JP2010198834A - Method for manufacturing photoelectric conversion element module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電変換素子モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element module.
色素増感太陽電池は、スイスのグレッツェルらにより開発されたものであり、光電変換効率が高く、製造コストが安い利点を持ち、新しいタイプの太陽電池として注目を集めている。 The dye-sensitized solar cell was developed by Gretzell et al. In Switzerland and has the advantages of high photoelectric conversion efficiency and low manufacturing cost, and is attracting attention as a new type of solar cell.
色素増感太陽電池の概略構成は、透明導電膜が設けられた透明基材上に、光増感色素が担持される多孔質酸化物半導体層が設けられた作用極と、この作用極に対向して設けられた対極とを備え、これら作用極と対極との間に、酸化還元対を含有する電解質が封止材により包囲されて充填されたものである。 The schematic structure of the dye-sensitized solar cell is as follows: a working electrode in which a porous oxide semiconductor layer carrying a photosensitizing dye is provided on a transparent substrate provided with a transparent conductive film; The electrolyte containing the redox pair is surrounded and filled with a sealing material between the working electrode and the counter electrode.
この種の色素増感太陽電池は、太陽光などの入射光を吸収した光増感色素により発生する電子が酸化物半導体微粒子に注入され、作用極と対極の間に起電力が生じることにより、光エネルギーを電力に変換する光電変換素子として機能する。 In this type of dye-sensitized solar cell, electrons generated by a photosensitizing dye that absorbs incident light such as sunlight are injected into the oxide semiconductor fine particles, and an electromotive force is generated between the working electrode and the counter electrode. It functions as a photoelectric conversion element that converts light energy into electric power.
電解質としては、I−/I3−などの酸化還元対をアセトニトリル等の有機溶剤に溶解させた電解液を用いることが一般的であり、このほか、不揮発性のイオン液体を用いた構成、液状の電解質を適当なゲル化剤でゲル化させ、擬固体化させた構成、及びp型半導体などの固体半導体を用いた構成等が知られている。 As an electrolyte, it is common to use an electrolytic solution in which a redox couple such as I − / I 3− is dissolved in an organic solvent such as acetonitrile. In addition, a configuration using a non-volatile ionic liquid, a liquid There are known a structure in which the electrolyte is gelled with an appropriate gelling agent to make it pseudo-solid, a structure using a solid semiconductor such as a p-type semiconductor, and the like.
対極は、電解質との化学反応による腐食が抑制される材質を用いる必要がある。このような材質としては、白金を製膜したチタン基板、白金を製膜したガラス電極基板等を用いることができる。 The counter electrode needs to be made of a material that can prevent corrosion due to a chemical reaction with the electrolyte. As such a material, a titanium substrate formed of platinum, a glass electrode substrate formed of platinum, or the like can be used.
しかし、白金を製膜したガラス電極基板は、ガラスの強度を確保するためにガラスを一定以上の厚さにしなければならず、このため光電変換素子の厚さが大きくなるという問題がある。このため、薄くても強度が保てるチタン基板により対極を構成したいという要求がある。しかし、チタン基板は、チタンの表面に酸化膜が形成されるため、リード線等の導電部材をチタン基板に接続することが困難である。従って、このような対極にチタン基板を用いる光電変換素子同士を導電部材で接続することにより、光電変換素子モジュールを構成することが困難である。 However, a glass electrode substrate on which platinum is formed has a problem that the thickness of the photoelectric conversion element is increased because the glass must have a certain thickness or more in order to ensure the strength of the glass. For this reason, there exists a request | requirement of forming a counter electrode with the titanium substrate which can maintain intensity | strength even if thin. However, since a titanium substrate has an oxide film formed on the surface of titanium, it is difficult to connect a conductive member such as a lead wire to the titanium substrate. Therefore, it is difficult to configure a photoelectric conversion element module by connecting the photoelectric conversion elements using a titanium substrate to such a counter electrode with a conductive member.
そこで、下記特許文献1においては、対極の作用極側とは反対側の表面において導電部材を接続するために、チタン基板により構成される電極の表面上に、はんだ付けが容易な異種金属(Cuなど)からなる被膜をスパッタリング法などにより形成する光電変換素子が提案されている(特許文献1参照)。
Therefore, in the following
しかしながら、特許文献1に記載の光電変換素子は、前記異種金属からなる被膜をスパッタリング法などにより形成するために、真空装置等を用いる必要がある。従って、被膜の形成が容易ではなく、チタン基板を用いる対極に導電部材が接続できる光電変換素子の製造が容易ではないという問題があった。従って、特許文献1に記載の光電変換素子を複数用いた光電変換素子モジュールは、製造が困難であるという問題があった。また、被膜とチタン基板とを接合する力について、更なる改善の余地があった。
However, in the photoelectric conversion element described in
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、チタンを用いる電極を有する光電変換素子同士が互いに強固に接続される光電変換素子モジュールを容易に製造することができる光電変換素子モジュールの製造方法、及び、それにより製造される光電変換素子モジュールを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and can easily manufacture a photoelectric conversion element module in which photoelectric conversion elements having electrodes using titanium are firmly connected to each other. It aims at providing the manufacturing method of a module, and the photoelectric conversion element module manufactured by it.
本発明の光電変換素子モジュールの製造方法は、チタン或いはチタンを含む合金からなる金属板を有する第1電極と、前記第1電極と対向する第2電極とを備える光電変換素子を複数準備する光電変換素子準備工程と、少なくとも1つの光電変換素子の第1電極と、他の少なくとも1つの光電変換素子の第2電極とを高融点はんだにより接続する接続工程と、を備え、前記接続工程において、前記高融点はんだは、加熱溶融されると共に超音波が印加されて前記第1電極の金属板と接続されることを特徴とするものである。 The method for producing a photoelectric conversion element module according to the present invention includes a photoelectric conversion element including a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode having a metal plate made of titanium or an alloy containing titanium, and a second electrode facing the first electrode. A conversion element preparation step, a connection step of connecting a first electrode of at least one photoelectric conversion element and a second electrode of at least one other photoelectric conversion element with a high melting point solder, The high melting point solder is heated and melted and is applied with an ultrasonic wave to be connected to the metal plate of the first electrode.
このような光電変換素子モジュールの製造方法によれば、複数の光電変換素子を準備して、少なくとも1つの光電変換素子の第1電極と、他の少なくとも1つの光電変換素子の第2電極とを接続することで光電変換素子モジュールとする。この光電変換素子の第1電極は、チタン或いはチタンを含む合金からなる金属板を有し、第1電極と第2電極との接続には、高融点はんだが用いられる。そして、接続の際、高融点はんだは、加熱溶融される共に超音波が印加されるため、第1電極の金属板に対する濡れ性が向上する。従って、容易にチタン或いはチタンを含む合金からなる金属板に高融点はんだを強固に接続することができる。こうして、真空装置等を用いなくとも、容易に光電変換素子の第1電極にチタンを用いる複数の光電変換素子を備える光電変換素子モジュールを製造することができる。 According to such a method for manufacturing a photoelectric conversion element module, a plurality of photoelectric conversion elements are prepared, and a first electrode of at least one photoelectric conversion element and a second electrode of at least one other photoelectric conversion element are provided. It is set as a photoelectric conversion element module by connecting. The first electrode of this photoelectric conversion element has a metal plate made of titanium or an alloy containing titanium, and a high melting point solder is used for connection between the first electrode and the second electrode. At the time of connection, since the high melting point solder is heated and melted and ultrasonic waves are applied, the wettability of the first electrode to the metal plate is improved. Therefore, the high melting point solder can be firmly connected to the metal plate made of titanium or an alloy containing titanium easily. Thus, a photoelectric conversion element module including a plurality of photoelectric conversion elements using titanium for the first electrode of the photoelectric conversion element can be easily manufactured without using a vacuum apparatus or the like.
さらに、上記光電変換素子モジュールの製造方法において、前記第1電極と高融点はんだとの接続と、前記第2電極と高融点はんだとの接続は、同時に行うことが好ましい。 Furthermore, in the method for manufacturing a photoelectric conversion element module, it is preferable that the connection between the first electrode and the high melting point solder and the connection between the second electrode and the high melting point solder are performed simultaneously.
このような製造方法とすることで、光電変換素子モジュールの製造における光電変換素子同士の接続に要する工数が減り、より容易に光電変換素子モジュールを製造することができる。 By setting it as such a manufacturing method, the man-hour required for the connection of the photoelectric conversion elements in manufacture of a photoelectric conversion element module reduces, and a photoelectric conversion element module can be manufactured more easily.
また、光電変換素子モジュールの製造方法において、それぞれの前記光電変換素子は、第1電極と第2電極との間に、多孔性酸化物半導体層と電解質とを包囲して封止する封止材と、前記第2電極の前記第1電極側の表面上において、金属からなり、前記封止材の外周で包囲される領域から前記封止材の外周の外側にかけて設けられる集電配線と、を備え、前記高融点はんだは前記第1電極の表面に垂直な方向に沿って前記第1電極を見た場合に、前記封止材の外周で包囲される領域における前記集電配線と重なる位置において前記第1電極と接続されることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of a photoelectric conversion element module, each said photoelectric conversion element encloses and seals a porous oxide semiconductor layer and an electrolyte between the 1st electrode and the 2nd electrode. And on the surface of the second electrode on the first electrode side, a current collector wiring made of metal and provided from the region surrounded by the outer periphery of the sealing material to the outside of the outer periphery of the sealing material; The refractory solder at a position overlapping the current collector wiring in a region surrounded by the outer periphery of the sealing material when the first electrode is viewed along a direction perpendicular to the surface of the first electrode. It is preferable to be connected to the first electrode.
このような光電変換素子モジュールの製造方法によれば、第2電極の第1電極側の表面上において、封止材の外周により包囲される領域から封止材の外周の外側の領域にかけて設けられる集電配線を備える。この集電配線は、金属からなるため熱伝導性に優れる。また、高融点はんだは、第1電極の表面に対して垂直な方向から第1電極を見た場合に、封止材の外周により包囲される領域における集電配線と重なる位置において第1電極と接続される。従って、高融点はんだが第1電極と接続される位置と集電配線の位置が近く、高融点はんだを第1電極に接続する際、第1電極を介して封止材の外周の内側に伝導する熱は、集電配線に伝導し易い。そして、集電配線に伝導する熱は、集電配線の優れた熱伝導により、封止材の外周の外側に放出される。こうして、高融点はんだを第1電極に接続する際に第1電極を介して伝導する熱により、多孔質酸化物半導体層に担持される光増感色素や電解質が劣化することを抑制することができる。 According to such a method of manufacturing a photoelectric conversion element module, the surface of the second electrode on the first electrode side is provided from a region surrounded by the outer periphery of the sealing material to a region outside the outer periphery of the sealing material. Provide current collector wiring. Since the current collector wiring is made of metal, it has excellent thermal conductivity. Further, when the first electrode is viewed from a direction perpendicular to the surface of the first electrode, the high melting point solder is connected to the first electrode at a position overlapping the current collecting wiring in the region surrounded by the outer periphery of the sealing material. Connected. Therefore, the position where the high melting point solder is connected to the first electrode is close to the position of the current collector wiring, and when the high melting point solder is connected to the first electrode, it is conducted to the inside of the outer periphery of the sealing material via the first electrode. The heat to be transmitted is easily conducted to the current collector wiring. The heat conducted to the current collector wiring is released to the outside of the outer periphery of the sealing material by the excellent heat conduction of the current collector wiring. In this way, it is possible to suppress deterioration of the photosensitizing dye and electrolyte carried on the porous oxide semiconductor layer due to heat conducted through the first electrode when the high melting point solder is connected to the first electrode. it can.
また、上記光電変換素子モジュールの製造方法において、前記高融点はんだは、前記第2電極上に設けられる端子と接続されても良い。 In the method for manufacturing a photoelectric conversion element module, the high melting point solder may be connected to a terminal provided on the second electrode.
また、本発明の光電変換素子モジュールは、上記光電変換素子モジュールの製造方法により製造されることを特徴とするものである。 Moreover, the photoelectric conversion element module of this invention is manufactured by the manufacturing method of the said photoelectric conversion element module.
このような光電変換素子モジュールによれば、製造過程において高融点はんだの第1電極における金属板表面に対する濡れ性が向上し、チタンを用いる第1電極と高融点はんだとが強固に接合される。このため、光電変換素子同士の接続が強固なものとなり、光電変換素子モジュールに加わる外力等によって、光電変換素子同士の接続が外れることを防止することができる。 According to such a photoelectric conversion element module, wettability of the high melting point solder to the surface of the metal plate in the first electrode is improved in the manufacturing process, and the first electrode using titanium and the high melting point solder are firmly bonded. For this reason, the connection between the photoelectric conversion elements becomes strong, and the connection between the photoelectric conversion elements can be prevented from being disconnected by an external force applied to the photoelectric conversion element module.
本発明によれば、チタンを用いる電極を有する光電変換素子同士が互いに強固に接続される光電変換素子モジュールを容易に製造することができる光電変換素子モジュールの製造方法、及び、それにより製造される光電変換素子モジュールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the photoelectric conversion element module which can manufacture easily the photoelectric conversion element module in which the photoelectric conversion elements which have an electrode using titanium are mutually connected firmly, and it is manufactured by it A photoelectric conversion element module is provided.
以下、本発明に係る光電変換素子モジュールの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a photoelectric conversion element module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の実施形態にかかる光電変換素子モジュールを示す概略断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a photoelectric conversion element module according to an embodiment of the present invention.
図1に示すとおり、光電変換素子モジュール200は、一組の光電変換素子100、100と、光電変換素子100、100を接続する導電部材としての高融点はんだ9とを備える。
As shown in FIG. 1, the photoelectric
まず、光電変換素子100、100について説明する。なお、一組の光電変換素子100、100は互いに同じ構成であるため、一方の光電変換素子100についてのみ説明する。
First, the
光電変換素子100は、作用極11と、作用極11と対向するように配置される対極12と、作用極11と対極12との間に配置される電解質5と、電解質5を包囲する封止材14とを主な構成要素として備える。
The
(作用極)
作用極11は、透明基材2及び透明基材2の一方の面に設けられる透明導電体1とから成る第2電極20と、透明導電体1上に設けられ、光増感色素が担持される多孔質酸化物半導体層3とを備える。
(Working electrode)
The working
透明基材2は、光透過性の材料からなる基板により構成される。このような材料としては、ガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられ、通常、光電変換素子の透明基材として用いられる材料であればいかなるものでも用いることができる。透明基材2は、これらの中から電解質への耐性などを考慮して適宜選択される。また、透明基材2は、できる限り光透過性に優れる基材が好ましく、光透過率が90%以上の基材がより好ましい。
The
透明導電体1は、透明導電膜であり、透明基材2の一方の面の一部、または、全面に形成される薄膜である。作用極11の透明性を著しく損なわない構造とするために、透明導電体1は、導電性金属酸化物からなる薄膜であることが好ましい。このような導電性金属酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、フッ素添加酸化スズ(FTO)、酸化スズ(SnO2)などが挙げられる。また、透明導電体1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。透明導電体1が単層で構成される場合、透明導電体1は、成膜が容易かつ製造コストが安価であるという観点から、ITO、FTOが好ましく、また、高い耐熱性及び耐薬品性を有する観点から、FTOで構成されることがより好ましい。
The
また、透明導電体1が複数の層で構成される積層体により構成されると、各層の特性を反映させることが可能となることから好ましい。中でも、ITOからなる膜にFTOからなる膜が積層されてなる積層膜であることが好ましい。この場合、高い導電性、耐熱性及び耐薬品性を持つ透明導電体1が実現でき、可視域における光の吸収量が少なく、導電率が高い透明導電性基板を構成することができる。また、透明導電体1の厚さは例えば0.01μm〜2μmの範囲にすればよい。
In addition, it is preferable that the
多孔質酸化物半導体層3を形成する酸化物半導体としては、特に限定されず、通常、光電変換素子用の多孔質酸化物半導体を形成するのに用いられるものであれば、いかなるものでも用いることができる。このような酸化物半導体としては、例えば、酸化チタン(TiO2)、酸化スズ(SnO2)、酸化タングステン(WO3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニオブ(Nb2O5)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)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)が挙げられ、これらの2種以上で構成される酸化物半導体であっても良い。
The oxide semiconductor for forming the porous
これら酸化物半導体の粒子の平均粒径は1〜1000nmであることが、色素で覆われた酸化物半導体の表面積が大きくなり、即ち光電変換を行う場が広くなり、より多くの電子を生成することができることから好ましい。また、多孔質酸化物半導体層3は、粒度分布の異なる酸化物半導体粒子を積層させて構成されることが好ましい。この場合、半導体層内で繰り返し光の反射を起こさせることが可能となり、多孔質酸化物半導体層3の外部へ逃がす入射光を少なくして、効率よく光を電子に変換することができる。多孔質酸化物半導体層3の厚さは、例えば0.5〜50μmとすればよい。なお、多孔質酸化物半導体層3は、異なる材料からなる複数の酸化物半導体の積層体で構成することもできる。
The average particle diameter of these oxide semiconductor particles is 1-1000 nm, the surface area of the oxide semiconductor covered with the dye is increased, that is, the field for photoelectric conversion is increased, and more electrons are generated. This is preferable. The porous
多孔質酸化物半導体層3を形成する方法としては、例えば、市販の酸化物半導体粒子を所望の分散媒に分散させた分散液、あるいは、ゾル−ゲル法により調製できるコロイド溶液を、必要に応じて所望の添加剤を添加した後、スクリーンプリント法、インクジェットプリント法、ロールコート法、ドクターブレード法、スプレー塗布法など公知の塗布方法により塗布した後、加熱処理などにて空隙を形成させ多孔質化する方法などを適用することができる。
As a method for forming the porous
光増感色素としては、ビピリジン構造、ターピリジン構造などを配位子に含むルテニウム錯体、ポリフィリン、フタロシアニンなどの含金属錯体、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などが挙げられ、これらの中から、用途、使用半導体に適した挙動を示すものを特に限定なく選ぶことができる。具体的には、N3、N719、ブラックダイ(Black dye)などを使用することができる。 Examples of the photosensitizing dye include a ruthenium complex containing a bipyridine structure, a terpyridine structure or the like as a ligand, a metal-containing complex such as polyphylline or phthalocyanine, and an organic dye such as eosin, rhodamine or merocyanine. The thing which shows the behavior suitable for a use and a semiconductor to be used can be selected without particular limitation. Specifically, N3, N719, a black dye, or the like can be used.
(電解質)
電解質5は、多孔質酸化物半導体層3内に電解液を含浸させてなるものか、または、多孔質酸化物半導体層3内に電解液を含浸させた後に、この電解液を適当なゲル化剤を用いてゲル化(擬固体化)して、多孔質酸化物半導体層3と一体に形成されてなるもの、あるいは、イオン性液体、酸化物半導体粒子若しくは導電性粒子を含むゲル状の電解質を用いることができる。
(Electrolytes)
The
上記電解液としては、ヨウ素、ヨウ化物イオン、ターシャリ−ブチルピリジンなどの電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリルなどの有機溶媒に溶解されてなるものが用いられる。この電解液をゲル化する際に用いられるゲル化剤としては、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が挙げられる。 As said electrolyte solution, what melt | dissolved electrolyte components, such as an iodine, iodide ion, and tertiary butyl pyridine, in organic solvents, such as ethylene carbonate and methoxyacetonitrile, is used. Examples of the gelling agent used for gelling the electrolytic solution include polyvinylidene fluoride, a polyethylene oxide derivative, and an amino acid derivative.
上記イオン性液体としては、特に限定されるものではないが、室温で液体であり、四級化された窒素原子を有する化合物をカチオンまたはアニオンとした常温溶融性塩が挙げられる。常温溶融性塩のカチオンとしては、四級化イミダゾリウム誘導体、四級化ピリジニウム誘導体、四級化アンモニウム誘導体などが挙げられる。常温溶融塩のアニオンとしては、BF4−、PF6−、F(HF)n−、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド[N(CF3SO2)2−]、ヨウ化物イオンなどが挙げられる。イオン性液体の具体例としては、四級化イミダゾリウム系カチオンとヨウ化物イオンまたはビストリフルオロメチルスルホニルイミドイオンなどからなる塩類を挙げることができる。 Although it does not specifically limit as said ionic liquid, Room temperature meltable salt which is a liquid at room temperature and made the compound which has the quaternized nitrogen atom into a cation or an anion is mentioned. Examples of the cation of the room temperature melting salt include quaternized imidazolium derivatives, quaternized pyridinium derivatives, quaternized ammonium derivatives and the like. Examples of the anion of the ambient temperature molten salt, BF 4 -, PF 6 - , F (HF) n-, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide [N (CF 3 SO 2) 2 -], and the like iodide ion. Specific examples of the ionic liquid include salts composed of a quaternized imidazolium cation and iodide ion or bistrifluoromethylsulfonylimide ion.
上記酸化物半導体粒子としては、物質の種類や粒子サイズなどが特に限定されないが、イオン性液体を主体とする電解液との混和製に優れ、この電解液をゲル化させるようなものが用いられる。また、酸化物半導体粒子は、電解質の導電性を低下させることがなく、電解質に含まれる他の共存成分に対する化学的安定性に優れることが必要である。特に、電解質がヨウ素/ヨウ化物イオンや、臭素/臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合であっても、酸化物半導体粒子は、酸化反応による劣化を生じないものが好ましい。 The oxide semiconductor particles are not particularly limited in terms of the type and particle size of the substance, but those that are excellent in mixing with an electrolytic solution mainly composed of an ionic liquid and that gel the electrolytic solution are used. . In addition, the oxide semiconductor particles are required to have excellent chemical stability against other coexisting components contained in the electrolyte without reducing the conductivity of the electrolyte. In particular, even when the electrolyte contains a redox pair such as iodine / iodide ions or bromine / bromide ions, the oxide semiconductor particles are preferably those that do not deteriorate due to an oxidation reaction.
このような酸化物半導体粒子としては、TiO2、SnO2、WO3、ZnO、Nb2O5、In2O3、ZrO2、Ta2O5、La2O3、SrTiO3、Y2O3、Ho2O3、Bi2O3、CeO2、Al2O3からなる群から選択される1種または2種以上の混合物が好ましく、二酸化チタン微粒子(ナノ粒子)が特に好ましい。この二酸化チタンの平均粒径は2nm〜1000nm程度が好ましい。 Examples of such oxide semiconductor particles include TiO 2 , SnO 2 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , In 2 O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , La 2 O 3 , SrTiO 3 , Y 2 O. 3 , Ho 2 O 3 , Bi 2 O 3 , CeO 2 , Al 2 O 3 are preferably selected from one or a mixture of two or more, and titanium dioxide fine particles (nanoparticles) are particularly preferable. The average particle diameter of the titanium dioxide is preferably about 2 nm to 1000 nm.
上記導電性粒子としては、導電体や半導体など、導電性を有する粒子が用いられる。この導電性粒子の比抵抗の範囲は、好ましくは1.0×10−2Ω・cm以下であり、より好ましくは、1.0×10−3Ω・cm以下である。また、導電性粒子の種類や粒子サイズなどは特に限定されないが、イオン性液体を主体とする電解液との混和性に優れ、この電解液をゲル化するようなものが用いられる。このような導電性粒子には、電解質中において導電性が低下しにくく、電解質に含まれる他の共存成分に対する化学的安定性に優れることが求められる。特に、電解質がヨウ素/ヨウ化物イオンや、臭素/臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合でも、酸化反応などによる劣化を生じないものが好ましい。 As the conductive particles, conductive particles such as conductors and semiconductors are used. The range of the specific resistance of the conductive particles is preferably 1.0 × 10 −2 Ω · cm or less, and more preferably 1.0 × 10 −3 Ω · cm or less. Further, the type and particle size of the conductive particles are not particularly limited, and those that are excellent in miscibility with an electrolytic solution mainly composed of an ionic liquid and that gel the electrolytic solution are used. Such conductive particles are required to have excellent chemical stability with respect to other coexisting components contained in the electrolyte, since the conductivity is not easily lowered in the electrolyte. In particular, even when the electrolyte contains an oxidation / reduction pair such as iodine / iodide ion or bromine / bromide ion, an electrolyte that does not deteriorate due to oxidation reaction or the like is preferable.
このような導電性粒子としては、カーボンを主体とする物質からなるものが挙げられ、具体例としては、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、カーボンブラックなどの粒子を例示できる。これらの物質の製造方法はいずれも公知であり、また、市販品を用いることもできる。 Examples of such conductive particles include those composed mainly of carbon, and specific examples include particles such as carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon black. All methods for producing these substances are known, and commercially available products can also be used.
(対極)
対極12は、第1電極10により構成される。第1電極10は、チタンまたはチタン合金からなる金属板4と触媒層6とで構成される。なお、還元反応を促進する触媒層6は、金属板4における作用極11側の表面に形成される。触媒層6は、白金や炭素などからなる。
(Counter electrode)
The
(封止材)
封止材14は、作用極11と対極12とを連結しており、作用極11と対極12との間の電解質5は、封止材14によって包囲されて封止される。封止材14を構成する材料としては、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、エチレン−ビニルアルコール共重合体、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体が挙げられる。なお、封止材14は樹脂のみで構成されてもよいし、樹脂と無機フィラーとで構成されていてもよい。
(Encapsulant)
The sealing
(端子)
作用極11の対極12側の表面における封止材14の外周で包囲される外側の領域において、透明導電体1上に端子8が形成される。端子8を構成する材料としては、金、銀、銅、白金、アルミニウムなどの金属が挙げられる。
(Terminal)
A
次に光電変換素子100同士の接続について説明する。
Next, connection between the
図1に示すように光電変換素子モジュール200は、一組の光電変換素子100、100において、透明基材2が共通に用いられている。このため、光電変換素子100、100は、互いに対極12から作用極11へ向かう方向が同じ方向とされて、平面状に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the photoelectric
このような光電変換素子モジュール200における一方の光電変換素子100の対極12における金属板4は、高融点はんだ9と接続される。また、他方の光電変換素子100の作用極11上の端子8も高融点はんだ9と接続される。こうして、一組の光電変換素子100、100は、直列に接続される。
The
高融点はんだとしては、融点が200℃以上(例えば210℃以上)であるものを用いることが好適である。このような高融点はんだとしては、Sn−Cu系、Sn−Ag系、Sn−Ag−Cu系、Sn−Au系、Sn−Sb系、Sn−Pb系(Pb含有量は例えば85質量%超)などを挙げることができ、これらのうち1つを単独で使用してもよいし、2以上を併用してもよい。 As the high melting point solder, it is preferable to use a solder having a melting point of 200 ° C. or higher (for example, 210 ° C. or higher). As such a high melting point solder, Sn-Cu type, Sn-Ag type, Sn-Ag-Cu type, Sn-Au type, Sn-Sb type, Sn-Pb type (Pb content is more than 85% by mass, for example) ), Etc., and one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
次に、図1に示す光電変換素子モジュール200の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the photoelectric
まず、一組の光電変換素子100、100を準備する(光電変換素子準備工程)。
First, a set of
光電変換素子モジュール200においては、一組の光電変換素子100、100が、透明基材2を共通に用いているため、それぞれの光電変換素子100、100を同時に製造することで、一組の光電変換素子100、100を準備する。以下、一方の光電変換素子100の製造についてのみ説明する。
In the photoelectric
まず、作用極11と、対極12とを準備する(準備工程)。
First, the working
作用極11は、次の工程により得ることができる。最初に透明基材2の一方の面上に透明導電体1を形成し第2電極20とする。次に、透明導電体1上に多孔質酸化物半導体層3を形成する。次に、次に多孔質酸化物半導体層3に光増感色素を担持させる。
The working
透明基材2上に透明導電体1を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD(化学気相成長)法、スプレー熱分解法(SPD法)、蒸着法などの薄膜形成法が挙げられる。なかでも、スプレー熱分解法が好ましい。透明導電体1を、スプレー熱分解法により形成することで、容易にヘーズ率を制御することができる。また、スプレー熱分解法は、真空システムが不要なため、製造工程の簡素化低コスト化を図ることができるので好ましい。
Examples of the method for forming the
透明導電体1上に多孔質酸化物半導体層3を形成する方法としては、主に塗布工程と乾燥・焼成工程からなる。塗布工程としては、例えばTiO2粉末と界面活性剤および増粘剤を所定の比率で混ぜ合わせてなるTiO2コロイドのペーストを、親水性化を図った透明導電体1の表面に塗布することが挙げられる。その際、塗布法としては、加圧手段(例えば、ガラス棒)を用いて前記コロイドを透明導電体1上に押し付けながら、塗布されたコロイドが均一な厚さを保つように、加圧手段を透明導電体1の上を移動させる方法が挙げられる。乾燥・焼成工程としては、例えば大気雰囲気中におよそ30分間、室温にて放置し、塗布されたコロイドを乾燥させた後、電気炉を用いおよそ60分間、450℃の温度にて焼成する方法が挙げられる。
The method for forming the porous
多孔質酸化物半導体層3に光増感色素を担持させる方法としては、まず、色素担持用の色素溶液、例えば、アセトニトリルとt−ブタノールを容積比で1:1とした溶媒に対して極微量のN3色素粉末を加えて調整した溶液を予め準備しておく。
As a method for supporting a photosensitizing dye on the porous
次に、シャーレ状の容器内に入れた光増感色素を溶媒として含有する溶液中に、別途電気炉にて120〜150℃程度に加熱処理をし、多孔質酸化物半導体層3が形成された第2電極20を浸した状態とし、暗所にて一昼夜(およそ20時間)浸漬する。その後、光増感色素を含有する溶液から多孔質酸化物半導体層3が形成された第2電極20を取り出し、アセトニトリルとt−ブタノールからなる混合溶液を用い洗浄する。これによって、光増感色素を担持したTiO2薄膜からなる多孔質酸化物半導体層3を有する作用極11を得る。
Next, in a solution containing a photosensitizing dye as a solvent in a petri dish-like container, heat treatment is performed at about 120 to 150 ° C. separately in an electric furnace to form the porous
なお、作用極11の第2電極20上に形成される端子8は、例えば、銀ペーストを印刷等により塗布し、加熱・焼成させて形成される。この端子8の形成は、光増感色素を多孔質酸化物半導体層3に担持させる工程の前に行うことが好ましい。
The
一方、対極12を準備するには、まず、チタンまたはチタン合金からなる金属板4を準備する。そして、準備した金属板4の表面上に白金などからなる触媒層6を形成する。触媒層6の形成は、スパッタリング法などにより形成する。これにより金属板4と触媒層6とを有する第1電極10を得ることができ、第1電極10がそのまま対極12となる。
On the other hand, to prepare the
次に、作用極11と対極12との間に電解質5を封止材14により包囲して封止する(封止工程)。
Next, the
封止を行うには、まず、作用極11の上に、封止材14となるための樹脂またはその前駆体を形成する。このとき樹脂またはその前駆体は、作用極11の多孔質酸化物半導体層3を包囲する様に形成する。樹脂が熱可塑性樹脂である場合は、溶融させた樹脂を作用極11上に塗布した後に室温で自然冷却するか、フィルム状の樹脂を作用極11に接触させ、外部の熱源によって樹脂を加熱溶融させた後に室温で自然冷却することにより樹脂を得ることができる。熱可塑性の樹脂としては、例えばアイオノマーやエチレン−メタクリル酸共重合体が用いられる。樹脂が紫外線硬化樹脂である場合は、樹脂の前駆体である紫外線硬化性樹脂を作用極11上に塗布する。樹脂が水溶性樹脂である場合は、樹脂を含む水溶液を作用極11上に塗布する。水溶性の樹脂として、例えばビニルアルコール重合体が用いられる。
In order to perform sealing, first, a resin or its precursor for forming the sealing
次に、対極12の上に封止材14となるための樹脂またはその前駆体を形成する。対極12上の樹脂またはその前駆体は、作用極11と対極12とを対向させる際に、作用極11上の樹脂またはその前駆体と重なる位置に形成する。また、対極12上の樹脂またはその前駆体の形成は、作用極11の上に形成される樹脂またはその前駆体と同様にして行えば良い。
Next, a resin or a precursor thereof for forming the sealing
次に、作用極11上の樹脂またはその前駆体で包囲された領域に電解質を充填する。
Next, an electrolyte is filled in a region surrounded by the resin on the working
そして、作用極11と対極12とを対向させ、対極12上の樹脂と作用極11とを重ね合わせる。その後、減圧環境下において、樹脂が熱可塑性樹脂である場合は、樹脂を加熱溶融させ、作用極11と対極12とを接着させる。こうして封止材14が得られる。樹脂が紫外線硬化樹脂である場合は、対極12上の樹脂の紫外線硬化性樹脂と作用極11とを重ね合わせた後に紫外線により、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、封止材14が得られる。樹脂が水溶性樹脂である場合は、積層体を形成した後に室温にて触指乾燥させた後、低湿環境下で乾燥させ、封止材14が得られる。
Then, the working
こうして、図1に示す光電変換素子100を得る。
In this way, the
次に、一組の光電変換素子100、100を高融点はんだ9により接続する(接続工程)。一組の光電変換素子100、100の接続は、上記において得られる一方の光電変換素子100における対極12の金属板4、及び、他方の光電変換素子100の作用極11上の端子8が高融点はんだと同時に接続される。
Next, the pair of
接続は、まず、高融点はんだと、一方の光電変換素子100における対極12の金属板4、及び、他方の光電変換素子100における作用極11上の端子8とが接し、さらに高融点はんだと、はんだこての先端部とが接するように配置する。
In the connection, first, the high melting point solder, the
このとき、はんだこての先端部は、高融点はんだが溶融可能に加熱されると共に、超音波を発生する。こうして、高融点はんだは、はんだこて先端部から伝送される熱により溶融し、はんだこて先端部からの超音波により振動する。従って、高融点はんだは、金属板4との濡れ性が向上して、金属板4上に付着し、また、溶融した高融点はんだは、端子8に付着する。
At this time, the tip portion of the soldering iron is heated so that the high melting point solder can be melted, and generates ultrasonic waves. Thus, the high melting point solder is melted by the heat transmitted from the tip of the soldering iron and vibrated by the ultrasonic waves from the tip of the soldering iron. Therefore, the high melting point solder improves the wettability with the
このとき、はんだこて先端部の温度は、高融点はんだを溶融可能であれば、特に制限されないが、例えば、200〜450℃であることが、はんだを十分に溶かす観点から好ましく、250〜350℃であることが、はんだの酸化防止、及び、光増感色素の熱による劣化を防止する観点からより好ましい。また、はんだこての先端部から発生する超音波の振動周波数は、10kHz〜200kHzであることが好ましく、20kHz〜100kHzであることが金属板4に傷をつけることを防止する観点からより好ましい。
At this time, the temperature of the tip of the soldering iron is not particularly limited as long as the high melting point solder can be melted, but is preferably 200 to 450 ° C. from the viewpoint of sufficiently melting the solder, for example, 250 to 350. It is more preferable from the viewpoint of preventing oxidation of the solder and preventing the photosensitizing dye from being deteriorated by heat. Further, the vibration frequency of the ultrasonic wave generated from the tip of the soldering iron is preferably 10 kHz to 200 kHz, and more preferably 20 kHz to 100 kHz from the viewpoint of preventing the
次に、溶融した高融点はんだからはんだこてを離し、高融点はんだを冷却固化することで、高融点はんだ9は、一方の光電変換素子100における対極12の金属板4、及び、他方の光電変換素子100における作用極11上の端子8と接続される。
Next, the high
こうして、光電変換素子モジュール200を得ることができる。
In this way, the photoelectric
本実施形態による光電変換素子モジュール200の製造方法によれば、一組の光電変換素子100、100を準備して、一方の光電変換素子100の対極12と、他方の光電変換素子100の作用極上の端子8とを接続することで光電変換素子モジュール200とする。この光電変換素子100の対極は、チタン或いはチタンを含む合金からなる金属板4を有し、対極12と作用極11との接続には、高融点はんだ9が用いられる。そして、接続の際、高融点はんだは、加熱溶融される共に超音波が印加されるため、対極12の金属板4に対する濡れ性が向上する。従って、容易に金属板4に高融点はんだを強固に接続することができる。こうして、真空装置等を用いなくとも、一方の光電変換素子100におけるチタン或いはチタンを含む合金からなる金属板4を有する対極12と、他方の光電変換素子100における作用極11とを容易に接続することができる。従って、光電変換素子100の対極12にチタンを用いる一組の光電変換素子100、100を備える光電変換素子モジュール200を容易に製造することができる。
According to the method for manufacturing the photoelectric
また、本実施形態においては、対極12と作用極11上の端子8とを高融点はんだにより同時に接続するため、光電変換素子100、100同士の接続に要する工数が少ない。
Moreover, in this embodiment, since the
従って、上述の製造過程において製造される光電変換素子モジュール200は、チタンを用いる対極12と接続される高融点はんだ9が強固に接合されるため、光電変換素子100,100同士の接続が強固なものとなり、光電変換素子モジュール200に加わる外力等によって、光電変換素子100,100同士の接続が外れることを防止することができる。
Therefore, since the high
(第2実施形態)
次に、本発明の光電変換装置の第2実施形態について図2を用いて説明する。なお、図2において、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図2は、本実施形態の光電変換装置を示す概略断面図である。図2に示すように、光電変換素子モジュールは、各光電変換素子110において、第2電極20上に集電配線が形成されている点で第1実施形態と異なる。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the photoelectric conversion device of this embodiment. As shown in FIG. 2, the photoelectric conversion element module is different from the first embodiment in that current collection wiring is formed on the
この集電配線35は、第2電極20の表面上における封止材14の外周で包囲される領域から封止材14外周の外側にかけて形成されている。具体的には、集電配線35は、封止材14と重なる位置から封止材14の外周の外側にかけて設けられており、端子8と接続されている。そして、高融点はんだ9は、第1電極10に垂直な方向に沿って第1電極10を見る場合に、集電配線35と重なる位置において第1電極10と接続されている。
The
集電配線35は、配線保護層36によって全体を覆われ、電解質5と集電配線35との接触が防止されている。なお、配線保護層36は、集電配線35の全体を覆っている限り、作用極11の透明導電体1に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。
The
集電配線35を構成する材料は、透明導電体1よりも低い抵抗を有する金属であればよく、このような材料としては、例えば金、銀、銅、白金、アルミニウム、チタン及びニッケルなどの金属が挙げられる。
The material constituting the
配線保護層36を構成する材料としては、例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料が挙げられる。
Examples of the material constituting the wiring
配線保護層36は、より長期間に渡って電解質5と集電配線35との接触を防止するため、また、電解質5が配線保護層36と接触した場合の配線保護層36の溶解成分の発生を防ぐために、ポリイミド、フッ素樹脂、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、エチレン−ビニルアルコール共重合体、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体等の耐薬品性樹脂(図示せず)で被覆されていることが好ましい。
The wiring
このような光電変換素子モジュール210は次のように製造される。
Such a photoelectric
まず、一組の光電変換素子110、110を準備する(光電変換素子準備工程)。
First, a set of
一組の光電変換素子110、110の準備は、第1実施形態の準備工程における多孔質酸化物半導体層に色素を担持させる工程の前において、集電配線35と配線保護層36とを作用極11上に形成する。
The pair of
集電配線35は、多孔質酸化物半導体層3を形成した後、封止材14が形成される位置に、集電配線を構成する金属の粒子を塗膜し、加熱して焼成することによって得ることができる。なお、集電配線35の形成と同時に端子8を形成することが好ましい。
The
また、配線保護層36は、例えば、上述した低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料に、必要に応じて増粘剤、結合剤、分散剤、溶剤などを配合してなるペーストを、スクリーン印刷法などにより集電配線35の全体を覆うように塗布し、加熱し焼成することによって得ることができる。こうして配線保護層36と絶縁部材15とを同時に形成する。準備工程におけるその他の工程は第1実施形態における準備工程と同様に行えばよい。
Further, the wiring
次に、封止工程において、封止材14と集電配線35とが重なるように、作用極11と対極12とを重ねて封止する。封止の方法は、第1実施形態における封止工程と同様に行えば良い。
Next, in the sealing step, the working
光電変換素子準備工程におけるその他の工程は、第1実施形態と同様に行えばよい。 Other steps in the photoelectric conversion element preparation step may be performed in the same manner as in the first embodiment.
次に、第1電極10に垂直な方向に沿って第1電極10を見る場合に、集電配線35と重なる位置において高融点はんだ9を第1電極10に接続する(接続工程)。接続は、第1実施形態にける接続工程と同様の方法で行えばよい。
Next, when the
こうして光電変換素子モジュール210を得ることができる。
Thus, the photoelectric
本実施形態における光電変換素子モジュール210の製造方法によれば、対極12と作用極11との間における作用極11の表面上において、封止材14の外周により包囲される領域から封止材14の外周の外側の領域にかけて設けられる集電配線35を備える。この集電配線35は、金属からなるため熱伝導性に優れる。また、高融点はんだ9は、対極12の表面に対して垂直な方向から対極12を見た場合に、封止材14の外周により包囲される領域における集電配線35と重なる位置において対極12と接続される。従って、高融点はんだ9が対極12と接続される位置と集電配線35との位置が近く、高融点はんだ9を対極12に接続する際、対極12を介して封止材14の外周の内側に伝導する熱は、集電配線35に伝導し易い。そして、集電配線35に伝導する熱は、集電配線35の優れた熱伝導により、封止材14の外周の外側に放出される。こうして、高融点はんだ9を対極12に接続する際に対極12を介して伝導する熱により、多孔質酸化物半導体層3に担持される光増感色素や電解質5が劣化することを抑制することができる。
According to the method for manufacturing the photoelectric
以上、本発明について、第1、第2実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention has been described above by taking the first and second embodiments as examples, but the present invention is not limited to these.
例えば、第1、第2実施形態において、多孔質酸化物半導体層3は、第2電極20の透明導電体1上に形成されるものとした。そして、作用極11は、第2電極20と、光増感色素が担持される多孔質酸化物半導体層3とで構成され、対極12は、第1電極10により構成されるものとした。しかし、本発明は、これらに限らない。図3は、図1に示す光電変換素子モジュール200の変形例を示す断面図である。図3に示す光電変換素子モジュール220における光電変換素子120のように、第1電極10が金属板4から構成され、第1電極10上に多孔質酸化物半導体層3が形成されるものとしても良い。この場合、透明導電体1上に触媒層6が形成され、第2電極20は、透明基材2と透明導電体1と触媒層6とから構成される。そして、作用極11は、第1電極10と、光増感色素が担持される多孔質酸化物半導体層3とで構成され、対極12は、第2電極20により構成される。なお、触媒層6は、例えば、光が透過する程度に薄く製膜された白金等からなる。
For example, in the first and second embodiments, the porous
光電変換素子モジュール220は、一組の光電変換素子120、120を準備して、高融点はんだ9を一方の光電変換素子120の作用極11上の金属板4と接続すると共に、他方の光電変換素子120の対極12(第2電極20)上に設けられる端子8と接続することにより得ることができる。接続の方法は、第1実施形態と同様の接続方法により接続を行えばよい。
The photoelectric
光電変換素子120の準備は、次のように行われる。まず、金属板4から構成される第1電極10を準備する。次に第1電極10上に多孔質酸化物半導体層3を形成する。第1電極10上に多孔質酸化物半導体層3を形成する方法は、第1実施形態において透明導電体1上に多孔質酸化物半導体層3を形成する工程と同様にして行えば良い。次に多孔質酸化物半導体層3に光増感色素を担持させる。光増感色素の担持は、第1実施形態において光増感色素を多孔質酸化物半導体層3に担持させる工程と同様にして行えば良い。こうして、第1電極10上に多孔質酸化物半導体層3が形成された作用極11を得る。
Preparation of the
次に対極12を準備する。対極12の準備は、透明基材2上に透明導電体1を形成した後、透明導電体1上に触媒層6を形成して、第2電極20とする。透明導電体1を形成する方法は、第1実施形態において、透明基材2上に透明導電体1を形成する方法と同様にして行えば良い。透明導電体1上に触媒層を形成するには、第1実施形態において、金属板4上に触媒層を形成した方法と同様の方法で行えばよい。こうして得られる第2電極20が対極12となる。
Next, the
次に作用極11と対極12との間において、多孔質酸化物半導体層3と電解質5とを封止材14で封止する。封止の方法は、第1実施形態における封止工程と同様にして行えば良い。
Next, the porous
こうして、光電変換素子120を得る。
In this way, the
また、第1、第2実施形態において、光電変換素子モジュール200は、一組の光電変換素子を備えるが、本発明の光電変換素子モジュールは、3つ以上の光電変換素子を備えていてもよい。3以上の光電変換素子を有する光電変換素子モジュールにおいて、高融点はんだは、少なくとも一つの光電変換素子の第1電極10と、他の少なくとも1つの光電変換素子の第2電極20とを接続すれば良い。高融点はんだと第1電極10及び第2電極20との接続は、第1実施形態と同様に行えばよい。
In the first and second embodiments, the photoelectric
また、第1、第2実施形態において対極12と作用極11とは、高融点はんだにより同時に接続されたが、必ずしも同時に接続される必要はなく、まず対極12と高融点はんだを接続し、次に対極12と接続された高融点はんだと作用極11とを高融点はんだにより接続しても良い。
In the first and second embodiments, the
また、第2電極20は、透明基材2を共通に用いる構成としたが、それぞれ第2電極20を分離しても良い。
Moreover, although the
また、第1、第2実施形態において、高融点はんだ9と第2電極20との接続は端子8を介して接続しているが、第2端子8は必ずしも必要ではなく、高融点はんだ9と透明導電体1とを直接接続しても良い。このような光電変換素子モジュールによれば、端子8が形成されない分だけ簡易な構成とすることができ、安価に光電変換素子モジュールを製造することができる。
In the first and second embodiments, the high
本発明によれば、チタンを用いる電極を有する光電変換素子同士が互いに接続される光電変換素子モジュールを容易に製造することができる光電変換素子モジュールの製造方法、及び、それにより製造される光電変換素子モジュールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the photoelectric conversion element module which can manufacture easily the photoelectric conversion element module in which the photoelectric conversion elements which have an electrode using titanium are mutually connected, and the photoelectric conversion manufactured by it An element module is provided.
1・・・透明導電体
2・・・透明基材
3・・・多孔質酸化物半導体層
4・・・金属板
5・・・電解質
6・・・触媒層
8・・・端子
9・・・高融点はんだ
10・・・第1電極
11・・・作用極
12・・・対極
14・・・封止材
20・・・第2電極
35・・・集電配線
36・・・配線保護層
100、110、120・・・光電変換素子
200、210、220・・・光電変換素子モジュール
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも1つの光電変換素子の第1電極と、他の少なくとも1つの光電変換素子の第2電極とを高融点はんだにより接続する接続工程と、
を備え、
前記接続工程において、前記高融点はんだは、加熱溶融されると共に超音波が印加されて前記第1電極の金属板と接続される
ことを特徴とする光電変換素子モジュールの製造方法。 A photoelectric conversion element preparation step of preparing a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode having a metal plate made of titanium or an alloy containing titanium, and a second electrode facing the first electrode;
A connection step of connecting a first electrode of at least one photoelectric conversion element and a second electrode of at least one other photoelectric conversion element with a high melting point solder;
With
In the connecting step, the high melting point solder is heated and melted and ultrasonic waves are applied to be connected to the metal plate of the first electrode.
第1電極と第2電極との間において、光増感色素を担持した多孔性酸化物半導体層と電解質と、前記多孔性酸化物半導体層と前記電解質とを包囲して封止する封止材と、
前記第2電極の前記第1電極側の表面上において、金属からなり、前記封止材の外周で包囲される領域から前記封止材の外周の外側にかけて設けられる集電配線と、
を備え、
前記高融点はんだは前記第1電極の表面に垂直な方向に沿って前記第1電極を見た場合に、前記封止材の外周で包囲される領域における前記集電配線と重なる位置において前記第1電極と接続される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。 The photoelectric conversion element is
A porous oxide semiconductor layer supporting a photosensitizing dye, an electrolyte, and a sealing material surrounding and sealing the porous oxide semiconductor layer and the electrolyte between the first electrode and the second electrode When,
On the surface of the second electrode on the first electrode side, a current collector wiring made of metal and provided from a region surrounded by the outer periphery of the sealing material to the outside of the outer periphery of the sealing material;
With
When the first electrode is viewed along a direction perpendicular to the surface of the first electrode, the refractory solder has the first electrode at a position overlapping the current collecting wiring in a region surrounded by the outer periphery of the sealing material. The method of manufacturing a photoelectric conversion element module according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element module is connected to one electrode.
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