光电转换元件模块和建筑结构的制作方法

专利名称：光电转换元件模块和建筑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电转换元件模块和建筑结构，更具体地，涉及在壳体中容纳一个或多个光电转换元件的光电转换元件模块、以及使用光电转换元件模块的建筑结构。
背景技术：
过去已知的太阳能电池的类型有晶体太阳能电池、非晶太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、薄膜多晶体太阳能电池以及有机太阳能电池。近年来，关注具有低制造成本的染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池作为上述类型的太阳能电池的可能替代物。该电池具有光电转换活性物质层，其中半导体颗粒保持适合于吸收可见光的染料。太阳能电池可以使用由大量连接在一起的电池元件组成的电池元件模块，以用于更大的发电面积。作为这样的电池元件模块，例如，已知具有两片平板玻璃的电池元件模 块。密封剂片设置在每片平板玻璃的表面上。这些平板玻璃片的各自具有密封剂片的一侧布置成彼此相对。将电池元件防止在两个密封剂片之间，使电池元件层叠(例如，参见日本专利早期公开No. 2007-294869)。已知还有具有树脂衬底或树脂膜片的电池元件模块，树脂衬底或树脂膜片代替两片平板玻璃中的任一者或两者。

发明内容
但是，在具有层叠结构的电池元件中，施加在电池元件模块上的外力经过密封剂传播到电池元件，因此导致外力也被施加到电池元件上。与晶体太阳能电池不同，染料敏化太阳能电池通常是内部密封有电解溶液的结构。结果，施加在电池元件模块上的外力灰损坏电池元件模块中的染料敏化太阳能电池的密封结构。考虑到以上所述，期望提供损坏染料敏化太阳能电池的密封结构的可能性最小的光电转换元件模块和建筑结构。根据本发明的实施例，提供光电转换元件模块，其包括第一基体材料、第二基体材料、光电转换元件、固定层和覆盖部分。光电转换元件具有光入射侧和密封部分，并设置在第一基体材料和第二基体材料之间。固定层对光入射侧的主面和与光入射侧相反一侧的主面当中的一者、以及第一基体材料的主面和第二基体材料的主面当中与上述主面当中的一者相对的一者进行固定。覆盖部分覆盖密封部分。覆盖部分的杨氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。在本发明中，光电转换元件模块适合用于建筑结构中。此外，例如，光电转换元件模块适合用于具有光收集部分的建筑结构中。此外，光电转换元件模块适合用作诸如窗户材料(例如，窗户玻璃)和幕墙的构造件。作为窗户材料，优选的是环境友好的玻璃(例如，多层玻璃、夹层玻璃、低E (低辐射)玻璃、低E多层玻璃)。如果将光电转换元件模块应用于这种环境友好的玻璃，第一基体材料应当优选是第一玻璃板，第二基体材料应当优选是第二玻璃板。光电转换元件模块可以包括位于第一基体材料的周边部分和第二基体材料的周边部分之间的密封剂。
在本发明中，光电转换元件应当优选具有光入射的入射侧、与入射侧相对的主面、和设置在入射侧的周边部分和主面的周边部分之间的侧面、以及密封部分，密封部分设置在入射侧的周边部分上、主面的周边部分上或侧面的周边部分上。在本发明中，组成光电转换元件的密封结构的透明材料和相反的基体材料中的仅一者应当优选地被固定到壳体的内侧。其原因在于施加在光电转换元件模块上的外力不直接经过固定层的介质传播到透明材料和相反的基体材料两者，因此抑制光电转换元件的密封结构的开裂。在本发明中，光电转换元件的密封部分覆盖有覆盖部分，因此增强密封部分。此夕卜，可以防止水分从密封部分进入到 光电转换元件中。此外，覆盖部分由软质材料制成。结果，覆盖部分用作缓冲材料，因此即使在外力可以施加在光电转换元件模块上、或者会产生由水分吸收或热膨胀引起的应力的情况下，也可以防止光电转换元件的密封结构的开裂。如上所述，本发明提供损坏染料敏化太阳能电池的密封结构的可能性最小的光电转换元件模块和建筑结构。


图IA是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的构造示例的俯视图，图IB是沿着图IA的线I-I的横截面图，图IC是以放大方式示出光电转换元件的横截面图；图2A是示出光电转换元件的构造示例的横截面图，图2B是示出光电转换元件的密封部分和覆盖部分的表面之间的位置关系的示例的横截面示图；图3A至图3C是示出光电转换元件的密封部分和覆盖部分的表面之间的位置关系的构造示例的横截面图；图4A至图4D是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的制造步骤的示例的过程图；图5A是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第一修改示例的横截面示图，图5B是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第二修改示例的横截面图；图6A是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第三修改示例的俯视图，图6B是沿着图6A中的线VI-VI的横截面图；图6C是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第四修改示例的横截面图；图7A是示出根据本发明的第二实施例的光电转换元件模块的构造示例的俯视图，图7B是沿着图7A的线VII-VII的横截面图，图7C是示出根据本发明的第二实施例的光电转换元件模块的第一修改示例的横截面示图；图8A是示出根据本发明的第二实施例的光电转换元件模块的第二修改示例的俯视图，图8B是沿着图8A的线VIII-VIII的横截面图；图9A是示出根据本发明的第三实施例的光电转换元件模块的构造示例的横截面图，图9B是示出根据本发明的第三实施例的光电转换元件模块的第一修改示例的横截面示图；图IOA至图IOC是示出根据本发明的建筑结构的示例的示图；并且
图IlA是示出使用固定层仅将光电转换元件的相反的基体材料固定到壳体的内侧的构造示例的横截面图，图IlB是示出使用固定层仅将光电转换元件的透明基体材料固定到壳体的内侧的构造示例的横截面图。
具体实施例方式下面将以下列顺序描述本发明的优选实施例I.第一实施例(光电转换元件的后侧与固定层固定的示例)2.第二实施例(光电转换元件的入射侧与固定层固定的示例)3.第三实施例(光电转换元件由覆盖部分支撑的示例)4.第四实施例(包括光电转换元件模块的建筑结构的示例)
〈I.第一实施例>[光电转换元件模块的构造]图IA是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的构造示例的俯视图。图IB是沿着图IA的线I-I的横截面图。图IC是以放大方式示出图IB中的光电转换元件的横截面图。如图IA和图IB所示，根据第一实施例的光电转换元件模块I包括至少一个光电转换元件101、第一基体材料13、第二基体材料15、覆盖部分5和固定层7。光电转换元件101具有光入射侧和密封部分。第一基体材料13和第二基体材料15组成适合于容纳光电转换元件101的容纳空间IS。覆盖部分5覆盖光电转换元件101的密封部分。固定层7固定光电转换元件101在壳体3中的位置。如果存在两个或更多个光电转换元件101，则这些光电转换元件101电连接在一起。在本发明中，覆盖部分5的杨氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。该光电转换元件模块I是所谓的染料敏化光电转换元件模块，光电转换元件模块I将入射光L(例如太阳光)转换成电能并作为电源将该能量供应至外部设备。光电转换元件模块I具有两侧，即，入射侧Al和后侧A2，入射光L(例如太阳光)入射在入射侧Al上,后侧A2与入射侧Al相反。如图IB和IC所示，光电转换元件101具有入射侧al、后侧a2、以及侧面a3。入射光L(例如太阳光)入射在入射侧al上。后侧a2与入射侧al相反。侧面a3设置在入射侧al和后侧a2之间。多个光电转换元件101通过多个接线(连接构件)109以串联和/或并联方式电连接在一起，因此将由多个光电转换元件101中每一者产生的电力经由多个接线109提供至光电转换元件模块I以到达外部设备。尽管在图IA和IB中示出在之后将描述的壳体3中容纳四个光电转换元件101的示例,但是光电转换元件101的数量不限于此示例。壳体3具有适合于容纳光电转换元件101的容纳空间IS。通过第一内侧SI和第二内侧S2形成容纳空间IS。第一内侧SI与光电转换元件101的入射侧al相对。第二内侧S2与光电转换兀件101的后侧a2相对。例如，固定层7位于壳体3的第二内侧S2和光电转换元件101的后侧a2之间，通过固定层7将光电转换元件101固定到壳体3的第二内侧S2。应当理解，尽管图IB示出固定层7设置在光电转换元件101的后侧a2的整个表面上的示例，但是固定层7可以设置在光电转换元件101的后侧a2的表面的至少一部分上。光电转换元件101的密封部分IOle覆盖有覆盖部分5。S卩，在图IB所示的构造示例中，多个光电转换元件101、固定层7以及覆盖部分5布置在容纳空间IS中。例如，覆盖部分5形成为具有从光电转换元件101的后侧a2至少延伸到光电转换元件101的入射侧al的高度，因此覆盖光电转换元件101的密封部分101e。应当理解，尽管图IB示出具有给定宽度的空心层10形成于覆盖部分5和容纳空间IS的第一内侧SI之间的示例，但是光电转换元件101的构造不限于此示例。当然，覆盖部分5可以形成为填充从光电转换元件101的后侧a2延伸到容纳空间IS的第一内侧SI的空间。可替换地，光电转换元件101的入射侧al可以保持对壳体3的第一内侧SI敞开。(光电转换元件)图2A是示出光电转换元件的构造示例的横截面图。光电转换元件101是所谓的染料敏化光电转换元件，其如图2A所示包括透明基体材料23、透明电极24、相反的基体材料25、相反电极26、密封剂27、多孔半导体层28、以及电解质层29。这里，透明电极24、多孔半导体层28、电解质层29和相反电极26形成发电元件部分。该发电元件部分设置在透明基体材料23和相反的基体材料25之间。当然，透明电极24、多孔半导体层28和相反电极26可以经图案化，以使得单一光电转换元件101具有彼此电连接的多个发电元件部分。本发明中的术语“光电转换元件”包括具有彼此电连接的多个发电元件部分的光电转换元件。另一方面，术语“模块”指的是具有彼此电连接的多个光电转换元件的模块。应当理解，尽管图2A示出所谓的相对的电池结构作为示例，但是单体或Z形电池结构也可应用于根据本发明的光电转换元件。相反的基体材料25设置成与透明基体材料23相对。该基体材料23具有与相反的基体材料25相对的主面。透明电极24形成于该主面上，多孔半导体层28形成于透明电极24的表面上。相反的基体材料25具有与透明基体材料23相对的主面。相反电极26形成于该主面上。电解质层29位于布置成彼此相对的多孔半导体层28和相反电极26之间。密封剂27设置在透明基体材料23和相反的基体材料25的相对侧的周边部分上。多孔半导体层28和相反电极26之间的间隙应当优选为O至100 μ m,更优选为I至40 μ m。电解质层29被密封在由三个组件围成的空间中，这三个组件首先是透明基体材料23、其次是相反的基体材料25、第三是密封剂27，在透明基体材料23上形成透明电极24和多孔半导体层28，在相反的基体材料25上形成相反电极26。
[透明基体材料]可以用作透明基体材料23的材料不具体限定，只要该材料是透明的，可以使用各种基体材料作为透明基体材料23。例如，可以使用透明无机或塑料基体材料。在所有这些材料当中，考虑到可适用性和轻量性，透明塑料材料是优选的。对于基体材料的形状，可以使用透明的膜、片、衬底等。优选的是，不仅具有隔离外部水分和空气的优异能力、并且还具有优异的耐溶剂性、耐候性和其他特性的材料，否则外部水分和空气将进入到光电转换元件101中。具有这些特性的无机基体材料有石英、蓝宝石和玻璃。具有这些特性的塑料基体材料有众所周知的聚合物材料。更具体地，众所周知的聚合物材料有三乙酰纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯树脂、密胺树脂以及环烯烃聚合物(COP)。在所有这些无机和塑料基体材料当中，在可见光区中具有高透光度的材料是特别优选的。但是，可以用作透明基体材料23的材料不限于此。
[透明电极]透明电极24应当优选地提供在太阳光的可见光区至近红外区的低光吸收性。透明导电材料可以用作透明电极24。例如，具有优异导电性的金属氧化物或碳优选地用作透明导电材料。例如，从由例如铟锡复合氧化物(ITO)、掺氟SnO2(FTO)、掺锑SnO2(ATO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、铟锌复合氧化物(IZO)、铝锌复合氧化物(AZO)、和镓锌复合氧化物(GZO)组成的群组中选出的一个或多个可以用作金属氧化物。还可以将意欲促进弯曲、提供改进的电子传输或者防止使电子反向的过程的层设置在透明电极24和多孔半导体层28之间。
[相反的基体材料]可以用作相反的基体材料25的材料不具体限定为透明的。相反，也可以使用不透明材料。例如，可以使用包括透明和不透明的无机或塑料基体材料的各种基体材料。尽管上述作为透明基体材料23的示例给出的任意材料可以类似地用作无机或塑料基体材料，但是除上述之外还可以使用不透明的基体材料(例如，金属性材料)。[相反电极]相反电极26用作光电转换兀件101的阴极。用作相反电极26的导电材料有金属、金属氧化物和碳。但是，可以用作相反电极26的材料不限于此。可以用作相反电极26的金属有钼、金、银、铜、铝、铑和铟。但是，用作相反电极26的金属不限于此。可以用作相反电极26的金属氧化物有ITO(氧化铟锡)、氧化锡(包括例如掺氟氧化锡)和氧化锌。但是，用作相反电极26的金属氧化物不限于此。尽管未具体限定，但是相反电极26的厚度应当优选为大于或等于5nm并小于或等于100 μ m。[密封剂]例如，热塑性和热固性树脂和玻璃粉可以用作密封剂27。但是，可以用作密封剂27的材料不限于此。[多孔半导体层]多孔半导体层28应当优选为包括多孔半导体层28的多孔层。金属氧化物半导体细颗粒28a应当优选在其表面上固定敏化染料28b。金属氧化物半导体细颗粒28a应当优选地包括包含钛、锌、锡和铌当中的至少一者的金属氧化物。更具体地，从由氧化钛、氧化锡、氧化钨、氧化锌、氧化铟、氧化铌、氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化锶、氧化钽、氧化锑、镧系氧化物、氧化钇、氧化钒等组成的群组中选出的一个或多个可以用作金属氧化物半导体细颗粒28a。但是，可以用作金属氧化物半导体细颗粒28a的材料不限于此。为了通过敏化染料28b使多孔半导体层的表面变得敏化，多孔半导体层28的导带应当定位在可以容易地从敏化染料28b的光激发能级获得电子的区域。由此观点，特别优选地是从由所有上述给出的材料当中的氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铌组成的群组中选出一个或多个用作金属氧化物半导体细颗粒28a。此外，从价格和环境卫生的角度来看，氧化钛是最优选的。特别优选的是，金属氧化物半导体细颗粒28a应当包含具有锐钛矿或板钛矿晶体结构的氧化钛。这意味着金属氧化物半导体细颗粒28a的一次颗粒直径应当优选为大于或等于5nm并小于或等于500nm。平均的一次颗粒直径小于5nm将倾向于引起结晶度降低，使得很难保持锐钛矿结构并导致非晶结构。另一方面，平均的一次颗粒直径大于500η将倾向于引起比表面积减小，导致将要被多孔半导体层28吸收的用于发电的敏化染料28b的总量减少。
[敏化染料]可以用作敏化染料28b以进行光电转换的材料不具体限定，只要该材料具有敏化效果。但是，通常使用能够吸收在可见光区或近可见光区中的光的物质，例如，联吡啶配合物、三联批唳配合物、份菁染料、B卜啉或酹菁。作为单独使用的敏化染料28b，由于优异的性能，通常使用顺式-双(异硫氰基)双(2，2'-联吡啶_4，4' - 二羧酸)_钌(II) 二(四丁基铵)配合物(即，一种类型的联吡啶配合物)(通常称作N719)。除上述之外，通常使用顺式-双(异硫氰基)双(2，2'-联吡啶_4，4' - 二羧酸)_钌(11)(即，一种类型的联吡啶配合物)(通常称作N3)和三(异硫氰基)(2，2’ 6’，2”-三联吡啶-4，4’，4”-三羧酸)-钌(11)三(四丁基铵)配合物(即，一种类型的三联吡啶配合物)(通常称作黑染料)。具体地，当使用N3或黑染料时,还经常使用共吸附剂(coabsorbent)。共吸附剂是增加的分子，用于防止染料分子缔合在多孔半导体层28上。通常的共吸收剂有鹅去氧胆酸、牛磺去氧胆酸和I-癸基膦酸。这些分子提供这样的结构特性，即，具有羧基或磷酰基团作为易于吸附到组成多孔半导体层28的氧化钛的官能团并且通过西格玛(sigma)键形成，以防止在染料分子之间并防止染料分子之间的干扰。用作敏化染料28b的其他染料有偶氮基染料、喹吖啶酮基染料、吡咯并吡咯二酮 基染料、方酸基染料、菁基染料、份菁基染料、三苯甲烷基染料、咕吨基染料、叶吩基染料、叶绿素基染料、钌配合物基染料、靛青基染料、二萘嵌苯基染料、恶嗪基染料、蒽醌基染料、酚菁基染料、和萘酚菁基染料、以及它们的衍生物。但是，用作敏化染料28b的染料不限于此，只要该染料能够吸收光并将激发的电子射入到多孔半导体层28的导带中。优选的是，这些用作敏化染料28b的染料应当在它们的结构中具有一个或多个键合基团，因为如果这样的话，染料可以被键合到多孔半导体层的表面，因此可以快速地将光致激发的敏化染料28b的激发电子传输到多孔半导体层28的导带。多孔半导体层28的厚度应当优选为大于或等于O. 5 μ m并小于或等于200 μ m。厚度小于O. 5 μ m将倾向于引起不能提供有效的转换效率。另一方面，厚度大于200 μ m将倾向于引起制造中的困难(例如，在形成期间开裂和剥落)。此外，厚度大于200μπι将引起多孔半导体层28在电解质层一侧上的表面与多孔半导体层28在透明电极一侧上的表面之间更大的距离。结果，很难将产生的电荷传输到透明电极24，因此导致实现优异的转换效率的可能性降低。[电解质层]电解质层29应当优选地由电解质、介质和附加剂组成。可以使用的电解质有12和碘化物(例如，LiI、NaI、KI、CsI、MgI2、CaI2、CuI、四烷基碘化铵、吡啶翁碘化物和咪唑碘化物)的混合物、以及Br2和溴化物(例如，LiBr)的混合物。在这些电解质当中，通过使I2和碘化物混合而获得的作为I2和碘化物(例如，Lil、吡啶翁碘化物和咪唑碘化物)的混合物的电解质是优选的。但是，它们的组合不限于以上所述。介质中的电解质的浓度应当优选为O. 05至10M，更优选的是O. 05至5M，更加优选的是O. 2至3M。I2和Br2的浓度应当优选为O. 0005至1M，更优选的是O. 001至O. 5M，更加优选的是O. 001至O. 3M。另一方面，可以增加各种附加剂(例如，4-叔丁基吡啶和苯并咪唑)以提供光电转换元件101的开路电压。
用作电解质层29的介质应当优选地是可以提供优异的离子导电性的化合物。可以用作电解质层29的液体形式的介质是醚类化合物(例如二恶烷和乙醚)、链醚类(例如，乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基醚和聚丙二醇烷基醚)、醇类(例如，甲醇、乙醇、乙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚、聚乙二醇单烷基醚和聚丙二醇单烷基醚)、多价醇类(例如，乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和甘油)、腈类化合物(例如，乙腈、戊二腈、甲氧基乙腈、丙腈和苄腈)、碳酸酯化合物(例如，碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯)、杂环类化合物(例如,3-甲基-2-恶唑烷酮)和非质子极性物质(例如，二甲亚砜和环丁砜)。此外，电解质层29可以包括使用固体形式(包括凝胶形式)的介质的聚合物。在这种情况下，可以将聚合物(例如，聚丙烯腈和聚乙二烯)增加到溶液形式的介质，因此使在溶液形式的介质中具有乙烯基不饱和基团多官能团单体聚合、并将介质转变成固体形式。除了以上所述之外，不需要CuI或CuSCN介质的电解质和空穴传输材料(例如2，2 ’，7，7 ’ -四(N，N- 二对甲氧基苯胺)9，9 ’ -螺二芴)可以用作电解质层29。
(壳体)例如，壳体3包括第一基体材料13和第二基体材料15。壳体3可以包括密封剂17并且必要时还包括屏蔽材料19。具有密封结构的壳体3是优选的，因为这可以例如抑制外部水分进入。应当理解，如果壳体3不具有密封剂17或屏蔽材料19，则壳体3是廉价的。第一基体材料13具有与第二基体材料15相对的第一内侧SI，第二基体材料15具有与第一基体材料13相对的第二内侧S2。以第一内侧SI和第二内侧S2彼此分隔开的方式，将第一基体材料13和第二基体材料15布置成彼此相对,因此形成适合于容纳光电转换元件101的容纳空间IS。如果密封剂17设置在第一内侧SI的周边部分和第二内侧S2的周边部分之间，则适合于容纳光电转换元件101的容纳空间IS由第一基体材料13、第二基体材料15、以及密封剂17形成。[第一基体材料]可以用作第一基体材料13的材料不具体限定，只要该材料是透明的，可以使用各种材料作为第一基体材料13。例如，可以使用透明无机或塑料基体材料。在所有这些材料当中，考虑到可适用性和轻量性，透明塑料材料是优选的。对于第一基体材料13的形状，可以使用透明的膜、片、衬底等。优选的是，不仅具有隔离外部水分和空气的优异能力、并且还具有优异的耐溶剂性、耐候性和其他特性的材料，否则外部水分和空气将进入到光电转换元件模块I中。具有这些特性的无机材料有石英、蓝宝石和玻璃。具有这些特性的塑料材料有众所周知的聚合物材料。更具体地，众所周知的聚合物材料有三乙酰纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯树脂、密胺树脂以及环烯烃聚合物(COP)。在所有这些无机和塑料材料当中，在可见光区中具有高透光度的材料是特别优选的。但是，可以用作第一基体材料13的材料不限于此。如果光电转换元件模块用作诸如窗户材料的构造件，则第一基体材料13应当优选由玻璃板制成。[第二基体材料]可以用作第二基体材料15的材料不具体限定为透明的。相反，也可以使用不透明材料。例如，可以使用包括不透明或透明的无机或塑料基体材料的各种基体材料。尽管上述作为第一基体材料13的示例给出的任意材料可以类似地用作无机或塑料基体材料，但是除上述之外还可以使用不透明的基体材料(例如，金属性材料)。如果光电转换元件模块用作诸如窗户材料的构造件，则第二基体材料15应当优选由玻璃板制成。[密封剂]例如，密封剂17包括作为主要组成部分的粘合剂或附聚剂。如果使用粘合剂，则密封剂17包括作为主要组成部分的从例如由热塑性粘合剂、热固性粘合剂、室温固化粘合剂和能量射线固化粘合剂组成的群组中选出的一种或多种粘合剂，并且必要时还可以包括附加剂。如果使用粘合剂，则从接合强度的角度来看优选的是聚硫化合物。如果使用附聚齐U，则密封剂17包括作为主要组成部分的从例如由丙烯酸附聚剂、橡胶基附聚剂和硅基附聚剂，并且必要时还可以包括附加剂(例如交联剂)。[屏蔽材料]例如，屏蔽材料19设置在第一基体材料13的第一内侧SI的周边部分和第二基体材料15的第二内侧S2的周边部分之间。屏蔽材料19以与密封剂17相邻或分隔开的方式，设置在密封剂17的内侧上(在容纳空间IS —侧上)。优选地，能够防止或抑制容纳空间IS中容纳的材料泄露和/或水分(例如蒸气)从外部环境进入到容纳空间IS中的材料被用作屏蔽材料19。作为这样的材料，可以单独地或结合地使用提供低蒸气渗透性的屏蔽材料(例如，聚烯烃和聚异丁烯)和结合干燥材料的金属性间隔物。(覆盖部分)例如，覆盖部分5包括作为主要组成部分的树脂材料、合成或天然橡胶，并且还可以包括作为附加剂的塑化剂、防老剂、软化剂、填充剂或交联剂。如果覆盖部分5位于光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI之间，则覆盖部分5应当优选为透明的。必要时，覆盖部分5可以包括细颗粒。可以使用的细颗粒有有机和无机细颗粒。树脂材料包括有机硅(聚有机硅氧烷)基树脂、改性有机硅(在末端具有甲硅烷基团的聚醚)基树脂、聚氨酯基树脂、聚硫基树脂、改性聚硫基树脂、遥爪聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯基树脂、醋酸乙烯酯基树脂(例如，聚醋酸乙烯酯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、丙烯腈、烃类树脂、烷基酚树脂、松香基树脂(例如，松香、松香甘油三酯或氢化松香)、和聚乙烯醚。合成橡胶有丁基橡胶、聚异戊二烯、聚异丁烯、聚氯丁烯和苯乙烯-丁二烯共聚物树脂。可以用作覆盖部分5的材料不限于上述这些。相反，非固化油基捻缝材料可以用作覆盖部分5。如果有可能，可以结合使用上述两个或更多个材料。应当注意的是，如果例如由于柔性的第二基体材料15而使得光电转换元件模块I是柔性的，则优选的是使用低模量材料作为覆盖部分5以确保覆盖部分5可以大约与第二基体材料15的柔性相对应。可替换地，覆盖部分5可以是凝胶形式。应当理解，如果选择聚氨基甲酸酯基材料用作覆盖部分5，则优选的是在覆盖部分5的入射光L入射的一侧的表面上提供紫外反射或吸收层，以保护覆盖部分5不受紫外线影响。这时，优选的是光电转换元件101的入射侧al应当保持对壳体3的第一内侧SI敞开而不是覆盖有覆盖部分5，以防止光电转换元件101的转换效率降低。覆盖部分5的杨氏模量(也称作拉伸弹性模量或纵向弹性模量)应当优选为大于或等于OMPa并小于或等于20MPa，更优选的是大于或等于OMPa并小于或等于lOMPa。其中一个原因是即使在外力施加在光电转换兀件模块I上时，小于或等于20MPa的杨氏模量确保通过覆盖部分5使传播到光电转换元件101的应力松弛，因此抑制对光电转换元件101的密封结构造成损坏的可能性。另一原因是小于或等于IOMPa的杨氏模量确保传播到光电转换元件101的应力被进一步松弛。这里，根据JIS K7161在25°C的环境中测量覆盖部分5的杨氏模量。如果可获得膜形式的样品，贝1J可以使用拉伸测试机(Shimadzu Corporation的商标名AG_X)根据JISK7127测量杨氏模量。如果不能获得膜形式的样品，则可以通过根据JIS K6253测量样品的橡胶国际硬度(IRHD)、并使用适于将橡胶国际硬度转换成杨氏模量的图来转换测量的硬度，而获得样品的杨氏模量。可替换地，可以使用显微硬度测试机(例如，表面膜物理特性测试机(Fischer Instruments K. K.的 Fischer Scope HM-500))来测量杨氏模量。可替换地，如果样品小，则可以使用 AFM(参考 Kyoritsu Shuppan Co. , Ltd 在 Polymer Nanomaterials 中的第81页至第111页)来测量杨氏模量。如果在样品是凝胶形式时杨氏模量可能小于IMPa，则可以通过测量样品的渗透性、并根据JIS K2220使用渗透性和杨氏模量之间的相关性基于测量的渗透性找到杨氏模量，而获得杨氏模量。应当注意，本发明中的术语“杨氏模量”包括液体目标的虚拟杨氏模量和开放空间的虚拟杨氏模量，我们假定开放空间的虚拟杨氏模量是OMPa。可能经由密封部分IOle产生水分进入到光电转换元件101中。但是，在本发明中，光电转换元件101的密封部分IOle覆盖有覆盖部分5，因此防止水分经由密封部分IOle进入到光电转换元件101中。从更好地抑制水分进入光电转换元件101的角度来看，密封部分IOle与光电转换元件101整体的比例应当优选为尽可能小。例如，如果密封部分IOle形成于光电转换元件101的侧面上，覆盖部分5沿着光电转换元件101的厚度方向的厚度应当优选为小，例如，覆盖部分5的厚度应当优选为Imm或更小。更具体地，例如，覆盖部分5的厚度应当优选为约0. 4mm至0. 6mm。当然,覆盖部分5的厚度可以是Imm或更大，因为厚的覆盖部分5可期望提供改进的应力吸收性。(固定层)固定层7包括作为主要组成部分的固化粘合剂。例如，粘合剂包括作为主要组成部分的从由热塑性粘合剂、热固性粘合剂、室温固化粘合剂和能量射线固化粘合剂组成的群组中选出的一种或多种粘合剂。从防止光电转换元件101的性能降低的角度来看，粘合剂应当优选至少包括作为主要组成部分的室温固化粘合剂或能量射线固化粘合剂。必要时，固定层7还可以包括硬化剂、催化剂、加速剂、溶剂、稀释剂、塑化剂、增粘剂、填充剂、防老剂或粘附力促进剂。必要时，固定层7还可以包括细颗粒。例如，有机和无机细颗粒都可以用作该细颗粒。作为热塑性粘合剂，例如，可以单独地使用醋酸乙烯酯基粘合剂、聚乙烯醇基粘合齐Li、聚乙烯醇缩醒基粘合剂、氯乙烯基粘合剂、丙烯酸粘合剂、环氧基粘合剂、聚乙烯基粘合剂和纤维素基粘合剂，或者可以混合上述各项中的两者或更多者。更具体地，醋酸乙烯酯(EVA)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是优选的。还可以使用热熔性粘合剂作为热塑性粘合剂。作为热固性粘合剂，例如，可以单独地使用尿素基粘合剂、雷锁辛基粘合剂、密胺基粘合剂、苯酌■基粘合剂、环氧基粘合剂、聚氣酷基粘合剂、聚酷基粘合剂、聚酸亚胺基粘合剂和多环芳烃基粘合剂，或者可以混合上述各项中的两者或更多者。作为室温固化粘合剂，例如，可以单独地使用厌氧粘合剂、双液混合物环氧基粘合齐U、聚酯基粘合剂、丙烯酸粘合剂、改性丙烯酸粘合剂、尿烷基粘合剂和有机硅基粘合剂，或者可以混合上述各项中的两者或更多者。可替换地，例如，可以使用液态玻璃，液体玻璃包括作为主要组成部分的硅溶液、并在室温下暴露于空气时固化而改变成固体(即，非晶玻璃)。能量射线固化粘合剂是在用能量射线照射时固化的树脂成分。这里，术语“能量射线”指的是可以触发涉及基团、阳离子和阴离子的聚合反应的能量射线，例如，电子射线、紫外线、红外线、激光束、可见光、非电离辐射(例如，X-射线、α射线、β射线和Y射线)、微波和高频射线。此外，能量射线固化树脂成分可以是有机/无机混合材料。此外，两种或 更多种能量射线固化树脂成分可以混合使用。采用紫外线进行固化的紫外线固化粘合剂被优选用作能量射线固化粘合剂。(空心层)必要时设置空心层10，并且空心层10应当优选地处于干燥空气、惰性气体或真空气氛中，因为这可以抑制光电转换元件101的特性弱化。惰性气体有Ar (氩)气和Kr (氪)气。(光电转换元件和覆盖部分之间的位置关系)图2Β是示出光电转换元件的密封部分和覆盖部分的表面之间的位置关系的示例的横截面示图。在光电转换元件101的周边部分的侧面a3上，光电转换元件101具有密封部分101e。更具体地，通过透明基体材料23和相反的基体材料25在它们的周边部分之间形成间隙部分101b。间隙部分IOlb填充有密封剂27，因此形成光电转换元件101的密封部分101e。在第一实施例中，例如，如图2B所不，固定层7位于光电转换兀件101的后侧a2和壳体3的第二内侧S2之间，因此使用固定层7将光电转换元件101固定到壳体3的第二内侧S2。此外，在第一实施例中，如图2B所示，设置在光电转换元件101的侧面a3的周边部分上的密封部分IOle覆盖有覆盖部分5。覆盖部分5应当优选地覆盖密封部分IOle的至少一部分，更优选地覆盖全部的密封部分101e。例如，如果覆盖部分5形成为从第二基体材料15延伸到透明基体材料23，则该覆盖部分5仅需要至少高于密封部分101e，以使得该覆盖部分5完全覆盖密封部分101e。覆盖部分5可以位于透明基体材料23的侧面上。光电转换元件101的入射侧al可以覆盖有覆盖部分5。可替换地，光电转换元件101的入射侧al保持对空心层10敞开，而不需要覆盖有覆盖部分5。图3A至图3C是示出光电转换元件的密封部分和覆盖部分的表面之间的位置关系的构造示例的横截面图。图3A示出覆盖部分5部分地形成于固定层7的表面上的构造示例，排除固定光电转换元件101的区域。覆盖部分5仅需要覆盖设置在光电转换元件101的侧面a3的周边部分上的密封部分101e。如图3A所示，不需要在固定层7的除固定有光电转换元件101的区域之外的整个表面上形成该覆盖部分5。图3B示出固定层7仅位于壳体3的第二内侧S2的、使光电转换元件101的后侧a2和壳体3的第二内侧S2彼此相对的区域中的构造示例。这时，覆盖部分5形成为具有从壳体3的第二内侧S2延伸到光电转换元件101的透明基体材料23的高度。如图3B —样，图3C示出固定层7仅位于壳体3的第二内侧S2的、使光电转换元件101的后侧a2和壳体3的第二内侧S2彼此相对的区域中的构造示例。这时，如图3A中所示的构造示例一样，不需要在壳体3的第二内侧S2的除形成有固定层7的区域之外的整个表面上形成覆盖部分5。[光电转换元件模块的制造方法]图4A至图4D是示出根据本发 明的第一实施例的光电转换元件模块的制造步骤的示例的过程图。首先如图4A所示，屏蔽材料19形成于第二内侧S2的周边部分上。然后，在由屏蔽材料19围绕的空间中形成适合于形成固定层7的处于液态或熔融形式的粘合层7a。该粘合层7a包括作为主要组成部分的上述粘合剂。然后，如图4B所示，光电转换元件101的后侧a2固定到粘合层7a。然后，例如，通过冷却、加热、处于室温下或者通过能量射线使得处于液体或熔融形式的粘合层7a固化，从而在第二内侧S2上形成固定层7。这允许将光电转换元件101固定到第二内侧S2。如果使用热塑性或热固性粘合剂作为粘合剂，则优选的是使施加到光电转换元件101的压力和热量的影响减至最小。更具体地，如果使用热塑性粘合剂作为粘合剂，例如，则优选的是光电转换元件101应当放置在热塑性粘合剂上以在热塑性粘合剂软化并液化之后进行连接。其原因是可以减少连续的加热应力。从减少加热对光电转换元件101的影响的角度来看，优选的是对光电转换元件101的入射侧al (即，与结合侧(后侧a2)相反的一侦D进行冷却。此外，必要时，可以将小压力施加到光电转换元件101的入射侧al(S卩，与结合侧(后侧a2)相反的一侧)。这能够更牢固地接合光电转换元件101。如果使用室温固化粘合剂，则可以通过使用在固化过程中温度升高最大为80°C的粘合剂将光电转换元件101上的热应力保持到非显著的水平。如果使用紫外线固化粘合齐U，则可以通过由紫外照射来接合光电转换元件101的后侧a2( S卩，对发电不作出贡献的一侧)而接合光电转换元件101，而不引起光电转换元件101的性能降低。然后，如图4C所示，在由屏蔽材料19围成的空间中布置适合于形成覆盖部分的处于液体或熔融形式的成分。这时，设置在光电转换元件101的侧面a3上的密封部分IOle覆盖有适合于形成覆盖部分的成分。该成分包括作为主要组成部分的上述树脂材料、合成或天然橡胶。适合于形成覆盖部分的成分必要时可以受到脱气处理(例如，真空脱气)、然后受到干燥或固化，因此形成覆盖部分5。然后，如图4D所示，以第一内侧SI和第二内侧S2彼此相对的方式，将第二基体材料15以及第一基体材料13布置成彼此相对，光电转换元件101固定到第二基体材料15。这时，第一基体材料13和第二基体材料15经由设置在它们的周边部分之间的密封剂17而固定在一起。必要时，将惰性气体(例如Ar或Kr气)填充到由覆盖部分5、屏蔽材料19和第一内侧SI形成的空间中。上述步骤提供根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块
Io[第一修改示例]图5A是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第一修改示例的横截面示图。更具体地，朝向透明基体材料23突出的侧壁部分22设置在光电转换元件102的相反的基体材料25的周边部分上。此外，相反的基体材料25布置在侧壁部分22的顶端部分的内侧上，间隙部分102b形成于侧壁部分22的顶端部分和透明基体材料23的边缘部分之间。间隙部分102b填充有密封剂27，因此形成密封部分102e。与相反的基体材料25相同的材料可以用作侧壁部分22。侧壁部分22和相反的基体材料25分别或整体模制成型。从生产率的角度来看，侧壁部分22和相反的基体材料25应当优选整体模制成型。在光电转换元件102的周边部分的入射侧al上，光电转换元件102具有密封部分102e。光电转换元件102从其后侧a2到其入射侧al的周边部分被埋入到覆盖部分5中，并且设置在入射侧al的周边部分上的密封部分102e覆盖有覆盖部分5。相反，光电转换元件102的入射侧al的除周边部分之外的部分(即，对光电转换作出贡献的部分)暴露于空心层10，而不是覆盖有覆盖部分5。[第二修改示例]图5B是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第二修改示例的横截面图。在光电转换元件103的周边部分的侧面a3上，光电转换元件103具有密封部分103e。更具体地，朝向相反的基体材料25突出的侧壁部分23a设置在透明基体材料23的周边部分上。朝向透明基体材料23突出的侧壁部分25a设置在相反的基体材料25的周边部分上。此外，间隙部分103b形成于侧壁部分23a和25a的顶端部分之间。间隙部分103b填充有密封剂27，因此形成密封部分103e。·
光电转换元件103从其后侧a2到其侧面a3的密封部分103e被埋入在覆盖部分5中，设置在侧面a3上的密封部分103e覆盖有覆盖部分5。相反，光电转换元件103的入射侧al暴露于空心层10而不是覆盖有覆盖部分5。[第三修改示例]图6A是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第三修改示例的俯视图。图6B是沿着图6A中的线VI-VI的横截面图。如图6A和6B所示，固定层7可以是肋状形式。图6A和图6B示出单一固定层连续地设置在光电转换元件101的后侧a2的整个周边部分上的示例。但是，固定层7的构造不限于此示例。相反，柱状形式的多个固定层7可以例如间断地设置在光电转换元件101的后侧a2的周边部分上。应当注意，在图6A和图6B中以阴影表示光电转换元件101的固定层7。这时，优选的是使用弹性树脂作为固定层7。如果固定层7可以产生压缩应力，则即使在操作环境温度改变时，光电转换元件101的后侧a2也可以由固定层7产生的压缩应力支撑，因此提供改进光电转换元件模块的可靠性。[第四修改示例]图6C是示出根据本发明的第一实施例的光电转换元件模块的第四修改示例的横截面图。在根据第四修改示例的光电转换元件模块21中，光电转换元件101的入射侧al与壳体3的第一内侧SI紧密接触。这时，优选的是，光电转换元件101的透明基体材料23和壳体3的第一基体材料13应当具有相同或大致相同的折射率。其原因是在光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI之间的界面处可以抑制入射光L的折射。在第四修改示例中，光电转换元件101的入射侧al与壳体3的第一内侧SI紧密接触。这有助于减少光电转换元件101的入射侧al的界面的数量，因此比在覆盖部分5或空心层10位于光电转换元件101的入射侧al与壳体3的第一内侧SI之间时提供更好的入射光L的利用效率。(效果)如果具有密封结构的光电转换元件被固定到壳体内部作为染料敏化太阳能电池，则施加在壳体上的外力经由固定构件(例如粘合剂)传播到光电转换元件，导致损坏光电转换元件。此外，由于水分吸收引起的树脂材料的膨胀或者由于不同材料的接合引起的热膨胀系数的差异，力被施加在光电转换元件上，导致损坏光电转换元件的密封结构。在本发明中，当各自具有密封结构的一个或多个光电转换元件101被装入到壳体3的容纳空间IS中时，只有每个光电转换元件101的透明基体材料23和相反的基体材料25当中的一者被固定到壳体3。因此，施加在光电转换元件模块I上的外力不直接经过固定构件的介质传播到透明基体材料23和相反的基体材料25，如果使用固定构件将每个光电转换元件101的透明基体材料23和相反的基体材料25都固定到壳体3的内侧，则情况并非如此。 因此，本发明防止施加在光电转换元件模块I上的外力传播到透明基体材料23和相反的基体材料25两者而引起对每个光电转换元件101的密封结构的损坏。即，即使在外力施加到光电转换元件模块I上的情况下，也可以防止光电转换元件101的密封结构裂开。因此，例如在制造光电转换元件模块I期间，即使外力施加在该光电转换元件模块I上，本发明也防止损坏光电转换元件101的密封结构。这提供使用多个光电转换元件101的光电转换元件模块1，每个光电转换元件101具有密封结构。此外，在本发明中，覆盖部分5覆盖光电转换元件101的密封部分101e，因此增强密封部分101e。此外，可以抑制水分从密封部分IOle进入到光电转换元件101中。这有助于改进光电转换元件模块I的耐候性，因此能够实现可以满足对户外使用(例如建筑结构和普通住宅)的可靠耐候性的需求的光电转换元件模块I。此外，在本发明中，覆盖部分5的杨氏模量大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。因此，即使由于水分吸收引起的树脂材料的膨胀或者由于不同材料的接合引起的热膨胀系数的差异而产生应力，覆盖部分5用作缓冲材料，因此防止光电转换元件101的密封结构的开裂。如上所述，在本发明中，如果光电转换元件101被固定或密封在壳体3的容纳空间IS中，则在光电转换元件101的入射侧al和与入射侧al相反的后侧a2之间的限制结构存在显著差异。也就是说，在本发明中，用于将光电转换元件101固定到容纳空间IS的功能、以及适于增强光电转换元件101的密封部分IOle的功能分别由固定层7和覆盖部分5承担。并不是通过该固定构件将光电转换元件101的入射侧al和与入射侧al相反的后侧a2牢固地固定到壳体3的内侧，因此防止光电转换元件101的密封结构的开裂。如上所述，应当理解，空心层10可以设置在光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI之间，因此向光电转换元件模块提供次级功能，例如热绝缘和隔音。如果壳体3的第二基体材料15和第一基体材料13由玻璃板制成，则光电转换元件模块可以用作环境友好的玻璃(例如，多层玻璃)。此外，如果至少是室温固化粘合剂或能量射线固化粘合剂用作适合于形成固定层7的粘合剂，则可以在粘合剂的固化过程中不对光电转换元件101引起热应力的情况下制造光电转换元件模块。更具体地，可以在对组成光电转换元件101的敏化染料28b、电解质层29、密封剂27和由有机物质制成的其他构件施加的温度不超过它们的耐热温度的情况下制造光电转换元件模块。这防止性能下降以及防止由热量引起对构件的损坏。〈2.第二实施例〉[光电转换元件模块的构造]图7A是示出根据本发明的第二实施例的光电转换元件模块的构造示例的俯视图。图7B是沿着图7A的线VII-VII的横截面图。第二实施例与第一实施例的共同之处在于每个光电转换元件101的密封部分覆盖有覆盖部分5、以及覆盖部分的杨氏模量大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。第二实施例与第一实施例的不同之处在于固定层7位于一个或多个光电转换元件101中的每一者的入射侧al、与壳体3的第一内侧SI之间，以及使用固定层7将每个光电转换元件101固定到壳体3的第一内侧SI。这时，固定层7应当优选为透明的。 如上所述，在本发明中，如果使用固定层7将每个光电转换元件101固定到壳体3的内侧，则固定层7可以形成在入射侧al和第一内侧SI之间、或者后侧a2和第二内侧S2之间。在本发明中，使用固定层7仅对每个光电转换元件101的入射侧al和后侧a2当中的一者进行固定。即，在本发明中，不能使用固定层7同时每个光电转换元件101的入射侧al和后侧a2进行固定。[第一修改示例]图7C是示出根据本发明的第二实施例的光电转换元件模块的第一修改示例的横截面示图。在光电转换元件104的周边部分的后侧a2上，该光电转换元件104具有密封部分104e。更具体地，朝向相反的基体材料25突出的侧壁部分23b设置在透明基体材料23的周边部分上。此外，相反的基体材料25布置在侧壁23b的顶端部分的内侧上，间隙部分104b形成于侧壁部分23b的顶端部分和相反的基体材料25的边缘部分之间。间隙部分104b填充有密封剂27，因此形成密封部分104e。与透明基体材料23相同的材料可以用作侧壁部分23b。侧壁部分23b和透明基体材料23分别或整体模制成型。从生产率的角度来看，侧壁部分23b和透明基体材料23应当优选整体模制成型。光电转换元件104的后侧a2埋入在覆盖部分5中。结果，设置在后侧a2的周边部分上的密封部分104e覆盖有覆盖部分5。在图7C所示的构造示例中，覆盖部分5不位于光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI之间。因此，不透明材料可以用作覆盖部分5。这提供适于形成覆盖部分5的材料的更宽选择范围。[第二修改示例]图8A是示出根据本发明的第二实施例的光电转换元件模块的第二修改示例的俯视图。图8B是沿着图8A的线VIII-VIII的横截面图。如图8A和8B所示，固定层7可以是肋状形式。图8A和图SB示出单一固定层连续地设置在光电转换元件101的入射侧al的整个周边部分上的示例。但是，固定层7的构造不限于此示例。相反，柱状形式的多个固定层7可以例如间断地设置在光电转换元件101的入射侧al的周边部分上。应当注意，在图8A和图SB中以阴影表示光电转换元件模块41的固定层7。在光电转换元件模块41中，例如，使用能量射线固化粘合剂将光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI固定在一起。紫外线固化粘合剂优选用作能量射线固化粘合剂。
应当注意，例如，用以抑制到达对发电作出贡献的区域的光的量减少的肋状形式的固定层7或者柱状形式的该固定层7应当优选地设置在光电转换元件101的入射侧al的周边部分上。这时，通过在光电转换元件模块41的入射侧Al上方设置光屏蔽掩罩，可以将能量射线(例如紫外线)照射在光电转换元件101的入射侧al的周边部分上并使得能量射线固化粘合剂固化。可以以直线方式照射能量射线(例如紫外线)，而不是使用光屏蔽罩来照射该射线。如果肋状形式的固定层7和柱状形式的该固定层7设置在光电转换元件101的周边部分上，可以使用不透明材料作为固定层7。这提供适于形成固定层7的粘合剂的更宽选择范围。可替换地，可以使用双液固化粘合剂，而不是能量射线固化粘合剂。可替换地，可以使用具有粘着层的双面胶带，粘着层例如包括作为主要组成部分的丙烯酸树脂。这使得可以以更简单更方便的方式将壳体3固定到光电转换元件101。图8B示出覆盖部分5位于光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI 之间的示例。但是，空心层10可以设置在光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI之间，因为这确保暴露出光电转换元件101的入射侧al的对发电作出贡献的区域。在第二实施例中，每个光电转换兀件101的密封部分覆盖有覆盖部分5,覆盖部分的杨氏模量是大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。结果，与第一实施例一样，第二实施例抑制每个光电转换元件101的密封结构的开裂。<3.第三实施例>[光电转换元件模块的构造]图9A是示出根据本发明的第三实施例的光电转换元件模块的构造示例的横截面图。第三实施例与第一实施例的共同之处在于每个光电转换元件101的密封部分覆盖有覆盖部分5、以及覆盖部分5的杨氏模量大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。第三实施例与第一实施例的不同之处在于覆盖部分5还起到第一实施例中固定层7的作用，以及一个或多个光电转换元件101由壳体3内侧的覆盖部分5支撑。图9A中所示的光电转换元件模块51在容纳空间IS内部不包括任意固定层。相反，一个或多个光电转换元件101由壳体3内侧的覆盖部分5支撑。如果覆盖部分5不是液体形式，则如图9A所示光电转换元件101埋入在覆盖部分5中，因此在壳体3内部支撑该光电转换元件101。这时，覆盖部分5柔软，因此该覆盖部分5能够使得施加在光电转换元件模块上的力松弛。这抑制对光电转换元件101的密封结构的损坏。[第一修改示例]图9B是不出根据本发明的第三实施例的光电转换兀件模块的第一修改不例的横截面示图。如图9B所示，容纳空间IS可以填充有覆盖部分5。这时，光电转换元件101埋入在覆盖部分5中。如果第一修改示例的光电转换元件模块61保持水平，则例如可以使用液体形式的覆盖部分5。在第三实施例中，每个光电转换兀件101的密封部分覆盖有覆盖部分5,覆盖部分5的杨氏模量是大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。结果，与第一实施例一样，第三实施例抑制每个光电转换元件101的密封结构的开裂。〈4.第四实施例〉图IOA至图IOC是示出根据本发明的建筑结构的示例的示图。建筑结构有建筑物、共管公寓和其他大尺寸建筑结构。建筑结构不限于以上所述，基本上可以接受任意建筑结构，只要该建筑结构具有外墙表面。建筑结构的具体示例有独立式住宅、公寓住宅、站房、学校建筑、政府办公建筑、体育场、球场、旅馆、教堂、工厂、仓库、小屋、车库、桥梁和商店。图IOA是示出建筑物的示例的示图，光电转换元件模块I安装在该建筑物上。如图IOA所示，例如，根据第一实施例的光电转换元件模块I水平地或在面向东南至西南(如果建筑物91建立在北半球)的倾斜位置上安装在建筑物91的楼顶上。其原因在于通过以这样的方向安装光电转换元件模块1，可以更有效地接收太阳光R。如图IOA所示，光电转换元件模块I可以安装在光收集部分(例如窗户)上。如果光电转换元件模块I安装在窗户和其他光收集部分上，优选的是光电转换元件和/或光电转换元件模块应当布置在两个透明的基体材料之间。可以使用的透镜基体材料有玻璃板。这时，优选的是两个基体材料当中的一者应当根据需要被固定，以防止光电转换元件在光电转换兀件模块I内部移动。
例如，光电转换元件模块I电连接到建筑物的电力系统。例如，由光电转换元件模块I所获得的电力被供应用于建筑物内部以进行照明和空气调节，或者向外馈送以进行出售。根据需要，电力可以存储在蓄电装置中。如果建筑结构是桥梁或其他结构，优选的是包括适合于向外馈送通过光电转换兀件模块I所获得的电力的输出插座。其原因在于由光电转换元件模块I所获得的电力可以用于对移动设备进行充电，并且在出现灾害时作为应急电源。图IOB是示出房屋的示例的示图,光电转换元件模块I安装在该房屋上。如图IOB所示，例如，根据第一实施例的光电转换元件模块I水平地或在倾斜位置上安装在房屋93的屋顶上。图IOC是示出安装在自行车停放区中的避雨棚的示例的示图，该避雨棚具有光电转换元件模块I。如图IOC所示，安装在自行车停放区中的避雨棚95例如具有设置在其上的光电转换元件模块I。避雨棚95可以具有用于电动车和其他目的的充电台的功能。其他建筑结构有沿着道路和铁轨的隔音墙和拱廊顶。特别优选的是，建筑结构应当建筑成具有至少一个光收集部分。本发明可应用于称作人工遮阳的遮阳结构。上面具体描述了本发明的优选实施例。但是，本发明不限于上述实施例，并且可以根据本发明的技术原理以各种方式进行修改。例如，具有光漫射特性的多个细颗粒(球珠)可以设置在光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI之间，作为支撑构件。这使得细颗粒能够对斜向入射到光电转换元件模块的入射侧上的入射光L(例如太阳光)进行漫射，因此将光L引导至朝向光电转换元件并提供改进的光利用效率。此外，壳体可以具有从例如由选择性波长吸收、选择性波长反射、防沾污、防反射、漫射和硬涂层功能组成的群组中选出的一个或多个功能。更具体地，适合于影响对壳体的表面的上述功能的构造有功能层形成于壳体的表面上的一个构造、功能结构(精细结构)形成于壳体的表面上的另一构造。适合于影响对壳体的内部的上述功能的构造有在壳体内部至少包括功能材料或功能结构(精细结构)的构造。例如，功能层可以设置在壳体3的第一内侧SI和第二内侧S2以及入射侧Al和后侧A2当中至少一者的表面上。例如从由选择性波长吸收层、选择性波长反射层、防沾污层、防反射层、漫射层和硬涂层组成的群组中选出的一个或多个层可以用作功能层。紫外吸收层(UV削减层)和热射线吸收层(阳光屏蔽功能层)优选地作为选择性波长吸收层。紫外线反射层(UV削减层)和热射线反射层(阳光屏蔽功能层)优选地作为选择性波长反射层。具有防水功能、防油功能和自清洁功能当中的一项或两项或三项的层优选地作为防沾污层。可以用作防沾污层的层的类型有光催化层和氟树脂层。如果热射线吸收或反射层用作功能层，则光电转换兀件模块可以用作窗户材料(例如环境友好的玻璃)。可替换地，功能结构可以设置在壳体的表面上。功能结构有适合于对入射光L进行漫射的精细结构(漫射构件)和适合于提供减少入射光L的反射和/或提高其透光度的精细结构(亚波长结构)。可替换的，功能材料或结构可以 设置在壳体内部。例如，细颗粒可以增加到壳体的内部，作为功能材料。例如，功能材料或功能结构可以至少设置在第一或第二基体材料内部。可以用作功能材料的材料有适合于对光进行漫射的光漫射细颗粒、适合于影响对壳体的表面的防沾污特性的氟树脂材料、和光催化剂。可以用作功能结构的结构有适合于对光进行漫射的空洞(空腔部分)。此外，尽管在上面的实施例中描述将染料敏化光电转换元件用作光电转换元件的示例，但是光电转换元件不限于这些示例。相反，例如，可以使用非晶光电转换元件、化合物半导体光电转换元件或薄膜多晶硅光电转换元件。此外，尽管在上面的实施例中描述用密封剂对设置在透明基体材料的周边部分和相反的基体材料的周边部分之间的间隙部分进行密封的示例，但是间隙部分可以用覆盖部分进行填充和用覆盖部分进行密封，而不是用密封剂进行密封。此外，在上述实施例中，一个或多个基体材料可以至少设置在壳体的入射侧Al或后侧A2上。同时，基体材料与壳体3的入射侧Al或后侧A2可以彼此分隔开以形成空心层。例如，与用于根据第一实施例的基体材料相同的材料可以用作基体材料。应当理解，从确保施加在光电转换元件模块上的外力不直接传播到光电转换元件的透明基体材料和相反的基体材料两者的角度来看，只需要仅将光电转换元件的透明基体材料或相反的基体材料中的一者固定到壳体的内侧。图IlA是示出使用固定层仅将光电转换元件的相反的基体材料固定到壳体的内侧的构造示例的横截面图。图IlB是示出使用固定层仅将光电转换元件的透明基体材料固定到壳体的内侧的构造示例的横截面图。在图IlA所示的光电转换元件模块71中，固定层7位于每个光电转换元件101的后侧a2与壳体3的第二内侧S2之间，通过固定层7将多个光电转换元件101固定到壳体3的第二内侧S2。在图IlB所示的光电转换元件模块81中，固定层7位于每个光电转换元件101的入射侧al和壳体3的第一内侧SI之间，通过固定层7将多个光电转换元件101固定到壳体3的第一内侧SI。如图IIA和IlB所示，每个光电转换元件101的密封部分保持敞开，以确保施加在光电转换元件模块的外力不会直接传播到每个光电转换元件的透明基体材料和相反的基体材料两者。另一方面，例如，以上在实施例中所述的构造、方法、处理步骤、形状、材料和数值仅仅是示例，必要时可以使用不同的构造、方法、处理步骤、形状、材料和数值.
此外，上述构造、方法、处理步骤、形状、材料和数值可以组合而不会脱离本发明的精神。此外，本发明中还可以使用下列构造。(I) 一种光电转换兀件模块,其包括第一基体材料；第二基体材料；光电转换元件，其具有光入射侧和密封部分，并设置在第一基体材料和第二基体材料之间；固定层，其适合于对光入射侧的主面和与光入射侧相反一侧的主面当中的一者、 以及第一基体材料的主面和第二基体材料的主面当中与上述主面当中的一者相对的一者进行固定；覆盖部分，其适合于覆盖密封部分，其中所述覆盖部分的杨氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。(2)根据(I)的光电转换元件模块，其中覆盖部分包括从由有机硅基树脂、改性有机硅基树脂、聚氨酯基树脂、聚硫基树月旨、改性聚硫基树脂、遥爪聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯基树脂、醋酸乙烯酯基树脂、丙烯腈、烃类树脂、烷基酚树脂、松香基树脂、聚乙烯醚、合成橡胶和天然橡胶组成的群组中选出的一者或多者。(3)根据(I)或⑵的光电转换元件模块，还包括空心层，其位于第一基体材料和第二基体材料中的一者与光入射侧之间。(4)根据(I)或⑵的光电转换元件模块，其中光入射侧与第一基体材料和第二基体材料中的一者紧密接触。(5)根据(I)或⑵的光电转换元件模块，还包括空心层，其位于第一基体材料和第二基体材料中的一者与相对的光入射侧的主面之间。(6)根据⑴至(5)中任一者的光电转换元件模块，其中固定层形成于光入射侧或与光入射侧相反的主面的至少一部分上。(7)根据(6)的光电转换兀件模块,其中固定层以肋状形式形成，或者固定层以柱状形式形成。(8)根据⑴至(7)中任一者的光电转换元件模块，其中覆盖部分形成为具有从固定层的表面延伸到光入射侧的高度。(9)根据⑴至(7)中任一者的光电转换元件模块，其中覆盖部分形成为具有从第一基体材料的主面和第二基体材料的主面当中与上述主面当中的一者相对的主面延伸到光入射侧的高度。(10)根据⑴至(9)中任一者的光电转换元件模块，其中光电转换元件包括透明基体材料，相反的基体材料，和发电元件部分，并且其中
密封部分设置在透明基体材料的周边部分和相反的基体材料的周边部分之间。(11)根据(I)至(10)中任一者的光电转换元件模块，其中光电转换元件具有设置在光入射侧的周边部分、和与光入射侧相反的主面的周边部分之间的侧面，并且密封部分设置在光入射侧的周边部分上、与光入射侧相反的主面的周边部分上、或侧面上。(12)根据⑴至(11)中任一者的光电转换兀件模块,还包括密封剂，其设置在第一基体材料的周边部分和第二基体材料的周边部分之间。(13)根据(I)至(12)中任一者的光电转换元件模块，其中
第一基体材料是第一玻璃板，并且第二基体材料是第二玻璃板。(14)根据(12)或(13)的光电转换元件模块，还包括屏蔽材料，其设置在第一基体材料的周边部分和第二基体材料的周边部分之间。(15)根据⑴至(14)中任一者的光电转换元件模块，其中固定层包括从由热塑性粘合剂、热固性粘合剂、室温固化粘合剂和能量射线固化粘合剂组成的群组中选出的一种或多种粘合剂。(16)根据(15)的光电转换元件模块，其中能量射线固化粘合剂是紫外线固化粘合剂。(17) 一种建筑结构,其包括根据(I)至(16)中任一者的光电转换兀件模块。[实施示例]通过制备光电转换元件模块的样品I至7来执行加速恶化试验，以评价是否存在对每个模块的密封结构的损坏。根据实施示例，下面将给出对本发明的具体描述。但是，本发明不限于这些实施示例。〈样品1>首先，制备具有电解质层的光电转换元件，电解质层被密封在由透明基体材料、相反的基体材料和密封剂围成的空间中。透明电极和多孔半导体层形成于透明基体材料上。相反的电极形成于相反的基体材料上。应当理解，玻璃板用作透明基体材料和相反的基体材料，并且使用紫外线固化粘合剂作为密封剂。然后，制备由玻璃衬底制成的基体材料，其中屏蔽材料形成于主面的周边部分上。然后，处于液体或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯被注入到由屏蔽材料围成的空间中，因此形成包含乙烯醋酸乙烯酯作为主要组成部分的粘合层。然后，将光电转换元件固定到粘合层，之后对该粘合层进行固化，因此形成由乙烯醋酸乙烯酯制成的固定层，并将光电转换元件固定到基体材料的主面(第二内侧)。然后，处于液体或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯还被注入到由屏蔽材料围成的空间中，直到光电转换元件的侧面上的密封部分被覆盖为止。然后，处于液体或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯受到固化，因此形成由乙烯醋酸乙烯酯制成的覆盖部分。然后，具有固定到基体材料的光电转换元件的基体材料与其他玻璃衬底经由设置在基体材料的周边部分和玻璃衬底的周边部分之间的密封剂而固定在一起。作为上述步骤的结果，获得样品I的光电转换元件模块。
〈样品2>以与样品I相同的方式获得样品2的光电转换元件模块，除了将光电转换元件固定到基体材料的主面、并且由乙烯醋酸乙烯酯制成的覆盖部分不形成固定层之外。即，在样品2中，处于液体或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯被注入到由屏蔽材料围成的空间中，直到光电转换元件的侧面上的密封部分被覆盖为止，光电转换元件布置在该空间中，然后进行固化，因此形成覆盖部分。〈样品3>以与样品I相同的方式获得样品3的光电转换元件模块，除了使用环氧树脂而不是乙烯醋酸乙烯酯来形成固定层和覆盖部分之外。〈样品4>
以与样品2相同的方式获得样品4的光电转换元件模块，除了使用环氧树脂而不是乙烯醋酸乙烯酯来形成覆盖部分之外。〈样品5>以与样品2相同的方式获得样品5的光电转换元件模块，除了使用丙烯酸树脂而不是乙烯醋酸乙烯酯来形成覆盖部分之外。〈样品6>以与样品I相同的方式获得样品6的光电转换元件模块，除了使用丙烯酸树脂而不是乙烯醋酸乙烯酯来形成固定层、并使用硅胶来形成覆盖部分之外。〈样品7>以与样品I相同的方式获得样品7的光电转换元件模块，除了使用由丙烯酸树脂制成的固定层将光电转换元件固定到基体材料的主面、以及不形成覆盖部分之外。即，在样品7中，处于液体或熔融形式的丙烯酸树脂被注入到由屏蔽材料围成的空间中，因此形成包括作为主要组成部分的丙烯酸树脂的粘合层。然后，将光电转换元件固定到粘合层，之后使粘合层固化，因此形成由丙烯酸树脂制成的固定层，并将光电转换元件固定到基体材料的主面(第二内侧)。然后，样品I和2的光电转换元件模块暴露于140°C的温度持续约30分钟。此外，样品3至7的光电转换元件模块暴露于85°C的温度以及85%的湿度持续约100小时。下列表I针对是否存在对光电转换元件的密封结构的损坏示出样品I至7的评价结果。应当注意，在“评价结果”下面示出的“〇”和“X”表示下列评价O :在光电转换元件中没有观察到电解质泄露。X :在光电转换元件中观察到电解质泄露。表I
权利要求
1.一种光电转换兀件模块，其包括 第一基体材料； 第二基体材料； 光电转换元件，其具有光入射侧和密封部分，并设置在所述第一基体材料和所述第二基体材料之间； 固定层，其适合于对光入射侧的主面和与所述光入射侧相反一侧的主面当中的一者、以及所述第一基体材料的主面和所述第二基体材料的主面当中与上述主面当中的一者相对的一者进行固定； 覆盖部分，其适合于覆盖所述密封部分，其中 所述覆盖部分的杨氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。
2.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，其中 所述固定层形成于所述光入射侧或与所述光入射侧相反的主面的至少一部分上。
3.根据权利要求2所述的光电转换元件模块，其中 所述固定层以肋状形式形成，或者所述固定层以柱状形式形成。
4.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，其中 所述覆盖部分形成为具有从所述固定层的表面延伸到所述光入射侧的高度。
5.根据权利要求I所述的光电转换兀件模块，其中 所述覆盖部分形成为具有从所述第一基体材料的主面和所述第二基体材料的主面当中与上述主面当中的一者相对的主面延伸到所述光入射侧的高度。
6.根据权利要求I所述的光电转换兀件模块，其中 所述覆盖部分包括从由有机硅基树脂、改性有机硅基树脂、聚氨酯基树脂、聚硫基树月旨、改性聚硫基树脂、遥爪聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯基树脂、醋酸乙烯酯基树脂、丙烯腈、烃类树脂、烷基酚树脂、松香基树脂、聚乙烯醚、合成橡胶和天然橡胶组成的群组中选出的一者或多者。
7.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，还包括 空心层，其位于所述第一基体材料和所述第二基体材料中的一者与所述光入射侧之间。
8.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，其中 所述光入射侧与所述第一基体材料和所述第二基体材料中的一者紧密接触。
9.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，还包括 空心层，其位于所述第一基体材料和所述第二基体材料中的一者与相对的所述光入射侧的主面之间。
10.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，其中 所述光电转换元件包括 透明基体材料， 相反的基体材料，和 发电兀件部分，和 所述密封部分设置在所述透明基体材料的周边部分和所述相反的基体材料的周边部分之间。
11.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，其中 所述光电转换元件具有设置在所述光入射侧的周边部分、和与所述光入射侧相反的主面的周边部分之间的侧面，并且 所述密封部分设置在所述光入射侧的周边部分上、与所述光入射侧相反的主面的周边部分上、或所述侧面上。
12.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，还包括 密封剂，其设置在所述第一基体材料的周边部分和所述第二基体材料的周边部分之间。
13.根据权利要求12所述的光电转换元件模块，还包括 屏蔽材料，其设置在所述第一基体材料的周边部分和所述第二基体材料的周边部分之间。
14.根据权利要求I所述的光电转换元件模块，其中 所述第一基体材料是第一玻璃板，并且 所述第二基体材料是第二玻璃板。
15.根据权利要求I所述的光电转换兀件模块，其中 所述固定层包括从由热塑性粘合剂、热固性粘合剂、室温固化粘合剂和能量射线固化粘合剂组成的群组中选出的一种或多种粘合剂。
16.根据权利要求15所述的光电转换兀件模块,其中 所述能量射线固化粘合剂是紫外线固化粘合剂。
17.—种建筑结构,其包括 光电转换元件模块，其包括 第一基体材料； 第二基体材料； 光电转换元件，其具有光入射侧和密封部分，并设置在所述第一基体材料和所述第二基体材料之间； 固定层，其适合于对光入射侧的主面和与所述光入射侧相反一侧的主面当中的一者、以及所述第一基体材料的主面和所述第二基体材料的主面当中与上述主面当中的一者相对的一者进行固定； 覆盖部分，其适合于覆盖所述密封部分，其中 所述覆盖部分的杨氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。
全文摘要
本发明涉及光电转换元件模块和建筑结构。光电转换元件模块包括第一基体材料；第二基体材料；光电转换元件，其具有光入射侧和密封部分，并设置在第一基体材料和第二基体材料之间；固定层，其适合于对光入射侧的主面和与光入射侧相反一侧的主面当中的一者、以及第一基体材料的主面和第二基体材料的主面当中与上述主面当中的一者相对的一者进行固定；覆盖部分，其适合于覆盖密封部分。覆盖部分的杨氏模量是大于等于0MPa并小于等于20MPa。
文档编号H01G9/20GK102891019SQ201210253608
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月16日 优先权日2011年7月21日
发明者江岛一行, 小野彰, 杉本启伍 申请人:索尼公司