光电转换元件及光电转换元件的制造方法_2

文档序号:9291785阅读:来源:国知局
与相对电极8之间,在第一电极基板2的外端部2p和第二电极基板6的外端部6p,通过密封件10及超声波焊接等以围绕光电极5及相对电极8的外周的方式被框状地密封,在被密封的内部空间S及半导体层4内的空隙(未图示)填充有电解液Ilo在图1中,具有上述那样的构成的太阳能电池作为单位电池而左右连续形成。所述单位电池的形状不特别限定,能够示例三角形、四边形、除此之外的多边形、圆形、椭圆形等,但从制造效率等观点来看,如图4所示地为带状为好。
[0051]所述密封件10设置在单位电池(太阳能电池)的缘部的至少一部分。即,所述密封件10既可以以将单位电池完全包围的方式设置,只要在本发明能够实现成为目的的效果,也可以仅在单位电池的缘部的一部分设置而由其他方式将缘部的剩余部分密封。另外,在将所述密封件10仅设置在单位电池的缘部的一部分的情况下,多个所述密封件10也可以断续地设置在单位电池的缘部。
[0052]例如,作为单位电池如图4所示地为带状形状的情况下的密封件10的配设方式的具体例,能够列举以下方面:(I)将密封件10仅设置在单位电池的相对的一对长边部的一方;(2)将密封件10设置在单位电池的相对的一对长边部的两方;(3)将密封件10设置在单位电池的相对的一对长边部的两方、进而也设置在一对短边部的一方,从而将密封件10配设成3字型;(4)将密封件10设置在单位电池的全部四边,由密封件将单位电池完全地包围。
[0053]在此,第一电极基板2具有在配设有密封件10的外端部2p的内侧具有倾斜面15a的空间扩大壁部15。
[0054]另外,第二电极基板6也与第一电极基板2同样地,具有在外端部6p的内侧具有倾斜面15a的空间扩大壁部15。而且,该空间扩大壁部15、15在密封件10的附近,将第一电极基板2的表面与第二电极基板6的表面的分开距离LI从外端部2p的内侧朝向外侧即密封件10逐渐变大,形成有内部空间S的一部分扩大的扩大空间E。
[0055]处于被该空间扩大壁部15、15夹持的区域X2的扩大空间E能够充分保持从半导体层4及其附近的区域Xl溢出的电解液11,能够将电解液11与密封件10之间尽可能地拉开而分开。
[0056]另外,优选在电解液11与密封件10之间设置密封件10的防劣化部件(未图示)。具体地,优选将光电极5与相对电极8之间的电解液11存在的空间和所述扩大空间E分隔开的方式设置防劣化部件。该防劣化部件例如由具有耐熔剂性及/或耐碘素性的氟树脂等固体形成为好。通过设置防劣化部件,即使从上方对太阳能电池施加压力,即使将所述电解液11存在的空间压缩,也能够防止电解液11与密封件10接触。
[0057]第一电极基板2及第二电极基板6分别例如在以聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等透明的热可塑性树脂材料作为主材料的树脂基材P1、P2的表面形成有导电膜3、7。另外,树脂基材P1、P2也可以形成为薄膜状。
[0058]对第一电极基板2及第二电极基板6 (树脂基材Pl及P2)的形状不作特别限定,优选为图4所示那样的带状。
[0059]设于第一电极基板2的导电膜3或设于第二电极基板6的导电膜7的任一方或双方由透明导电膜形成。
[0060]导电膜3、7的材料例如使用有锡掺杂氧化铟(ITO)、氧化锌、氟掺杂氧化锡(FTO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、氧化锡(SNO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化铟/氧化锌(IZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)等。
[0061]半导体层4具有从后述的敏化色素接受电子并输送的功能,通过由金属氧化物构成的半导体在导电膜3的表面成膜。作为金属氧化物,例如使用氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZNO)、氧化锡(SnO2)等。
[0062]半导体层4承载敏化色素。敏化色素由有机色素或金属络化物色素构成。作为有机色素,例如能够使用香豆素类、聚烯烃类、氰酸宁类、半氰酸宁类、噻吩类等各种有机色素。作为金属络化物色素,例如适合使用钌络化物等。
[0063]这样,设置在第一电极基板2的一板面形成的半导体层4而构成光电极5。
[0064]作为第二电极基板6具备的导电膜7,采用了不具有催化剂层的作用而具有作为导电膜的作用的材料或可得到催化剂层及导电膜双方的作用的材料的任一方。在前者的情况下,在导电膜7上还形成催化剂层,在后者的情况下,在树脂基材P2上仅形成导电膜7。
[0065]另外,作为在导电膜7的表面成膜的催化剂层,采用了碳浆,铂等。
[0066]具备这样构成的第二电极基板6而构成相对电极8。
[0067]该相对电极8使导电膜7与导电膜3相对而与光电极5相对配置。
[0068]作为密封件10,使用有热熔树脂等。
[0069]该密封件10配设在一对外端部2p、2p及/或一对外端部6p、6p,被加热加压而将光电极5与相对电极8之间粘接。另外,与配设有密封件10的外端部2p、6p交叉的端部(在纸面跟前侧及里侧设置的端部)不使用密封件10而通过超声波焊接等被密封。
[0070]配线20配设在导电膜3的表面,能够将太阳能电池IA产生的电集电而引出。该配线20在扩大空间E较厚地配设的密封件10内,将截面面积增大而被埋设。而且,通过配设有将截面面积较大地形成的配线20,能够实现在太阳能电池IA设置的配线20的低电阻化。
[0071]另外,配线20的截面形状细长地形成,在第一电极基板2与第二电极基板6之间的方向上较厚地配设,在与其交叉的方向(密封件10、10彼此之间的方向)上较薄地配设。配线20通过这样地配设,从而容易被埋设在密封件10内。
[0072]另外,如图1所示,被扩大的倾斜面的高度比密封件内部的配线的高度大(S卩,所述密封件的竖直方向的高度比所述配线的竖直方向的高度大)为好。由此,在施加了在厚度方向上被压缩的力的情况下,密封剂部分优先地变形,可得到抑制配线部的变形的效果。由此,在施加了在厚度方向上被压缩的力的情况下,能够持续供给发电电力。
[0073]电解液11浸透半导体层4的内部,涂敷在其大致整个表面,并且经由扩大空间E被保持在比密封件10更靠内侧的区域Xl附近。
[0074]该电解液11具有规定的粘性且具有表面张力,故而紧密贴合在第一电极基板2和第二电极基板6的各个。因此,电解液11不容易从区域Xl及其附近向密封件10侧流动。
[0075]由此,在电解液11与密封件10之间,在使其之间分开的扩大空间E形成在密封件10的内侧,在密封件10形成有不接触电解液11的非接触部N。
[0076]关于该非接触部N,优选与电解质相对的所述密封件10的整个表面成为不与电解质接触的非接触部N。
[0077]另外,所述扩大空间E的体积(a)相对于所述电解液11 (电解质)的体积(b)之比(a/b),优选比1/3大,更优选为1/2以上,最优选为I以上。
[0078]另外,作为电解液11,例如使用在乙酰腈、丙基腈等非水系溶剂;碘化二甲基丙基碘化咪唑或丁基甲基碘化咪唑等离子液体等的液体成分中混合有碘化锂等支承解液和碘的溶液等。另外,电解液11为了防止逆电子移动反应,也可以包含t 一丁基吡啶。
[0079]接着,使用图2?图5对太阳能电池IA的制造方法进行说明。另外,关于能够用于本发明的制造方法的部件及材料等,关于光电转换元件,能够使用与上述同样的部件。
[0080]第一实施方式的太阳能电池IA的制
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