WO2017154601A1 - 光電変換装置 - Google Patents

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WO2017154601A1
WO2017154601A1 PCT/JP2017/006955 JP2017006955W WO2017154601A1 WO 2017154601 A1 WO2017154601 A1 WO 2017154601A1 JP 2017006955 W JP2017006955 W JP 2017006955W WO 2017154601 A1 WO2017154601 A1 WO 2017154601A1
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WO
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photoelectric conversion
substrate
antenna coil
sealing portion
conversion device
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PCT/JP2017/006955
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French (fr)
Inventor
オンゴン トポン
岡田　顕一
Original Assignee
株式会社フジクラ
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Publication date
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    • H01G9/2077—Sealing arrangements, e.g. to prevent the leakage of the electrolyte
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion device having an antenna coil.
  • Photoelectric conversion devices such as dye-sensitized solar cells and organic thin-film solar cells have at least one photoelectric conversion element.
  • the photoelectric conversion device is often used only as a battery.
  • a case where a photoelectric conversion device having an antenna coil is used to provide a communication function is increasing.
  • Patent Document 1 discloses a photoelectric conversion device including a dye-sensitized solar cell and an antenna coil provided in the dye-sensitized solar cell.
  • the dye-sensitized solar cell has a conductive substrate including a transparent substrate, a counter substrate facing the conductive substrate, and an annular sealing portion that joins the conductive substrate and the counter substrate.
  • the antenna coil is wound so as to surround the annular sealing portion on the surface of the transparent substrate on the counter substrate side.
  • the photoelectric conversion device described in Patent Document 1 is provided so that the antenna coil surrounds the annular sealing portion on one surface side of the transparent substrate, and thus the annular sealing portion on one surface of the transparent substrate.
  • a space for installing the antenna coil on the outside is required, and the installation area is increased.
  • this space does not contribute to power generation, the amount of power generation per installation area decreases as the space increases.
  • the photoelectric conversion device described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of the amount of power generation per installation area.
  • This invention is made
  • the present invention includes at least one photoelectric conversion cell, and the photoelectric conversion cell joins an electrode substrate, a counter substrate facing the electrode substrate, and the electrode substrate and the counter substrate.
  • An annular sealing portion that includes an antenna coil provided on the opposite side of the electrode substrate from the counter substrate, and the antenna coil extends in the thickness direction of the sealing portion.
  • the photoelectric conversion device is disposed so as to overlap with the sealing portion when the sealing portion and the antenna coil are viewed.
  • the antenna coil is disposed so as to overlap the sealing portion. Therefore, it is not necessary to provide a space for installing the antenna coil outside the annular sealing portion in the electrode substrate. For this reason, according to the photoelectric conversion apparatus of this invention, the electric power generation amount per installation area can be increased.
  • the photoelectric conversion device further includes an insulating part provided on the opposite side of the electrode substrate from the counter substrate, and the insulating part has a resin layer provided so as to cover the antenna coil.
  • the antenna coil is protected by the resin layer included in the insulating portion, scratches such as scratches are sufficiently prevented from occurring in the antenna coil. Further, it is possible to sufficiently suppress the moisture from adhering to the antenna coil. For this reason, it is sufficiently suppressed that moisture crosses the antenna coil, and a short circuit in the antenna coil is suppressed, so that the function as the antenna can be sufficiently maintained. Furthermore, since the oxidation of the antenna coil is sufficiently suppressed, it is possible to suppress a decrease in the resistance of the antenna coil. Moreover, rigidity can also be provided to an antenna coil by covering an antenna coil with a resin layer.
  • the insulating portion includes an ultraviolet absorber.
  • the ultraviolet rays are absorbed by the ultraviolet absorber included in the insulating portion. For this reason, deterioration of the photoelectric conversion cell due to ultraviolet rays is more sufficiently suppressed. As a result, the durability of the photoelectric conversion device of the present invention can be more sufficiently improved.
  • the insulating portion further includes a support substrate that supports the antenna coil, and an adhesive layer that bonds the support substrate and the electrode substrate, and the electrode substrate includes a transparent substrate. It is preferable that the adhesive layer has a refractive index between the refractive index of the transparent substrate and the refractive index of the support substrate.
  • the photoelectric conversion device further includes a light shielding portion that is provided on the opposite side of the electrode substrate from the counter substrate and shields light, and the light shielding portion and the sealing portion are arranged in a thickness direction of the sealing portion. When viewed, it is preferable that the light shielding portion is disposed so as to overlap the sealing portion.
  • the light shielding portion and the sealing portion are viewed in the thickness direction of the sealing portion, the light shielding portion is arranged so as to overlap the sealing portion, so that light is incident on the sealing portion by the light shielding portion. This is sufficiently suppressed, and deterioration of the sealing portion due to light can be more sufficiently suppressed.
  • the photoelectric conversion cell is constituted by a dye-sensitized photoelectric conversion cell.
  • the antenna coil is provided so as to be wound along the sealing portion when the sealing portion and the antenna coil are viewed in the thickness direction of the sealing portion. It is preferable that a gap between adjacent antenna coils is smaller than a width of the antenna coil.
  • the amount of light incident on the sealing portion can be reduced by the antenna coil. For this reason, deterioration of a sealing part is fully suppressed and durability of a photoelectric conversion apparatus can be improved.
  • the “thickness direction of the sealing portion” refers to a direction orthogonal to the interface between the electrode substrate and the sealing portion or a direction orthogonal to the interface between the counter substrate and the sealing portion.
  • the “width of the gap between adjacent antenna coils” means the shortest distance between adjacent antenna coils when the gap between adjacent antenna coils is viewed in the thickness direction of the sealing portion.
  • a photoelectric conversion device capable of increasing the amount of power generation per installation area.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is sectional drawing which shows the antenna coil of FIG. It is a cut surface end view which shows 2nd Embodiment of the photoelectric conversion apparatus of this invention.
  • FIGS. 1 and 2 are plan views showing a first embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1
  • FIG. 3 shows the antenna coil in FIG. It is sectional drawing.
  • the photoelectric conversion device 100 includes a photoelectric conversion cell 10.
  • the photoelectric conversion cell 10 is comprised with the photoelectric conversion cell using the pigment
  • the photoelectric conversion cell 10 includes an electrode substrate 20, a counter substrate 30 facing the electrode substrate 20, an annular sealing portion 40 that joins the electrode substrate 20 and the counter substrate 30, and the counter substrate 30 side of the electrode substrate 20.
  • An oxide semiconductor layer 50 provided on the surface, a dye carried on the oxide semiconductor layer 50, and an electrolyte 60 provided between the electrode substrate 20 and the counter substrate 30.
  • the photoelectric conversion device 100 further includes an insulating portion 70 provided on the opposite side of the electrode substrate 20 from the counter substrate 30, and an antenna coil 80 is provided inside the insulating portion 70.
  • the antenna coil 80 is in the thickness direction A of the sealing portion 40, that is, in the direction orthogonal to the interface S1 between the electrode substrate 10 and the sealing portion 40 or in the direction orthogonal to the interface S2 between the counter substrate 30 and the sealing portion 40.
  • the sealing portion 40 and the antenna coil 80 are viewed, the sealing portion 40 and the antenna coil 80 are disposed so as to overlap.
  • the antenna coil 80 is provided so as to be wound along the sealing portion 40 when the sealing portion 40 and the antenna coil 80 are viewed in the thickness direction A of the sealing portion 40. Terminal portions 90a and 90b are connected to both ends of the antenna coil 80 (see FIG. 1).
  • the electrode substrate 20 includes a transparent substrate 21 and a transparent conductive layer 22 as an electrode provided on the counter substrate 30 side of the transparent substrate 21.
  • the counter substrate 30 includes a conductive substrate 31 and a catalyst layer 32 that is provided on the electrode substrate 20 side of the conductive substrate 31 and contributes to the reduction of the electrolyte 60.
  • the insulating unit 70 includes a support substrate 71 that supports the antenna coil 80, an adhesive layer 72 that bonds the support substrate 71 and the electrode substrate 20, and a resin layer 73 that is provided so as to cover the antenna coil 80.
  • the resin layer 73 includes a cover layer 73a that directly covers the antenna coil 80, and a protective layer 73b provided on the cover layer 73a.
  • the insulating unit 70 includes an ultraviolet absorber.
  • the photoelectric conversion device 100 when the sealing portion 40 and the antenna coil 80 are viewed in the thickness direction A of the sealing portion 40 on the opposite side of the electrode substrate 20 from the counter substrate 30, the antenna coil 80 is Since it is arranged so as to overlap the sealing portion 40, it is not necessary to provide a space for installing the antenna coil 80 outside the annular sealing portion 40 in the electrode substrate 20. For this reason, according to the photoelectric conversion apparatus 100, the electric power generation amount per installation area can be increased. Further, according to the photoelectric conversion device 100, when light enters the photoelectric conversion cell 10 from the electrode substrate 20 side, the light is reflected by the antenna coil 80, so that the amount of light incident on the sealing portion 40 is reduced. It is possible to sufficiently suppress the deterioration of the sealing portion 40 due to light. For this reason, according to the photoelectric conversion apparatus 100, durability can also be improved.
  • the photoelectric conversion device 100 further includes an insulating part 70 provided on the side opposite to the electrode substrate 20, and the insulating part 70 includes a resin layer 73 provided so as to cover the antenna coil 80.
  • the antenna coil 80 is protected by the resin layer 73 included in the insulating portion 70, scratches such as scratches are sufficiently prevented from occurring in the antenna coil 80. Further, it is possible to sufficiently suppress the moisture from adhering to the antenna coil 80. For this reason, moisture is sufficiently suppressed from crossing the antenna coil 80, and a short circuit in the antenna coil 80 is suppressed, so that the function as an antenna can be sufficiently maintained. Furthermore, since the oxidation of the antenna coil 80 is sufficiently suppressed, the decrease in the resistance of the antenna coil 80 can also be suppressed. Further, the antenna coil 80 is covered with the resin layer 73 so that the antenna coil 80 can be provided with rigidity.
  • the insulating unit 70 includes the ultraviolet absorber, the ultraviolet light in the light incident on the photoelectric conversion device 100 is absorbed by the ultraviolet absorber included in the insulating unit 70. For this reason, deterioration of the photoelectric conversion cell 10 due to ultraviolet rays is sufficiently suppressed.
  • the electrode substrate 20, the counter substrate 30, the sealing portion 40, the oxide semiconductor layer 50, the electrolyte 60, the dye, the insulating portion 70, the antenna coil 80, and the ultraviolet absorber will be described in detail.
  • the electrode substrate 20 includes the transparent substrate 21 and the transparent conductive layer 22 as an electrode provided on the counter substrate 30 side of the transparent substrate 21.
  • the material constituting the transparent substrate 21 may be, for example, a transparent insulating material.
  • a transparent material include glass such as borosilicate glass, soda lime glass, white plate glass, and quartz glass, polyethylene terephthalate (PET). ), Polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and polyethersulfone (PES).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN Polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • PES polyethersulfone
  • the thickness of the transparent substrate 21 is appropriately determined according to the size of the photoelectric conversion cell 10 and is not particularly limited, but may be in the range of 0.050 to 10 mm, for example.
  • Transparent conductive layer 22 examples of the material constituting the transparent conductive layer 22 include conductive metal oxides such as tin-added indium oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and fluorine-added tin oxide (FTO).
  • the transparent conductive layer 22 may be a single layer or a laminate of a plurality of layers made of different conductive metal oxides. When the transparent conductive layer 22 is composed of a single layer, the transparent conductive layer 22 is preferably composed of FTO because it has high heat resistance and chemical resistance.
  • the thickness of the transparent conductive layer 22 may be in the range of 0.01 to 2 ⁇ m, for example.
  • the counter substrate 30 includes the conductive substrate 31 and the catalyst layer 32 that is provided on the electrode substrate 20 side of the conductive substrate 31 and contributes to the reduction of the electrolyte 60.
  • the conductive substrate 31 is made of a corrosion-resistant metal material such as titanium, nickel, platinum, molybdenum, tungsten, aluminum, and stainless steel. Further, the conductive substrate 31 may be formed of a laminate in which the substrate and the electrode are separated and a conductive layer made of a conductive oxide such as ITO or FTO is formed on the transparent substrate 21 as an electrode.
  • the thickness of the conductive substrate 31 is appropriately determined according to the size of the photoelectric conversion cell 10 and is not particularly limited, but may be, for example, 0.005 to 0.1 mm.
  • the catalyst layer 32 is made of a conductive material.
  • the conductive material include metal materials such as platinum, carbon-based materials, and conductive polymers.
  • carbon nanotubes are suitably used as the carbon-based material.
  • sealing portion 40 examples include thermoplastic resins such as modified polyolefin resins and vinyl alcohol polymers, and resins such as ultraviolet curable resins.
  • modified polyolefin resins include ionomers, ethylene-vinyl acetic anhydride copolymers, ethylene-methacrylic acid copolymers, and ethylene-vinyl alcohol copolymers. These resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the oxide semiconductor layer 50 is composed of oxide semiconductor particles.
  • the oxide semiconductor particles include titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), and tin oxide (SnO 2 ).
  • the thickness of the oxide semiconductor layer 50 may be set to 0.1 to 100 ⁇ m, for example.
  • the electrolyte 60 includes a redox couple and an organic solvent.
  • organic solvent acetonitrile, methoxyacetonitrile, methoxypropionitrile, propionitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, ⁇ -butyrolactone, valeronitrile, pivalonitrile, and the like can be used.
  • the redox pair include a redox pair containing a halogen atom such as iodide ion / polyiodide ion (for example, I ⁇ / I 3 ⁇ ), bromide ion / polybromide ion, zinc complex, iron complex, and cobalt complex.
  • the iodide ion / polyiodide ion can be formed by iodine (I 2 ) and a salt (ionic liquid or solid salt) containing iodide (I ⁇ ) as an anion.
  • iodine I 2
  • a salt ionic liquid or solid salt
  • I ⁇ iodide
  • an anion such as LiI or tetrabutylammonium iodide is used.
  • a salt containing iodide (I ⁇ ) may be added.
  • the electrolyte 60 may use an ionic liquid instead of the organic solvent.
  • iodine salts such as pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts, and the like are used.
  • iodine salts include 1-hexyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-propylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide, 1,2- Dimethyl-3-propylimidazolium iodide, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, or 1-methyl-3-propylimidazolium iodide is preferably used.
  • the electrolyte 60 may be a mixture of the ionic liquid and the organic solvent instead of the organic solvent.
  • an additive can be added to the electrolyte 60.
  • the additive include benzimidazoles such as 1-methylbenzimidazole (NMB) and 1-butylbenzimidazole (NBB), LiI, tetrabutylammonium iodide, 4-t-butylpyridine, and guanidinium thiocyanate. .
  • benzimidazole is preferable as an additive.
  • a nanocomposite gel electrolyte which is a pseudo-solid electrolyte formed by kneading nanoparticles such as SiO 2 , TiO 2 , and carbon nanotubes with the above electrolyte, may be used, and polyvinylidene fluoride may be used.
  • an electrolyte gelled with an organic gelling agent such as a polyethylene oxide derivative or an amino acid derivative may be used.
  • the dye examples include a photosensitizing dye such as a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure or a terpyridine structure, an organic dye such as porphyrin, eosin, rhodamine, and merocyanine, and an organic substance such as a lead halide-based perovskite crystal. -Inorganic composite dyes.
  • a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure or a terpyridine structure is preferable. In this case, the photoelectric conversion characteristics of the photoelectric conversion device 100 can be further improved.
  • the photoelectric conversion apparatus 100 becomes a dye-sensitized photoelectric conversion apparatus.
  • the insulating unit 70 includes the support substrate 71 that supports the antenna coil 80, the adhesive layer 72 that bonds the support substrate 71 and the electrode substrate 20, and the resin layer 73 that is provided so as to cover the antenna coil 80.
  • the support substrate 71 may be made of an insulating material.
  • an insulating material include a resin material such as a PET film and a PEN film, and an inorganic material such as glass.
  • the thickness of the support substrate 71 is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 4000 ⁇ m.
  • the adhesive layer 72 only needs to be made of an adhesive capable of bonding the support substrate 71 and the electrode substrate 20.
  • an adhesive for example, an acrylic adhesive or an epoxy adhesive can be used.
  • These adhesives may be any of a light curable adhesive, a thermosetting adhesive, a two-component mixed adhesive, and the like.
  • the adhesive layer 72 preferably has a refractive index between the refractive index of the transparent substrate 11 and the refractive index of the support substrate 71.
  • the adhesive layer 72 preferably has a refractive index between the refractive index of the transparent substrate 11 and the refractive index of the support substrate 71 at the absorption peak wavelength of the dye supported on the oxide semiconductor layer 50. .
  • reflection of light at the interface between the transparent substrate 11 and the adhesive layer 72 and at the interface between the adhesive layer 72 and the support substrate 71 can be reduced. For this reason, a sufficient amount of light can be guided to the oxide semiconductor layer 50 of the photoelectric conversion cell 10.
  • the resin layer 73 includes a cover layer 73a that directly covers the antenna coil 80, and a protective layer 73b provided on the cover layer 73a.
  • the cover layer 73a may be made of a resin material.
  • a resin material from the viewpoint of suppressing the antenna coil 80 from being short-circuited by moisture, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyester resin, A transparent resin such as urethane resin, vinyl resin, silicone resin, phenol resin, polyimide resin or a mixture thereof is preferable.
  • the protective layer 73b is made of the same resin material as the cover layer 73a or an inorganic material such as glass. Moreover, the protective layer 73b may be comprised with the material same as the cover layer 73a, and may be comprised with a different material. When the protective layer 73b is made of a material different from that of the cover layer 73a, the protective layer 73b is preferably made of a material having higher wear resistance than the cover layer 73a. In this case, for example, when the cover layer 73a is made of an epoxy resin or an acrylic resin, the protective layer 73b may be made of a material such as a PET film, a PEN film, or glass.
  • the antenna coil 80 is made of a conductive material.
  • the conductive material include metal materials such as silver and copper, and carbon materials.
  • the width W1 of the gap S between the adjacent antenna coils 80 may be smaller than the width W2 of the antenna coil 80 or may be equal to or larger than the width W2 of the antenna coil 80, but may be smaller than the width W2 of the antenna coil 80. Preferred (see FIG. 3).
  • the ratio (W2 / W1) of the width W2 of the antenna coil 80 to the width W1 of the gap S is not particularly limited as long as it is larger than 1, but this ratio (R1) may be 1.5 or more. More preferably, it is 2.0 or more. However, R1 is preferably 20 or less, and more preferably 10 or less.
  • the number of turns of the antenna coil 80 is not particularly limited, but the width W1 of the gap S between the antenna coils 80 is preferably set to be smaller than the width W2 of the antenna coil 80. In this case, since the amount of light incident on the sealing unit 40 can be further reduced, deterioration of the sealing unit 40 is sufficiently suppressed, and the durability of the photoelectric conversion device 100 can be improved.
  • the ultraviolet absorber is included in the insulating portion 70.
  • the ultraviolet absorber only needs to be included in at least one of the support substrate 71, the adhesive layer 72, and the resin layer 73.
  • the ultraviolet absorber may be any material that absorbs ultraviolet rays.
  • Examples of such ultraviolet absorbers include cerium oxide, zinc oxide, triazine derivatives, benzotriazole derivatives, and benzophenone derivatives. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the addition ratio of the ultraviolet absorber is not particularly limited, but the addition ratio of the ultraviolet absorber in the entire transparent substrate 11 and the insulating portion 70 is preferably 0.01 to 50% by mass.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the insulating unit 70 includes the support substrate 71 and the adhesive layer 72, but the insulating unit 70 does not necessarily include the support substrate 71 and the adhesive layer 72.
  • the electrode substrate 20 can be used as the support substrate 71 of the antenna coil 80.
  • the antenna coil 80 is provided on the opposite side of the support substrate 71 from the electrode substrate 20.
  • the antenna coil 80 may be provided on the support substrate 71 on the electrode substrate 20 side.
  • the adhesive layer 72 becomes a resin layer that covers the antenna coil 80.
  • the cover layer 73a and the protective layer 73b may be omitted.
  • the insulation part 70 is not necessarily required and can be abbreviate
  • a light shielding part that shields light by absorption or reflection may be further provided on the opposite side of the electrode substrate 20 from the counter substrate 30.
  • the light shielding portion is disposed in a region overlapping the sealing portion 40 when viewed in the thickness direction A of the sealing portion 40.
  • the light shielding portion is disposed so as to overlap the sealing portion 40. Light can be sufficiently prevented from being incident on 40, and deterioration of the sealing portion 40 due to light can be more sufficiently suppressed.
  • a colored resin material or a colored inorganic material can be used as the light shielding portion.
  • the colored resin material or the colored inorganic material a transparent resin material, a material obtained by mixing a transparent inorganic material with a colorant, or a colored resin material or an inorganic material can be used.
  • the light shielding part may be separately provided on the surface of the support substrate 71 where the antenna coil 80 is not provided.
  • the sealing part Only the portion overlapping with 40 may be colored.
  • the light shielding unit 90 is the surface of the resin layer 73 of the support substrate 71 where the antenna coil 80 is not provided (for example, the surface of the protective layer 73 b).
  • the colorant is not particularly limited as long as it can block light.
  • examples of such a colorant include transition metal oxides, carbon-based materials, and organic dyes. These may be used alone or in combination of two or more.
  • transition metal oxides include copper oxide, iron oxide, cobalt oxide, and manganese oxide. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a non-transparent metal material can be used as long as it is not electrically connected to the antenna coil 80.
  • the oxide semiconductor layer 50 is provided on the electrode substrate 20 in the photoelectric conversion cell 10, but the oxide semiconductor layer 50 may be provided on the counter substrate 30. In this case, the catalyst layer 32 is provided on the electrode substrate 20.
  • the ultraviolet absorber is included in the insulating portion 70, but the ultraviolet absorber may not be included in the insulating portion 70.
  • the opposing substrate 30 is comprised with a counter electrode and the electrode substrate 20 and the opposing substrate 30 are connected by the sealing part 40, it is an oxide between the electrode substrate 20 and the opposing substrate 30.
  • the counter substrate 30 is configured by an insulating base material instead of the counter electrode. Also good.
  • the photoelectric conversion apparatus 100 may be provided with two or more photoelectric conversion cells 10.
  • the plurality of photoelectric conversion cells 10 may be connected in series or in parallel.
  • the photoelectric conversion cell 10 should just have a photoelectric conversion function, and as the photoelectric conversion cell 10, an organic thin film is used. It is also possible to use a solar cell.

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Abstract

少なくとも１つの光電変換セルを備える光電変換装置が開示されている。光電変換装置においては、光電変換セルが、電極基板と、電極基板に対向する対向基板と、電極基板と対向基板とを接合する環状の封止部とを有する。光電変換装置は、電極基板のうち対向基板と反対側に設けられるアンテナコイルを備え、アンテナコイルは、封止部の厚さ方向に封止部及びアンテナコイルを見た場合に、封止部と重なるように配置されている。

Description

光電変換装置
　本発明は、アンテナコイルを有する光電変換装置に関する。
　色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池などの光電変換装置は少なくとも１つの光電変換素子を有するものである。光電変換装置は通常は電池としてのみ使用されることが多いが、近年では、通信機能を付与するべく、アンテナコイルを有する光電変換装置が用いられるケースも増えてきている。
　例えば下記特許文献１には、色素増感太陽電池と、色素増感太陽電池に設けられるアンテナコイルとを備える光電変換装置が開示されている。同公報においては、上記色素増感太陽電池が、透明基板を含む導電性基板と、導電性基板に対向する対向基板と、導電性基板と対向基板とを接合する環状の封止部とを有し、透明基板のうち対向基板側の表面において、環状の封止部を包囲するようにアンテナコイルが巻回されることが開示されている。
特開２０１５－５６２９３号公報
　しかし、上述した特許文献１に記載の光電変換装置は以下に示す課題を有していた。
　すなわち、特許文献１に記載の光電変換装置は、透明基板の一面側でアンテナコイルが環状の封止部を包囲するように設けられているため、透明基板の一面上で環状の封止部の外側にアンテナコイルを設置するためのスペースを必要とし、設置面積を増大させる。ここで、このスペースは発電に寄与するものではないため、このスペースが大きくなるほど設置面積あたりの発電量が低下する。そのため、特許文献１に記載の光電変換装置は、設置面積あたりの発電量の点で改善の余地を有していた。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、設置面積あたりの発電量を増加させることができる光電変換装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも１つの光電変換セルを備え、前記光電変換セルが、電極基板と、前記電極基板に対向する対向基板と、前記電極基板と前記対向基板とを接合する環状の封止部とを有する光電変換装置であって、前記電極基板のうち前記対向基板と反対側に設けられるアンテナコイルを備え、前記アンテナコイルが、前記封止部の厚さ方向に前記封止部及び前記アンテナコイルを見た場合に、前記封止部と重なるように配置されている、光電変換装置である。
　この光電変換装置によれば、電極基板のうち対向基板と反対側に、封止部の厚さ方向に封止部及びアンテナコイルを見た場合に、アンテナコイルが封止部と重なるように配置されているため、電極基板において、環状の封止部の外側にアンテナコイルを設置するためのスペースを設ける必要がなくなる。このため、本発明の光電変換装置によれば、設置面積あたりの発電量を増加させることができる。
　上記光電変換装置は、前記電極基板のうち前記対向基板と反対側に設けられる絶縁部をさらに備え、前記絶縁部が、前記アンテナコイルを覆うように設けられる樹脂層を有することが好ましい。
　この場合、アンテナコイルが、絶縁部に含まれる樹脂層によって保護されるため、アンテナコイルにスクラッチなどの傷が生じることが十分に防止される。また、アンテナコイルに水分が付着することも十分に抑制できる。このため、水分がアンテナコイルを横断することが十分に抑制され、アンテナコイルにおける短絡が抑制されるため、アンテナとしての機能を十分に保持することが可能となる。さらにアンテナコイルの酸化も十分に抑制されるため、アンテナコイルの抵抗の低下も抑制できる。またアンテナコイルが樹脂層で覆われることでアンテナコイルに剛性を付与することもできる。
　上記光電変換装置においては、前記絶縁部が紫外線吸収剤を含むことが好ましい。
　この場合、光電変換装置に入射した光のうち紫外線が、絶縁部に含まれる紫外線吸収剤によって吸収される。このため、紫外線による光電変換セルの劣化がより十分に抑制される。その結果、本発明の光電変換装置の耐久性をより十分に向上させることができる。
　上記光電変換装置においては、前記絶縁部が、前記アンテナコイルを支持する支持基板と、前記支持基板と前記電極基板とを接着する接着層とをさらに有し、前記電極基板が透明基板を有し、前記接着層が、前記透明基板の屈折率と前記支持基板の屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。
　この場合、透明基板と接着層との界面、及び、接着層と支持基板との界面における光の反射を低減できる。このため、より十分な量の光を光電変換セルに導くことができる。
　上記光電変換装置は、前記電極基板のうち前記対向基板と反対側に設けられ光を遮蔽する光遮蔽部をさらに備え、前記光遮蔽部及び前記封止部を前記封止部の厚さ方向に見た場合に前記光遮蔽部が前記封止部と重なって配置されていることが好ましい。
　この場合、光遮蔽部及び封止部を封止部の厚さ方向に見た場合に光遮蔽部が封止部と重なって配置されているため、光遮蔽部によって封止部に光が入射されることが十分に抑制され、光による封止部の劣化をより十分に抑制できる。
　上記光電変換装置においては、例えば前記光電変換セルが色素増感光電変換セルで構成される。
　上記光電変換装置においては、前記アンテナコイルが、前記封止部の厚さ方向に前記封止部及び前記アンテナコイルを見た場合に、前記封止部に沿って巻回するように設けられ、隣り合う前記アンテナコイル間の隙間が前記アンテナコイルの幅よりも小さいことが好ましい。
　この場合、アンテナコイルによって、封止部に入射される光の量を低減することができる。このため、封止部の劣化が十分に抑制され、光電変換装置の耐久性を向上させることができる。
　なお、本発明において、「封止部の厚さ方向」とは、電極基板と封止部との界面に直交する方向又は対向基板と封止部との界面に直交する方向をいう。
　また、「隣り合うアンテナコイル間の隙間の幅」とは、隣り合うアンテナコイルの間の隙間を封止部の厚さ方向に見た場合に隣り合うアンテナコイル同士間の最短距離をいう。
　本発明によれば、設置面積あたりの発電量を増加させることができる光電変換装置が提供される。
本発明の光電変換装置の第１実施形態を示す平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 図１のアンテナコイルを示す断面図である。 本発明の光電変換装置の第２実施形態を示す切断面端面図である。
　以下、本発明に係る光電変換装置の実施形態について図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。なお、図１は、本発明の光電変換装置の第１実施形態を示す平面図、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図、図３は、図１のアンテナコイルを示す断面図である。
　図１及び図２に示すように、光電変換装置１００は光電変換セル１０を備えている。本実施形態では、光電変換セル１０は色素を用いた光電変換セルで構成されている。光電変換セル１０は、電極基板２０と、電極基板２０に対向する対向基板３０と、電極基板２０と対向基板３０とを接合する環状の封止部４０と、電極基板２０のうち対向基板３０側の表面上に設けられる酸化物半導体層５０と、酸化物半導体層５０に担持される色素と、電極基板２０と対向基板３０との間に設けられる電解質６０とを有している。
　また、光電変換装置１００は、電極基板２０のうち対向基板３０と反対側に設けられる絶縁部７０をさらに備えており、絶縁部７０の内部にはアンテナコイル８０が設けられている。アンテナコイル８０は、封止部４０の厚さ方向Ａ、すなわち電極基板１０と封止部４０との界面Ｓ１に直交する方向又は対向基板３０と封止部４０との界面Ｓ２に直交する方向に封止部４０及びアンテナコイル８０を見た場合に、封止部４０と重なるように配置されている。アンテナコイル８０は、封止部４０の厚さ方向Ａに封止部４０及びアンテナコイル８０を見た場合に、封止部４０に沿って巻回するように設けられている。アンテナコイル８０の両端の各々には端子部９０ａ、９０ｂが接続されている（図１参照）。
　電極基板２０は、透明基板２１と、透明基板２１のうち対向基板３０側に設けられる電極としての透明導電層２２とを備えている。
　対向基板３０は、導電性基板３１と、導電性基板３１のうち電極基板２０側に設けられて電解質６０の還元に寄与する触媒層３２とを備えている。
　絶縁部７０は、アンテナコイル８０を支持する支持基板７１と、支持基板７１と電極基板２０とを接着する接着層７２と、アンテナコイル８０を覆うように設けられる樹脂層７３とを有する。本実施形態では、樹脂層７３は、アンテナコイル８０を直接覆うカバー層７３ａと、カバー層７３ａ上に設けられる保護層７３ｂとを有する。
　また本実施形態では、絶縁部７０が紫外線吸収剤を含む。
　この光電変換装置１００によれば、電極基板２０のうち対向基板３０と反対側に、封止部４０の厚さ方向Ａに封止部４０及びアンテナコイル８０を見た場合に、アンテナコイル８０が封止部４０と重なるように配置されているため、電極基板２０において、環状の封止部４０の外側にアンテナコイル８０を設置するためのスペースを設ける必要がなくなる。このため、光電変換装置１００によれば、設置面積あたりの発電量を増加させることができる。また、光電変換装置１００によれば、電極基板２０側から光電変換セル１０に光が入射する場合、アンテナコイル８０によって光が反射されるので、封止部４０に入射される光の量を低減することができ、光による封止部４０の劣化を十分に抑制できる。このため、光電変換装置１００によれば、耐久性を向上させることもできる。
　また光電変換装置１００は、電極基板２０と反対側に設けられる絶縁部７０をさらに備えており、絶縁部７０が、アンテナコイル８０を覆うように設けられる樹脂層７３を有している。
　この場合、アンテナコイル８０が絶縁部７０に含まれる樹脂層７３によって保護されるため、アンテナコイル８０にスクラッチなどの傷が生じることが十分に防止される。また、アンテナコイル８０に水分が付着することも十分に抑制できる。このため、水分がアンテナコイル８０を横断することが十分に抑制され、アンテナコイル８０における短絡が抑制されるため、アンテナとしての機能を十分に保持することが可能となる。さらにアンテナコイル８０の酸化も十分に抑制されるため、アンテナコイル８０の抵抗の低下も抑制できる。またアンテナコイル８０が樹脂層７３で覆われることでアンテナコイル８０に剛性を付与することもできる。
　さらに、本実施形態では、絶縁部７０が紫外線吸収剤を含むため、光電変換装置１００に入射した光のうち紫外線が、絶縁部７０に含まれる紫外線吸収剤によって吸収される。このため、紫外線による光電変換セル１０の劣化が十分に抑制される。
　次に、電極基板２０、対向基板３０、封止部４０、酸化物半導体層５０、電解質６０、色素、絶縁部７０、アンテナコイル８０及び紫外線吸収剤について詳細に説明する。
　＜電極基板＞
　電極基板２０は、上述したように、透明基板２１と、透明基板２１のうち対向基板３０側に設けられる電極としての透明導電層２２とを有する。
　（透明基板）
　透明基板２１を構成する材料は、例えば透明な絶縁材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、および、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板２１の厚さは、光電変換セル１０のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．０５０～１０ｍｍの範囲にすればよい。
　（透明導電層）
　透明導電層２２を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、及び、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電層２２は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電層２２が単層で構成される場合、透明導電層２２は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。透明導電層２２の厚さは例えば０．０１～２μｍの範囲にすればよい。
　＜対向基板＞
　対向基板３０は、上述したように、導電性基板３１と、導電性基板３１のうち電極基板２０側に設けられて電解質６０の還元に寄与する触媒層３２とを備えている。
　導電性基板３１は、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン、アルミ、ステンレス等の耐食性の金属材料で構成される。また、導電性基板３１は、基板と電極を分けて、上述した透明基板２１上にＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物からなる導電層を電極として形成した積層体で構成されてもよい。導電性基板３１の厚さは、光電変換セル１０のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．００５～０．１ｍｍとすればよい。
　触媒層３２は、導電性材料で構成される。導電性材料としては、白金などの金属材料、炭素系材料及び導電性高分子などが挙げられる。ここで、炭素系材料としては、カーボンナノチューブが好適に用いられる。
　＜封止部＞
　封止部４０としては、例えば変性ポリオレフィン樹脂、ビニルアルコール重合体などの熱可塑性樹脂、及び、紫外線硬化樹脂などの樹脂が挙げられる。変性ポリオレフィン樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン－ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体およびエチレン－ビニルアルコール共重合体が挙げられる。これらの樹脂は単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。
　＜酸化物半導体層＞
　酸化物半導体層５０は、酸化物半導体粒子で構成されている。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ３Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タリウム（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）又はこれらの２種以上で構成される。酸化物半導体層５０の厚さは、例えば０．１～１００μｍとすればよい。
　（電解質）
　電解質６０は、酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ－ブチロラクトン、バレロニトリル、ピバロニトリル、などを用いることができる。酸化還元対としては、例えばヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオン（例えばＩ－／Ｉ３ －）、臭化物イオン／ポリ臭化物イオンなどのハロゲン原子を含む酸化還元対のほか、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対が挙げられる。なお、ヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオンは、ヨウ素（Ｉ２）と、アニオンとしてのアイオダイド（Ｉ－）を含む塩（イオン性液体や固体塩）とによって形成することができる。アニオンとしてアイオダイドを有するイオン性液体を用いる場合には、ヨウ素のみ添加すればよく、有機溶媒や、アニオンとしてアイオダイド以外のイオン性液体を用いる場合には、ＬｉＩやテトラブチルアンモニウムアイオダイドなどのアニオンとしてアイオダイド（Ｉ－）を含む塩を添加すればよい。また電解質６０は、有機溶媒に代えて、イオン液体を用いてもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩などが用いられる。このようなヨウ素塩としては、例えば、１－ヘキシル－３－メチルイミダゾリウムアイオダイド、１－エチル－３－プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムアイオダイド、１，２－ジメチル－３－プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、１－メチル－３－プロピルイミダゾリウムアイオダイドが好適に用いられる。
　また、電解質６０は、上記有機溶媒に代えて、上記イオン液体と上記有機溶媒との混合物を用いてもよい。
　また電解質６０には添加剤を加えることができる。添加剤としては、１－メチルベンゾイミダゾール（ＮＭＢ）、１－ブチルベンゾイミダゾール（ＮＢＢ）などのベンゾイミダゾール、ＬｉＩ、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、４－ｔ－ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネートなどが挙げられる。中でも、ベンゾイミダゾールが添加剤として好ましい。
　さらに電解質６０としては、上記電解質にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化した電解質を用いてもよい。
　＜色素＞
　色素としては、例えばビピリジン構造又はターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などの光増感色素、及び、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト結晶などの有機－無機複合色素などが挙げられる。ハロゲン化鉛系ペロブスカイトとしては、例えばＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）が用いられる。上記色素の中でも、ビピリジン構造又はターピリジン構造を含む配位子を有するルテニウム錯体が好ましい。この場合、光電変換装置１００の光電変換特性をより向上させることができる。なお、色素として、光増感色素を用いる場合には、光電変換装置１００は色素増感光電変換装置となる。
　＜絶縁部＞
　絶縁部７０は、上述したように、アンテナコイル８０を支持する支持基板７１と、支持基板７１と電極基板２０とを接着する接着層７２と、アンテナコイル８０を覆うように設けられる樹脂層７３とを有する。
　（支持基板）
　支持基板７１は、絶縁材料で構成されていればよく、このような絶縁材料としては、例えばＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムなどの樹脂材料やガラスなどの無機材料などが挙げられる。
　支持基板７１の厚さは特に限定されるものではないが、例えば２０～４０００μｍであればよい。
　（接着層）
　接着層７２は、支持基板７１と電極基板２０とを接着させることが可能な接着剤で構成されていればよい。このような接着剤としては、例えばアクリル系接着剤又はエポキシ系接着剤などを用いることができる。これらの接着剤は、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤又は二液混合型接着剤などのいずれであってもよい。
　但し、接着層７２は、透明基板１１の屈折率と支持基板７１の屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。具体的には、接着層７２は、酸化物半導体層５０に担持される色素の吸収ピーク波長において、透明基板１１の屈折率と支持基板７１の屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。この場合、透明基板１１と接着層７２との界面、及び、接着層７２と支持基板７１との界面における光の反射を低減できる。このため、より十分な量の光を光電変換セル１０の酸化物半導体層５０に導くことができる。
　（樹脂層）
　樹脂層７３は、アンテナコイル８０を直接覆うカバー層７３ａと、カバー層７３ａ上に設けられる保護層７３ｂとを有する。
　カバー層７３ａは、樹脂材料で構成されていればよいが、このような樹脂材料としては、アンテナコイル８０が水分によって短絡することを抑制する観点からは、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂又はこれらの混合物などの透明樹脂などが好ましい。
　保護層７３ｂは、カバー層７３ａと同一の樹脂材料又はガラスなどの無機材料で構成される。また、保護層７３ｂは、カバー層７３ａと同一の材料で構成されてもよく、異なる材料で構成されてもよい。保護層７３ｂがカバー層７３ａと異なる材料で構成される場合、保護層７３ｂは、カバー層７３ａよりも耐摩耗性の大きい材料で構成されていることが好ましい。この場合、例えばカバー層７３ａがエポキシ樹脂又はアクリル樹脂で構成される場合、保護層７３ｂはＰＥＴフィルムや、ＰＥＮフィルム、ガラスなどの材料で構成すればよい。
　＜アンテナコイル＞
　アンテナコイル８０は導電性材料で構成される。導電性材料としては、銀、銅などの金属材料やカーボン材料などが挙げられる。
　隣り合うアンテナコイル８０間の隙間Ｓの幅Ｗ１はアンテナコイル８０の幅Ｗ２よりも小さくても、アンテナコイル８０の幅Ｗ２以上であってもよいが、アンテナコイル８０の幅Ｗ２よりも小さいことが好ましい（図３参照）。
　この場合、封止部４０に入射される光の量をより低減することができるので、封止部４０の劣化が十分に抑制され、光電変換装置１００の耐久性を向上させることができる。
　ここで、隙間Ｓの幅Ｗ１に対するアンテナコイル８０の幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）は１より大きければ特に制限されるものではないが、この比(Ｒ１)は１．５以上であることがより好ましく、２．０以上であることがより好ましい。但し、Ｒ１は２０以下であることが好ましく、１０以下であることがより好ましい。
　アンテナコイル８０の巻き数は特に制限されないが、アンテナコイル８０間の隙間Ｓの幅Ｗ１がアンテナコイル８０の幅Ｗ２よりも小さくなる巻き数とすることが好ましい。この場合、封止部４０に入射される光の量をより低減することができるので、封止部４０の劣化が十分に抑制され、光電変換装置１００の耐久性を向上させることができる。
　＜紫外線吸収剤＞
　上述したように、紫外線吸収剤は絶縁部７０に含まれる。絶縁部７０において、紫外線吸収剤は、支持基板７１、接着層７２及び樹脂層７３の少なくとも１つに含まれていればよい。
　紫外線吸収剤は、紫外線を吸収する材料であればよい。このような紫外線吸収剤としては、例えば酸化セリウム、酸化亜鉛、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体及びベンゾフェノン誘導体が挙げられる。これらは１種類単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。
　なお、紫外線吸収剤の添加割合は特に制限されるものではないが、透明基板１１及び絶縁部７０全体中の紫外線吸収剤の添加割合は０．０１～５０質量％であることが好ましい。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、絶縁部７０が、支持基板７１及び接着層７２を有しているが、絶縁部７０は、支持基板７１及び接着層７２を必ずしも有していなくてもよい。この場合、電極基板２０を、アンテナコイル８０の支持基板７１として使用することが可能である。
　さらに、上記実施形態では、アンテナコイル８０が、支持基板７１のうち電極基板２０と反対側に設けられているが、アンテナコイル８０は、支持基板７１のうち電極基板２０側に設けられてもよい。この場合、接着層７２がアンテナコイル８０を覆う樹脂層になる。また、この場合、アンテナコイル８０は、支持基板７１で保護されることになるため、カバー層７３ａ及び保護層７３ｂは省略してもよい。さらに上記実施形態では、絶縁部７０は必ずしも必要なものではなく、省略が可能である。
　また、電極基板２０のうち対向基板３０と反対側には、光を吸収又は反射によって遮蔽する光遮蔽部がさらに設けられていてもよい。ここで、光遮蔽部は、封止部４０の厚さ方向Ａに見た場合に封止部４０と重なる領域に配置される。この場合、光遮蔽部及び封止部４０を封止部４０の厚さ方向Ａに見た場合に光遮蔽部が封止部４０と重なって配置されているため、光遮蔽部によって封止部４０に光が入射されることが十分に抑制され、光による封止部４０の劣化をより十分に抑制できる。光遮蔽部としては、着色された樹脂材料又は着色された無機材料を用いることができる。着色された樹脂材料又は着色された無機材料としては、透明な樹脂材料や透明な無機材料に着色剤を混ぜた材料や、それ自体有色の樹脂材料や無機材料を用いることができる。光遮蔽部は、支持基板７１のうち、アンテナコイル８０が設けられていない面上に別途設けてもよいし、接着層７２、カバー層７３ａ及び保護層７３ｂのうち少なくとも１つにおいて、封止部４０と重なる部分のみを着色したものであってもよい。例えば図４に示す光電変換装置２００の光電変換セル２１０においては、光遮蔽部９０は、支持基板７１のうち、アンテナコイル８０が設けられていない樹脂層７３の表面（例えば保護層７３ｂの表面）上に設けられてもよい。なお、上記着色剤は、光を遮蔽できるものであればいかなるものでもよいが、このような着色剤としては、例えば遷移金属の酸化物、炭素系材料及び有機染料などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いられてもよい。遷移金属の酸化物としては、例えば酸化銅、酸化鉄、酸化コバルト及び酸化マンガンなどが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いられてもよい。また、光遮蔽部としては、アンテナコイル８０と電気的に接続されないのであれば、非透明の金属材料を用いることもできる。
　また、上記実施形態では、光電変換セル１０において、電極基板２０上に酸化物半導体層５０が設けられているが、酸化物半導体層５０は対向基板３０上に設けられてもよい。この場合、触媒層３２は電極基板２０の上に設けられる。
　また、上記実施形態では、紫外線吸収剤が絶縁部７０に含まれているが、紫外線吸収剤は絶縁部７０に含まれていなくてもよい。
　さらに、上記実施形態では、対向基板３０が対極で構成され、電極基板２０と対向基板３０とが封止部４０によって連結されているが、電極基板２０と対向基板３０との間で、酸化物半導体層５０上に、電解質６０を含浸した多孔性の絶縁層及び対極としての電極層が順次積層される場合には、対向基板３０は、対極に代えて、絶縁性の基材で構成されてもよい。
　さらにまた、上記実施形態では、光電変換装置１００が１つの光電変換セル１０を有しているが、光電変換装置１００は、光電変換セル１０を複数備えていてもよい。ここで、複数の光電変換セル１０は直列に接続されてもよいし、並列に接続されてもよい。
　また、上記実施形態では光電変換セル１０として色素を用いた光電変換セルが用いられているが、光電変換セル１０は光電変換機能を有していればよく、光電変換セル１０としては、有機薄膜太陽電池を用いることも可能である。
　１０…光電変換セル
　２０…電極基板
　２１…透明基板
　３０…対向基板
　４０…封止部
　７０…絶縁部
　７１…支持基板
　７２…接着層
　７３…樹脂層
　８０…アンテナコイル
　９０…光遮蔽部
　１００…光電変換装置
　Ａ…封止部の厚さ方向
　Ｓ…隣り合うアンテナコイル間の隙間
　Ｗ１…隣り合うアンテナコイル間の隙間の幅
　Ｗ２…アンテナコイルの幅

Claims (7)

  1. 　少なくとも１つの光電変換セルを備え、
    　前記光電変換セルが、
    　電極基板と、
    　前記電極基板に対向する対向基板と、
    　前記電極基板と前記対向基板とを接合する環状の封止部とを有する光電変換装置であって、
    　前記電極基板のうち前記対向基板と反対側に設けられるアンテナコイルを備え、
    　前記アンテナコイルが、前記封止部の厚さ方向に前記封止部及び前記アンテナコイルを見た場合に、前記封止部と重なるように配置されている、光電変換装置。
  2. 　前記電極基板のうち前記対向基板と反対側に設けられる絶縁部をさらに備え、
    　前記絶縁部が、前記アンテナコイルを覆うように設けられる樹脂層を有する、請求項１に記載の光電変換装置。
  3. 　前記絶縁部が紫外線吸収剤を含む、請求項２に記載の光電変換装置。
  4. 　前記絶縁部が、前記アンテナコイルを支持する支持基板と、前記支持基板と前記電極基板とを接着する接着層とをさらに有し、
    　前記電極基板が透明基板を有し、
    　前記接着層が、前記透明基板の屈折率と前記支持基板の屈折率との間の屈折率を有する、請求項２又は３に記載の光電変換装置。
  5. 　前記電極基板のうち前記対向基板と反対側に設けられ光を遮蔽する光遮蔽部をさらに備え、
    　前記光遮蔽部及び前記封止部を前記封止部の厚さ方向に見た場合に前記光遮蔽部が前記封止部と重なって配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  6. 　前記光電変換セルが色素増感光電変換セルで構成される、請求項１～５のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  7. 　前記アンテナコイルが、前記封止部の厚さ方向に前記封止部及び前記アンテナコイルを見た場合に、前記封止部に沿って巻回するように設けられ、
    　隣り合う前記アンテナコイル間の隙間の幅が前記アンテナコイルの幅よりも小さい、請求項１～６のいずれか一項に記載の光電変換装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020021862A1 (ja) * 2018-07-24 2020-01-30 シャープ株式会社 太陽電池ユニットおよび設置方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109817810B (zh) * 2019-01-22 2020-09-22 西北工业大学深圳研究院 一种掺杂三唑离子液体的钙钛矿太阳能电池及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004240472A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Fujikura Ltd 半導体モジュールおよびその製造方法
JP2010067007A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Panasonic Electric Works Co Ltd 薄型識別デバイス
JP2013069437A (ja) * 2011-09-21 2013-04-18 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 複合電池およびｉｃカード
JP2015032390A (ja) * 2013-07-31 2015-02-16 株式会社フジクラ 色素増感太陽電池素子
JP2015056293A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 株式会社フジクラ 色素増感太陽電池素子

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001338273A (ja) * 2000-05-25 2001-12-07 Dainippon Printing Co Ltd 積層発電表示型ｉｃカード
US6774470B2 (en) * 2001-12-28 2004-08-10 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Non-contact data carrier and method of fabricating the same
JP2005078370A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 表示装置付ｉｃカード及びその使用方法
KR101056440B1 (ko) * 2003-09-26 2011-08-11 삼성에스디아이 주식회사 염료감응 태양전지
JP2006277312A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Yamaha Corp 物理量検出装置および物理量監視システム
US20110221578A1 (en) * 2008-09-10 2011-09-15 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Wireless identification card
US8211265B2 (en) * 2010-06-07 2012-07-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for preparing multilayer structures containing a perfluorinated copolymer resin layer
JP6317874B2 (ja) * 2012-06-26 2018-04-25 日揮触媒化成株式会社 反射防止膜付基材の製造方法および光電気セル
CN202796463U (zh) * 2012-07-23 2013-03-13 彩虹集团公司 一种防止有机材料老化的染料敏化太阳能电池
JP6005182B2 (ja) * 2013-01-11 2016-10-12 三菱電機株式会社 太陽光発電パネル及び太陽光発電システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004240472A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Fujikura Ltd 半導体モジュールおよびその製造方法
JP2010067007A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Panasonic Electric Works Co Ltd 薄型識別デバイス
JP2013069437A (ja) * 2011-09-21 2013-04-18 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 複合電池およびｉｃカード
JP2015032390A (ja) * 2013-07-31 2015-02-16 株式会社フジクラ 色素増感太陽電池素子
JP2015056293A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 株式会社フジクラ 色素増感太陽電池素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020021862A1 (ja) * 2018-07-24 2020-01-30 シャープ株式会社 太陽電池ユニットおよび設置方法

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