JP6703574B2 - 電気モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

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本発明は電気モジュールおよびその製造方法に関する。

近年、クリーンな発電源として、光エネルギーを直接かつ即時に電力に変換することができ、二酸化炭素等の汚染物質を排出しない電気モジュールとして太陽電池が注目されている。

最近では、色素増感太陽電池をはじめとする太陽電池の実用化に向けて、ロール・ツー・ロール方式（以下、ＲｔｏＲ方式と記載する）を導入した連続生産が検討されている。
ＲｔｏＲ方式を導入した色素増感太陽電池の製造方法は、例えば、光電極支持体の面に光電極導電層を設け、光電極導電層の面の所定の領域に、増感色素を担持した無機半導体層と封止材と電荷移動体をそれぞれ設けて、光電極を作製する。これとは別に、対向電極支持体の面に対向電極導電層を設け、対向電極導電層の面に触媒層を設けて対向電極を作製する。その後、無機半導体層と触媒層とが対向するように、光電極と対向電極とを貼り合わせて、色素増感太陽電池を作製する。色素増感太陽電池の光電極と対向電極は、光電極導電層と対向電極導電層とが封止材を介して接合している。

例えば、特許文献１には、対向する光電極及び対向電極の所定の部分に超音波振動を付与し、光電極支持体と対向電極支持体とを融着して封止するととともに絶縁する方法が開示されている。

国際公開第２０１４／０３０７３６号

しかし、光電極と対向電極に超音波振動を付与して融着部を形成すると、色素増感太陽電池の動作不良が生じることがある。
本発明者等の知見によれば、超音波振動を付与すると、光電極と対向電極との融着部に近い領域で、封止材と光電極導電層との間、及び封止材と対向電極導電層との間に電解質が流出する現象（液漏れ）が発生する場合がある。液漏れが発生すると太陽電池の動作不良が生じやすい。
本発明は、光電極と対向電極との融着部に近い領域における液漏れを、良好に防止する電気モジュールおよびその製造方法を提供する。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］光電極、前記光電極と離間して対向する対向電極、前記光電極と前記対向電極との間に位置する電荷移動体、及び前記光電極と前記対向電極との間に位置して前記電荷移動体を封止する封止材を有する電気モジュールであって、
前記光電極は、光電極支持体、前記光電極支持体上に位置する光電極導電層を有し、
前記対向電極は、対向電極支持体、及び前記対向電極支持体上に位置する対向電極導電層を有し、
前記電荷移動体は、前記光電極と前記対向電極とを融着した融着部と、前記光電極と、前記対向電極と、前記封止材とで囲まれた領域Ｓに存在し、
前記領域Ｓにおける、前記光電極支持体の最大厚みをＴ１、前記対向電極支持体の最大厚みをＴ２とし、前記領域Ｓに隣接する前記融着部の最小厚みをＴ３とするとき、Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）で表される値が０．４〜１であることを特徴とする電気モジュール。
［２］前記電気モジュールが色素増感太陽電池であり、前記光電極が前記光電極導電層上に位置する無機半導体層を有し、前記無機半導体層が増感色素を担持している、［１］の電気モジュール。
［３］［１］又は［２］の電気モジュールを製造する、電気モジュールの製造方法であって、前記光電極の、前記対向電極側となる面に前記電荷移動体及び前記封止材を設け、前記光電極と前記対向電極とを貼り合わせ、前記Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）で表される値が０．４〜１となるように前記融着部を形成する、電気モジュールの製造方法。

本発明に係る電気モジュールによれば、光電極と対向電極との融着部に近い領域における液漏れを良好に防止できる。その結果、電気モジュールの動作不良を良好に防止できる。

本発明の一実施形態に係る電気モジュールの平面図である。 図１に示す（ｉｉ）−（ｉｉ）断面図である。 図１に示す（ｉｉｉ）−（ｉｉｉ）断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気モジュールの製造装置の概略図である。 図４に示す製造装置で用いられる融着部形成装置の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る電気モジュールの平面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る電気モジュールの実施の形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、便宜上、特徴となる部分を拡大して示しており、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更できる。

以下の説明においては、本発明に係る電気モジュールの一例として、ＲｔｏＲ方式を用いて製造されるフィルム型の色素増感太陽電池を挙げて説明する。ここで、本発明を適用した電気モジュールは、色素増感太陽電池に限定されず、二枚の電極同士を、封止材を介在させて貼り合わせたものであれば、色素増感太陽電池以外の電気モジュールも全て含むものである。

［電気モジュール（色素増感太陽電池）の構成］
図１〜図３に示すように、本発明を適用した本実施形態の色素増感太陽電池（電気モジュール）１は、光電極１０と、対向電極２０と、電荷移動体３０と、封止材４０と、導通材５０と、融着部６０を有する。光電極１０と対向電極２０とは離間して対向している。
電荷移動体３０は、光電極１０と対向電極２０の間に位置している。封止材４０及び融着部６０は、電荷移動体３０を封止している。電荷移動体３０は、光電極１０、対向電極２０、封止材４０、及び融着部６０で囲まれた領域Ｓに存在する。電荷移動体３０は、光電極１０及び対向電極２０の双方に接している。
導通材５０は、光電極１０と対向電極２０の間に位置している。電荷移動体３０と導通材５０の間に封止材４０が位置している。導通材５０は、光電極１０及び対向電極２０の双方に接している。

光電極１０は、光電極支持体１２と光電極導電層１４と無機半導体層１６とを有する。
光電極支持体１２の表面に平行な面内において、封止材４０が延長する方向をＤ２方向、Ｄ２方向に垂直な方向をＤ１方向とする。色素増感太陽電池１を平面視した図１において、電荷移動体３０を挟む２つの封止材４０は互いに平行であり、Ｄ２方向に平行である。

光電極導電層１４は、光電極支持体１２上に位置している。無機半導体層１６は、光電極導電層１４上に位置している。即ち、光電極支持体１２と光電極導電層１４と無機半導体層１６とは、この順で位置している。
無機半導体層１６は、電荷移動体３０に接している。無機半導体層１６は、光電極導電層１４の一部を覆っている。無機半導体層１６の外方で、光電極導電層１４の一部は、電荷移動体３０と接している。無機半導体層１６は増感色素を担持している。
なお、電荷移動体３０が存在する領域において、無機半導体層１６が光電極導電層１４の全面を覆っていてもよい。

光電極支持体１２の材質は、ＲｔｏＲ方式を用いた連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。
光電極支持体１２の材質として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリイミド等の透明の樹脂材料が挙げられる。

光電極導電層１４は、光電極支持体１２の対向電極２０側の面の全体にわたって成膜されている。
光電極導電層１４は、導電性を有すれば、特に制限されない。光電極導電層１４は、従来公知の色素増感太陽電池用の導電層である。光電極１０が光入射面を形成する場合、光電極導電層１４は光透過性を有する。即ち、光電極導電層１４としては、いわゆる透明導電層が好ましい。
光電極導電層１４の材質として、例えば、金、白金、銀、銅、クロム、タングステン、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニッケル、マンガン、亜鉛、鉄及びこれらの合金等の金属；フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／Ａｌ_２Ｏ_３混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物、ＣｕＩ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）等の導電性透明無機材料；導電性透明ポリマー等が挙げられる。これらの素材は、１種単独でもよいし、２種以上の組み合わせでもよい。
光電極導電層１４の厚みは、光電極導電層１４を構成する素材に応じて、適宜決定する。光電極導電層１４が金属の場合、光電極導電層１４の厚みは、１０〜５０ｎｍが好ましい。光電極導電層１４が導電性透明無機材料又は導電性透明ポリマーの場合、光電極導電層１４の厚みは、５０ｎｍ〜５００μｍが好ましい。
光電極導電層１４の厚みは、光電極支持体１２の面と直交する断面の画像における、任意の１０点の測定値の平均値である。

無機半導体層１６は、増感色素を吸着可能な半導体材料であればよい。半導体材料は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ガリウム等の酸化物、硫化スズ、硫化インジウム、硫化亜鉛、酸化第一銅、三酸化モリブデン、五酸価バナジウム、酸化タングステン等の酸化物、チオシアン酸銅（Ｉ）、ヨウ化銅、二硫化モリブデン、二セレン化モリブデン、硫化銅（Ｉ）等が挙げられる。
無機半導体層１６は、稠密層でもよく多孔質層でもよい。色素増感太陽電池１の光電変換効率のさらなる向上の点から、無機半導体層１６は、多孔質層が好ましい。
無機半導体層１６の厚みは、５００ｎｍ〜１００μｍが好ましい。無機半導体層１６の厚みは、光電極支持体１２の面と直交する断面の画像における、任意の１０点の測定値の平均値である。

増感色素は、有機色素又は金属錯体色素から構成される。有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、又はチオフェン系等の各種有機色素等が挙げられる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が挙げられる。

対向電極２０は、対向電極支持体２２と、対向電極導電層２４とを有する。対向電極導電層２４は、対向電極支持体２２上に位置している。
光電極１０と対向電極２０とは、無機半導体層１６と対向電極導電層２４とを向き合わせて、対向している。

対向電極支持体２２の材質は、光電極支持体１２と同様に、ＲｔｏＲ方式を用いた連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。対向電極支持体２２の材質としては、例えば、光電極支持体１２と同様の樹脂材料が挙げられる。

対向電極導電層２４の素材は、光電極導電層１４の素材と同様に、金属、導電性透明無機材料、導電性透明ポリマー等である。対向電極導電層２４と光電極導電層１４とは、同じでもよいし、異なってもよい。対向電極２０が光入射面を形成する場合、対向電極導電層２４は、光透過性を有する。この場合、対向電極導電層２４としては、いわゆる透明導電層が好ましい。
対向電極導電層２４の好ましい厚みは、光電極導電層１４の好ましい厚みと同様である。対向電極導電層２４の厚みは、光電極導電層１４の厚みと同じでもよいし、異なってもよい。

対向電極導電層２４上に触媒層２６が位置してもよい。触媒層２６は、対向電極導電層２４の光電極１０側の面に、互いに離間して複数設けられている。触媒層２６は、電荷移動体３０に接している。触媒層２６の外方で、対向電極導電層２４の一部は、電荷移動体３０と接している。
触媒層２６の材質としては、例えば、ＰＥＤＯＴ、プラチナ、ＩＴＯ、ポリアニリン、又はカーボン等が挙げられる。
触媒層２６の厚みは、２ｎｍ〜５００μｍが好ましい。触媒層２６の厚みは、光電極支持体１２の面と直交する断面の画像における、任意の１０点の測定値の平均値である。

電荷移動体３０は、電解液又はゲル電解質である。本実施形態の電荷移動体３０は、無機半導体層１６、光電極導電層１４、触媒層２６、及び対向電極導電層２４に接している。電荷移動体３０は、増感色素に電子を供給可能な酸化還元対を有する。
電解液は、分散媒（以下「電解液分散媒」ということがある）と、電解液分散媒に分散している酸化還元対とを有する。ゲル電解質は電解液をゲル状にしたものである。ゲル電解質の製造方法は、例えば、電解液にゲル化剤又は増粘剤を加えてゲル状又にする。ゲル電解質の電荷移動体３０は色素増感太陽電池１の耐久性を高めることができる。

電解液分散媒は、非水系溶剤、イオン液体等である。非水系溶剤は、アセトニトリル、プロピオニトリル等である。イオン液体は、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム、ヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等である。
酸化還元対は、支持電解質とハロゲン分子との組み合わせである。
支持電解質は、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等の金属ヨウ化物、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイド等のヨウ素塩等のヨウ化物；臭化ナトリウム、臭化カリウム等の金属臭化物、テトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイド、イミダゾリウムブロマイド等の臭素塩等の臭素化合物である。
ハロゲン分子は、ヨウ素分子、臭素分子等である。
支持電解質とハロゲン分子との組み合わせとしては、ヨウ化物とヨウ素分子との組み合わせ、臭素化合物と臭素分子との組み合わせが好ましい。

封止材４０は、光電極１０と対向電極２０との間に位置する。封止材４０の厚み方向の両端は、光電極１０及び対向電極２０にそれぞれ接合している。封止材４０は融着部６０とともに電荷移動体３０を封止する。
本実施形態において、封止材４０の厚み方向の両端は、光電極導電層１４及び対向電極導電層２４にそれぞれ接合している。
封止材４０は、電荷移動体３０を封止できればよく、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等、従来公知の封止材を使用できる。
封止材４０の厚みは、１０〜２００μｍが好ましい。封止材４０の厚みは、光電極支持体１２の面と直交する断面の画像における、任意の１０点の測定値の平均値である。

Ｄ１方向において隣り合う封止材４０の間に導通材５０が位置している。導通材５０は、光電極導電層１４及び対向電極導電層２４に接している。
導通材５０の材質としては、導通可能な素材であれば特に限定されず、例えば、公知の導電材、導電ペースト、又は導電性微粒子と接着剤の混合物等が挙げられる。
色素増感太陽電池１を所望のパターンで切り出す際に、導通材５０の切断が容易である点からは、導通材５０の材質として、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の接着剤に、適量の導電性微粒子を混合した導通ペーストが好ましい。導通材５０は、封止材４０と同様の材料からなるバインダーを含んでもよい。

色素増感太陽電池１を平面視した図１において、光電極導電層１４と対向電極導電層２４と封止材４０とが重なる領域には、帯状の第一絶縁部（絶縁部）４１又は第二絶縁部（絶縁部）４２が存在している。
第一絶縁部４１は、光電極導電層１４を貫通する切断部である。第一絶縁部４１は、光電極導電層１４を分断して電気的に絶縁している。
第二絶縁部４２は、対向電極導電層２４を貫通する切断部である。第二絶縁部４２は、対向電極導電層２４を分断して電気的に 絶縁している。
Ｄ１方向において、第一絶縁部４１と第二絶縁部４２は交互に存在している。

融着部６０は、光電極１０と対向電極２０に外力を加えて圧着した部分である。例えば、後述の図５に示すように、光電極１０と対向電極２０を貼り合わせた状態で、超音波振動を付与し、光電極支持体１２と対向電極支持体２２とを接合する。なお、図示していないが、融着部６０中に、光電極導電層１４、無機半導体層１６、対向電極導電層２４、触媒層２６等がわずかに残っている場合があるが、これらの層は超音波振動の作用で分断されており、融着部６０は、電気的に絶縁している。
融着部６０は、図１に示すように、Ｄ２方向において、所定の間隔で存在する。

図３に示すように、光電極１０、対向電極２０、封止材４０、及び融着部６０で囲まれた領域Ｓにおける、光電極支持体１２の最大厚みをＴ１、対向電極支持体２２の最大厚みをＴ２とし、領域Ｓに隣接する融着部６０の最小厚みをＴ３とするとき、Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）で表される比は０．４〜１である。
１個の色素増感太陽電池１に複数の融着部６０が存在する場合は、全部の融着部６０が上記Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）の範囲内にあることを意味する。
光電極支持体１２の最大厚みＴ１、対向電極支持体２２の最大厚みＴ２、及び融着部６０の最小厚みＴ３は、光電極支持体１２の面と直交する断面における測定値である。
Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）の値が０．４以上であると、融着部６０に近い領域における液漏れが生じ難く、１以下であると融着部の絶縁性に優れる。Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）の値は０．４以上１未満が好ましく、０．５〜０．９がより好ましく、０．６〜０．８がさらに好ましい。
Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）の値は、融着部６０の形成条件によって調整できる。例えば、融着時に、光電極１０及び対向電極２０に加える外力が大きくなると、Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）の値は小さくなる。

Ｔ１は、１０〜５００μｍが好ましく、５０〜１５０μｍがより好ましい。Ｔ２は、１０〜５００μｍが好ましく、５０〜１５０μｍがより好ましい。Ｔ１とＴ２は、同じでもよく、異なってもよい。Ｔ１、Ｔ２が上記範囲の下限値以上であると充分な製品強度が得られやすく、上限値以下であると製品を充分に薄型化できる。
Ｔ１及びＴ２は超音波振動の作用を受けていないため、電気モジュールを組み立てる前の、光電極支持体１２の厚み及び対向電極支持体２２の厚みと同じとみなすことができる。組み立て前の支持体等の厚みは、接触式のマイクロメータで測定でき、任意の１０点の厚みの測定値の平均値を採用する。

［電気モジュールの製造方法］
本実施形態の電気モジュールの製造方法は、図４に例示する製造装置１００を用いて、所定の方向Ｄ３に沿って連続的に搬送される光電極１０上に、封止材４０、導通材５０及び電荷移動体３０を設け、所定の方向Ｄ４に沿って連続的に搬送される対向電極２０を貼り合わせた後、融着部６０を形成して、図１〜図３に示す構成の色素増感太陽電池１を連続的に製造する方法である。

まず、図示略のＲｔｏＲ方式を採用した装置を用いて、光電極支持体１２を所定の方向に沿って連続的に搬送しながら、公知のスパッタリング法や印刷法等を用いて、光電極支持体１２の表面に光電極導電層１４を形成する。次いで、公知のエアロゾルデポジション法（Ａｅｒｏｓｏｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ：ＡＤ法）を用いて、光電極導電層１４の所定の位置に無機半導体層１６を形成する。次いで、公知の方法で、無機半導体層１６に増感色素を吸着させて光電極１０を得る。光電極１０を、無機半導体層１６を外側にした状態でロール状に巻き取る。
光電極導電層１４を形成した後、無機半導体層１６を形成する前の状態で、一旦ロール状に巻き取ってもよい。また、光電極１０を形成した後、巻き取らずに、次工程を行ってもよい。

これとは別に、図示略のＲｔｏＲ方式を採用した装置を用いて、対向電極支持体２２を所定の方向に沿って連続的に搬送しながら、公知のスパッタリング法や印刷法等を用いて、対向電極支持体２２の表面に対向電極導電層２４を形成する。次いで、公知のスパッタリング法や印刷法等を用いて、対向電極導電層２４の所定の位置に触媒層２６を形成して対向電極２０を得る。対向電極２０を、触媒層２６を内側にした状態でロール状に巻き取る。
対向電極導電層２４を形成した後、触媒層２６を形成する前の状態で、一旦ロール状に巻き取ってもよい。また、対向電極２０を形成した後、巻き取らずに、次工程を行ってもよい。

次いで、図４に示すように、製造装置１００にロール状の光電極１０及び対向電極２０を設置する。
光電極１０をＤ３方向に繰り出して搬送しながら、図示略の絶縁部形成装置を用いて、第一絶縁部４１を形成する。絶縁部形成装置としては、例えば、ダイカットロールを備えた加工装置、レーザー加工装置等が挙げられる。
次に、搬送中の光電極１０に、封止材塗布装置１０１を用いて封止材料を塗布し、未硬化の封止材４０を形成する。続いて、導通材塗布装置１０２を用いて導通材５０の材料を塗布し、導通材５０を形成する。続いて、電解液塗布装置１０３を用いて電解液を塗布し、電荷移動体３０を形成する。

一方、対向電極２０をＤ４方向に繰り出して搬送しながら、図示略の絶縁部形成装置を用いて、第二絶縁部４２を形成する。絶縁部形成装置は前記と同様である。

次に、一対の押圧ロール１１１、１１２の間に、電荷移動体３０を形成した光電極１０と、第二絶縁部４２を形成した対向電極２０とを、重ね合わせた状態で導入する。押圧ロール１１１、１１２は、これらの間を通過する光電極１０及び対向電極２０を互いに押圧する。
続いて、押圧ロール１１１、１１２を通過した直後に、図示略の硬化装置を用いて、未硬化の封止材４０を硬化させて、光電極１０と封止材４０とを貼り合わせるとともに、対向電極２０と封止材４０とを貼り合わせる。例えば、未硬化の封止材４０が光硬化性樹脂である場合、硬化装置としてＵＶランプを用いて紫外線を照射して封止材４０を硬化させる。このようにして光電極１０と対向電極２０を、封止材４０を介して貼り合わせる。

次に、図５に示すように、超音波振動を付与する超音波付与部１１５と、超音波付与部１１５に対向する台座１１６を備える融着部形成装置を用いて、所定の位置に融着部６０を形成する。
超音波付与部１１５の先端部１１５ａと、台座１１６の先端部１１６ａには、それぞれ複数の凹凸が形成されている。両者の凹凸は互いに噛み合う形状である。超音波付与部１１５と台座１１６の間の距離は可変である。
貼り合された対向電極２０と光電極１０に、超音波付与部１１５の先端部１１５ａと、台座１１６の先端部１１６ａをそれぞれ接触させて、超音波付与部１１５と台座１１６との距離を縮小する。このようにして超音波振動を付与しながら加圧すると、光電極支持体１２、対向電極支持体２２、及びこれらの間に存在する封止材４０等の構造物に、振動エネルギーが伝達されて摩擦熱が発生し、融点が低い構造物は溶融して流動する。また、前記構造物に金属のような剛体が存在する場合、該剛体は超音波振動によって破壊され、破壊された粒径が比較的小さければ拡散（移動）する。
その結果、光電極支持体１２と対向電極支持体２２との間に存在していた封止材４０等の構造物が、融着部６０に隣接する部分に押し出され、図３に示すように光電極支持体１２と対向電極支持体２２とが融着した融着部６０となる。

以上の工程で、図１〜図３に示す色素増感太陽電池１を製造できる。この後、長尺の色素増感太陽電池１を、１つの融着部６０を分断するように、融着部６０の長さ方向（Ｄ１方向）に沿って切断して、実際に使用される大きさの色素増感太陽電池を切り出してもよい。

［変形例］
図１に示す実施形態では、融着部６０をＤ１方向に平行（Ｄ２方向に垂直）に形成しているが、図６に例示する色素増感太陽電池２のように、融着部６１をＤ１方向に対して斜めに形成してもよい。色素増感太陽電池２を融着部６１に沿って切断すると、台形や平行四辺形の色素増感太陽電池が得られる。
図６において図１と同じ構成要素には同じ符号を付す。図６の例も図２に示す構造と同じ構造を有するが、一部の構成要素の図示を省略している。
融着部６１とＤ１方向との角度θは、融着部６１を形成する工程において、光電極１０及び対向電極２０の搬送方向（Ｄ２方向）と超音波付与部１１５との角度によって決まる。前記角度θは特に限定されず、所望の形状に応じて設定できる。例えば０〜４５°が好ましい。色素増感太陽電池２に存在する複数のθは互いに同じでもよく、異なってもよい。

以下に、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。

［実施例１〜４、比較例１、２］
以下に示す材料を用いて、上記実施形態に示した電気モジュールの製造方法の手順で、図１〜図３に示す色素増感太陽電池（電気モジュール）１を製造した。各例において、融着部の最小厚みＴ３が表１に示す値となるように超音波融着条件を調整した。具体的には超音波付与部の先端部と台座の先端部との距離を調整した。なお、液漏れを観察するために、電解液を着色した。
・光電極支持体及び対向電極支持体…ＰＥＴ。
・光電極導電層及び対向電極導電層…ＦＴＯ。
・無機半導体層…酸化チタンからなる多孔質層。
・増感色素…ルテニウム系色素
・触媒層…プラチナ
・電荷移動体…アセトニトリルに着色剤を添加した電解液。
・封止材…紫外線硬化型樹脂。
・導通材…積水化学工業製、ミクロパール（登録商標）ＡＵ−２５０。
光電極において、光電極支持体の厚み（Ｔ１）１２５μｍ、光電極導電層の厚み１００ｎｍ、無機半導体層の厚み１０μｍとした。
対向電極において、対向電極支持体の厚み（Ｔ２）１２５μｍ、対向電極導電層の厚み１００ｎｍ、触媒層の厚み１０ｎｍとした。
封止材の幅は２ｍｍ、封止材の厚みは５０μｍとした。

（液漏れ防止効果の評価）
各例において、得られた色素増感太陽電池の任意の１０個の融着部を目視で観察して、電解液が封止材側に流出する現象（液漏れ）の有無を調べた。下記の評価基準で液漏れ防止効果を評価した。結果を表１に示す。
［評価基準］
Ａ：液漏れした融着部がゼロ。
Ｂ：液漏れした融着部が１個または２個。
Ｃ：液漏れした融着部が３個または４個。
Ｄ：液漏れした融着部が５個以上。

（融着部の絶縁性の評価）
各例において、前記液漏れの有無を調べた１０個の融着部について、下記の方法で絶縁性試験をした。
［絶縁性試験の方法］
色素増感太陽電池を、１個の融着部を挟む両側の対向電極導電層が露出するように切断し、該両側の対向電極導電層にそれぞれテスター棒を当てて導通性を確認した。
テスターの表示が「オーバーロード」を示した場合は絶縁良好、「オーバーロード」以外を示した場合は絶縁不良と判定した。１０個の融着部について判定した結果に基づき、下記の評価基準で絶縁性を評価した。結果を表１に示す。
［評価基準］
Ａ：絶縁不良である融着部がゼロ。
Ｂ：絶縁不良である融着部が１個または２個。
Ｃ：絶縁不良である融着部が３個または４個。
Ｄ：絶縁不良である融着部が５個以上。

（剥離強度の評価）
各例において、前記液漏れの有無を調べた１０個の融着部について、光電極支持体と対向電極支持体との剥離強度を、Ｔ字剥離強度試験方法に基づき、Ｔ字型のピール試験機、電動スタンド（型番：ＭＸ２−５００Ｎ−Ｌ、製造販売元：株式会社イマダ）、デジタルフォースゲージ（型番：ＺＴＳ−１００Ｎ、製造販売元：株式会社イマダ）を用いて測定した。前記剥離強度が６Ｎ／１０ｍｍ以上であれば合格と判定した。耐久性の点では剥離強度が高い方が好ましい。
１０個の融着部の測定結果の平均値を表１に示す。

表１の結果に示されるように、Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４〜１である実施例１〜４は電解液の液漏れ防止効果が良好であった。
一方、Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４未満である比較例１は液漏れ防止効果に劣った。

１ 色素増感型太陽電池（電気モジュール）、１０ 光電極、１２ 光電極支持体、１４光電極導電層、２０ 対向電極、２２ 対向電極支持体、２４ 対向電極導電層、３０ 電荷移動体、４０ 封止材 ６０ 融着部

Claims (3)

1. 光電極、前記光電極と離間して対向する対向電極、前記光電極と前記対向電極との間に位置する電荷移動体、前記光電極と前記対向電極との間に位置して前記電荷移動体を封止する封止材、及び前記光電極と前記対向電極とを融着した融着部を有する電気モジュールであって、
   前記光電極は、光電極支持体、及び前記光電極支持体上に位置する光電極導電層を有し、
   前記対向電極は、対向電極支持体、及び前記対向電極支持体上に位置する対向電極導電層を有し、
   前記電荷移動体は、前記光電極と前記対向電極と前記封止材と前記融着部とで囲まれた領域Ｓに存在し、
   前記光電極支持体は樹脂材料からなり、前記対向電極支持体は樹脂材料からなり、前記電荷移動体は電解液であり、
   前記領域Ｓに隣接する前記融着部は、前記光電極と前記対向電極とが前記電荷移動体を介して対向する領域の一部において、前記光電極支持体と前記対向電極支持体とが超音波振動により接合した部位であり、
   前記領域Ｓにおける、前記光電極支持体の最大厚みをＴ１、前記対向電極支持体の最大厚みをＴ２とし、前記領域Ｓに隣接する前記融着部の最小厚みをＴ３とするとき、Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）で表される値が０．４〜１であることを特徴とする電気モジュール。
2. 前記電気モジュールが色素増感太陽電池であり、前記光電極が前記光電極導電層上に位置する無機半導体層を有し、前記無機半導体層が増感色素を担持している、請求項１に記載の電気モジュール。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気モジュールを製造する、電気モジュールの製造方法であって、
   前記光電極を搬送しながら、前記光電極の、前記対向電極側となる面に前記電荷移動体及び前記封止材を前記搬送方向と平行な帯状に設け、前記光電極と前記対向電極とを貼り合わせ、前記融着部を、前記搬送方向と交差する帯状となるように、かつ前記Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２）で表される値が０．４〜１となるように形成する、電気モジュールの製造方法。

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