側面集電線層１５ａは抵抗が低いので、第１電極部１７ａに接続される導電部として好ましい。また、側面３ｅにおいて側面導電膜層７ａと側面集電線層１５ａの二層構造になっているので、断線等の不具合が生じにくい。 Thefirst electrode portion 17a extends to the fourth edge 5d, which is the outer edge of the protruding flat portion 5e.
Thesolder 19 is solder, and electrically connects the side collector line layer 15a and the first electrode portion 17a. In this case, the adhesiveness of the solder is improved by the side collector line layer 15a. Further, since the side collecting line layer 15a has a low resistance, it is preferable as a conductive part connected to the first electrode part 17a. Further, since the side surface conductive layer 7a and the side surface current collecting layer 15a have a two-layer structure on the side surface 3e, problems such as disconnection hardly occur.
半田１９は、半田であり、側面集電線層１５ａと第１電極部１７ａとを電気的に接続している。この場合は、側面集電線層１５ａによって、半田の接着性が向上している。また、側面集電線層１５ａは抵抗が低いので、第１電極部１７ａに接続される導電部として好ましい。また、側面３ｅにおいて側面導電膜層７ａと側面集電線層１５ａの二層構造になっているので、断線等の不具合が生じにくい。 The
The
図６を用いて、色素増感型太陽電池１同士を接続して太陽電池モジュールの構成を説明する。図６は、色素増感型太陽電池の相互接続を示した模式図である。
図６に示すように、第１電極部１７ａと第２電極部１７ｂとが隣接するように複数の色素増感型太陽電池１を並べれば、配線２５は、短い経路で構成でき、しかも同じ側から取り付け可能である。
なお、上記実施形態では、３つの色素増感型太陽電池が接続された太陽電池モジュールを示しているが、本発明に係る太陽電池モジュールはそのような実施形態に限定されない。太陽電池モジュールは、少なくとも２つの色素増感型太陽電池が接続されており、１の色素増感型太陽電池の第１電極部と、他の色素増感型太陽電池の第２電極部とが配線で接続されていればよい。 The configuration of the solar cell module will be described using FIG. 6 by connecting the dye-sensitizedsolar cells 1 to each other. FIG. 6 is a schematic diagram showing interconnection of dye-sensitized solar cells.
As shown in FIG. 6, if a plurality of dye-sensitizedsolar cells 1 are arranged so that the first electrode portion 17a and the second electrode portion 17b are adjacent to each other, the wiring 25 can be configured with a short path and on the same side. It can be attached from.
In addition, although the said embodiment has shown the solar cell module to which three dye-sensitized solar cells were connected, the solar cell module which concerns on this invention is not limited to such embodiment. In the solar cell module, at least two dye-sensitized solar cells are connected, and a first electrode portion of one dye-sensitized solar cell and a second electrode portion of another dye-sensitized solar cell are provided. What is necessary is just to be connected by wiring.
図６に示すように、第１電極部１７ａと第２電極部１７ｂとが隣接するように複数の色素増感型太陽電池１を並べれば、配線２５は、短い経路で構成でき、しかも同じ側から取り付け可能である。
なお、上記実施形態では、３つの色素増感型太陽電池が接続された太陽電池モジュールを示しているが、本発明に係る太陽電池モジュールはそのような実施形態に限定されない。太陽電池モジュールは、少なくとも２つの色素増感型太陽電池が接続されており、１の色素増感型太陽電池の第１電極部と、他の色素増感型太陽電池の第２電極部とが配線で接続されていればよい。 The configuration of the solar cell module will be described using FIG. 6 by connecting the dye-sensitized
As shown in FIG. 6, if a plurality of dye-sensitized
In addition, although the said embodiment has shown the solar cell module to which three dye-sensitized solar cells were connected, the solar cell module which concerns on this invention is not limited to such embodiment. In the solar cell module, at least two dye-sensitized solar cells are connected, and a first electrode portion of one dye-sensitized solar cell and a second electrode portion of another dye-sensitized solar cell are provided. What is necessary is just to be connected by wiring.
（４）各部材の説明
次に、色素増感型太陽電池を構成する部材を説明する。
＜第１基板／第２基板＞
第１基板３及び第２基板５は、透明性を有するものであることが好ましい。例えば、透明なガラス板やプラスチック板などである。厚みは０．１～５ｍｍである。 (4) Explanation of each member Next, the member which comprises a dye-sensitized solar cell is demonstrated.
<First substrate / Second substrate>
Thefirst substrate 3 and the second substrate 5 are preferably transparent. For example, a transparent glass plate or a plastic plate. The thickness is 0.1 to 5 mm.
次に、色素増感型太陽電池を構成する部材を説明する。
＜第１基板／第２基板＞
第１基板３及び第２基板５は、透明性を有するものであることが好ましい。例えば、透明なガラス板やプラスチック板などである。厚みは０．１～５ｍｍである。 (4) Explanation of each member Next, the member which comprises a dye-sensitized solar cell is demonstrated.
<First substrate / Second substrate>
The
＜光電極透明導電膜層／対極透明導電膜層＞
導電膜層は、有機材料や無機材料からなる。有機材料としては、導電性高分子材料を使用できる。上記導電性高分子材料の中でも、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）と３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）を用いて作成される水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を用いることが好ましい。水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）は透明性が高く、導電性も高い。そのため、水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を透明導電膜に用いることによって、色素増感型太陽電池１内に外部からの光を効率的に取り込むことができるとともに、色素増感から発生した電子を効率的に電極取出部に輸送することができる。その結果、エネルギー効率の高い色素増感型太陽電池となる。 <Photoelectrode transparent conductive film layer / counter electrode transparent conductive film layer>
The conductive film layer is made of an organic material or an inorganic material. As the organic material, a conductive polymer material can be used. Among the conductive polymer materials, it is preferable to use a water-dispersed polythiophene derivative (PEDOT: PSS) prepared using polystyrene sulfonic acid (PSS) and 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT). The water-dispersed polythiophene derivative (PEDOT: PSS) has high transparency and high conductivity. Therefore, by using a water-dispersed polythiophene derivative (PEDOT: PSS) for the transparent conductive film, it is possible to efficiently incorporate light from the outside into the dye-sensitizedsolar cell 1 and to generate electrons generated from the dye sensitization. Can be efficiently transported to the electrode extraction portion. As a result, a dye-sensitized solar cell with high energy efficiency is obtained.
導電膜層は、有機材料や無機材料からなる。有機材料としては、導電性高分子材料を使用できる。上記導電性高分子材料の中でも、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）と３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）を用いて作成される水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を用いることが好ましい。水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）は透明性が高く、導電性も高い。そのため、水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を透明導電膜に用いることによって、色素増感型太陽電池１内に外部からの光を効率的に取り込むことができるとともに、色素増感から発生した電子を効率的に電極取出部に輸送することができる。その結果、エネルギー効率の高い色素増感型太陽電池となる。 <Photoelectrode transparent conductive film layer / counter electrode transparent conductive film layer>
The conductive film layer is made of an organic material or an inorganic material. As the organic material, a conductive polymer material can be used. Among the conductive polymer materials, it is preferable to use a water-dispersed polythiophene derivative (PEDOT: PSS) prepared using polystyrene sulfonic acid (PSS) and 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT). The water-dispersed polythiophene derivative (PEDOT: PSS) has high transparency and high conductivity. Therefore, by using a water-dispersed polythiophene derivative (PEDOT: PSS) for the transparent conductive film, it is possible to efficiently incorporate light from the outside into the dye-sensitized
無機材料としては、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、スズドープインジウム（ＩＴＯ）アルミドープ亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ亜鉛（ＧＺＯ）、ニオブドープ酸化チタン（ＮＴＯ）などが挙げられる。上記の中でも、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）を用いることが好ましい。フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）を用いることによって、色素増感型太陽電池の変換効率が向上する。
光電極透明導電膜層及び対極透明導電膜層の厚みは０．３～２μｍ程度が好ましい。０．３μｍ未満では、シート抵抗が高くなり、色素増感型太陽電池１の直列抵抗が高くなるため、フィルファクター特性が悪くなる。光電極透明導電膜層は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スプレー法等によって形成される。 Examples of the inorganic material include fluorine-doped tin oxide (FTO), tin-doped indium (ITO) aluminum-doped zinc (AZO), gallium-doped zinc (GZO), and niobium-doped titanium oxide (NTO). Among the above, it is preferable to use fluorine-doped tin oxide (FTO). By using fluorine-doped tin oxide (FTO), the conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell is improved.
The thickness of the photoelectrode transparent conductive film layer and the counter electrode transparent conductive film layer is preferably about 0.3 to 2 μm. If the thickness is less than 0.3 μm, the sheet resistance increases, and the series resistance of the dye-sensitizedsolar cell 1 increases, resulting in poor fill factor characteristics. The photoelectrode transparent conductive film layer is formed by a CVD method, a sputtering method, a spray method or the like.
光電極透明導電膜層及び対極透明導電膜層の厚みは０．３～２μｍ程度が好ましい。０．３μｍ未満では、シート抵抗が高くなり、色素増感型太陽電池１の直列抵抗が高くなるため、フィルファクター特性が悪くなる。光電極透明導電膜層は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スプレー法等によって形成される。 Examples of the inorganic material include fluorine-doped tin oxide (FTO), tin-doped indium (ITO) aluminum-doped zinc (AZO), gallium-doped zinc (GZO), and niobium-doped titanium oxide (NTO). Among the above, it is preferable to use fluorine-doped tin oxide (FTO). By using fluorine-doped tin oxide (FTO), the conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell is improved.
The thickness of the photoelectrode transparent conductive film layer and the counter electrode transparent conductive film layer is preferably about 0.3 to 2 μm. If the thickness is less than 0.3 μm, the sheet resistance increases, and the series resistance of the dye-sensitized
＜多孔質半導体層＞
多孔質半導体層１４は、増感色素を吸着し、第１基板３上に増感色素を保持する金属酸化物の半導体膜からなる。
金属酸化物としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）が最適であり、他の材料とし ては、チタン（Ｔｉ），亜鉛（Ｚｎ），錫（Ｓｎ），ニオブ（Ｎｂ），インジウム（Ｉｎ），イットリウム（Ｙ），ランタン（Ｌａ），ジルコニウム（Ｚｒ），タンタル（Ｔａ），ハフニウム（Ｈｆ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ），カルシウム（Ｃａ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ）等の金属元素の少なくとも１種以上の金属酸化物半導体がよく、例えば、ＴｉＯ２、ＷＯ３、ＺｎＯ、Ｎｂ２ Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、またはＳｒＴｉＯ３のうち少なくとも１つから成る。また窒素（Ｎ），炭素（Ｃ），フッ素（Ｆ），硫黄（Ｓ），塩素（Ｃｌ），リン（Ｐ）等の非金属元素の１種以上を含有していてもよい。酸化チタン等はいずれも電子エネルギーバンドギャップが可視光のエネルギーより大きい２～５ｅＶの範囲にあり、好ましい。 <Porous semiconductor layer>
Theporous semiconductor layer 14 is made of a metal oxide semiconductor film that adsorbs a sensitizing dye and holds the sensitizing dye on the first substrate 3.
Titanium oxide (TiO 2 ) is the most suitable metal oxide, and other materials include titanium (Ti), zinc (Zn), tin (Sn), niobium (Nb), indium (In), yttrium. (Y), lanthanum (La), zirconium (Zr), tantalum (Ta), hafnium (Hf), strontium (Sr), barium (Ba), calcium (Ca), vanadium (V), tungsten (W), etc. A metal oxide semiconductor of at least one kind of metal element is preferable, and is made of, for example, at least one of TiO 2 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , or SrTiO 3 . Moreover, you may contain 1 or more types of nonmetallic elements, such as nitrogen (N), carbon (C), fluorine (F), sulfur (S), chlorine (Cl), phosphorus (P). Titanium oxide or the like is preferable because it has an electron energy band gap in the range of 2 to 5 eV, which is larger than the energy of visible light.
多孔質半導体層１４は、増感色素を吸着し、第１基板３上に増感色素を保持する金属酸化物の半導体膜からなる。
金属酸化物としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）が最適であり、他の材料とし ては、チタン（Ｔｉ），亜鉛（Ｚｎ），錫（Ｓｎ），ニオブ（Ｎｂ），インジウム（Ｉｎ），イットリウム（Ｙ），ランタン（Ｌａ），ジルコニウム（Ｚｒ），タンタル（Ｔａ），ハフニウム（Ｈｆ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ），カルシウム（Ｃａ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ）等の金属元素の少なくとも１種以上の金属酸化物半導体がよく、例えば、ＴｉＯ２、ＷＯ３、ＺｎＯ、Ｎｂ２ Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、またはＳｒＴｉＯ３のうち少なくとも１つから成る。また窒素（Ｎ），炭素（Ｃ），フッ素（Ｆ），硫黄（Ｓ），塩素（Ｃｌ），リン（Ｐ）等の非金属元素の１種以上を含有していてもよい。酸化チタン等はいずれも電子エネルギーバンドギャップが可視光のエネルギーより大きい２～５ｅＶの範囲にあり、好ましい。 <Porous semiconductor layer>
The
Titanium oxide (TiO 2 ) is the most suitable metal oxide, and other materials include titanium (Ti), zinc (Zn), tin (Sn), niobium (Nb), indium (In), yttrium. (Y), lanthanum (La), zirconium (Zr), tantalum (Ta), hafnium (Hf), strontium (Sr), barium (Ba), calcium (Ca), vanadium (V), tungsten (W), etc. A metal oxide semiconductor of at least one kind of metal element is preferable, and is made of, for example, at least one of TiO 2 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , or SrTiO 3 . Moreover, you may contain 1 or more types of nonmetallic elements, such as nitrogen (N), carbon (C), fluorine (F), sulfur (S), chlorine (Cl), phosphorus (P). Titanium oxide or the like is preferable because it has an electron energy band gap in the range of 2 to 5 eV, which is larger than the energy of visible light.
多孔質半導体層としては、上記材料からなるとともに内部に微細な空孔を多数有する多孔質のｎ型酸化物半導体層であることが好ましい。さらに上記空孔の直径は、１０～４０ｎｍであることが好ましい。直径が１０ｎｍ未満の場合、上記交互共重合体の浸透吸着が阻害され、上記交互共重合体について十分な吸着量が得られにくく、また、電解質の拡散が妨げられるために拡散抵抗が増大することから、光電変換効率が低下する傾向がある。４０ｎｍを超えると、多孔質半導体層の比表面積が減少するため上記交互共重合体の吸着量が減少し、さらに、光が透過しにくくなり、上記交互共重合体が光を吸収できなくなる。また、多孔質半導体層に注入された電荷の移動距離が長くなるため電荷の再結合によるロスが大きくなること、さらに、電解質の拡散距離も増大するため拡散抵抗が増大することから、やはり光電変換効率が低下する傾向がある。
The porous semiconductor layer is preferably a porous n-type oxide semiconductor layer made of the above material and having a large number of fine pores inside. Further, the diameter of the holes is preferably 10 to 40 nm. When the diameter is less than 10 nm, the osmotic adsorption of the alternating copolymer is hindered, it is difficult to obtain a sufficient amount of adsorption for the alternating copolymer, and the diffusion resistance increases because the diffusion of the electrolyte is hindered. Therefore, the photoelectric conversion efficiency tends to decrease. If it exceeds 40 nm, the specific surface area of the porous semiconductor layer is reduced, so that the amount of adsorption of the alternating copolymer is reduced, and light is hardly transmitted, and the alternating copolymer cannot absorb light. In addition, since the transfer distance of the charge injected into the porous semiconductor layer becomes long, loss due to charge recombination increases, and further, the diffusion resistance increases because the diffusion distance of the electrolyte also increases. Efficiency tends to decrease.
＜増感色素＞
増感色素は、電子を多孔質半導体層に放出するとともに、色素増感型太陽電池１の表面に多様な色彩を付与するものである。
そのような、増感色素としては、有機色素または金属錯体色素を使用でき、有機色素としては、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系の色素が挙げられ、金属錯体色素では、ルテニウム系色素が好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素が好ましい。例えば、酸化物半導体膜だけでは、可視光（４００～８００ｎｍ程度の波長）を殆ど吸収できないが、ルテニウム錯体を担持させることにより、大幅に可視光まで取り込んで光電変換できるようになる。 <Sensitizing dye>
The sensitizing dye emits electrons to the porous semiconductor layer and imparts various colors to the surface of the dye-sensitizedsolar cell 1.
As such a sensitizing dye, an organic dye or a metal complex dye can be used, and examples of the organic dye include acridine, azo, indigo, quinone, coumarin, merocyanine, and phenylxanthene dyes. Among the metal complex dyes, ruthenium dyes are preferable, and ruthenium bipyridine dyes and ruthenium terpyridine dyes which are ruthenium complexes are particularly preferable. For example, visible light (wavelength of about 400 to 800 nm) can hardly be absorbed with an oxide semiconductor film alone, but by supporting a ruthenium complex, visible light can be greatly taken in and photoelectrically converted.
増感色素は、電子を多孔質半導体層に放出するとともに、色素増感型太陽電池１の表面に多様な色彩を付与するものである。
そのような、増感色素としては、有機色素または金属錯体色素を使用でき、有機色素としては、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系の色素が挙げられ、金属錯体色素では、ルテニウム系色素が好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素が好ましい。例えば、酸化物半導体膜だけでは、可視光（４００～８００ｎｍ程度の波長）を殆ど吸収できないが、ルテニウム錯体を担持させることにより、大幅に可視光まで取り込んで光電変換できるようになる。 <Sensitizing dye>
The sensitizing dye emits electrons to the porous semiconductor layer and imparts various colors to the surface of the dye-sensitized
As such a sensitizing dye, an organic dye or a metal complex dye can be used, and examples of the organic dye include acridine, azo, indigo, quinone, coumarin, merocyanine, and phenylxanthene dyes. Among the metal complex dyes, ruthenium dyes are preferable, and ruthenium bipyridine dyes and ruthenium terpyridine dyes which are ruthenium complexes are particularly preferable. For example, visible light (wavelength of about 400 to 800 nm) can hardly be absorbed with an oxide semiconductor film alone, but by supporting a ruthenium complex, visible light can be greatly taken in and photoelectrically converted.
＜電解質層＞
電解質層１２は、対極９から供給された電子を、上記増感色素に供与する電荷輸送層である。電解質層は、液状電解質もしくはゲル状電解質を用いることが好ましい。電荷の輸送特性に優れる液状電解質もしくはゲル状電解質を用いることによって、光電変換効率が向上する。また、電解質層は、ポリマー電解質等の固体電解質、ポリチオフェン・ポリピロール，ポリフェニレンビニレン等の導電性ポリマー、またはフラーレン誘導体，ペンタセン誘導体，ペリレン誘導体，トリフェニルジアミン誘導体等の有機分子電子輸送剤から成るものであってもよい。なお、電解質層はヨウ素／ヨウ化物塩，臭素／臭化物塩，コバルト錯体およびフェロシアン化カリウム等を含む。電解質層の厚みは１～５００μｍであることが好ましい。５００μｍを超えると電荷輸送時に抵抗が大きくなり、色素増感型太陽電池の高効率化ができない。 <Electrolyte layer>
Theelectrolyte layer 12 is a charge transport layer that donates electrons supplied from the counter electrode 9 to the sensitizing dye. The electrolyte layer is preferably a liquid electrolyte or a gel electrolyte. Photoelectric conversion efficiency is improved by using a liquid electrolyte or a gel electrolyte excellent in charge transport characteristics. The electrolyte layer is composed of a solid electrolyte such as a polymer electrolyte, a conductive polymer such as polythiophene / polypyrrole or polyphenylene vinylene, or an organic molecular electron transport agent such as a fullerene derivative, a pentacene derivative, a perylene derivative, or a triphenyldiamine derivative. There may be. The electrolyte layer contains iodine / iodide salt, bromine / bromide salt, cobalt complex, potassium ferrocyanide, and the like. The thickness of the electrolyte layer is preferably 1 to 500 μm. If it exceeds 500 μm, the resistance increases during charge transport, and the efficiency of the dye-sensitized solar cell cannot be increased.
電解質層１２は、対極９から供給された電子を、上記増感色素に供与する電荷輸送層である。電解質層は、液状電解質もしくはゲル状電解質を用いることが好ましい。電荷の輸送特性に優れる液状電解質もしくはゲル状電解質を用いることによって、光電変換効率が向上する。また、電解質層は、ポリマー電解質等の固体電解質、ポリチオフェン・ポリピロール，ポリフェニレンビニレン等の導電性ポリマー、またはフラーレン誘導体，ペンタセン誘導体，ペリレン誘導体，トリフェニルジアミン誘導体等の有機分子電子輸送剤から成るものであってもよい。なお、電解質層はヨウ素／ヨウ化物塩，臭素／臭化物塩，コバルト錯体およびフェロシアン化カリウム等を含む。電解質層の厚みは１～５００μｍであることが好ましい。５００μｍを超えると電荷輸送時に抵抗が大きくなり、色素増感型太陽電池の高効率化ができない。 <Electrolyte layer>
The
＜対極＞
対極９は、白金、炭素、ポリチオフェン誘導体などからなる。上記の中でも、白金を用いることが好ましい。白金を用いることによって、変換効率と透明性が向上する。触媒層の厚みは０．１～１００ｎｍであることが好ましい。なお、対極はドクターブレード、スクリーン印刷、スプレー塗布、インクジェットなどの方法によって、導電層の上に形成される。 <Counter electrode>
Thecounter electrode 9 is made of platinum, carbon, a polythiophene derivative, or the like. Among the above, it is preferable to use platinum. By using platinum, conversion efficiency and transparency are improved. The thickness of the catalyst layer is preferably 0.1 to 100 nm. The counter electrode is formed on the conductive layer by a method such as doctor blade, screen printing, spray coating, or ink jet.
対極９は、白金、炭素、ポリチオフェン誘導体などからなる。上記の中でも、白金を用いることが好ましい。白金を用いることによって、変換効率と透明性が向上する。触媒層の厚みは０．１～１００ｎｍであることが好ましい。なお、対極はドクターブレード、スクリーン印刷、スプレー塗布、インクジェットなどの方法によって、導電層の上に形成される。 <Counter electrode>
The
＜封止材＞
封止材１３の材質としては、アクリレート系のＵＶ硬化樹脂、ポリエチレン，ポリプロピレン，エポキシ樹脂，フッ素樹脂またはシリコーン樹脂等の樹脂接着剤、もしくはガラスフリット，セラミックス等の無機接着剤を挙げることができる。封止材の厚み（高さ）は、０．５～５００μｍであることが好ましい。０．５μｍ未満では、多孔質半導体層の厚さが０．５μｍ以下となり、色素が光を十分吸収できなくなってしまう。なお、５００μｍを超えると、電荷輸送層が５００μｍ近くになり、内部抵抗が大きくなる。なお、封止部材はホットプレス、ＵＶ硬化などの方法によって形成される。 <Encapsulant>
Examples of the material of the sealingmaterial 13 include resin adhesives such as acrylate-based UV curable resins, polyethylene, polypropylene, epoxy resins, fluorine resins, and silicone resins, or inorganic adhesives such as glass frit and ceramics. The thickness (height) of the sealing material is preferably 0.5 to 500 μm. If the thickness is less than 0.5 μm, the thickness of the porous semiconductor layer becomes 0.5 μm or less, and the dye cannot sufficiently absorb light. When the thickness exceeds 500 μm, the charge transport layer becomes close to 500 μm and the internal resistance increases. The sealing member is formed by a method such as hot pressing or UV curing.
封止材１３の材質としては、アクリレート系のＵＶ硬化樹脂、ポリエチレン，ポリプロピレン，エポキシ樹脂，フッ素樹脂またはシリコーン樹脂等の樹脂接着剤、もしくはガラスフリット，セラミックス等の無機接着剤を挙げることができる。封止材の厚み（高さ）は、０．５～５００μｍであることが好ましい。０．５μｍ未満では、多孔質半導体層の厚さが０．５μｍ以下となり、色素が光を十分吸収できなくなってしまう。なお、５００μｍを超えると、電荷輸送層が５００μｍ近くになり、内部抵抗が大きくなる。なお、封止部材はホットプレス、ＵＶ硬化などの方法によって形成される。 <Encapsulant>
Examples of the material of the sealing
＜光電極集電層／対極集電層＞
第１集電線層１５及び第２集電線層１７は、それぞれ光電極７及び対極９の導電膜層よりも導電性の良い材料から構成することが好ましく、具体例としては、金、銀、銅、白金、ニッケル、アルミニウム、鉄等の金属、前記金属を１種以上含む合金、カーボンなどが挙げられる。第１集電線層１５及び第２集電線層１７は、加熱蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、導電性ペーストを用いた印刷法等によって、光電極７及び対極９の導電膜層にそれぞれ設けられる。導電性ペーストとしては、金、銀、銅、白金、ニッケルなどの電気伝導度の高い金属微粉末を混入させたものが用いられる。
第１集電線層１５及び第２集電線層１７は、多孔質半導体層と電極取出部とを電気的に接続するために形成され、導電粒子とガラス微粒子とから構成される。この場合、導電粒子が７０～９５重量％程度含有されていることが好ましい。導電粒子の含有量が７０重量％未満では、導電性が悪くなり、９５重量％を超えると、印刷パターン形成が困難となる。また、導電粒子の平均粒径は０．５～１５μｍが好ましい。０．５μｍ未満では、導電率への寄与が小さくなり、１５μｍを超えると、望ましいパターン精度が得られ難くなる。なお、集電線として銀ペーストを用いることもできる。 <Photoelectrode current collecting layer / counter electrode current collecting layer>
The first current collectingcurrent layer 15 and the second current collecting current layer 17 are preferably made of a material having better conductivity than the conductive film layers of the photoelectrode 7 and the counter electrode 9, respectively. As specific examples, gold, silver, copper , Platinum, nickel, aluminum, iron and other metals, alloys containing one or more of the above metals, and carbon. The first current collector layer 15 and the second current collector layer 17 are respectively provided on the conductive layer of the photoelectrode 7 and the counter electrode 9 by a heating vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a printing method using a conductive paste, or the like. . As the conductive paste, a paste in which metal fine powder having high electrical conductivity such as gold, silver, copper, platinum, nickel is mixed is used.
The firstcurrent collecting layer 15 and the second current collecting layer 17 are formed to electrically connect the porous semiconductor layer and the electrode lead-out portion, and are composed of conductive particles and glass fine particles. In this case, the conductive particles are preferably contained in an amount of about 70 to 95% by weight. If the content of the conductive particles is less than 70% by weight, the conductivity is deteriorated, and if it exceeds 95% by weight, it is difficult to form a printed pattern. The average particle size of the conductive particles is preferably 0.5 to 15 μm. If the thickness is less than 0.5 μm, the contribution to the conductivity is small, and if it exceeds 15 μm, it is difficult to obtain a desired pattern accuracy. In addition, a silver paste can also be used as a current collector.
第１集電線層１５及び第２集電線層１７は、それぞれ光電極７及び対極９の導電膜層よりも導電性の良い材料から構成することが好ましく、具体例としては、金、銀、銅、白金、ニッケル、アルミニウム、鉄等の金属、前記金属を１種以上含む合金、カーボンなどが挙げられる。第１集電線層１５及び第２集電線層１７は、加熱蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、導電性ペーストを用いた印刷法等によって、光電極７及び対極９の導電膜層にそれぞれ設けられる。導電性ペーストとしては、金、銀、銅、白金、ニッケルなどの電気伝導度の高い金属微粉末を混入させたものが用いられる。
第１集電線層１５及び第２集電線層１７は、多孔質半導体層と電極取出部とを電気的に接続するために形成され、導電粒子とガラス微粒子とから構成される。この場合、導電粒子が７０～９５重量％程度含有されていることが好ましい。導電粒子の含有量が７０重量％未満では、導電性が悪くなり、９５重量％を超えると、印刷パターン形成が困難となる。また、導電粒子の平均粒径は０．５～１５μｍが好ましい。０．５μｍ未満では、導電率への寄与が小さくなり、１５μｍを超えると、望ましいパターン精度が得られ難くなる。なお、集電線として銀ペーストを用いることもできる。 <Photoelectrode current collecting layer / counter electrode current collecting layer>
The first current collecting
The first
なお、導電粒子としては、アルミニウム，クロム，ニッケル，コバルト及びチタンなどが挙げられる。ガラス微粒子としては、低融点ガラスが挙げられる。
集電線の幅は２０～１４０μｍが好ましい。２０μｍ未満では集電線の抵抗値が高くなり、１４０μｍを越えると発電効率が下がる。集電線の厚みは、０．５μｍ～１０μｍであることが好ましい。０．５μｍ未満であると抵抗値が高くなり、１０μｍを越えると集電線の形成が困難となる。さらには対向電極との距離が広がり効率が悪くなったり、多孔質半導体層での散乱強度の低下が発生し易くなったりする。１４０μｍを超えると、電解質において電流損失が増大しやすくなる。 Examples of the conductive particles include aluminum, chromium, nickel, cobalt, and titanium. Examples of the glass fine particles include low-melting glass.
The width of the current collecting wire is preferably 20 to 140 μm. If the thickness is less than 20 μm, the resistance value of the current collecting line becomes high. The thickness of the current collector is preferably 0.5 μm to 10 μm. If the thickness is less than 0.5 μm, the resistance value is high, and if it exceeds 10 μm, it is difficult to form a current collector. Furthermore, the distance to the counter electrode increases and the efficiency becomes poor, and the scattering intensity in the porous semiconductor layer tends to decrease. If it exceeds 140 μm, current loss tends to increase in the electrolyte.
集電線の幅は２０～１４０μｍが好ましい。２０μｍ未満では集電線の抵抗値が高くなり、１４０μｍを越えると発電効率が下がる。集電線の厚みは、０．５μｍ～１０μｍであることが好ましい。０．５μｍ未満であると抵抗値が高くなり、１０μｍを越えると集電線の形成が困難となる。さらには対向電極との距離が広がり効率が悪くなったり、多孔質半導体層での散乱強度の低下が発生し易くなったりする。１４０μｍを超えると、電解質において電流損失が増大しやすくなる。 Examples of the conductive particles include aluminum, chromium, nickel, cobalt, and titanium. Examples of the glass fine particles include low-melting glass.
The width of the current collecting wire is preferably 20 to 140 μm. If the thickness is less than 20 μm, the resistance value of the current collecting line becomes high. The thickness of the current collector is preferably 0.5 μm to 10 μm. If the thickness is less than 0.5 μm, the resistance value is high, and if it exceeds 10 μm, it is difficult to form a current collector. Furthermore, the distance to the counter electrode increases and the efficiency becomes poor, and the scattering intensity in the porous semiconductor layer tends to decrease. If it exceeds 140 μm, current loss tends to increase in the electrolyte.
２．第２実施形態
第１実施形態では、導電部としての側面集電線層１５ａは側面３ｅの上端縁まで延びていたが、導電部は側面３ｅに露出してさえすればよい。
図７を用いて、そのような実施形態を説明する。図７では、導電部としての側面集電線層１５ｂは、側面３ｅの高さ方向中間位置まで延びている。この場合も、側面集電線層１５ｂは、半田１９によって第１電極部１７ａに接続されている。
したがって、前記実施形態と同じ効果が得られる。 2. Second Embodiment In the first embodiment, the sidecollecting wire layer 15a as the conductive portion extends to the upper end edge of the side surface 3e, but the conductive portion only needs to be exposed to the side surface 3e.
Such an embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the side surface collectingwire layer 15b as the conductive portion extends to the intermediate position in the height direction of the side surface 3e. Also in this case, the side surface collecting wire layer 15 b is connected to the first electrode portion 17 a by the solder 19.
Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.
第１実施形態では、導電部としての側面集電線層１５ａは側面３ｅの上端縁まで延びていたが、導電部は側面３ｅに露出してさえすればよい。
図７を用いて、そのような実施形態を説明する。図７では、導電部としての側面集電線層１５ｂは、側面３ｅの高さ方向中間位置まで延びている。この場合も、側面集電線層１５ｂは、半田１９によって第１電極部１７ａに接続されている。
したがって、前記実施形態と同じ効果が得られる。 2. Second Embodiment In the first embodiment, the side
Such an embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the side surface collecting
Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.
３．第３実施形態
図８を用いて、導電部の長さが異なる実施形態を説明する。図８では、導電部としての側面集電線層１５ｃは、側面３ｅの下端位置まで延びている。この場合も、側面集電線層１５ｃは、半田１９によって第１電極部１７ａに接続されている。
したがって、前記実施形態と同じ効果が得られる。 3. Third Embodiment An embodiment in which the length of the conductive portion is different will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the side surface collectingwire layer 15c as the conductive portion extends to the lower end position of the side surface 3e. Also in this case, the side surface collecting wire layer 15 c is connected to the first electrode portion 17 a by the solder 19.
Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.
図８を用いて、導電部の長さが異なる実施形態を説明する。図８では、導電部としての側面集電線層１５ｃは、側面３ｅの下端位置まで延びている。この場合も、側面集電線層１５ｃは、半田１９によって第１電極部１７ａに接続されている。
したがって、前記実施形態と同じ効果が得られる。 3. Third Embodiment An embodiment in which the length of the conductive portion is different will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the side surface collecting
Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.
４．第４実施形態
第１～第３実施形態では、第１電極部は突出平面部５ｅの外側縁まで延びているが、第１電極部は突出平面部５ｅに形成されていればよい。
図９を用いて、そのような実施形態を説明する。図９では、第２電極部１７ｃは、突出平面部５ｅに対して中心から離れる方向の中間位置まで延びている。この場合も、第１電極部１７ａは、半田１９によって導電部である側面集電線層１５ａに接続されている。
したがって、前記実施形態と同じ効果が得られる。 4). Fourth Embodiment In the first to third embodiments, the first electrode portion extends to the outer edge of the protrudingflat portion 5e, but the first electrode portion only needs to be formed on the protruding flat portion 5e.
Such an embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the2nd electrode part 17c is extended to the intermediate position of the direction away from a center with respect to the protrusion plane part 5e. Also in this case, the first electrode portion 17a is connected to the side collector line layer 15a, which is a conductive portion, by the solder 19.
Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.
第１～第３実施形態では、第１電極部は突出平面部５ｅの外側縁まで延びているが、第１電極部は突出平面部５ｅに形成されていればよい。
図９を用いて、そのような実施形態を説明する。図９では、第２電極部１７ｃは、突出平面部５ｅに対して中心から離れる方向の中間位置まで延びている。この場合も、第１電極部１７ａは、半田１９によって導電部である側面集電線層１５ａに接続されている。
したがって、前記実施形態と同じ効果が得られる。 4). Fourth Embodiment In the first to third embodiments, the first electrode portion extends to the outer edge of the protruding
Such an embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the
Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.
５．第５実施形態
第１～第５実施形態では、第１基板３の側面３ｅに側面集電線層が形成されていたが、側面集電線は省略されてもよい。
図１０を用いて、そのような実施形態を説明する。図１０では、導電部としての側面導電膜層７ａが第１基板３の側面３ｅに露出状態で形成されている。側面導電膜層７ａは、導電性接着材５１によって第１電極部１７ａに接続されている。
側面導電膜層７ａの高さは、側面３ｅの上端、中間部、下端のいずれであってもよい。 5. Fifth Embodiment In the first to fifth embodiments, the side surface current collecting layer is formed on theside surface 3e of the first substrate 3, but the side surface current collecting wire may be omitted.
Such an embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 10, a sideconductive film layer 7 a as a conductive portion is formed on the side surface 3 e of the first substrate 3 in an exposed state. The side conductive film layer 7 a is connected to the first electrode portion 17 a by the conductive adhesive 51.
The height of the side surfaceconductive layer 7a may be any of the upper end, the middle portion, and the lower end of the side surface 3e.
第１～第５実施形態では、第１基板３の側面３ｅに側面集電線層が形成されていたが、側面集電線は省略されてもよい。
図１０を用いて、そのような実施形態を説明する。図１０では、導電部としての側面導電膜層７ａが第１基板３の側面３ｅに露出状態で形成されている。側面導電膜層７ａは、導電性接着材５１によって第１電極部１７ａに接続されている。
側面導電膜層７ａの高さは、側面３ｅの上端、中間部、下端のいずれであってもよい。 5. Fifth Embodiment In the first to fifth embodiments, the side surface current collecting layer is formed on the
Such an embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 10, a side
The height of the side surface
６．実施形態の共通事項
上記実施形態の共通事項を説明する。
色素増感型太陽電池は、第１基板と、第２基板と、第１導電膜層と、第２導電膜層と、発電層と、電解質材料と、第１電極部と、第２電極部と、導電部と、接続部と、を備えている。
第２基板（例えば、第２基板５）は、第１基板（例えば、第１基板３）に対向して空間を形成するように配置され、第１基板の縁（例えば、第４縁３ｄ）に対して一方向に突出する突出平面部（例えば、突出平面部５ｅ）を有する。
第１導電膜層（例えば、光電極７の光電極透明導電膜層）は、第１基板の第２基板に対向する側の面に設けられている。
第２導電膜層（例えば、対極９の対極透明導電膜層）は、第２基板の第１基板に対向する側の面に設けられている。
発電層（例えば、多孔質半導体層１４）は、第１導電膜層及び第２導電膜層のいずれか一方に設けられている。
電解質材料（例えば、電解質層１２）は、空間に充填されている。
第１電極部（例えば、第１電極部１７ａ）は、突出平面部に設けられている。
第２電極部（例えば、第２電極部１７ｂ）は、突出平面部に第１電極部と絶縁状態で設けられ、第２導電膜層に接続されている。
導電部（例えば、側面集電線層１５ａ、側面集電線層１５ｂ、側面集電線層１５ｃ、側面導電膜層７ａ）は、縁の側面（例えば、側面３ｅ）に形成され、第１導電膜層に電気的に接続される。
接続部（例えば、半田１９、導電性接着材５１）は、導電部と第１電極部とを電気的に接続する。 6). Common Items of Embodiments Common items of the above embodiments will be described.
The dye-sensitized solar cell includes a first substrate, a second substrate, a first conductive film layer, a second conductive film layer, a power generation layer, an electrolyte material, a first electrode portion, and a second electrode portion. And a conductive portion and a connecting portion.
The second substrate (for example, the second substrate 5) is disposed so as to form a space facing the first substrate (for example, the first substrate 3), and the edge of the first substrate (for example, thefourth edge 3d). And a protruding flat part (for example, a protruding flat part 5e) protruding in one direction.
The first conductive film layer (for example, the photoelectrode transparent conductive film layer of the photoelectrode 7) is provided on the surface of the first substrate facing the second substrate.
The second conductive film layer (for example, the counter electrode transparent conductive film layer of the counter electrode 9) is provided on the surface of the second substrate facing the first substrate.
The power generation layer (for example, the porous semiconductor layer 14) is provided on one of the first conductive film layer and the second conductive film layer.
An electrolyte material (for example, the electrolyte layer 12) is filled in the space.
The first electrode part (for example, thefirst electrode part 17a) is provided on the protruding flat part.
The second electrode part (for example, thesecond electrode part 17b) is provided on the protruding flat part in an insulated state from the first electrode part, and is connected to the second conductive film layer.
The conductive portions (for example, the side current collectingcurrent layer 15a, the side current collecting current layer 15b, the side current collecting current layer 15c, and the side conductive film layer 7a) are formed on the side surface of the edge (for example, the side surface 3e) and are formed on the first conductive film layer. Electrically connected.
The connection part (for example, thesolder 19 and the conductive adhesive 51) electrically connects the conductive part and the first electrode part.
上記実施形態の共通事項を説明する。
色素増感型太陽電池は、第１基板と、第２基板と、第１導電膜層と、第２導電膜層と、発電層と、電解質材料と、第１電極部と、第２電極部と、導電部と、接続部と、を備えている。
第２基板（例えば、第２基板５）は、第１基板（例えば、第１基板３）に対向して空間を形成するように配置され、第１基板の縁（例えば、第４縁３ｄ）に対して一方向に突出する突出平面部（例えば、突出平面部５ｅ）を有する。
第１導電膜層（例えば、光電極７の光電極透明導電膜層）は、第１基板の第２基板に対向する側の面に設けられている。
第２導電膜層（例えば、対極９の対極透明導電膜層）は、第２基板の第１基板に対向する側の面に設けられている。
発電層（例えば、多孔質半導体層１４）は、第１導電膜層及び第２導電膜層のいずれか一方に設けられている。
電解質材料（例えば、電解質層１２）は、空間に充填されている。
第１電極部（例えば、第１電極部１７ａ）は、突出平面部に設けられている。
第２電極部（例えば、第２電極部１７ｂ）は、突出平面部に第１電極部と絶縁状態で設けられ、第２導電膜層に接続されている。
導電部（例えば、側面集電線層１５ａ、側面集電線層１５ｂ、側面集電線層１５ｃ、側面導電膜層７ａ）は、縁の側面（例えば、側面３ｅ）に形成され、第１導電膜層に電気的に接続される。
接続部（例えば、半田１９、導電性接着材５１）は、導電部と第１電極部とを電気的に接続する。 6). Common Items of Embodiments Common items of the above embodiments will be described.
The dye-sensitized solar cell includes a first substrate, a second substrate, a first conductive film layer, a second conductive film layer, a power generation layer, an electrolyte material, a first electrode portion, and a second electrode portion. And a conductive portion and a connecting portion.
The second substrate (for example, the second substrate 5) is disposed so as to form a space facing the first substrate (for example, the first substrate 3), and the edge of the first substrate (for example, the
The first conductive film layer (for example, the photoelectrode transparent conductive film layer of the photoelectrode 7) is provided on the surface of the first substrate facing the second substrate.
The second conductive film layer (for example, the counter electrode transparent conductive film layer of the counter electrode 9) is provided on the surface of the second substrate facing the first substrate.
The power generation layer (for example, the porous semiconductor layer 14) is provided on one of the first conductive film layer and the second conductive film layer.
An electrolyte material (for example, the electrolyte layer 12) is filled in the space.
The first electrode part (for example, the
The second electrode part (for example, the
The conductive portions (for example, the side current collecting
The connection part (for example, the
この太陽電池では、第１電極部と第２電極部とが第２基板の突出平面部に設けられているので、基板同士をずらして互いに接続する必要がなくなる。その結果、発電エリアを十分に確保できる。また、第１電極部と第２基板が、第２基板の同じ側の縁でかつ表裏片側に配置されているので、配線の取り付けが簡単になる。
さらに、導電部が形成されている位置が第１基板の縁の側面なので、接続部による導電部と第１電極との接続が容易である。 In this solar cell, since the first electrode part and the second electrode part are provided on the protruding flat part of the second substrate, it is not necessary to shift the substrates and connect them to each other. As a result, a sufficient power generation area can be secured. In addition, since the first electrode portion and the second substrate are arranged on the same side edge of the second substrate and on the front and back sides, the wiring can be easily attached.
Furthermore, since the position where the conductive portion is formed is the side surface of the edge of the first substrate, the connection between the conductive portion and the first electrode by the connecting portion is easy.
さらに、導電部が形成されている位置が第１基板の縁の側面なので、接続部による導電部と第１電極との接続が容易である。 In this solar cell, since the first electrode part and the second electrode part are provided on the protruding flat part of the second substrate, it is not necessary to shift the substrates and connect them to each other. As a result, a sufficient power generation area can be secured. In addition, since the first electrode portion and the second substrate are arranged on the same side edge of the second substrate and on the front and back sides, the wiring can be easily attached.
Furthermore, since the position where the conductive portion is formed is the side surface of the edge of the first substrate, the connection between the conductive portion and the first electrode by the connecting portion is easy.
７．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
例えば、第４実施形態の第２電極部と、第２実施形態の導電部、又は第３実施形態の導電部とを組み合わせてもよい。
基板の形状は矩形に限定されず、他の形状でもよい。 7). Other Embodiments Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In particular, a plurality of embodiments and modifications described in this specification can be arbitrarily combined as necessary.
For example, you may combine the 2nd electrode part of 4th Embodiment, the electroconductive part of 2nd Embodiment, or the electroconductive part of 3rd Embodiment.
The shape of the substrate is not limited to a rectangle and may be other shapes.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
例えば、第４実施形態の第２電極部と、第２実施形態の導電部、又は第３実施形態の導電部とを組み合わせてもよい。
基板の形状は矩形に限定されず、他の形状でもよい。 7). Other Embodiments Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In particular, a plurality of embodiments and modifications described in this specification can be arbitrarily combined as necessary.
For example, you may combine the 2nd electrode part of 4th Embodiment, the electroconductive part of 2nd Embodiment, or the electroconductive part of 3rd Embodiment.
The shape of the substrate is not limited to a rectangle and may be other shapes.
本発明は色素増感型太陽電池に広く適用される。
The present invention is widely applied to dye-sensitized solar cells.
１ ：色素増感型太陽電池
３ ：第１基板
３ｄ ：第４縁
３ｅ ：側面
５ ：第２基板
５ｄ ：第４縁
５ｅ ：突出平面部
７ ：光電極
７ａ ：側面導電膜層
９ ：対極
９ａ ：外側部
９ｂ ：第３導電膜層
１２ ：電解質層
１３ ：封止材
１４ ：多孔質半導体層
１５ ：第１集電線層
１５ａ ：側面集電線層
１５ｂ ：側面集電線層
１５ｃ ：側面集電線層
１７ ：第２集電線層
１７ａ ：第１電極部
１７ｂ ：第２電極部
１７ｃ ：第２電極部
１９ ：半田
２１ ：切断部
２５ ：配線 1: Dye-sensitized solar cell 3:First substrate 3d: Fourth edge 3e: Side surface 5: Second substrate 5d: Fourth edge 5e: Projection plane 7: Photoelectrode 7a: Side surface conductive layer 9: Counter electrode 9a : Outer portion 9b: third conductive layer 12: electrolyte layer 13: sealing material 14: porous semiconductor layer 15: first current collecting layer 15a: side current collecting layer 15b: side current collecting layer 15c: side current collecting layer 17: 2nd collector layer 17a: 1st electrode part 17b: 2nd electrode part 17c: 2nd electrode part 19: Solder 21: Cutting part 25: Wiring
３ ：第１基板
３ｄ ：第４縁
３ｅ ：側面
５ ：第２基板
５ｄ ：第４縁
５ｅ ：突出平面部
７ ：光電極
７ａ ：側面導電膜層
９ ：対極
９ａ ：外側部
９ｂ ：第３導電膜層
１２ ：電解質層
１３ ：封止材
１４ ：多孔質半導体層
１５ ：第１集電線層
１５ａ ：側面集電線層
１５ｂ ：側面集電線層
１５ｃ ：側面集電線層
１７ ：第２集電線層
１７ａ ：第１電極部
１７ｂ ：第２電極部
１７ｃ ：第２電極部
１９ ：半田
２１ ：切断部
２５ ：配線 1: Dye-sensitized solar cell 3:
Claims (5)
- 第１基板と、
前記第１基板に対向して空間を形成するように配置され、前記第１基板の縁に対して一方向に突出する突出平面部を有する第２基板と、
前記第１基板の第２基板側の面に設けられた第１導電膜層と、
前記第２基板の第１基板側の面に設けられた第２導電膜層と、
前記第１導電膜層及び前記第２導電膜層のいずれか一方に設けられた発電層と、
前記空間に充填された電解質材料と、
前記突出平面部に設けられた第１電極部と、
前記突出平面部に前記第１電極部と絶縁状態で設けられ、前記第２導電膜層に接続された第２電極部と、
前記第１基板の前記縁の側面に形成され、前記第１導電膜層に電気的に接続される導電部と、
前記導電部と前記第１電極部とを電気的に接続する接続部と、
を備えた色素増感型太陽電池。 A first substrate;
A second substrate disposed to form a space opposite to the first substrate and having a projecting flat portion projecting in one direction with respect to an edge of the first substrate;
A first conductive layer provided on the second substrate side surface of the first substrate;
A second conductive film layer provided on the first substrate side surface of the second substrate;
A power generation layer provided on one of the first conductive film layer and the second conductive film layer;
An electrolyte material filled in the space;
A first electrode portion provided on the protruding flat surface portion;
A second electrode portion provided in an insulating state on the protruding flat portion and connected to the second conductive film layer; and
A conductive portion formed on a side surface of the edge of the first substrate and electrically connected to the first conductive layer;
A connecting portion for electrically connecting the conductive portion and the first electrode portion;
A dye-sensitized solar cell comprising: - 前記第１電極部と前記第２電極部は前記突出平面部において互いに分離されて形成されている、請求項１に記載の色素増感型太陽電池。 2. The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the first electrode portion and the second electrode portion are separated from each other at the protruding flat portion.
- 前記第１導電膜層に積層された集電線層をさらに備え、
前記導電部は、前記集電線層の一部である、請求項１又は２に記載の色素増感型太陽電池。 A current collecting layer laminated on the first conductive layer;
The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the conductive portion is a part of the current collecting layer. - 前記第２基板の前記突出平面部は、前記第１基板の前記縁に対応する縁を有しており、
前記第１基板と前記第２基板の他の縁同士は平面視で一致している、請求項１～３のいずれかに記載の色素増感型太陽電池。 The protruding flat portion of the second substrate has an edge corresponding to the edge of the first substrate;
The dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the other edges of the first substrate and the second substrate coincide with each other in plan view. - 複数配置された、前記項１～４のいずれかに記載の色素増感型太陽電池と、
色素増感型太陽電池同士の前記第１電極部と前記第２電極部を接続する複数の配線と、
を備えた色素増感型太陽電池モジュール。 A plurality of the dye-sensitized solar cells according to any one of Items 1 to 4,
A plurality of wires connecting the first electrode portion and the second electrode portion between the dye-sensitized solar cells;
A dye-sensitized solar cell module comprising:
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014264062A JP2016127037A (en) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Dye-sensitized solar battery |
| JP2014-264062 | 2014-12-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016104047A1 true WO2016104047A1 (en) | 2016-06-30 |
Family
ID=56150079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/083344 WO2016104047A1 (en) | 2014-12-26 | 2015-11-27 | Dye-sensitized solar cell |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016127037A (en) |
| WO (1) | WO2016104047A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6333343B2 (en) * | 2016-11-15 | 2018-05-30 | 株式会社フジクラ | Photoelectric conversion element |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005216663A (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Optrex Corp | Dye-sensitized solar cell |
| JP2009289735A (en) * | 2008-04-28 | 2009-12-10 | Fujikura Ltd | Manufacturing method for photoelectric conversion element, photoelectric conversion element manufactured thereby, manufacturing method for photoelectric conversion element module, and photoelectric conversion element module manufactured thereby |
| JP2012134451A (en) * | 2010-12-01 | 2012-07-12 | Ntt Facilities Sogo Kenkyusho:Kk | Solar cell unit |
-
2014
- 2014-12-26 JP JP2014264062A patent/JP2016127037A/en active Pending
-
2015
- 2015-11-27 WO PCT/JP2015/083344 patent/WO2016104047A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005216663A (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Optrex Corp | Dye-sensitized solar cell |
| JP2009289735A (en) * | 2008-04-28 | 2009-12-10 | Fujikura Ltd | Manufacturing method for photoelectric conversion element, photoelectric conversion element manufactured thereby, manufacturing method for photoelectric conversion element module, and photoelectric conversion element module manufactured thereby |
| JP2012134451A (en) * | 2010-12-01 | 2012-07-12 | Ntt Facilities Sogo Kenkyusho:Kk | Solar cell unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016127037A (en) | 2016-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5531300B2 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
| US20160196927A1 (en) | Opto-electronic device module and method for manufacturing the same | |
| US20160111223A1 (en) | A laminated opto-electronic device and method for manufacturing the same | |
| EP2747101A1 (en) | An opto-electronic device and method for manufacturing the same | |
| JP5991092B2 (en) | Method for producing organic solar cell module | |
| WO2016104047A1 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
| JP5095148B2 (en) | Working electrode substrate and photoelectric conversion element | |
| JP2014013716A (en) | Dye-sensitized solar cell and method for manufacturing the same | |
| WO2014132725A1 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
| JP5460159B2 (en) | Dye-sensitized photoelectric conversion element | |
| US10580586B2 (en) | Dye-sensitized photoelectric conversion element | |
| JP6000808B2 (en) | Dye-sensitized solar cell module | |
| CN106663546B (en) | The electrolyte of low-light (level) dye-sensitized photoelectric conversion element and the low-light (level) dye-sensitized photoelectric conversion element for using the electrolyte | |
| JP6095488B2 (en) | Manufacturing method of organic thin film solar cell | |
| JP6048047B2 (en) | Dye-sensitized solar cell and photoelectrode for dye-sensitized solar cell | |
| Kim et al. | Flexible Dye‐Sensitized Solar Cells | |
| JP5398498B2 (en) | Dye-sensitized photoelectric conversion element | |
| KR20110130040A (en) | Dye sensitized solar cell | |
| JP2014199748A (en) | Dye-sensitized solar cell | |
| US10692658B2 (en) | Photoelectric conversion element | |
| JP2014017207A (en) | Dye-sensitized solar cell and manufacturing method therefor | |
| JP2016100568A (en) | Dye-sensitised solar cell | |
| JP6034280B2 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
| JP2015216299A (en) | Dye-sensitized solar battery | |
| JP2014017180A (en) | Dye-sensitized solar cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15872616 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15872616 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |