WO2017141902A1 - 太陽電池 - Google Patents

太陽電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2017141902A1
WO2017141902A1 PCT/JP2017/005307 JP2017005307W WO2017141902A1 WO 2017141902 A1 WO2017141902 A1 WO 2017141902A1 JP 2017005307 W JP2017005307 W JP 2017005307W WO 2017141902 A1 WO2017141902 A1 WO 2017141902A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductive film
solar cell
photoelectrode
electrode
separation preventing
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/005307
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
壮一郎 鈴木
泰博 稲垣
Original Assignee
積水化学工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 積水化学工業株式会社 filed Critical 積水化学工業株式会社
Priority to JP2018500119A priority Critical patent/JPWO2017141902A1/ja
Publication of WO2017141902A1 publication Critical patent/WO2017141902A1/ja

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

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-028440 for which it applied to Japan on February 17, 2016, and uses the content here.
  • Patent Document 1 As a technique related to such a field.
  • an auxiliary electrode made of a metal or alloy mesh is provided, and a transparent conductive film is formed on the auxiliary electrode.
  • An auxiliary electrode is provided on the base film of the counter electrode, a transparent conductive film is formed on the auxiliary electrode, and a platinum (Pt) thin film is further formed on the transparent conductive film.
  • one electrode and the other counter electrode are bonded together by a sealing material, and an electrolytic solution is filled in an internal space surrounded by the sealing material.
  • a dot spacer made of an insulating material is formed on the Pt thin film.
  • the insulating dot spacer of the counter electrode is made of a transparent insulating material. Insulating dot spacers are formed in a dye-sensitized solar cell at a height approximately equal to the electrode spacing to be secured between the semiconductor electrode and the counter electrode. Such dot spacers are formed by screen printing on a base film on which an auxiliary electrode, a transparent conductive film and a Pt thin film are formed.
  • the dot spacer described above employs the above-described configuration so as not to reduce the distance between the electrodes.
  • the dot spacer is fixed on the Pt thin film, but is not fixed to the semiconductor electrode. Therefore, when the solar cell is used in the vertical direction, the load due to the electrolyte is a lower sealing material. There is a risk that the sealing material may be broken (peeled) by applying a load to the sealing material. In particular, the larger the area of the dye-sensitized solar cell, the more likely this sealing material breaks down.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a solar cell that prevents the sealing material from peeling off.
  • the solar cell of the present invention includes a photoelectrode in which a semiconductor layer is formed on one substrate on which one conductive film is formed, a counter electrode having another substrate on which another conductive film is formed, and the photoelectrode Between the photoelectrode and the counter electrode, and a sealing material in which the counter electrode and the counter electrode are bonded together, and an electrolyte solution filled in an internal space surrounded by the sealing material and extending in the vertical direction. Is provided with an electrode separation preventing portion having one end fixed to the surface of the semiconductor layer and the other end fixed to the surface of the other conductive film.
  • the solar cell may be arranged vertically so that the photoelectrode and the counter electrode extend in the vertical direction.
  • the electrolyte filled in the internal space tends to accumulate under its own weight.
  • the electrode separation preventing portion having one end fixed to the surface of the semiconductor layer and the other end fixed to the surface of another conductive film is provided, the distance between the photoelectrode and the counter electrode is widened. This makes it difficult for the electrolytic solution to concentrate on the lower side, and the lower side of the sealing material does not easily peel off.
  • the electrode separation preventing part of the present invention may be formed of a material having an adhesive containing at least one of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and an ultraviolet curable resin. In this way, the electrode separation preventing portion can be easily formed by using the adhesive.
  • a plurality of the electrode separation preventing portions of the present invention may be provided, and the distance between the centers of the electrode separation preventing portions may be set within a range of 0.3 cm to 144 cm.
  • the electrode separation preventing portions of the present invention may be densely scattered as the sealing material is approached in the internal space.
  • the electrode separation preventing portion becomes denser as it approaches the sealing material, and therefore, the prevention of the peeling of the sealing material can be further enhanced.
  • the electrode separation preventing portion of the present invention may be disposed in a lower portion of the internal space when the photoelectrode and the counter electrode are disposed vertically so as to extend in the vertical direction. If such a structure is employ
  • the electrode separation preventing portion of the present invention may be disposed in an upper portion of the internal space when the photoelectrode and the counter electrode are disposed vertically so as to extend in the vertical direction.
  • the solar cell of the present invention has an effect of preventing the sealing material from peeling off.
  • the dye-sensitized solar cell 1 includes a photoelectrode 4 provided on a first substrate (one substrate) 2 and a first electrode disposed in parallel to face the first substrate 2.
  • the photoelectrode 4 includes a first conductive film (one conductive film) 6 formed on the first substrate 2 and a semiconductor layer 8 fixed to the first conductive film 6.
  • the counter electrode 5 includes a second conductive film (the other conductive film) 7 formed on the second substrate 3. Specifically, on the surface of the first substrate 2, a first conductive film 6 ⁇ / b> A and a first conductive film 6 ⁇ / b> B are formed in a rectangular shape with a gap as the first conductive film 6. A separation portion R2 is formed between the first conductive film 6A and the first conductive film 6B.
  • a porous semiconductor carrying a dye is formed on each of the first conductive film 6A and the first conductive film 6B to form a semiconductor layer 8.
  • a second conductive film 7A and a second conductive film 7B are formed in a rectangular shape at an interval.
  • a separation portion R1 is formed between the second conductive film 7A and the second conductive film 7B.
  • a catalyst layer (not shown) is formed on the second conductive films 7A and 7B.
  • the photoelectrode 4 and the counter electrode 5 are arranged by shifting the opposing positions of the first conductive film 6A, the second conductive film 7A, the first conductive film 6B, and the second conductive film 7B in the respective arrangement directions. ing. That is, the first conductive film 6 and the second conductive film 7 are such that the first conductive film 6A and the second conductive film 7A face each other, and the end 6h of the first conductive film 6A and the second conductive film 7A are opposed to each other.
  • the end portion 7k of the conductive film 7B is provided so as to be opposed to the separation portion R1 and the separation portion R2.
  • first conductive film 6B and the second conductive film 7B face each other, and the end 6h of the first conductive film 6B forms a cell adjacent to the cell C2 (a cell adjacent to the right side in FIG. 1). It is provided so as to face the end 7k of the second conductive film 7C.
  • the photoelectrode 4 and the counter electrode 5 that are arranged to face each other in this way are bonded together by sealing materials 9A and 9B.
  • the sealing materials 9A and 9B are arranged in a frame shape so as to surround the periphery of the semiconductor layer 8 formed in the first conductive films 6A and 6B, and the internal space S is formed between the photoelectrode 4 and the counter electrode 5. Is forming.
  • the internal space S surrounded by the sealing materials 9A and 9B is filled with an electrolyte solution (not shown) and sealed in a liquid-tight manner.
  • the portions surrounded by the sealing materials 9A and 9B are arranged adjacent to each other to constitute cells C1, C2, C3,.
  • the sealing material 9A is densely disposed between the second conductive film 7A and the second conductive film 7B so as to fill the separation portion R1, and the second conductive film 7A and the second conductive film are disposed.
  • the film 7B is insulated.
  • the sealing material 9B is densely disposed between the first conductive film 6A and the first conductive film 6B so as to fill the separation portion R2, and the first conductive film 6A and the first conductive material are disposed. It insulates from the film 6B.
  • the end 6h of the first conductive film 6A extends from the internal space S beyond the sealing material 9A in the arrangement direction of the cells C1 and C2, and the end of the second conductive film 7A.
  • 7k extends from the internal space S beyond the sealing material 9A in the direction opposite to the end 6h.
  • the end 6h of the first conductive film 6B extends from the internal space S beyond the sealing material 9B in the arrangement direction of the cells C1 and C2, and the end of the second conductive film 7B.
  • the part 7k extends from the internal space S beyond the sealing material 9B to the opposite side of the end part 6h.
  • the end portion 6h of the first conductive film 6A and the end portion 7k of the second conductive film 7B are arranged to face each other.
  • a conductive material 10 is disposed between the end 6h and the end 7k.
  • the conductive material 10 provides electrical continuity between the cell C1 and the cell C2, and the cells C1 and C2 are connected in series.
  • the conductive material 10 is filled so as to fill the gap between the one sealing material 9A and the other sealing material 9B as much as possible.
  • the first substrate 2 and the second substrate 3 for example, a resin material mainly composed of a transparent thermoplastic resin material such as polyethylene naphthalate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET), or a glass substrate, respectively. Etc. are preferably used.
  • substrate 3 may be formed in the flexible film form. At least one of the first substrate 2 and the second substrate 3 is a transparent substrate.
  • Examples of materials for the first conductive film 6 and the second conductive film 7 include tin-doped indium oxide (ITO), zinc oxide, fluorine-doped tin oxide (FTO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), and tin oxide (SnO). ), Antimony-doped tin oxide (ATO), indium oxide / zinc oxide (IZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), and the like are used. At least one of the first conductive film 6 and the second conductive film 7 is formed of a transparent material.
  • the material which comprises the catalyst layer not shown formed in the 2nd electrically conductive film 7 is not specifically limited,
  • a well-known material is applicable, for example, carbons, such as platinum and a carbon nanotube, poly ( Examples thereof include conductive polymers such as 3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT / PSS).
  • the semiconductor layer 8 has a function of receiving and transporting electrons from the sensitizing dye, and a semiconductor made of a metal oxide is formed on the surface of the conductive film.
  • a metal oxide for example, titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), or the like is used.
  • the semiconductor layer 8 carries a sensitizing dye.
  • the sensitizing dye is composed of an organic dye or a metal complex dye.
  • organic dye for example, various organic dyes such as coumarin, polyene, cyanine, hemicyanine, and thiophene can be used.
  • metal complex dye for example, a ruthenium complex is preferably used.
  • sealing materials 9A and 9B include, but are not limited to, resin materials containing at least one kind of thermoplastic resin, thermosetting resin, or ultraviolet curable resin.
  • the sealing materials 9A and 9B may be, for example, a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or a polyisobutylene resin, such as a hot melt resin such as a polyamide resin, a polyolefin resin, or an ionomer resin.
  • a sealing portion corresponding to the sealing materials 9A and 9B may be formed without using a separate material such as thermal fusion or ultrasonic fusion.
  • the electrolyte solution (not shown) is filled in the internal space S including the inside of the semiconductor layer 8.
  • the electrolyte include non-aqueous solvents such as acetonitrile and propionitrile; liquid components such as ionic liquids such as dimethylpropylimidazolium iodide or butylmethylimidazolium iodide; and a supporting electrolyte such as lithium iodide; A solution mixed with iodine is used. Further, the electrolytic solution may contain t-butylpyridine in order to prevent reverse electron transfer reaction.
  • the conductive material 10 is conductive particles, powder, or a linear body.
  • the conductive material can be suitably used as long as it is a material that conducts electricity, such as metal, alloy, conductive carbon, resin particles, glass particles, and conductive rubber particles whose surface or whole has been subjected to conductive treatment, and is not particularly limited. .
  • the paste containing the said electrically conductive material can also be used suitably.
  • the paste is not particularly limited, but an adhesive, an adhesive, a resin such as a UV curable resin, or the like is preferable.
  • an electrode separation preventing unit 20 having one end fixed to the surface of the semiconductor layer 8 and the other end fixed to the surface of the second conductive film 7 is provided.
  • each electrode separation preventing unit 20 is formed of an adhesive.
  • the distance between the electrode separation preventing portions 20 is preferably set such that at least the distance between the centers of the electrode separation preventing portions 20 is in the range of 0.3 cm to 144 cm, and is set in the range of 0.5 cm to 40 cm. More preferably. When the distance between the electrode separation preventing portions 20 is 0.3 or less, the power generation efficiency in a predetermined range is remarkably lowered. When the distance between the electrode separation preventing portions 20 is larger than 144 cm, the electrodes are separated from each other. This is because it is difficult to prevent.
  • the adhesive used for the electrode separation preventing unit 20 is not only a liquid that has a low viscosity but is solidified by a chemical reaction, a temperature change, volatilization of a solvent, etc. It contains a pressure-sensitive adhesive that does not change its state after bonding.
  • the adhesive include resin materials including at least one thermoplastic resin, thermosetting resin, and ultraviolet curable resin. More specifically, for example, a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, A polyisobutylene resin may be used, and a hot melt resin such as a polyamide resin, a polyolefin resin, or an ionomer resin is preferably used.
  • the electrode separation prevention unit 20 is disposed along the periphery of the internal space S at least in the vicinity of the sealing materials 9A and 9B.
  • the present invention enhances the prevention of the sealing materials 9A and 9B from peeling off. Since the semiconductor layer 8 is porous, the electrode separation preventing portion 20 made of an adhesive causes an anchor effect due to the irregularities on the surface of the semiconductor layer 8 and is firmly fixed to the semiconductor layer 8.
  • the electrode separation preventing unit 20 is formed by dropping an adhesive at a predetermined position on the second conductive film 7 and then bringing the semiconductor layer 8 to face the second conductive film 7 to form the second substrate 2 and the second conductive film 7. This is performed by pressing in a state where the distance from the substrate 3 is maintained.
  • the space between the photoelectrode 4 and the counter electrode 5 is fixed by curing of the adhesive used as the electrode separation preventing unit 20.
  • the electrode separation preventing part 20 can be formed by using the adhesive.
  • the electrode separation preventing unit 20 formed as described above By using the electrode separation preventing unit 20 formed as described above, the distance between the photoelectrode 4 and the counter electrode 5 is difficult to be widened, and the electrolytic solution is difficult to concentrate on the lower side, and the sealing materials 9A and 9B. Peeling of the lower side of the wall becomes difficult to occur.
  • the electrode separation preventing unit 20 is a part or the whole of the lower part of the internal space S (1/2 from the bottom in the vertical direction or vertical direction of the internal space S) when the cells C1 and C2 are placed vertically. May be arranged. If such a structure is employ
  • the electrode separation preventing unit 20 is formed on a part or the whole of the upper part of the internal space S when the cells C1 and C2 are placed vertically (1/2 from the top in the vertical direction or vertical direction of the internal space S) It may be arranged. By disposing the electrode separation preventing unit 20 on the upper side in the internal space S, it is possible to prevent the gap between the photoelectrode 4 and the counter electrode 5 from widening, and to prevent the sealing materials 9A and 9B from peeling off.
  • the electrode separation preventing unit 20 is a part of an intermediate portion of the internal space S when the cells C1 and C2 are placed vertically (region straddling the upper portion and the lower portion in the vertical direction or the vertical direction of the internal space S). Or you may arrange
  • the electrode separation preventing unit 20 may be selectively disposed in any two parts of the upper part, the lower part, and the middle part of the internal space S when the cells C1 and C2 are placed vertically. In this case, it is possible to better prevent the gap between the photoelectrode 4 and the counter electrode 5 from being increased, and to more reliably prevent the sealing materials 9A and 9B from peeling off.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications as described below are possible.
  • the electrode separation preventing units 20 are scattered more and more densely in the internal space S as they approach the sealing materials 9A and 9B.
  • the prevention of peeling of the sealing materials 9A and 9B can be further strengthened.
  • the electrode separation preventing unit 20 is arranged in the lower half in the vertical direction of the internal space when the cells C1 and C2 are placed vertically, the electrode separation preventing unit 20 is densely scattered as approaching the sealing materials 9A and 9B. You may do it.
  • the electrode separation preventing unit 20 may not be an adhesive but may be a granular material that bites into the second conductive film 7 and the semiconductor layer 8.
  • materials other than the adhesive used for the electrode separation preventing unit 20 include particles having a shape that bites into or gets caught by the catalyst or the conductive layer on the surface of the semiconductor layer 8 and the second conductive film 7 (specifically, Polygonal) material may be used. Such particles are preferably insulators. Alternatively, particles coated with an adhesive may be used. In this case, the center particles may be organic particles. Furthermore, it may be a material (thermoplastic material) that melts by heat, not an adhesive. In this case, the shape does not matter.
  • Such an electrode separation preventing unit 20 is fixed to the second conductive film 7 and the semiconductor layer 8.
  • the electrode separation preventing unit 20 may be arranged linearly in the internal space S.
  • the internal space S is provided with the electrode separation preventing portion 20 that connects the photoelectrode 4 and the counter electrode 5 and fixes the distance therebetween.
  • the unevenness of the electrolyte solution in the space S can be prevented.
  • the electrode separation preventing unit 20 can be formed by, for example, ultrasonic welding.
  • the electrode separation preventing unit 20 is formed by disposing a transparent member, the ultrasonic separation is used.
  • a polyethylene terephthalate film on which an ITO film was formed was used as the transparent conductive substrate.
  • a titanium oxide paste for low-temperature film formation manufactured by Pexel is applied by screen printing and baked at 150 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere.
  • the film thickness is 10 ⁇ m and the length is 1 m.
  • a porous titanium oxide film (semiconductor layer) with a width of 50 mm was formed, and two were formed at intervals along the width direction to produce a photoelectrode.
  • An ITO film having Pt as a catalyst serving as a counter electrode through the sealing material with a sealing material disposed in a frame shape at an interval of 1 mm from the edge on the titanium oxide porous film side of the photoelectrode The polyethylene terephthalate film formed was bonded to form a cell in which the space between the photoelectrode and the counter electrode was sealed.
  • the sealing material was arranged in a frame shape for each titanium oxide porous film in the photoelectrode so that the cells were divided for each titanium oxide porous film.
  • the photoelectrode and the counter electrode were arranged so that the titanium oxide porous film in the photoelectrode and the ITO film in the counter electrode face each other.
  • the ITO film was subjected to a predetermined insulating process so as to have a series structure.
  • the solar cell precursor of the comparative example which made the plane area of internal space 1 m2mm in length and 52 mm in width by the above process was produced.
  • Aron Melt (trade name) which is a hot melt adhesive manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. was used.
  • series wiring material Sekisui Chemical Co., Ltd. conductive fine particle micropearl (trade name) was used.
  • an electrolyte solution is injected from an injection hole previously formed in the counter electrode, and after filling the cell with the electrolyte solution, the injection hole is sealed with an adhesive.
  • a solar cell of a comparative example having a length of 1 m having two cells was obtained.
  • This solar cell was suspended so that the longitudinal direction of the titanium oxide porous film was along the vertical direction and left for 24 hours. 24 hours later, in the solar cell of this comparative example, the electrolytic solution accumulates vertically downward, and the sealing material partially peels between the photoelectrode and the counter electrode, so that the electrolytic solution should exist in each cell. However, it moved into another cell, and the bias of the electrolyte solution occurred in the cell. That is, the sealing material did not sufficiently fulfill the sealing function.
  • the battery of the present comparative example placed vertically is significantly lower in performance as a battery than the case where the same battery as the present comparative example is left flat and left to generate power, and is larger than 10%. A decrease in output was observed.
  • Example 1 A solar cell precursor was produced in the same manner as in Comparative Example 1.
  • Alonmelt (trade name), which is a hot melt adhesive made by Toa Gosei Co., Ltd., having a diameter of 1 mm, is placed at an interval of approximately 0.3 cm (approximately equal intervals) between the centers of the solar cell precursor (cell).
  • the electrode separation preventing portion is formed by connecting the photoelectrode and the counter electrode and fixing the distance therebetween.
  • the distribution ratio of the electrode separation preventing portions was 324 per 2600 mm 2 .
  • the electrolytic solution was injected into the solar cell precursor cell in which the electrode separation preventing portion was formed, and after filling the electrolytic solution into the cell, the injection hole was sealed with an adhesive, and the operation was performed.
  • the solar cell of Example 1 was obtained. This solar cell was suspended so that the longitudinal direction of the titanium oxide porous film was along the vertical direction and left for 24 hours. After 24 hours, in the solar cell of Example 1, the electrolyte hardly accumulated vertically downward, and there was almost no bias of the electrolyte in the cell. That is, the sealing material sufficiently fulfilled the sealing function.
  • the performance of the battery of Example 1 was less degraded and the output was less than 10%.
  • Example 2 A solar cell similar to that of Example 1 was produced except that the electrode separation preventing portion was disposed only in half of the internal space of the cell that was divided into two equal parts. This solar cell was hung so that the longitudinal direction of the titanium oxide porous film was along the vertical direction and the electrode separation preventing portion was located on the lower side, and left for 24 hours. After 24 hours, the downward bias in the cell of the electrolyte of the solar battery of Example 2 was suppressed as compared with the solar battery of the comparative example, and the sealing material sufficiently performed the sealing function. In addition, compared with the case where the same battery as that of the comparative example was left flat and the power was generated, the performance of the battery of Example 2 was less degraded and the output was less than 10%.
  • Example 3 A solar cell similar to that of Example 1 was produced except that the electrode separation preventing portion was disposed only in half of the internal space of the cell that was divided into two equal parts. This solar cell was hung so that the longitudinal direction of the titanium oxide porous film was along the vertical direction and the electrode separation preventing portion was located on the upper side, and left for 24 hours. After 24 hours, the downward bias in the cell of the electrolyte of the solar battery of Example 3 was suppressed as compared with the solar battery of the comparative example, and the sealing material sufficiently performed the sealing function. Further, compared with the case where the same battery as that of the comparative example was left flat and the power was generated, the performance of the battery of this Example 3 was less deteriorated and the output decrease was 10% or less.
  • Example 4 A solar cell similar to that of Example 1 was manufactured except that the electrode separation preventing portion was disposed only in the middle region obtained by dividing the internal space of the cell into three equal parts in the longitudinal direction. This solar cell was hung so that the longitudinal direction of the porous titanium oxide film was along the vertical direction and the electrode separation preventing portion was located in the middle of the longitudinal direction, and was left for 24 hours. After 24 hours, the downward bias in the cell of the electrolyte of the solar battery of Example 4 was suppressed as compared with the solar battery of the comparative example, and the sealing material sufficiently performed the sealing function. Further, compared with the case where the same battery as that of the comparative example was left flat and the power was generated, the performance of the battery of Example 4 was less degraded and the output was less than 10%.
  • Example 5 A solar cell similar to that of Example 1 was produced except that the electrode separation preventing portions were randomly arranged in the entire internal space of the cell instead of at regular intervals. This solar cell was suspended so that the longitudinal direction of the titanium oxide porous film was along the vertical direction and left for 24 hours. After 24 hours, in the solar cell of Example 5, the electrolyte hardly accumulated vertically downward, and there was almost no bias of the electrolyte in the cell. That is, the sealing material sufficiently fulfilled the sealing function. In addition, compared with the case where the same battery as that of the comparative example was left to stand and left to generate power, the performance of the battery of Example 5 was less degraded and the output was less than 10%.
  • Example 6 The longitudinal dimension of the titanium oxide porous film (semiconductor layer) is 3 m (the dimension of the internal space of the cell is 3 m2 mm), and the electrode separation preventing portion having a diameter of 1 cm is 1.44 m apart from each other.
  • a solar cell similar to that of Example 1 was produced except that the solar cell was arranged in the above. This solar cell was suspended so that the longitudinal direction of the titanium oxide porous film was along the vertical direction and left for 24 hours. After 24 hours, in the solar cell of Example 6, the electrolyte hardly accumulated vertically downward, and there was almost no bias of the electrolyte in the cell. That is, the sealing material sufficiently fulfilled the sealing function.
  • the performance of the battery of Example 6 is reduced. The output drop was less than 10%.

Abstract

【課題】本発明は、封止材の剥がれを防止するようにした太陽電池を提供する。 【解決手段】太陽電池１は、一の導電膜６が形成された一の基板２に半導体層８が形成された光電極４と、他の導電膜７が成膜された他の基板３を有する対向電極５と、光電極４と対向電極５とを貼り合わせた封止材９Ａ，９Ｂと、封止材９Ａ，９Ｂで包囲されて上下方向に延在する内部空間Ｓに充填された電解液とを備え、光電極４と対向電極５との間には、一端が半導体層８の表面に固定され、他端が他の導電膜７の表面に固定された電極離間防止部２０が配置される。

Description

太陽電池
　本発明は、太陽電池に関する。
　本願は、２０１６年２月１７日に日本に出願された特願２０１６－０２８４４０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来において、このような分野に関連する技術として特許文献１がある。この公報に記載された色素増感型太陽電池の一方の電極の基材フィルム上には、金属又は合金のメッシュよりなる補助電極が設けられ、補助電極上に透明導電膜が形成されている。また、対向電極の基材フィルム上には補助電極が設けられ、補助電極上に透明導電膜が形成され、更に透明導電膜上に白金（Ｐｔ）薄膜が形成されている。また、一方の電極と他方の対向電極とは封止材によって貼り合わされ、封止材によって包囲された内部空間に電解液が充填されている。そして、このＰｔ薄膜上に絶縁性材料よりなるドットスペーサが形成されている。
　対向電極の絶縁性ドットスペーサは、透明の絶縁材料より形成されている。絶縁性ドットスペーサは、色素増感型太陽電池において、半導体電極と対向電極との間に確保すべき電極間隔と同程度の高さに形成されている。このようなドットスペーサは、補助電極、透明導電膜及びＰｔ薄膜を形成した基材フィルムに対スクリーン印刷で形成されている。
特開２００４－２９６６６９号公報
　前述したドットスペーサは、上記の構成を採用することにより、電極同士の距離を狭めないようにしている。
　しかしながら、前記ドットスペーサは、Ｐｔ薄膜上に固定されているが、半導体電極に固定されていないので、太陽電池を鉛直方向に立てて利用するような場合、電解液による荷重が下方の封止材に負荷をかけて封止材の決壊（剥がれ）を引き起こす虞があった。特に、色素増感型太陽電池の面積が大きくなるほど、この封止材の決壊が生じやすくなる。
　そこで、本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、封止材の剥がれを防止するようにした太陽電池を提供する。
　本発明の太陽電池は、一の導電膜が形成された一の基板に半導体層が形成された光電極と、他の導電膜が成膜された他の基板を有する対向電極と、前記光電極と前記対向電極とを貼り合わせた封止材と、前記封止材で包囲されて上下方向に延在する内部空間に充填された電解液とを備え、前記光電極と前記対向電極との間には、一端が前記半導体層の表面に固定され、他端が前記他の導電膜の表面に固定された電極離間防止部が配置されている。
　太陽電池は、光電極と対向電極が上下方向に延在するように縦置きに配置されることがある。太陽電池が縦置きにされ、封止材で包囲された内部空間が上下方向に延在した場合、内部空間に充填されている電解液は自重で下に溜り易くなる。しかしながら、本発明では、一端が半導体層の表面に固定され、他端が他の導電膜の表面に固定された電極離間防止部が設けられているので、光電極と対向電極との間隔が広がり難く、これによって電解液が下側に集中し難くなり、封止材の下側の剥がれが起こり難くなる。
　本発明の前記電極離間防止部は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂の樹脂を少なくとも一種含む接着剤を有した材料より形成されてもよい。
　このように接着剤を利用することで、容易に電極離間防止部を形成することができる。
　本発明の前記電極離間防止部は複数設けられ、前記電極離間防止部の中心どうしの距離は、０．３ｃｍ以上１４４ｃｍの範囲内に設定されていてもよい。
　このような構成を採用すると、光電極と対向電極との間隔の広がりをより良好に防止し、封止材の剥がれをより確実に防止することができる。
　本発明の前記電極離間防止部は、前記内部空間において前記封止材に近づくにつれて密に点在していてもよい。
　このような構成を採用すると、封止材に近づくにつれて電極離間防止部が密になるので、封止材の剥がれ防止をより一層強化することができる。
　本発明の前記電極離間防止部は、前記光電極と前記対向電極が上下方向に延在するように縦置きに配置された際の前記内部空間の下側部分に配置されていてもよい。
　このような構成を採用すると、封止材の下側を強化することで、封止材の剥がれをより確実に防止することができる。
　本発明の前記電極離間防止部は、前記光電極と前記対向電極が上下方向に延在するように縦置きに配置された際の前記内部空間の上側部分に配置されていてもよい。
　電解液が充填される内部空間で電極離間防止部を上側に配置させることで、光電極と対向電極との間隔が広がることを防止し、封止材の剥がれを防止することができる。
　本発明の太陽電池は、封止材の剥がれを防止することができるという効果を奏する。
は、本発明に係る太陽電池の一実施形態を示す断面図である。
は、本発明に係る太陽電池の一実施形態を示す平面図である。
は、本発明に係る太陽電池の変形例を示す平面図である。
　以下、図面を参照しつつ本発明に係る太陽電池の好適な実施形態について色素増感太陽電池を例示して詳細に説明する。なお、各図はあくまで模式図であり、各構成の寸法比、等は図に示されたものに限定されるものではない。また、本実施形態は、セル同士が直列接続されている場合を例として説明したが、セルが並列接続されている場合にも適用することができる。
　図１に示すように、色素増感型太陽電池１は、第１の基板（一方の基板）２に設けられた光電極４と、第１の基板２に対向して平行に配置された第２の基板（他方の基板）３に設けられた対向電極５とにより形成され、直列接続された複数のセルＣ１，Ｃ２・・を有している。
　光電極４は、第１の基板２に成膜された第１の導電膜（一方の導電膜）６と、この第１の導電膜６に固着された半導体層８とを備えている。
　対向電極５は、第２の基板３に成膜された第２の導電膜（他方の導電膜）７を備えている。
　詳細には、第１の基板２の表面には、第１の導電膜６として、第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとが間隔を空けて矩形に成膜されている。第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとの間は離間部Ｒ２を構成している。
　第１の導電膜６Ａ及び第１の導電膜６Ｂにはそれぞれ色素を担持した多孔質半導体が成膜され、半導体層８を形成している。
　第２の基板３の表面には、第２の導電膜７として、第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとが間隔を空けて矩形に成膜されている。第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとの間は離間部Ｒ１を構成している。第２の導電膜７Ａ，７Ｂには、不図示の触媒層が形成されている。
　光電極４と対向電極５とは、第１の導電膜６Ａ及び第２の導電膜７Ａ並びに第１の導電膜６Ｂ及び第２の導電膜７Ｂの対向位置をそれぞれの配列方向にずらして配置されている。すなわち第１の導電膜６と第２の導電膜７とは、第１の導電膜６Ａと第２の導電膜７Ａとが対向するとともに、第１の導電膜６Ａの端部６ｈと第２の導電膜７Ｂの端部７ｋとが離間部Ｒ１と離間部Ｒ２との間において対向配置するように設けられている。また、第１の導電膜６Ｂと第２の導電膜７Ｂとが対向するとともに、第１の導電膜６Ｂの端部６ｈがセルＣ２と隣り合うセル（図１において右側に隣り合うセル）を形成している第２の導電膜７Ｃの端部７ｋと対向するように設けられている。
　このように対向配置された光電極４と対向電極５とは、封止材９Ａ，９Ｂによって貼り合わされている。
　封止材９Ａ，９Ｂは、第１の導電膜６Ａ，６Ｂに形成された半導体層８の周囲を取り囲むように、枠状に配されて光電極４と対向電極５との間に内部空間Ｓを形成している。
　封止材９Ａ，９Ｂのそれぞれに囲まれた内部空間Ｓには、不図示の電解液が充填され液密に封止されている。
　このようにして封止材９Ａ，９Ｂにより囲まれた部分が互いに隣り合って配置され、セルＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・を構成している。
　なお、封止材９Ａは、離間部Ｒ１を埋めるように第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとの間に密に配置されており、第２の導電膜７Ａと第２の導電膜７Ｂとの間を絶縁している。
　また、封止材９Ｂは、離間部Ｒ２を埋めるように第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとの間に密に配置されており、第１の導電膜６Ａと第１の導電膜６Ｂとの間を絶縁している。
　セルＣ１において、第１の導電膜６Ａの端部６ｈは、内部空間Ｓから封止材９Ａを超えてセルＣ１及びセルＣ２の配列方向に延出しており、第２の導電膜７Ａの端部７ｋは、内部空間Ｓから封止材９Ａを超えて端部６ｈと反対方向に延出している。
　セルＣ２においては、第１の導電膜６Ｂの端部６ｈは、内部空間Ｓから封止材９Ｂを超えてセルＣ１及びセルＣ２の配列方向に延出しており、第２の導電膜７Ｂの端部７ｋは、内部空間Ｓから封止材９Ｂを超えて端部６ｈの反対側に延出している。
　封止材９Ａと封止材９Ｂとの間では第１の導電膜６Ａの端部６ｈと第２の導電膜７Ｂの端部７ｋとが互いに対向配置されている。これらの端部６ｈと端部７ｋとの間には、導電材１０が配置されている。この導電材１０により、セルＣ１とセルＣ２との電気的導通が図られ、セルＣ１，Ｃ２が直列に接続されている。
　導電材１０は、一方の封止材９Ａと他方の封止材９Ｂとの隙間をできる限り埋めるように充填されている。
　第１の基板２及び第２の基板３の材料としては、それぞれ例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明の熱可塑性樹脂材料を主材料とする樹脂材料、又はガラス基板等が好適に用いられる。なお、第１の基板２及び第２の基板３は、可撓性のあるフィルム状に形成されたものであってもよい。第１の基板２及び第２の基板３の少なくとも一方は、透明基板とされている。
　第１の導電膜６と第２の導電膜７の材料には、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、酸化インジウム／酸化亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）等が用いられている。第１の導電膜６と第２の導電膜７の少なくとも一方は、透明な材料により形成されている。
　また、第２の導電膜７に形成された不図示の触媒層を構成する材料は、特に限定されず、公知の材料が適用可能であり、例えば、白金、カーボンナノチューブ等のカーボン類、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）－ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の導電性ポリマー等が挙げられる。
　半導体層８は、増感色素から電子を受け取り輸送する機能を有するものであり、金属酸化物からなる半導体が導電膜の表面に成膜されている。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等が用いられる。
　半導体層８は、増感色素を担持している。増感色素は、有機色素または金属錯体色素で構成されている。有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系等の各種有機色素を用いることができる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が好適に用いられる。
　封止材９Ａ，９Ｂとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂の樹脂を少なくとも一種含んだ樹脂材料が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。封止材９Ａ，９Ｂとして、具体的には例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはポリイソブチレン系樹脂であっても良く、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、またはアイオノマー樹脂などのホットメルト樹脂等が好適に用いられる。封止材９Ａ，９Ｂに変えて、熱融着や超音波融着など、別途材料を利用せず、封止材９Ａ，９Ｂに相当する封止部を形成してもよい。
　不図示の電解液は、半導体層８の内部を含めて内部空間Ｓに充填されている。電解液としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル等の非水系溶剤；ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム又はヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン液体などの液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解液とヨウ素とが混合された溶液等が用いられている。また、電解液は、逆電子移動反応を防止するため、ｔ－ブチルピリジンを含むものでもよい。
　導電材１０は、導電性の粒子、粉末、又は線状体である。導電性材料として、金属、合金、導電性カーボン、表面あるいは全体に導電処理を施した樹脂粒子、ガラス粒子、導電性ゴム粒子など電気を流す材料であれば好適に用いる事ができ、特に限定されない。あるいは上記導電材を含むペーストも好適に用いる事ができる。ペーストは特に限定されないが、接着材、粘着材若しくはＵＶ硬化樹脂等の樹脂等が好ましい。
　従来の太陽電池は、縦置きにされると封止材で包囲された内部空間が上下方向に延在する。そうすると、内部空間Ｓに充填されている電解液が自重で下に溜り易くなる。これによって内部空間Ｓの下側において光電極４と対向電極５との間隔が広がって、封止材の下側が特に剥がれ易くなり、電解液が漏れやすくなる。
　そこで、太陽電池１では、一端が半導体層８の表面に固定され、他端が第２の導電膜７の表面に固定された電極離間防止部２０が設けられている。
　複数の電極離間防止部２０は、図２に示すように各セルＣ１，Ｃ２・・において、セルＣ１，Ｃ２を縦置きにして平面視した場合の上下及び左右方向に略等間隔で点状に配置されている。
　各電極離間防止部２０は、接着剤により形成されている。
　電極離間防止部２０どうしの距離は、少なくとも電極離間防止部２０の中心同士の間隔が０．３ｃｍ以上１４４ｃｍ以下の範囲内に設定されていることが好ましく、０．５ｃｍ以上４０ｃｍ以下の範囲に設定されていることがより好ましい。電極離間防止部２０どうしの距離が０．３以下であると、所定範囲の発電効率が著しく低下してしまい、電極離間防止部２０どうしの距離が１４４ｃｍより大きいと、電極間が離間することを防止することが困難となるからである。
　電極離間防止部２０に用いられる接着剤は、粘度の低い液体から、化学反応、温度変化、溶媒の揮散などによって固化し、接着界面において高い接合を発現するもののみならず、高粘度な半固体状であり接合後も状態が変化しない粘着剤を含むものである。具体的に、接着剤としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂の樹脂を少なくとも一種含んだ樹脂材料が挙げられ、より具体的には例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはポリイソブチレン系樹脂であっても良く、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、またはアイオノマー樹脂などのホットメルト樹脂等が好適に用いられる。
　電極離間防止部２０は、内部空間Ｓの周縁に沿って少なくとも封止材９Ａ，９Ｂの近傍に配置されている。これよって、本発明は、封止材９Ａ，９Ｂの剥がれ防止を強化している。
　半導体層８は多孔質になっているので、接着剤からなる電極離間防止部２０は半導体層８の表面の凹凸によりアンカー効果を生じ半導体層８と強固に固定されている。
　電極離間防止部２０の形成は、第２の導電膜７上の所定位置に接着剤を滴下した後、第２の導電膜７に半導体層８を対面させ、第１の基板２と第２の基板３との間隔を維持した状態で、プレスをすることにより行う。
　電極離間防止部２０として用いられた接着剤の硬化により、光電極４と対向電極５との間隔が固定される。このように接着剤を利用することで、電極離間防止部２０を形成することができる。
　以上のようにして形成された電極離間防止部２０を利用することで、光電極４と対向電極５との間隔が広がり難く、電解液が下側に集中し難くなり、封止材９Ａ，９Ｂの下側の剥がれが起こり難くなる。
　電極離間防止部２０は、セルＣ１，Ｃ２を縦置きにした場合の内部空間Ｓの下側部分（内部空間Ｓの上下方向又は鉛直方向における長さの下から１／２）の一部または全体に配置させてもよい。このような構成を採用すると、封止材９Ａ，９Ｂの下側を強化することで、封止材９Ａ，９Ｂの剥がれをより確実に防止することができる。
　電極離間防止部２０は、セルＣ１，Ｃ２を縦置きにした場合の内部空間Ｓの上側部分（内部空間Ｓの上下方向又は鉛直方向における長さの上から１／２）の一部又は全体に配置させてもよい。内部空間Ｓで電極離間防止部２０を上側に配置させることで、光電極４と対向電極５との間隔が広がることを防止し、封止材９Ａ，９Ｂの剥がれを防止することができる。
　電極離間防止部２０は、セルＣ１，Ｃ２を縦置きにした場合の内部空間Ｓの中間部分（内部空間Ｓの上下方向又は鉛直方向における上側部分と下側部分とに跨った領域）の一部又は全体に配置させてもよい。この場合であっても、光電極４と対向電極５との間隔が広がることを防止し、封止材９Ａ，９Ｂの剥がれを防止することができる。
　電極離間防止部２０は、セルＣ１，Ｃ２を縦置きにした場合の内部空間Ｓの上側部分と下側部分と中間部分のいずれか二部分に選択的に配置されてもよい。この場合、光電極４と対向電極５との間隔が広がることをより良好に防止し、封止材９Ａ，９Ｂの剥がれをより確実に防止することができる。
　本発明は、前述した実施形態に限定されず、下記のような種々の変形が可能である。
　例えば、図３に示すように、変形例に係る太陽電池３０において、電極離間防止部２０は、内部空間Ｓにおいて封止材９Ａ，９Ｂに近づくにつれて密に点在している。これによって、封止材９Ａ，９Ｂの剥がれ防止をより一層強化することができる。また、電極離間防止部２０をセルＣ１，Ｃ２を縦置きにした場合の内部空間の鉛直方向の下側半分に配置する場合であっても、封止材９Ａ，９Ｂに近づくにつれて密に点在していてもよい。
　電極離間防止部２０は、接着剤でなくても、第２の導電膜７及び半導体層８に食い込むような粒状の物質であってもよい。電極離間防止部２０に用いられる接着剤以外の材料としては、半導体層８及び第２の導電膜７の表面上の触媒若しくは導電層に食い込む又はこれらの表面に引っ掛かる形状の粒子（具体的には多角形）状の材料であってもよい。このような粒子は絶縁体である方が好ましい。また、接着剤をコートした粒子であっても構わない。この場合、中心粒子は有機物の粒子であっても構わない。更に、接着剤でなくても熱で溶融する材料（熱可塑性材料）であってもよい。この場合形状は問わない。このような電極離間防止部２０は、第２の導電膜７及び半導体層８に固定される。
　電極離間防止部２０は、内部空間Ｓで線状に配置されてもよい。
　本実施形態の色素増感型太陽電池１Ａによれば、内部空間Ｓに、光電極４と対向電極５とを連結させこれらの間隔を固定する電極離間防止部２０が設けられているため、内部空間Ｓにおける電解液の偏りを防止することができる。これにより、光電極４と対向電極５との間に所定量の電解液を存在させることができるため、色素増感型太陽電池１Ａの発電効率が低下することを防止できる。
　また、電極離間防止部２０を形成する接着剤等が透明の材料により形成されている場合には、電極離間防止部２０を配置することによる発電効率の低下を低減することができる。特に、電極離間防止部２０としては、例えば超音波融着により形成することも可能であるが、透明部材を配置して電極離間防止部２０を形成する場合は、超音波融着を用いる場合に対し、導電膜の破壊を防ぐことができ、一層発電効率の低下を防止することができる。
　以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［比較例］
　透明導電基材として、ＩＴＯ膜が形成されたポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。このフィルムのＩＴＯ膜が形成された面上に、スクリーン印刷法によってペクセル社製の低温成膜用酸化チタンペーストを塗布し、大気雰囲気下１５０℃で１０分間焼成し、膜厚１０μｍ、長さ１ｍ、幅５０ｍｍの酸化チタン多孔質膜（半導体層）を形成し、幅方向に沿って間隔を置いて２つ形成し、光電極を作製した。
　この光電極における酸化チタン多孔質膜側の端縁から１ｍｍの間隔をおいて、封止材を枠状に配置し、この封止材を介して、対向電極としての触媒としてＰｔを有するＩＴＯ膜を形成したポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせ、光電極と対向電極との間の空間を封止したセルを形成した。封止材は、光電極における酸化チタン多孔質膜毎に枠状に配置して、酸化チタン多孔質膜毎にセルが分割されるようにした。また、光電極における酸化チタン多孔質膜と対向電極におけるＩＴＯ膜とが対向するように、光電極と対向電極とを配置した。直列構造となるようにＩＴＯ膜には所定の絶縁加工を施した。以上の工程により、内部空間の平面積を長さ１ｍ２ｍｍ、幅５２ｍｍとする比較例の太陽電池前駆体を作製した。
　封止材としては、東亜合成社製のホットメルト接着材であるアロンメルト（商品名）を用いた。直列配線材としては、積水化学工業社製の導電性微粒子ミクロパール（商品名）を用いた。
　光電極及び対向電極からなるセル内に、対向電極に予め空けておいた注入孔から電解液を注入し、セル内に電解液を充填した後、注入孔を接着剤で封止して、２つのセルを有する長さ１ｍの比較例の太陽電池を得た。
　この太陽電池を、酸化チタン多孔質膜の長手方向が鉛直方向に沿うように吊下げて、２４時間放置した。
　２４時間後、本比較例の太陽電池内において、電解液が鉛直下方に溜まるとともに、封止材が光電極と対向電極の間で部分的に剥離し、それぞれのセル内に存在するべき電解液が、他のセル内に移行し、セル内において電解液の偏りが生じていた。すなわち、封止材が封止機能を十分に果たしていなかった。
　また、縦置きにした上記本比較例の電池は、本比較例と同一の電池を平置きにして放置した後に発電させた場合に比べて、電池としての性能も著しく低下し、１０％より大きい出力低下が見られた。
［実施例１］
　比較例１と同様にして、太陽電池前駆体を作製した。
　太陽電池前駆体（セル）の内部空間の全体に、直径１ｍｍの東亜合成社製のホットメルト接着材であるアロンメルト（商品名）を、その中心同士の距離が略０．３ｃｍ間隔（略等間隔）になるように配置し、光電極と対向電極とを連結させこれらの間隔を固定した電極離間防止部を形成した。電極離間防止部の分布の割合は、２６００ｍｍ２当たり３２４個とした。
　電極離間防止部を形成した太陽電池前駆体のセル内に、比較例と同様にして電解液を注入し、セル内に電解液を充填した後、注入孔を接着剤で封止して、実施例１の太陽電池を得た。
　この太陽電池を、酸化チタン多孔質膜の長手方向が鉛直方向に沿うように吊下げて、２４時間放置した。
　２４時間後、実施例１の太陽電池内において、電解液が鉛直下方に殆ど溜まることなく、セル内において電解液の偏りが殆どなかった。すなわち、封止材が封止機能を十分に果たしていた。
　また、比較例と同一の電池を平置きにして放置した後に発電させた場合に比べて、本実施例１の電池としての性能の低下は少なく、出力低下は１０％以下であった。
［実施例２］
　セルの内部空間を長手方向に二等分した半分にのみ電極離間防止部を配置したという点以外は実施例１と同様の太陽電池を作製した。
　この太陽電池を、酸化チタン多孔質膜の長手方向が鉛直方向に沿い、電極離間防止部が下側に位置するように吊下げて、２４時間放置した。
　２４時間後、実施例２の太陽電池の電解液のセル内下方への偏りは比較例の太陽電池に比べて抑制されており、封止材が封止機能を十分に果たしていた。また、比較例と同一の電池を平置きにして放置した後に発電させた場合に比べて、本実施例２の電池としての性能の低下は少なく、出力低下は１０％以下であった。
［実施例３］
　セルの内部空間を長手方向に二等分した半分にのみ電極離間防止部を配置したという点以外は実施例１と同様の太陽電池を作製した。
　この太陽電池を、酸化チタン多孔質膜の長手方向が鉛直方向に沿い、電極離間防止部が上側に位置するように吊下げて、２４時間放置した。
　２４時間後、実施例３の太陽電池の電解液のセル内下方への偏りは比較例の太陽電池に比べて抑制されており、封止材が封止機能を十分に果たしていた。また、比較例と同一の電池を平置きにして放置した後に発電させた場合に比べて、本実施例３の電池としての性能の低下は少なく、出力低下は１０％以下であった。
［実施例４］
　セルの内部空間を長手方向に三等分した真ん中の領域にのみ電極離間防止部を配置したという点以外は実施例１と同様の太陽電池を作製した。
　この太陽電池を、酸化チタン多孔質膜の長手方向が鉛直方向に沿い、電極離間防止部が長手方向の真ん中に位置するように吊下げて、２４時間放置した。
　２４時間後、実施例４の太陽電池の電解液のセル内下方への偏りは比較例の太陽電池に比べて抑制されており、封止材が封止機能を十分に果たしていた。また、比較例と同一の電池を平置きにして放置した後に発電させた場合に比べて、本実施例４の電池としての性能の低下は少なく、出力低下は１０％以下であった。
［実施例５］
　セルの内部空間の全体に、等間隔にではなくランダムに電極離間防止部を配置したという点以外は実施例１と同様の太陽電池を作製した。
　この太陽電池を、酸化チタン多孔質膜の長手方向が鉛直方向に沿うように吊下げて、２４時間放置した。
　２４時間後、実施例５の太陽電池内において、電解液が鉛直下方に殆ど溜まることなく、セル内において電解液の偏りが殆どなかった。すなわち、封止材が封止機能を十分に果たしていた。また、比較例と同一の電池を平置きにして放置した後に発電させた場合に比べて、本実施例５の電池としての性能の低下は少なく、出力低下は１０％以下であった。
［実施例６］
　酸化チタン多孔質膜（半導体層）の長手方向の寸法を３ｍ（セルの内部空間の寸法を３ｍ２ｍｍ）とし、直径１ｃｍの電極離間防止部を互いの中心点同士の間隔が１．４４ｍとなるように配置したという点を除いて、実施例１と同様の太陽電池を作製した。
　この太陽電池を、酸化チタン多孔質膜の長手方向が鉛直方向に沿うように吊下げて、２４時間放置した。
　２４時間後、実施例６の太陽電池内において、電解液が鉛直下方に殆ど溜まることなく、セル内において電解液の偏りが殆どなかった。すなわち、封止材が封止機能を十分に果たしていた。また、電極離間防止部を有していない点以外は本実施例６と同一の電池を平置きにして放置した後に発電させた場合に比べて、本実施例６の電池としての性能の低下は少なく、出力低下は１０％以下であった。
１，３０…太陽電池
２…第１の基板（一方の基板）
３…第２の基板（他方の基板）
４…光電極
５…対向電極
６，６Ａ，６Ｂ…第１の導電膜（一方の導電膜）
７，７Ａ，７Ｂ…他方の導電膜（他方の導電膜）
８…半導体層
９，９Ａ，９Ｂ…封止材
１０…導電材
２０…電極離間防止部
Ｓ…内部空間

Claims (6)

  1. 　一の導電膜が形成された一の基板に半導体層が形成された光電極と、他の導電膜が成膜された他の基板を有する対向電極と、前記光電極と前記対向電極とを貼り合わせた封止材と、前記封止材で包囲されて上下方向に延在する内部空間に充填された電解液とを備え、
    　前記光電極と前記対向電極との間には、一端が前記半導体層の表面に固定され、他端が前記他の導電膜の表面に固定された電極離間防止部が配置された太陽電池。
  2. 　前記電極離間防止部は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂の樹脂を少なくとも一種含む接着剤を有した材料よりなる請求項１に記載の太陽電池。
  3. 　前記電極離間防止部は複数設けられ、前記電極離間防止部の中心どうしの距離は、０．３ｃｍ以上１４４ｃｍの範囲内にある請求項１又は２に記載の太陽電池。
  4. 　前記電極離間防止部は、前記内部空間において前記封止材に近づくにつれて密に点在している請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池。
  5. 　前記電極離間防止部は、前記光電極と前記対向電極が上下方向に延在するように縦置きに配置された際の前記内部空間の下側部分に配置されている請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池。
  6. 　前記電極離間防止部は、前記光電極と前記対向電極が上下方向に延在するように縦置きに配置された際の前記内部空間の上側部分に配置されている請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽電池。
PCT/JP2017/005307 2016-02-17 2017-02-14 太陽電池 WO2017141902A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018500119A JPWO2017141902A1 (ja) 2016-02-17 2017-02-14 太陽電池

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-028440 2016-02-17
JP2016028440 2016-02-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017141902A1 true WO2017141902A1 (ja) 2017-08-24

Family

ID=59625175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/005307 WO2017141902A1 (ja) 2016-02-17 2017-02-14 太陽電池

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2017141902A1 (ja)
TW (1) TW201742287A (ja)
WO (1) WO2017141902A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003223939A (ja) * 2002-01-29 2003-08-08 Nippon Shokubai Co Ltd 太陽電池層間用材料及びそれを用いてなる色素増感型太陽電池
JP2004296203A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Bridgestone Corp 色素増感型太陽電池用対向電極及び色素増感型太陽電池
JP2004303607A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Fujikura Ltd 太陽電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003223939A (ja) * 2002-01-29 2003-08-08 Nippon Shokubai Co Ltd 太陽電池層間用材料及びそれを用いてなる色素増感型太陽電池
JP2004296203A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Bridgestone Corp 色素増感型太陽電池用対向電極及び色素増感型太陽電池
JP2004303607A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Fujikura Ltd 太陽電池

Also Published As

Publication number Publication date
TW201742287A (zh) 2017-12-01
JPWO2017141902A1 (ja) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120017967A1 (en) Series and parallel dye-sensitized solar cell module
JP6626494B2 (ja) 電気モジュール及び電気モジュールの製造方法
CN109478470B (zh) 太阳能电池模块
CN109478469B (zh) 太阳能电池模块
US9991058B2 (en) Method for manufacturing solar cell
CN109478468B (zh) 太阳能电池模块及太阳能电池模块的制造方法
JP5324147B2 (ja) 光電変換素子モジュール
WO2017141902A1 (ja) 太陽電池
JP6918521B2 (ja) 電気モジュールおよび電気モジュールの製造方法
TW201316542A (zh) 染料敏化太陽能電池模組及其製造方法
JP6703493B2 (ja) 光電変換素子及び光電変換素子の製造方法
JP5778601B2 (ja) 電気モジュールの製造方法
JP6166752B2 (ja) 電気モジュール製造用部材
JP6777482B2 (ja) 太陽電池
WO2015083738A1 (ja) 封止機能付導通材、電気モジュール、電気モジュールの製造方法
JP5688344B2 (ja) 電気モジュール及び電気モジュールの製造方法
JP5846984B2 (ja) 電気モジュール及び電気モジュールの製造方法
JP6703574B2 (ja) 電気モジュールおよびその製造方法
TWI639261B (zh) 染料敏化光伏型電池、模組及其製造方法
JP2017199759A (ja) 電気モジュール、色素増感太陽電池及び電気モジュールの製造方法
JP2015191987A (ja) 色素増感太陽電池およびその製造方法
TWI535046B (zh) 太陽能電池模組及其連接方法
JP2013004178A (ja) 色素増感太陽電池及びその製造方法
JP2013201078A (ja) 電気モジュール及び電気モジュールの製造方法
JP2020038876A (ja) 電気モジュール

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: 17753159

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018500119

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17753159

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1