JP2015056294A - Dye-sensitized solar cell element - Google Patents
Dye-sensitized solar cell element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015056294A JP2015056294A JP2013189234A JP2013189234A JP2015056294A JP 2015056294 A JP2015056294 A JP 2015056294A JP 2013189234 A JP2013189234 A JP 2013189234A JP 2013189234 A JP2013189234 A JP 2013189234A JP 2015056294 A JP2015056294 A JP 2015056294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dye
- conductive material
- solar cell
- sensitized solar
- transparent conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、色素増感太陽電池素子に関する。 The present invention relates to a dye-sensitized solar cell element.
光電変換素子として、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感太陽電池素子が注目されており、色素増感太陽電池素子に関して種々の開発が行われている。 As a photoelectric conversion element, a dye-sensitized solar cell element has attracted attention because it is inexpensive and can provide high photoelectric conversion efficiency, and various developments have been made on the dye-sensitized solar cell element.
色素増感太陽電池素子は少なくとも1つの色素増感太陽電池を備えており、色素増感太陽電池は一般に、作用極と対極とを備えている。そして、作用極又は対極の一方の基材としては、隣接する色素増感太陽電池又は外部との間で電子のやりとりをすることができることから、金属基板が用いられることもある。 The dye-sensitized solar cell element includes at least one dye-sensitized solar cell, and the dye-sensitized solar cell generally includes a working electrode and a counter electrode. And as one base material of a working electrode or a counter electrode, since an electron can be exchanged between the adjacent dye-sensitized solar cell or the exterior, a metal substrate may be used.
例えば下記特許文献1には、複数の色素増感太陽電池を有し、各色素増感太陽電池の対極の基材として金属基板を用い、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうちの一方の色素増感太陽電池の対極の金属基板と、他方の色素増感太陽電池の作用極とを導電部材によって接続した光電変換素子モジュールが開示されている。 For example, Patent Document 1 below has a plurality of dye-sensitized solar cells, uses a metal substrate as a counter substrate of each dye-sensitized solar cell, and one of two adjacent dye-sensitized solar cells. A photoelectric conversion element module is disclosed in which a metal substrate as a counter electrode of a dye-sensitized solar cell and a working electrode of the other dye-sensitized solar cell are connected by a conductive member.
しかし、上述した特許文献1に記載の光電変換素子モジュールは、光電変換特性及び耐久性の点で未だ改善の余地があった。 However, the photoelectric conversion element module described in Patent Document 1 described above still has room for improvement in terms of photoelectric conversion characteristics and durability.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた光電変換特性及び耐久性を有する色素増感太陽電池素子を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the dye-sensitized solar cell element which has the outstanding photoelectric conversion characteristic and durability.
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その結果、以下の発明により、上記課題を解決し得ることを見出した。 This inventor repeated earnest research in order to solve the said subject. As a result, it has been found that the above-described problems can be solved by the following invention.
すなわち、本発明は、少なくとも1つの色素増感太陽電池を有し、前記色素増感太陽電池が、透明基板及び前記透明基板上に設けられる透明導電層を有する第1電極と、前記第1電極に対向し、金属基板を含む第2電極と、前記第2電極の前記金属基板に接続される導電材とを備えており、前記導電材が金属粒子とバインダ樹脂とを含み、前記導電材の断面における観察領域の全面積S1に占める、その観察領域から前記金属粒子を除いた非導電領域の面積S2の割合である非導電領域割合Sが40〜80面積%である、色素増感太陽電池素子である。 That is, the present invention includes at least one dye-sensitized solar cell, and the dye-sensitized solar cell includes a first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive layer provided on the transparent substrate, and the first electrode. A second electrode including a metal substrate and a conductive material connected to the metal substrate of the second electrode, the conductive material including metal particles and a binder resin, Dye-sensitized solar cell in which the non-conductive region ratio S, which is the ratio of the area S2 of the non-conductive region excluding the metal particles from the observation region in the total area S1 of the observation region in the cross section, is 40 to 80 area% It is an element.
本発明の色素増感太陽電池素子によれば、当該色素増感太陽電池素子が温度変化の大きい環境下に置かれ、金属粒子が膨張又は収縮しても、導電材の断面の観察領域において非導電領域割合Sが上記範囲内にあることで、金属粒子同士間の応力が緩和され、導電材の破損を十分に抑制でき、その結果、優れた耐久性を有することが可能となる。また、導電材の断面の観察領域において、非導電領域割合Sが上記範囲内にあることで、第2電極と導電材との接触抵抗の増加を十分に抑制することが可能となり、電流を十分に流すことが可能となるので、優れた光電変換特性を有することが可能となる。よって、本発明の色素増感太陽電池素子によれば、優れた光電変換特性及び耐久性を有することが可能となる。 According to the dye-sensitized solar cell element of the present invention, even when the dye-sensitized solar cell element is placed in an environment where the temperature change is large and the metal particles expand or contract, When the conductive region ratio S is within the above range, the stress between the metal particles is relieved, and the breakage of the conductive material can be sufficiently suppressed. As a result, it is possible to have excellent durability. In addition, in the observation region of the cross section of the conductive material, the non-conductive region ratio S is in the above range, so that an increase in contact resistance between the second electrode and the conductive material can be sufficiently suppressed, and the current can be sufficiently increased. Therefore, it is possible to have excellent photoelectric conversion characteristics. Therefore, according to the dye-sensitized solar cell element of the present invention, it is possible to have excellent photoelectric conversion characteristics and durability.
上記色素増感太陽電池素子においては、前記導電材が、前記金属粒子同士間に前記バインダ樹脂と空隙とを含むことが好ましい。 In the dye-sensitized solar cell element, the conductive material preferably includes the binder resin and voids between the metal particles.
この場合、導電材が、金属粒子同士間に空隙をさらに含むため、色素増感太陽電池素子が温度変化の大きい環境下に置かれ、金属粒子が膨張又は収縮しても、金属粒子同士間の応力がより十分に緩和され、導電材の破損をより十分に抑制できる。その結果、より優れた耐久性を有することが可能となる。 In this case, since the conductive material further includes voids between the metal particles, even if the dye-sensitized solar cell element is placed in an environment with a large temperature change and the metal particles expand or contract, The stress is more sufficiently relaxed and the breakage of the conductive material can be more sufficiently suppressed. As a result, it becomes possible to have more excellent durability.
上記色素増感太陽電池素子においては、前記金属粒子が例えば銀粒子である。 In the dye-sensitized solar cell element, the metal particles are, for example, silver particles.
上記色素増感太陽電池素子は前記少なくとも1つの色素増感太陽電池の前記導電材に接続される接続端子をさらに有し、前記接続端子が、前記接続端子が接続された前記導電材を有する色素増感太陽電池の透明導電層の隣りの絶縁された透明導電層上に設けられ、前記接続端子が金属粒子を含み、前記接続端子に含まれる前記金属粒子が、前記導電材に含まれる前記金属粒子と同一の金属で構成されることが好ましい。 The dye-sensitized solar cell element further includes a connection terminal connected to the conductive material of the at least one dye-sensitized solar cell, and the connection terminal includes the conductive material to which the connection terminal is connected. Provided on the insulated transparent conductive layer adjacent to the transparent conductive layer of the sensitized solar cell, the connection terminal includes metal particles, and the metal particles included in the connection terminal are included in the conductive material. It is preferable to be composed of the same metal as the particles.
この場合、接続端子及び導電材に含まれる金属粒子が同一の金属で構成されるため、接続端子及び導電材に含まれる金属粒子が異なる金属で構成される場合に比べて、接続端子と導電材との密着性をより十分に向上させることができる。このため、色素増感太陽電池素子における接続信頼性をより向上させることが可能となる。 In this case, since the metal particles contained in the connection terminal and the conductive material are composed of the same metal, the connection terminal and the conductive material are compared with the case where the metal particles contained in the connection terminal and the conductive material are composed of different metals. Can be more sufficiently improved. For this reason, it becomes possible to improve the connection reliability in a dye-sensitized solar cell element more.
上記色素増感太陽電池素子は、前記少なくとも1つの色素増感太陽電池の前記導電材に接続される接続端子をさらに有し、前記接続端子が、前記接続端子が接続された前記導電材を有する色素増感太陽電池の前記透明導電層の隣りの絶縁された前記透明導電層上に設けられ、前記接続端子が金属粒子を含み、前記導電材における前記非導電領域割合Sが、前記接続端子の断面における観察領域の全面積T1に占める、その観察領域から前記金属粒子を除いた非導電領域の面積T2の割合である非導電領域割合Tよりも大きいことが好ましい。 The dye-sensitized solar cell element further includes a connection terminal connected to the conductive material of the at least one dye-sensitized solar cell, and the connection terminal includes the conductive material to which the connection terminal is connected. Provided on the insulated transparent conductive layer adjacent to the transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell, the connection terminal includes metal particles, and the non-conductive region ratio S in the conductive material is It is preferably larger than the non-conductive region ratio T which is the ratio of the area T2 of the non-conductive region excluding the metal particles from the observation region in the total area T1 of the observation region in the cross section.
この場合、導電材における非導電領域割合Sが、接続端子における非導電領域割合T以下である場合に比べて、接続端子と透明導電層との接着強度がより大きくなったり、接続端子と透明導電層との接触抵抗がより小さくなったりする。 In this case, the bonding strength between the connection terminal and the transparent conductive layer is greater than the case where the non-conductive area ratio S in the conductive material is equal to or less than the non-conductive area ratio T in the connection terminal. The contact resistance with the layer becomes smaller.
また上記色素増感太陽電池素子は、前記色素増感太陽電池を複数有する場合には、前記接続端子が接続された前記導電材を有する色素増感太陽電池の前記透明導電層の隣りの絶縁された前記透明導電層は、前記接続端子が接続された前記導電材を有する前記色素増感太陽電池の隣りの色素増感太陽電池の透明導電層、又は、色素増感太陽電池の一部を構成しない透明導電層である。 When the dye-sensitized solar cell element includes a plurality of the dye-sensitized solar cells, the dye-sensitized solar cell element is insulated next to the transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell having the conductive material to which the connection terminal is connected. The transparent conductive layer constitutes a transparent conductive layer of a dye-sensitized solar cell adjacent to the dye-sensitized solar cell having the conductive material to which the connection terminal is connected, or a part of the dye-sensitized solar cell. It is a transparent conductive layer that does not.
なお、本発明において、「非導電領域割合S」は、走査型電子顕微鏡で導電材の断面を観察した場合の観察領域における非導電領域の割合を言う。同様に、「非導電領域割合T」は、走査型電子顕微鏡で接続端子の断面を観察した場合の観察領域における非導電領域の割合を言う。 In the present invention, the “non-conductive region ratio S” refers to the ratio of the non-conductive region in the observation region when the cross section of the conductive material is observed with a scanning electron microscope. Similarly, the “non-conductive area ratio T” refers to the ratio of the non-conductive area in the observation area when the cross section of the connection terminal is observed with a scanning electron microscope.
本発明によれば、優れた光電変換特性及び耐久性を有する色素増感太陽電池素子が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dye-sensitized solar cell element which has the outstanding photoelectric conversion characteristic and durability is provided.
以下、本発明の色素増感太陽電池素子の好適な実施形態について図1〜図9を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の色素増感太陽電池素子の第1実施形態を示す切断面端面図、図2は、本発明の色素増感太陽電池素子の第1実施形態の一部を示す平面図、図3は、図1の色素増感太陽電池モジュールにおける透明導電層のパターンを示す平面図、図4は、図2の導電材の断面の一部の領域を示す概略図、図5は、図1の第1一体化封止部を示す平面図、図6は、図1の第2一体化封止部を示す平面図、図7は、図2のVII−VII線に沿った切断面端面図、図8は、図2の接続端子の断面の一部の領域を示す概略図、図9は、絶縁材およびバックシートを固定するための連結部を形成した作用極を示す平面図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the dye-sensitized solar cell element of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional end view showing a first embodiment of the dye-sensitized solar cell element of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a part of the first embodiment of the dye-sensitized solar cell element of the present invention. 3 is a plan view showing the pattern of the transparent conductive layer in the dye-sensitized solar cell module of FIG. 1, FIG. 4 is a schematic view showing a partial region of the cross section of the conductive material of FIG. 2, and FIG. 1 is a plan view showing the first integrated sealing portion in FIG. 1, FIG. 6 is a plan view showing the second integrated sealing portion in FIG. 1, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing a partial region of the cross section of the connection terminal in FIG. 2, and FIG. 9 is a plan view showing a working electrode in which a connecting portion for fixing the insulating material and the backsheet is formed. is there.
図1に示すように、色素増感太陽電池素子としての色素増感太陽電池モジュール(以下、「DSCモジュール」と呼ぶことがある)100は、透明基板11を有する複数(図1では4つ)の色素増感太陽電池(以下、「DSC」と呼ぶことがある)50と、DSC50の透明基板11の一面11a側に設けられるバックシート80とを有している。図2に示すように、複数のDSC50は導電材60Pによって直列に接続されている。以下、説明の便宜上、DSCモジュール100における4つのDSC50をDSC50A〜50Dと呼ぶことがある。
As shown in FIG. 1, a dye-sensitized solar cell module (hereinafter sometimes referred to as “DSC module”) 100 as a dye-sensitized solar cell element includes a plurality of transparent substrates 11 (four in FIG. 1). The dye-sensitized solar cell (hereinafter sometimes referred to as “DSC”) 50 and a
図1に示すように、複数のDSC50の各々は、導電性基板15を有する作用極10と、導電性基板15に対向する対極20と、導電性基板15及び対極20を接合させる環状の封止部30Aとを備えている。導電性基板15、対極20及び環状の封止部30Aによって形成されるセル空間には電解質40が充填されている。
As shown in FIG. 1, each of the plurality of
対極20は、金属基板21と、金属基板21の作用極10側に設けられて触媒反応を促進する触媒層22とを備えている。また隣り合う2つのDSC50において、対極20同士は互いに離間している。本実施形態では、対極20によって第2電極が構成されている。
The
図1および図2に示すように、作用極10は、導電性基板15と、導電性基板15上に設けられる少なくとも1つの酸化物半導体層13とを有している。導電性基板15は、透明基板11と、透明基板11の一面11a上に設けられる透明導電層12と、透明基板11の上に設けられる絶縁材33と、透明導電層12上に設けられる接続端子16とを有する。酸化物半導体層13は、環状の封止部30Aの内側に配置されている。また酸化物半導体層13には光増感色素が吸着している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the working
透明基板11は、DSC50A〜50Dの共通の透明基板として使用されている。なお、本実施形態では、導電性基板15によって第1電極が構成されている。
The
図2および図3に示すように、透明導電層12は、互いに絶縁された状態で設けられる透明導電層12A〜12Fで構成されている。すなわち、透明導電層12A〜12Fは互いに溝90を介在させて配置されている。ここで、透明導電層12A〜12Dはそれぞれ複数のDSC50A〜50Dの透明導電層12を構成している。また透明導電層12Eは、封止部30Aに沿って折れ曲がるようにして配置されている。透明導電層12Fは、バックシート80の周縁部80aを固定するための環状の透明導電層12である(図1参照)。
As shown in FIGS. 2 and 3, the transparent
図3に示すように、透明導電層12A〜12Dはいずれも、側縁部12bを有する四角形状の本体部12aと、本体部12aの側縁部12bから側方に突出する突出部12cとを有している。
As shown in FIG. 3, each of the transparent
図2に示すように、DSC50Cにおいて、透明導電層12A〜12Dのうち透明導電層12Cの突出部12cは、DSC50A〜50Dの配列方向Xに対して側方に張り出す張出し部12dと、張出し部12dから延びて、隣りのDSC50Dの本体部12aに溝90を介して対向する対向部12eとを有している。
As shown in FIG. 2, in the
DSC50Bにおいても、透明導電層12Bの突出部12cは、張出し部12dと対向部12eとを有している。またDSC50Aにおいても、透明導電層12Aの突出部12cは、張出し部12dと対向部12eとを有している。
Also in the
なお、DSC50Dは、既にDSC50Cと電気的に接続されており、他に接続されるべきDSC50が存在しない。このため、DSC50Dにおいて、透明導電層12Dの突出部12cは対向部12eを有していない。すなわち透明導電層12Dの突出部12cは張出し部12dのみで構成される。
The
但し、透明導電層12Dは、DSCモジュール100で発生した電流を外部に取り出すための第1電流取出し部12fと、第1電流取出し部12fと本体部12aとを接続し、透明導電層12A〜12Cの側縁部12bに沿って延びる接続部12gとをさらに有している。第1電流取出し部12fは、DSC50Aの周囲であって透明導電層12Aに対して透明導電層12Bと反対側に配置されている。
However, the transparent
一方、透明導電層12Eも、DSCモジュール100で発生した電流を外部に取り出すための第2電流取出し部12hを有しており、第2電流取出し部12hは、DSC50Aの周囲であって透明導電層12Aに対して透明導電層12Bと反対側に配置されている。そして、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hは、DSC50Aの周囲において溝90B(90)を介して隣り合うように配置されている。ここで、溝90は、透明導電層12の本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aと、透明導電層12のうち本体部12aを除く部分の縁部に沿って形成され、バックシート80の周縁部80aと交差する第2の溝90Bとで構成されている。
On the other hand, the transparent
また、DSC50の一部を構成する透明導電層12A〜12Cの各突出部12c、および、DSC50の一部を構成しない透明導電層12Eの上には、接続端子16が設けられている。各接続端子16は、導電材60Pと接続され、封止部30Aの外側で封止部30Aに沿って延びる導電材接続部16Aと、導電材接続部16Aから封止部30Aの外側で封止部30Aに沿って延びる導電材非接続部16Bとを有する。本実施形態では、透明導電層12A〜12Cにおいては、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aは、突起部12cの対向部12e上に設けられており、接続される隣りのDSC50の本体部12aに対向している。透明導電層12Eにおいては、接続端子16のうちの導電材接続部16Aは、接続される隣りのDSC50Aの本体部12aに対向している。そして、導電材非接続部16Bの幅は、導電材接続部16Aの幅より狭くなっている。ここで、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bの幅はそれぞれ一定となっている。なお、導電材接続部16Aの幅とは、導電材接続部16Aの延び方向に直交する方向の長さであって導電材接続部16Aの幅のうち最も狭い幅を意味し、導電材非接続部16Bの幅とは、導電材非接続部16Bの延び方向に直交する方向の長さであって導電材非接続部16Bの幅のうち最も狭い幅を意味するものとする。
Moreover, the
そして、DSC50Cにおける透明導電層12Cの突出部12c上に設けられる接続端子16の導電材接続部16Aと隣りのDSC50Dにおける対極20の金属基板21とが導電材60Pを介して接続されている。導電材60Pは、封止部30Aの上を通るように配置されている。同様に、DSC50Bにおける接続端子16の導電材接続部16Aと隣りのDSC50Cにおける対極20の金属基板21とは導電材60Pを介して接続され、DSC50Aにおける接続端子16の導電材接続部16Aと隣りのDSC50Bにおける対極20の金属基板21とは導電材60Pを介して接続され、DSC50の一部を構成しない透明導電層12E上の接続端子16の導電材接続部16Aと隣りのDSC50Aにおける対極20の金属基板21とは導電材60Pを介して接続されている。
Then, the conductive
ここで、導電材60Pは、金属粒子とバインダ樹脂と空隙とを含む。ここで、バインダ樹脂と空隙は、金属粒子同士間に設けられている。また図4に示すように、導電材60Pの断面における観察領域97aの全面積S1に占める、その観察領域97aから金属粒子97bを除いた非導電領域97cの面積S2の割合である非導電領域割合S(=S2/S1)が40〜80面積%である。
Here, the
また第1電流取出し部12f、第2電流取出し部12h上にはそれぞれ、外部接続端子18a,18bが設けられている。
図1に示すように、封止部30Aは、導電性基板15と対極20との間に設けられる環状の第1封止部31Aと、第1封止部31Aと重なるように設けられ、第1封止部31Aと共に対極20の縁部20aを挟持する第2封止部32Aとを有している。そして、図5に示すように、隣り合う第1封止部31A同士は一体化されて第1一体化封止部31を構成している。別言すると、第1一体化封止部31は、隣り合う2つの対極20の間に設けられていない環状の部分(以下、「環状部」と呼ぶ)31aと、隣り合う2つの対極20の間に設けられており、環状の部分31aの内側開口31cを仕切る部分(以下、「仕切部」と呼ぶ)31bとで構成されている。また図6に示すように、第2封止部32A同士は、隣り合う対極20の間で一体化され、第2一体化封止部32を構成している。第2一体化封止部32は、隣り合う2つの対極20の間に設けられていない環状の部分(以下、「環状部」と呼ぶ)32aと、隣り合う2つの対極20の間に設けられており、環状の部分32aの内側開口32cを仕切る部分(以下、「仕切部」と呼ぶ)32bとで構成されている。
As shown in FIG. 1, the sealing
また図1に示すように、第1封止部31Aと溝90との間には、隣り合う透明導電層12A〜12F同士間の溝90に入り込み且つ隣り合う透明導電層12にまたがるようにガラスフリットからなる絶縁材33が設けられている。詳しく述べると、絶縁材33は、溝90のうち透明導電層12の本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aに入り込むとともに、第1の溝90Aを形成している本体部12aの縁部をも覆っている。
Further, as shown in FIG. 1, a glass is interposed between the
図7に示すように、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の仕切部31bとの接着部の幅Pは、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の環状部31aとの接着部の幅Qよりも狭くなっている。さらに、第1一体化封止部31の仕切部31bの幅Rは、第1一体化封止部31の環状部31aの幅Tの100%以上200%未満となっている。
As shown in FIG. 7, the width P of the bonding portion between the surface of the
また、第2一体化封止部32は、対極20のうち作用極10と反対側に設けられる本体部32dと、隣り合う対極20同士の間に設けられる接着部32eとを有している。第2一体化封止部32は、接着部32eによって第1一体化封止部31に接着されている。
The second integrated sealing
図1に示すように、透明基板11の一面11a側にはバックシート80が設けられている。バックシート80は、耐候性層と、金属層とを含む積層体80Aと、積層体80Aに対し金属層と反対側に設けられ、連結部14を介して導電性基板15と接着する接着部80Bとを含む。ここで、接着部80Bは、バックシート80を導電性基板15に接着させるためのものであり、図1に示すように、積層体80Aの周縁部に形成されていればよい。但し、接着部80Bは、積層体80AのうちDSC50側の面全体に設けられていてもよい。バックシート80の周縁部80aは、接着部80Bによって、連結部14を介して透明導電層12のうち透明導電層12D,12E,12Fと接続されている。ここで、接着部80BはDSC50の封止部30Aと離間している。また連結部14も封止部30Aと離間している。なお、バックシート80より内側で且つ封止部30Aの外側の空間に電解質40は充填されていない。
As shown in FIG. 1, a
また図2に示すように、透明導電層12Dにおいては、本体部12a、接続部12gおよび電流取出し部12fを通るように、透明導電層12Dよりも低い抵抗を有する集電配線17が延びている。この集電配線17は、バックシート80と導電性基板15との連結部14と交差しないように配置されている。別言すると、集電配線17は、連結部14よりも内側に配置されている。
As shown in FIG. 2, in the transparent
なお、図2に示すように、各DSC50A〜50Dにはそれぞれ、バイパスダイオード70A〜70Dが並列に接続されている。具体的には、バイパスダイオード70Aは、DSC50AとDSC50Bとの間の第2一体化封止部32の仕切部32b上に固定され、バイパスダイオード70Bは、DSC50BとDSC50Cとの間の第2一体化封止部32の仕切部32b上に固定され、バイパスダイオード70Cは、DSC50CとDSC50Dとの間の第2一体化封止部32の仕切部32b上に導電材60Qにより固定されている。バイパスダイオード70Dは、DSC50Dの封止部30A上に固定されている。そして、バイパスダイオード70A〜70Dを通るように対極20の金属基板21に導電材60Qが固定されている。ここで、導電材60Qは、バイパスダイオード70A〜70Dの各々の表面のうち第2一体化封止部32と反対側の表面の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。この場合、バイパスダイオード70A〜70Dの各々と金属基板21との密着性がより向上する。またバイパスダイオード70A,70B間、バイパスダイオード70B,70C間、バイパスダイオード70C,70D間の導電材60Qからはそれぞれ導電材60Pが分岐し、透明導電層12A上の導電材接続部16A、透明導電層12B上の導電材接続部16A、透明導電層12C上の導電材接続部16Aにそれぞれ接続されている。またDSC50Aの対極20の金属基板21にも導電材60Pが固定され、この導電材60Pは、バイパスダイオード70Aと、透明導電層12E上の接続端子16の導電材接続部16Aとを接続している。さらにバイパスダイオード70Dは、導電材60Pを介して透明導電層12Dに接続されている。
As shown in FIG. 2,
また、図1に示すように、各DSC50の対極20上には、乾燥剤95が設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, a
上記DSCモジュール100によれば、導電材60Pは、金属粒子とバインダ樹脂と空隙とを含み、導電材60Pの断面の観察領域97aにおける非導電領域割合Sが40〜80面積%である。このため、DSCモジュール100が温度変化の大きい環境下に置かれ、導電材60P中の金属粒子が膨張又は収縮しても、導電材60Pの断面の観察領域97aにおいて非導電領域割合Sが上記範囲内にあることで、金属粒子同士間の応力が緩和され、導電材60Pの破損を十分に抑制でき、その結果、優れた耐久性を有することが可能となる。また、導電材60Pの断面の観察領域97aにおいて、非導電領域割合Sが上記範囲内にあることで、対極20と導電材60Pとの接触抵抗の増加を十分に抑制することが可能となり、電流を十分に流すことが可能となるので、優れた光電変換特性を有することが可能となる。よって、DSCモジュール100によれば、優れた光電変換特性及び耐久性を有することが可能となる。
According to the
またDSCモジュール100では、導電材60Pは、金属粒子間に空隙を含んでいるため、DSCモジュール100が温度変化の大きい環境下に置かれ、金属粒子が膨張又は収縮しても、金属粒子同士間の応力がより十分に緩和され、導電材60Pの破損をより十分に抑制できる。その結果、より優れた耐久性を有することが可能となる。
In the
さらにDSCモジュール100では、透明導電層12の縁部に沿って溝90が形成され、この溝90が、環状の封止部30Aの内側に配置される透明導電層12の本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aを有する。そして、その第1の溝90Aに、ガラスフリットからなる絶縁材33が入り込むとともに、この絶縁材33が、第1の溝90Aを形成している本体部12aの縁部をも覆っている。このため、透明基板11の内部であって溝90の下方の位置に溝90に沿ってクラックが形成され、そのクラックが本体部12aの縁部にまでつながっていたとしても、そのクラックを経た封止部30Aの外部からの水分の侵入が絶縁材33によって十分に抑制される。特に、DSCモジュール100では、第1の溝90Aを形成する本体部12aの縁部を覆い、第1の溝90Aに入り込む絶縁材33がガラスフリットからなるため、絶縁材33が樹脂である場合に比べて高い封止性能を有する。このため、DSCモジュール100によれば、優れた耐久性を有することが可能となる。
Further, in the
またDSCモジュール100では、封止部30Aと絶縁材33とが重なるように配置されている。このため、絶縁材33が封止部30Aと重ならないように配置されている場合に比べて、DSCモジュール100の受光面側から見た、発電に寄与する部分の面積をより増加させることができる。このため、開口率をより向上させることができる。
In the
またDSCモジュール100では、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hは、DSC50Aの周囲であって透明導電層12Aに対し透明導電層12Bと反対側に配置され、透明導電層12Aの第1電流取出し部12fおよび透明導電層12Fの第2電流取出し部12hは互いに溝90を介して隣り合うように配置されている。このため、DSCモジュール100においては、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hのそれぞれに外部接続端子18a,18bを隣り合うように配置することが可能となる。従って、外部接続端子18a,18bから電流を外部に取り出すためのコネクタの数を1つとすることが可能となる。すなわち、仮に、第1電流取出し部12fが透明導電層12Dに対し透明導電層12Cと反対側に配置されている場合、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hが互いに大きく離れて配置されるため、外部接続端子18a,18bも大きく離れて配置されることになる。この場合、DSCモジュール100から電流を取り出すには、外部接続端子18aに接続するコネクタと、外部接続端子18bに接続するコネクタの2つのコネクタが必要になる。しかし、DSCモジュール100によれば、外部接続端子18a,18bを隣り合うように配置することが可能となるため、コネクタは1つで済む。このため、DSCモジュール100によれば、省スペース化を図ることができる。また、DSCモジュール100は、低照度下で使用されると、発電電流が小さい。具体的には、発電電流は2mA以下である。このため、DSC50A〜50Dの両端のDSC50A,50Dのうち一端側のDSC50Dの透明導電層12Dの一部を、他端側のDSC50Aの対極20の金属基板21に電気的に接続された第2電流取出し部12hの隣りに溝90を介して第1電流取出し部12fとして配置しても、DSCモジュール100の光電変換性能の低下を十分に抑制することができる。
In the
また、DSCモジュール100では、DSC50A〜50DがX方向に沿って一列に配列されており、DSC50A〜50Dの両端のDSC50A,50Dのうち一端側のDSC50Dの透明導電層12Dが、封止部30Aの内側に設けられる本体部12aと、第1電流取出し部12fと、本体部12aと第1電流取出し部12fとを接続する接続部12gとを有する。このため、DSC50A〜50Dの一部であるDSC50C、50Dを途中で折り返し、DSC50AとDSC50Dとをそれらが互いに隣り合うように配置する場合に比べて、隣り合う2つのDSC50同士を接続するためにDSC50A〜50Dの配列方向(図2のX方向)に沿って設けられる接続端子16の設置領域をより短くすることが可能となり、より省スペース化を図ることが可能となる。また、DSCモジュール100によれば、当該DSCモジュール100が低照度環境下で使用される場合、通常、発電電流が小さいため、DSCモジュール100が、本体部12aと第1電流取出し部12fとを接続する第1接続部12gをさらに有していても、光電変換特性の低下を十分に抑制することができる。
In the
さらに、DSCモジュール100では、集電配線17が、バックシート80と導電性基板15との連結部14と交差しないように配置されている。集電配線17は一般に、多孔質であるため通気性を有しており、水蒸気等のガスが透過可能となっているところ、集電配線17が、バックシート80と導電性基板15との連結部14と交差しないように配置されていると、集電配線17を通してバックシート80と導電性基板15との間の空間に外部から水蒸気等が侵入することを防止することができる。その結果、DSCモジュール100は優れた耐久性を有することが可能となる。また集電配線17は、透明導電層12Dよりも低い抵抗を有するため、発電電流が大きくなっても、光電変換特性の低下を十分に抑制することができる。
Further, in the
さらに、DSCモジュール100が温度変化の大きい環境下に置かれた場合、接続端子16の幅が狭いほど、接続端子16は、透明導電層12の突出部12cから剥離しにくくなる。その点、DSCモジュール100では、接続端子16のうち導電材非接続部16Bが、導電材60Pと接続される導電材接続部16Aより狭い幅を有する。このため、接続端子16のうち導電材非接続部16Bは、透明導電層12の突出部12cから剥離しにくくなる。従って、仮に導電材接続部16Aが透明導電層12の突出部12cから剥離しても、導電材非接続部16Bは透明導電層12から剥離せず透明導電層12に対する接続を維持することが可能となる。また導電材接続部16Aが透明導電層12の突出部12cから剥離しても、DSCモジュール100は正常に動作することが可能である。従って、DSCモジュール100によれば、接続信頼性を向上させることが可能となる。また、隣り合う2つのDSC50のうち一方のDSC50における対極20の金属基板21に接続された導電材60Pは、他方のDSC50における突出部12c上の導電材接続部16Aと接続され、導電材接続部16Aは、突出部12c上で封止部30Aの外側に設けられている。すなわち、隣り合う2つのDSC50同士の接続が封止部30Aの外側で行われる。このため、DSCモジュール100によれば、開口率を向上させることが可能となる。
Furthermore, when the
またDSCモジュール100では、DSC50A〜50Dのうち隣りのDSC50と接続されるDSC50において、突出部12cが、本体部12aから側方に張り出す張出し部12dと、張出し部12dから延びて、隣りのDSC50の本体部12aに対向する対向部12eとを有し、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aが対向部12e上に設けられている。
Further, in the
この場合、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aが、隣りのDSC50の本体部12aに対向する対向部12e上に設けられているため、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aが、隣りのDSC50の本体部12aに対向する対向部12e上に設けられていない場合と異なり、導電材接続部16Aに接続される導電材60Pが、隣りのDSC50の対極20の金属基板21を横切ることを十分に防止することが可能となる。その結果、隣り合うDSC50同士間の短絡を十分に防止することが可能となる。
In this case, since at least the conductive
またDSCモジュール100では、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bはいずれも封止部30Aに沿って配置されている。このため、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bを封止部30Aから遠ざかる方向に沿って配置する場合に比べて、接続端子16のために要するスペースを省くことができる。
In the
さらにDSCモジュール100では、バックシート80の接着部80Bは、DSC50の封止部30Aと離間している。このため、接着部80Bが、低温時において収縮することにより封止部30Aを引っ張って、封止部30Aと導電性基板15又は対極20との界面に過大な応力が加わることが十分に抑制される。また、高温時においても、接着部80Bが、膨張することにより封止部30Aを押して、封止部30Aと導電性基板15又は対極20との界面に過大な応力を加えることが十分に抑制される。すなわち、高温時でも低温時でも、封止部30Aと導電性基板15又は対極20との界面に過大な応力が加わることが十分に抑制される。このため、DSCモジュール100は、優れた耐久性を有することが可能となる。
Furthermore, in the
さらに、DSCモジュール100では、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の仕切部31bとの接着部の幅Pは、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の環状部31aとの接着部の幅Qよりも狭くなっている。このため、DSCモジュール100における開口率をより十分に向上させることができる。またDSCモジュール100では、隣り合う第1封止部31A同士、及び、隣り合う第2封止部32A同士が、隣り合う対極20の間で一体化されている。ここで、隣り合う第1封止部31A同士が一体化されなければ、隣り合うDSC50の間においては、大気に対して露出される封止部が2箇所となる。これに対し、DSCモジュール100においては、隣り合う第1封止部31A同士が一体化されているため、隣り合うDSC50の間において、大気に対して露出される封止部が1箇所となる。すなわち、第1一体化封止部31は、環状部31aと、仕切部31bとで構成されているため、隣り合うDSC50の間において、大気に対して露出される封止部が仕切部31bの1箇所のみとなる。また第1封止部31A同士が一体化されることで、大気から電解質40までの水分等の侵入距離が延びる。このため、隣り合うDSC50間において、DSC50の外部から侵入する水分や空気の量を十分に低減することができる。すなわち、DSCモジュール100の封止性能を十分に向上させることができる。またDSCモジュール100によれば、隣り合う第1封止部31A同士が一体化されている。このため、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の仕切部31bとの接着部の幅Pが、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の環状部31aとの接着部の幅Qよりも狭くても、その仕切部31bにおいて十分な封止幅を確保することが可能となる。すなわち、DSCモジュール100によれば、開口率を向上させながら、第1封止部31Aと導電性基板15との接着強度、及び、第1封止部31Aと対極20との接着強度を十分に大きくすることが可能となる。その結果、開口率を向上させることができると共に、DSCモジュール100が高温下で使用される場合に電解質40が膨張して第1封止部31Aの内側から外側に向かう過大な応力が加えられても、導電性基板15及び対極20からの第1封止部31Aの剥離を十分に抑制することができ、優れた耐久性を有することが可能となる。
Furthermore, in the
さらに、DSCモジュール100では、対極20と第1一体化封止部31の仕切部31bの幅Rは、第1一体化封止部31の環状部31aの幅Tの100%以上200%未満となっている。この場合、第1一体化封止部31の仕切部31bにおいて、仕切部31bの幅が環状部31aの幅Tの100%以上であるため、第1一体化封止部31の仕切部31bにおいて、仕切部31bの幅Rが環状部31aの幅Tの100%未満である場合と比べて、大気から電解質40までの水分等の侵入距離がより延びることになる。このため、隣り合うDSC50間にある仕切部31bを通して外部から水分が侵入することをより十分に抑制することができる。一方、仕切部31bの幅Rが環状部31aの幅Tの200%を超える場合と比べて、開口率をより向上させることができる。
Furthermore, in the
またDSCモジュール100においては、第2封止部32Aが、第1封止部31Aと接着されており、対極20の縁部20aが第1封止部31Aと第2封止部32Aとによって挟持されている。このため、対極20に対して作用極10から離れる方向の応力が作用しても、その剥離が第2封止部32Aによって十分に抑制される。また、第2一体化封止部32の仕切部32bは、隣り合う対極20同士間の隙間Sを通って第1封止部31Aに接着されているため、隣り合うDSC50の対極20同士が接触することが確実に防止される。
In the
次に、作用極10、連結部14、光増感色素、対極20、封止部30A、電解質40、導電材60P,60Q、バックシート80および乾燥剤95について詳細に説明する。
Next, the working
(作用極)
透明基板11を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、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11の厚さは、DSCモジュール100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50〜10000μmの範囲にすればよい。
(Working electrode)
The material which comprises the
透明導電層12に含まれる材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム(Indium−Tin−Oxide:ITO)、酸化スズ(SnO2)、フッ素添加酸化スズ(Fluorine−doped−Tin−Oxide:FTO)などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電層12は、単層でも、異なる導電性金属酸化物を含む複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電層12が単層で構成される場合、透明導電層12は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、FTOを含むことが好ましい。透明導電層12は、ガラスフリットをさらに含んでもよい。透明導電層12の厚さは例えば0.01〜2μmの範囲にすればよい。
Examples of the material contained in the transparent
また透明導電層12のうち透明導電層12Dの接続部12gの抵抗値は、特に制限されるものではないが、下記式(1)で表される抵抗値以下であることが好ましい。
抵抗値=直列接続されるDSC50の数×120Ω (1)
Moreover, the resistance value of the
Resistance value = number of
この場合、接続部12gの抵抗値が、上記式(1)で表される抵抗値を超える場合と比べて、DSCモジュール100の性能低下を十分に抑制することができる。本実施形態では、DSC50の数は4であるから、上記式(1)で表わされる抵抗値は480Ωとなるので、接続部12gの抵抗値は480Ω以下であることが好ましい。
In this case, compared with the case where the resistance value of the
絶縁材33の厚さは通常、10〜30μmであり、好ましくは15〜25μmである。
The thickness of the insulating
接続端子16は、金属粒子を含む。金属粒子を構成する金属材料としては、例えば銀、銅およびインジウムなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合せて用いてもよい。
The
また金属粒子の形状は、特に制限されないが、金属粒子の形状としては、例えば球状及び鱗片状などが挙げられる。中でも金属粒子の形状が球状であることが好ましい。この場合、透明導電層12又は導電材60Pと接続端子16との密着性がより向上する。
The shape of the metal particles is not particularly limited, but examples of the shape of the metal particles include a spherical shape and a scale shape. Of these, the shape of the metal particles is preferably spherical. In this case, the adhesion between the transparent
接続端子16に含まれる金属粒子間には空隙が形成されている。図8に示すように、接続端子16の断面における観察領域98aの全面積T1に占める、その観察領域98aから金属粒子98bを除いた非導電領域98cの面積T2の割合である非導電領域割合Tは特に限定されないが、好ましくは10〜50面積%であり、より好ましくは15〜40面積%である。ここで、観察領域98aから金属粒子98bを除いた非導電領域98cの面積T2は、空隙の面積を表す。
Gaps are formed between the metal particles contained in the
接続端子16においては、導電材非接続部16Bの幅は、導電材接続部16Aの幅より狭ければ特に制限されないが、導電材接続部16Aの幅の1/2以下であることが好ましい。
In the
この場合、導電材非接続部16Bの幅が導電材接続部16Aの幅の1/2を超える場合に比べて、DSCモジュール100における接続信頼性をより向上させることが可能となる。
In this case, the connection reliability in the
導電材接続部16Aの幅は特に制限されないが、好ましくは0.5〜5mmであり、より好ましくは0.8〜2mmである。
The width of the conductive
酸化物半導体層13は酸化物半導体粒子で構成されている。このような酸化物半導体粒子としては、例えば酸化チタン(TiO2)、酸化シリコン(SiO2)、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)及び酸化アルミニウム(Al2O3)が挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。
The
(連結部)
連結部14を構成する材料は、バックシート80と透明導電層12とを接着させることができるものであれば特に制限されず、連結部14を構成する材料としては、例えばガラスフリット、封止部31Aに用いられる樹脂材料と同様の樹脂材料などを用いることができる。中でも、連結部14は、ガラスフリットであることが好ましい。ガラスフリットは樹脂材料に比べて高い封止性能を有するため、バックシート80の外側からの水分等の侵入を効果的に抑制することができる。
(Connecting part)
The material constituting the connecting
(光増感色素)
光増感色素としては、例えばビピリジン構造、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や、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が挙げられる。
(Photosensitizing dye)
Examples of the photosensitizing dye include a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure, a terpyridine structure, and the like, and organic dyes such as porphyrin, eosin, rhodamine, and merocyanine.
(対極)
対極20は、上述したように、金属基板21と、金属基板21のうち作用極10側に設けられて対極20の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層22とを備える。
(Counter electrode)
As described above, the
金属基板21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。金属基板21の厚さは、DSCモジュール100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。
The
触媒層22は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。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。
The
(封止部)
封止部30Aは、第1封止部31Aと、第2封止部32Aとで構成される。
(Sealing part)
The sealing
第1封止部31A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等を含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。
Examples of the material constituting the
第1封止部31Aの厚さは通常、40〜90μmであり、好ましくは60〜80μmである。 The thickness of 31A of 1st sealing parts is 40-90 micrometers normally, Preferably it is 60-80 micrometers.
対極20と仕切部31bとの接着部の幅Pは、対極20と第1一体化封止部31の環状部31aとの接着部の幅Qの25%以上100%未満であることが好ましい。この場合、接着部の幅Pが、接着部の幅Qの25%未満である場合と比べて、より優れた耐久性を有することが可能となる。接着部の幅Pは、接着部の幅Qの30%以上であることがより好ましく、40%以上であることがさらに好ましい。
The width P of the bonded portion between the
DSCモジュール100においては、第1一体化封止部31の仕切部31bの幅Rは、第1一体化封止部31の環状部31aの幅Tの100%以上200%未満であることが好ましく、120〜180%であることがより好ましい。
In the
この場合、大きな開口率と優れた耐久性とをバランスさせることができる。 In this case, a large aperture ratio and excellent durability can be balanced.
第2封止部32Aを構成する材料としては、第1封止部31Aと同様、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等を含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。第2封止部32Aを構成する材料は、第1封止部31Aを構成する材料と同一であることが好ましい。この場合、第2封止部32Aと第1封止部31Aとの界面がなくなるため、外部からの水分の侵入や電解質40の漏洩を効果的に抑制することができる。
As the material constituting the
第2封止部32Aの厚さは通常、20〜45μmであり、好ましくは30〜40μmである。
The thickness of the
(電解質)
電解質40は、例えばI−/I3 −などの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、グルタロニトリル、メタクリロニトリル、イソブチロニトリル、フェニルアセトニトリル、アクリロニトリル、スクシノニトリル、オキサロニトリル、ペンタニトリル、アジポ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I−/I3 −のほか、臭素/臭化物イオン、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などの酸化還元対が挙げられる。
(Electrolytes)
The
また電解質40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であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムヨーダイド、1−エチル−3−プロピルイミダゾリウムヨーダイド、ジメチルイミダゾリウムヨーダイド、エチルメチルイミダゾリウムヨーダイド、ジメチルプロピルイミダゾリウムヨーダイド、ブチルメチルイミダゾリウムヨーダイド、又は、メチルプロピルイミダゾリウムヨーダイドが好適に用いられる。
The
また、電解質40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。
In addition, the
また電解質40には添加剤を加えることができる。添加剤としては、LiI、I2、4−t−ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネート、1−メチルベンゾイミダゾール、1−ブチルベンゾイミダゾールなどが挙げられる。
An additive can be added to the
さらに電解質40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。
Further, as the
なお、電解質40は、I−/I3 −からなる酸化還元対を含み、I3 −の濃度が0.006mol/リットル以下であることが好ましく、0〜6×10−6mol/リットルであることがより好ましく、0〜6×10−8mol/リットルであることがさらに好ましい。この場合、電子を運ぶI3 −の濃度が低いため、漏れ電流をより減少させることができる。このため、開放電圧をより増加させることができるため、光電変換特性をより向上させることができる。
The
(導電材)
導電材60P,60Qは、金属粒子とバインダ樹脂とを含む。
(Conductive material)
The
上記金属粒子を構成する金属材料としては、例えば銀、金、銅、ニッケル、白金又はパラジウムなどを用いることができる。 As the metal material constituting the metal particles, for example, silver, gold, copper, nickel, platinum, palladium or the like can be used.
金属粒子の平均粒径は特に限定されるものではないが、好ましくは0.1〜20μmであり、より好ましくは2〜10μmである。金属粒子の平均粒径が上記範囲内にあると、上記範囲を外れる場合に比べて、対極20の金属基板21との密着性がより向上したり、導電性がより向上したりする。
Although the average particle diameter of a metal particle is not specifically limited, Preferably it is 0.1-20 micrometers, More preferably, it is 2-10 micrometers. When the average particle diameter of the metal particles is within the above range, the adhesion between the
また金属粒子の形状は、特に制限されないが、金属粒子の形状としては、例えば球状及び鱗片状などが挙げられる。中でも金属粒子の形状が鱗片状であることが好ましい。この場合、導電材60Pに加わる応力を緩和しやすく、応力が緩和されても、導電性が低下しにくくなる。特に、接続端子16に含まれる金属粒子の形状が球状である場合には、導電材60Pの金属粒子の形状が鱗片状であることが好ましい。この場合、接続端子16に含まれる金属粒子が球状であることで、透明導電層12と接続端子16との密着性、及び、接続端子16と導電材60Pとの密着性をより十分に確保しつつ、導電材60Pに含まれる金属粒子の形状が鱗片状であることで、導電材60Pに加えられる応力がより十分に緩和され、且つ、応力緩和した際の導電性をより十分に保持することができる。
The shape of the metal particles is not particularly limited, but examples of the shape of the metal particles include a spherical shape and a scale shape. Of these, the shape of the metal particles is preferably scaly. In this case, the stress applied to the
鱗片状の金属粒子のアスペクト比は、特に制限されないが、1:2〜1:30であることが好ましい。ここで、鱗片状の金属粒子は、一対の主面を有し、アスペクト比とは、SEMで導電材60Pの断面を観察した際の金属粒子の厚さ(一対の主面間の距離)と、主面を形成する環状の線と主面を横切る線との2つの交点を結ぶ線分のうち最も長い線分の長さとの比を言うものとする。
The aspect ratio of the scale-like metal particles is not particularly limited, but is preferably 1: 2 to 1:30. Here, the scale-like metal particles have a pair of main surfaces, and the aspect ratio is the thickness of the metal particles (distance between the pair of main surfaces) when the cross section of the
上記バインダ樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びセルロース樹脂が挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。 Examples of the binder resin include polyester resin, acrylic resin, phenol resin, vinyl chloride vinyl acetate copolymer resin, urethane resin, epoxy resin, and cellulose resin. These can be used alone or in combination of two or more.
導電材60P,60Qの断面の観察領域97aにおける非導電領域割合Sは、好ましくは40〜60面積%である。この場合、非導電領域割合Sが上記範囲を外れる場合に比べて、膨張又は収縮による応力をより緩和することが可能となり、耐久性がより向上する。
The non-conductive region ratio S in the
また導電材60Pに含まれる金属粒子は、接続端子16に含まれる金属粒子と同一の金属で構成されていても異なる金属で構成されていてもよいが、同一の金属で構成されていることが好ましい。
The metal particles contained in the
この場合、接続端子16および導電材60Pに含まれる金属粒子が同一の金属で構成されているため、接続端子16および導電材60Pに含まれる金属粒子が異なる金属で構成される場合に比べて、接続端子16と導電材60Pとの密着性をより十分に向上させることができる。このため、DSCモジュール100における接続信頼性をより向上させることが可能となる。
In this case, since the metal particles contained in the
導電材60Pにおける非導電領域割合Sは、接続端子16における非導電領域割合Tよりも大きくても、接続端子16における非導電領域割合T以下であってもよいが、接続端子16における非導電領域割合Tより大きいことが好ましい。この場合、導電材60Pにおける非導電領域割合Sが、接続端子16における非導電領域割合T以下である場合に比べて、接続端子16と透明導電層12との接着強度がより大きくなったり、透明導電層12との接触抵抗がより小さくなったりする。
The non-conductive region ratio S in the
(バックシート)
バックシート80は、上述したように、耐候性層と、金属層とを含む積層体80Aと、積層体80AのDSC50側の面に設けられ、積層体80Aと連結部14とを接着する接着部80Bとを含む。
(Back sheet)
As described above, the
耐候性層は、例えばポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートで構成されていればよい。 The weather resistant layer may be made of, for example, polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate.
耐候性層の厚さは、例えば50〜300μmであればよい。 The thickness of the weather resistant layer may be, for example, 50 to 300 μm.
金属層は、例えばアルミニウムを含む金属材料で構成されていればよい。金属材料は通常、アルミニウム単体で構成されるが、アルミニウムと他の金属との合金であってもよい。他の金属としては、例えば銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、鉛、及び、ビスマスが挙げられる。具体的には、98%以上の純アルミニウムにその他の金属が微量添加された1000系アルミニウムが望ましい。これは、この1000系アルミニウムが、他のアルミニウム合金と比較して、安価で、加工性に優れているためである。 The metal layer should just be comprised with the metal material containing aluminum, for example. The metal material is usually composed of aluminum alone, but may be an alloy of aluminum and another metal. Examples of other metals include copper, manganese, zinc, magnesium, lead, and bismuth. Specifically, 1000 series aluminum obtained by adding a trace amount of other metals to 98% or more pure aluminum is desirable. This is because the 1000 series aluminum is cheaper and more workable than other aluminum alloys.
金属層の厚さは特に制限されるものではないが、例えば12〜30μmであればよい。 Although the thickness of a metal layer is not specifically limited, For example, what is necessary is just 12-30 micrometers.
積層体80Aは、さらに樹脂層を含んでいてもよい。樹脂層を構成する材料としては、例えばブチルゴム、ニトリルゴム、熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。樹脂層は、金属層のうち耐候性層と反対側の表面全体に形成されていてもよいし、周縁部にのみ形成されていてもよい。
The
接着部80Bを構成する材料としては、例えばブチルゴム、ニトリルゴム、熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。接着部80Bの厚さは特に制限されるものではないが、例えば300〜1000μmであればよい。
Examples of the material constituting the
(乾燥剤)
乾燥剤95は、シート状であっても、粒状であってもよい。乾燥剤95は、例えば水分を吸収するものであればよく、乾燥剤95としては、例えばシリカゲル、アルミナ、ゼオライトなどが挙げられる。
(desiccant)
The
次に、DSCモジュール100の製造方法について図3、図9および図10を参照しながら説明する。図10は、図5の第1一体化封止部を形成するための第1一体化封止部形成体を示す平面図である。
Next, a method for manufacturing the
まず1つの透明基板11の上に透明導電層を形成してなる積層体を用意する。
First, a laminate in which a transparent conductive layer is formed on one
透明導電層の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法(SPD:Spray Pyrolysis Deposition)又はCVD法などが用いられる。 As a method for forming the transparent conductive layer, sputtering, vapor deposition, spray pyrolysis (SPD), CVD, or the like is used.
次に、図3に示すように、透明導電層に対して溝90を形成し、互いに溝90を介在させて絶縁状態で配置される透明導電層12A〜12Fを形成する。具体的には、DSC50A〜50Dに対応する4つの透明導電層12A〜12Dは、四角形状の本体部12a及び突出部12cを有するように形成する。このとき、DSC50A〜50Cに対応する透明導電層12A〜12Cについては、突出部12cが張出し部12dのみならず、張出し部12dから延びて、隣りのDSC50の本体部12aに対向する対向部12eをも有するように形成する。また透明導電層12Dについては、四角形状の本体部12a及び張出し部12dのみならず、第1電流取出し部12fと、第1電流取出し部12fと本体部12aとを接続する接続部12gとを有するように形成する。このとき、第1電流取出し部12fは、透明導電層12Aに対し、透明導電層12Bと反対側に配置されるように形成する。さらに、透明導電層12Eは、第2電流取出し部12hが形成されるように形成する。このとき、第2電流取出し部12hは、透明導電層12Aに対し、透明導電層12Bと反対側に配置され、且つ、第1電流取出し部12fの隣りに溝90を介して配置されるように形成する。
Next, as shown in FIG. 3,
溝90は、例えばYAGレーザ又はCO2レーザ等を光源として用いたレーザスクライブ法によって形成することができる。
The
こうして、透明基板11の上に透明導電層12を形成する。
Thus, the transparent
次に、透明導電層12A〜12Cのうちの突出部12c上に、導電材接続部16Aと導電材非接続部16Bとで構成される接続端子16の前駆体を形成する。具体的には、接続端子16の前駆体は、導電材接続部16Aが対向部12e上に設けられるように形成する。また透明導電層12Eにも接続端子16の前駆体を形成する。また導電材非接続部16Bの前駆体は、導電材接続部16Aの幅よりも狭くなるように形成する。接続端子16の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
Next, a precursor of the
さらに、透明導電層12Dの接続部12gの上には集電配線17の前駆体を形成する。集電配線17の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
Furthermore, the precursor of the
また、透明導電層12Aの第1電流取出し部12f,第2電流取出し部12h上にはそれぞれ外部に電流を取り出すための外部接続用端子18a,18bの前駆体を形成する。外部接続用端子の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
Also, precursors for
さらに、本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aに入り込み且つ本体部12aの縁部をも覆うように、ガラスフリットからなる絶縁材33の前駆体を形成する。絶縁材33は、例えばガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成することができる。
Further, the precursor of the insulating
またバックシート80を固定するために、絶縁材33と同様にして、絶縁材33を囲むように且つ透明導電層12D、透明導電層12E、透明導電層12Fを通るように環状の連結部14の前駆体を形成する。
In addition, in order to fix the
さらに透明導電層12A〜12Dの各々の本体部12aの上に、酸化物半導体層13の前駆体を形成する。
Further, a precursor of the
酸化物半導体層13の前駆体は、酸化物半導体層13を形成するための酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、乾燥することによって得られる。酸化物半導体層形成用ペーストは、酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコール、エチルセルロースなどの樹脂及び、テルピネオールなどの溶媒を含む。
The precursor of the
酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、又はバーコート法などを用いることができる。 As a method for printing the oxide semiconductor layer forming paste, for example, a screen printing method, a doctor blade method, a bar coating method, or the like can be used.
最後に、接続端子16の前駆体、絶縁材33の前駆体、連結部14の前駆体、酸化物半導体層13の前駆体を一括して焼成し、接続端子16、絶縁材33、連結部14、および酸化物半導体層13を形成する。
Finally, the precursor of the
このとき、焼成温度は酸化物半導体粒子やガラスフリットの種類により異なるが、通常は350〜600℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子やガラスフリットの種類により異なるが、通常は1〜5時間である。 At this time, the firing temperature varies depending on the types of oxide semiconductor particles and glass frit, but is usually 350 to 600 ° C., and the firing time also varies depending on the types of oxide semiconductor particles and glass frit, but usually 1 to 5 times. It's time.
こうして、図9に示すように、バックシート80を固定するための連結部14が形成され、導電性基板15を有する作用極10が得られる。
Thus, as shown in FIG. 9, the connecting
次に、作用極10の酸化物半導体層13に光増感色素を担持させる。このためには、作用極10を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その光増感色素を酸化物半導体層13に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な光増感色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を酸化物半導体層13に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を酸化物半導体層13に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体層13に吸着させても、光増感色素を酸化物半導体層13に担持させることが可能である。
Next, a photosensitizing dye is supported on the
次に、酸化物半導体層13の上に電解質40を配置する。
Next, the
次に、図10に示すように、第1一体化封止部31を形成するための第1一体化封止部形成体131を準備する。第1一体化封止部形成体131は、第1一体化封止部31を構成する材料からなる1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムにDSC50の数に応じた四角形状の開口131aを形成することによって得ることができる。第1一体化封止部形成体131は、複数の第1封止部形成体131Aを一体化させてなる構造を有する。
Next, as shown in FIG. 10, a first integrated sealing
そして、この第1一体化封止部形成体131を、導電性基板15の上に接着させる。このとき、第1一体化封止部形成体131は、絶縁材33と重なるように接着する。第1一体化封止部形成体131の導電性基板15の接着は、第1一体化封止部形成体131を加熱溶融させることによって行うことができる。また第1一体化封止部形成体131は、透明導電層12の本体部12aが第1一体化封止部形成体131の内側に配置されるように導電性基板15に接着する。
Then, the first integrated sealing
一方、DSC50の数と同数の対極20を用意する。
On the other hand, the same number of
対極20は、金属基板21上に、対極20の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層22を形成することにより得ることができる。
The
次に、上述した第1一体化封止部形成体131をもう1つ用意する。そして、複数の対極20の各々を、第1一体化封止部形成体131の各開口131aを塞ぐように貼り合わせる。
Next, another first integrated sealing
次に、対極20に接着した第1一体化封止部形成体131と、作用極10に接着した第1一体化封止部形成体131とを重ね合わせ、第1一体化封止部形成体131を加圧しながら加熱溶融させる。こうして作用極10と対極20との間に第1一体化封止部31が形成される。このとき、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の仕切部31bとの接着部の幅Pが、対極20のうち導電性基板15側の面と第1一体化封止部31の環状部31aとの接着部の幅Qよりも狭くなるように第1一体化封止部31を形成する。また第1一体化封止部31の仕切部31bの幅Rは、第1一体化封止部31の環状部31aの幅Tの100%以上200%未満となるように第1一体化封止部31を形成する。第1一体化封止部31の形成は、大気圧下で行っても減圧下で行ってもよいが、減圧下で行うことが好ましい。
Next, the first integrated sealing
次に、第2一体化封止部32を準備する(図6参照)。第2一体化封止部32は、複数の第1封止部32Aを一体化させてなる構造を有する。第2一体化封止部32は、1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムにDSC50の数に応じた四角形状の開口32cを形成することによって得ることができる。第2一体化封止部32は、第1一体化封止部31と共に対極20の縁部20aを挟むように対極20に貼り合わせる。第2一体化封止部32の対極20への接着は、第2一体化封止部32を加熱溶融させることによって行うことができる。
Next, the 2nd integrated sealing
封止用樹脂フィルムとしては、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等を含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。第2一体化封止部32の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料は、第1一体化封止部31の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料よりも高い融点を有することが好ましい。この場合、第2封止部32Aは、第1封止部31Aよりも硬くなるため、隣り合うDSC50の対極20同士の接触を効果的に防止することができる。また第1封止部31Aは第2封止部32Aよりも軟らかくなるため、封止部30Aに加わる応力を効果的に緩和することができる。
Examples of the sealing resin film include ionomers, ethylene-vinyl acetic anhydride copolymers, modified polyolefin resins containing ethylene-methacrylic acid copolymers, ethylene-vinyl alcohol copolymers, ultraviolet curable resins, and vinyls. Examples thereof include resins such as alcohol polymers. The constituent material of the sealing resin film for forming the second integrated sealing
次に、第2封止部32の仕切部32bにバイパスダイオード70A,70B,70Cを固定する。またDSC50Dの封止部30A上にもバイパスダイオード70Dを固定する。
Next, the bypass diodes 70 </ b> A, 70 </ b> B, and 70 </ b> C are fixed to the
そして、バイパスダイオード70A〜70Dを通るように導電材60QをDSC50B〜50Cの対極20の金属基板21に固定する。さらにバイパスダイオード70A,70B間、バイパスダイオード70B,70C間、バイパスダイオード70C,70D間の各導電材60Qと、透明導電層12A上の導電材接続部16A、透明導電層12B上の導電材接続部16A、透明導電層12C上の導電材接続部16Aとをそれぞれ接続するように導電材60Pを形成する。また、透明導電層12E上の導電材接続部16Aとバイパスダイオード70Aとを接続するようにDSC50Aの対極20の金属基板21に導電材60Pを固定する。さらに、透明導電層12Dとバイパスダイオード70Aとを導電材60Pによって接続する。
Then, the
このとき、導電材60Pは、金属粒子、バインダ樹脂及び有機溶媒を含む導電ペーストを用意し、この導電ペーストを、例えばプラネタリミキサで撹拌した後、対極20から、隣りのDSC50の接続端子16の導電材接続部16Aにわたって塗布して乾燥させ、硬化させることによって得ることができる。導電材60Qは、例えばプラネタリミキサで撹拌した後、金属粒子、バインダ樹脂及び有機溶媒を含む導電ペーストを用意し、この導電ペーストを、各対極20上に隣り合うバイパスダイオードを結ぶように塗布して乾燥させ、硬化させることによって得ることができる。このとき、導電ペーストを塗布する前に、プラネタリミキサで撹拌することで、導電ペースト中に空気を含ませることができる。また硬化温度は、上記バインダ樹脂が分解して消失しない温度であればよい。具体的には、硬化温度は、光増感色素への悪影響を避ける観点から、90℃以下の温度であることが好ましい。上記有機溶媒としては、120℃以下の沸点を有するものを用いることが好ましい。120℃以下の沸点を有する有機溶媒としては、例えばトルエン、アセトン及び1−プロパノールなどが挙げられる。
At this time, as the
上記導電ペーストは、金属粒子を40〜80質量%、バインダ樹脂5〜20質量%、有機溶媒10〜50質量%の割合で含有していることが好ましい。 The conductive paste preferably contains 40-80% by mass of metal particles, 5-20% by mass of a binder resin, and 10-50% by mass of an organic solvent.
この場合、金属粒子、バインダ樹脂の含有率が上記範囲を外れる場合に比べて、得られる導電材60P,60Qが対極20の金属基板21から剥離しにくくなったり、導電材60P,60Qの導電性がより向上したり、ペーストを塗布しやすくなったりする。
In this case, compared to the case where the content ratio of the metal particles and the binder resin is out of the above range, the obtained
最後に、バックシート80を用意し、このバックシート80の周縁部80aを連結部14に接着させる。このとき、バックシート80の接着部80BとDSC50の封止部30Aとが離間するようにバックシート80を配置する。
Finally, a
以上のようにしてDSCモジュール100が得られる。
The
なお、上述した説明では、接続端子16、絶縁材33、連結部14、および酸化物半導体層13を形成するために、接続端子16の前駆体、絶縁材33の前駆体、連結部14の前駆体、酸化物半導体層13の前駆体を一括して焼成する方法を用いているが、接続端子16、絶縁材33、連結部14、および酸化物半導体層13はそれぞれ別々に前駆体を焼成して形成してもよい。
In the above description, in order to form the
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、DSC50A〜50Dが図2のX方向に沿って一列に配列されているが、図11に示すDSCモジュール200のように、DSC50A〜50Dの一部であるDSC50C、50Dを途中で折り返し、DSC50AとDSC50Dとをそれらが互いに隣り合うように配置してもよい。この場合、透明導電層12Dは、DSCモジュール100と異なり、本体部12aと第1電流取出し部12fとの間に接続部12gを設ける必要がない。このため、集電配線17も設ける必要がない。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
また上記実施形態では、バックシート80と導電性基板15との連結部14と交差する第2の溝90Bが、ガラスフリットからなる絶縁材33で覆われていないが、図12に示すDSCモジュール300のように、第2の溝90Bは、ガラスフリットからなる絶縁材33で覆われていることが好ましい。なお、図12において、バックシート80は省略してある。図12に示すように、第2の溝90Bが連結部14と交差していると、その第2の溝90Bを通じて水分がバックシート80と導電性基板15との間の空間に侵入することが可能となる。この場合、第2の溝90Bに絶縁材33が入り込み、絶縁材33が、透明導電層12のうち本体部12aを除く部分の縁部をも覆っていることで、バックシート80の外側から内側への水分の侵入が十分に抑制される。このため、バックシート80と導電性基板15との間の空間に侵入した水分が封止部30Aを通じて封止部30Aの内側に入り込むことが十分に抑制される。このため、DSCモジュール300の耐久性の低下を十分に抑制することが可能となる。
Moreover, in the said embodiment, although the 2nd groove |
さらに上記実施形態では、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hが、DSC50A側の周囲に配置されているが、図13に示すDSCモジュール400に示すように、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hは、DSC50D側の周囲に配置されていてもよい。この場合、第1電流取出し部12fは、透明導電層12Dの本体部12aに対しDSC50Cと反対側に封止部30Aの外側まで突出するように設けられる。一方、第2電流取出し部12hは、透明導電層12Dの本体部12aに対しDSC50Cと反対側に設けられる。また透明導電層12A〜12Dに沿って第2接続部としての接続部12iが延びており、この接続部12iが、第2電流取出し部12fとDSC50Aの対極20の金属基板21とを接続している。具体的には、接続部12iの上に、接続部12iに沿って集電配線417が設けられ、この集電配線417とバイパスダイオード70Aから延びる導電材60Pとが接続されている。このDSCモジュール400によっても、優れた光電変換特性を有しながら省スペース化を図ることができる。なお、この場合に、接続部12iの抵抗値が、下記式(1)で表される抵抗値以下であることが好ましいのは、上記実施形態と同様である。
抵抗値=直列接続されるDSC50の数×120Ω (1)
Furthermore, in the said embodiment, although the 1st electric
Resistance value = number of
また上記実施形態では、導電性基板15が絶縁材33を有しているが、絶縁材33を有していなくてもよい。この場合、封止部30Aおよび第1一体化封止部31Aは、透明基板11、透明導電層12又は接続端子16に接合されることになる。ここで、導電性基板15は接続端子16を有していなくてもよい。この場合、封止部30Aおよび第1一体化封止部31Aは、透明基板11又は透明導電層12に接合されることになる。
Moreover, in the said embodiment, although the electroconductive board |
また上記実施形態では、溝90が第2の溝90Bを有しているが、第2の溝90Bは必ずしも形成されていなくてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the groove |
また上記実施形態では、接続端子16の導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bの幅が一定とされているが、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bの幅はそれぞれ、接続端子16の延び方向に沿って変化してもよい。例えば導電材非接続部16Bのうち導電材接続部16Aから最も遠い側の端部から最も近い側の端部に向かって幅が単調に増加し、導電材接続部16Aのうち導電材非接続部16B側の端部から導電材非接続部16Bより最も遠い側の端部に向かって幅が単調に増加してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the width | variety of the conductive
また上記実施形態では、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bはそれぞれ封止部30Aに沿って設けられているが、これらは、封止部30Aから遠ざかる方向に延びるように形成されていてもよい。但し、この場合、導電材接続部16Aが導電材非接続部16Bよりも封止部30Aに近い位置に配置されていることが好ましい。この場合、導電材60Pをより短くすることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the electrically-conductive
あるいは、透明導電層12A〜12C上に形成される接続端子16においては、導電材非接続部16Bは、導電材接続部16Aに直交するように配置されてもよい。
Alternatively, in the
また導電材接続部16A、導電材非接続部16Bの幅以下であってもよい。
Further, it may be equal to or smaller than the width of the conductive
また上記実施形態では、第2封止部32Aが第1封止部31Aに接着されているが、第2封止部32Aは第1封止部31Aに接着されていなくてもよい。
In the above embodiment, the
さらに上記実施形態では、封止部30Aが第1封止部31Aと第2封止部32Aとで構成されているが、第2封止部32Aは省略されてもよい。 Furthermore, in the said embodiment, although 30 A of sealing parts are comprised by 31 A of 1st sealing parts and 32 A of 2nd sealing parts, 32 A of 2nd sealing parts may be abbreviate | omitted.
また上記実施形態では、対極20と第1一体化封止部31の仕切部31bとの接着部の幅Pは、対極20と第1一体化封止部31の環状部31aとの接着部の幅Qよりも狭くなっているが、接着部の幅Pは、接着部の幅Q以上であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the width P of the adhesion part of the
さらに、上記実施形態では、第1一体化封止部31の仕切部31bの幅Rは、第1一体化封止部31の環状部31aの幅Tの100%以上200%未満となっているが、仕切部31bの幅Rは、第1一体化封止部31の環状部31aの幅Tの100%未満であってもよく、200%以上であってもよい。
Furthermore, in the said embodiment, the width | variety R of the
また上記実施形態では、バックシート80と透明導電層12とが、ガラスフリットからなる連結部14を介して接着されているが、バックシート80と透明導電層12とは、必ずしも連結部14を介して接着されている必要はない。
In the above embodiment, the
さらにまた上記実施形態では、連結部14と絶縁材33とが離間しているが、これらはいずれもガラスフリットで構成され、一体化されていることが好ましい。この場合、バックシート80と導電性基板15との間の空間において水分が侵入したとしても、連結部14と導電性基板15との間の界面、封止部30Aと導電性基板15との間の界面が存在しなくなる。また絶縁材33も連結部14もガラスフリットからなり、樹脂に比べ高い封止性能を有する。このため、連結部14と導電性基板15との間の界面や絶縁材33と導電性基板15との間の界面を通じた水分の侵入を十分に抑制することができる。
Furthermore, in the said embodiment, although the
また上記実施形態では、絶縁材33はガラスフリットからなっているが、絶縁材33を構成する材料は、第1封止部30Aを構成する材料よりも高い融点を有するものであればよい。このため、このような材料としては、ガラスフリットのほか、例えばポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂が挙げられる。中でも、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。この場合、封止部30Aが高温時に流動性を有するようになっても、絶縁材33は、ガラスフリットからなる場合と同様、熱可塑性樹脂からなる場合に比べて高温時でも流動化しにくい。このため、導電性基板15と対極20との接触が十分に抑制され、導電性基板15と対極20との間の短絡を十分に抑制できる。
Moreover, in the said embodiment, although the insulating
さらに上記実施形態では、複数のDSC50が直列接続されているが、並列接続されていてもよい。 Furthermore, in the said embodiment, although several DSC50 is connected in series, you may connect in parallel.
さらに上記実施形態では、複数のDSC50が用いられているが、本発明では、図14に示す色素増感太陽電池素子500のように、DSC50は1つのみ用いられてもよい。なお、図14に示す色素増感太陽電池素子500は、DSC50A〜DSC50Cを省略し、DSC50の一部を構成しない透明導電層12E上に設けられた接続端子16と、DSC50Dの対極20の金属基板21とが導電材60Pを介して電気的に接続されている。また色素増感太陽電池素子500においては、接続端子16が導電材接続部16Aのみで構成され、この導電材接続部16Aは、封止部30Aと連結部14との間に配置されている。すなわち、導電材接続部16Aは、DSC50Dの透明導電膜12Dのうちの本体部12aの側縁部12bに対向する位置に配置されていない。このため、第1実施形態のDSCモジュール100において導電材接続部16Aが配置されていた部分のスペースまで酸化物半導体層13を拡大することが可能となる。この場合、無駄なスペースが有効利用されるとともに発電面積を拡大することができる。
Further, in the above embodiment, a plurality of
また上記実施形態では、DSC50の数が4つであるが、1つ以上であればよく、4つに限定されるものではない。このようにDSC50を複数有する場合は、図11に示すように、DSC50A〜50Dの一部を途中で折り返す場合よりも、図2に示すように、DSC50を一定方向に配列することが好ましい。このようにDSC50を一定方向に配列する場合、DSC50の数として、偶数、奇数のいずれをも選択することが可能となり、DSC50の数を自由に決定することができ、設計の自由度を向上させることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the number of DSC50 is four, what is necessary is just one or more, and is not limited to four. When there are a plurality of
また上記実施形態では、導電材60P,60Qが空隙を含んでいるが、導電材60P,60Qは空隙を有して含んでいなくてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the electrically
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
まずガラスからなる透明基板の上に、FTOからなる透明導電層を形成してなる厚さ2.2mmの積層体(商品名「TEC15」、ピルキントン社製)を準備した。次に、図3に示すように、CO2レーザ(ユニバーサルシステム社製V−460)によって透明導電層12に溝90を形成し、透明導電層12A〜12Fを形成した。このとき、溝90の幅は1mmとした。また透明導電層12A〜12Cはそれぞれ、4.6cm×2.0cmの四角形状の本体部と、本体部の片側側縁部から突出する突出部とを有するように形成した。また透明導電層12Dは、4.6cm×2.1cmの四角形状の本体部と、本体部の片側側縁部から突出する突出部とを有するように形成した。また透明導電層12A〜12Dのうち3つの透明導電層12A〜12Cの突出部12cについては、本体部12aの片側縁部12bから張り出す張出し部12dと、張出し部12dから延びて、隣りの透明導電層12の本体部12aに対向する対向部12eとで構成されるようにした。また透明導電層12Dの突起部12cについては、本体部12aの片側縁部12bから張り出す張出し部12dのみで構成されるようにした。このとき、張出し部12dの張出し方向(図2のX方向に直交する方向)の長さは2.1mmとし、張出し部12dの幅は9.8mmとした。また対向部12eの幅は2.1mmとし、対向部12eの延び方向の長さは9.8mmとなるようにした。
Example 1
First, a laminated body (trade name “TEC15”, manufactured by Pilkington Co., Ltd.) having a thickness of 2.2 mm formed by forming a transparent conductive layer made of FTO on a transparent substrate made of glass was prepared. Next, as shown in FIG. 3, CO to form a
また透明導電層12Dについては、本体部12aおよび突出部12cのみならず、第1電流取出し部12fと、第1電流取出し部12fと本体部12aとを接続する接続部12gとを有するように形成した。透明導電層12Eについては、第2電流取出し部12hを有するように形成した。このとき、接続部12gの幅は、1.3mmとし、長さは59mmとした。また接続部12gの抵抗値を四端子法にて測定したところ、100Ωであった。
Further, the transparent
次に、透明導電層12A〜12Cのうちの突出部12c上に、導電材接続部16Aと導電材非接続部16Bとで構成される接続端子16の前駆体を形成した。具体的には、接続端子16の前駆体は、導電材接続部16Aの前駆体が対向部12e上に設けられるように、導電材非接続部16Bの前駆体が張出し部12d上に設けられるように形成した。このとき、導電材非接続部16Bの前駆体は、導電材接続部16Aの幅よりも狭くなるように形成した。接続端子16の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペースト(福田金属箔粉工業社製「GL−6000X16」)を塗布し乾燥させることで形成した。
Next, the precursor of the
さらに、透明導電層12Dの接続部12gの上に集電配線17の前駆体を形成した。集電配線17の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成した。
Furthermore, the precursor of the
また、透明導電層12Aの第1電流取出し部12f,第2電流取出し部12h上にそれぞれ外部に電流を取り出すための外部接続用端子18a,18bの前駆体を形成した。外部接続用端子の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成した。
In addition, precursors of
さらに、ガラスフリットからなる絶縁材33の前駆体を、第1の溝90Aに入り込み且つ第1の溝90Aを形成している本体部12aの縁部を覆うように形成した。絶縁材33は、スクリーン印刷によりガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成した。このとき、絶縁材33で覆った透明導電層の縁部は、溝90から0.2mmの部分とした。
Furthermore, the precursor of the insulating
またバックシート80を固定するために、絶縁材33と同様にして、絶縁材33を囲むように且つ透明導電層12D、透明導電層12E、透明導電層12Fを通るようにガラスフリットからなる環状の連結部14の前駆体を形成した。またこのとき、連結部14の前駆体は、その内側に集電配線17の前駆体が配置されるように形成した。また連結部14は、その外側に、第1電流取出し部および第2電流取出し部が配置されるように形成した。連結部14は、スクリーン印刷によりガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成した。
Further, in order to fix the
さらに透明導電層12A〜12Dの各々の本体部12aの上に、酸化物半導体層13の前駆体を形成した。酸化物半導体層13の前駆体は、光吸収層の前駆体及び反射層の前駆体を順次形成することにより得た。このとき、光吸収層の前駆体は、第1酸化チタン(日揮触媒化成社製21NR)と第2酸化チタン(日揮触媒化成社製PST−400C)とを95:5(質量比)の割合で混合した酸化チタン混合物を含有する光吸収層形成用酸化チタンナノ粒子ペーストを、スクリーン印刷により正方形状に塗布し、150℃で10分間乾燥させることにより得た。
Furthermore, the precursor of the
また、反射層の前駆体は、光吸収層の前駆体の表面のうち透明導電層12A〜12Dとは反対側の表面上に、第2酸化チタン(日揮触媒化成社製PST−400C)を含有する反射層形成用酸化チタンナノ粒子ペーストをスクリーン印刷により正方形状に塗布し、150℃で10分乾燥させることにより得た。
Moreover, the precursor of a reflection layer contains 2nd titanium oxide (PST-400C by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) on the surface on the opposite side to transparent
次に、接続端子16の前駆体、集電配線17の前駆体、外部接続用端子18a,18bの前駆体、絶縁材33の前駆体、連結部14の前駆体、絶縁材33の前駆体、酸化物半導体層13の前駆体を500℃で15分間焼成し、接続端子16、集電配線17、外部接続用端子18a,18b、連結部14、絶縁材33および酸化物半導体層13を形成した。こうして、連結部14が形成され、導電性基板15を有する作用極10を得た。このとき、接続端子16のうち導電材接続部の幅は1.0mmであり、導電材非接続部の幅は0.3mmであった。また導電材接続部の延び方向に沿った長さは7.0mmであり、導電材非接続部の延び方向に沿った長さは7.0mmであった。さらに、接続端子の断面における観察領域98aの全面積T1に占める非導電領域の面積T2の割合T(=T2/T1)は表1に示す通り、25面積%であった。また集電配線17、外部接続用端子18a,18b、連結部14、および酸化物半導体層13の寸法はそれぞれ以下の通りであった。
集電配線17:厚さ4μm、幅200μm、図2のX方向に沿った長さ79mm、図2のX方向に直交する方向に沿った長さ21mm
外部接続用端子18a,18b:厚さ20μm、幅2mm、長さ7mm
連結部14:厚さ50μm、幅3mm
酸化物半導体層13:厚さ14μm、図2のX方向の長さ17mm、図2のX方向に直交する方向の長さ42.1mm
Next, a precursor of the
Current collecting wiring 17:
Connection part 14:
Oxide semiconductor layer 13:
こうして作用極を得た。 Thus, a working electrode was obtained.
次に、上記のようにして得られた作用極を、Z907からなる光増感色素を0.2mM含み、溶媒を、アセトニトリルとtertブタノールとを1:1の体積比で混合してなる混合溶媒とした色素溶液中に一昼夜浸漬させた後、取り出して乾燥させ、酸化物半導体層に光増感色素を担持させた。 Next, the working electrode obtained as described above contains 0.2 mM of a photosensitizing dye composed of Z907, a solvent, and a mixed solvent obtained by mixing acetonitrile and tert-butanol at a volume ratio of 1: 1. After being immersed in the above dye solution for a whole day and night, it was taken out and dried, and a photosensitizing dye was supported on the oxide semiconductor layer.
次に、酸化物半導体層の上に、ジメチルプロピルイミダゾリウムヨーダイド、I2、グアニジウムチオシアネートを3−メトキシプロピオニトリルからなる溶媒にそれぞれ2M、0.002M、0.1Mの濃度となるように加えて得られる電解質をスクリーン印刷法によって塗布し乾燥させて電解質を配置した。 Then, the top of the oxide semiconductor layer, dimethylpropyl imidazolium iodide, I 2, respectively guanidinium thiocyanate in a solvent consisting of 3-methoxy propionitrile 2M, 0.002 M, the concentration of 0.1M The electrolyte thus obtained was applied by screen printing and dried to place the electrolyte.
次に、第1封止部を形成するための第1一体化封止部形成体を準備した。第1一体化封止部形成体は、8.0cm×4.6cm×50μmの無水マレイン酸変性ポリエチレン(商品名:バイネル4164、デュポン社製)からなる1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、4つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、各開口が1.7cm×4.4cm×50μmの大きさとなるように、且つ、環状部の幅が2mm、環状部の内側開口を仕切る仕切部の幅が2.6mmとなるように第1一体化封止部形成体を作製した。 Next, a first integrated sealing portion forming body for forming the first sealing portion was prepared. As the first integrated sealing portion forming body, a single sealing resin film made of maleic anhydride-modified polyethylene (trade name: Binnel 4164, manufactured by DuPont) having a size of 8.0 cm × 4.6 cm × 50 μm is prepared. The resin film for sealing was obtained by forming four rectangular openings. At this time, each opening has a size of 1.7 cm × 4.4 cm × 50 μm, the width of the annular portion is 2 mm, and the width of the partition portion that partitions the inner opening of the annular portion is 2.6 mm. The 1st integrated sealing part formation body was produced.
そして、この第1一体化封止部形成体を、作用極上の絶縁材33に重ね合わせた後、第1一体化封止部形成体を加熱溶融させることによって作用極上の絶縁材33に接着させた。
Then, after the first integrated sealing portion forming body is overlaid on the insulating
次に、4枚の対極を用意した。4枚の対極のうち2枚の対極は、4.6cm×1.9cm×40μmのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ5nmの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。4枚の対極のうち残りの2枚の対極は、4.6cm×2.0cm×40μmのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ5nmの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。また、上記第1一体化封止部形成体をもう1つ準備し、この第1一体化封止部形成体を、対極のうち作用極と対向する面に、上記と同様にして接着させた。 Next, four counter electrodes were prepared. Of the four counter electrodes, two counter electrodes were prepared by forming a catalyst layer of platinum having a thickness of 5 nm on a 4.6 cm × 1.9 cm × 40 μm titanium foil by sputtering. The remaining two counter electrodes among the four counter electrodes were prepared by forming a catalyst layer made of platinum having a thickness of 5 nm on a 4.6 cm × 2.0 cm × 40 μm titanium foil by sputtering. In addition, another first integrated sealing portion forming body was prepared, and this first integrated sealing portion forming body was adhered to the surface of the counter electrode facing the working electrode in the same manner as described above. .
そして、作用極に接着させた第1一体化封止部形成体と、対極に接着させた第1一体化封止部形成体とを対向させ、第1一体化封止部形成体同士を重ね合わせた。そして、この状態で第1一体化封止部形成体を加圧しながら第1一体化封止部形成体を加熱溶融させた。こうして作用極と対極との間に第1封止部を形成した。このとき、第1一体化封止部の仕切部と対極のうち導電性基板側の面との接着部の幅P、第1一体化封止部のうちの環状部と対極のうち導電性基板側の面との接着部の幅Q、第1一体化封止部の仕切部の幅Rおよび環状部の幅Tはそれぞれ以下の通りであった。
P=1.0mm
Q=2.0mm
R=2.6mm
T=2.2mm
Then, the first integrated sealing portion forming body bonded to the working electrode and the first integrated sealing portion forming body bonded to the counter electrode are opposed to each other, and the first integrated sealing portion forming bodies are overlapped with each other. Combined. In this state, the first integrated sealing portion forming body was heated and melted while pressurizing the first integrated sealing portion forming body. Thus, the first sealing portion was formed between the working electrode and the counter electrode. At this time, the width P of the adhesive portion between the partition portion of the first integrated sealing portion and the surface on the conductive substrate side of the counter electrode, the conductive substrate of the annular portion and the counter electrode of the first integrated sealing portion The width Q of the adhesive portion with the side surface, the width R of the partition portion of the first integrated sealing portion, and the width T of the annular portion were as follows.
P = 1.0mm
Q = 2.0mm
R = 2.6mm
T = 2.2mm
次に、第2一体化封止部を準備した。第2一体化封止部は、8.0cm×4.6cm×50μmの無水マレイン酸変性ポリエチレン(商品名:バイネル、デュポン社製)からなる1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、4つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、各開口が、1.7cm×4.4cm×50μmの大きさとなるように且つ、環状部の幅が2mmで、環状部の内側開口を仕切る仕切部の幅が2.6mmとなるように第2一体化封止部を作製した。第2一体化封止部は、第1一体化封止部と共に対極の縁部を挟むように対極に貼り合わせた。このとき、第2一体化封止部を対極に押しつけながら第1一体化封止部及び第2一体化封止部を加熱溶融させることによって対極及び第1一体化封止部に貼り合せた。 Next, a second integrated sealing part was prepared. The second integrated sealing portion is prepared by preparing a sealing resin film made of maleic anhydride-modified polyethylene (trade name: Binnel, manufactured by DuPont) of 8.0 cm × 4.6 cm × 50 μm. It was obtained by forming four rectangular openings in the stopping resin film. At this time, each opening has a size of 1.7 cm × 4.4 cm × 50 μm, the width of the annular portion is 2 mm, and the width of the partition portion that partitions the inner opening of the annular portion is 2.6 mm. A second integrated sealing portion was prepared. The second integrated sealing portion was bonded to the counter electrode so as to sandwich the edge of the counter electrode together with the first integrated sealing portion. At this time, the first integrated sealing portion and the second integrated sealing portion were bonded to the counter electrode and the first integrated sealing portion by heating and melting while pressing the second integrated sealing portion against the counter electrode.
次に、各対極の金属基板上に、乾燥剤シートを両面テープで貼り付けた。乾燥剤シートの寸法は、厚さ1mm×縦3cm×横1cmであり、乾燥剤シートとしては、ゼオシート(商品名、品川化成社製)を用いた。 Next, the desiccant sheet was affixed with the double-sided tape on the metal substrate of each counter electrode. The dimensions of the desiccant sheet were 1 mm thick × 3 cm long × 1 cm wide, and a zeo sheet (trade name, manufactured by Shinagawa Kasei Co., Ltd.) was used as the desiccant sheet.
次に、図2に示すように、第2一体化封止部の3つの仕切部にそれぞれバイパスダイオード70A〜70Cを、バイパスダイオードの両端の端子から対極20の金属基板21につながるように銀ペーストを塗布することによって固定した。このとき、銀ペーストは、金属粒子としての銀粒子、バインダ樹脂としてのポリエステル樹脂及び有機溶媒としてのトルエンで構成した。このとき、銀ペースト中の銀粒子、ポリエステル樹脂、トルエンの含有率はそれぞれ80質量%、10質量%、10質量%とした。また4つのDSC50A〜50DのうちDSC50Dの第2一体化封止部の環状部上にバイパスダイオード70Dを、上記銀ペーストを、ダイオードの両端の端子のうち一方の端子から対極につながるように塗布することによって固定した。こうして、4つのバイパスダイオード70A〜70Dに対して、隣り合う2つのバイパスダイオード同士を結ぶように導電材60Qを形成した。このとき、導電材60Qは、上記銀ペーストを、ドライ環境(露点−30℃以下)で24時間乾燥させて硬化させることによって形成した。バイパスダイオードとしては、ローム社製RB751V−40を用いた。
Next, as shown in FIG. 2, the bypass diodes 70 </ b> A to 70 </ b> C are respectively connected to the three partition portions of the second integrated sealing portion, and the silver paste is connected to the
またバイパスダイオード間の各導電材60Qと、3つの透明導電層12A〜12C上の導電材接続部とをそれぞれ接続するように上記銀ペーストを塗布し、硬化させることによって導電材60Pを形成した。さらにバイパスダイオード70Aについては、透明導電層12E上の導電材接続部と接続するように上記銀ペーストを塗布し硬化させることによって導電材60Pを形成した。このとき、導電材60Pは、上記銀ペーストを、ドライ環境(露点−30℃以下)で24時間乾燥させて硬化させることによって形成した。なお、導電材60P,60Qの断面における観察領域97aの全面積S1に占める非導電領域の面積S2の割合S(=S2/S1)は表1に示す通り、40面積%であった。また、非導電領域には空隙が観察された。
Further, the
次に、ブチルゴム(アイカ工業社製「アイカメルト」)を200℃で加熱しながらディスペンサで連結部14上に塗布し、接着部の前駆体を形成した。一方、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂フィルム(厚さ50μm)、アルミ箔(厚さ25μm)、バイネル(商品名、デュポン社製)からなるフィルム(厚さ50μm)をこの順に積層した積層体を用意した。そして、この積層体80Aの周縁部と接着部80Bの前駆体の上に重ね合わせ、10秒間加圧した。こうして、連結部14に、接着部80Bと積層体80Aとで構成されるバックシート80を得た。以上のようにしてDSCモジュールを得た。
Next, butyl rubber (“Aikamelt” manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd.) was applied onto the connecting
(実施例2〜7及び比較例1〜2)
銀ペースト中の銀粒子の含有率を表1に示す通りに変更することによって導電材60P,60Qにおける非導電領域割合Sを表1に示す通りに変更したこと以外は実施例1と同様にしてDSCモジュールを得た。
(Examples 2-7 and Comparative Examples 1-2)
Except that the non-conductive region ratio S in the
[特性評価]
上記のようにして得られた実施例1〜7及び比較例1〜2のDSCモジュールについて、光電変換特性及び耐久性を評価した。
[Characteristic evaluation]
The DSC modules of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 obtained as described above were evaluated for photoelectric conversion characteristics and durability.
(光電変換特性)
上記のようにして得られた実施例1〜7及び比較例1〜2のDSCモジュールについて、作製直後の出力A0を200ルクスの照度下で測定し、これを光電変換特性の指標とした。結果を表1に示す。このとき、光源としては、白色LED(製品名「E−CORE LEL−SL5N−F」、東芝社製)を用いた。また出力の測定には電圧/電流発生器(製品名「R6246」、ADVANTEST社製)を用いた。
(Photoelectric conversion characteristics)
The DSC module of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-2 obtained as described above, the output A 0 immediately after production was measured by the illuminance under 200 lux, as an index of the photoelectric conversion characteristics. The results are shown in Table 1. At this time, a white LED (product name “E-CORE LEL-SL5N-F”, manufactured by Toshiba Corporation) was used as a light source. Further, a voltage / current generator (product name “R6246”, manufactured by ADVANTEST) was used for measurement of output.
なお、光電変換特性の合格基準は以下の通りとした。
合格基準:出力A0が165μW以上
The acceptance criteria for photoelectric conversion characteristics were as follows.
Acceptance criteria: Output A 0 is 165 μW or more
(耐久性)
上記の光電変換特性の測定に用いた実施例1〜7及び比較例1〜2のDSCモジュールについて、−40℃から90℃の温度に上昇させた後、90℃から−40℃の温度に下降させるサイクルを1サイクルとして熱サイクル試験を200サイクル行った。その後、200ルクスの照度下で上記と同様にして出力A1を測定し、下記式に基づいて出力の低下率を算出した。結果を表1に示す。
出力の低下率(%)=100×(A0−A1)/A0
(durability)
About the DSC modules of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 used for the measurement of the photoelectric conversion characteristics, the temperature was increased from −40 ° C. to 90 ° C. and then decreased from 90 ° C. to −40 ° C. The cycle to be carried out was set to 1 cycle, and the thermal cycle test was performed 200 cycles. Then, under illuminance of 200 lux in the same manner as described above to measure the output A 1, it was calculated reduction rate of the output based on the following formula. The results are shown in Table 1.
Output reduction rate (%) = 100 × (A 0 −A 1 ) / A 0
なお、耐久性の合格基準は以下の通りとした。
合格基準:出力の低下率が15%以下
Acceptance criteria: Output reduction rate is 15% or less
表1に示すように、実施例1〜7のDSCモジュールはいずれも、光電変換特性及び耐久性の点で合格基準に達していた。これに対し、比較例1及び2のDSCモジュールは、光電変換特性又は耐久性の点で合格基準に達していなかった。 As shown in Table 1, all the DSC modules of Examples 1 to 7 reached the acceptance standard in terms of photoelectric conversion characteristics and durability. On the other hand, the DSC modules of Comparative Examples 1 and 2 did not reach the acceptance standard in terms of photoelectric conversion characteristics or durability.
以上の結果から、本発明の色素増感太陽電池素子は、優れた光電変換特性及び耐久性を有することが確認された。 From the above results, it was confirmed that the dye-sensitized solar cell element of the present invention has excellent photoelectric conversion characteristics and durability.
11…透明基板
12…透明導電層
15…導電性基板(第1電極)
16…接続端子(第1電極)
20…対極(第2電極)
21…金属基板
33…絶縁材(第1電極)
50,50A〜50D…色素増感太陽電池
60P,60Q…導電材
100,200,300,400…色素増感太陽電池モジュール(色素増感太陽電池素子)
500…色素増感太陽電池素子
DESCRIPTION OF
16: Connection terminal (first electrode)
20 ... Counter electrode (second electrode)
21 ...
50, 50A to 50D ... Dye-sensitized
500 ... Dye-sensitized solar cell element
Claims (6)
前記色素増感太陽電池が、
透明基板及び前記透明基板上に設けられる透明導電層を有する第1電極と、
前記第1電極に対向し、金属基板を含む第2電極と、
前記第2電極の前記金属基板に接続される導電材とを備えており、
前記導電材が金属粒子とバインダ樹脂とを含み、
前記導電材の断面における観察領域の全面積S1に占める、その観察領域から前記金属粒子を除いた非導電領域の面積S2の割合である非導電領域割合Sが40〜80面積%である、色素増感太陽電池素子。 Having at least one dye-sensitized solar cell;
The dye-sensitized solar cell is
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive layer provided on the transparent substrate;
A second electrode facing the first electrode and including a metal substrate;
A conductive material connected to the metal substrate of the second electrode,
The conductive material includes metal particles and a binder resin,
Dye whose non-conductive region ratio S, which is the ratio of the area S2 of the non-conductive region excluding the metal particles from the observation region in the total area S1 of the observation region in the cross section of the conductive material, is 40 to 80 area% Sensitized solar cell element.
前記接続端子が、前記接続端子が接続された前記導電材を有する色素増感太陽電池の透明導電層の隣りの絶縁された透明導電層上に設けられ、
前記接続端子が金属粒子を含み、前記接続端子に含まれる前記金属粒子が、前記導電材に含まれる前記金属粒子と同一の金属で構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池素子。 A connection terminal connected to the conductive material of the at least one dye-sensitized solar cell;
The connection terminal is provided on an insulated transparent conductive layer adjacent to the transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell having the conductive material to which the connection terminal is connected;
The said connection terminal contains a metal particle, The said metal particle contained in the said connection terminal is comprised with the same metal as the said metal particle contained in the said electrically-conductive material. Dye-sensitized solar cell element.
前記接続端子が、前記接続端子が接続された前記導電材を有する色素増感太陽電池の前記透明導電層の隣りの絶縁された前記透明導電層上に設けられ、
前記接続端子が金属粒子を含み、
前記導電材における前記非導電領域割合Sが、前記接続端子の断面における観察領域の全面積T1に占める、その観察領域から前記金属粒子を除いた非導電領域の面積T2の割合である非導電領域割合Tよりも大きい、請求項1〜3のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池素子。 A connection terminal connected to the conductive material of the at least one dye-sensitized solar cell;
The connection terminal is provided on the insulated transparent conductive layer adjacent to the transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell having the conductive material to which the connection terminal is connected,
The connection terminal includes metal particles;
The non-conductive region in which the non-conductive region ratio S in the conductive material is the ratio of the area T2 of the non-conductive region excluding the metal particles from the observation region in the total area T1 of the observation region in the cross-section of the connection terminal The dye-sensitized solar cell element according to any one of claims 1 to 3, wherein the dye-sensitized solar cell element is larger than the ratio T.
前記接続端子が接続された前記導電材を有する色素増感太陽電池の前記透明導電層の隣りの絶縁された前記透明導電層が、前記接続端子が接続された前記導電材を有する前記色素増感太陽電池の隣りの色素増感太陽電池の透明導電層、又は、色素増感太陽電池の一部を構成しない透明導電層である、請求項4又は5に記載の色素増感太陽電池素子。 Having a plurality of the dye-sensitized solar cells,
The dye-sensitized solar conductive layer adjacent to the transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell having the conductive material to which the connection terminal is connected has the conductive material to which the connection terminal is connected. The dye-sensitized solar cell element according to claim 4 or 5, which is a transparent conductive layer of a dye-sensitized solar cell adjacent to the solar cell or a transparent conductive layer which does not constitute a part of the dye-sensitized solar cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013189234A JP6285673B2 (en) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Dye-sensitized solar cell element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013189234A JP6285673B2 (en) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Dye-sensitized solar cell element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015056294A true JP2015056294A (en) | 2015-03-23 |
JP6285673B2 JP6285673B2 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=52820564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013189234A Active JP6285673B2 (en) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Dye-sensitized solar cell element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6285673B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018037654A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社フジクラ | Photoelectric conversion element |
EP3333863A4 (en) * | 2015-08-06 | 2019-03-20 | Fujikura Ltd. | Photoelectric conversion element |
JP2020126875A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 積水化学工業株式会社 | Electric module and method of manufacturing the same |
JP2020126876A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 積水化学工業株式会社 | Electric module |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06244463A (en) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Toshiba Chem Corp | Optical semiconductor device |
JP2004119082A (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | Photoelectric conversion element module |
JP2010198834A (en) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Fujikura Ltd | Method for manufacturing photoelectric conversion element module |
WO2012118050A1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | 株式会社フジクラ | Dye-sensitized solar cell and process of manufacturing same, and dye-sensitized solar cell module and process of manufacturing same |
JP2012182040A (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Fujikura Ltd | Dye-sensitized solar cell module |
JP2012209148A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Sony Corp | Conductive particle, conductive paste, and circuit board |
JP2013051143A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Fujikura Ltd | Electrode for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
-
2013
- 2013-09-12 JP JP2013189234A patent/JP6285673B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06244463A (en) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Toshiba Chem Corp | Optical semiconductor device |
JP2004119082A (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | Photoelectric conversion element module |
JP2010198834A (en) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Fujikura Ltd | Method for manufacturing photoelectric conversion element module |
WO2012118050A1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | 株式会社フジクラ | Dye-sensitized solar cell and process of manufacturing same, and dye-sensitized solar cell module and process of manufacturing same |
JP2012182040A (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Fujikura Ltd | Dye-sensitized solar cell module |
JP2012209148A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Sony Corp | Conductive particle, conductive paste, and circuit board |
JP2013051143A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Fujikura Ltd | Electrode for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3333863A4 (en) * | 2015-08-06 | 2019-03-20 | Fujikura Ltd. | Photoelectric conversion element |
JP2018037654A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社フジクラ | Photoelectric conversion element |
JP2020126875A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 積水化学工業株式会社 | Electric module and method of manufacturing the same |
JP2020126876A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 積水化学工業株式会社 | Electric module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6285673B2 (en) | 2018-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10096431B2 (en) | Dye-sensitized solar cell element for low illuminance | |
JP6122156B2 (en) | Photoelectric conversion element | |
JP5802817B1 (en) | Dye-sensitized photoelectric conversion element | |
JP5451920B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP6285673B2 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
WO2014034914A1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5377788B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5410628B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5377786B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP6143911B2 (en) | Dye-sensitized solar cell element for low illumination | |
JP5870196B2 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5412593B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5700591B2 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
WO2014122859A1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5382827B1 (en) | Dye-sensitized solar cell module | |
JP5380619B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5456118B2 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP2015056293A (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
WO2014162640A1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5945012B2 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5377787B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5377780B1 (en) | Dye-sensitized solar cell element | |
JP5456119B2 (en) | Dye-sensitized solar cell module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6285673 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |