JP4488034B2 - 色素増感太陽電池 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る色素増感太陽電池の一例を示す模式的な要部断面図である。
対極43において、その形成方法は金属板もしくは金属箔を利用することによって、金型加工によって形成することが出来る。図2にその断面模式図を示す。
対極43において、電極の機能を果たすためには導電性のある部分が透明基板22の光透過性のある部分と対を成していればよく、必ずしも対極43の材質すべてが金属である必要はない。図3に示す断面模式図のように導電性を有する基板41はごく薄く、それを支える筐体44がある構造をとっている。
(色素増感太陽電池の作製)
寸法100mm角のガラス基板に透明電極を成膜した基板(ジオマテック製)に対し、銀ペースト(田中貴金属製)をスクリーン印刷によって格子状に塗布し、次いで、格子配線を形成していない部分に酸化チタンペーストをスクリーン印刷し、450℃で1時間焼成して多孔質酸化物半導体層を形成した。その後炭化水素系樹脂で格子配線上に30μmのオーバーコートを行った。その後、基板をN719色素(Solaronix社製)のエタノール溶液(濃度3×10-4M)に浸漬して色素吸着半導体層を形成した。この窓電極と下記に示す種々の対極を重ね合わせ、両者の間に電解液を挟み込んで湿式太陽電池を形成した。電解液としては、ヨウ素/ヨウ化物イオンレドックス対を含有するイオン性液体(1−エチル−3−メチルイミダゾリウム−ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド)を使用した。
寸法100mm角のチタン基板(厚さ1mm)に対して、図1の形状になるように電極をエッチングによって加工した。その基板の全面に白金をスパッタリングによって20nm積層した。その対極の保護層と向かい合う部分、すなわちエッチングを施した部分に厚さ100nmの酸化チタン層を設置した。この対極を透明電極と挟み込み、電解質溶液を注入し、封止した。
チタン基板(厚さ300μm)に対して、窓電極上に設置されている保護層と向かい合う部分に酸化チタン層を100nm設置し、図2の形状になるように電極をプレスによって加工した。その後、電極を寸法100mm角に合うように裁断した。その基板の全面に白金をスパッタリングによって20nm積層した。この対極を透明電極と挟み込み、電解質溶液を注入し、封止した。
寸法100mmのポリカーボネート基板(厚さ500μm)に対して、図3の形状になるように、フライス盤を用いて加工した。その基板の全面にチタンを300nm、白金を20nm、この順序でスパッタリングした。この対極を透明電極と挟み込み、電解質溶液を注入し、封止した。
寸法100mmのポリカーボネート基板(厚さ500μm)に対して、フライス盤を用いて加工した。この基板に対して、マスク加工してニッケルを無電解めっきし、その後ニッケルを電気めっきし、厚さを100μmとした。次いで白金を20nm無電解めっきして、図3の形状になる対極を作製した。この対極を透明電極と挟み込み、電解質溶液を注入し、封止した。
寸法100mmのチタン板上に、20nm厚さのPtからなる導電膜をスパッタ法により形成して対極とした。この対極と窓極を重ね合わせ、電解質溶液を注入し、封止した。
窓電極の面積が2〜4cm2のミニセルでは窓電極の抵抗が小さいため、金属配線無しでも性能を確保できる。太陽電池構造が単純化でき、セルギャップを削減することができる。基板2cm角のガラス基板に上記実施例と同様に透明電極を成膜し、窓電極とした。金属配線を設置せず、実施例1から実施例4と同様の方法で作製した。
22 導電性を有する金属酸化物
23 窓電極
31 半導体の性質を持つ金属酸化物
32 増感色素
33 色素吸着半導体薄膜
41 導電性を有する基板
42 触媒層
43 対極
44 対極を構成する筐体
51 電解質溶液
61 封止剤
71 注入孔
81 金属配線
82 保護層
Claims (11)
- 透明基板と光透過性のある導電性金属酸化物からなる窓電極と、窓電極上に形成された金属配線と、金属配線を被覆する保護膜と、金属配線が形成されていない窓電極上に形成された色素吸着半導体薄膜と、対極基板とを有する色素増感太陽電池において、
対極基板上の金属配線と向かい合う部分に短絡防止層が設置してあり、短絡防止層の幅が金属配線と保護層によって構築される発電に寄与しない部分の幅よりも大きいことを特徴とする色素増感太陽電池。 - 請求項1において、短絡防止層が少なくとも保護層ないしは色素吸着半導体薄膜と接していることを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、対極基板の少なくとも一部に金属が使用されていることを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、対極基板の一部に樹脂基板が使用されていることを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、対極基板に少なくとも酸化・還元種の触媒作用を促進する金属ないしは有機化合物からなる触媒層を具備していることを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、窓電極ないしは対極基板の少なくとも一方に凹凸構造を有することを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、対極基板が金型プレスによって成形された金属からなることを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、対極基板が切削加工によって成形された金属からなることを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、対極基板が凹凸構造を備え、対極基板と色素吸着半導体薄膜との距離よりも金属配線及び保護膜で構成される高さ方向の距離が大きいことを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、対極基板が凹凸構造を備え、隣り合う金属配線及び保護膜の間に対極基板の凸部が存在することを特徴とする色素増感太陽電池。
- 請求項1において、電極間の少なくとも一部に電解質溶液を具備することを特徴とする色素増感太陽電池。
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