JP5920282B2 - Dye-sensitized solar cell module - Google Patents
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Description
本発明は、各々の色素増感型太陽電池素子における内部短絡の発生を防止し、発電効率が高く、加工性に優れ、かつ高い生産性を有する色素増感型太陽電池素子モジュールに関するものである。 The present invention relates to a dye-sensitized solar cell module that prevents the occurrence of an internal short circuit in each dye-sensitized solar cell element, has high power generation efficiency, excellent workability, and high productivity. .
近年、二酸化炭素の増加が原因とされる地球温暖化等の環境問題が深刻となり、世界的にその対策が進められている。中でも環境に対する負荷が小さく、クリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを利用した太陽電池に関する積極的な研究開発が進められている。このような太陽電池としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、および化合物半導体太陽電池などが既に実用化されているが、これらの太陽電池は製造コストが高い等の問題がある。そこで、環境負荷が小さく、かつ製造コストを削減できる太陽電池として、色素増感型太陽電池が注目され、研究開発が進められている。 In recent years, environmental problems such as global warming caused by an increase in carbon dioxide have become serious, and countermeasures are being promoted worldwide. In particular, active research and development on solar cells using solar energy as a clean energy source with a low environmental impact is underway. As such solar cells, single crystal silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, amorphous silicon solar cells, compound semiconductor solar cells and the like have already been put into practical use, but these solar cells have high production costs, etc. There is a problem. Therefore, as a solar cell that has a small environmental load and can reduce the manufacturing cost, a dye-sensitized solar cell has been attracting attention and research and development have been promoted.
ここで、一般的な色素増感型太陽電池は、例えば、電極としての機能を備えた一対の電極基材と、上記一対の電極基材の間に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、上記一対の電極基材の間に多孔質層と接触するように形成され、酸化還元対を含む電解質を有する電解質層とを構成として有するものである。なお、上述した色素増感型太陽電池は、少なくとも一方の電極基材が太陽光の受光面となることから、少なくとも一方の電極基材は透明性を有するものである。
また、上記電解質層としては、例えば、上記一対の電極基材と、上記一対の電極基材の間に設けられた封止部材とによって構成される空間に液状の電解質を封入することによって形成されたものを挙げることができる。また、上記電解質層に用いられる上記封止部材は、上記一対の電極基材とともに液状の電解質を保持する機能だけではなく、上記一対の電極基材同士が接触することによって、色素増感型太陽電池の内部短絡が発生することを防止する機能を有するものである。
Here, a general dye-sensitized solar cell is formed between, for example, a pair of electrode base materials having a function as electrodes and the pair of electrode base materials, and a dye sensitizer is carried on the surface. A porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles, and an electrolyte layer formed between the pair of electrode substrates so as to be in contact with the porous layer and having an electrolyte containing a redox pair. is there. In the dye-sensitized solar cell described above, at least one of the electrode substrates has transparency since at least one of the electrode substrates serves as a sunlight receiving surface.
The electrolyte layer is formed, for example, by enclosing a liquid electrolyte in a space formed by the pair of electrode base materials and a sealing member provided between the pair of electrode base materials. Can be mentioned. Further, the sealing member used for the electrolyte layer has not only a function of holding a liquid electrolyte together with the pair of electrode base materials but also a contact between the pair of electrode base materials, so that the dye-sensitized solar It has a function of preventing the occurrence of an internal short circuit of the battery.
このような色素増感型太陽電池を実用化するためには、より大きな出力電圧が必要であることから、複数の色素増感型太陽電池素子を接続して色素増感型太陽電池素子モジュールとすることが試みられている。
また、色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、複数の色素増感型太陽電池素子のうち１つの色素増感型太陽電池素子に内部短絡が生じてしまうと、色素増感型太陽電池素子モジュール全体に影響することから、各々の色素増感型太陽電池素子における内部短絡の発生を防止することは、重要な課題の１つである。
In order to put such a dye-sensitized solar cell into practical use, a larger output voltage is required. Therefore, by connecting a plurality of dye-sensitized solar cell elements, It has been tried to do.
Further, in the dye-sensitized solar cell element module, if an internal short circuit occurs in one dye-sensitized solar cell element among the plurality of dye-sensitized solar cell elements, the dye-sensitized solar cell element module Since it affects the whole, it is one of important issues to prevent the occurrence of an internal short circuit in each dye-sensitized solar cell element.
ところで、上記色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、加工性を向上させるために、高いフレキシブル性を付与することが可能な構成が求められている。
ここで従来のフレキシブル性を有する色素増感型太陽電池素子モジュールの構成としては、例えば、２枚のフレキシブル性を有する基材の間に複数の色素増感型太陽電池素子が形成されている構成が挙げられる。
しかしながら、上述した構成を有する色素増感型太陽電池素子モジュールに曲げ加工を施した場合、２枚のフレシキブル性を有する基材はそれぞれ異なる曲率を有することとなるため、所望の曲げ性を示すことが困難となる場合や、曲げ加工により色素増感型太陽電池素子モジュールが劣化してしまうといった問題があった。
By the way, in the said dye-sensitized solar cell element module, in order to improve workability, the structure which can provide high flexibility is calculated | required.
Here, as a configuration of a conventional dye-sensitized solar cell element module having flexibility, for example, a configuration in which a plurality of dye-sensitized solar cell elements are formed between two flexible substrates. Is mentioned.
However, when bending is performed on the dye-sensitized solar cell module having the above-described configuration, the two flexible substrates have different curvatures, and thus exhibit a desired bendability. However, there is a problem that the dye-sensitized solar cell module deteriorates due to bending or bending.
そこで、特許文献１においては、色素増感型太陽電池素子モジュールの構成として、１枚の第１基材上に複数の第１電極層が形成された第１電極基材と、第２電極層を有する複数の第２電極基材と、１枚の第１電極基材上に形成された複数の第１電極層および各々の第２電極基材の第２電極層の間に形成された複数の多孔質層と、上記複数の第１電極層および複数の第２電極層の周囲に配置された複数の封止部材と、上記第１電極層、第２電極層、および封止部材で構成される空間に液状の電解質を封入して形成された複数の電解質層とを有する色素増感型太陽電池素子モジュールの構成が開示されている。上述した構成によれば、１枚の第１電極基材上に形成された複数の第１電極層に合わせて、各々の第２電極基材に形成された第２電極層が対向する構成とすることができることから、高いフレキシブル性を示す色素増感型太陽電池素子モジュールとすることが可能となる。
Therefore, in
しかしながら、上記構成を有する色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、高いフレキシブル性を付与することが可能であることから、使用時において、各々の電極基材が撓むことにより電極層同士が接触してしまう場合があり、内部短絡が発生してしまうといった問題があった。
また、上述の色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する各々の色素増感型太陽電池素子は、通常、色素増感型太陽電池素子の端部側の領域において多孔質層と封止部材との間に空間を有しており、上記空間内に液状の電解質が満たされた構成を有するものである。そのため、第１電極層および第２電極層間に多孔質層を有さず、上述した空間を有する色素増感型太陽電池素子の端部側の領域においては電極層同士の接触による内部短絡が特に発生しやすいといった問題があった。
However, in the dye-sensitized solar cell element module having the above-described configuration, since it is possible to impart high flexibility, the electrode layers are brought into contact with each other by bending each electrode substrate in use. There is a problem that an internal short circuit occurs.
Further, each dye-sensitized solar cell element constituting the above-described dye-sensitized solar cell element module is usually composed of a porous layer and a sealing member in the region on the end side of the dye-sensitized solar cell element. And a space in which the liquid electrolyte is filled. Therefore, there is no porous layer between the first electrode layer and the second electrode layer, and in the region on the end side of the dye-sensitized solar cell element having the space described above, an internal short circuit due to contact between the electrode layers is particularly There was a problem that it was likely to occur.
また、上記構成を有する色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、第１電極基材と複数の第２電極基材とを貼り合わせるために、接着部分、絶縁部分等を設ける必要があるが、上述した接着部分、絶縁部分等は発電に寄与することができないため、色素増感型太陽電池素子モジュール全体の発電面積を小さくして発電効率を低下させる要因となり、基材等の材料を過剰に使用してしまうといった問題があった。 Moreover, in the dye-sensitized solar cell element module having the above-described configuration, in order to bond the first electrode base material and the plurality of second electrode base materials, it is necessary to provide an adhesive portion, an insulating portion, etc. Since the above-mentioned adhesion part, insulation part, etc. cannot contribute to power generation, it becomes a factor of reducing the power generation efficiency by reducing the power generation area of the entire dye-sensitized solar cell module, and excessively using materials such as base materials There was a problem of using it.
また、上述した構成の色素増感型太陽電池素子モジュールを製造する際には、第１電極基材および第２電極基材を貼り合わせた後に電解質を注入する工程を必要とすることから大面積セルを製造する際に時間がかかってしまう場合や、各電極基材の撓みにより電解質を上述した空間に十分に注入することが困難となる場合があるといった問題もある。 Moreover, when manufacturing the dye-sensitized solar cell element module having the above-described configuration, a large area is required because a step of injecting an electrolyte after the first electrode base material and the second electrode base material are bonded together is required. There are also problems that it takes time when manufacturing the cell, and that it may be difficult to sufficiently inject the electrolyte into the above-described space due to bending of each electrode base material.
そこで、各々の色素増感型太陽電池素子における内部短絡の発生を効果的に防止することが可能であり、加工性に優れ、発電効率が高く、高い生産性を有することが可能な色素増感型太陽電池素子モジュールが望まれている。 Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of internal short circuit in each dye-sensitized solar cell element, dye sensitization that has excellent workability, high power generation efficiency, and high productivity. Type solar cell module is desired.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、各々の色素増感型太陽電池素子における内部短絡の発生を好適に防止することが可能であり、発電効率が高く、加工性に優れ、かつ生産性の高い色素増感型太陽電池素子モジュールを提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, it is possible to suitably prevent the occurrence of internal short circuit in each dye-sensitized solar cell element, high power generation efficiency, excellent workability, The main object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell module with high productivity.
本発明は、上述した課題を解決するために、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、上記第１電極基材の上記第１電極層または上記第２電極基材の上記第２電極層のうち、いずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する複数の多孔質層、並びに、上記第１電極基材の上記第１電極層または上記第２電極基材の上記第２電極層のうち、上記多孔質層が形成されていない方の電極層および上記多孔質層の間に形成され、酸化還元対を含有する複数の固体電解質層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、上記多孔質層、および上記固体電解質層を有する色素増感型太陽電池素子が複数連結されて構成され、１つの上記色素増感型太陽電池素子の上記第１電極層および上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の上記色素増感型太陽電池素子の上記第２電極層が電気的に接続されている色素増感型太陽電池素子モジュールであって、上記色素増感型太陽電池素子の上記固体電解質層の大きさが上記多孔質層の大きさと同一、または上記多孔質層の大きさよりも大きくなるように、上記固体電解質層が形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池素子モジュールを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first electrode substrate having a first substrate and a plurality of first electrode layers formed in a pattern on the first substrate, at least a first electrode substrate. Formed on one of a plurality of second electrode base materials having two electrode layers, the first electrode layer of the first electrode base material, or the second electrode layer of the second electrode base material. A plurality of porous layers containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a dye sensitizer, and the second electrode layer of the first electrode base or the second electrode base of the second electrode base. Of the electrode layers, the electrode layer on which the porous layer is not formed and a plurality of solid electrolyte layers containing a redox pair formed between the porous layer and the porous layer, the first electrode layer, Dye-sensitized solar cell having the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer Of the dye-sensitized solar cell element adjacent to the first electrode layer of the one dye-sensitized solar cell element and the one dye-sensitized solar cell element. A dye-sensitized solar cell element module in which the second electrode layer is electrically connected, wherein the size of the solid electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell element is the same as the size of the porous layer Alternatively, the present invention provides a dye-sensitized solar cell module, wherein the solid electrolyte layer is formed so as to be larger than the size of the porous layer.
本発明によれば、上記色素増感型太陽電池素子の上記固体電解質層の大きさが上記多孔質層の大きさと同一、または上記多孔質層の大きさよりも大きくなるように、上記固体電解質層が形成されていることから、１つの色素増感型太陽電池素子内において第１電極層および第２電極層の接触が起こりやすい色素増感型太陽電池素子の端部側の領域に固体電解質層を形成することができるため、色素増感型太陽電池素子の内部短絡を好適に防止することができる。また、上記色素増感型太陽電池素子から構成されることにより、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを高性能なものとすることができる。
また、本発明によれば、固体電解質層を有することから、第１電極層、第２電極層および封止部材からなる空間に液状の電解質を封入してなる電解質層を有する場合に比べて、色素増感型太陽電池素子モジュールの発電面積を大きなものとすることができる。また、固体電解質層を用いることができることから、簡便な製造方法を用いることが可能となるため、上記色素増感型太陽電池素子モジュールの生産性の高いものとすることができ、また取り扱いやすいことから加工性にも優れたものとすることができる。
According to the present invention, the solid electrolyte layer is formed so that the size of the solid electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell element is the same as the size of the porous layer or larger than the size of the porous layer. Therefore, in one dye-sensitized solar cell element, a solid electrolyte layer is formed in a region on the end side of the dye-sensitized solar cell element in which contact between the first electrode layer and the second electrode layer is likely to occur. Therefore, an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element can be suitably prevented. Moreover, by being comprised from the said dye-sensitized solar cell element, the dye-sensitized solar cell element module of this invention can be made into a high performance.
Further, according to the present invention, since it has a solid electrolyte layer, compared to the case where it has an electrolyte layer formed by enclosing a liquid electrolyte in a space composed of a first electrode layer, a second electrode layer, and a sealing member, The power generation area of the dye-sensitized solar cell element module can be increased. In addition, since a solid electrolyte layer can be used, a simple manufacturing method can be used, so that the productivity of the dye-sensitized solar cell module can be increased, and the handling is easy. Therefore, it can be made excellent in workability.
本発明においては、上記色素増感型太陽電池素子の上記固体電解質層の大きさが上記多孔質層の大きさよりも大きくなるように、上記固体電解質層が形成されていることが好ましい。本発明における色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生をより好適に防止することが可能となるからである。 In the present invention, the solid electrolyte layer is preferably formed so that the size of the solid electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell element is larger than the size of the porous layer. This is because the occurrence of an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element in the present invention can be more suitably prevented.
また本発明においては、上記色素増感型太陽電池素子の上記固体電解質層の幅が上記第２電極層の幅と同一、または上記第２電極層の幅よりも大きくなるように、上記固体電解質層が形成されていることが好ましい。１つの色素増感型太陽電池素子において第１電極層と接触しやすい第２電極層の端部に固体電解質層を形成することが可能となることから、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生をより好適に防止することができる。 In the present invention, the solid electrolyte layer is formed so that the width of the solid electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell element is the same as the width of the second electrode layer or larger than the width of the second electrode layer. It is preferable that a layer is formed. Since it is possible to form a solid electrolyte layer at the end of the second electrode layer that easily contacts the first electrode layer in one dye-sensitized solar cell element, an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element Can be more suitably prevented.
本発明によれば固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一、または多孔質層の大きさよりも大きくなるように、固体電解質層が形成されていることから、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する色素増感型太陽電池素子の端部側の領域に固体電解質層を配置することが可能となるため、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生を好適に防止することが可能となるといった作用効果を奏する。 According to the present invention, since the solid electrolyte layer is formed so that the size of the solid electrolyte layer is the same as or larger than the size of the porous layer, the dye sensitization of the present invention is performed. Since it is possible to dispose a solid electrolyte layer in a region on the end side of the dye-sensitized solar cell element constituting the solar cell element module, it is preferable to generate an internal short circuit in the dye-sensitized solar cell element There exists an effect that it becomes possible to prevent.
以下、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールについて説明する。 Hereinafter, the dye-sensitized solar cell element module of the present invention will be described.
本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、第２電極層を有する複数の第２電極基材、上記第１電極基材の上記第１電極層または上記第２電極基材の上記第２電極層のうち、いずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する複数の多孔質層、並びに、上記第１電極基材の上記第１電極層または上記第２電極基材の上記第２電極層のうち、上記多孔質層が形成されていない方の電極層および上記多孔質層の間に形成され、酸化還元対を含有する複数の固体電解質層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、上記多孔質層、および上記固体電解質層を有する色素増感型太陽電池素子が複数連結されて構成され、１つの上記色素増感型太陽電池素子の上記第１電極層および上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の上記色素増感型太陽電池素子の上記第２電極層が電気的に接続されている色素増感型太陽電池素子モジュールであって、上記色素増感型太陽電池素子の上記固体電解質層の大きさが上記多孔質層の大きさと同一、または上記多孔質層の大きさよりも大きくなるように、上記固体電解質層が形成されていることを特徴とするものである。 The dye-sensitized solar cell element module of the present invention includes a first electrode base material having a first base material and a plurality of first electrode layers formed in a pattern on the first base material. It is formed on any one of a plurality of second electrode base materials having an electrode layer, the first electrode layer of the first electrode base material, or the second electrode layer of the second electrode base material. A plurality of porous layers containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a dye sensitizer, and the second electrode of the first electrode layer or the second electrode substrate of the first electrode substrate. Of the layers, the electrode layer on which the porous layer is not formed and a plurality of solid electrolyte layers containing a redox pair formed between the porous layer and the porous layer, the first electrode layer, A dye-sensitized solar cell element having a second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer The first electrode layer of one dye-sensitized solar cell element and the other of the other dye-sensitized solar cell elements adjacent to the one dye-sensitized solar cell element. A dye-sensitized solar cell module in which two electrode layers are electrically connected, wherein the size of the solid electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell element is the same as the size of the porous layer, or The solid electrolyte layer is formed so as to be larger than the size of the porous layer.
なお、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは、第１電極基材または第２電極基材の少なくとも一方が太陽光の受光面となることから、本発明においては、通常、第１電極基材または第２電極基材の少なくとも一方に透明性を有する基材が用いられる。 In the dye-sensitized solar cell element module of the present invention, since at least one of the first electrode substrate or the second electrode substrate serves as a sunlight receiving surface, the first electrode is usually used in the present invention. A substrate having transparency is used for at least one of the substrate and the second electrode substrate.
ここで、「透明性を有する基材」の透明性としては、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールが、太陽光を受光することにより機能を発揮することができるように、太陽光を透過することができる程度であれば特に限定されるものではないが、全光線透過率５０％以上であることが望ましい。なお、上記透明性は、ＪＩＳ Ｋ７３６１-１:１９９７に準拠した測定方法により測定した値である。 Here, the transparency of the “substrate having transparency” is such that the dye-sensitized solar cell element module of the present invention receives sunlight so that it can function by receiving sunlight. Although it will not specifically limit if it is a grade which can permeate | transmit, it is desirable that it is 50% or more of total light transmittance. In addition, the said transparency is the value measured by the measuring method based on JISK7361-1: 1997.
また、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、通常、第１電極層または第２電極層のうち、多孔質層が形成されている電極層は酸化物半導体電極層として用いられ、多孔質層が形成されていない電極層は対向電極層として用いられる。 Moreover, in the dye-sensitized solar cell element module of the present invention, the electrode layer in which the porous layer is formed is usually used as the oxide semiconductor electrode layer among the first electrode layer or the second electrode layer. The electrode layer in which the porous layer is not formed is used as a counter electrode layer.
また、本発明において、「電極層上に形成される」とは、第１電極層上または第２電極層上に直接形成される場合だけではなく、他の層を介して形成される場合を含む概念である。 In the present invention, “formed on the electrode layer” means not only the case where it is formed directly on the first electrode layer or the second electrode layer, but also the case where it is formed via another layer. It is a concept that includes.
ここで、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールについて図を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの一例を示す概略平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１（ａ）においては、固体電解質層および多孔質層が配置されている領域については点線で示している。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュール１００は、１枚の第１基材１１および第１基材１１上にパターン状に形成された複数の第１電極層１２を有する第１電極基材１０と、少なくとも第２電極層２２を有する複数の第２電極基材２０と、第２電極基材２０の第２電極層２２上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する複数の多孔質層３と、第１電極基材１０の第１電極層１１および多孔質層３の間に形成され、酸化還元対を含有する複数の固体電解質層４とを有するものである。また、本発明においては、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、少なくとも多孔質層３と対峙する固体電解質層４と第１電極基材１０の第１電極層１１との間に触媒層５を有していてもよい。
Here, the dye-sensitized solar cell module of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig.1 (a) is a schematic plan view which shows an example of the dye-sensitized solar cell element module of this invention, FIG.1 (b) is the sectional view on the AA line of Fig.1 (a). In FIG. 1A, the region where the solid electrolyte layer and the porous layer are disposed is indicated by a dotted line.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the dye-sensitized solar
また、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュール１００は、第１電極層１２、第２電極層２２、多孔質層３、固体電解質層４および触媒層５を有する色素増感型太陽電池素子１が複数連結されて構成され、１つの色素増感型太陽電池素子１の第１電極層１２および上記１つの色素増感型太陽電池素子１に隣接する他の色素増感型太陽電池素子１の第２電極層２２が電気的に接続されているものである。なお、図１（ａ）においては、ストライプ状に形成された第１電極層１２のストライプの短辺の端部を含む接続部分ａと、短冊状に形成された各第２電極層２２の短冊の短辺の端部を含む接続部分ｂ（図１（ａ）の一点鎖線で示される部分）を用いて、第１電極層１２および第２電極層２２が色素増感型太陽電池素子モジュール１００の内部で電気的に接続（以下、単に内部接続と称して説明する場合がある。）されている例について示している。
The dye-sensitized
また、図１（ｂ）に示すように、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュール１００は、色素増感型太陽電池素子１の固体電解質層４の大きさが多孔質層３の大きさと同一となるように、固体電解質層４が形成されているものである。
Further, as shown in FIG. 1B, the dye-sensitized solar
また、図２（ａ）は本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュール１００は、また、色素増感型太陽電池素子１の固体電解質層４の大きさが多孔質層３の大きさよりも大きくなるように、固体電解質層４が形成されているものである。また、本発明においては、図２（ａ）に示すように、多孔質層３が形成されていない側の電極層（図２（ａ）においては第１電極層１０）上全面に触媒層５が形成されていてもよい。
なお、図２（ａ）、（ｂ）において説明していない符号等については図１（ａ）、（ｂ）と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
FIG. 2 (a) is a schematic plan view showing another example of the dye-sensitized solar cell module of the present invention, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 (a). is there. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the dye-sensitized solar
Note that reference numerals and the like not described in FIGS. 2A and 2B can be the same as those in FIGS. 1A and 1B, and thus description thereof is omitted here.
図３（ａ）、図４（ａ）は本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
図３（ａ）、（ｂ）、および図４（ａ）、（ｂ）に示される色素増感型太陽電池素子モジュール１００は、第１電極層１２の各ストライプの長辺の端部を含む接続部分ａと、各第２電極層２２の短冊の長辺の端部を含む接続部分ｂにおいて、第１電極層１２および第２電極層２２が内部接続されている例について示している。また、図３（ａ）、（ｂ）においては、色素増感型太陽電池素子１の固体電解質層４の大きさが多孔質層３の大きさと同一となるように、固体電解質層４が形成されている例、図４（ａ）、（ｂ）においては、色素増感型太陽電池素子１の固体電解質層４の大きさが多孔質層３の大きさよりも大きくなるように、固体電解質層４が形成されている例について示している。
図３（ａ）、（ｂ）、および図４（ａ）、（ｂ）において、説明していない符号等については図１（ａ）、（ｂ）と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
3 (a) and 4 (a) are schematic plan views showing another example of the dye-sensitized solar cell module of the present invention, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3 (a). FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 4A.
The dye-sensitized
3 (a), 3 (b) and FIGS. 4 (a), 4 (b), the reference numerals and the like that are not described can be the same as those in FIGS. 1 (a), 1 (b). Description of is omitted.
本発明によれば、上記色素増感型太陽電池素子の上記固体電解質層の大きさが上記多孔質層の大きさと同一、または上記多孔質層の大きさよりも大きくなるように、上記固体電解質層が形成されていることから、１つの色素増感型太陽電池素子内において第１電極層および第２電極層の接触が起こりやすい色素増感型太陽電池素子の端部側の領域に固体電解質層を配置することができるため、色素増感型太陽電池素子の内部短絡を好適に防止することができる。また、上記色素増感型太陽電池素子から構成されることにより、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを高性能なものとすることができる。 According to the present invention, the solid electrolyte layer is formed so that the size of the solid electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell element is the same as the size of the porous layer or larger than the size of the porous layer. Therefore, in one dye-sensitized solar cell element, a solid electrolyte layer is formed in a region on the end side of the dye-sensitized solar cell element in which contact between the first electrode layer and the second electrode layer is likely to occur. Therefore, an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element can be suitably prevented. Moreover, by being comprised from the said dye-sensitized solar cell element, the dye-sensitized solar cell element module of this invention can be made into a high performance.
また、本発明によれば、固体電解質層を有することから、第１電極層、第２電極層および封止部材からなる空間に液状の電解質を封入してなる電解質層を用いる場合に比べて、色素増感型太陽電池素子モジュールの発電面積を大きなものとすることができ、また取扱いやすいものとすることができる。また、簡便な製造方法を用いて色素増感型太陽電池素子モジュールを製造することが可能となることから、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを生産性の高いものとすることができる。 Further, according to the present invention, since it has a solid electrolyte layer, compared to the case of using an electrolyte layer in which a liquid electrolyte is sealed in a space composed of a first electrode layer, a second electrode layer, and a sealing member, The power generation area of the dye-sensitized solar cell module can be increased and can be easily handled. Moreover, since it becomes possible to manufacture a dye-sensitized solar cell element module using a simple manufacturing method, the dye-sensitized solar cell element module of the present invention can be made highly productive. .
以下、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの詳細について説明する。 The details of the dye-sensitized solar cell module of the present invention will be described below.
Ｉ．固体電解質層の大きさ
本発明における固体電解質層は、その大きさが、多孔質層の大きさと同一、または多孔質層の大きさよりも大きいものである。
I. Size of Solid Electrolyte Layer The size of the solid electrolyte layer in the present invention is the same as the size of the porous layer or larger than the size of the porous layer.
なお、本発明において、「固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一である」とは、多孔質層上全面に固体電解質層が形成され、かつ、固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが一致することを指す。
また、「固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが一致する」とは、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生を防止することが可能となる程度に固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが一致していれば特に限定されず、色素増感型太陽電池素子の縦断面の形状、および平面視上の形状を観察した場合に、固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが完全に一致する場合だけではなく、固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが部分的に一致する場合を含む概念である。
In the present invention, “the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer” means that the solid electrolyte layer is formed on the entire surface of the porous layer and the position of the end of the solid electrolyte layer. And the position of the end portion of the porous layer coincide with each other.
Further, “the position of the end portion of the solid electrolyte layer and the position of the end portion of the porous layer match” means that it is possible to prevent the occurrence of an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element. There is no particular limitation as long as the position of the end of the solid electrolyte layer and the position of the end of the porous layer match, and the shape of the longitudinal section of the dye-sensitized solar cell element and the shape in plan view are observed. In this case, the position of the end portion of the solid electrolyte layer and the position of the end portion of the porous layer are not only the same as the position of the end portion of the porous layer. This is a concept that includes the case where partially matches.
以下、「固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが部分的に一致する」場合について説明する。
ここで、本発明における第２電極基材の形成方法としては、複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンに切断することによって第２電極基材を形成する方法を好適に用いることができる。また上記第２電極基材の形成方法を用いた場合は、多孔質層、固体電解質層、または多孔質層および固体電解質層の積層体等を連続的に形成した後、第２電極基材用基板を所望の形状に切断することによって、第２電極基材上に第１電極基材の第１電極層のパターン形状に対応するパターンを有する多孔質層、固体電解質層、または多孔質層および固体電解質層の積層体等を形成することが可能となる。
しかしながら、上述した形成方法により第２電極基材上に多孔質層、固体電解質層、または多孔質層および固体電解質層の積層体等を形成した場合、多孔質層、固体電解質層、または多孔質層および固体電解質層の積層体等が連続的に形成された第２電極基材用基板を切断する際に、多孔質層や固体電解質層に割れ、欠け等を生じる場合がある。そのため、得られた第２電極基材においては多孔質層の端部や固体電解質層の端部が、平面視上から観察された場合に連続的な直線状や曲線状とならず、部分的に多孔質層や固体電解質層が突出している突出部分や、部分的に多孔質層や固体電解質層が欠落している欠落部分を有する場合がある。
Hereinafter, a case where “the position of the end portion of the solid electrolyte layer and the position of the end portion of the porous layer partially match” will be described.
Here, as a formation method of the 2nd electrode base material in this invention, the board | substrate for 2nd electrode base materials which can cut out several 2nd electrode base materials is used for the 1st of the 1st electrode base material. A method of forming the second electrode substrate by cutting into a pattern corresponding to the pattern of the electrode layer can be suitably used. When the second electrode substrate forming method is used, a porous layer, a solid electrolyte layer, or a laminate of a porous layer and a solid electrolyte layer is continuously formed, and then the second electrode substrate is used. A porous layer, a solid electrolyte layer, or a porous layer having a pattern corresponding to the pattern shape of the first electrode layer of the first electrode base material on the second electrode base material by cutting the substrate into a desired shape; A laminated body of solid electrolyte layers can be formed.
However, when a porous layer, a solid electrolyte layer, or a laminate of a porous layer and a solid electrolyte layer is formed on the second electrode substrate by the above-described forming method, the porous layer, the solid electrolyte layer, or the porous layer When cutting the substrate for the second electrode base material on which the laminate of the layer and the solid electrolyte layer is continuously formed, the porous layer or the solid electrolyte layer may be cracked or chipped. Therefore, in the obtained second electrode substrate, the end of the porous layer and the end of the solid electrolyte layer are not continuously linear or curved when observed from a plan view. There may be a protruding portion where the porous layer or the solid electrolyte layer protrudes, or a missing portion where the porous layer or the solid electrolyte layer is partially lost.
本発明においては、このように多孔質層の端部や固体電解質層の端部が上述した突出部分や欠落部分を有することにより、多孔質層の端部の位置および固体電解質層の端部の位置が完全に一致しない場合であっても、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生を防止することが可能となる程度に固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが部分的に一致している場合は、「固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが一致する」ものとして扱うものとする。 In the present invention, the end portion of the porous layer and the end portion of the solid electrolyte layer have the protruding portion and the missing portion as described above, so that the position of the end portion of the porous layer and the end portion of the solid electrolyte layer can be reduced. Even when the positions do not completely match, the position of the end of the solid electrolyte layer and the end of the porous layer can be prevented to the extent that an internal short circuit can be prevented from occurring in the dye-sensitized solar cell element. When the position partially matches, it is assumed that “the position of the end of the solid electrolyte layer and the position of the end of the porous layer match”.
また、「固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが部分的に一致している」とは、具体的には、端部に上述した突出部分および欠落部分を有する固体電解質層および多孔質層の積層体において、多孔質層の幅を１００％とした場合に、多孔質層１つの端部から、上記多孔質層の幅に対して±２０％の幅の範囲内、好ましくは±１０％の幅の範囲内、より好ましくは±５％の幅の範囲内に固体電解質層の端部が存在することを指す。なお、「＋の幅の範囲内」とは、多孔質層の端部よりも外側の範囲を指し、「−の幅の範囲内」とは、多孔質層の端部よりも内側の範囲を指す。また、上記数値範囲は多孔質層の１つの幅における両端を考慮した値である。 Further, “the position of the end portion of the solid electrolyte layer and the position of the end portion of the porous layer partially coincide with each other” specifically means that the end portion has the protruding portion and the missing portion described above. In the laminate of the solid electrolyte layer and the porous layer, when the width of the porous layer is 100%, a range of ± 20% of the width of the porous layer from one end of the porous layer The end of the solid electrolyte layer is present within the range of preferably ± 10% width, more preferably within the range of ± 5%. In addition, “within the range of + width” refers to a range outside the end portion of the porous layer, and “within the range of − width” refers to a range inside the end portion of the porous layer. Point to. The above numerical range is a value considering both ends in one width of the porous layer.
また、本発明において、「固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一である」場合は、製造コストを削減するために、固体電解質層の材料の使用量をより少なくすることが好ましい。よって、固体電解質層の材料の使用量を削減する観点からも、多孔質層の端部および固体電解質層の端部の位置関係を上記数値範囲内とすることは好ましい。 In the present invention, when “the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer”, it is preferable to reduce the amount of the material used for the solid electrolyte layer in order to reduce the manufacturing cost. . Therefore, also from the viewpoint of reducing the amount of material used for the solid electrolyte layer, it is preferable to set the positional relationship between the end of the porous layer and the end of the solid electrolyte layer within the above numerical range.
一方、本発明において「固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きい」とは、多孔質層上全面および多孔質層が形成されていない領域（以下、多孔質層非形成領域と称して説明する場合がある。）に連続して固体電解質層が形成されていることを指す。 On the other hand, in the present invention, “the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer” means that the entire surface of the porous layer and a region where the porous layer is not formed (hereinafter referred to as a porous layer non-forming region). In some cases, the solid electrolyte layer is formed continuously.
なお、この場合、多孔質層非形成領域における固体電解質層の平面視上の形成位置としては、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生を防止することが可能となるような位置であれば特に限定されず、図５（ａ）に示すように、固体電解質層４が多孔質層３の端部に沿って連続的に形成されていてもよく、図５（ｂ）に示すように、固体電解質層４が多孔質層３の端部に沿って不連続に形成されていてもよい。なお、図５（ａ）、（ｂ）は、図２（ａ）に示す構成を有する色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて第２電極基材を省略した概略平面図であり、本発明における多孔質層および固体電解質層の位置関係を説明する図である。
In this case, the formation position in plan view of the solid electrolyte layer in the porous layer non-formation region should be a position that can prevent the occurrence of an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element. The
なお、「固体電解質層が多孔質層の端部に沿って連続的に形成される」とは、例えば多孔質層の形状が矩形状、多角形状等の複数の辺を有する形状である場合は、複数の辺のうち、少なくとも１辺の端部に固体電解質層が連続的に形成されることを指す。
一方、多孔質層の形状が円形状、楕円形状、または連続した曲線からなる端辺を有する形状である場合は、上記端辺に固体電解質層が連続的に形成されていることを指す。
また、「連続的に形成されている」とは、少なくとも１辺の端部または端辺の全てに固体電解質層が連続的に形成されている場合だけではなく、少なくとも１辺の端部または端辺の一部を除いて固体電解質層が連続的に形成されている場合を含む。
Note that “the solid electrolyte layer is continuously formed along the end of the porous layer” means, for example, when the shape of the porous layer is a shape having a plurality of sides such as a rectangular shape and a polygonal shape. The solid electrolyte layer is continuously formed at the end of at least one side of the plurality of sides.
On the other hand, when the shape of the porous layer is a circular shape, an elliptical shape, or a shape having an end side composed of a continuous curve, it means that the solid electrolyte layer is continuously formed on the end side.
In addition, “continuously formed” means not only the case where the solid electrolyte layer is continuously formed on at least one edge or all edges, but also at least one edge or edge. This includes the case where the solid electrolyte layer is continuously formed except for a part of the side.
また、本発明において、「固体電解質層が多孔質層の端部に沿って不連続に形成される」とは、固体電解質層が多孔質層の端部に沿って所定の間隔毎に形成されていることを指す。 Further, in the present invention, “the solid electrolyte layer is formed discontinuously along the end portion of the porous layer” means that the solid electrolyte layer is formed at predetermined intervals along the end portion of the porous layer. It points to that.
ＩＩ．色素増感型太陽電池素子の層構成
本発明における色素増感型太陽電池素子は、固体電解質層の大きさが上述した大きさを有するように、固体電解質層が形成されているものである。
また、上記色素増感型太陽電池素子の層構成は、具体的には、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一となるように固体電解質層が形成されている態様（以下、第１態様とする。）と、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなるように固体電解質層が形成されている態様（以下、第２態様とする。）との２つの態様を有する。
以下、各態様について説明する。
II. Layer Configuration of Dye-Sensitized Solar Cell Element The dye-sensitized solar cell element in the present invention has a solid electrolyte layer formed so that the size of the solid electrolyte layer has the above-described size.
In addition, the layer configuration of the dye-sensitized solar cell element is specifically an embodiment in which the solid electrolyte layer is formed so that the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer (hereinafter referred to as the following). The first mode) and the mode in which the solid electrolyte layer is formed so that the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer (hereinafter referred to as the second mode). It has an aspect.
Hereinafter, each aspect will be described.
第１態様
本態様の色素増感型太陽電池素子の層構成は、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一となるように固体電解質層が形成されている層構成である。
1st aspect The layer structure of the dye-sensitized solar cell element of this aspect is a layer structure in which the solid electrolyte layer is formed so that the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer.
上記色素増感型太陽電池素子の層構成としては、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一となるように、固体電解質層を形成することができ、かつ第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層との間に同一の大きさを有する固体電解質層および多孔質層を配置することが可能な層構成であれば特に限定されない。 As the layer structure of the dye-sensitized solar cell element, the solid electrolyte layer can be formed so that the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer, and the first electrode substrate There is no particular limitation as long as it is a layer configuration in which a solid electrolyte layer and a porous layer having the same size can be disposed between the first electrode layer and the second electrode layer of the second electrode substrate.
ここで、本態様において、上記多孔質層は第１電極基材の第１電極層または第２電極基材の第２電極層のいずれか一方の電極層上に形成されていればよいものであるが、多孔質層が第２電極基材の第２電極層上に形成されていることがより好ましい。後述するように、上記多孔質層の形成方法としては、焼成処理を含む形成方法が好ましく、第２電極基材として耐熱性の高い金属基材を用いることにより、多孔質層を焼成処理を含む形成方法で形成することが可能となるからである。 Here, in this aspect, the porous layer only needs to be formed on either the first electrode layer of the first electrode base material or the second electrode layer of the second electrode base material. However, it is more preferable that the porous layer is formed on the second electrode layer of the second electrode substrate. As will be described later, the formation method of the porous layer is preferably a formation method including a baking treatment. By using a metal substrate having high heat resistance as the second electrode substrate, the porous layer includes the baking treatment. This is because it can be formed by the forming method.
よって、本態様における色素増感型太陽電池素子の層構成としては、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層との間に固体電解質層が形成されている層構成であることが好ましい。 Therefore, the layer configuration of the dye-sensitized solar cell element in this aspect is a space between the first electrode layer of the first electrode base material and the porous layer formed on the second electrode layer of the second electrode base material. It is preferable that the solid electrolyte layer has a layer structure.
ここで、本態様における色素増感型太陽電池素子の層構成が上述の層構成である場合、色素増感型太陽電池素子を構成する第２電極層、多孔質層、および固体電解質層は、いずれも第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するように配置されるものである。
なお、「第２電極層、多孔質層、および固体電解質層が第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するように配置される」とは、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する色素増感型太陽電池素子が、第１電極層、第２電極層、多孔質層、および固体電解質層を有するように、第１電極基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層上にそれぞれ第２電極層、多孔質層、および固体電解質層が配置されることを指す。より具体的には、１つの第１電極層上には第２電極層、多孔質層、および固体電解質層が不連続なパターンを有さず、連続的に配置されていることを指す。
以下、上記層構成について詳しく説明する。
Here, when the layer configuration of the dye-sensitized solar cell element in this embodiment is the above-described layer configuration, the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer that configure the dye-sensitized solar cell element are: All are arranged so as to correspond to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate.
“The second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer are arranged so as to correspond to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate” means that the dye-sensitized solar cell of the present invention is used. The dye-sensitized solar cell element constituting the element module was formed in a pattern on the first electrode substrate so as to have the first electrode layer, the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer. It means that the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer are disposed on the plurality of first electrode layers, respectively. More specifically, it means that the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer do not have a discontinuous pattern on one first electrode layer and are continuously arranged.
Hereinafter, the layer configuration will be described in detail.
なお、以下の説明において「固体電解質層の幅または多孔質層の幅が電極層の幅よりも小さい」とは、第１電極層または第２電極層の内部（各端部よりも内側）に固体電解質層または多孔質層が形成されていることを指す。
また、「固体電解質層の幅または多孔質層の幅が電極層の幅と同一である」とは、第１電極層または第２電極層上全面に固体電解質層または多孔質層が形成され、第１電極層または第２電極層の端部の位置と固体電解質層または多孔質層の端部の位置とが一致している場合をいう。
なお、「第１電極層または第２電極層の端部の位置と固体電解質層または多孔質層の端部の位置とが一致している」ことについては、上述した「固体電解質層の端部の位置と多孔質層の端部の位置とが一致している」ことと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、「固体電解質層の幅または多孔質層の幅が電極層の幅よりも大きい」とは、第１電極層または第２電極層上全面および第１電極層または第２電極層の端部の外側に固体電解質層または多孔質層が連続して形成されている場合をいう。
In the following description, “the width of the solid electrolyte layer or the width of the porous layer is smaller than the width of the electrode layer” means inside the first electrode layer or the second electrode layer (inside from each end). It means that a solid electrolyte layer or a porous layer is formed.
Further, “the width of the solid electrolyte layer or the width of the porous layer is the same as the width of the electrode layer” means that the solid electrolyte layer or the porous layer is formed on the entire surface of the first electrode layer or the second electrode layer, The case where the position of the edge part of a 1st electrode layer or a 2nd electrode layer and the position of the edge part of a solid electrolyte layer or a porous layer correspond is said.
Note that “the position of the end portion of the first electrode layer or the second electrode layer and the position of the end portion of the solid electrolyte layer or the porous layer coincide with each other” is described above. And the position of the end of the porous layer coincide with each other ”, and the description thereof is omitted here.
Further, “the width of the solid electrolyte layer or the width of the porous layer is larger than the width of the electrode layer” means that the entire surface on the first electrode layer or the second electrode layer and the end portion of the first electrode layer or the second electrode layer. The solid electrolyte layer or the porous layer is continuously formed on the outside.
上記層構成における第２電極層の配置としては、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するように配置することが可能であり、かつ隣接する色素増感型太陽電池素子の第２電極層同士が接触しないような配置であれば特に限定されないが、第２電極層の幅が第１電極層の幅と同一、または第１電極層の幅よりも大きくなるような配置であることが好ましい。色素増感型太陽電池素子モジュールの発電面積を大きなものとすることが可能となるからである。なお、上記第２電極層の幅と第１電極層の幅との大小関係については詳述した固体電解質層の幅または多孔質層の幅と電極層の幅との大小関係と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 As the arrangement of the second electrode layer in the above layer configuration, it is possible to arrange the second electrode layer so as to correspond to the pattern of the first electrode layer of the first electrode base material, and the second of the adjacent dye-sensitized solar cell element. The arrangement is not particularly limited as long as the two electrode layers are not in contact with each other, but the arrangement is such that the width of the second electrode layer is the same as the width of the first electrode layer or larger than the width of the first electrode layer. It is preferable. This is because the power generation area of the dye-sensitized solar cell element module can be increased. The magnitude relationship between the width of the second electrode layer and the width of the first electrode layer is the same as the detail relationship between the width of the solid electrolyte layer or the width of the porous layer and the width of the electrode layer. The description here is omitted.
本態様における多孔質層の配置としては、第２電極基材の第２電極層上に形成することができ、多孔質層上全面に固体電解質層を形成することができ、かつ第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するように多孔質層を配置することが可能であれば特に限定されない。なかでも、多孔質層の幅と第２電極基材の第２電極層の幅とが同一となるような配置であることが好ましい。１つの色素増感型太陽電池素子において第１電極層と接触しやすい第２電極層の端部に多孔質層および固体電解質層を配置することが可能となるため、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生をより好適に防止することが可能となる。また、上述した形成位置とした場合は、上述したように、第２電極基材を第２電極基材用基板から切り出して形成する場合に、多孔質層および固体電解質層を所望の形状に切り出すことができるため、簡便な方法で同一の大きさを有する多孔質層および固体電解質層を形成することができるからである。 As the arrangement of the porous layer in this embodiment, it can be formed on the second electrode layer of the second electrode substrate, the solid electrolyte layer can be formed on the entire surface of the porous layer, and the first electrode substrate If a porous layer can be arrange | positioned so as to correspond to the pattern of the 1st electrode layer of material, it will not specifically limit. Especially, it is preferable that the arrangement is such that the width of the porous layer is the same as the width of the second electrode layer of the second electrode substrate. In one dye-sensitized solar cell element, a porous layer and a solid electrolyte layer can be disposed at the end of the second electrode layer that is easily in contact with the first electrode layer. It is possible to more suitably prevent the occurrence of an internal short circuit. Moreover, when it is set as the formation position mentioned above, as above-mentioned, when cut and forming a 2nd electrode base material from the board | substrate for 2nd electrode base materials, a porous layer and a solid electrolyte layer are cut out to a desired shape. This is because a porous layer and a solid electrolyte layer having the same size can be formed by a simple method.
なお、「多孔質層の幅と第２電極基材の第２電極層の幅とが同一となる」とは、上述したように、第２電極層上全面に多孔質層が形成されている場合をいう。また、「第２電極層の一部において、第２電極層の一方の端部から第２電極層の他方の端部まで連続して多孔質層が形成されている」場合としては、例えば図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極層２２の接続部分ｂを除いた全面に多孔質層３が形成されている場合を挙げることができる。なお、図６（ａ）は図１（ａ）に示す色素増感型太陽電池素子モジュール１００に用いられる第２電極基材２０および多孔質層３の一例を示す概略平面図であり、図６（ｂ）は図３（ａ）に示す色素増感型太陽電池素子モジュール１００に用いられる第２電極基材２０および多孔質層３の一例を示す概略平面図である。
Note that “the width of the porous layer is the same as the width of the second electrode layer of the second electrode substrate” means that the porous layer is formed on the entire surface of the second electrode layer as described above. Refers to cases. Moreover, as a case where “a porous layer is continuously formed from one end of the second electrode layer to the other end of the second electrode layer in a part of the second electrode layer”, for example, FIG. 6 (a) and 6 (b), a case where the
次に、固体電解質層の配置について説明する。
本態様における固体電解質層の配置としては、固体電解質層の幅と多孔質層の幅とが同一となり、かつ色素増感型太陽電池素子の内部短絡を防止することが可能であれば特に限定されず、具体的には多孔質層上全面に形成可能な配置とされる。ここで、上述したように、多孔質層については、多孔質層の幅と第２電極基材の第２電極層の幅とが同一となるように配置されていることが好ましいことから、本態様における固体電解質層の配置としては、固体電解質層の幅と第２電極基材の第２電極層の幅が同一となることが好ましい。
Next, the arrangement of the solid electrolyte layer will be described.
The arrangement of the solid electrolyte layer in the present embodiment is particularly limited as long as the width of the solid electrolyte layer and the width of the porous layer are the same and the internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element can be prevented. Specifically, the arrangement is such that it can be formed on the entire surface of the porous layer. Here, as described above, the porous layer is preferably disposed so that the width of the porous layer and the width of the second electrode layer of the second electrode substrate are the same. As an arrangement of the solid electrolyte layer in the aspect, it is preferable that the width of the solid electrolyte layer and the width of the second electrode layer of the second electrode substrate are the same.
また、本態様における固体電解質層の配置としては、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応することができ、かつ色素増感型太陽電池素子の内部短絡を防止することが可能な配置であれば特に限定されない。例えば図７（ａ）に示すように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅よりも小さくなるように固体電解質層４が配置されてもよく、図１（ｂ）に示すように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅と同一となるように固体電解質層４が配置されていてもよく、図７（ｂ）に示すように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅よりも大きくなるように固体電解質層４が配置されていてもよい。
Moreover, as arrangement | positioning of the solid electrolyte layer in this aspect, it can respond to the pattern of the 1st electrode layer of a 1st electrode base material, and can prevent the internal short circuit of a dye-sensitized solar cell element. If it is arrangement | positioning, it will not specifically limit. For example, as shown in FIG. 7A, the
本態様においては、なかでも、図１（ｂ）や図７（ｂ）に示すように、固体電解質層４の幅と第１電極層１２の幅とが同一、または固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅よりも大きくなる（固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅と同一以上となる）ような配置であることが好ましい。色素増感型太陽電池素子１において発電に寄与することが可能な面積を大きくすることが可能となるからである。また、本発明においては、特に図７（ｂ）に示すように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅よりも大きくなるような配置であることが好ましい。色素増感型太陽電池素子１において第２電極層２２と接触しやすい第１電極層１２の端部の外側にも固体電解質層４を配置することが可能となるため、色素増感型太陽電池素子１の内部短絡をより好適に防止することが可能となるからである。
In this embodiment, the width of the
ここで、色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて、１つの色素増感型太陽電池素子の第１電極層と、上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の色素増感型太陽電池素子の第２電極層とを内部接続させる場合は、図１（ａ）や図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１電極基材１０の第１電極層１２のパターン形状が接続部分ａを有し、第２電極基材２０の第２電極層２２の形状が接続部分ｂを有することが好ましい。色素増感型太陽電池素子が上述した接続部分を有する場合、多孔質層および固体電解質層は、各電極基材の各電極層の接続部分に形成されないことから、上記接続部分以外の部分で、上述した各層の配置をとることが好ましい。
Here, in the dye-sensitized solar cell element module, the first electrode layer of one dye-sensitized solar cell element and another dye-sensitized solar cell adjacent to the one dye-sensitized solar cell element In the case of internally connecting the second electrode layer of the element, the pattern shape of the
上記色素増感型太陽電池素子が内部接続のための接続部分を有する場合について、図３（ａ）、（ｂ）に示される構成を有する色素増感型太陽電池素子１を例に挙げて説明する。上記構成を有する場合、多孔質層３の配置としては、色素増感型太陽電池素子１の内部短絡の発生を防止することが可能な配置であれば特に限定されないが、図３（ｂ）および図８に示すように、第２電極層２２の接続部分ｂを除く部分で多孔質層３の幅と第２電極層１２の幅とが同一、すなわち、第２電極層２２の接続部分ｂを除く第２電極層１２の全面に多孔質層３が配置されていることが好ましい。
また、固体電解質層３の形成位置としては、色素増感型太陽電池素子１の内部短絡の発生を防止することが可能であれば特に限定されないが、第１電極層１２の接続部分ａを除く部分で固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅と同一以上、すなわち、図３（ｂ）に示すように、少なくとも第１電極層１２の接続部分ａを除く第１電極層１２の全面に固体電解質層４が配置されていることや、図８に示すように、第１電極層１２の接続部分ａを除く第１電極層１２の全面に固体電解質層４が配置され、かつ、第１電極層１２の接続部分ａに含まれる端部とは反対側の端部の外側に固体電解質層４が配置されていることが好ましい。なお、図８に示すように、第１電極層１２の接続部分ａが含まれる端部とは反対側の端部の外側に固体電解質層４が配置される場合は、固体電解質層４によって、隣接する色素増感型太陽電池素子１の第１電極層１２と第２電極層２２との接続が妨げられない程度に配置される。
The case where the dye-sensitized solar cell element has a connecting portion for internal connection will be described by taking the dye-sensitized
The formation position of the
なお、上述の説明においては、主に第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層との間に固体電解質層が形成されている層構成を例に挙げて説明したが、本態様においては上記層構成に限定されず、第１電極基材の第１電極層上に形成された多孔質層と第２電極基材の第２電極層との間に固体電解質層が形成されている層構成についても採用することが可能である。 In the above description, a solid electrolyte layer is mainly formed between the first electrode layer of the first electrode substrate and the porous layer formed on the second electrode layer of the second electrode substrate. In the present embodiment, the layer structure is not limited to the above-described layer structure, and the porous layer formed on the first electrode layer of the first electrode base material and the second electrode base material It is also possible to employ a layer configuration in which a solid electrolyte layer is formed between two electrode layers.
上記層構成における各層の配置としては、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するように第２電極層、多孔質層、および固体電解質層を配置することが可能であり、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一となるように固体電解質層を形成することが可能であり、かつ色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生を防止することが可能な配置であれば特に限定されないが、固体電解質層の幅および多孔質層の幅が第１電極層の幅および第２電極層の幅と同一以上となることが好ましい。上記層構成とすることにより、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生をより好適に防止することができるからである。 As the arrangement of the layers in the layer configuration, the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer can be arranged so as to correspond to the pattern of the first electrode layer of the first electrode base material, An arrangement capable of forming a solid electrolyte layer so that the size of the electrolyte layer is the same as the size of the porous layer and preventing the occurrence of an internal short circuit in the dye-sensitized solar cell element The width of the solid electrolyte layer and the width of the porous layer are preferably equal to or greater than the width of the first electrode layer and the width of the second electrode layer. This is because the occurrence of an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element can be more suitably prevented by adopting the above layer configuration.
２．第２態様
本態様の色素増感型太陽電池素子の層構成は、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなるように固体電解質層が形成されている層構成である。
2. Second Embodiment The layer configuration of the dye-sensitized solar cell element of the present embodiment is a layer configuration in which the solid electrolyte layer is formed so that the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer.
本態様の色素増感型太陽電池素子の層構成としては、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなるように、固体電解質層を形成することができ、かつ第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層との間に上記固体電解質層および多孔質層を配置することが可能な層構成であれば特に限定されない。 As the layer configuration of the dye-sensitized solar cell element of this embodiment, the solid electrolyte layer can be formed such that the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer, and the first electrode group If it is a layer structure which can arrange | position the said solid electrolyte layer and porous layer between the 1st electrode layer of a material and the 2nd electrode layer of a 2nd electrode base material, it will not specifically limit.
ここで、本態様において、上記多孔質層は第１電極基材の第１電極層上または第２電極基材の第２電極層のいずれか一方の電極層上に形成されていればよいものであるが、多孔質層が第２電極基材の第２電極層上に形成されていることがより好ましい。なお、この理由については上述した第１態様の項で説明した理由と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 Here, in this aspect, the porous layer may be formed on either the first electrode layer of the first electrode base material or the second electrode layer of the second electrode base material. However, it is more preferable that the porous layer is formed on the second electrode layer of the second electrode substrate. The reason for this can be the same as the reason described in the section of the first aspect described above, and a description thereof will be omitted here.
よって、本態様における色素増感型太陽電池素子の層構成としては、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層との間に固体電解質層が形成されている層構成であることが好ましい。 Therefore, the layer configuration of the dye-sensitized solar cell element in this aspect is a space between the first electrode layer of the first electrode base material and the porous layer formed on the second electrode layer of the second electrode base material. It is preferable that the solid electrolyte layer has a layer structure.
ここで、本態様における色素増感型太陽電池素子の層構成が上述する層構成である場合、第１態様と同様に、色素増感型太陽電池素子を構成する多孔質層、固体電解質層、および第２電極層は、いずれも第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するように配置されるものである。
以下、上記色素増感型太陽電池素子の層構成における各層の配置について詳しく説明する。
Here, when the layer configuration of the dye-sensitized solar cell element in the present embodiment is the layer configuration described above, a porous layer, a solid electrolyte layer, and the like constituting the dye-sensitized solar cell device, as in the first embodiment, The second electrode layer is disposed so as to correspond to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate.
Hereinafter, the arrangement of each layer in the layer configuration of the dye-sensitized solar cell element will be described in detail.
本態様における第２電極層の配置、および多孔質層の配置については、上述した第１態様の項で説明した多孔質層の配置と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 Since the arrangement of the second electrode layer and the arrangement of the porous layer in this aspect can be the same as the arrangement of the porous layer described in the first aspect, the description is omitted here. .
本態様における固体電解質層の配置としては、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなるように、固体電解質層を配置することが可能であり、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応する配置であり、かつ色素増感型太陽電池素子の内部短絡を防止することが可能な配置であれば特に限定されない。 As the arrangement of the solid electrolyte layer in this aspect, the solid electrolyte layer can be arranged so that the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer. The arrangement is not particularly limited as long as it is an arrangement corresponding to the pattern of the electrode layer and can prevent an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element.
ここで、上述したように、多孔質層については、多孔質層の幅と第２電極基材の第２電極層の幅とが同一となるように配置されていることが好ましいことから、本態様における固体電解質層の配置としては、固体電解質層の幅が第２電極基材の第２電極層の幅よりも大きくなるような配置であることが好ましい。 Here, as described above, the porous layer is preferably disposed so that the width of the porous layer and the width of the second electrode layer of the second electrode substrate are the same. The arrangement of the solid electrolyte layer in the aspect is preferably such an arrangement that the width of the solid electrolyte layer is larger than the width of the second electrode layer of the second electrode substrate.
またここで、本態様の色素増感型太陽電池素子においては、その発電面積が大きいことが好ましいことから、図２（ｂ）に示すように、第１電極基材１０の第１電極層１２の幅と第２電極基材２０の第２電極層２２に形成された多孔質層３の幅とが同一、または図示はしないが、多孔質層の幅が第１電極層の幅よりも大きくなることが好ましい。よって本態様においては、固体電解質層の幅が第１電極層の幅よりも大きくなるように、固体電解質層が配置されていることが好ましい。なお、この場合、固体電解質層は、通常、第１電極基材の第１電極層側に形成される。
Here, in the dye-sensitized solar cell element of this embodiment, since the power generation area is preferably large, the
固体電解質層の幅が第１電極層の幅よりも大きくなる場合、固体電解質層の形成位置としては、例えば図２（ｂ）に示すように、第１電極基材１０の第１電極層１２のパターンに対応するパターンを有するように固体電解質層４が第１電極基材１０の第１電極層１２側に形成されていてもよく、図９に示すように、第１電極基材１０の複数の第１電極層１２を覆うように、固体電解質層４が第１電極基材１０の第１電極層１２側に連続して形成されていてもよい。
なお、色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて、隣接する色素増感型太陽電池素子の固体電解質層や多孔質層については接触したとしても短絡を生じないものである。
When the width of the solid electrolyte layer is larger than the width of the first electrode layer, as the formation position of the solid electrolyte layer, for example, as shown in FIG. 2B, the
In the dye-sensitized solar cell element module, even if the solid electrolyte layer and the porous layer of the adjacent dye-sensitized solar cell element are in contact with each other, no short circuit occurs.
本態様においては、なかでも、図２（ｂ）に示すように、第１電極基材１０の第１電極層１２のパターンに対応するパターンを有するように、固体電解質層４が第１電極基材１０の第１電極層１２側に形成されていていることが好ましい。固体電解質層が第１電極基材の第１電極層側に連続して配置されている場合に比べて、リーク電流が生じにくいことから、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールをより発電効率が高く、高性能なものとすることが可能となる。
In this embodiment, among them, as shown in FIG. 2 (b), the
なお、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有するように、固体電解質層が第１電極基材の第１電極層側に形成される場合、固体電解質層のパターン形状については第１電極基材の第１電極層のパターンに応じて適宜選択される。 When the solid electrolyte layer is formed on the first electrode layer side of the first electrode substrate so as to have a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate, the pattern shape of the solid electrolyte layer Is appropriately selected according to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate.
ここで、上述した第１態様の項でも説明したように、色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて、１つの色素増感型太陽電池素子の第１電極層と、上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の色素増感型太陽電池素子の第２電極層とを内部接続させる場合は、図２（ａ）や図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第1電極基材１０の第１電極層１２のパターン形状が接続部分ａを有し、第２電極基材２０の第２電極層２２の形状が接続部分ｂを有することが好ましい。この場合、多孔質層および固体電解質層は、各電極層の接続部分に形成されないことから、上記接続部分以外の部分で、上述した多孔質層の配置、および固体電解質層の配置をとることが好ましい。
Here, as described in the section of the first aspect described above, in the dye-sensitized solar cell element module, the first electrode layer of one dye-sensitized solar cell element and the one dye-sensitized solar cell When internally connecting the second electrode layer of another dye-sensitized solar cell element adjacent to the battery element, as shown in FIGS. 2 (a), 4 (a), and (b), the first electrode It is preferable that the pattern shape of the
色素増感型太陽電池素子が内部接続のための接続部分を有する場合について、図４（ａ）、（ｂ）に示される構成を有する色素増感型太陽電池素子１を例に挙げて説明する。
色素増感型太陽電池素子１が上記構成を有する場合、多孔質層３の配置については上述した第１態様の項で説明した配置と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、固体電解質層４の配置としては、色素増感型太陽電池素子１の内部短絡を防止することが可能であれば特に限定されないが、本態様においては固体電解質層４の大きさが多孔質層３の大きさよりも大きくなるように配置されるものであることから、通常は、図４（ｂ）および図１０に示すように、多孔質層３上全面、および第２電極基材２０の第２電極層２２の接続部分ｂに含まれる端部とは反対側の端部の外側に固体電解質層４が配置される。
また、固体電解質層４の配置としては、第１電極層１２の接続部分ａを除く部分で固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅と同一以上、すなわち、図４（ｂ）に示すように、第１電極層１２の接続部分ａを除く第１電極層１２の全面に固体電解質層４が配置されていることや、図１０に示すように、第１電極層１２の接続部分ａを除く第１電極層１２の全面および第１電極層１２の接続部分ａに含まれる端部とは反対側の端部の外側に固体電解質層４が配置されていることが好ましい。なお、第１態様の項でも説明したように、図１０に示すように、第１電極層１２の接続部分ａに含まれる端部とは反対側の端部の外側に固体電解質層４が配置される場合は、固体電解質層４によって、隣接する色素増感型太陽電池素子１の第１電極層１２と第２電極層２２との接続が妨げられない程度に配置される。
The case where the dye-sensitized solar cell element has a connecting portion for internal connection will be described by taking the dye-sensitized
When the dye-sensitized
The arrangement of the
Further, the arrangement of the
なお、上述の説明においては、主に第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層との間に固体電解質層が形成されている層構成を例に挙げて説明したが、本態様においては上記層構成に限定されず、第１電極基材の第１電極層上に形成された多孔質層と第２電極基材の第２電極層との間に固体電解質層が形成されている層構成についても採用することが可能である。 In the above description, a solid electrolyte layer is mainly formed between the first electrode layer of the first electrode substrate and the porous layer formed on the second electrode layer of the second electrode substrate. In the present embodiment, the layer structure is not limited to the above-described layer structure, and the porous layer formed on the first electrode layer of the first electrode base material and the second electrode base material It is also possible to employ a layer configuration in which a solid electrolyte layer is formed between two electrode layers.
上記層構成における各層の配置としては、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するように第２電極層、多孔質層、および固体電解質層を配置することが可能であり、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなるように固体電解質層を形成することが可能であり、かつ色素増感型太陽電池素子の内部短絡を防止することが可能な配置であれば特に限定されないが、固体電解質層の幅が多孔質層の幅、第１電極層の幅および第２電極層の幅よりも大きくなるような配置であることが好ましい。上記層構成とすることにより、色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生をより好適に防止することができるからである。 As the arrangement of the layers in the layer configuration, the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer can be arranged so as to correspond to the pattern of the first electrode layer of the first electrode base material, It is possible to form a solid electrolyte layer so that the size of the electrolyte layer is larger than the size of the porous layer and to prevent an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element. Although not particularly limited, it is preferable that the solid electrolyte layer be disposed so that the width of the solid electrolyte layer is larger than the width of the porous layer, the width of the first electrode layer, and the width of the second electrode layer. This is because the occurrence of an internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element can be more suitably prevented by adopting the above layer configuration.
３．色素増感型太陽電池素子の層構成
本発明における色素増感型太陽電池素子は、上述した第１態様の層構成、第２態様の層構成のいずれも採用することができるが、第２態様の層構成を採用することがより好ましい。第２態様の層構成とすることにより、上記色素増感型太陽電池素子の内部短絡の発生をより好適に防止することが可能となるからである。
3. Layer Configuration of Dye-Sensitized Solar Cell Element The dye-sensitized solar cell element in the present invention can employ either the layer configuration of the first aspect described above or the layer configuration of the second aspect. It is more preferable to adopt the layer structure. This is because, by employing the layer configuration of the second aspect, it is possible to more suitably prevent the internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element.
ＩＩＩ．色素増感型太陽電池素子モジュールの構成
本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材と、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材と、上記第１電極基材の第１電極層または上記第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する複数の多孔質層と、上記第１電極基材の第１電極層または上記第２電極基材の第２電極層のうち、上記多孔質層が形成されていない方の電極層および上記多孔質層の間に形成され、酸化還元対を含有する複数の固体電解質層とを有し、上記第１電極層、上記第２電極層、上記多孔質層、および上記固体電解質層を有する色素増感型太陽電池素子が複数連結されて構成され、１つの上記色素増感型太陽電池素子の上記第１電極層および上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の上記色素増感型太陽電池素子の上記第２電極層が電気的に接続されているものである。
III. Configuration of Dye-Sensitized Solar Cell Element Module A dye-sensitized solar cell element module of the present invention includes a single first base material and a plurality of first electrode layers formed in a pattern on the first base material. A first electrode substrate having a plurality of second electrode substrates having at least a second electrode layer, a first electrode layer of the first electrode substrate, or a second electrode layer of the second electrode substrate. A plurality of porous layers containing metal oxide semiconductor fine particles formed on any one of the electrode layers and carrying a dye sensitizer, and the first electrode layer of the first electrode substrate or the first electrode layer. Of the second electrode layer of the two-electrode base material, the electrode layer on which the porous layer is not formed and a plurality of solid electrolyte layers containing a redox pair formed between the porous layer and the porous layer. The first electrode layer, the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer A plurality of dye-sensitized solar cell elements having a plurality of dye-sensitized solar cell elements, each of which is connected to the first electrode layer of the one dye-sensitized solar cell element and the other one adjacent to the one dye-sensitized solar cell element. The second electrode layer of the dye-sensitized solar cell element is electrically connected.
以下、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの各構成について説明する。 Hereinafter, each structure of the dye-sensitized solar cell module of the present invention will be described.
１．固体電解質層
本発明における固体電解質層は、上記第１電極基材の第１電極層または上記第２電極基材の第２電極層のうち、上記多孔質層が形成されていない方の電極層および上記多孔質層の間に形成され、酸化還元対を含有する複数の固体電解質層とを有するものである。また、上記固体電解質層は、固体電解質層の幅が多孔質層の幅と同一、または大きくなるように形成されているものである。
1. Solid Electrolyte Layer The solid electrolyte layer in the present invention is the electrode layer on which the porous layer is not formed, of the first electrode layer of the first electrode substrate or the second electrode layer of the second electrode substrate. And a plurality of solid electrolyte layers formed between the porous layers and containing redox pairs. The solid electrolyte layer is formed so that the width of the solid electrolyte layer is the same as or larger than the width of the porous layer.
ここで、上記固体電解質層は、酸化還元対を含有し、流動性を示さないものである。封止部材等を用いることなく第１電極層および第２電極層の間に保持可能な程度の硬度を有するものであれば特に限定されない。固体電解質層には、固体の材料だけが用いられている全固体電解質層、液体の材料に金属酸化物等の無機化合物の微粒子あるいはゴムや樹脂等の高分子合物などを添加した擬固体電解質（「擬固体電解質」は「ゲル電解質層」と呼ばれる場合もある。）が含まれる。 Here, the solid electrolyte layer contains a redox couple and does not exhibit fluidity. There is no particular limitation as long as it has a hardness that can be held between the first electrode layer and the second electrode layer without using a sealing member or the like. The solid electrolyte layer is an all-solid electrolyte layer in which only a solid material is used, or a quasi-solid electrolyte in which fine particles of an inorganic compound such as a metal oxide or a polymer compound such as rubber or resin are added to a liquid material ("Pseudo-solid electrolyte" is sometimes called "gel electrolyte layer").
（１）固体電解質層の構造
本発明における固体電解質層の形状としては、その大きさが多孔質層の大きさと同一、または多孔質層の大きさよりも大きくなるような形状であり、かつ、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応する形状であれば、特に限定されるものではないが、上述した「ＩＩ．色素増感型太陽電池素子の層構成」の項において説明したように固体電解質層の配置することが可能となるような形状であることが好ましい。
(1) Structure of Solid Electrolyte Layer The shape of the solid electrolyte layer in the present invention is such that the size thereof is the same as the size of the porous layer or larger than the size of the porous layer, and Although it will not specifically limit if it is a shape corresponding to the pattern of the 1st electrode layer of 1 electrode base material, As demonstrated in the above-mentioned item of "II. Layer constitution of a dye-sensitized solar cell element". It is preferable that the solid electrolyte layer has such a shape that it can be disposed.
具体的には、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一となる場合は、固体電解質層は第２電極基材の第２電極層側に形成された多孔質層上全面に形成することが可能な形状であることが好ましく、固体電解質層の幅が第２電極層の幅と同一となるような形状であることが好ましい。 Specifically, when the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer, the solid electrolyte layer is formed on the entire surface of the porous layer formed on the second electrode layer side of the second electrode substrate. It is preferable that the shape of the solid electrolyte layer be the same as that of the second electrode layer.
一方、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなる場合は、固体電解質層の形状としては、第１電極基材の第１電極層側に形成することが可能な形状であることが好ましい。また、この場合、固体電解質層の形状としては、第１電極基材の第１電極層を覆うように、第１電極基材の全面に形成されたものであってもよく、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有するものであってもよい。 On the other hand, when the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer, the shape of the solid electrolyte layer is a shape that can be formed on the first electrode layer side of the first electrode substrate. It is preferable. In this case, the shape of the solid electrolyte layer may be formed on the entire surface of the first electrode substrate so as to cover the first electrode layer of the first electrode substrate. It may have a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the material.
なお、「固体電解質層の形状が第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有する」とは、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する色素増感型太陽電池素子がそれぞれ固体電解質層を有するように、固体電解質層の形状が、第１電極基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層上に固体電解質層を形成することが可能となるパターンを有することを指す。
より具体的には、本発明における１つの固体電解質層が、１つの第１電極層上に連続的に形成可能なパターンを有することを指す。
“The shape of the solid electrolyte layer has a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate” means that the dye-sensitized solar cell constituting the dye-sensitized solar cell module of the present invention is used. The solid electrolyte layer can be formed on a plurality of first electrode layers formed in a pattern on the first electrode substrate so that each battery element has a solid electrolyte layer. It has the pattern which becomes.
More specifically, it means that one solid electrolyte layer in the present invention has a pattern that can be continuously formed on one first electrode layer.
本発明においては、なかでも固体電解質層の形状が、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有するものであることが好ましい。
なお、固体電解質層のパターン形状については、第１電極基材の第１電極層のパターンによって、適宜選択されるものであるが、図２（ａ）、図４（ａ）、（ｂ）等に示すように、本発明における第１電極基材１０の第１電極層１２のパターン形状がストライプ状である場合は、ストライプの少なくとも一方の長辺の端部の外側に固体電解質層４を形成することが可能なパターン形状であることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the shape of the solid electrolyte layer has a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate.
The pattern shape of the solid electrolyte layer is appropriately selected depending on the pattern of the first electrode layer of the first electrode base material. FIG. 2 (a), FIG. 4 (a), (b), etc. As shown in FIG. 3, when the pattern shape of the
ここで、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの形状は、第１基材としてフレキシブル性を有する基材を用いた場合に、曲げ加工に対して優れた加工性を示すことが可能となる形状である。また、第１基材上にストライプ状に複数の第１電極層を形成した場合、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、第１電極層の各ストライプの配列方向における加工性が大きく向上する。そのため、各々の色素増感型太陽電池素子内においては、第１電極層のストライプの長辺の端部において、第２電極層との距離が変化しやすくなるため、第１電極層および第２電極層が接触することによる内部短絡が生じやすくなることが懸念される。
よって、上記第１電極層の各ストライプの長辺の端部に固体電解質層が配置されていることにより、色素増感型太陽電池素子における内部短絡の発生をより効果的に防止することができる。
Here, the shape of the dye-sensitized solar cell element module of the present invention can exhibit excellent workability with respect to bending when a flexible substrate is used as the first substrate. This is the shape. In addition, when a plurality of first electrode layers are formed in a stripe shape on the first substrate, the dye-sensitized solar cell module of the present invention has workability in the arrangement direction of each stripe of the first electrode layer. Greatly improved. Therefore, in each dye-sensitized solar cell element, the distance between the first electrode layer and the second electrode layer is easily changed at the end of the long side of the stripe of the first electrode layer. There is concern that an internal short circuit is likely to occur due to contact of the electrode layers.
Therefore, the occurrence of an internal short circuit in the dye-sensitized solar cell element can be more effectively prevented by disposing the solid electrolyte layer at the end of the long side of each stripe of the first electrode layer. .
本発明における固体電解質層の膜厚としては、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲内、なかでも１μｍ〜５０μｍの範囲内、特に５μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。上記固体電解質層の膜厚が上記範囲に満たない場合は、上記固体電解質層が十分に機能せず色素増感型太陽電池素子モジュールの発電効率が低下する可能性があるからである。また、上記固体電解質層の膜厚が上記範囲を超える場合は、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを薄膜に形成することが困難になるからである。 The thickness of the solid electrolyte layer in the present invention is preferably in the range of 10 nm to 100 μm, more preferably in the range of 1 μm to 50 μm, and particularly preferably in the range of 5 μm to 30 μm. This is because when the thickness of the solid electrolyte layer is less than the above range, the solid electrolyte layer does not function sufficiently and the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell module may be reduced. Moreover, it is because it will become difficult to form the dye-sensitized solar cell element module of this invention in a thin film, when the film thickness of the said solid electrolyte layer exceeds the said range.
（２）固体電解質層の材料
本発明における固体電解質層の材料は、酸化還元対を含有するものである。
(2) Material of solid electrolyte layer The material of the solid electrolyte layer in the present invention contains a redox pair.
（ａ）酸化還元対
次に、固体電解質層に用いられる酸化還元対について説明する。
本発明における固体電解質層において、酸化還元対としては、一般的に色素増感型太陽電池の電解質層において用いられているものであれば特に限定はされない。具体的には、ヨウ素およびヨウ化物の組合せ、臭素および臭化物の組合せであることが好ましい。例えば、ヨウ素およびヨウ化物の組合せとしては、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣａＩ２等の金属ヨウ化物と、Ｉ２との組合せを挙げることができる。さらに、臭素および臭化物の組み合わせとしては、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣａＢｒ２等の金属臭化物と、Ｂｒ２との組合せを挙げることができる。
(A) Redox Pair Next, the redox couple used for the solid electrolyte layer will be described.
In the solid electrolyte layer in the present invention, the redox couple is not particularly limited as long as it is generally used in the electrolyte layer of a dye-sensitized solar cell. Specifically, a combination of iodine and iodide and a combination of bromine and bromide are preferable. For example, as a combination of iodine and iodide, a combination of metal iodide such as LiI, NaI, KI, and CaI 2 and I 2 can be mentioned. Further, examples of the combination of bromine and bromide include a combination of a metal bromide such as LiBr, NaBr, KBr, and CaBr 2 and Br 2 .
また、上記酸化還元対の含有量としては、固体電解質層に占める酸化還元対の割合が、１質量％〜５０質量％の範囲内、中でも、５質量％〜３５質量％の範囲内であることが好ましい。 Moreover, as content of the said oxidation reduction pair, the ratio of the oxidation reduction pair which occupies for a solid electrolyte layer exists in the range of 1 mass%-50 mass%, especially within the range of 5 mass%-35 mass%. Is preferred.
（ｂ）その他の成分
本発明に用いられる固体電解質層は、上述した酸化還元対の他にも、必要な成分を適宜追加することが可能である。
以下、このような成分について説明する。
(B) Other components In the solid electrolyte layer used in the present invention, necessary components can be appropriately added in addition to the above-described redox couple.
Hereinafter, such components will be described.
（ｉ）高分子化合物
本発明における固体電解質層は、高分子化合物を含有していることが好ましい。固体電解質層が高分子化合物を含有していることにより、固体電解質層の強度を高いものとすることが可能となるからである。
以下、上記固体電解質層に用いられる高分子化合物について説明する。
(I) Polymer Compound The solid electrolyte layer in the present invention preferably contains a polymer compound. This is because when the solid electrolyte layer contains a polymer compound, the strength of the solid electrolyte layer can be increased.
Hereinafter, the polymer compound used in the solid electrolyte layer will be described.
上記固体電解質層における高分子化合物としては、ポリエーテル、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸アルキルエステル、ポリメタクリル酸アルキルエステル、ポリカプロラクトン、ポリヘキサメチレンカーボネート、ポリシロキサン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリルニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリヘキサフロロプロピレン、ポリフロロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリルを主鎖に持つ高分子化合物ないしはこれらモノマー成分２種類以上の共重合体等を好ましく用いることができる。 Examples of the polymer compound in the solid electrolyte layer include polyether, polymethacrylic acid, polyacrylic acid alkyl ester, polymethacrylic acid alkyl ester, polycaprolactone, polyhexamethylene carbonate, polysiloxane, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and polyacrylonitrile. Polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polyhexafluoropropylene, polyfluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polystyrene, a polymer having a main chain of polyacrylonitrile or a copolymer of two or more of these monomer components is preferably used. Can do.
また、上記固体電解質層に用いられる高分子化合物としては、セルロース系樹脂を挙げることができる。セルロース系樹脂は、耐熱性が高いので、セルロース系樹脂で固体化した電解質層は、高温下でも液漏れが起こらず熱安定性が高い。具体的にはセルロース、酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース等のセルロースアセテート（ＣＡ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、硝酸セルロース等のセルロースエステル類、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、シアノエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロースエーテル類が挙げられる。これらのセルロース系樹脂は、いずれかを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。 Moreover, as a high molecular compound used for the said solid electrolyte layer, a cellulose resin can be mentioned. Since the cellulosic resin has high heat resistance, the electrolyte layer solidified with the cellulosic resin does not leak even at high temperatures and has high thermal stability. Specifically, cellulose acetate (CA) such as cellulose, cellulose acetate, cellulose diacetate and cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate (CAB), cellulose acetate propionate (CAP), cellulose acetate phthalate, cellulose such as cellulose nitrate Examples thereof include cellulose ethers such as esters, methylcellulose, ethylcellulose, benzylcellulose, cyanoethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, and carboxymethylcellulose. Any of these cellulose resins may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
セルロース系樹脂の中でも、電解質溶液への相溶性の観点から、特にカチオン性セルロース誘導体が好ましく用いられる。カチオン性セルロース誘導体とは、セルロース又はその誘導体のＯＨ基にカチオン化剤を反応させてカチオン化したものをいう。カチオン性セルロース誘導体を含有させることにより、電解液の保持性に優れ、特に高温下あるいは加圧時において電解液の液漏れがない、熱安定性に優れた固体電解質層を得ることができる。 Among cellulose resins, a cationic cellulose derivative is particularly preferably used from the viewpoint of compatibility with the electrolyte solution. The cationic cellulose derivative means a product obtained by cationization by reacting a cellulose or an OH group of the derivative with a cationizing agent. By containing the cationic cellulose derivative, it is possible to obtain a solid electrolyte layer that is excellent in retention of the electrolytic solution, and that has no leakage of the electrolytic solution, particularly at high temperature or under pressure, and excellent in thermal stability.
上記のようなセルロース系樹脂の分子量は、そのセルロース系樹脂の種類によって異なり、特に限定されないが、電解質層を形成する際に良好な造膜性を得る観点から、質量平均分子量が１０，０００以上（ポリスチレン換算）、特に１００，０００〜２００，０００の範囲内であることが好ましい。例えば、セルロース系樹脂としてエチルセルロースを用いる場合には、水に２質量％でエチルセルロースを溶解させ、３０℃で粘度測定を行った場合の値で、５ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲内、特に１０ｍＰａ・ｓ〜５００ｍＰａ・ｓの範囲内の粘度を示すような分子量とすることが好ましい。 The molecular weight of the cellulose-based resin as described above varies depending on the type of the cellulose-based resin and is not particularly limited. However, from the viewpoint of obtaining good film-forming properties when forming the electrolyte layer, the mass average molecular weight is 10,000 or more. (Polystyrene conversion), and particularly preferably within the range of 100,000 to 200,000. For example, when ethyl cellulose is used as the cellulosic resin, it is a value obtained by dissolving ethyl cellulose at 2% by mass in water and measuring the viscosity at 30 ° C., within a range of 5 mPa · s to 1000 mPa · s, particularly 10 mPa. -It is preferable to set it as the molecular weight which shows the viscosity in the range of s-500mPa * s.
また、セルロース系樹脂のガラス転移温度は、電解質層の十分な熱安定性を得るために、８０℃〜１５０℃の範囲内であることが好ましい。 The glass transition temperature of the cellulose resin is preferably in the range of 80 ° C. to 150 ° C. in order to obtain sufficient thermal stability of the electrolyte layer.
本発明に用いられる高分子化合物としては、透明性を有するものであることが好ましい。上記高分子化合物が透明性を有することによって、上記固体電解質層の透明性をより向上させることができる。また、上記固体電解質層の透明性を向上させることにより、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの外観を良好なものとすることが可能となる。また、上記固体電解質層が多孔質層に浸透した際に、固体電解質層によって光を遮断することを防止することが可能となるので、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの性能を向上させることが可能となる。 The polymer compound used in the present invention is preferably a transparent compound. When the polymer compound has transparency, the transparency of the solid electrolyte layer can be further improved. Further, by improving the transparency of the solid electrolyte layer, the appearance of the dye-sensitized solar cell module of the present invention can be improved. In addition, when the solid electrolyte layer penetrates into the porous layer, it is possible to prevent light from being blocked by the solid electrolyte layer, thereby improving the performance of the dye-sensitized solar cell module of the present invention. It becomes possible to make it.
このような高分子化合物の含有量としては、低過ぎると固体電解質層の熱安定性が低下し、逆に高過ぎると太陽電池の光電変換効率が低下するため、これらを考慮して適宜設定される。具体的には、固体電解質層を構成する材料中に５質量％〜６０質量％含有させることが好ましい。上記固体電解質層を構成する材料中の高分子化合物が上記範囲よりも割合が低いと、後述する多孔質層との密着性が十分に得られない場合があり、また、固体電解質層自体の機械的強度の低下に繋がる場合があるため好ましくない。一方、上記範囲よりも割合を高くすると、絶縁性である高分子化合物が多量に存在することから、電荷を輸送する機能が阻害されるおそれがあるため好ましくない。 The content of such a polymer compound is appropriately set in consideration of the above because the thermal stability of the solid electrolyte layer is lowered when it is too low, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is lowered when it is too high. The Specifically, it is preferable to contain 5 mass%-60 mass% in the material which comprises a solid electrolyte layer. If the polymer compound in the material constituting the solid electrolyte layer has a proportion lower than the above range, sufficient adhesion to the porous layer described later may not be obtained, and the solid electrolyte layer itself This is not preferable because it may lead to a decrease in the mechanical strength. On the other hand, if the ratio is higher than the above range, a large amount of insulating polymer compound is present, which is not preferable because the function of transporting charges may be hindered.
（ｉｉ）その他の成分
本発明における固体電解質層は、上述した高分子化合物以外の任意の成分を含有することができる。このような成分としては、例えばイオン液体を挙げることができる。
(Ii) Other components The solid electrolyte layer in this invention can contain arbitrary components other than the polymeric compound mentioned above. An example of such a component is an ionic liquid.
（３）固体電解質層の形成方法
本発明における固体電解質層の形成方法としては、色素増感型太陽電池素子が上述した層構成を有するように固体電解質層を形成することが可能であれば特に限定されず、一般的な塗布方法を用いて上述した固体電解質層の材料を塗布する方法を挙げることができる。
また、上記固体電解質層は、第１電極基材の第１電極層側に形成されていてもよく、第２電極基材の第２電極層側に形成されていてもよい。
(3) Forming method of solid electrolyte layer As a forming method of the solid electrolyte layer in the present invention, particularly, if the solid electrolyte layer can be formed so that the dye-sensitized solar cell element has the layer configuration described above, It is not limited, The method of apply | coating the material of the solid electrolyte layer mentioned above using the general apply | coating method can be mentioned.
The solid electrolyte layer may be formed on the first electrode layer side of the first electrode base material, or may be formed on the second electrode layer side of the second electrode base material.
固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一である場合は、固体電解質層は、第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層上に形成することが好ましい。
上述したように、上記第２電極基材は、第２電極基材用基板を切断することによって形成することが可能である。よって、予め第２電極基材用基板上に固体電解質層を連続的に形成した後、第２電極基材用基板を切断することにより、同一の大きさを有する多孔質層および固体電解質層を簡便な形成方法で形成することができるからである。
When the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer, the solid electrolyte layer is preferably formed on the porous layer formed on the second electrode layer of the second electrode substrate.
As described above, the second electrode base material can be formed by cutting the second electrode base material substrate. Therefore, after the solid electrolyte layer is continuously formed on the second electrode base material substrate in advance, the second electrode base material substrate is cut to obtain a porous layer and a solid electrolyte layer having the same size. This is because it can be formed by a simple forming method.
一方、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなる場合は、固体電解質層は、通常、第１電極基材の第１電極層側に形成される。 On the other hand, when the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer, the solid electrolyte layer is usually formed on the first electrode layer side of the first electrode substrate.
２．多孔質層
本発明における多孔質層は、上記第１電極基材の第１電極層または上記第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の表面上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有するものである。
2. Porous layer The porous layer in the present invention is formed on the surface of either the first electrode layer of the first electrode substrate or the second electrode layer of the second electrode substrate, and is dye-sensitized. It contains metal oxide semiconductor fine particles carrying an agent.
（１）多孔質層の構造
本発明における多孔質層の形状としては、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応する形状であれば特に限定されないが、上述した「ＩＩ．色素増感型太陽電池素子の層構成」の項において説明したように多孔質層を配置することが可能となるような形状であることが好ましい。
(1) Structure of porous layer The shape of the porous layer in the present invention is not particularly limited as long as it is a shape corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode base material. As described in the section “Layer configuration of sensitive solar cell element”, it is preferable that the porous layer can be disposed.
また、本発明における上記多孔質層は、第１電極基材の複数の第１電極層上、または第２電極基材の第２電極層上のいずれか一方に形成することが可能であるが、固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさと同一となる場合、または固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも大きくなる場合のいずれも、第２電極基材の第２電極層上に形成可能な形状であることが好ましく、なかでも多孔質層の幅と第２電極層の幅とが同一となるような形状であることが好ましい。
この場合、多孔質層の形状は、通常、第1電極基材の第1電極層のパターンに対応するパターンを有する形状となる。
なお、「多孔質層の形状が第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有する」とは、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する色素増感型太陽電池素子がそれぞれ多孔質層を有するように、多孔質層の形状が、第１電極基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層上に多孔質層を形成することが可能となるパターンを有することを指す。
より具体的には、本発明における１つの多孔質層が、１つの多孔質層上に連続的に形成可能なパターンを有することを指す。
Moreover, although the said porous layer in this invention can be formed in any one on the several 1st electrode layer of a 1st electrode base material, or the 2nd electrode layer of a 2nd electrode base material. In both cases where the size of the solid electrolyte layer is the same as the size of the porous layer, or the size of the solid electrolyte layer is larger than the size of the porous layer, the second electrode of the second electrode substrate A shape that can be formed on the layer is preferable, and in particular, a shape in which the width of the porous layer and the width of the second electrode layer are the same is preferable.
In this case, the shape of the porous layer is usually a shape having a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate.
“The shape of the porous layer has a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate” means that the dye-sensitized solar cell constituting the dye-sensitized solar cell module of the present invention is used. The porous layer can be formed on a plurality of first electrode layers formed in a pattern on the first electrode substrate so that each battery element has a porous layer. It has the pattern which becomes.
More specifically, it means that one porous layer in the present invention has a pattern that can be continuously formed on one porous layer.
なお、多孔質層が第１電極基材の複数の第１電極層上に形成する場合、多孔質層の形状については、上述した第１電極基材の第１電極基材側に形成される固体電解質層の形状と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 When the porous layer is formed on the plurality of first electrode layers of the first electrode substrate, the shape of the porous layer is formed on the first electrode substrate side of the first electrode substrate described above. Since it can be made the same as the shape of a solid electrolyte layer, description here is abbreviate | omitted.
本発明における多孔質層の厚みは、本発明色素増感型太陽電池素子モジュールの用途に応じて、適宜決定できるものであり、特に限定されるものではない。なかでも本発明における多孔質層の厚みは、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、特に３μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。 The thickness of the porous layer in the present invention can be appropriately determined according to the use of the dye-sensitized solar cell module of the present invention, and is not particularly limited. In particular, the thickness of the porous layer in the present invention is usually preferably in the range of 1 μm to 100 μm, and particularly preferably in the range of 3 μm to 30 μm.
（２）多孔質層の材料
本発明の多孔質層は、金属酸化物半導体微粒子、および色素増感剤を有するものである。
以下、金属酸化物半導体微粒子、および色素増感剤についてそれぞれ説明する。
(2) Material of porous layer The porous layer of the present invention has metal oxide semiconductor fine particles and a dye sensitizer.
Hereinafter, each of the metal oxide semiconductor fine particles and the dye sensitizer will be described.
（ａ）金属酸化物半導体微粒子
上記金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではない。上記金属酸化物半導体微粒子を構成する金属酸化物としては、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等を挙げることができる。
なかでも本発明においては、ＴｉＯ２からなる金属酸化物半導体微粒子を用いることが最も好ましい。ＴｉＯ２は特に半導体特性に優れるからである。
(A) Metal oxide semiconductor fine particle The metal oxide semiconductor fine particle is not particularly limited as long as it is made of a metal oxide having semiconductor characteristics. Examples of the metal oxide constituting the metal oxide semiconductor fine particles include TiO 2 , ZnO, SnO 2 , ITO, ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , CeO 2 , Bi 2 O 3 , Mn 3 O 4 , Y 2 O 3 , WO 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , La 2 O 3 and the like can be mentioned.
In particular, in the present invention, it is most preferable to use metal oxide semiconductor fine particles made of TiO 2 . This is because TiO 2 is particularly excellent in semiconductor characteristics.
上記金属酸化物半導体微粒子の平均粒径としては、通常、１ｎｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
なお、上記金属酸化物半導体微粒子の平均粒径は一次粒径を意味するものとする。
The average particle diameter of the metal oxide semiconductor fine particles is usually preferably in the range of 1 nm to 10 μm, particularly preferably in the range of 10 nm to 1000 nm.
The average particle size of the metal oxide semiconductor fine particles means the primary particle size.
（ｂ）色素増感剤
上記色素増感剤としては、光を吸収して起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定はされない。このような色素増感剤としては、有機色素または金属錯体色素を挙げることができる。上記有機色素としては、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系、インドリン系、カルバゾール系の色素が挙げられる。本発明においてはこれらの有機色素の中でも、クマリン系色素を用いることが好ましい。また、上記金属錯体色素としてはルテニウム系色素を用いることが好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素を用いることが好ましい。このようなルテニウム錯体は吸収する光の波長範囲が広いため、光電変換できる光の波長領域を大幅に広げることができるからである。
(B) Dye sensitizer The dye sensitizer is not particularly limited as long as it can absorb light and generate an electromotive force. Examples of such a dye sensitizer include organic dyes and metal complex dyes. Examples of the organic dyes include acridine, azo, indigo, quinone, coumarin, merocyanine, phenylxanthene, indoline, and carbazole dyes. In the present invention, among these organic dyes, a coumarin dye is preferably used. Further, as the metal complex dye, it is preferable to use a ruthenium dye, and it is particularly preferable to use a ruthenium bipyridine dye and a ruthenium terpyridine dye which are ruthenium complexes. This is because such a ruthenium complex has a wide wavelength range of light to be absorbed, so that the wavelength range of light that can be photoelectrically converted can be greatly expanded.
（ｃ）任意の成分
上記多孔質層には、上記金属酸化物半導体微粒子の他に任意の成分が含まれていてもよい。本発明における任意の成分としては、例えば、樹脂を挙げることができる。上記多孔質層に樹脂が含有されることにより、本発明における多孔質層の脆性を改善することができるからである。
(C) Optional component The porous layer may contain an optional component in addition to the metal oxide semiconductor fine particles. As an arbitrary component in this invention, resin can be mentioned, for example. It is because the brittleness of the porous layer in the present invention can be improved by containing the resin in the porous layer.
本発明における多孔質層に用いることができる樹脂としては、例えば、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、カプロラクタン等を挙げることができる。 Examples of the resin that can be used for the porous layer in the present invention include polyvinyl pyrrolidone, ethyl cellulose, caprolactan, and the like.
（３）多孔質層の形成方法
本発明における多孔質層の形成方法としては、第１電極基材の複数の第１電極層上または第２電極基材の第２電極層上に所望の厚みで多孔質層を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではない。
(3) Formation method of porous layer As a formation method of the porous layer in the present invention, a desired thickness is formed on the plurality of first electrode layers of the first electrode substrate or on the second electrode layer of the second electrode substrate. The method is not particularly limited as long as it can form a porous layer.
また、本発明においては、上述したように、第２電極基材の第２電極層上に多孔質層を形成することが好ましい。この場合、第２電極基材用基板上に多孔質層を連続的に形成した後、第２電極基材用基板を切断することにより、所望の形状を有する多孔質層を形成することが可能となることから、第１電極基材の第１電極層上に多孔質層をパターン状に形成する場合に比べて、より簡便な方法で多孔質層を形成することができるからである。 Moreover, in this invention, as above-mentioned, it is preferable to form a porous layer on the 2nd electrode layer of a 2nd electrode base material. In this case, a porous layer having a desired shape can be formed by continuously forming a porous layer on the second electrode substrate and then cutting the second electrode substrate. This is because the porous layer can be formed by a simpler method than when the porous layer is formed in a pattern on the first electrode layer of the first electrode substrate.
なお、多孔質層の形成方法としては、より具体的には次の方法を挙げることができる。
まず、少なくとも上述した金属酸化物半導体微粒子、バインダー樹脂、および溶媒からなる多孔質層形成用塗工液を調製する。次に第２電極層として金属層を用い、上記金属層上に、調製された上記多孔質層形成用塗工液を所望の膜厚で塗布して多孔質層形成用塗布膜を形成し、上記多孔質層形成用塗布膜を焼成してバインダー樹脂を熱分解させることによって多孔質層形成用層を形成する。次に上記多孔質層形成用層の表面に上述した色素増感剤を付着させることにより多孔質層を形成する。
なお、多孔質層形成用塗工液に用いられるバインダー樹脂、溶媒については一般的な多孔質層の形成方法で用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。また、多孔質層形成用塗工液としては、上述した成分の他に、必要に応じて分散剤を添加することもできる。
また、多孔質層形成用塗工液の塗布方法、焼成条件等についても一般的な多孔質層の形成方法で用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
In addition, as a formation method of a porous layer, the following method can be mentioned more specifically.
First, a coating liquid for forming a porous layer comprising at least the metal oxide semiconductor fine particles, a binder resin, and a solvent described above is prepared. Next, using a metal layer as the second electrode layer, on the metal layer, the prepared coating solution for forming a porous layer is applied in a desired film thickness to form a coating film for forming a porous layer, The porous layer forming layer is formed by firing the porous layer forming coating film and thermally decomposing the binder resin. Next, the porous layer is formed by attaching the above-described dye sensitizer to the surface of the porous layer forming layer.
The binder resin and the solvent used in the porous layer forming coating solution can be the same as those used in a general porous layer forming method, and thus description thereof is omitted here. Moreover, as a coating liquid for porous layer formation, a dispersing agent can also be added as needed other than the component mentioned above.
Moreover, since it can be made to be the same as that of the thing used with the formation method of a general porous layer also about the application method of a coating liquid for porous layer formation, baking conditions, etc., description here is abbreviate | omitted.
また、多孔質層の形成方法としては、次の方法を用いることも可能である。
まず、上述した金属酸化物半導体微粒子および溶媒を含む多孔質層形成用組成物を第２電極層上に塗布して乾燥させることにより多孔質層形成用層を形成し、次いで多孔質層形成用層に色素増感剤を付着させることによって多孔質層を形成する。上記多孔質層形成用組成物に用いられる溶媒、上記多孔質層形成用組成物の塗布方法、および乾燥条件等については、一般的な多孔質層の形成方法で用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
なお、この方法は、第１電極基材の第１電極層上に多孔質層を形成する場合においても用いることができる。
Moreover, as a formation method of a porous layer, it is also possible to use the following method.
First, the porous layer forming composition including the metal oxide semiconductor fine particles and the solvent described above is applied on the second electrode layer and dried to form the porous layer forming layer, and then the porous layer forming layer is formed. A porous layer is formed by attaching a dye sensitizer to the layer. The solvent used in the porous layer forming composition, the coating method of the porous layer forming composition, and the drying conditions are the same as those used in the general porous layer forming method. The description here is omitted.
This method can also be used when a porous layer is formed on the first electrode layer of the first electrode substrate.
また、多孔質層の形成方法としては、次の方法を用いることも可能である。
上述した第２電極層上に多孔質層を焼成して形成する方法と同様の方法を用いて、耐熱基板上に剥離層を形成した後、上記多孔質層を剥離層上に配置し、上記第２電極層と貼り合せ、次いで耐熱基板を剥離することにより多孔質層を形成する。
なお、この方法は、第１電極基材の第１電極層上に多孔質層を形成する場合においても用いることができる。
Moreover, as a formation method of a porous layer, it is also possible to use the following method.
Using a method similar to the method of firing and forming the porous layer on the second electrode layer described above, after forming the release layer on the heat-resistant substrate, the porous layer is disposed on the release layer, A porous layer is formed by bonding to the second electrode layer and then peeling off the heat-resistant substrate.
This method can also be used when a porous layer is formed on the first electrode layer of the first electrode substrate.
３．第１電極基材
本発明における第１電極基材は、１枚の第１基材と、上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層とを有するものである。
3. 1st electrode base material The 1st electrode base material in this invention has the 1st base material of 1 sheet, and the some 1st electrode layer formed in the pattern form on the said 1st base material.
第１電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの受光面により適宜選択されるものである。
第２電極基材が透明性を有する基材である場合は、第１電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよい。
一方、第２電極基材が透明性を有さない基材である場合は、第１電極基材は透明性を有する基材である。
以下、それぞれについて説明する。
As a 1st electrode base material, the base material which has transparency may be sufficient, and the base material which does not have transparency may be sufficient according to the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell element module of this invention. Is to be selected.
When the second electrode substrate is a substrate having transparency, the first electrode substrate may be a substrate having transparency or a substrate having no transparency. .
On the other hand, when the second electrode substrate is a substrate having no transparency, the first electrode substrate is a substrate having transparency.
Each will be described below.
（１）透明性を有する基材
上記第１電極基材が透明性を有する基材である場合、第１電極基材は、通常、第１基材として透明基材と、第１電極層として上記透明基材上に形成された透明電極層とを有するものである。
(1) Substrate having transparency When the first electrode substrate is a substrate having transparency, the first electrode substrate is usually a transparent substrate as a first substrate and a first electrode layer. And a transparent electrode layer formed on the transparent substrate.
（ａ）第１基材
上記第１電極基材が透明性を有する基材である場合、上述したように、第１基材としては透明基材が用いられる。
上記透明基材は、後述する透明電極層を支持するものである。
(A) 1st base material When the said 1st electrode base material is a base material which has transparency, as above-mentioned, a transparent base material is used as a 1st base material.
The said transparent base material supports the transparent electrode layer mentioned later.
上記透明基材としては、後述する透明電極層を形成することが可能であり、色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する色素増感型太陽電池素子を形成可能な程度の自己支持性を有するものであれば特に限定されず、フレキシブル性を有していてもよく、フレキシブル性を有していなくてもよい。 As the transparent substrate, a transparent electrode layer to be described later can be formed, and has a self-supporting property capable of forming a dye-sensitized solar cell element constituting the dye-sensitized solar cell element module. If it is a thing, it will not specifically limit, It may have flexibility and does not need to have flexibility.
なお、本発明における「透明基材のフレキシブル性」とは、ロール状に巻き取ることが可能であり、かつ本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールに所望の加工性を付与することが可能な程度であれば特に限定されない。具体的に上述した透明基材のフレキシブル性とは、ＪＩＳ Ｒ１６０１のファインセラミックスの曲げ試験方法で、５ＫＮの力をかけたときに曲がることを指す。 The “flexibility of the transparent substrate” in the present invention can be wound in a roll shape, and can impart desired processability to the dye-sensitized solar cell module of the present invention. If it is a moderate grade, it will not specifically limit. Specifically, the flexibility of the transparent substrate mentioned above refers to bending when a force of 5 KN is applied in the fine ceramic bending test method of JIS R1601.
本発明においては、なかでも、透明基材がフレキシブル性を有するものであることが好ましい。本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを加工性に優れたものとすることができるからである。 In the present invention, among them, it is preferable that the transparent substrate has flexibility. This is because the dye-sensitized solar cell module of the present invention can be made excellent in workability.
このような透明基材としては、具体的には、無機透明基材や樹脂製基材を用いることができる。このうち、樹脂製基材は、軽量であり、加工性に優れ、製造コストの低減ができるため好ましい。 As such a transparent substrate, specifically, an inorganic transparent substrate or a resin substrate can be used. Among these, the resin base is preferable because it is lightweight, has excellent processability, and can reduce manufacturing costs.
上記樹脂製基材としては、例えば、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂からなる基材等を挙げることができる、なかでも本発明においては、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂からなる基材等が用いられることが好ましい。 Examples of the resin substrate include ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), and polyetherimide (PEI). , Polyimide (PI), polyester naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and the like. Examples of the base material include biaxially oriented polyethylene terephthalate (PET) and polyester naphthalate. It is preferable to use a substrate made of a resin such as (PEN) or polycarbonate (PC).
また、上記無機透明基材としては、合成石英基材やガラス基板等を挙げることができる。 Examples of the inorganic transparent substrate include a synthetic quartz substrate and a glass substrate.
また、本発明における透明基材の厚みは、上記色素増感型太陽電池素子モジュールの用途等に応じて適宜選択することができるものであるが、通常、５μｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましく、特に１０μｍ〜５００μｍの範囲内であることが好ましく、さらに２５μｍ〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。 Moreover, although the thickness of the transparent base material in this invention can be suitably selected according to the use etc. of the said dye-sensitized solar cell element module, it is usually in the range of 5 micrometers-2000 micrometers. In particular, it is preferably in the range of 10 μm to 500 μm, more preferably in the range of 25 μm to 200 μm.
また、本発明に用いられる透明基材は、耐熱性、耐候性、水蒸気、その他のガスバリア性に優れたものであることが好ましい。上記透明基材がガスバリア性を有することにより、例えば、本発明における色素増感型太陽電池素子の経時安定性を高いものとすることができるからである。なかでも本発明においては、酸素透過率が温度２３℃、湿度９０％の条件下において１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ・ａｔｍ以下、水蒸気透過率が温度３７．８℃、湿度１００％の条件下において１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下のガスバリア性を有する透明基材を用いることが好ましい。本発明においては、このようなガスバリア性を達成するために、上記透明基材上に任意のガスバリア層を設けたものを用いてもよい。なお、上記酸素透過率は、酸素ガス透過率測定装置（モダンコントロール（株）製、ＯＸ−ＴＲＡＮ ２／２０：商品名）を用いて測定した値である。また、上記水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置（モダンコントロール（株）製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３１：商品名）を用いて測定した値である。
Moreover, it is preferable that the transparent base material used for this invention is excellent in heat resistance, a weather resistance, water vapor | steam, and other gas barrier properties. This is because, when the transparent substrate has gas barrier properties, for example, the temporal stability of the dye-sensitized solar cell element in the present invention can be increased. In particular, in the present invention, the oxygen transmission rate is 1 cc / m 2 / day · atm or less under conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 90%, and the water vapor transmission rate is 1 g under the conditions of a temperature of 37.8 ° C. and a humidity of 100%. It is preferable to use a transparent substrate having a gas barrier property of / m 2 / day or less. In the present invention, in order to achieve such gas barrier properties, a material in which an arbitrary gas barrier layer is provided on the transparent substrate may be used. The oxygen permeability is a value measured using an oxygen gas permeability measuring device (manufactured by Modern Control Co., Ltd., OX-
（ｂ）第１電極層
上記第１電極基材が透明性を有する基材である場合、上述したように、第１電極層としては透明電極層が用いられる。
透明電極層は、上述した透明基材上にパターン状に形成されるものである。
(B) 1st electrode layer When the said 1st electrode base material is a base material which has transparency, as above-mentioned, a transparent electrode layer is used as a 1st electrode layer.
The transparent electrode layer is formed in a pattern on the transparent substrate described above.
本発明に用いられる透明電極層としては、透明性を有し、所定の導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。このような透明電極層に用いられる材料としては、金属酸化物、導電性高分子材料等を挙げることができる。 The transparent electrode layer used in the present invention is not particularly limited as long as it has transparency and predetermined conductivity. Examples of the material used for such a transparent electrode layer include metal oxides and conductive polymer materials.
上記金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、酸化インジウムにスズを添加した化合物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛を添加した化合物（ＩＺＯ）等を挙げることができる。本発明においては、これらのいずれの金属酸化物であっても好適に用いることができるが、なかでもフッ素ドープしたＳｎＯ２（以下、ＦＴＯと称する。）、ＩＴＯを用いることが好ましい。ＦＴＯおよびＩＴＯは、導電性および太陽光の透過性の両方に優れているからである。
一方、上記導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン（ＰＡ）、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ならびにこれらの誘導体等を挙げることができる。また、これらを２種以上混合して用いることもできる。
Examples of the metal oxide include SnO 2 , ZnO, a compound in which tin is added to indium oxide (ITO), a compound in which zinc oxide is added to indium oxide (IZO), and the like. In the present invention, any of these metal oxides can be suitably used. Among these, fluorine-doped SnO 2 (hereinafter referred to as FTO) and ITO are preferably used. This is because FTO and ITO are excellent in both conductivity and sunlight permeability.
On the other hand, examples of the conductive polymer material include polythiophene, polyaniline (PA), polypyrrole, polyethylenedioxythiophene (PEDOT), and derivatives thereof. Moreover, these can also be used in mixture of 2 or more types.
本発明における透明電極層の全光線透過率は、８５％以上であることが好ましく、なかでも９０％以上、特に９２％以上であることが好ましい。透明電極層の全光線透過率が上記範囲であることにより、透明電極層にて光を十分に透過することができ、多孔質層にて光を効率的に吸収することができるからである。
なお、上記全光線透過率は、可視光領域において、スガ試験機株式会社製 ＳＭカラーコンピュータ（型番：ＳＭ−Ｃ）を用いて測定した値である。
The total light transmittance of the transparent electrode layer in the present invention is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 92% or more. This is because when the total light transmittance of the transparent electrode layer is in the above range, light can be sufficiently transmitted through the transparent electrode layer, and light can be efficiently absorbed by the porous layer.
The total light transmittance is a value measured using an SM color computer (model number: SM-C) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. in the visible light region.
本発明における透明電極層のシート抵抗は、５００Ω／□以下であることが好ましく、なかでも３００Ω／□以下、特に５０Ω／□以下であることが好ましい。シート抵抗が上記範囲より大きいと、発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があるからである。
なお、上記シート抵抗は、三菱化学株式会社製 表面抵抗計（ロレスタＭＣＰ：四端子プローブ）を用い、ＪＩＳ Ｒ１６３７（ファインセラミックス薄膜の抵抗率試験方法：４探針法による測定方法）に基づき、測定した値である。
The sheet resistance of the transparent electrode layer in the present invention is preferably 500Ω / □ or less, more preferably 300Ω / □ or less, and particularly preferably 50Ω / □ or less. This is because if the sheet resistance is larger than the above range, the generated charge may not be sufficiently transmitted to the external circuit.
In addition, the said sheet resistance is measured based on JIS R1637 (Resistance test method of fine ceramics thin film: Measurement method by 4 probe method) using a surface resistance meter (Loresta MCP: Four-terminal probe) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It is the value.
本発明における透明電極層は、単一の層からなる構成であってもよく、また、複数の層が積層された構成であってもよい。複数の層が積層された構成としては、例えば、仕事関数が互いに異なる材料からなる層が積層された態様や、互いに異なる金属酸化物からなる層が積層された態様を挙げることができる。 The transparent electrode layer in the present invention may be composed of a single layer or may be composed of a plurality of layers laminated. Examples of the configuration in which a plurality of layers are stacked include a mode in which layers made of materials having different work functions are stacked, and a mode in which layers made of different metal oxides are stacked.
本発明における透明電極層の厚みは、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの用途等に応じて、所望の導電性を実現できる範囲内であれば特に限定されない。なかでも、本発明における透明電極層の膜厚としては、通常、５ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内が好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲よりも厚いと、均質な透明電極層を形成することが困難となる場合や全光線透過率が低下して良好な光電変換効率を得ることが難しくなる場合があり、また、厚みが上記範囲よりも薄いと、透明電極層の導電性が不足する可能性があるからである。
なお、上記厚みは、透明電極層が複数の層から構成される場合には、すべての層の厚みを合計した総厚みを指すものとする。
The thickness of the transparent electrode layer in the present invention is not particularly limited as long as desired conductivity can be realized in accordance with the use of the dye-sensitized solar cell element module of the present invention. Especially, as a film thickness of the transparent electrode layer in this invention, the inside of the range of 5 nm-2000 nm is preferable normally, and it is preferable that it especially exists in the range of 10 nm-1000 nm. If the thickness is thicker than the above range, it may be difficult to form a homogeneous transparent electrode layer, or the total light transmittance may be lowered and it may be difficult to obtain good photoelectric conversion efficiency. If the thickness is thinner than the above range, the conductivity of the transparent electrode layer may be insufficient.
In addition, the said thickness shall point out the total thickness which totaled the thickness of all the layers, when a transparent electrode layer is comprised from a several layer.
透明電極層のパターン形状としては、所望の色素増感型太陽電池素子モジュールを得ることが可能であれば特に限定されず、色素増感型太陽電池素子モジュールの用途、形状等により適宜選択されるものであるが、ストライプ状であることが好ましい。透明電極層をパターン状に形成する際に形成しやすいからである。また、透明電極層のパターンに対応するパターンで形成される第２電極基材、多孔質層、固体電解質層等についても形成しやすくなるからである。 The pattern shape of the transparent electrode layer is not particularly limited as long as a desired dye-sensitized solar cell element module can be obtained, and is appropriately selected depending on the use, shape, etc. of the dye-sensitized solar cell module. Although it is a thing, it is preferable that it is striped. It is because it is easy to form when forming a transparent electrode layer in pattern shape. Moreover, it is because it becomes easy to form also about the 2nd electrode base material, porous layer, solid electrolyte layer, etc. which are formed with the pattern corresponding to the pattern of a transparent electrode layer.
また、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて、１つの色素増感型太陽電池素子の第１電極層と、上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の色素増感型太陽電池素子の第２電極層とを内部接続させる場合は、透明電極層のパターン形状として、第２電極層との接続部分を有するパターン形状とすることも好ましい。
上記接続部分としては、隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層と第２電極層とを内部接続させることが可能であれば特に限定されず、透明電極層がストライプ状である場合、図１（ａ）等に示すように、接続部分ａがストライプの短辺の端部を含む部分であることや、図３（ａ）、（ｂ）等に示すように、接続部分ａがストライプの長辺の端部を含む部分であることが好ましい。
In the dye-sensitized solar cell element module of the present invention, the first electrode layer of one dye-sensitized solar cell element and another dye-sensitized type adjacent to the one dye-sensitized solar cell element. In the case of internally connecting the second electrode layer of the solar cell element, the pattern shape of the transparent electrode layer is preferably a pattern shape having a connection portion with the second electrode layer.
The connecting portion is not particularly limited as long as the first electrode layer and the second electrode layer of adjacent dye-sensitized solar cell elements can be internally connected, and the transparent electrode layer is in a stripe shape. As shown in FIG. 1A and the like, the connection portion a is a portion including the end of the short side of the stripe, and as shown in FIGS. 3A and 3B, the connection portion a is A portion including the end portion of the long side of the stripe is preferable.
なお、透明電極層がストライプ状以外のパターン形状を有する場合も、接続部分は、通常パターン状に形成された第１電極層の端部を含む部分に設けられるものである。 Even when the transparent electrode layer has a pattern shape other than the stripe shape, the connection portion is provided in a portion including the end portion of the first electrode layer formed in a normal pattern shape.
透明電極層の形成方法としては、複数の第１電極層として用いることが可能な透明電極層を上述した透明基材上に所定のパターン状に形成することができる方法であれば特に限定されないが、例えば金属マスクを用いて上記透明電極層をスパッタ法等の蒸着法を用いて形成する方法や、上記透明電極層材料膜を透明基材上全面に形成し、所定のパターン状にエッチングする方法、上記透明電極層材料を金属ペーストとし、上記金属ペーストを透明基材上に印刷する方法等を挙げることができる。 A method for forming the transparent electrode layer is not particularly limited as long as the transparent electrode layer that can be used as a plurality of first electrode layers can be formed in a predetermined pattern on the above-described transparent substrate. For example, a method of forming the transparent electrode layer by using a vapor deposition method such as a sputtering method using a metal mask, or a method of forming the transparent electrode layer material film on the entire surface of the transparent substrate and etching it into a predetermined pattern. Examples thereof include a method in which the transparent electrode layer material is a metal paste, and the metal paste is printed on a transparent substrate.
また、本発明における透明電極層は、補助電極を積層させて用いることもできる。ここで、補助電極とは、導電性材料を用いてメッシュ状に形成された電極である。上記補助電極を透明電極層とともに用いることで、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの発電効率を高いものとすることが可能となる。
なお、補助電極については、一般的な色素増感型太陽電池素子に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
Moreover, the transparent electrode layer in this invention can also be laminated | stacked and used for an auxiliary electrode. Here, the auxiliary electrode is an electrode formed in a mesh shape using a conductive material. By using the auxiliary electrode together with the transparent electrode layer, the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell module of the present invention can be increased.
Since the auxiliary electrode can be the same as that used for a general dye-sensitized solar cell element, description thereof is omitted here.
（２）透明性を有さない基材
上記第１電極基材が透明性を有さない基材としては、上述した「透明性を有する基材」で説明したような、透明性を示さない基材であれば特に限定されないが、通常、第１基材と第１基材上にパターン状に形成された金属層とを有する。
(2) Substrate not having transparency As the substrate on which the first electrode substrate does not have transparency, it does not exhibit transparency as described in the above-mentioned “substrate having transparency”. Although it will not specifically limit if it is a base material, Usually, it has a 1st base material and the metal layer formed in pattern shape on the 1st base material.
（ａ）第１基材
上記第１基材としては、透明基材であってもよく、透明性を有さない第１基材であってもよい。透明基材については、上述した「（１）透明性を有する基材」の項で記載したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
一方、透明性を有さない第１基材としては、樹脂製基材を挙げることができる。
なお、樹脂製基材に用いられる樹脂材料については、上述した透明樹脂製基材に用いられる材料と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(A) First base material The first base material may be a transparent base material or a first base material having no transparency. About a transparent base material, since it can be made to be the same as that of what was described in the item of "(1) Base material which has transparency" mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
On the other hand, a resin-made base material can be mentioned as a 1st base material which does not have transparency.
In addition, about the resin material used for a resin-made base material, since it can be made to be the same as that of the material used for the transparent resin-made base material mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
また、透明性を有さない第１基材の具体的な厚みについては、上述した「（１）透明性を有する基材」の項で記載したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 The specific thickness of the first base material that does not have transparency can be the same as that described in the above-mentioned section “(1) Base material having transparency”. Description of is omitted.
（ｂ）第１電極層
上記第１電極基材が透明性を有さない基材である場合、上述したように、第１電極層としては、金属層が用いられる。
また、上記金属層としては、上述した第１基材上に所定のパターン形状で形成することが可能であれば特に限定されないが、フレキシブル性を有するものであることが好ましい。金属層がフレキシブル性を有することにより、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの加工性をより高いものとすることができるからである。
(B) 1st electrode layer When the said 1st electrode base material is a base material which does not have transparency, as above-mentioned, a metal layer is used as a 1st electrode layer.
Further, the metal layer is not particularly limited as long as it can be formed in a predetermined pattern shape on the above-described first base material, but preferably has flexibility. It is because the workability of the dye-sensitized solar cell element module of the present invention can be further enhanced by the flexibility of the metal layer.
上記金属層に用いられる金属としては、具体的には、銅、アルミニウム、チタン、クロム、タングステン、モリブデン、白金、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、亜鉛、各種ステンレスおよびそれらの合金等が挙げられ、チタン、クロム、タングステン、各種ステンレスおよびそれらの合金が望ましい。 Specific examples of the metal used for the metal layer include copper, aluminum, titanium, chromium, tungsten, molybdenum, platinum, tantalum, niobium, zirconium, zinc, various stainless steels, and alloys thereof. Chromium, tungsten, various stainless steels and their alloys are desirable.
また、金属層の厚みとしては、色素増感型太陽電池素子モジュールの第１電極層として働くものであれば特に限定されないが、通常、５μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、１０μｍ〜５００μｍの範囲内であることがより好ましく、２０μｍ〜２００μｍの範囲内であることがさらに好ましい。 Further, the thickness of the metal layer is not particularly limited as long as it functions as the first electrode layer of the dye-sensitized solar cell element module, but it is usually preferably in the range of 5 μm to 1000 μm, and 10 μm to 500 μm. More preferably, it is in the range of 20 μm to 200 μm.
上記金属層のパターン形状については、上述した透明電極層のパターン形状と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 About the pattern shape of the said metal layer, since it can be set as the same as the pattern shape of the transparent electrode layer mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
上記金属層の形成方法としては、一般的な金属層の形成方法と同様とすることができる。
例えば、第１基材上に蒸着法等により金属膜を形成した後、エッチングすることにより所定のパターン形状の金属層を形成する方法や、金属マスク等を用いて第１基材上にパターン蒸着させることにより金属層を形成する方法等を挙げることができる。
The method for forming the metal layer can be the same as the method for forming a general metal layer.
For example, after a metal film is formed on the first substrate by vapor deposition or the like, a metal layer having a predetermined pattern shape is formed by etching, or pattern vapor deposition on the first substrate using a metal mask or the like. Examples of the method include forming a metal layer.
（３）その他の構成
第１電極基材としては、第１基材および第１電極層を有するものであれば特に限定されず、必要に応じて他の構成を有していてもよい。
(3) Other configurations The first electrode base material is not particularly limited as long as it has the first base material and the first electrode layer, and may have other configurations as necessary.
例えば、後述する第２電極基材側に後述する多孔質層が形成される場合は、第１電極基材の第１電極層上に触媒層が形成されていることが好ましい。 For example, when a porous layer described later is formed on the second electrode substrate side described later, it is preferable that a catalyst layer is formed on the first electrode layer of the first electrode substrate.
触媒層は、色素増感型太陽電池素子モジュールの発光効率の向上に寄与する働きを有するものである。
このような触媒層の例としては、例えば、上記第１電極層上にＰｔを蒸着した態様や、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロール（ＰＰ）、ポリアニリン（ＰＡ）並びにこれらの誘導体およびこれらの混合物から触媒層を形成する態様を挙げることができるが、この限りではない。
The catalyst layer has a function that contributes to the improvement of the luminous efficiency of the dye-sensitized solar cell element module.
Examples of such a catalyst layer include, for example, an embodiment in which Pt is vapor-deposited on the first electrode layer, polyethylenedioxythiophene (PEDOT), polypyrrole (PP), polyaniline (PA), derivatives thereof, and their Although the aspect which forms a catalyst layer from a mixture can be mentioned, it is not this limitation.
このような触媒層の膜厚としては、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、なかでも１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内、特に１５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。 The film thickness of such a catalyst layer is preferably in the range of 5 nm to 500 nm, more preferably in the range of 10 nm to 300 nm, and particularly preferably in the range of 15 nm to 100 nm.
触媒層の形成方法としては、上述した第１電極層上に所望の厚みで形成することが可能であれば特に限定されず、一般的な色素増感型太陽電池素子における触媒層の形成方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 The method for forming the catalyst layer is not particularly limited as long as the catalyst layer can be formed with a desired thickness on the first electrode layer described above. The method for forming a catalyst layer in a general dye-sensitized solar cell element and Since it can be the same, description here is abbreviate | omitted.
また、触媒層としては、色素増感型太陽電池素子とした場合、少なくとも第１電極層の多孔質層と対峙する部分に形成されていれば特に限定されず、第１電極層上全面に形成されていてもよく、第１電極層の一部にパターン状に形成されていてもよい。また、触媒層がパターン状に形成される場合は、上述した多孔質層のパターン形状に対応するように形成されることが好ましい。 Moreover, as a catalyst layer, when it is set as a dye-sensitized solar cell element, it will not specifically limit if it forms in the part which opposes the porous layer of a 1st electrode layer at least, It forms in the whole surface on a 1st electrode layer It may be formed, and may be formed in a pattern in a part of the 1st electrode layer. In addition, when the catalyst layer is formed in a pattern, it is preferably formed so as to correspond to the pattern shape of the porous layer described above.
（４）第１電極基材
本発明における第１電極基材としては、上述した透明性を有する基材、および透明性を有さない基材のいずれであってもよいが、透明性を有する基材であることが好ましい。
ここで、上述した多孔質層を形成するに際しては、第２電極層として金属基材を用い、金属基材上に多孔質層を焼成して形成する方法を用いることが好ましい。
よって、第２電極基材としては、透明性を有さない基材を用いることが好ましいことから、本発明における第１電極基材は、透明性を有する基材であることが好ましい。
(4) 1st electrode base material As a 1st electrode base material in this invention, although any of the base material which has transparency mentioned above and the base material which does not have transparency may be sufficient, it has transparency. A substrate is preferred.
Here, when forming the porous layer described above, it is preferable to use a method in which a metal substrate is used as the second electrode layer and the porous layer is baked and formed on the metal substrate.
Therefore, since it is preferable to use a substrate that does not have transparency as the second electrode substrate, the first electrode substrate in the present invention is preferably a substrate having transparency.
４．第２電極基材
本発明における第２電極基材は、少なくとも第２電極層を有するものである。
4). Second Electrode Base The second electrode base in the present invention has at least a second electrode layer.
上記第２電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、本発明の太陽電池素子モジュールの受光面により適宜選択される。
上述した第１電極基材が透明性を有する基材である場合は、上記第２電極基材としては透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよい。一方、上記第１電極基材が透明性を有さない基材である場合は、上記第２電極基材としては透明性を有する基材が用いられる。
The second electrode substrate may be a substrate having transparency or a substrate having no transparency, and is appropriately selected depending on the light receiving surface of the solar cell element module of the present invention. .
When the first electrode substrate described above is a substrate having transparency, the second electrode substrate may be a substrate having transparency, or a substrate having no transparency, Also good. On the other hand, when the first electrode substrate is a substrate that does not have transparency, a transparent substrate is used as the second electrode substrate.
このような第２電極基材としては、電極としての機能を有するものであれば限定されず、第２電極層からなるものであってもよく、第２電極層と、第２電極層を支持するための第２基材とを有するものであってもよい。 Such a second electrode substrate is not limited as long as it has a function as an electrode, and may be composed of a second electrode layer, and supports the second electrode layer and the second electrode layer. It may have a 2nd substrate for doing.
上記第２電極基材が、第２電極層からなるものである場合、第２電極基材としては、具体的には、単一の金属層、すなわち金属基材が用いられる。 When the said 2nd electrode base material consists of a 2nd electrode layer, a single metal layer, ie, a metal base material, is specifically used as a 2nd electrode base material.
また、金属基材としては、フレキシブル性を有していてもよく、フレキシブル性を有していなくてもよいが、フレキシブル性を有するものであることが好ましい。本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを加工性に優れたものとすることができるからである。 Moreover, as a metal base material, although it may have flexibility and does not need to have flexibility, it is preferable that it has flexibility. This is because the dye-sensitized solar cell module of the present invention can be made excellent in workability.
なお、金属基材のフレキシブル性としては、具体的には、ＪＩＳ Ｚ ２２４８の金属材料曲げ試験方法で、５ＫＮの力をかけたときに曲がることを指す。 In addition, as flexibility of a metal base material, specifically, the metal material bending test method of JIS Z 2248 indicates that it bends when a force of 5 KN is applied.
上記金属基材に用いられる金属については上述した第１電極基材に用いられる金属層と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 About the metal used for the said metal base material, since it can be set as the same as the metal layer used for the 1st electrode base material mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
また、金属基材の厚みとしては、上述した第１電極基材に用いられる金属層の厚みと同等とすることができる。 In addition, the thickness of the metal substrate can be made equal to the thickness of the metal layer used for the first electrode substrate described above.
一方、第２電極基材が、第２電極層と、第２基材とを有するものである場合、第２電極層としては、上述した透明電極層または金属層を用いることができ、第２基材としては、上述した透明基材または樹脂基材を用いることができる。
なお、第２電極基材としては、通常、第２基材上全面に第２電極層が形成されているものである。
On the other hand, when the second electrode substrate has the second electrode layer and the second substrate, the above-described transparent electrode layer or metal layer can be used as the second electrode layer. As the substrate, the above-described transparent substrate or resin substrate can be used.
In addition, as a 2nd electrode base material, the 2nd electrode layer is normally formed in the whole surface on a 2nd base material.
透明基材、樹脂基材、透明電極層、金属層については、上述した第１電極基材に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 About a transparent base material, a resin base material, a transparent electrode layer, and a metal layer, since it can be the same as that used for the 1st electrode base material mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
第２電極基材としては、必要に応じて他の構成を有することができる。
例えば、後述する多孔質層が第１電極基材の第１電極層上に形成される場合、上記第２電極層上に触媒層を形成することが好ましい。
なお、触媒層については上述した第１電極基材の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
As a 2nd electrode base material, it can have another structure as needed.
For example, when a porous layer described later is formed on the first electrode layer of the first electrode base material, it is preferable to form a catalyst layer on the second electrode layer.
Note that the catalyst layer can be the same as that described in the section of the first electrode base material, and the description thereof is omitted here.
本発明における第２電極基材としては、第２電極層からなるもの、すなわち金属基材であることがより好ましい。上記第２電極基材として金属基材を用い、第２電極基材の第２電極層上に多孔質層を焼成して形成することが可能となるからである。 The second electrode base material in the present invention is more preferably a second electrode layer, that is, a metal base material. This is because a metal substrate can be used as the second electrode substrate, and the porous layer can be formed by firing on the second electrode layer of the second electrode substrate.
また、上記第２電極基材の形状としては、色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて、隣接する第２電極基材の第２電極層同士が接触しないような形状であれば特に限定されない。また、上記第２電極基材の形状は、通常、第２電極層が第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有するような形状である。
ここで、本発明において「第２電極層が第１電極層のパターンに対応するパターンを有する」とは、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する各々の色素増感型太陽電池素子が第２電極層を有するように、第２電極層が、パターン状に形成された各々の第１電極層に対向させて配置することが可能なパターンを有することを指す。
より具体的には、本発明における１つの第２電極層が、１つの第１電極層上に連続的に配置可能なパターンを有することを指す。
In addition, the shape of the second electrode substrate is not particularly limited as long as the second electrode layers of the adjacent second electrode substrates do not contact each other in the dye-sensitized solar cell element module. The shape of the second electrode substrate is usually such that the second electrode layer has a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate.
Here, in the present invention, “the second electrode layer has a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer” means each dye-sensitized solar cell constituting the dye-sensitized solar cell module of the present invention. It means that the second electrode layer has a pattern that can be disposed to face each first electrode layer formed in a pattern so that the element has the second electrode layer.
More specifically, it means that one second electrode layer in the present invention has a pattern that can be continuously arranged on one first electrode layer.
なお、本発明における第１電極層のパターン形状がストライプ状である場合は、第２電極基材の形状としては、短冊状であることが好ましい。 In addition, when the pattern shape of the 1st electrode layer in this invention is stripe shape, it is preferable that it is a strip shape as a shape of a 2nd electrode base material.
上記第２電極基材の形成方法としては、上述した第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有する第２電極層を有する第２電極基材を形成することが可能な方法であれば特に限定されない。例えば、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールに用いられる複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を所望の形状に切断することにより、第２電極基材を形成する方法を好適に用いることができる。
また、上述の形成方法を用いた場合は、例えば、第２電極基材用基板の第２電極層上に後述する固体電解質層や多孔質層等を連続して形成した後、第２電極基材用基板を切断することにより、第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有する固体電解質層や多孔質層を簡便な方法で形成することが可能となる。
As a method of forming the second electrode substrate, it is possible to form a second electrode substrate having a second electrode layer having a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode substrate described above. If it is a method, it will not specifically limit. For example, by cutting a single substrate for a second electrode base material capable of cutting out a plurality of second electrode base materials used in the dye-sensitized solar cell element module of the present invention into a desired shape, A method of forming a two-electrode substrate can be suitably used.
In addition, when the above-described forming method is used, for example, after a solid electrolyte layer or a porous layer described later is continuously formed on the second electrode layer of the second electrode substrate, the second electrode substrate is formed. By cutting the material substrate, a solid electrolyte layer or a porous layer having a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode base material can be formed by a simple method.
５．色素増感型太陽電池素子
本発明における色素増感型太陽電池素子は、上述した上記第１電極層、上記第２電極層、上記多孔質層、および上記固体電解質層を有するものである。
また、本発明における色素増感型太陽電池素子は上述した層構成を有するものである。
5. Dye-sensitized solar cell element The dye-sensitized solar cell element in the present invention includes the first electrode layer, the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer described above.
The dye-sensitized solar cell element in the present invention has the above-described layer configuration.
６．色素増感型太陽電池素子モジュール
本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは上述した色素増感型太陽電池素子から構成されるものであり、１つの上記色素増感型太陽電池素子の上記第１電極層および上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の上記色素増感型太陽電池素子の上記第２電極層が電気的に接続されているものである。
6). Dye-sensitized solar cell element module The dye-sensitized solar cell element module of the present invention is composed of the above-described dye-sensitized solar cell element, and the above-mentioned one of the above-described dye-sensitized solar cell elements. One electrode layer and the second electrode layer of another dye-sensitized solar cell element adjacent to the one dye-sensitized solar cell element are electrically connected.
本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは、複数の色素増感型太陽電池素子のうち、少なくとも１つの色素増感型太陽電池素子が上述した層構成を有するものであれば特に限定されないが、通常は、色素増感型太陽電池素子モジュールを構成する複数の色素増感型太陽電池素子が上述した層構成を有するものである。 The dye-sensitized solar cell element module of the present invention is not particularly limited as long as at least one dye-sensitized solar cell element has the above-described layer configuration among a plurality of dye-sensitized solar cell elements. Usually, a plurality of dye-sensitized solar cell elements constituting the dye-sensitized solar cell element module have the layer configuration described above.
また、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは、１つの上記色素増感型太陽電池素子の上記第１電極層および上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の上記色素増感型太陽電池素子の上記第２電極層が電気的に接続されているものである。
第１電極層および第２電極層の接続方法としては、色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層および第２電極層を電気的に接続させることが可能な方法であれば特に限定されない。例えば、隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層と第２電極層とを直接接触させたり、または第１電極層と第２電極層との間に導電性層を形成して接続させたりする等の内部接続させる方法や、隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層と第２電極層とを導線等を用いて外部から電気的に接続させる方法等を挙げることができる。
Further, the dye-sensitized solar cell element module of the present invention includes the first electrode layer of one dye-sensitized solar cell element and the other dye-sensitized solar cells adjacent to the one dye-sensitized solar cell element. The second electrode layer of the sensitive solar cell element is electrically connected.
As a method of connecting the first electrode layer and the second electrode layer, the first electrode layer and the second electrode layer of the dye-sensitized solar cell element adjacent to each other in the dye-sensitized solar cell element module are electrically connected. There is no particular limitation as long as the method is possible. For example, the first electrode layer and the second electrode layer of the adjacent dye-sensitized solar cell element are directly in contact with each other, or a conductive layer is formed between the first electrode layer and the second electrode layer and connected. And a method of electrically connecting the first electrode layer and the second electrode layer of adjacent dye-sensitized solar cell elements from the outside using a conductive wire or the like. it can.
本発明においては、隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層と第２電極層とを内部接続させる方法を用いることがより好ましい。色素増感型太陽電池素子モジュールの外部で電気的に接続させる方法に比べて接続方法が簡便であるからである。 In the present invention, it is more preferable to use a method of internally connecting the first electrode layer and the second electrode layer of adjacent dye-sensitized solar cell elements. This is because the connection method is simpler than the method of electrically connecting outside the dye-sensitized solar cell module.
さらに、本発明においては、隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層と第２電極層との間に導電性層を形成して接続させる方法を用いることが好ましい。これにより本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールにおける接続不良をより好適に防止することができるからである。
なお、導電性層の材料としては、一般的な導電性接着剤等を用いることができる。
Furthermore, in the present invention, it is preferable to use a method in which a conductive layer is formed and connected between the first electrode layer and the second electrode layer of adjacent dye-sensitized solar cell elements. This is because poor connection in the dye-sensitized solar cell module of the present invention can be prevented more suitably.
As a material for the conductive layer, a general conductive adhesive or the like can be used.
また、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは、上述した複数の色素増感型太陽電池素子を連結させて構成される１つの色素増感型太陽電池素子モジュールであってもよく、上述した色素増感型太陽電池素子モジュールを複数組あわせて連結させて大型化させた色素増感型太陽電池素子モジュールであってもよい。 Further, the dye-sensitized solar cell element module of the present invention may be one dye-sensitized solar cell element module configured by connecting a plurality of the dye-sensitized solar cell elements described above. It may be a dye-sensitized solar cell element module that is a combination of a plurality of dye-sensitized solar cell element modules that are combined and connected to increase the size.
７．その他の構成
本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールは、上述した各構成を有するものであれば特に限定されず、必要な構成を適宜選択して追加することができる。このような構成としては、色素増感型太陽電池素子モジュールの第１電極基材上および第２電極基材上に配置され、色素増感型太陽電池素子モジュールをパッケージングする透明樹脂フィルムや金属ラミネートフォルム等を挙げることができる。
7). Other Configurations The dye-sensitized solar cell element module of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described configurations, and a necessary configuration can be appropriately selected and added. As such a configuration, a transparent resin film or metal that is disposed on the first electrode base and the second electrode base of the dye-sensitized solar cell element module and packages the dye-sensitized solar cell element module A laminate form can be mentioned.
ＩＶ．色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法
本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法としては、上述した色素増感型太陽電池素子モジュールを製造することが可能な方法であれば特に限定されないが、例えば以下に説明する製造方法を好適に用いることができる。
IV. Method for Producing Dye-Sensitized Solar Cell Element Module As a method for producing the dye-sensitized solar cell element module of the present invention, any method that can produce the above-described dye-sensitized solar cell element module can be used. Although not limited, the manufacturing method demonstrated below can be used suitably, for example.
本発明において好適に用いられる上記色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法は、第１基材上に複数の第１電極層を形成することにより第１電極基材を形成する第１電極基材形成工程と、複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する第２電極基材用基板準備工程と、上記第１電極層または上記第２電極層のいずれか一方の表面上に、多孔質層を形成する多孔質層形成工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側に固体電解質層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記固体電解質層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う固体電解質層形成工程と、上記第２電極基材用基板を切断することにより、上記複数の第２電極基材を形成する切断工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側と上記第２電極基材の上記第２電極層側とを対向させ、上記固体電解質層を界面として密着させることにより上記第１電極基材および上記第２電極基材を貼合する貼合工程と、１つの上記色素増感型太陽電池素子の上記第１電極層と、上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の上記色素増感型太陽電池素子の上記第２電極層とを電気的に接続する接続工程とを有する製造方法である。 In the method for producing the dye-sensitized solar cell element module preferably used in the present invention, the first electrode base on which the first electrode base material is formed by forming a plurality of first electrode layers on the first base material. A material forming step, a second electrode substrate substrate preparing step for preparing a single second electrode substrate substrate capable of cutting out a plurality of second electrode substrates, and the first electrode layer or the first electrode layer. A porous layer forming step of forming a porous layer on the surface of either one of the two electrode layers, a step of forming a solid electrolyte layer on the first electrode layer side of the first electrode substrate, or the first Cutting the solid electrolyte layer forming step of performing any one of the steps of continuously forming the solid electrolyte layer on the second electrode layer side of the two-electrode substrate, and cutting the second electrode substrate. Cutting step of forming the plurality of second electrode base materials, and the first The first electrode base and the second electrode base are made to face each other by facing the first electrode layer side of the polar base material and the second electrode layer side of the second electrode base material, and making the solid electrolyte layer adhere as an interface. A bonding step of bonding an electrode substrate, the first electrode layer of one of the dye-sensitized solar cell elements, and the other dye-sensitized type adjacent to the one dye-sensitized solar cell element And a connecting step of electrically connecting the second electrode layer of the solar cell element.
ここで、上述の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法について図を用いて説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）、図１２（ａ）〜（ｅ）は、上述の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法の一例を示す工程図であり、図１（ａ）、（ｂ）に示す色素増感型太陽電池素子モジュールを製造する例について示す図である。 Here, the manufacturing method of the above-mentioned dye-sensitized solar cell module will be described with reference to the drawings. 11 (a) to 11 (d) and FIGS. 12 (a) to 12 (e) are process diagrams showing an example of a method for producing the above-described dye-sensitized solar cell module, and FIGS. It is a figure shown about the example which manufactures the dye-sensitized solar cell element module shown to b).
まず、上記第１電極基材形成工程について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１電極基材形成工程においては、第１基材１１上に連続的に第１電極層１２を形成する。また、第1電極基材形成工程においては、触媒層５を形成してもよい。この場合、第１電極層１２上に連続的に触媒層５を形成して積層させる。なお、図１１（ａ）では、第１電極層および触媒層５が連続的に形成された第１基材の一例を上面から示しており、図１１（ｂ）では、図１１（ａ）のＥ−Ｅ線断面を示している。
次に、図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１電極層１２および触媒層５をエッチング処理等により所定のパターンにパターニングすることで、１枚の第１基材１１上に、パターン状に形成された複数の第１電極層１２および触媒層５を有する第１電極基材１０を形成する。図１１（ｃ）においては、第１電極層１２および触媒層５が、ストライプ状に形成され、かつ各々の第１電極層１２および触媒層５がストライプの短辺の端部を含む接続部分ａを有するように形成される例について示している。
なお、図１１（ｃ）では、上記第１電極基材形成工程により形成された第１電極基材の一例を上面から示しており、図１１（ｄ）では、図１１（ｃ）のＥ’−Ｅ’線断面を示している。
First, the said 1st electrode base material formation process is demonstrated. As shown in FIGS. 11A and 11B, in the first electrode base material forming step, the
Next, as shown in FIGS. 11 (c) and 11 (d), the
In addition, in FIG.11 (c), an example of the 1st electrode base material formed by the said 1st electrode base material formation process is shown from the upper surface, FIG.11 (d) shows E 'of FIG.11 (c). -E 'line cross section is shown.
なお、図示はしないが、上記第１電極基材形成工程においては、金属マスク等を用いた蒸着法等により、第１基材上に第１電極層を直接パターン状に形成してもよい。 Although not shown, in the first electrode substrate forming step, the first electrode layer may be directly formed in a pattern on the first substrate by vapor deposition using a metal mask or the like.
次に、上記第２電極基材用基板準備工程、および多孔質層形成工程について説明する。図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第２電極基材用基板準備工程においては、第２電極層２２を有する第２電極基材用基板２０’を準備する。次に、多孔質層形成工程においては、第２電極層２２上に多孔質層３を連続的に形成する。なお、後述する接続工程で、隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層と第２電極層とを色素増感型太陽電池素子モジュールの内部で電気的に接続させる場合は、第２電極基材用基板２０’から切り出される第２電極基材２０において第２電極層２２の接続部分ｂ（図１２（ｅ）参照）となる部分ｂ’以外の部分に多孔質層３を連続的に形成することが好ましい。
なお、図１２（ａ）では、上記多孔質層形成工程により多孔質層３が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１２（ｂ）では、図１２（ａ）のＦ−Ｆ線断面を示している。
Next, the second electrode substrate substrate preparation step and the porous layer forming step will be described. As shown in FIGS. 12A and 12B, in the second electrode substrate substrate preparation step, a second
FIG. 12A shows an example of the
なお、図示はしないが、上記多孔質層形成工程においては、第１電極層上に多孔質層を形成してもよい。 Although not shown, in the porous layer forming step, a porous layer may be formed on the first electrode layer.
次に、上記固体電解質層形成工程について説明する。
図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、上記固体電解質層形成工程においては、上述した第２電極基材用基板２０’の多孔質層３上に、酸化還元対を含む固体電解質層４を連続的に形成する。
なお、図１２（ｃ）では、固体電解質層４が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１２（ｄ）では、図１２（ｃ）のＦ’−Ｆ’線断面を示している。
Next, the solid electrolyte layer forming step will be described.
As shown in FIGS. 12C and 12D, in the solid electrolyte layer forming step, the solid electrolyte layer containing a redox pair is formed on the
In FIG. 12C, an example of the
次に、上記切断工程について説明する。
図１２（ｅ）に示すように、上記切断工程においては、第２電極基材用基板２０’を所望の形状に切断することにより、第２電極基材２０を形成する。図１２（ｅ）においては、色素増感型太陽電池素子モジュールとした際に、隣接する第２電極基材２０同士が接触しない形状となり、かつ第２電極基材２０上に形成された固体電解質層４の幅が、図１１（ｃ）に示す第１電極層１２の幅よりも大きくなるように第２電極基材２０が形成される例について示している。
Next, the cutting process will be described.
As shown in FIG. 12E, in the cutting step, the
次に、上記貼合工程および接続工程について説明する。
上記貼合工程においては、図１１（ｃ）に示される第１電極基材１０の複数の第１電極層１２上に形成された触媒層５と、図１２（ｅ）に示される複数の第２電極基材２０の第２電極層２２上に形成された多孔質層とを対向させて、固体電解質層４を界面として密着させる。これにより、本工程においては図１（ａ）、（ｂ）に示される色素増感型太陽電池素子モジュール１００の構成を得ることができる。
また上記接続工程においては、例えば図１１（ｃ）に示される第１電極基材１０の複数の第１電極層１２上に形成された触媒層５と、図１２（ｅ）に示される複数の第２電極基材２０の第２電極層２２上に形成された多孔質層とを対向させて、固体電解質層４を界面として貼合する際に、第１電極層１２の各ストライプの短辺の端部を含む接続部分ａと第２電極層２２の短冊の短辺の端部を含む接続部分ｂとを直接接触させることにより、図１（ａ）に示すように、１つの色素増感型太陽電池素子１の第１電極層１２と、上記１つの色素増感型太陽電池素子１に隣接する他の色素増感型太陽電池素子１の第２電極層２２とを電気的に接続することができる。
Next, the said bonding process and connection process are demonstrated.
In the said bonding process, the
In the connecting step, for example, the
なお、隣接する色素増感型太陽電池素子の第１電極層と第２電極層とを色素増感型太陽電池素子モジュールの内部で接続させる場合は、上述した貼合工程および接続工程を同時に行うことができる。 In addition, when connecting the 1st electrode layer and 2nd electrode layer of an adjacent dye-sensitized solar cell element inside a dye-sensitized solar cell element module, the bonding process and connection process which were mentioned above are performed simultaneously. be able to.
また、図１３（ａ）、（ｂ）は本発明に好適に用いられる色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法の他の例を示す工程図であり、図２（ａ）、（ｂ）に示される色素増感型太陽電池素子モジュールを製造する例について示している。なお、上記第１電極基材形成工程については図１１（ａ）〜（ｄ）と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。 FIGS. 13A and 13B are process diagrams showing another example of a method for producing a dye-sensitized solar cell module suitably used in the present invention, and FIGS. 2A and 2B. The example which manufactures the dye-sensitized solar cell element module shown by FIG. The first electrode base material forming step can be the same as that shown in FIGS. 11A to 11D, and the description thereof is omitted here.
上記固体電解質層形成工程について説明する。上記固体電解質層形成工程においては、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１電極基材１０の第１電極層側に固体電解質層４を第１電極層１２のパターンに対応するパターンで形成する。なお、図示はしないが、固体電解質層を第１電極層を覆うように第１電極基材の第１電極層側に連続して形成してもよい。なお、図１３（ａ）では、固体電解質層４が形成された第１電極基材の一例を上面から示しており、図１３（ｂ）では、図１３（ａ）のＧ−Ｇ線断面を示している。
The solid electrolyte layer forming step will be described. In the solid electrolyte layer forming step, the
次に、上記第２電極基材準備工程および多孔質層形成工程について説明する。上記第２電極基材用基板準備工程においては、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極層２２を有する第２電極基材用基板２０’を準備し、次いで上記多孔質層形成工程において、第２電極基材用基板２０’上に多孔質層３を形成する。なお、図１４（ａ）、（ｂ）については、図１２（ａ）、（ｂ）と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
Next, the second electrode substrate preparation step and the porous layer forming step will be described. In the second electrode substrate substrate preparation step, as shown in FIGS. 14A and 14B, a second
次に切断工程について説明する。切断工程においては、図１４（ｃ）に示すように、第２電極基材用基板を切断することにより、第２電極基材２０を形成する。
Next, the cutting process will be described. In the cutting step, as shown in FIG. 14C, the
次に、本発明における貼合工程および接続工程について説明する。
貼合工程においては、図１３（ｂ）に示される第１電極基材１０の複数の第１電極層１２上に形成された触媒層５と、図１４（ｃ）に示される複数の第２電極基材２０の第２電極層２２上に形成された多孔質層３とを対向させて、固体電解質層４を界面として密着させる。これにより、本工程においては図２（ａ）、（ｂ）に示される色素増感型太陽電池素子モジュール１００の構成を得ることができる。
また接続工程においては、上述した工程と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
Next, the bonding process and the connection process in the present invention will be described.
In the bonding step, the
Moreover, since it can be set as the process mentioned above in the connection process, description here is abbreviate | omitted.
以下、各工程について説明する。 Hereinafter, each step will be described.
第１電極基材形成工程
第１電極基材形成工程は、第１基材上に複数の第１電極層を形成することにより第１電極基材を形成する工程である。
First electrode base material forming step The first electrode base material forming step is a step of forming the first electrode base material by forming a plurality of first electrode layers on the first base material.
本工程に用いられる第１基材の形態としては、所望の色素増感型太陽電池素子モジュールを得ることが可能な形態であれば特に限定されるものではないが、なかでもロール状に巻き取られたフレキシブル性を有する長尺状の基材であることがより好ましい。第１基材が上述の形態であることにより、本工程や、後述する多孔質層形成工程や固体電解質層形成工程において、第１電極基材側に多孔質層や、固体電解質層を形成する工程を、ロール・トゥ・ロール（Ｒ ｔｏ Ｒ）プロセスで行うことが可能となるため、製造効率高く製造を行うことが可能となるからである。 The form of the first substrate used in this step is not particularly limited as long as a desired dye-sensitized solar cell element module can be obtained. It is more preferable that it is a long base material having flexibility. When the first base material is in the above-described form, a porous layer or a solid electrolyte layer is formed on the first electrode base material side in this step, a porous layer forming step or a solid electrolyte layer forming step described later. This is because the process can be performed by a roll-to-roll (R to R) process, so that the production can be performed with high production efficiency.
本工程に用いられる第１基材、第１電極層の材料、第１電極層の形成方法、および形成される第１電極基材については、上述した「ＩＩＩ．色素増感型太陽電池素子モジュールの構成」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 About the 1st base material used for this process, the material of the 1st electrode layer, the formation method of the 1st electrode layer, and the 1st electrode base material formed, "III. Dye-sensitized solar cell element module mentioned above" Since it can be the same as that described in the section of “No.”, description thereof is omitted here.
２．第２電極基材用基板準備工程
上記第２電極基材用基板準備工程は、複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する工程である。
2. Second electrode base material substrate preparation step The second electrode base material substrate preparation step is a step of preparing one second electrode base material substrate capable of cutting out a plurality of second electrode base materials. .
本工程において準備される第２電極基材用基板の形態としては、所望の色素増感型太陽電池素子モジュールを得ることが可能な形態であれば特に限定されるものではないが、なかでもロール状に巻き取られたフレキシブル性を有する長尺状の基材であることがより好ましい。第２電極基材用基板が上述の形態であることにより、後述する多孔質層形成工程や、固体電解質層形成工程において、第１電極基材側に多孔質層や固体電解質層を形成する工程を、Ｒ ｔｏ Ｒプロセスで行うことが可能となるため、製造効率高く製造を行うことが可能となるからである。 The form of the substrate for the second electrode base material prepared in this step is not particularly limited as long as it can obtain a desired dye-sensitized solar cell element module. It is more preferable that it is a long base material having flexibility that is wound into a shape. The step of forming the porous layer or the solid electrolyte layer on the first electrode substrate side in the porous layer forming step or the solid electrolyte layer forming step described later, since the second electrode substrate substrate is in the above-described form. This is because manufacturing can be performed with high manufacturing efficiency.
本工程において準備される第２電極基材用基板は、具体的には上述した「ＩＩＩ．色素増感型太陽電池素子モジュールの構成」の項に記載した第２電極基材を切り出すことが可能な基板であれば、特に限定されず、第２電極基材用基板に用いられる材料、厚み等については上述の第２電極基材の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 Specifically, the substrate for the second electrode base material prepared in this step can cut out the second electrode base material described in the above-mentioned section “III. Configuration of dye-sensitized solar cell module”. As long as the substrate is not particularly limited, the material, thickness, etc. used for the substrate for the second electrode substrate can be the same as those described in the section of the second electrode substrate. The description in is omitted.
３．多孔質層形成工程
多孔質層形成工程は、上記第１電極層または上記第２電極層のいずれか一方の表面上に、多孔質層を形成する工程である。
3. Porous layer forming step The porous layer forming step is a step of forming a porous layer on the surface of either the first electrode layer or the second electrode layer.
本工程に用いられる多孔質層の材料、多孔質層の形成方法、および本工程により形成される多孔質層については、上述した「ＩＩＩ．色素増感型太陽電池素子モジュールの構成」の多孔質層の項に記載したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 Regarding the material of the porous layer used in this step, the method for forming the porous layer, and the porous layer formed in this step, the porous material described in “III. Configuration of dye-sensitized solar cell module” described above is used. Since it can be the same as that described in the section of the layer, description here is omitted.
なお、本工程においては、Ｒ ｔｏ Ｒプロセスを用いて多孔質層を形成することが好ましい。これにより、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを製造効率高く製造することが可能となる。 In this step, it is preferable to form the porous layer using an R to R process. Thereby, it becomes possible to manufacture the dye-sensitized solar cell element module of the present invention with high manufacturing efficiency.
４．固体電解質層形成工程
固体電解質層形成工程は、上記第１電極基材の上記第１電極層側に上記固体電解質層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記固体電解質層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う工程である。
4). Solid electrolyte layer forming step The solid electrolyte layer forming step is a step of forming the solid electrolyte layer on the first electrode layer side of the first electrode substrate, or the second electrode layer of the second electrode substrate. It is a step of performing any one of the steps of continuously forming the solid electrolyte layer on the side.
本工程に用いられる固体電解質層の材料としては、所望の固体電解質層を形成することができ、かつ後述する貼合工程において、固体電解質層を介して第１電極基材および第２電極基材を密着させて貼合することが可能となるものであれば特に限定されないが、酸化還元対と高分子化合物とを含有するものであることが好ましい。 As a material of the solid electrolyte layer used in this step, a desired solid electrolyte layer can be formed, and in the bonding step described later, the first electrode substrate and the second electrode substrate are interposed via the solid electrolyte layer. Although it will not specifically limit if it can stick together and it can adhere, It is preferable that it contains a redox pair and a high molecular compound.
本工程に用いられる固体電解質層の材料、固体電解質層の形成方法、および本工程により形成される固体電解質層については、上述した「ＩＩＩ．色素増感型太陽電池素子モジュールの構成」の固体電解質層の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 Regarding the material of the solid electrolyte layer used in this step, the method of forming the solid electrolyte layer, and the solid electrolyte layer formed in this step, the solid electrolyte of “III. Configuration of dye-sensitized solar cell module” described above is used. Since it can be the same as that described in the section of the layer, description here is omitted.
なお、本工程においては、Ｒ ｔｏ Ｒプロセスを用いて多孔質層を形成することが好ましい。これにより、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールを製造効率高く製造することが可能となる。 In this step, it is preferable to form the porous layer using an R to R process. Thereby, it becomes possible to manufacture the dye-sensitized solar cell element module of the present invention with high manufacturing efficiency.
５．切断工程
上記切断工程は、上記第２電極基材用基板を切断することにより、上記複数の第２電極基材を形成する工程である。
5. Cutting Step The cutting step is a step of forming the plurality of second electrode base materials by cutting the second electrode base material substrate.
本工程により形成される第２電極基材の形状としては、本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールにおいて、隣接する第２電極基材同士が接触しない形状であり、かつ第２電極層が第１電極基材の第１電極層のパターンに対応するパターンを有することが可能な形状であれば特に限定されず、上記色素増感型太陽電池素子モジュールの用途等により適宜選択して決定することができる。 As a shape of the 2nd electrode base material formed by this process, in the dye-sensitized solar cell element module of this invention, it is a shape where adjacent 2nd electrode base materials do not contact, and 2nd electrode layer is The shape is not particularly limited as long as it can have a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer of the first electrode base material, and is appropriately selected and determined depending on the use of the dye-sensitized solar cell module. be able to.
また、第２電極基材用基板上に上述した多孔質層や固体電解質層が形成されている場合は、通常、本工程により形成される第２電極基材が有する多孔質層や固体電解質層が上述した第１電極層のパターンに対応するパターンを有するように、第２電極基材用基板が切断される。 Moreover, when the porous layer and solid electrolyte layer mentioned above are formed on the 2nd electrode base-material board | substrate, the porous layer and solid electrolyte layer which the 2nd electrode base material formed by this process normally has The second electrode base material substrate is cut so as to have a pattern corresponding to the pattern of the first electrode layer described above.
本工程に用いられる第２電極基材用基板の切断方法としては、上記第２電極基材用基板から所望の形状を有する第２電極基材を切り出すことが可能な方法であれば特に限定されず、公知の方法とすることができる。 The method for cutting the second electrode base material substrate used in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of cutting out the second electrode base material having a desired shape from the second electrode base material substrate. First, a known method can be used.
６．貼合工程
上記貼合工程は、上記第１電極基材の上記第１電極層側と上記第２電極基材の上記第２電極層側とを対向させ、上記固体電解質層を界面として密着させることにより上記第１電極基材および上記第２電極基材を貼合する工程である。
6). Bonding step In the bonding step, the first electrode layer side of the first electrode substrate and the second electrode layer side of the second electrode substrate are opposed to each other, and the solid electrolyte layer is adhered as an interface. This is a step of bonding the first electrode substrate and the second electrode substrate.
また、本工程においては、第１電極層の端部の外側に上述した端領域を有するように、第１電極基材および第２電極基材が貼合する。 Moreover, in this process, a 1st electrode base material and a 2nd electrode base material are bonded so that it may have the edge area | region mentioned above outside the edge part of a 1st electrode layer.
なお、本工程においては、上述した第１電極基材の複数の第１電極層上に多孔質層が形成されている場合は、上記多孔質層と第２電極層とを対向させて、固体電解質層を界面として密着させる。一方、上述した第２電極基材の第２電極層上に多孔質層が形成されている場合は、上記第１電極層と上記多孔質層とを対向させて、固体電解質層を界面として密着させる。
また、多孔質層が形成されていない側の電極層上に触媒層が形成されている場合は、多孔質層と触媒層とを対向させて固体電解質層を界面として密着させる。
In this step, when a porous layer is formed on the plurality of first electrode layers of the first electrode base material described above, the porous layer and the second electrode layer are opposed to each other to form a solid The electrolyte layer is adhered as an interface. On the other hand, when the porous layer is formed on the second electrode layer of the second electrode substrate described above, the first electrode layer and the porous layer are opposed to each other, and the solid electrolyte layer is used as an interface. Let
Further, when the catalyst layer is formed on the electrode layer on the side where the porous layer is not formed, the porous layer and the catalyst layer are opposed to each other, and the solid electrolyte layer is adhered as an interface.
本工程に用いられる貼合方法は、上記固体電解質層を界面として上記第１電極層および多孔質層を良好に密着させることが可能な貼合方法であれば特に限定されるものではないが、ロールラミネート法や真空ラミネート法を用いることが好ましい。密着面に空気が入らないように貼合することが容易であるからである。 The bonding method used in this step is not particularly limited as long as it is a bonding method capable of satisfactorily bringing the first electrode layer and the porous layer into close contact with the solid electrolyte layer as an interface. It is preferable to use a roll laminating method or a vacuum laminating method. It is because it is easy to bond so that air may not enter into the contact surface.
７．接続工程
本発明における接続工程は、１つの上記色素増感型太陽電池素子の上記第１電極層と、上記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の上記色素増感型太陽電池素子の上記第２電極層とを電気的に接続する工程である。
7). Connection Step The connection step in the present invention includes the first electrode layer of one of the dye-sensitized solar cell elements and the other dye-sensitized solar cell element adjacent to the one dye-sensitized solar cell element. This is a step of electrically connecting the second electrode layer.
本工程における第１電極層および第２電極層の接続方法については、上述した「ＩＩＩ．色素増感型太陽電池素子モジュールの構成」の項で説明した方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 About the connection method of the 1st electrode layer and the 2nd electrode layer in this process, since it can be made to be the same as that of the method explained in the above-mentioned item of "III. Configuration of dye-sensitized solar cell module", here The description in is omitted.
８．その他の工程
上記色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法は、上述した各工程を有する製造方法であれば特に限定されず、必要な工程を適宜選択して追加することが可能である。
このような工程としては、例えば色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した後、色素増感型太陽電池素子モジュールの第１電極基材上および第２電極基材上に透明樹脂フィルムや金属ラミネートフィルムを配置してパッケージングする工程等を挙げることができる。
8). Other Steps The manufacturing method of the dye-sensitized solar cell element module is not particularly limited as long as it is a manufacturing method having the above-described steps, and necessary steps can be appropriately selected and added.
As such a process, for example, after preparing a dye-sensitized solar cell element module, a transparent resin film or a metal laminate is formed on the first electrode substrate and the second electrode substrate of the dye-sensitized solar cell element module. A process of arranging and packaging a film can be exemplified.
また、例えば、上述した各工程を行うことにより色素増感型太陽電池素子モジュールを複数個作製し、上記複数の色素増感型太陽電池素子モジュールを組み合わせることにより、さらに大型の色素増感型太陽電池素子モジュールを形成する工程を挙げることができる。 Further, for example, a plurality of dye-sensitized solar cell element modules are produced by performing the above-described steps, and a larger dye-sensitized solar cell is obtained by combining the plurality of dye-sensitized solar cell element modules. The process of forming a battery element module can be mentioned.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It falls within the technical scope of the invention.
以下、本発明について実施例、および比較例を挙げて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.
［実施例１］
＜第１電極基材の作製＞
第１基材としてＰＥＮフィルム上に第１電極層としてＩＴＯ膜が形成された透明導電フィルムを用意し、そのＩＴＯ膜上に、触媒層として白金を厚み１３Å（透過率７２％）で積層させた。上記積層体が形成されたＰＥＮフィルム上の、第１電極層と触媒層との積層体の一部をレーザースクライブにて除去し、絶縁部を形成し、上記積層体を図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、ストライプ状であり、かつストライプの短辺の端部を含む接続部分ａを有するように、パターニングした。絶縁部と絶縁部の間隔は長尺方向（図１５（ａ）においてｈで示される部分）に１００ｍｍ、短尺方向（図１５（ａ）においてｉで示される部分）に１２ｍｍとした。なお、図１５（ａ）は、実施例１において形成される１つの第１電極層の形状を説明する図である。
これにより、第１基材上に、パターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材（対向電極基材）を得た。
[Example 1]
<Preparation of first electrode substrate>
A transparent conductive film in which an ITO film was formed as a first electrode layer on a PEN film was prepared as a first substrate, and platinum was laminated as a catalyst layer on the ITO film with a thickness of 13 mm (transmittance 72%). . A part of the laminate of the first electrode layer and the catalyst layer on the PEN film on which the laminate is formed is removed by laser scribing to form an insulating portion, and the laminate is shown in FIG. As shown in (b), patterning was performed so as to have a connection portion a that is in the form of a stripe and includes an end portion on the short side of the stripe. The interval between the insulating portions was 100 mm in the long direction (portion indicated by h in FIG. 15A) and 12 mm in the short length direction (portion indicated by i in FIG. 15A). FIG. 15A is a view for explaining the shape of one first electrode layer formed in the first embodiment.
Thereby, the 1st electrode base material (counter electrode base material) which has the some 1st electrode layer formed in pattern shape on the 1st base material was obtained.
＜多孔質層形成用インキの調製＞
多孔質酸化チタン微粒子（日本エアロジル社製、商品名：Ｐ２５）５ｇをエタノール１６．７ｇに投入し、さらにアセチルアセトン０．２５ｇ、及びジルコニアビーズ（φ１．０ｍｍ）２０ｇを添加した混合液を、ペイントシェーカーにより攪拌し、さらにバインダーとしてポリビニルピロリドン（日本触媒社製、商品名：Ｋ−３０）を０．２５ｇ添加して多孔質層形成用のインキを調製した。
<Preparation of ink for forming porous layer>
5 g of porous titanium oxide fine particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name: P25) were added to 16.7 g of ethanol, and 0.25 g of acetylacetone and 20 g of zirconia beads (φ1.0 mm) were added to a paint shaker. And 0.25 g of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: K-30) was added as a binder to prepare an ink for forming a porous layer.
＜多孔質層の形成＞
上記作製した多孔質層形成用インキを、第２電極基材用基板であるチタン箔上にドクターブレード法により１０ｃｍ幅の面積で塗布し、その後、１２０℃で乾燥させることで、多数の酸化チタン微粒子を含む膜厚９μｍの多孔質層形成用層を形成した。多孔質層形成用層の周囲には、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔質形成用インキが塗工されず、チタン箔のみが存在している未塗工部（第２電極基材用基板２０’の接続部分ｂ）を設けた。
その多孔質層形成用層にプレス機で０．１ｔ／ｃｍ２の圧力を加えた。プレス後、５００℃で３０分間焼成した。
<Formation of porous layer>
The produced porous layer forming ink is applied on a titanium foil which is a substrate for the second electrode base material in a 10 cm wide area by a doctor blade method, and then dried at 120 ° C. A porous layer forming layer containing fine particles and having a thickness of 9 μm was formed. As shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the porous layer forming layer is not coated with the porous forming ink, and only the titanium foil is present (the first coated portion) A connecting portion b) of the two-
A pressure of 0.1 t / cm 2 was applied to the porous layer forming layer with a press. After pressing, it was baked at 500 ° C. for 30 minutes.
＜色素の吸着＞
次に、色素増感剤として有機色素（三菱製紙社製、商品名：Ｄ３５８）を、濃度が３．０×１０−４ｍｏｌ／ｌとなるようにアセトニトリル及びｔｅｒｔ−ブチルアルコールの体積比１：１溶液に溶解させて色素増感剤担持用塗工液を調製した。この色素増感剤担持用塗工液に対し、上述のチタン箔上に形成した多孔質層形成用層を３時間浸漬させた。その後、色素担持用塗工液から引き上げ、酸化チタン微粒子に付着した色素担持用塗工液をアセトニトリルにより洗浄後、風乾した。これにより、酸化チタン微粒子の細孔表面に増感色素を担持させて多孔質層を形成した。
<Dye adsorption>
Next, an organic dye (trade name: D358, manufactured by Mitsubishi Paper Industries Co., Ltd.) is used as a dye sensitizer, and the volume ratio of acetonitrile and tert-butyl alcohol is 1: 3 so that the concentration is 3.0 × 10 −4 mol / l. A dye sensitizer carrying coating solution was prepared by dissolving in 1 solution. The porous layer forming layer formed on the titanium foil was immersed in this dye sensitizer carrying coating solution for 3 hours. Thereafter, the pigment-carrying coating solution was pulled up from the pigment-carrying coating solution, washed with acetonitrile, and then air-dried. Thereby, the sensitizing dye was supported on the pore surfaces of the titanium oxide fine particles to form a porous layer.
＜電解質層形成用塗工液の調製＞
カチオン性ヒドロキシセルロース（ダイセル化学社製、商品名：ジェルナーＱＨ２００）０．１４ｇをエタノール２．７２ｇに溶解させた溶液に、ヨウ化カリウムを０．０４３ｇ加え、攪拌して溶解させた。次いで、その溶液に１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート（ＥＭＩｍ−Ｂ（ＣＮ）４）０．１８ｇ、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド（ＰＭＩｍ−Ｉ）０．５ｇ、及びＩ２を０．０２５ｇ加えて、撹拌して溶解させた。これにより、コーティング可能な電解質層形成用塗工液を調製した。
<Preparation of electrolyte layer forming coating solution>
0.043 g of potassium iodide was added to a solution prepared by dissolving 0.14 g of cationic hydroxycellulose (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name: Gelner QH200) in 2.72 g of ethanol, and the mixture was dissolved by stirring. Next, 0.18 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate (EMIm-B (CN) 4), 0.5 g of 1-propyl-3-methylimidazolium iodide (PMIm-I), And 0.025 g of I 2 was added and dissolved by stirring. This prepared the coating liquid for electrolyte layer formation which can be coated.
＜固体電解質層の形成＞
上述の多孔質層（１０ｃｍ幅）上に、電解質層形成用塗工液をドクターブレード法により塗布し、１００℃で乾燥して電解質層を形成した。
<Formation of solid electrolyte layer>
On the porous layer (10 cm width), an electrolyte layer forming coating solution was applied by a doctor blade method and dried at 100 ° C. to form an electrolyte layer.
＜電解質層付き電極の切断＞
電解質層付き基板を図１２（ｅ）に示すように、短冊状であり、かつ第２電極層２２の短冊の短辺を端部を含む接続部分ｂを有するように、切断した。なお、短冊の幅（図１５（ｂ）においてｊで示される幅）は１０ｍｍとした。
これにより、第２電極基材（導電基材）を得た。
なお、図１５（ｂ）は、実施例１において形成される１つの第２電極基材の形状を説明する図である。
<Cutting of electrode with electrolyte layer>
As shown in FIG. 12 (e), the substrate with the electrolyte layer was strip-shaped, and the short side of the strip of the
This obtained the 2nd electrode base material (conductive base material).
In addition, FIG.15 (b) is a figure explaining the shape of one 2nd electrode base material formed in Example 1. FIG.
＜色素増感太陽電池モジュールの作製＞
図１５（ｃ）に示すように、短冊上に切り出した第２電極基材２０のうち、接続部分ｂに導電性接着剤を形成した後、導電性接着剤が隣接する第１電極層の接続部分ａと接続するように、第１電極基材と、第２電極基材２０の貼り合わせを行い、色素増感型太陽電池素子モジュール１００を作製した。
なお、図１５（ｃ）は、実施例１において作製される色素増感型太陽電池素子モジュールの例を示す概略図である。
<Preparation of dye-sensitized solar cell module>
As shown in FIG.15 (c), after forming a conductive adhesive in the connection part b among the 2nd
In addition, FIG.15 (c) is schematic which shows the example of the dye-sensitized solar cell element module produced in Example 1. FIG.
＜封止＞
作製したモジュールを充填材で挟み、１５０℃でラミネートすることにより、封止した。
<Sealing>
The prepared module was sandwiched between fillers and laminated at 150 ° C. to be sealed.
［実施例２］
電解質層形成用塗工液を第１電極基材の第１電極層側にドクターブレード法を用いて連続的に塗布することにより、固体電解質層を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。
[Example 2]
Except that the solid electrolyte layer was formed by continuously applying the coating liquid for forming the electrolyte layer to the first electrode layer side of the first electrode substrate using the doctor blade method, the same as in Example 1. A dye-sensitized solar cell module was produced.
［実施例３］
第１電極基材の第１電極層が形成されていない部分にマスクを配置し、電解質層形成用塗工液を第１電極基材の第１電極層側にドクターブレード法を用いて塗布することにより、パターン状に形成された第１電極層の幅と同一の幅となるように固体電解質層を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。
[Example 3]
A mask is disposed in a portion of the first electrode base material where the first electrode layer is not formed, and an electrolyte layer forming coating solution is applied to the first electrode layer side of the first electrode base material using a doctor blade method. Thus, a dye-sensitized solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the solid electrolyte layer was formed to have the same width as that of the first electrode layer formed in a pattern. .
［実施例４］
第１電極基材の第１電極層が形成されていない部分が第1電極層の端部から０．５ｍｍ露出するようにマスクを配置し、電解質層形成用塗工液を第１電極基材の第１電極層側にドクターブレード法を用いて塗布することにより、パターン状に形成された第１電極層の幅よりも端部から０．５ｍｍ幅広くなるように固体電解質層を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。
[Example 4]
A mask is arranged so that a portion of the first electrode substrate where the first electrode layer is not formed is exposed 0.5 mm from the end of the first electrode layer, and the electrolyte layer forming coating solution is used as the first electrode substrate. Other than having formed the solid electrolyte layer so that it is 0.5 mm wider from the end than the width of the first electrode layer formed in a pattern by applying to the first electrode layer side using a doctor blade method Prepared a dye-sensitized solar cell module in the same manner as in Example 1.
［比較例］
第１電極基材の第１電極層の一部および第１電極層が形成されていない部分にマスクを配置し、電解質層形成用塗工液を第１電極基材の第１電極層側にドクターブレード法を用いて塗布することにより、パターン状に形成された第１電極層の幅よりも固体電解質層の幅が小さくなるように固体電解質層を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。なお、比較例の色素増感型太陽電池素子モジュールは、色素増感型太陽電池素子の固体電解質層の大きさが多孔質層の大きさよりも小さくなるように固体電解質層が形成されているものである。
[Comparative example]
A mask is disposed on a portion of the first electrode layer of the first electrode base material and a portion where the first electrode layer is not formed, and the coating liquid for forming an electrolyte layer is placed on the first electrode layer side of the first electrode base material. Except that the solid electrolyte layer was formed so that the width of the solid electrolyte layer was smaller than the width of the first electrode layer formed in a pattern by applying using the doctor blade method, the same as in Example 1. Thus, a dye-sensitized solar cell element module was produced. The dye-sensitized solar cell module of the comparative example has a solid electrolyte layer formed so that the size of the solid electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell element is smaller than the size of the porous layer It is.
［評価］
作製した色素増感型太陽電池モジュールについて、擬似太陽光（ＡＭ１．５、入射光強度１００ｍＷ／ｃｍ２）を光源として、対向電極側から入射させ、ソースメジャーユニット（ケースレー２４００型）を用いて電圧印加による電流電圧特性を測定した。その結果、実施例１においては、短絡電流２３（ｍＡ）、開放電圧６．１（Ｖ）、曲線因子０．２４、最大出力３４ｍＷの特性を示し、蛍光灯(５００ｌｕｘ)を光源とした場合、短絡電流０．２５（ｍＡ）、開放電圧４．７（Ｖ）、曲線因子０．７０、最大出力０．８ｍＷの特性を得た。
[Evaluation]
About the produced dye-sensitized solar cell module, artificial sunlight (AM1.5, incident light intensity of 100 mW / cm 2 ) is used as a light source, is incident from the counter electrode side, and a voltage is measured using a source measure unit (Keutley 2400 type). The current-voltage characteristics by application were measured. As a result, in Example 1, when the short-circuit current 23 (mA), the open circuit voltage 6.1 (V), the fill factor 0.24, and the maximum output 34 mW are shown, and the fluorescent lamp (500 lux) is used as the light source, A short-circuit current of 0.25 (mA), an open-circuit voltage of 4.7 (V), a fill factor of 0.70, and a maximum output of 0.8 mW were obtained.
実施例２においては、短絡電流２３（ｍＡ）、開放電圧６．０（Ｖ）、曲線因子０．２５、最大出力３４ｍＷの特性を示し、蛍光灯(５００ｌｕｘ)を光源とした場合、短絡電流０．２５（ｍＡ）、開放電圧４．７（Ｖ）、曲線因子０．７０、最大出力０．８ｍＷの特性を得た。 In Example 2, the characteristics of a short circuit current 23 (mA), an open circuit voltage 6.0 (V), a fill factor 0.25, and a maximum output 34 mW are shown. When a fluorescent lamp (500 lux) is used as a light source, the short circuit current 0 The characteristics of .25 (mA), open circuit voltage 4.7 (V), fill factor 0.70, and maximum output 0.8 mW were obtained.
実施例３においては、短絡電流２０（ｍＡ）、開放電圧６．１（Ｖ）、曲線因子０．２０、最大出力２４ｍＷの特性を示し、蛍光灯(５００ｌｕｘ)を光源とした場合、短絡電流０．２１（ｍＡ）、開放電圧４．８（Ｖ）、曲線因子０．７０、最大出力０．７ｍＷの特性を得た。 In Example 3, the characteristics of a short circuit current of 20 (mA), an open circuit voltage of 6.1 (V), a fill factor of 0.20, and a maximum output of 24 mW are shown. When a fluorescent lamp (500 lux) is used as a light source, the short circuit current is 0. .21 (mA), an open circuit voltage of 4.8 (V), a fill factor of 0.70, and a maximum output of 0.7 mW were obtained.
実施例４においては、短絡電流２０（ｍＡ）、開放電圧６．１（Ｖ）、曲線因子０．２０、最大出力２４ｍＷの特性を示し、蛍光灯(５００ｌｕｘ)を光源とした場合、短絡電流０．２１（ｍＡ）、開放電圧４．８（Ｖ）、曲線因子０．７０、最大出力０．７ｍＷの特性を得た。 In Example 4, the characteristics of a short-circuit current of 20 (mA), an open-circuit voltage of 6.1 (V), a fill factor of 0.20, and a maximum output of 24 mW are shown. When a fluorescent lamp (500 lux) is used as a light source, the short-circuit current is 0. .21 (mA), an open circuit voltage of 4.8 (V), a fill factor of 0.70, and a maximum output of 0.7 mW were obtained.
また、実施例１〜４の色素増感型太陽電池素子モジュールを屈曲させたところ、各々の色素増感型太陽電池素子に内部短絡は発生しなかった。 Moreover, when the dye-sensitized solar cell element modules of Examples 1 to 4 were bent, no internal short circuit occurred in each of the dye-sensitized solar cell elements.
比較例１においては、モジュールを屈曲させることにより、色素増感型太陽電池素子の内部短絡が発生したため、電流電圧特性を測定することが困難であった。 In Comparative Example 1, since the internal short circuit of the dye-sensitized solar cell element occurred by bending the module, it was difficult to measure the current-voltage characteristics.
１ … 色素増感型太陽電池素子
３ … 多孔質層
４ … 固体電解質層
５ … 触媒層
１０ … 第１電極基材
１１ … 第１基材
１２ … 第１電極層
２０ … 第２電極基材
２０’ … 第２電極基材用基板
１００ … 色素増感型太陽電池素子モジュール
DESCRIPTION OF
Claims (1)
少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、
前記第１電極基材の前記第１電極層または前記第２電極基材の前記第２電極層のうち、いずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する複数の多孔質層、並びに、
前記第１電極基材の前記第１電極層または前記第２電極基材の前記第２電極層のうち、前記多孔質層が形成されていない方の電極層および前記多孔質層の間に形成され、酸化還元対を含有する複数の固体電解質層を有し、
前記第１電極層、前記第２電極層、前記多孔質層、および前記固体電解質層を有する色素増感型太陽電池素子が複数連結されて構成され、
１つの前記色素増感型太陽電池素子の前記第１電極層および前記１つの色素増感型太陽電池素子に隣接する他の前記色素増感型太陽電池素子の前記第２電極層が電気的に接続されている色素増感型太陽電池素子モジュールであって、
前記色素増感型太陽電池素子の前記多孔質層上全面に前記固体電解質層が形成され、かつ、前記固体電解質層の端部の位置と前記多孔質層の端部の位置とが一致するように、前記固体電解質層が形成されており、
前記色素増感型太陽電池素子の前記多孔質層の幅と、前記第２電極基材の前記第２電極層の幅とが同一となるとなるように、前記多孔質層が形成されており、
前記第１電極層のパターン形状は、ストライプ状である部分を有し、
前記第２電極基材の形状は、短冊状である部分を有し、
前記固体電解質層は、前記第２電極基材の形状が短冊状である部分では、幅方向の端部が露出していることを特徴とする色素増感型太陽電池素子モジュール。 A first electrode substrate having a first substrate and a plurality of first electrode layers formed in a pattern on the first substrate;
A plurality of second electrode substrates having at least a second electrode layer;
Metal oxide formed on any one of the first electrode layer of the first electrode base material or the second electrode layer of the second electrode base material and carrying a dye sensitizer. A plurality of porous layers containing organic semiconductor fine particles, and
Of the first electrode layer of the first electrode substrate or the second electrode layer of the second electrode substrate, formed between the electrode layer on which the porous layer is not formed and the porous layer A plurality of solid electrolyte layers containing redox couples,
A plurality of dye-sensitized solar cell elements each having the first electrode layer, the second electrode layer, the porous layer, and the solid electrolyte layer are connected,
The first electrode layer of one dye-sensitized solar cell element and the second electrode layer of another dye-sensitized solar cell element adjacent to the one dye-sensitized solar cell element are electrically connected A connected dye-sensitized solar cell module,
The solid electrolyte layer is formed on the entire surface of the porous layer of the dye-sensitized solar cell element, and the position of the end of the solid electrolyte layer and the position of the end of the porous layer are matched. In addition, the solid electrolyte layer is formed,
The porous layer is formed so that the width of the porous layer of the dye-sensitized solar cell element and the width of the second electrode layer of the second electrode substrate are the same ,
The pattern shape of the first electrode layer has a stripe-shaped portion,
The second electrode base material has a strip-shaped portion,
The solid electrolyte layer is a dye-sensitized solar cell module module , wherein an end in the width direction is exposed at a portion where the shape of the second electrode substrate is a strip shape .
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