JP5680996B2 - Dye-sensitized solar cell module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、色素増感太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a dye-sensitized solar cell module and a method for manufacturing the same.
光電変換素子モジュールとして、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モジュールが注目されており、色素増感太陽電池モジュールに関して種々の開発が行われている。 As a photoelectric conversion element module, a dye-sensitized solar cell module has attracted attention because it is inexpensive and has high photoelectric conversion efficiency, and various developments have been made on the dye-sensitized solar cell module.
色素増感太陽電池モジュールは一般に、複数個の直列に接続された色素増感太陽電池を備えており、各色素増感太陽電池は、作用極と、対極と、作用極と対極とを連結する封止部とを備えている。そして、作用極は、透明基板と、その上に形成された透明導電膜と、透明導電膜の上に設けられる酸化物半導体層とを有している。このような色素増感太陽電池モジュールとして、例えば下記特許文献1記載のものが知られている。下記特許文献1には、隣り合う2つの色素増感太陽電池において、一方の色素増感太陽電池の対極の縁部と、他方の色素増感太陽電池の透明導電膜とが、隣り合う封止部の間で、はんだ又は導電性ペーストなどの導電部材を介して接続された色素増感太陽電池モジュールが開示されている。 A dye-sensitized solar cell module generally includes a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series, and each dye-sensitized solar cell connects a working electrode, a counter electrode, and a working electrode and a counter electrode. And a sealing portion. The working electrode includes a transparent substrate, a transparent conductive film formed thereon, and an oxide semiconductor layer provided on the transparent conductive film. As such a dye-sensitized solar cell module, the thing of the following patent document 1 is known, for example. In Patent Document 1 below, in two adjacent dye-sensitized solar cells, the edge of the counter electrode of one dye-sensitized solar cell and the transparent conductive film of the other dye-sensitized solar cell are adjacently sealed. There is disclosed a dye-sensitized solar cell module connected between parts via a conductive member such as solder or conductive paste.
ところで、色素増感太陽電池においては、裏面より直接電気を取り出すことができるため、対極に金属を用いることが好ましい。しかし、金属の中には、電解質に含有されるヨウ素等に対して耐腐食性を有しないものも存在する。このため、色素増感太陽電池においては、対極の金属として、耐食性の高い不動態膜を有する金属を用いる必要がある。 By the way, in a dye-sensitized solar cell, since electricity can be taken out directly from the back surface, it is preferable to use a metal for the counter electrode. However, some metals do not have corrosion resistance against iodine or the like contained in the electrolyte. For this reason, in a dye-sensitized solar cell, it is necessary to use the metal which has a passive film with high corrosion resistance as a metal of a counter electrode.
しかし、対極の金属として、耐食性の高い不動態膜を有する金属を用いる場合、上記特許文献1に記載の色素増感太陽電池モジュールの製造方法は、以下に示す課題を有していた。 However, when a metal having a passive film having high corrosion resistance is used as the counter electrode metal, the method for producing a dye-sensitized solar cell module described in Patent Document 1 has the following problems.
すなわち、対極の金属として、耐食性の高い不動態膜を有する金属を用いる場合、はんだや導電性ペーストと対極とを接続させようとしても、対極の不動態膜によりはんだや導電性ペーストが対極と接着しないか、接着しても接触抵抗が高く、接続信頼性や導電性が十分でない。また金属には、不動態とまではいかなくても、必ず表面に薄い酸化膜が形成されるため、不動態膜を形成しない金属を用いても、接触抵抗が高く、接着力も十分ではない。 In other words, when a metal having a passive film with high corrosion resistance is used as the counter electrode metal, the solder or conductive paste is bonded to the counter electrode by the counter electrode passive film, even if the solder or conductive paste is connected to the counter electrode. No contact resistance is high even when bonded, and connection reliability and conductivity are not sufficient. Even if the metal is not passive, a thin oxide film is always formed on the surface. Therefore, even when a metal that does not form a passive film is used, the contact resistance is high and the adhesive strength is not sufficient.
また、はんだや導電性ペーストを用いる場合、熱を加えて溶融させ、接着させなければならないため、加熱温度によっては、多孔質酸化物半導体層に担持された光増感色素が劣化するおそれがある。 In addition, when solder or conductive paste is used, heat must be applied to melt and bond, so depending on the heating temperature, the photosensitizing dye carried on the porous oxide semiconductor layer may deteriorate. .
従って、優れた導電性及び接続信頼性を有し、光増感色素の劣化が十分に抑制された色素増感太陽電池モジュールの製造方法が求められていた。 Therefore, there has been a demand for a method for producing a dye-sensitized solar cell module that has excellent conductivity and connection reliability and in which deterioration of the photosensitizing dye is sufficiently suppressed.
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、優れた導電性及び接続信頼性を有し、光増感色素の劣化が十分に抑制された色素増感太陽電池モジュールを製造できる色素増感太陽電池モジュールの製造方法及び色素増感太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described matters, and has dye-sensitized solar cell modules capable of producing a dye-sensitized solar cell module that has excellent conductivity and connection reliability and in which deterioration of the photosensitizing dye is sufficiently suppressed. It aims at providing the manufacturing method of a solar cell module, and a dye-sensitized solar cell module.
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following invention, and have completed the present invention.
すなわち本発明は、直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールの製造方法において、前記複数の色素増感太陽電池を直列且つ電気的に接続して前記色素増感太陽電池モジュールユニットを製造する接続工程を含み、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膜を有する第1電極と、前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを有し、前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、前記接続工程において、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とを抵抗溶接により直接接続し、前記接続工程において、前記抵抗溶接を、前記集電配線の上に前記第2電極を接触させた状態で、2つの抵抗溶接用の電極を、前記第2電極の表面に当接させることによって行う色素増感太陽電池モジュールの製造方法である。
That is, the present invention provides a method for producing a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically. Are connected in series and electrically to manufacture the dye-sensitized solar cell module unit, and the dye-sensitized solar cell includes a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate. An electrode; a second electrode including a metal substrate made of a metal having a passive film facing the first electrode; the oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode; and the transparent conductive film A current collector wiring provided on the first electrode; an electrolyte provided between the first electrode and the second electrode; and a sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode; Pigment One of the transparent substrate as the transparent substrate in the sensitive solar cells commonly used, in the connecting step, the metal of the second electrode of one of the dye-sensitized solar cell of the two dye-sensitized solar cell adjacent the substrate And the current collector wiring in the first electrode of the other dye-sensitized solar cell are directly connected by resistance welding, and in the connecting step, the resistance welding is performed by placing the second electrode on the current collector wiring. This is a method for producing a dye-sensitized solar cell module , in which two resistance welding electrodes are brought into contact with the surface of the second electrode while being in contact with each other.
この製造方法によれば、接続工程において、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とが抵抗溶接により接続される。ここで、抵抗溶接は、2本の電極を第2電極及び集電配線又はそのいずれか一方に押し当てて、両者間に電流を流すことにより、第2電極と集電配線との接触部分で熱を発生させ、この熱により第2電極と集電配線の両方を溶融させて両者を接続させる方法である。このとき、熱は金属基板と集電配線との接触部分にしか発生しない。また、抵抗溶接においては通常、電流を流す時間は短時間(数ミリ秒)であるため、熱が発生する時間も短い。このため、熱が加えられる場所を局所領域に抑えることができる。従って、封止工程の後、第2電極を集電配線に接続する場合でも、酸化物半導体層に担持された光増感色素の劣化を十分に抑制することができる。 According to this manufacturing method, in the connecting step, the second electrode of one dye-sensitized solar cell among the two adjacent dye-sensitized solar cells and the first electrode of the other dye-sensitized solar cell. The current collector wiring is connected by resistance welding. Here, resistance welding is performed at the contact portion between the second electrode and the current collector wiring by pressing the two electrodes against the second electrode and / or the current collector wiring and causing a current to flow between them. In this method, heat is generated, both the second electrode and the current collector wiring are melted by this heat, and both are connected. At this time, heat is generated only at the contact portion between the metal substrate and the current collector wiring. In resistance welding, the current is usually supplied for a short time (several milliseconds), so the time for generating heat is also short. For this reason, the place where heat is applied can be suppressed to a local region. Therefore, even when the second electrode is connected to the current collector wiring after the sealing step, deterioration of the photosensitizing dye carried on the oxide semiconductor layer can be sufficiently suppressed.
さらに接続工程により、第2電極と集電配線とを溶融させて接合させるため、両者の間に合金部が形成される。このため、金属基板と集電配線との接合強度が大きくなり、得られた複数の色素増感太陽電池を直列に接続した場合に、優れた接続信頼性を有する色素増感太陽電池モジュールを得ることができる。また第2電極と集電配線との間に合金部が設けられることで、第2電極と集電配線との間の接触抵抗も低下させることができる。従って、得られる色素増感太陽電池モジュールは、優れた導電性も有することとなる。 Further, in the connecting step, the second electrode and the current collector wiring are melted and joined, so that an alloy part is formed between them. For this reason, the bonding strength between the metal substrate and the current collector wiring is increased, and when a plurality of the obtained dye-sensitized solar cells are connected in series, a dye-sensitized solar cell module having excellent connection reliability is obtained. be able to. Moreover, the contact resistance between a 2nd electrode and current collection wiring can also be reduced by providing an alloy part between 2nd electrode and current collection wiring. Therefore, the obtained dye-sensitized solar cell module also has excellent conductivity.
また、第2電極と集電配線とを抵抗溶接により接続する際に、2つの抵抗溶接用電極を集電配線及び第2電極の金属基板のうち第1電極側の表面に押し当てずに済む。このため、第2電極の金属基板のうち第1電極側の表面に、抵抗溶接用電極の溶着による不純物を介在させないという利点が得られる。また、集電配線に抵抗溶接用電極を押し当てずに済むので、省スペースにおいて、溶接することが出来る。
Further , when connecting the second electrode and the current collector wiring by resistance welding, it is not necessary to press the two resistance welding electrodes against the surface on the first electrode side of the current collector wiring and the metal substrate of the second electrode. . For this reason, the advantage that the impurity by welding of the electrode for resistance welding does not interpose on the surface by the side of the 1st electrode among the metal substrates of the 2nd electrode is acquired. In addition, since it is not necessary to press the resistance welding electrode against the current collector wiring, welding can be performed in a small space.
前記接続工程において、前記抵抗溶接を3〜20ミリ秒行うことが好ましい。 In the connecting step, the resistance welding is preferably performed for 3 to 20 milliseconds.
この場合、第2電極と集電配線との接続強度をより十分に向上させることができると共に、合金部の厚さが適度になり、集電配線と金属基板との間の抵抗をより十分に低くすることができる。 In this case, the connection strength between the second electrode and the current collector wiring can be improved more sufficiently, the thickness of the alloy portion becomes appropriate, and the resistance between the current collector wiring and the metal substrate can be more sufficiently improved. Can be lowered.
前記第2電極の厚さは9〜200μmであることが好ましい。第2電極の厚さが9μm以上であると、9μm未満である場合に比べて第2電極の強度がより大きいため、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、第2電極の厚さが、200μm以下であると、200μmを超える場合に比べてより短時間で第2電極と集電配線とを接続できる。また第2電極に可撓性を持たせることもできる。 The thickness of the second electrode is preferably 9 to 200 μm. If the thickness of the second electrode is 9 μm or more, the strength of the second electrode is greater than when the thickness is less than 9 μm. On the other hand, when the thickness of the second electrode is 200 μm or less, the second electrode and the current collector wiring can be connected in a shorter time than when the thickness exceeds 200 μm. Further, the second electrode can be flexible.
前記集電配線の厚さは0.1〜50μmであることが好ましい。 The thickness of the current collecting wiring is preferably 0.1 to 50 μm.
この場合、集電配線の厚さが0.1μm以上であると、0.1μm未満である場合に比べて強度がより大きいため、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、集電配線の厚さが、50μm以下であると、50μmを超える場合に比べてより短時間で第2電極と集電配線とを接続できる。 In this case, when the thickness of the current collecting wiring is 0.1 μm or more, the strength is higher than that when the current collecting wiring is less than 0.1 μm. On the other hand, when the thickness of the current collecting wiring is 50 μm or less, the second electrode and the current collecting wiring can be connected in a shorter time than when the thickness exceeds 50 μm.
また本発明は、直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールの製造方法において、前記複数の色素増感太陽電池を直列且つ電気的に接続して前記色素増感太陽電池モジュールユニットを製造する接続工程を含み、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膜を有する第1電極と、前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを有し、前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、前記接続工程が、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板を、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線に接合されたインサート材と抵抗溶接により接続する工程を含み、前記インサート材が前記金属基板及び前記集電配線よりも低い抵抗を有する色素増感太陽電池モジュールの製造方法である。
The present invention also provides a method for producing a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically. Are connected in series and electrically to manufacture the dye-sensitized solar cell module unit, and the dye-sensitized solar cell includes a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate. An electrode; a second electrode including a metal substrate made of a metal having a passive film facing the first electrode; the oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode; and the transparent conductive film A current collector wiring provided on the first electrode; an electrolyte provided between the first electrode and the second electrode; and a sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode; Dye sensitization The transparent substrate one transparent substrate is commonly used as the solar cell, wherein the connecting step is, the metal substrate of the second electrode of one of the dye-sensitized solar cell of the two dye-sensitized solar cell adjacent to And a step of connecting by resistance welding to an insert material joined to the current collector wiring in the first electrode of the other dye-sensitized solar cell , wherein the insert material has a lower resistance than the metal substrate and the current collector wiring it is a manufacturing method of a dye-sensitized solar cell module to have a.
また本発明は、直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールの製造方法において、前記複数の色素増感太陽電池を直列且つ電気的に接続して前記色素増感太陽電池モジュールユニットを製造する接続工程を含み、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膜を有する第1電極と、前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、前記透明導電膜上に設けられる集電配線と前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを有し、前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、前記第2電極が、前記金属基板に対して前記第1電極と反対側に、前記金属基板よりも低い抵抗を有する導電材をさらに有し、前記接続工程において、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記導電材と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とを抵抗溶接により接続する色素増感太陽電池モジュールの製造方法である。 The present invention also provides a method for producing a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically. Are connected in series and electrically to manufacture the dye-sensitized solar cell module unit, and the dye-sensitized solar cell includes a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate. An electrode; a second electrode including a metal substrate made of a metal having a passive film facing the first electrode; the oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode; and the transparent conductive film A plurality of dyes, comprising: a current collector wiring provided on the top; an electrolyte provided between the first electrode and the second electrode; and a sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode. Sensitization The transparent substrate one transparent substrate is commonly used as the battery, the second electrode, the opposite to the first electrode to the metal substrate, further a conductive material having a lower resistance than the metal substrate And in the connecting step , in the conductive material of the second electrode of one dye-sensitized solar cell of two adjacent dye-sensitized solar cells, and the first electrode of the other dye-sensitized solar cell. It is a manufacturing method of the dye-sensitized solar cell module which connects the said current collection wiring by resistance welding.
また本発明は、直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールにおいて、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膜を有する第1電極と、前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを備え、前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とが直接接続され、前記集電配線と前記第2電極の金属基板との間に、前記金属基板の金属と前記集電配線の金属との合金からなる合金部が設けられている、色素増感太陽電池モジュールである。 The present invention also provides a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically, wherein the dye-sensitized solar cell includes a transparent substrate and A first electrode having a transparent conductive film provided on the transparent substrate; a second electrode including a metal substrate made of a metal having a passive film facing the first electrode; and the first electrode or the second electrode. An oxide semiconductor layer provided on the electrode, a current collector wiring provided on the transparent conductive film, an electrolyte provided between the first electrode and the second electrode, the first electrode, and the second electrode And one transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells, and one of the two adjacent dye-sensitized solar cells is dye-sensitized solar. Battery The metal substrate of the second electrode and the current collector wiring in the first electrode of the other dye-sensitized solar cell are directly connected, and between the current collector wiring and the metal substrate of the second electrode, It is a dye-sensitized solar cell module provided with an alloy part made of an alloy of the metal of the metal substrate and the metal of the current collector wiring.
この発明によれば、第2電極の金属基板と集電配線との間に、第2電極における金属基板の金属と、集電配線の金属との合金からなる合金部が設けられているため、第2電極と集電配線との接続強度が大きくなり、優れた接続信頼性が得られる。また第2電極の金属基板と集電配線との間に合金部が設けられることで、第2電極の金属基板と集電配線との間の接触抵抗も低下させることができる。 According to this invention, an alloy portion made of an alloy of the metal of the metal substrate of the second electrode and the metal of the current collector wiring is provided between the metal substrate of the second electrode and the current collector wiring. The connection strength between the second electrode and the current collector wiring is increased, and excellent connection reliability is obtained. Further, by providing the alloy portion between the metal substrate of the second electrode and the current collector wiring, the contact resistance between the metal substrate of the second electrode and the current collector wiring can also be reduced.
また本発明は、直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールにおいて、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膜を有する第1電極と、前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを備え、前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とがインサート材を介して接続され、前記金属基板と前記インサート材との間に、前記金属基板の金属と前記インサート材の金属との合金からなる合金部が設けられている、色素増感太陽電池モジュールであってもよい。 The present invention also provides a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically, wherein the dye-sensitized solar cell includes a transparent substrate and A first electrode having a transparent conductive film provided on the transparent substrate; a second electrode including a metal substrate made of a metal having a passive film facing the first electrode; and the first electrode or the second electrode. An oxide semiconductor layer provided on the electrode, a current collector wiring provided on the transparent conductive film, an electrolyte provided between the first electrode and the second electrode, the first electrode, and the second electrode And one transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells, and one of the two adjacent dye-sensitized solar cells is dye-sensitized solar. Battery The metal substrate of the second electrode and the current collector wiring in the first electrode of the other dye-sensitized solar cell are connected via an insert material, and the metal substrate and the insert material, It may be a dye-sensitized solar cell module in which an alloy part made of an alloy of a metal of a metal substrate and a metal of the insert material is provided.
この発明によれば、第2電極の金属基板と集電配線に接続したインサート材との間に、第2電極における金属基板の金属と、インサート材の金属との合金からなる合金部が設けられているため、第2電極の金属基板とインサート材との接続強度が大きくなり、優れた接続信頼性が得られる。また第2電極の金属基板とインサート材との間に合金部が設けられることで、第2電極の金属基板とインサート材との間の接触抵抗も低下させることができる。 According to this invention, an alloy part made of an alloy of the metal of the metal substrate and the metal of the insert material in the second electrode is provided between the metal substrate of the second electrode and the insert material connected to the current collector wiring. Therefore, the connection strength between the metal substrate of the second electrode and the insert material is increased, and excellent connection reliability is obtained. Moreover, the contact resistance between the metal substrate of the second electrode and the insert material can be reduced by providing the alloy part between the metal substrate of the second electrode and the insert material.
さらに本発明は、直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールにおいて、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膜を有する第1電極と、前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを備え、前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、前記第2電極が、前記金属基板に対して前記第1電極と反対側に、前記金属基板よりも低い抵抗を有する導電材をさらに有し、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記導電材と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とが直接接続され、前記集電配線と前記導電材との間に、前記集電配線の金属と前記導電材の金属との合金からなる合金部が設けられている、色素増感太陽電池モジュールであってもよい。 Furthermore, the present invention provides a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically, wherein the dye-sensitized solar cell includes a transparent substrate and A first electrode having a transparent conductive film provided on the transparent substrate; a second electrode including a metal substrate made of a metal having a passive film facing the first electrode; and the first electrode or the second electrode. An oxide semiconductor layer provided on the electrode, a current collector wiring provided on the transparent conductive film, an electrolyte provided between the first electrode and the second electrode, the first electrode, and the second electrode And a transparent part is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells, and the second electrode is connected to the metal substrate with the first electrode. On the other side The conductive material of the second electrode of one dye-sensitized solar cell of the two adjacent dye-sensitized solar cells, and the other dye-sensitized, further comprising a conductive material having a lower resistance than the metal substrate. The current collector wiring in the first electrode of the solar cell is directly connected, and an alloy portion made of an alloy of the metal of the current collector wiring and the metal of the conductive material between the current collector wiring and the conductive material. The dye-sensitized solar cell module may be provided.
この発明によれば、第2電極の導電材と、集電配線との間に、第2電極における導電材の金属と、集電配線の金属との合金からなる合金部が設けられているため、第2電極と集電配線との接続強度が大きくなり、優れた接続信頼性が得られる。また第2電極の導電材と集電配線との間に合金部が設けられることで、第2電極と集電配線との間の接触抵抗も低下させることができる。 According to the present invention, an alloy portion made of an alloy of the metal of the conductive material in the second electrode and the metal of the current collector wiring is provided between the conductive material of the second electrode and the current collector wiring. The connection strength between the second electrode and the current collector wiring is increased, and excellent connection reliability is obtained. Moreover, the contact resistance between a 2nd electrode and current collection wiring can also be reduced by providing an alloy part between the electrically-conductive material of 2nd electrode, and current collection wiring.
本発明によれば、優れた導電性及び接続信頼性を有し、光増感色素の劣化が十分に抑制された色素増感太陽電池モジュールを製造できる色素増感太陽電池モジュールの製造方法及び色素増感太陽電池モジュールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a dye-sensitized solar cell module which can manufacture the dye-sensitized solar cell module which has the outstanding electroconductivity and connection reliability, and the deterioration of the photosensitizing dye was fully suppressed, and a pigment | dye A sensitized solar cell module is provided.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<第1実施形態>
まず本発明の色素増感太陽電池モジュールの第1実施形態について説明する。図1は、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第1実施形態を示す底面図である。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the dye-sensitized solar cell module of the present invention will be described. FIG. 1 is a bottom view showing a first embodiment of the dye-sensitized solar cell module of the present invention.
図1に示すように、色素増感太陽電池モジュール200は、2つの色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bを有している。色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bは直列且つ電気的に接続されている。色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bは、複数の色素増感太陽電池50を有し、複数の色素増感太陽電池50は直列且つ電気的に接続されている。ここで、2つの色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bは、2つの色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bの各々における色素増感太陽電池50の配列方向が互いに平行となるように配列されている。以下、説明の便宜上、色素増感太陽電池モジュールユニット100Aにおける4つの色素増感太陽電池50を色素増感太陽電池50A〜50Dと、色素増感太陽電池モジュールユニット100Bにおける4つの色素増感太陽電池50を色素増感太陽電池50E〜50Hと呼ぶことがある。
As shown in FIG. 1, the dye-sensitized
図2は、図1の一部切欠き部分拡大図、図3は、図2のIII−III線に沿った断面図、図4は、図3の作用極を示す平面図である。図3に示すように、複数の色素増感太陽電池50の各々は、作用極10と、作用極10に対向する対極20と、作用極10及び対極20を連結させる封止部30とを備えており、作用極10、対極20及び封止部30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。
2 is a partially cutaway enlarged view of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2, and FIG. 4 is a plan view showing the working electrode of FIG. As shown in FIG. 3, each of the plurality of dye-sensitized
次に、隣り合う色素増感太陽電池50間の接続関係について説明する。ここでは、色素増感太陽電池50Bと色素増感増感太陽電池50Cとの接続関係を例にとって説明する。
Next, the connection relationship between the adjacent dye-sensitized
まず色素増感太陽電池50Bについて説明する。
First, the dye-sensitized
図3に示すように、色素増感太陽電池50Bにおいて、作用極10は、透明基板11及び透明基板11の上に設けられる透明導電膜12からなる透明導電性基板15と、透明導電性基板15の透明導電膜12の上に設けられる複数の酸化物半導体層13と、透明導電膜12の上において複数の酸化物半導体層13の各々を包囲するように設けられる配線部17とを有している。配線部17は、封止部30と透明導電膜12との間に設けられており、透明導電膜12上に設けられる集電配線14と、集電配線14を電解質40から保護する配線保護層16とを有している。本実施形態では、透明導電性基板15によって第1電極が構成されている。
As shown in FIG. 3, in the dye-sensitized
色素増感太陽電池50Bの透明基板11は、色素増感太陽電池モジュール200における全色素増感太陽電池50A〜50Hにおいて共通の透明基板となっている。
The
一方、図2に示すように、色素増感太陽電池50Bの対極20は、図2の二点鎖線で示される本体部25と、本体部25のうち隣りの色素増感太陽電池50C側の縁部25aの一部から突出する複数の突出部(図2では4つ)23とを有している。ここで、本体部25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との積層体で構成されている。突出部23は、金属基板21のみで構成されている。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。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
次に色素増感太陽電池50Cについて説明する。
Next, the dye-sensitized
色素増感太陽電池50Cの作用極10においては、図4に示すように、集電配線14が、四角環状の外周部14aと、外周部14aの内側開口を仕切る複数の仕切り部(フィンガー配線)14bとを有し、外周部14aと仕切り部14bとによって酸化物半導体層13が包囲されている。さらに集電配線14は、集電配線14の縁部である外周部14aのうち、隣の色素増感太陽電池50B側の外周部14aの内側に設けられるランド部14cを有している。
In the working
一方、色素増感太陽電池50Cの対極20においては、ランド部14cに対向する位置に切欠き24が形成されている(図2参照)。
On the other hand, in the
そして、図3に示すように、色素増感太陽電池50Cのランド部14cには、色素増感太陽電池50Bの対極20の突出部23が直接接続されている。
And as shown in FIG. 3, the
隣り合う2つの色素増感太陽電池50A,50B、隣り合う2つの色素増感太陽電池50B,50C、2つの色素増感太陽電池50C,50D、2つの色素増感太陽電池50E,50F、2つの色素増感太陽電池50F,50G、2つの色素増感太陽電池50G,50Hにおいても同様に、一方の色素増感太陽電池50における対極20の突出部23が、隣りの色素増感太陽電池50における集電配線14のランド部14cに直接接続されている。
Two adjacent dye-sensitized
なお、本実施形態では、色素増感太陽電池50A〜50Hは全て同一の構成を有している。すなわち、色素増感太陽電池50A〜50Hにおいて、作用極10は、封止部30の外側で且つ集電配線14の縁部である外周部14aよりも内側にランド部24を有し、対極20が、本体部25におけるランド部24と反対側の縁部25aの一部から突出する少なくとも1つの突出部とを有している。そして、図1に示すように、色素増感太陽電池モジュールユニット100Aにおいて、色素増感太陽電池50A〜50Dの各々の対極20における突出部23は同一方向(色素増感太陽電池50Aから色素増感太陽電池50Dに向かう方向)側に突出している。一方、色素増感太陽電池モジュールユニット100Bにおいて、色素増感太陽電池50E〜50Hの各々の対極20における突出部23は同一方向(色素増感太陽電池50Eから色素増感太陽電池50Hに向かう方向)側に突出している。但し、色素増感太陽電池モジュールユニット100A、100Bにおいて、対極20の突出部23の突出方向は互いに反対となっている。
In the present embodiment, the dye-sensitized
また図1に示すように、色素増感太陽電池モジュールユニット100Bにおける色素増感太陽電池50E、すなわち、色素増感太陽電池モジュールユニット100Bの端部に配置された色素増感太陽電池50には、集電配線14のランド部14cに接続端子70が設けられている。そして、接続端子70と、色素増感太陽電池50Dの突出部23とは、透明基板11の表面に沿って設けられた導電部材110を介して接続されている。この導電部材11により、色素増感太陽電池モジュールユニット100Aと色素増感太陽電池モジュールユニット100Bとが直列に接続される。導電部材110を構成する材料としては、例えば銅、銀、ニッケルなどが用いられる。また導電部材110の形状としては、テープ状、ワイヤ状などが挙げられるが、テープ状が、使用時に色素増感太陽電池モジュール200の厚みを小さくすることができることから好ましく用いられる。
Further, as shown in FIG. 1, the dye-sensitized
さらに色素増感太陽電池モジュールユニット100Aの色素増感太陽電池50Aにも、作用極10の集電配線14におけるランド部14cに、接続端子70が設けられている。
Furthermore, the
次に、上述した色素増感太陽電池モジュール200の作用効果について説明する。
Next, the effect of the dye-sensitized
色素増感太陽電池モジュール200によれば、突出部23は、隣り合う2つの色素増感太陽電池50の一方の色素増感太陽電池50の対極20において、本体部25のうち他方の色素増感太陽電池50側の縁部25aの一部のみから突出し、この突出部23が、他方の色素増感太陽電池50のランド部14cに接合されている。このため、開口率を大きく低下させることなく、ランド部14cと突出部23との接続箇所の面積を十分に大きくすることができる。従って、色素増感太陽電池モジュール200は、優れた接続信頼性を有する。
According to the dye-sensitized
このように色素増感太陽電池モジュール200は、本体部25のうち他方の色素増感太陽電池50側の縁部25aの一部のみから突出する突出部23と、他方の色素増感太陽電池50のランド部14cとを接合させることによって優れた接続信頼性を有する。このため、本体部25のうち他方の色素増感太陽電池50側の縁部25aの残部に突出部23を設ける必要がない。このため、残部の突出部と他方の色素増感太陽電池50の透明導電性基板15とを接続するための接続箇所については省略することが可能となり、開口率を向上させることが可能となる。特に色素増感太陽電池モジュール200では、ランド部14cが、集電配線14の縁部である外周部14aの内側に設けられている。このため、隣り合う2つの色素増感太陽電池50の本体部25同士間の隙間を小さくすることができる。すなわち、発電に寄与しないエリアの面積を小さくすることができる。このため、色素増感太陽電池モジュール200によれば、ランド部14cが集電配線14の縁部である外周部14aの外側に設けられる場合に比べて開口率を高くすることができる。
As described above, the dye-sensitized
さらに、隣り合う2つの色素増感太陽電池50において、一方の色素増感太陽電池50においては、ランド部14cに対向する位置に切欠き24が形成されている。このため、隣り合う2つの色素増感太陽電池50のうち一方の色素増感太陽電池50に物体が衝突するなどの理由により、突出部23がそれに接合されるランド部14cに対して動いたとしても、突出部23は切欠き24内に逃げ込むことが可能となる。このため、突出部23と、隣の色素増感太陽電池50の対極20との接触を十分に防止することができる。
Furthermore, in two adjacent dye-sensitized
また色素増感太陽電池モジュール200は、色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bを有し、色素太陽電池モジュールユニット100A,100Bが互いに直列且つ電気的に接続されると共に色素増感太陽電池50の配列方向が互いに平行となるように配列され、色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bの各々において、本体部25に対する突出部23の突出方向が同一であり、隣り合う2つの色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bにおいて、突出部23の突出方向が互いに反対となっている。
The dye-sensitized
このため、隣り合う2つの色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bにおいて、一方の色素増感太陽電池モジュールユニット100Bを構成する色素太陽電池50のランド部14cと、他方の色素増感太陽電池モジュールユニット100Aを構成する色素増感太陽電池50の突出部23とを、色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bの配列方向に対して同じ側に配置することが可能となる。すなわち、一方の色素増感太陽電池モジュールユニット100Bを構成する色素太陽電池50のランド部14cと、他方の色素増感太陽電池モジュールユニット100Aを構成する色素増感太陽電池50の突出部23とを、受光エリア外で接続させることが可能となる。このため、色素増感太陽電池モジュール200によれば、一方の色素増感太陽電池モジュールユニット100Bを構成する色素太陽電池50のランド部14cと、他方の色素増感太陽電池モジュールユニット100Aを構成する色素増感太陽電池50の突出部23とを、開口率を低下させることなく、直列接続させることが可能となる。
Therefore, in two adjacent dye-sensitized solar
次に、上記色素増感太陽電池モジュール200の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the said dye-sensitized
まず図3に示すように、1つの透明基板11の上に、透明導電膜12を形成してなる透明導電性基板15を用意する。
First, as shown in FIG. 3, a transparent
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)、ポリエーテルスルフォン(PES)などが挙げられる。透明基板9の厚さは、色素増感太陽電池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50μm〜10000μmの範囲にすればよい。
The material which comprises the
透明導電膜12を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム(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。透明導電膜12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。透明導電膜12が単層で構成される場合、透明導電膜12は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、FTOで構成されることが好ましい。また透明導電膜10として、複数の層で構成される積層体を用いると、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で構成される層と、FTOで構成される層との積層体を用いることが好ましい。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膜12が実現できる。透明導電膜12の厚さは例えば0.01μm〜2μmの範囲にすればよい。
As a material constituting the transparent
透明導電膜12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)及びCVD法などが用いられる。これらのうちスプレー熱分解法が装置コストの点から好ましい。
As a method for forming the transparent
次に、レーザ加工又はエッチング等により、透明導電膜12を、互いに離間した複数の透明導電膜12に分割する。
Next, the transparent
次に、分割された複数の透明導電膜12の各々の上に酸化物半導体層13を形成する。酸化物半導体層13は、酸化物半導体粒子を含む多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、焼成して形成する。
Next, the
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などの樹脂及び、テレピネオールなどの溶媒を含む。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン(TiO2)、シリカ(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)、酸化アルミニウム(Al2O3)又はこれらの2種以上で構成される。 The oxide semiconductor layer forming paste contains a resin such as polyethylene glycol and a solvent such as terpineol in addition to the oxide semiconductor particles. Examples of the oxide semiconductor particles include titanium oxide (TiO 2 ), silica (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), Tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 3 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), thallium oxide (Ta 2 O 5 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), It consists of holmium oxide (Ho 2 O 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), or two or more thereof.
酸化物半導体層13の厚さは、例えば0.5〜50μmとすればよい。
The thickness 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、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.
焼成温度は酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は350℃〜600℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は1〜5時間である。 The firing temperature varies depending on the material of the oxide semiconductor particles, but is usually 350 ° C. to 600 ° C., and the firing time also varies depending on the material of the oxide semiconductor particles, but is usually 1 to 5 hours.
次に、透明導電膜12上に、銀などの導電材料を含むペーストを塗布する。このとき、ペーストの塗布は、図4に示すように、外周部14aと、外周部14aの内側開口を仕切る仕切り部14bと、外周部14aの内側に設けられるランド部14cを形成するように行う。そして、ペーストを焼成して集電配線14が得られる。
Next, a paste containing a conductive material such as silver is applied on the transparent
次に、集電配線14を低融点ガラスフリットなどの配線保護層16で被覆する。このとき、配線保護層16は、外周部14a及び仕切り部14bを覆い、ランド部14cを覆わないようにする。こうして集電配線14と配線保護層16とによって配線部17が得られる。
Next, the
こうして複数の作用極10が得られる。
Thus, a plurality of working
次に、色素増感太陽電池50の数と同数の封止部30を準備する。各封止部30としては、酸化物半導体層13を包囲する開口が形成されたものを用いる。
Next, the same number of sealing
封止部30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などの樹脂が挙げられる。
Examples of the sealing
そして、この封止部30を作用極10の集電配線14の上に接着させる。このとき、同一形状の封止部30を対極20の表面に接着させてもよい。封止部30の集電配線14又は対極20への接着は、封止部30を加熱溶融させることによって行うことができる。このとき、集電配線14のランド部14cには、その封止部30の外周部にのみを接着させるようにする。
Then, the sealing
次に、複数の作用極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 oxide semiconductor layers 13 of the plurality of working
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。 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.
次に、複数の作用極10の酸化物半導体層13の上に電解質40を配置する。電解質40は、例えばスクリーン印刷等の印刷法によって配置することが可能である。
Next, the
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/臭化物イオンなどの対が挙げられる。なお、上記揮発性溶媒にはゲル化剤を加えてもよい。また電解質40は、イオン液体と揮発性成分との混合物からなるイオン液体電解質で構成されてもよい。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−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ホニル)イミドが好適に用いられる。また揮発性成分としては、上記の有機溶媒や、1−メチル−3−メチルイミダゾリウムヨーダイド、LiI、I2、4−t−ブチルピリジンなどが挙げられる。
The
次に、複数の対極20を用意し、複数の対極20の各々を、封止部30の開口を塞ぐように貼り合わせる。
Next, a plurality of
対極20は、上述したように、本体部25と、本体部25のうち隣の色素増感太陽電池50側の縁部25aの一部から突出する4つの突出部23とを備える。ここで、本体部25は、金属基板21と触媒層22との積層体で構成され、突出部23は金属基板21のみで構成されている。但し、突出部23も金属基板21と触媒層22との積層体で構成されてもよい。
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、タングステン等の耐食性を有し且つ不動態膜を有する金属で構成される。
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
次に、対極20の突出部23を、隣の色素増感太陽電池50の作用極10における集電配線14のランド部14cに接続する。ランド部14cへの突出部23の接続は、例えば抵抗溶接によって行うことができる。図5に示すように、抵抗溶接は、2本の抵抗溶接用電極110A,110Bを突出部23及びランド部14c又はそのいずれか一方に押し当てて両者間に電流を流すことにより、ランド部14cと金属基板21との接触部分で熱を発生させ、この熱によりランド部14c及び突出部23の両方を溶融させて両者を接続させる方法である。このとき、熱はランド部14cと突出部23の接触部分のみにしか発生しない。また、抵抗溶接においては通常、電流を流す時間は短時間(数ミリ秒)であるため、熱が発生する時間も短い。このため、熱が加えられる場所を局所領域に抑えることができる。従って、封止工程の後、対極20の突出部23をランド部14cに接合する場合でも、酸化物半導体層13に担持された光増感色素の劣化を十分に抑制することができる。
Next, the protruding
またこのとき、突出部23に含まれる金属基板21は不動態膜を有するため、ランド部14cの抵抗が金属基板21より低いと、金属基板21とランド部14cとの間での接触抵抗が大きくなる。このため、金属基板21とランド部14cとが互いに接触する部分が熱により溶融しやすくなる。そして、2本の電極110A,110Bの間に印加する電圧をオフにすると、図6に示すように、溶融した部分が凝固して合金部60を形成する。従って、突出部23とランド部14cとの接合強度を十分に向上させることができる。また対極20の突出部23とランド部14cとの間に合金部60が設けられることで、対極20の突出部23と集電配線14のランド部14cとの間の接触抵抗も低下させることができる。
At this time, since the
また対極20の突出部23とランド部14cとを抵抗溶接により接続する際に、抵抗溶接を、ランド部14cと突出部23とを接触させた状態で、2つの抵抗溶接用の電極110A,110Bを、突出部23のうちランド部14cと反対側の表面に当接させることによって行うことが好ましい。
When the
この場合、対極20と集電配線14とを抵抗溶接により接続する際に、2つの抵抗溶接用電極を集電配線14及び対極20の金属基板21のうち作用極10側の表面に押し当てずに済む。このため、対極20の金属基板21のうち作用極10側の表面に、抵抗溶接用電極の溶着による不純物を介在させないという利点が得られる。また、集電配線14に抵抗溶接用電極を押し当てずに済むので、省スペースにおいて、溶接することが出来る。
In this case, when the
また抵抗溶接は3〜20ミリ秒行うことが好ましく、5〜7ミリ秒行うことがより好ましい。この場合、対極20と集電配線14との接続強度をより十分に向上させることができると共に、合金部60の厚さが適度になり、集電配線14のランド部14cと突出部23との間の抵抗をより十分に低くすることができる。
Resistance welding is preferably performed for 3 to 20 milliseconds, more preferably 5 to 7 milliseconds. In this case, the connection strength between the
対極20の厚さは特に制限されるものではないが、9〜200μmであることが好ましく、9〜200μmであることがより好ましく、20〜100μmであることがより好ましい。対極20の厚さが9μm以上であると、9μm未満である場合に比べて強度がより大きくなり、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、対極20の厚さが、200μm以下であると、200μmを超える場合に比べて、より短時間で対極20の突出部23とランド部14cとを接続できる。また対極20に可撓性を持たせることもできる。
The thickness of the
集電配線14のランド部14cの厚さも特に制限されるものではないが、0.1〜50μmであることが好ましく、1〜30μmであることがより好ましい。
The thickness of the
この場合、集電配線14のランド部14cの厚さが0.1μm以上であると、0.1μm未満である場合に比べて強度がより大きくなり、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、集電配線14のランド部14cの厚さが、50μm以下であると、50μmを超える場合に比べてより短時間で対極20の突出部23とランド部14cとを接続できる。
In this case, when the thickness of the
また対極20の突出部23とランド部14cとを溶融させて接合させるため、両者の間に合金部が形成される。このため、金属基板21と集電配線14との接合強度が大きくなり、得られた複数の色素増感太陽電池50を直列に接続した場合に、優れた接続信頼性を有する色素増感太陽電池モジュール100を得ることができる。また対極第2電極と集電配線との間に合金部が設けられることで、第2電極と集電配線との間の接触抵抗も低下させることができる。従って、得られる色素増感太陽電池モジュールは、優れた導電性も有することとなる。
Moreover, since the
2つの抵抗溶接用電極110A,110B間に印加する電流は、対極20の突出部23とランド部14cとの組合せにも依存するため一概には言えないが、通常は0.01〜3kAであり、0.1〜2kAであることが好ましい。
The current applied between the two
また電流の印加時間も一概には言えないが、通常は3〜20ミリ秒であり、5〜7ミリ秒であることが好ましい。 Also, the current application time cannot be generally specified, but it is usually 3 to 20 milliseconds, preferably 5 to 7 milliseconds.
さらに抵抗溶接用電極110A,110B間の間隔も一概には言えないが、通常は、0.3〜20mmであり、0.5〜10mmであることが好ましい。
Furthermore, the distance between the
こうして色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bが得られる。
Thus, dye-sensitized solar
次に、色素増感太陽電池50A,50Eの集電配線14におけるランド部14cにそれぞれ接続端子70を接続する。接続端子70は、銀,銅,ニッケルなどの部材を抵抗溶接法などの方法を用いてランド部14cに接続することができる。なお、接続端子70は、集電配線14を形成する際に、集電配線14と同様の材料を用い、スクリーン印刷法で集電配線14と同時に形成されてもよい。
Next, the
最後に、導電部材110を接続端子70に接続する。導電部材110は、例えば抵抗溶接によって接続端子70と接続することができる。
Finally, the
以上のようにして色素増感太陽電池200が得られる。
The dye-sensitized
<第2実施形態>
次に、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the dye-sensitized solar cell module of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same or equivalent to 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図7は、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第2実施形態を示す一部切欠き部分平面図、図8は、図7のVIII−VIII線に沿った断面図である。本実施形態の色素増感太陽電池モジュール300は、対極の点で第1実施形態の色素増感太陽電池モジュール200と相違する。
FIG. 7 is a partially cutaway partial plan view showing a second embodiment of the dye-sensitized solar cell module of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. The dye-sensitized
すなわち、図7及び図8に示すように、本実施形態の色素増感太陽電池モジュール300において、対極320は、金属基板21及び触媒層22に加えて、金属基板21のうち作用極10と反対側の表面に設けられる複数の線状の導電材330を更に有している。この導電材330は、金属基板21よりも低い抵抗を有する金属からなる。このような金属は、金属基板21よりも低い抵抗を有する金属であればよく、このような金属としては、例えば銅が用いられる。そして、導電部材330の端部が突出部23として、隣の色素増感太陽電池50の作用極10の集電配線14におけるランド部14cに直接接続されている。ここで、導電材330とランド部14cとの間には、導電材330を構成する金属と、ランド部14cを構成する金属との合金部が設けられている。
That is, as shown in FIGS. 7 and 8, in the dye-sensitized
この場合、対極320の導電材330と、集電配線14との間に、対極320における導電材330を構成する金属と、集電配線14を構成する金属との合金からなる合金部が設けられているため、対極320と集電配線14との接続強度が大きくなり、優れた接続信頼性が得られる。また対極320の導電材330と集電配線14との間に合金部が設けられることで、対極320と集電配線14との間の接触抵抗も低下させることができる。このため、色素増感太陽電池50同士間において十分に小さい抵抗で接続することが可能になり、電圧降下がほとんど起こらない。またランド部14cから流れ込む電子を、金属基板21より抵抗の低い導電材330を通して電解質40に近づけることが可能となるため、導電材330から電解質40までの抵抗を小さくすることも可能となる。
In this case, an alloy portion made of an alloy of the metal constituting the
このとき、対極320の突出部23とランド部14cとの接続は、抵抗溶接により行う。
At this time, the connection between the protruding
この場合、隣り合う2つの色素増感太陽電池50のうち一方の色素増感太陽電池50の対極320の突出部23と、他方の色素増感太陽電池50の集電配線14のランド部14cとを、はんだ等を用いることなく、簡便に接合させることができるとともに、接続強度を向上させることがき、接触抵抗も低下させることができる。また、抵抗溶接は、一方の色素増感太陽電池50Aの導電材330と、他方の色素増感太陽電池50Bのランド部14cとを接合する際、抵抗溶接用の電極を局所的に当てて行うため、熱が局所的にしか発生しない。このため、はんだ等を用いて接合を行う場合に比べて、酸化物半導体層13に担持された色素や封止部の劣化がより十分に抑制される。なお、突出部23とランド部14cとの抵抗溶接も、上記と同様、2つの抵抗溶接用電極をいずれも突出部23のうちランド部14cと反対側の表面に押し当てて、2つの抵抗溶接用電極間に電圧を印加すればよい。
In this case, of the two adjacent dye-sensitized
また対極320を作製する際には、導電材330と、金属基板21とを抵抗溶接によって接合することが好ましい。具体的にはまず、導電材330のうちランド部14cと反対側の表面に、2つの抵抗溶接用電極の両方を押し当て、2つの抵抗溶接用電極間に電圧を印加すればよい。
Moreover, when producing the
このように対極320の金属基板21に導電材330を形成する場合でも、酸化物半導体層13に担持された光増感色素や封止部の劣化を十分に抑制することができる。さらに得られる色素増感太陽電池モジュール200の導電性及び接続信頼性をより向上させることができる。
As described above, even when the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記第1実施形態では、対極20の金属基板21が突出部23として、隣の色素増感太陽電池50の集電配線14におけるランド部14cに直接接続されているが、図9に示すように、突出部23は、インサート材400を介して隣の色素増感太陽電池50の集電配線14におけるランド部14cに接続されてもよい。この場合、突出部23とインサート材400との間に、金属基板21を構成する金属と、インサート材400を構成する金属との合金からなる合金部が設けられる。ここで、インサート材400としては、金属基板21及び集電配線14よりも低い抵抗を有するものを用いることが好ましい。この場合、抵抗溶接によって突出部23とランド部14cとを接続する際、突出部23とインサート材400とが接合しやすく、インサート材400と集電配線14とが接合しやすくなる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first embodiment, the
また上記第1及び第2実施形態では、色素増感太陽電池モジュール200,300は、2つの色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bを有しているが、2つに限られず、1つでもよいし、3つ以上でもよい。また上記第1及び第2実施形態では、色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bにおいて色素増感太陽電池50を4つ備えているが、色素増感太陽電池50の数は4つに限られず、複数であればいかなる数であってもよい。
In the first and second embodiments, the dye-sensitized
さらに、上記第1及び第2実施形態では、色素増感太陽電池モジュールユニット100A,100Bの各々において、色素増感太陽電池50の対極20における突出部23の突出方向が同じとなっているが、同じである必要はなく、互いに異なるものであってもよい。
Furthermore, in the said 1st and 2nd embodiment, although the protrusion direction of the
さらに、上記第1及び第2実施形態では、ランド部14cが集電配線14に含まれており、ランド部14cに突出部23が接合されているが、ランド部14cは、透明導電膜12に設けられてもよい。またランド部14cは省略可能である。
Further, in the first and second embodiments, the
さらにまた、上記第1及び第2実施形態では、酸化物半導体層13は、透明導電膜12の上に設けられているが、金属基板21の上に設けられてもよい。この場合、酸化物半導体層13と金属基板21とで作用極が構成され、透明基板11と透明導電膜12とで対極が構成される。
Furthermore, in the first and second embodiments, the
また上記第1及び第2実施形態では、隣り合う2つの色素増感太陽電池50のうち一方の色素増感太陽電池50の本体部25の縁部25aの一部から突出する突出部23と、他方の色素増感太陽電池50の集電配線14のランド部14cとが抵抗溶接により接続されているが、隣り合う2つの色素増感太陽電池50のうち一方の色素増感太陽電池50の本体部25の縁部25aの全部から突出する突出部23と、他方の色素増感太陽電池50の集電配線14のランド部14cとが抵抗溶接により接続されていてもよい。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, the
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)
まず表面の寸法が500mm×500mmで厚さ4mmのガラスからなる透明基板の表面上に、FTOからなる厚さ1μmの透明導電膜を形成してなる透明導電性基板を用意した。そして、透明導電膜に対しエッチングによりパターニングを行った。
Example 1
First, a transparent conductive substrate was prepared by forming a 1 μm thick transparent conductive film made of FTO on the surface of a transparent substrate made of glass having a surface dimension of 500 mm × 500 mm and a thickness of 4 mm. Then, the transparent conductive film was patterned by etching.
次に、透明導電膜上に、酸化物半導体層形成用ペースト(Solaronix社製、Ti Nanoxide-T)を、スクリーン印刷機で塗布及び乾燥を3回繰り返した後、電気炉にて500℃で1時間焼結して多孔質酸化物半導体層を形成した。 Next, an oxide semiconductor layer forming paste (manufactured by Solaronix, Ti Nanoxide-T) was repeatedly applied and dried three times with a screen printing machine on the transparent conductive film, and then 1 ° C. at 500 ° C. in an electric furnace. The porous oxide semiconductor layer was formed by time sintering.
次に、厚膜用の市販の銀ペーストを用い、上記多孔質酸化物半導体層を包囲するように透明導電膜上に塗布した後、乾燥させた。この塗布及び乾燥をスクリーン印刷機にて3回繰り返して行った。その後、銀ペーストを電気炉にて500℃で1時間焼結した。次に、電解質が接触する領域に、配線を保護するガラスペーストを塗布した後、乾燥させた。この塗布及び乾燥を複数回繰り返し、ガラスペーストを電気炉にて1時間焼結させた。こうして作用極を得た。 Next, using a commercially available silver paste for thick film, it was applied on the transparent conductive film so as to surround the porous oxide semiconductor layer, and then dried. This application and drying were repeated three times with a screen printer. Thereafter, the silver paste was sintered in an electric furnace at 500 ° C. for 1 hour. Next, a glass paste for protecting the wiring was applied to a region where the electrolyte was in contact, and then dried. This application and drying were repeated a plurality of times, and the glass paste was sintered in an electric furnace for 1 hour. Thus, a working electrode was obtained.
そして、上記のようにして得られた作用極を、1:1(体積比)で混合したアセトニトリル及びtert−ブタノールの混合溶媒を含み、ルテニウム色素(N719)の濃度を0.3mMとした色素溶液の中に浸漬させ、その色素を多孔質半導体層に吸着させた後に上記混合溶媒で余分な色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を多孔質半導体層に吸着させた。 The working solution obtained as described above contains a mixed solvent of acetonitrile and tert-butanol mixed at 1: 1 (volume ratio), and a dye solution having a ruthenium dye (N719) concentration of 0.3 mM. Then, the dye was adsorbed on the porous semiconductor layer, and then the excess dye was washed away with the mixed solvent and dried to adsorb the photosensitizing dye to the porous semiconductor layer.
一方、対極は、以下のようにして準備した。 On the other hand, the counter electrode was prepared as follows.
即ちはじめに厚さ200μmのTi板を用意し、このTi板に、三次元RFスパッタ装置を用いてPtを蒸着させ、対極を得た。 First, a Ti plate having a thickness of 200 μm was prepared, and Pt was vapor-deposited on the Ti plate using a three-dimensional RF sputtering apparatus to obtain a counter electrode.
次に、作用極の上に、エチレン−メタクリル酸共重合体(商品名:ニュクレル、三井・デュポンポリケミカル社製)からなる四角環状の樹脂シート(幅2mm、厚さ50μm)を配置し、この樹脂シートを150℃で加熱溶融することにより作用極の上に固定した。
Next, a quadrangular annular resin sheet (width 2 mm,
次に、作用極上であって封止部の内側に、メトキシアセトニトリルを溶媒とする揮発性電解質を注入した。 Next, a volatile electrolyte using methoxyacetonitrile as a solvent was injected on the working electrode and inside the sealing portion.
そして、対極を、触媒膜を作用極に向けた状態で封止部と重ね合わせ、対極及び作用極の周縁部を熱圧着した。こうして、色素増感太陽電池を得た。 Then, the counter electrode was overlapped with the sealing portion with the catalyst film facing the working electrode, and the peripheral portions of the counter electrode and the working electrode were thermocompression bonded. Thus, a dye-sensitized solar cell was obtained.
次に、隣り合う2つの色素増感太陽電池において、一方の色素増感太陽電池の対極のうち他方の色素増感太陽電池側の縁部と、他方の色素増感太陽電池の集電配線とを抵抗溶接により接合させた。抵抗溶接は、2つの電極をいずれもチタン箔に押し当て、抵抗溶接用電極の間に1.0kAの電流を10ミリ秒間印加した。このとき、2つの抵抗溶接用電極間の間隔は1mmとした。 Next, in two adjacent dye-sensitized solar cells, the edge on the other dye-sensitized solar cell side of the counter electrode of one dye-sensitized solar cell, and the current collector wiring of the other dye-sensitized solar cell, Were joined by resistance welding. In resistance welding, the two electrodes were both pressed against the titanium foil, and a current of 1.0 kA was applied between the resistance welding electrodes for 10 milliseconds. At this time, the interval between the two resistance welding electrodes was 1 mm.
こうして、8個の色素増感太陽電池を含む1つの色素増感太陽電池モジュールユニットからなる色素増感太陽電池モジュールを得た。 Thus, a dye-sensitized solar cell module composed of one dye-sensitized solar cell module unit including eight dye-sensitized solar cells was obtained.
(比較例1)
隣り合う2つの色素増感太陽電池において、一方の色素増感太陽電池の対極の縁部と、他方の色素増感太陽電池の集電配線とを、融点220℃のはんだによって接合させたこと以外は実施例1と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。
(Comparative Example 1)
In two adjacent dye-sensitized solar cells, the edge of the counter electrode of one dye-sensitized solar cell and the current collector wiring of the other dye-sensitized solar cell are joined by solder having a melting point of 220 ° C. Prepared a dye-sensitized solar cell module in the same manner as in Example 1.
実施例1及び比較例1で得られた色素増感太陽電池モジュールについて、接続信頼性を調べた。接続信頼性は、JIS C8938 A-1に定義された温度サイクル試験を200サイクル行うことによって調べた。なお、対極と作用極の接合部における剥離の有無を評価項目とし、剥離の無い物を合格とした。 The connection reliability of the dye-sensitized solar cell modules obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was examined. Connection reliability was examined by performing a temperature cycle test defined in JIS C8938 A-1 for 200 cycles. In addition, the presence or absence of the peeling in the junction part of a counter electrode and a working electrode was made into the evaluation item, and the thing without peeling was set as the pass.
また実施例1及び比較例1で得られた色素増感太陽電池モジュールについて、光電変換特性を評価した。光電変換特性は、エアマス(AM)が1.5の疑似太陽光により評価を行った。結果を表1に示す。なお、光電変換特性は導電性の指標となるものである。 Moreover, about the dye-sensitized solar cell module obtained in Example 1 and Comparative Example 1, the photoelectric conversion characteristic was evaluated. Photoelectric conversion characteristics were evaluated using simulated sunlight with an air mass (AM) of 1.5. The results are shown in Table 1. Note that the photoelectric conversion characteristics serve as an index of conductivity.
また実施例1及び比較例1で得られた色素増感太陽電池モジュールについて、色素の劣化について調べた。色素の劣化は、肉眼により、色素の色が接合前と接合後で変わったか否かで判断し、明らかに変色している場合には、劣化ありと判定した。
表1に示すように、実施例1で得られた色素増感太陽電池モジュールは、接続信頼性および光電変換効率のいずれについても良好であったが、比較例1の色素増感太陽電池モジュールは接続信頼性の点で合格基準に達していないことが分かった。 As shown in Table 1, the dye-sensitized solar cell module obtained in Example 1 was good in both connection reliability and photoelectric conversion efficiency, but the dye-sensitized solar cell module in Comparative Example 1 was It was found that the acceptance criteria were not reached in terms of connection reliability.
以上より、本発明の色素増感太陽電池モジュールの製造方法によれば、優れた導電性及び接続信頼性を有し、光増感色素の劣化が十分に抑制された色素増感太陽電池モジュールを製造できることが確認された。 As mentioned above, according to the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell module of this invention, it has the outstanding electroconductivity and connection reliability, and the dye-sensitized solar cell module by which deterioration of the photosensitizing dye was fully suppressed was obtained. It was confirmed that it could be manufactured.
10…作用極
11…透明基板
12…透明導電膜
13…酸化物半導体層
14…集電配線
14c…ランド部
15…透明導電性基板(第1電極)
20,320…対極(第2電極)
21…金属基板
23…突出部
30…封止部
50,50A〜50H…色素増感太陽電池
100A,100B…色素増感太陽電池モジュールユニット
200,300…色素増感太陽電池モジュール
330…導電材
DESCRIPTION OF
20, 320 ... Counter electrode (second electrode)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数の色素増感太陽電池を直列且つ電気的に接続して前記色素増感太陽電池モジュールユニットを製造する接続工程を含み、
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膜を有する第1電極と、
前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、
前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを有し、
前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、
前記接続工程において、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とを抵抗溶接により直接接続し、前記抵抗溶接を、前記集電配線の上に前記第2電極を接触させた状態で、2つの抵抗溶接用の電極を、前記第2電極の表面に当接させることによって行う色素増感太陽電池モジュールの製造方法。 In a method for producing a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically,
Including a connecting step of electrically connecting the plurality of dye-sensitized solar cells in series and manufacturing the dye-sensitized solar cell module unit;
The dye-sensitized solar cell is
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate;
A second electrode including a metal substrate made of metal having a passive film facing the first electrode;
An oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode;
Current collection wiring provided on the transparent conductive film;
An electrolyte provided between the first electrode and the second electrode;
A sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode;
One transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells,
In the connecting step, the current collection in the metal substrate of the second electrode of one dye-sensitized solar cell and the first electrode of the other dye-sensitized solar cell among two adjacent dye-sensitized solar cells. A wire is directly connected to the wiring by resistance welding, and the two electrodes for resistance welding are applied to the surface of the second electrode in a state where the second electrode is in contact with the current collecting wiring. The manufacturing method of the dye-sensitized solar cell module performed by making it contact .
前記複数の色素増感太陽電池を直列且つ電気的に接続して前記色素増感太陽電池モジュールユニットを製造する接続工程を含み、
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膜を有する第1電極と、
前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、
前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを有し、
前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、
前記接続工程が、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板を、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線に接合されたインサート材と抵抗溶接により接続する工程を含み、
前記インサート材が前記金属基板及び前記集電配線よりも低い抵抗を有する色素増感太陽電池モジュールの製造方法。 In a method for producing a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically,
Including a connecting step of electrically connecting the plurality of dye-sensitized solar cells in series and manufacturing the dye-sensitized solar cell module unit;
The dye-sensitized solar cell is
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate;
A second electrode including a metal substrate made of metal having a passive film facing the first electrode;
An oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode;
Current collection wiring provided on the transparent conductive film;
An electrolyte provided between the first electrode and the second electrode;
A sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode;
One transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells,
The connecting step, the metal substrate of the second electrode of one of the dye-sensitized solar cell of the two dye-sensitized solar cell adjacent, the current collector in the first electrode of the other of the dye-sensitized solar cell Including the step of connecting by resistance welding with the insert material joined to the wiring,
Method of manufacturing a color Motozo sensitized solar cell module wherein the insert material has a lower resistance than the metal substrate and the current collector wire.
前記複数の色素増感太陽電池を直列且つ電気的に接続して前記色素増感太陽電池モジュールユニットを製造する接続工程を含み、
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膜を有する第1電極と、
前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、
前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを有し、
前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、
前記第2電極が、前記金属基板に対して前記第1電極と反対側に、前記金属基板よりも低い抵抗を有する導電材をさらに有し、
前記接続工程において、隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記導電材と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とを抵抗溶接により接続する色素増感太陽電池モジュールの製造方法。 In a method for producing a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically,
Including a connecting step of electrically connecting the plurality of dye-sensitized solar cells in series and manufacturing the dye-sensitized solar cell module unit;
The dye-sensitized solar cell is
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate;
A second electrode including a metal substrate made of metal having a passive film facing the first electrode;
An oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode;
Current collection wiring provided on the transparent conductive film;
An electrolyte provided between the first electrode and the second electrode;
A sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode;
One transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells,
The second electrode further includes a conductive material having a resistance lower than that of the metal substrate on the side opposite to the first electrode with respect to the metal substrate,
In the connecting step , the current collecting material in the second electrode of one dye-sensitized solar cell of two adjacent dye-sensitized solar cells and the first electrode of the other dye-sensitized solar cell. method of manufacturing a color Motozo sensitized solar cell module and the wiring are connected by resistance welding.
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膜を有する第1電極と、
前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、
前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを備え、
前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、
隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とが直接接続され、前記集電配線が、前記第2電極の前記金属基板よりも低い抵抗を有する金属で構成され、
前記集電配線と前記第2電極との間に、前記金属基板の金属と前記集電配線の金属との合金からなる合金部が設けられている、色素増感太陽電池モジュール。 In a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically,
The dye-sensitized solar cell is
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate;
A second electrode including a metal substrate made of metal having a passive film facing the first electrode;
An oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode;
Current collection wiring provided on the transparent conductive film;
An electrolyte provided between the first electrode and the second electrode;
A sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode;
One transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells,
Of the two adjacent dye-sensitized solar cells, the metal substrate of the second electrode of one dye-sensitized solar cell is directly connected to the current collector wiring of the first electrode of the other dye-sensitized solar cell. The current collector wiring is made of a metal having a lower resistance than the metal substrate of the second electrode,
A dye-sensitized solar cell module, wherein an alloy portion made of an alloy of a metal of the metal substrate and a metal of the current collector wiring is provided between the current collector wiring and the second electrode.
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膜を有する第1電極と、
前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、
前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを備え、
前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、
隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記金属基板と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とがインサート材を介して接続され、
前記金属基板と前記インサート材との間に、前記金属基板の金属と前記インサート材の金属との合金からなる合金部が設けられている、色素増感太陽電池モジュール。 In a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically,
The dye-sensitized solar cell is
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate;
A second electrode including a metal substrate made of metal having a passive film facing the first electrode;
An oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode;
Current collection wiring provided on the transparent conductive film;
An electrolyte provided between the first electrode and the second electrode;
A sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode;
One transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells,
Of the two adjacent dye-sensitized solar cells, the metal substrate of the second electrode of one dye-sensitized solar cell and the current collector wiring of the first electrode of the other dye-sensitized solar cell are insert materials. Connected through
A dye-sensitized solar cell module, wherein an alloy part made of an alloy of a metal of the metal substrate and a metal of the insert material is provided between the metal substrate and the insert material.
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膜を有する第1電極と、
前記第1電極に対向し、不動態膜を有する金属からなる金属基板を含む第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記透明導電膜上に設けられる集電配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられる電解質と、
前記第1電極及び前記第2電極を連結させる封止部とを備え、
前記複数の色素増感太陽電池における前記透明基板として1つの透明基板が共通に用いられ、
前記第2電極が、前記金属基板に対して前記第1電極と反対側に、前記金属基板よりも低い抵抗を有する導電材をさらに有し、
隣り合う2つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第2電極の前記導電材と、他方の色素増感太陽電池の前記第1電極における前記集電配線とが直接接続され、
前記集電配線と前記導電材との間に、前記集電配線の金属と前記導電材の金属との合金からなる合金部が設けられている、色素増感太陽電池モジュール。
In a dye-sensitized solar cell module having a dye-sensitized solar cell module unit including a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series and electrically,
The dye-sensitized solar cell is
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate;
A second electrode including a metal substrate made of metal having a passive film facing the first electrode;
An oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode;
Current collection wiring provided on the transparent conductive film;
An electrolyte provided between the first electrode and the second electrode;
A sealing portion for connecting the first electrode and the second electrode;
One transparent substrate is commonly used as the transparent substrate in the plurality of dye-sensitized solar cells,
The second electrode further includes a conductive material having a resistance lower than that of the metal substrate on the side opposite to the first electrode with respect to the metal substrate,
Of the two adjacent dye-sensitized solar cells, the conductive material of the second electrode of one dye-sensitized solar cell is directly connected to the current collector wiring of the first electrode of the other dye-sensitized solar cell. And
A dye-sensitized solar cell module, wherein an alloy portion made of an alloy of a metal of the current collector wiring and a metal of the conductive material is provided between the current collector wiring and the conductive material.
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