光发电器件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及将2层W上有机光电转换模炔基板叠层并连接而成的光发电器件及其 制造方法。
【背景技术】
[0002] W往，作为将太阳能等光能转变为电能的光电转换模块，已知有使用太阳能电池 (电池单元)作为光电转换元件的光电转换模块。其中，作为太阳能电池，已被使用的是娃 (Si)系太阳能电池等。
[0003] 在此，作为近年来替代Si系太阳能电池等的太阳能电池，染料敏化太阳能电池、有 机薄膜太阳能电池运样的有机太阳能电池备受瞩目。
[0004] 其中，染料敏化太阳能电池相比于Si系太阳能电池等，可期待轻质化，且能够在宽 照度范围内稳定地发电、无需大型设备、能够使用较为廉价的材料制造，因此尤其受到瞩 目。
[0005] 该染料敏化太阳能电池通常具有如图1所示的由光电极10、电解质层20及对电极 30依次排列而成的结构。运样，当染料敏化太阳能电池的光电极10中的敏化染料受光而被 激发时，敏化染料的电子将被导出，而被导出的电子形成如下的机制:从光电极10流出后， 经由外部的电路40迁移至对电极30,进而迁移至电解质层20。
[0006] 需要说明的是，图1中，符号IOa为光电极基板、1化为多孔性半导体微粒层、IOc为 敏化染料层、IOd及30a为支承体、IOe及30c为导电膜、3化为催化剂层。
[0007] 然而，与Si系太阳能电池等相比，染料敏化太阳能电池的光电转换效率低、发电效 率不良。因此，已进行了将多个染料敏化太阳能电池相互连接来提高发电量的尝试。
[000引作为运样的技术，例如在专利文献1及2中，公开了将多个染料敏化太阳能电池叠 层、并将沿叠层方向邻接的染料敏化太阳能电池彼此相互电连接而成的垂直叠层型的染料 敏化太阳能电池组件。
[0009]现有技术文献 [0010] 专利文献
[0011] 专利文献1:日本特开2008-130547号公报
[0012] 专利文献2:日本特开2013-098005号公报
【发明内容】
[001引发明要解决的问题
[0014]但是，在专利文献1及2中公开的垂直叠层型的染料敏化太阳能电池组件中，作为 光电转换元件的染料敏化太阳能电池单元相互重叠，而由于该电池单元的透光率一般较 低，因此，光在通过一个电池单元后，无法充分抵达其他电池单元。因此，在该其他电池单元 中，无法进行充分的光电转换，在上述组件中，有助于光电转换的电池单元的有效面积变 小，因此在使发电量提高的运一方面上存在进一步改善的余地。
[0015] 本发明是为了解决上述问题而开发的技术，目的在于提供一种具有高发电量的光 发电器件。另外，本发明的其它目的在于提供运样的光发电器件的有效的制造方法。
[0016] 解决问题的方法
[0017] 于是，发明人等为了开发出具有高发电量的光发电器件而进行了深入研究。
[0018] 其结果，获得了下述见解:在将2层W上有机光电转换模炔基板叠层来提高发电量 时，通过将各有机光电转换模炔基板的面积的20~80%作为光电转换元件部、并W使透过 上部模炔基板而来的光被下侧的模炔基板捕获而实现光电转换的方式进行连接，可提高发 电量。
[0019] 旨P，本发明主要方案如下所述。
[0020] 1.-种光发电器件，其是将2层W上具备至少一个光电转换元件的有机光电转换 模炔基板叠层并连接而成的，
[0021] 上述有机光电转换模炔基板的面积的20~80%为上述光电转换元件部。
[0022] 2.上述1所述的光发电器件，其中，上述有机光电转换模炔基板还具备开口部，
[0023] 在沿叠层方向相互邻接的有机光电转换模炔基板间，位于叠层方向的一侧的有机 光电转换模炔基板的开口部的至少一部分和位于叠层方向的另一侧的有机光电转换模块 基板的光电转换元件部的至少一部分在叠层方向上重叠。
[0024] 3.光发电器件的制造方法，其包括在透明基材上形成2个W上的相互连接的有机 光电转换模炔基板单元之后，在邻接的单元间折叠而将两单元叠合的工序，上述单元具备 至少一个光电转换元件，并且，该单元的面积的20~80%为上述光电转换元件部。
[0025] 4.上述3所述的光发电器件的制造方法，其中，上述单元还具备开口部，邻接的各 单元W下述方式具备开口部和光电转换元件部:在邻接的单元间折叠而将两单元叠合时， 在沿叠层方向相互邻接的单元间，位于叠层方向的一侧的单元的开口部的至少一部分和位 于叠层方向的另一侧的单元的光电转换元件部的至少一部分在叠层方向上重叠。
[0026] 发明的效果
[0027] 根据本发明，可获得具有高发电量的光发电器件。
【附图说明】
[0028] [图1]示出了传统的染料敏化太阳能电池的一例的简略构成的图。
[0029] [图2]示出了本发明的光发电器件的例子的剖视图。
[0030] [图3]构成本发明的光发电器件的有机光电转换模炔基板的俯视图。
[0031] [图4]示出了本发明的光发电器件的制造方法的一例的工序图。
[0032] 符号说明
[0033] 10 光电极
[0034] IOa光电极基板
[0035] IOb多孔性半导体微粒层
[0036] IOc敏化染料层
[0037] IOd支承体 [003引 IOe导电膜 [0039] 20 电解质层
[0040] 30 对电极
[0041 ] 30a支承体
[0042] 30b催化剂层
[0043] 30c导电膜
[0044] 40 外部的电路
[0045] 50 光发电器件
[0046] 50a侧壁部
[0047] 60 有机光电转换模炔基板 [004引 60a基材
[0049] 6化光电转换元件
[(K)加]60c集电布线
[0051] 60d 开口部
【具体实施方式】
[0052] W下，对本发明进行具体说明。首先，针对本发明的光发电器件的结构等进行说 明。
[0化3] <光发电器件〉
[0054] 本发明的光发电器件是将2层W上的有机光电转换模炔基板叠层并进行电连接而 成的器件，所述有机光电转换模炔基板具备至少1个光电转换元件。
[0055] 图2中示出了显示本发明的光发电器件的例子的剖视图。如图2所示，本发明的光 发电器件中，作为有机光电转换模炔基板的叠层形态，通常，根据集电布线的位置不同而存 在巧巾方式。如图2所示，集电布线通常W仅连接于有机光电转换模炔基板的上下基材中的 一者的状态存在，但也可W连接于两基材，运种情况下，由集电布线的位置引起的差异消 失，有机光电转换模炔基板的叠层形态成为1种方式。
[0056] 需要说明的是，图2中，符号50为光发电器件、50a为侧壁部、60为有机光电转换模 炔基板、60a为基材、6化为光电转换元件、60c为集电布线、60d为开口部。
[0057] 如图2所示，通常，未配置光电转换元件的基板区域为开口部(包含集电布线部）。 开口部也可W为空腔，但通常优选为被如后所述的透明树脂密封。在运样的开口部，其透光 性比配置有光电转换元件的区域高，因此，在沿叠层方向相互邻接的有机光电转换模炔基 板间，优选W使位于叠层方向的一侧的有机光电转换模炔基板的开口部的至少一部分和位 于叠层方向的另一侧的有机光电转换模炔基板的光电转换元件的至少一部分在叠层方向 上相互重叠的方式叠层。
[00曰引由此，能够使所照射的光有效地到达下侧的模炔基板，从而能够提高有助于光电 转换的光电转换元件的有效面积、使发电量提高。
[0059]例如，在沿叠层方向相互邻接的有机光电转换模炔基板间，使得位于叠层方向的 一侧的有机光电转换模炔基板的开口部的至少一部分和位于叠层方向的另一侧的有机光 电转换模炔基板的光电转换元件的至少一部分在叠层方向上相互重叠，并使上部模炔基板 和其下侧的模炔基板中的光电转换元件彼此间的重复区域为其下侧的模炔基板中的光电 转换元件的面积的优选为0~50 %、更优选为0~30 %时，能够充分提高有助于光电转换的 光电转换元件的有效面积，从而可获得高发电量。特别是，在上部模炔基板和其下侧的模块 基板中的光电转换元件彼此间有部分重复的情况下，可W将从上部模炔基板的开口部斜着 入射的光利用下侧的模炔基板的光电转换元件加 W捕获，故优选。
[0060] 需要说明的是，在将3层有机光电转换模炔基板(从光照的方向起依次分别作为第 1层、第2层、第3层)叠层的情况下，在第1层与第2层的关系中，第1层为上部模炔基板、第2层 为下侧的模炔基板，在第2层与第3层的关系中，第2层为上部模炔基板、第3层为下侧的模块 基板。另外，对于4层W上有机光电转换模炔基板的情况而言也是同样的。
[0061] 运里，就有机光电转换模炔基板的叠层数而言，从发电量与制造成本的最优化的 观点出发，优选使其为2~5层左右。
[0062] 另外，就各有机光电转换模炔基板的间隔a(上部模炔基板与下侧的模炔基板之间 的距离、参见图2)而言，从利用下侧的模炔基板有效地摄入所入射的光的观点出发，优选设 为IOnm~5mm的范围、更优选设为IOOnm~3mm的范围。
[0063] W下，针对本发明的光发电器件中使用的有机光电转换模炔基板进行说明。
[0064] <有机光电转换模炔基板〉
[0065] 构成本发明的光发电器件的有机光电转换模炔基板具备至少一个光电转换元件。
[0066] 运样的有机光电转换模炔基板例如像图3所示那样，通过在作为支承体的基材上 并列设置多个光电转换元件、并将各光电转换元件利用集电布线W串联或并联的方式进行 相互电连接而构成(部分布线未图示）。并且，通常，未设置光电转换元件的基板区域成为开 口部(包含集电布线部）。
[0067] 作为上述基材，从提高有机光电转换模炔基板的光电转换元件、开口部的透光性 的观点出发，优选使用透明基材。作为运样的透明基材，可列举例如由