染料敏化太阳能电池模块及其制造方法技术

本发明专利技术的染料敏化太阳能电池模块（２０），其特征在于，在基材（１０）和背面板（１７）之间并列设置有多个染料敏化太阳能电池单元，所述染料敏化太阳能电池单元由第一导电层（１１）、内部含有电解液的多孔半导体层（１２、１３）和第二导电层（１５）构成，第二导电层（１５）的一端通过相对于和该第二导电层（１５）所属的染料敏化太阳能电池单元（２０ａ）相邻的染料敏化太阳能电池单元（２０ｂ）的第一导电层（１１）固定而与其进行电连接，并且第二导电层（１５）的载置于多孔半导体层（１２、１３）上的部分不与该多孔半导体层（１２、１３）及背面板（１７）接合。根据本发明专利技术，在染料敏化太阳能电池模块中，即使对于因热过程所导致的各层的热膨胀及收缩、基板的弯曲或变形等情况，仍然可以抑制成为对电极的膜的耐久性的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及染料敏化太阳能电g块及其制造方法。本专利技术基于2007年6月6日向日本申请的特愿2007 - 150338号主张 优先权，并在此援引其内容。
技术介绍
作为染料敏化太阳能电池(Dye - Sensitized Solar cell,以下有时称为 DSC)中连接相邻单元间的方法的一种，已知有利用碳导电膜兼作对电极 和串联布线的方法(在DSC研究者之间称为单片模块(Monolithic Module))。在专利文献l中，记载了一种光伏电池，该光伏电池由在共用透明基 板上以细长条紋状配置的多个串联连接的光伏元件的单片组件 (MonolithicAssembly)构成，上述各元件具备具备多晶半导体的多孔 层的光阳极、和由导电性材料的多孔层形成且利用电绝缘性材料的中间多 孔层与上述光阳极分离的背面电极，上述多孔层的孔被电子输送性电解质 所填充。在专利文献2中，记载了一种染料^t化型太阳能电池单元，作为其第 一实施方式，该染料敏化型太阳能电池单元是在透明基&上形成有透明导 电膜及半导体电极而得到的光电极、和在基板面上形成碳电极而得到的对 电极之间，存在作为间隔的氧化硅珠，在光电极和对电极的间隙中填充有 电解质。另外，作为专利文献2的第三实施方式，记载了使光电极和对电 极的间隙为多孔体层的单片模块，在这种情况下，记载了多孔层及碳电极 也可以通过在半导体电极上顺次涂布浆料的方法来形成。在专利文献3中公开的染料敏化太阳能电池，优选具备由基材及在基 材的一面配置的第一导电层构成的电极用基仗、在上述第一导电层上依次 重叠配置的多孔半导体层、多孔绝缘体层以及第二导电层所构成的单元结 构体，在多孔半导体层及多孔绝缘体层的内部含有电解液。4专利文献l:特表平11 - 514787号爿>才艮 专利文献2:特开2004 - 127849号公报 专利文献3:特开2006 - 236960号公才艮如上所述，在以往的单片型的染料敏化太阳能电,块中，几乎都是 在窗侧透明导电玻璃上形成多孔氧化钛(半导体)，接着形成隔板层，同 时形成对电极和相邻单元的工作电极的相互连接(interconnect),按照依 次进行染料担载、电解液含浸、保护涂敷(overcoat)密封的次序来制作。 利用该制法制作的模块具有以下特征。(1)自透明导电玻璃至对电极为止的层重合形成，所以相互掩^而一体化。(2 )关于光电M对电极的各层，以直到前工序为止而形成的层为基 底而形成，所以必须采用不会使这些基底层中毒之类的材料及方法来成 膜。另外，在成膜前必须是〗象墨水或浆料那样能够涂布的前体。(3) 各层可以说是相互掩^，层间及层内的结合强度低，针对变形的 耐久性低。特别是在各层的热膨胀率存在差异的情况下，或在^产生弯 曲、变形的情况下，耐久性低是显著的。(4) 在多孔电极内容易残留杂质，有发电特性降低的可能性。在专利文献2中记载了如下所示的制造方法，作为其第一实施方式， 使形成于透明a侧的光电极和形成于背侧基板上的对电极对置，向其间 填充氧化^和电解质。此时，尽管对电极不以光电极为基底而形成，但 由于和背侧的基板接合，所以在对电极和背侧的基仗的热膨胀率存在差异 的情况下，或在14lJ良生弯曲、变形的情况下，对电极的耐久性降低。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述情况而完成的专利技术，其课题在于，提供一种即使 对于因热过程所导致的光电极及对电极的各层的热膨胀及收缩、透明a 及背侧a各基^的弯曲或变形等，仍然可以抑制成为对电极的膜的耐久 性降低的。为了解决上述i果题，本专利技术提供一种染料敏化太阳能电,块，其特 征在于，具备基材、与该基材对向配置的背面板以及在上述基材与上述背面 板之间并列设置的多个染料敏化太阳能电池单元，上述染料敏化太阳能电池单元具有配置在上述基材侧的第 一导电 层、在上述背面板侧且与上述第一导电层对向配置的第二导电层、以及 配置在上述第 一导电层与上述第二导电层之间的多孔半导体层，属于一个染料敏化太阳能电池单元的上述第二导电层，和相邻第一 电极层电连接，由此使上述多个染料敏化太阳能电池单元电串联连接， 上述相邻第一电极层是与上述一个染料敏化太阳能电池单元相邻的其 他染料敏化太阳能电池单元中的第一导电层，从上述背面板侧看，上述第二导电层具有与上述多孔半导体层重叠 的区域，所述重叠的区域未与上述多孔半导体层及上述背面板接合。在本专利技术的染料敏化太阳能电^M^块中，优选上述第二导电层的位 于上述相邻第一导电层侧的上述重叠区域以外的区域，与上述相邻第一 导电层接合，由此使上述第二导电层保持在上述染料敏化太阳能电池单 元内。上述第二导电层优选第二导电层的位于上勤目邻第一导电层侧的上 述重叠区域以外的区域，还与上述背面板接合。上述第二导电层优选为膜状导电性构件。上述第二导电层优选是在上述多个染料敏化太阳能电池单元的排列 方向被分割而形成。上述第二导电层优选经由导电性的连接用构件，与上述电连接的上 述相邻第一导电层接合。另外，本专利技术提供一种染料敏化太阳能电池模块的制造方法，其特征 在于，包括准备具有基材以及在该基材的一面上形成的多个第一导电层的电极用基板的基板准备工序；在上述电极用基板的各导电层上形成多孔半导体层的半导体层形成工序；按照不与上述多孔半导体层接合的方式在该多孔半导体层上栽置第二 导电层的第二电极层载置工序；使上述第二导电层与相邻第一电极层接合且进行电连接的导电层 接合工序，其中上述相邻第一电极层是与该第二导电层所属的一个染料敏化太阳能电池单元相邻的其他染料敏化太阳能电池单元中的第一导 电层；按照使上述第二导电层的载置于上述多孔质半导体层上的区域不与背 面板接合的方式，在上述第二半导体层上配置上述背面板的背面板配置工 序；和在上述多孔半导体层的内部填充电解液的溶解液填充工序。在本专利技术的染料敏化太阳能电M块的制造方法中，上述第二导电层 优选为膜状导电性构件。在上述导电层接合工序中，优选在相邻的上述第一导电层上，按照比 上述多孔半导体层的上面更向上方突出的方式设置导电性的连接用构 件，在该连接用构件的上面接合上述第二导电层的一个端部。优选在上述第二导电层载置工序中，按照覆盖多个上述多孔半导体层 的方式栽置大小与上述电极用！4^目对应的 一个膜状导电性构件，在上述导电层a工序中，上述一个膜状导电性构件的对应于一个染 料敏化太阳能电池单元的区域的一端部与相邻的其他染料敏化太阳能电 池单元的第一导电层^且进行电连接之后，切断上述同一个膜状导电性 构件。根据本专利技术，从背面板侧看成为对电极的第二导电层的与多孔半导体 层重叠的区域未与多孔半导体层及背面板掩^。为此，光电极及对电极的 各层，即便分别为热膨胀系数不同的材质，也难以在光电极和对电极之间产生由热膨胀系数差而引起的应力。另外，即便对透明14SL和背侧a各 !41施加弯曲或变形等外力，该外力也难以向对电极传递。因此，第二导 电层针对因热过程所导致的各层的热膨JI^良收缩、各J41的弯曲或变形等 情况，可以抑制成为对电极的膜的耐久性的降低。 」附图说明图l是表示本专利技术的染料敏化太阳能电^块的一例的模式截面图。 图2是表示在基材的一面具有第二导电层的基板的一例的模式截面图。图3是表示在基材的一面具有相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池模块，其特征在于，　具备基材、与该基材对向配置的背面板以及在所述基材与所述背面板之间并列设置的多个染料敏化太阳能电池单元，　所述染料敏化太阳能电池单元具有：配置在所述基材侧的第一导电层、在所述背面板侧且与所述第一导 电层对向配置的第二导电层、以及配置在所述第一导电层与所述第二导电层之间的多孔半导体层，　属于一个染料敏化太阳能电池单元的所述第二导电层与相邻第一电极层电连接，由此使所述多个染料敏化太阳能电池单元电串联连接，所述相邻第一电极层是与所述一个染 料敏化太阳能电池单元相邻的其他染料敏化太阳能电池单元中的第一导电层，　从所述背面板侧看，所述第二导电层具有与所述多孔半导体层重叠的区域，所述重叠区域未与所述多孔半导体层及所述背面板接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田显一，北村隆之，松井浩志，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[日本]