(57)【要約】【課題】曲げた状態でも導通安定性に優れる電気モジュールの提供。【解決手段】支持体１２，２２上に導電層１４，２４を有し、互いに対向する２つの電極１０，２０と、２つの電極の間に位置する電荷移動体３０と、２つの電極の間に位置し、２つの電極を導通可能とする導電粒子及び接着剤を含む導電材５０と、２つの電極の間であって、電荷移動体３０と導電材５０との間に位置して電荷移動体３０を封止する封止材４０とを有し、導電材５０が気泡を含む、電気モジュール１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に導電層を有し、互いに対向する２つの電極と、
前記２つの電極の間に位置する電荷移動体と、
前記２つの電極の間に位置し、前記２つの電極を導通可能とする導電粒子及び接着剤を含む導電材と、
前記２つの電極の間であって、前記電荷移動体と前記導電材との間に位置して前記電荷移動体を封止する封止材とを有し、
前記導電材が気泡を含む、電気モジュール。
【請求項２】
前記気泡の平均径が４０〜１１０μｍである、請求項１に記載の電気モジュール。
【請求項３】
前記支持体の表面に対して垂直な方向から見たときの、前記導電材の単位面積当たりに存在する前記気泡の数が５０〜１１０個／ｍｍ２である、請求項１または２に記載の電気モジュール。
【請求項４】
前記導電粒子の平均粒子径が５〜５００μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気モジュール。
【請求項５】
前記支持体の表面に対して垂直な方向から見たときの、前記導電材の単位面積当たりに存在する前記導電粒子の数が５〜３３０個／ｍｍ２である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気モジュール。
【請求項６】
前記気泡の少なくとも一部が前記導電粒子と接している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気モジュール。
【請求項７】
さらに、前記封止材が直径１０μｍ以上の気泡を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気モジュール。
【請求項８】
前記封止材中の前記気泡の平均径が１８〜４０μｍである、請求項７に記載の電気モジュール。
【請求項９】
前記支持体の表面に対して垂直な方向から見たときの、前記封止材の一辺が０．４ｍｍの正方形領域に存在する前記気泡の数が０〜６０個である、請求項７または８に記載の電気モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム型の太陽電池など、複数のセルを同一平面内に設けた電気モジュールにあっては、例えば、上側電極と下側電極との間に封止材を設けて電荷移動体を封止するとともに、隣接するセルどうしを電気的に接続するために、上側電極と下側電極の両方に接する導電材を、封止材と封止材の間に設ける。
特許文献１には、ロール・ツー・ロール方式（以下、ＲｔｏＲ方式と記載する）を用いて太陽電池を製造する際に、導電材を形成する方法として、上側電極と下側電極の間に、導電粒子と接着剤を含む導電ペーストを塗布して固化させる方法が記載されている。導電材中の導電粒子が上側電極と下側電極の両方に接触することで、安定した導通性能が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１４０１９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、導電粒子と電極との接触によって２つの電極間の導通を確保している電気モジュールにあっては、電気モジュールを曲げたときに導通不良が生じる場合がある。
本発明は、曲げた状態でも導通安定性に優れる電気モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下の態様を有する。
［１］  支持体上に導電層を有し、互いに対向する２つの電極と、
前記２つの電極の間に位置する電荷移動体と、
前記２つの電極の間に位置し、前記２つの電極を導通可能とする導電粒子及び接着剤を含む導電材と、
前記２つの電極の間であって、前記電荷移動体と前記導電材との間に位置して前記電荷移動体を封止する封止材とを有し、
前記導電材が気泡を含む、電気モジュール。
［２］  前記気泡の平均径が４０〜１１０μｍである、［１］の電気モジュール。
［３］  前記支持体の表面に対して垂直な方向から見たときの、前記導電材の単位面積当たりに存在する前記気泡の数が５０〜１１０個／ｍｍ２である、［１］または［２］の電気モジュール。
［４］  前記導電粒子の平均粒子径が５〜５００μｍである、［１］〜［３］のいずれかの電気モジュール。
［５］  前記支持体の表面に対して垂直な方向から見たときの、前記導電材の単位面積当たりに存在する前記導電粒子の数が５〜３３０個／ｍｍ２である、［１］〜［４］のいずれかの電気モジュール。
［６］  前記気泡の少なくとも一部が前記導電粒子と接している、［１］〜［５］のいずれかの電気モジュール。
［７］  さらに、前記封止材が直径１０μｍ以上の気泡を含む、［１］〜［６］のいずれかの電気モジュール。
［８］  前記封止材中の前記気泡の平均径が１８〜４０μｍである、［７］の電気モジュール。
［９］  前記支持体の表面に対して垂直な方向から見たときの、前記封止材の一辺が０．４ｍｍの正方形領域に存在する前記気泡の数が６０個以下である、［７］または［８］の電気モジュール。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、曲げた状態でも導通安定性に優れる電気モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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２】図１に示す（ｉｉ）−（ｉｉ）断面図である。
【図３】図２に示す（ｉｉｉ）−（ｉｉｉ）断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る導電材および封止材を含む領域の顕微鏡像の例である。
【図５】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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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、封止材及び導電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。
【００１０】
［電気モジュール（色素増感太陽電池）の構成］
図１、図２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、導電材５０と、融着部６０を有する。光電極１０と対向電極２０とは離間して対向する。
電荷移動体３０は、光電極１０と対向電極２０の間に位置する。封止材４０及び融着部６０は、電荷移動体３０を封止する。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の双方に接する。
【００１１】
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、導電材５０が延長する方向をＰ１方向、Ｐ１方向に垂直な方向をＰ２方向とする。
【００１２】
光電極導電層１４は、光電極支持体１２上に位置する。無機半導体層１６は、光電極導電層１４上に位置する。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、この順で位置する。
無機半導体層１６は、電荷移動体３０に接する。無機半導体層１６は、光電極導電層１４の一部を覆う。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と接する。無機半導体層１６は増感色素を担持する。
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の全面を覆ってもよい。
【００１３】
光電極支持体１２の材料は、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料であれば、特に限定されない。
光電極支持体１２の材料として、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。
【００１４】
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存在する。
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の材料として、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／Ａｌ２Ｏ３混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物、ＣｕＩ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、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。これらの材料は、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を構成する材料に応じて、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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上に位置する。
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、対向する。
【００１８】
対向電極支持体２２の材料は、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料であれば、特に限定されない。対向電極支持体２２の材料としては、例えば、光電極支持体１２と同様の樹脂材料が挙げられる。
【００１９】
対向電極導電層２４の材料は、光電極導電層１４の材料と同様に、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。
【００２０】
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る。触媒層２６は、電荷移動体３０に接する。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と接する。
触媒層２６の材料としては、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。
【００２１】
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に接する。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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にそれぞれ接合する。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にそれぞれ接合する。
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。
【００２４】
導電材５０は、光電極１０と対向電極２０との間に位置する。導電材５０は、光電極１０及び対向電極２０の双方に接する。導電材５０と電荷移動体３０との間には封止材４０が位置する。Ｐ２方向において、導電材５０の両側は封止材４０と隣接する。導電材５０と封止材４０とは接することが好ましい。
図３は導電材５０を断面視した模式図である。導電材５０は導電粒子５１と接着剤５２を含有する。導電材５０の厚み方向において、導電粒子５１は単数（すなわち単層）で存在する。導電粒子５１が光電極１０の光電極導電層１４、及び対向電極２０の対向電極導電層２４の双方と接触することで、良好な導通性能が得られる。また導電粒子５１は、光電極１０と対向電極２０の間のスペーサーの役割も果たす。
導電材５０の厚み方向の両端は、接着剤５２によって、光電極１０及び対向電極２０にそれぞれ接合している。また接着剤５２は、光電極１０と対向電極２０とが所定の間隔をあけて対向配置した状態を保持する機能を有する。
【００２５】
導電粒子５１は、金属粒子のように粒子自体が導電性を有する粒子でもよく、表面層が導電性を有する金属層である複合粒子でもよい。
具体例として金、銀、銅、クロム、チタン、白金、ニッケル、錫、亜鉛、鉛、タングステン、鉄、アルミニウム等の金属からなる金属粒子；これらの金属を含む化合物からなる粒子；導電性樹脂からなる粒子；カーボンブラック等の炭素系粒子；が挙げられる。さらに、樹脂製の粒子に無電解ニッケル等の導電性を有する金属を被覆した粒子等の複合粒子も使用できる。
導電粒子５１の形状は前記スペーサーの役割を果たせば、特に制限されない。球状、楕円形状、立方形状、多角体形状等が挙げられる。最大の内包体積を有し、かつ抵抗が少ない観点から、導電粒子５１は球状が好ましい。
導電粒子５１の平均粒子径は、５μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上５００μｍ以下がより好ましい。
導電粒子の平均粒子径は、導電材の画像における任意の１０個の測定値の平均値である。導電粒子が球状でない場合は、導電材の画像における導電粒子の面積を計測し、同面積の円の直径を前記導電粒子の直径として、１０個の平均値を求める。
【００２６】
接着剤５２の例として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂を少なくとも一種含んだ樹脂材料またはその硬化物が挙げられる。接着剤５２が封止材４０と同じ材料であってもよい。
前記樹脂材料としては、例えば酢酸ビニル樹脂系エマルション形接着剤、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルの三元共重合体）系エマルション形接着剤、α−オレフィン（イソブテン−無水マレイン酸樹脂）系接着剤、アクリル樹脂系エマルション形接着剤、スチレン・ブタジエンゴム系ラテックス形接着剤、酢酸ビニル樹脂系溶剤形接着剤、アクリル樹脂系溶剤形接着剤、塩化ビニル樹脂系溶剤形接着剤、クロロプレンゴム系溶剤形接着剤、クロロプレンゴム系溶剤形マスチックタイプ接着剤、ニトリルゴム系溶剤形接着剤、再生ゴム系溶剤形スチレンブタジエンラバー（ｓｔｙｒｅｎｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｒｕｂｂｅｒ：ＳＢＲ）系溶剤形接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、変成シリコーン樹脂系接着剤、エポキシ・変成シリコーン樹脂系接着剤、アクリル樹脂系（ｓｅｃｏｎｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｃｒｙｌｉｃ  ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：ＳＧＡ）接着剤、でん粉系接着剤、ポリマーセメントモルタル、エポキシ樹脂モルタル、シリル化ウレタン樹脂系接着剤、ホットメルト形接着剤等が挙げられる。
【００２７】
また、前述のように電極間を所定の間隔をあけて対向配置させた状態を保持する機能を有していれば、接着剤として、高い粘性を有する粘着材を用いることができる。高い粘性を有する粘着材としては、例えばゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系のものが挙げられるが、特にこれらに限定されない。具体的には、天然ゴム、アクリル酸エステル共重合体、シリコーンゴム、ウレタン樹脂等が挙げられる。
【００２８】
導電材５０は導電粒子５１及び接着剤５２のほかに、補助導電物質を含んでもよい。補助導電物質は、光電極１０と対向電極２０の間のスペーサーの役割を果たさない小径の物質である。導電粒子５１どうしの隙間に補助導電物質が存在すると、電極間の導通がさらに得られやすくなる。
補助導電物質としては、導電性を有し、導電粒子５１の導通性を阻害しないものであればよい。導電粒子５１よりも小径の粒子状又は繊維状の補助導電物質が挙げられる。
補助導電物質の材料としては、金、銀、銅、クロム、チタン、白金、ニッケル、錫、亜鉛、鉛、タングステン、鉄、アルミニウム等の金属、これらの金属を含む化合物、導電性樹脂、又はカーボンブラック等の炭材料料が挙げられる。導電粒子５１と同じ材料であってもよい。
補助導電物質が粒子状である場合の平均粒子径は、補助導電物質が導電粒子５１どうしの隙間に存在しやすい点で、導電粒子５１の平均粒子径に対いて８０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましく、３０％以下がさらに好ましい。
補助導電物質の平均粒子径の測定方法は、前記導電粒子の平均粒子径の測定方法と同じである。
補助導電物質が導電性繊維である場合の平均繊維径は、導電粒子５１の平均粒子径に対して４５％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、１５％以下がさらに好ましい。前記導電性繊維の繊維長は、導電粒子の導通性を阻害しないように適宜調整することが好ましい。例えば、繊維長／繊維径で表されるアスペクト比の平均値が２〜５００が好ましい。
補助導電物質の平均繊維径は、導電材の画像における任意の１０個の測定値の平均値である。
【００２９】
導電粒子５１、接着剤５２、及び任意に補助導電物質を含む導通ペーストを固化して導電材５０を形成する。導通ペーストは、必要に応じて、導電粒子５１や接着剤５２の分散状態を保持するための補助媒体を含んでもよい。補助媒体の例としては、水、エステル系溶媒（酢酸エチル等）、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒（テトラヒドロフラン等）、炭化水素系溶媒（ヘキサン等）、芳香族系溶媒等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。
【００３０】
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が存在する。
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。
Ｐ２方向において、第一絶縁部４１と第二絶縁部４２は交互に存在する。
【００３１】
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り、電気的に絶縁している。
融着部６０は、図１に示すように、Ｐ１方向において、所定の間隔で存在する。
【００３２】
図４は、光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から、導電材５０及びその両側に隣接する封止材４０、４０の一部を撮像した顕微鏡像の例である。
本実施形態の導電材５０は導電粒子５１及び気泡５３を含む。導電材５０中の気泡５３の一部は導電粒子５１と接している。
気泡５３の平均径は４０〜１１０μｍが好ましく、５０〜１００μｍがより好ましく、６０〜９０μｍがさらに好ましい。気泡５３の平均径が上記範囲の下限値以上であると、気泡の存在による曲げ応力の緩和効果に優れ、上限値以下であると導電材５０と光電極１０及び対向電極２０との接着性に優れる。
導電材中の気泡の平均径は、光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から見た導電材の画像における気泡の直径の平均値である。一辺が１ｍｍの正方形である任意の測定対象領域に存在する全部の気泡について、気泡の面積を計測し、同面積の円の直径を前記気泡の直径として求める。前記測定対象領域に存在する全部の気泡の直径の平均値を、気泡の平均径とする。
【００３３】
光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から見たときの、導電材５０の単位面積当たりに存在する気泡５３の数は５０〜１１０個／ｍｍ２が好ましく、６０〜１００個／ｍｍ２がより好ましく、６５〜９５個／ｍｍ２がさらに好ましい。気泡５３の数が上記範囲の下限値以上であると、気泡の存在による曲げ応力の緩和効果に優れ、上限値以下であると導電材５０と光電極１０及び対向電極２０との接着性に優れる。
【００３４】
光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から見たときの、導電材５０の単位面積当たりに存在する導電粒子５１の数は５〜３３０個／ｍｍ２が好ましく、１０〜２２０個／ｍｍ２がより好ましく、３０〜１００個／ｍｍ２がさらに好ましい。
導電粒子５１の数が上記範囲の下限値以上であると、安定した導通性能が得られやすく、上限値以下であると導電材５０と光電極１０及び対向電極２０との接着性に優れる。
導電材の単位面積当たりに存在する気泡の数及び導電粒子の数は、光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から見た導電材の画像における気泡の数及び導電粒子の数である。一辺が１ｍｍの正方形である任意の測定対象領域に存在する全部の気泡の数及び導電粒子の数を計測する。
１つの測定対象領域の導電材に存在する（導電粒子の数）／（気泡の数）の比は、０．１／１〜６．６／１が好ましく、０．２／１〜３／１がより好ましく、０．４／１〜１．５／１がより好ましい。
【００３５】
導電材５０中において、気泡５３の少なくとも一部が導電粒子５１と接していることが好ましい。気泡５３と導電粒子５１とが接していると、曲げによる応力が気泡で吸収されやすく、導電材５０と光電極１０及び対向電極２０とが剥離しにくくなる。
１つの測定対象領域の導電材に存在する気泡５３の総数に対して、導電粒子５１と接している気泡５３の数の割合（以下「導電粒子と接触する気泡の割合」いう）は６０％以上が好ましく、８６％以上がより好ましい。１００％でもよい。
【００３６】
さらに、封止材４０が直径１０μｍ以上の気泡（図示略）を含むことが好ましい。封止材４０に前記気泡が存在すると、導通材５０に影響する曲げ応力の緩和効果が向上する。
封止材４０中の前記気泡の平均径は１８〜４０μｍが好ましい。封止材４０中の前記気泡の平均径が上記範囲の下限値以上であると、曲げ応力の緩和効果に優れ、上限値以下であると封止材４０と光電極１０及び対向電極２０との接着性に優れる。
光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から見たときの、封止材４０の一辺が０．４ｍｍの正方形領域に存在する気泡の数は０超〜６０個／ｍｍ２が好ましく、８〜５０個／ｍｍ２がより好ましく、１６〜４２個／ｍｍ２がさらに好ましい。気泡５３の数が上記範囲の下限値以上であると、曲げ応力の緩和効果に優れ、上限値以下であると封止材４０と光電極１０及び対向電極２０との接着性に優れる。
【００３７】
封止材中の前記気泡の数は、光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から見た封止材の画像の、一辺０．４ｍｍの正方形である測定対象領域に存在する、直径１０μｍ以上の気泡の数である。１０個の任意の測定対象領域について、直径１０μｍ以上の気泡の数をそれぞれ計測し、それらの最大値を、封止材の一辺が０．４ｍｍの正方形領域に存在する直径１０μｍ以上の気泡の数とする。
封止材中の前記気泡の平均径は、光電極支持体１２の表面に対して垂直な方向から見た封止材の画像における、直径１０μｍ以上の気泡の直径の平均値である。
前記直径１０μｍ以上の気泡の数が最大値であった測定対象領域について、該測定対象領域に存在する直径１０μｍ以上の気泡の面積を計測し、同面積の円の直径を前記気泡の直径として求める。前記測定対象領域に存在する直径１０μｍ以上の気泡の直径の平均値を、封止材中の直径１０μｍ以上の気泡の平均径とする。
【００３８】
［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は、例えば以下の方法で製造できる。
本実施形態の製造方法は、図５に例示する製造装置１００を用いて、光電極１０をＰ１方向に搬送しながら、光電極１０上に、封止材４０、導電材５０及び電荷移動体３０を設け、対向電極２０をＰ１方向に搬送しながら、光電極１０と対向電極２０と貼り合わせた後、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。導電材５０は導電ペーストを塗布して形成する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
次いで、図５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Ｐ３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。
【００４２】
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、導電材塗布装置１０２を用いて導電ペーストを塗布し、未硬化の導電材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。
このとき、未硬化の導電ペーストに気泡を含有させることによって、気泡を含んだ導電材５０を形成できる。
また、未硬化の封止材に気泡を含有させることによって、気泡を含んだ封止材４０を形成できる。
未硬化の導電ペースト又は未硬化の封止材に気泡を含有させる方法は特に限定されない。例えば、導電ペースト又は封止材料を撹拌羽で撹拌又は混錬する方法が挙げられる。この方法において、気泡の平均径及び気泡の数は、例えば、撹拌又は混錬の強さ、脱泡の程度によって調整できる。
導電材が気泡を含みやすく、曲げ特性に優れる点で、導電材が導電粒子と接着剤を含み、導電粒子が表面に金属を被覆した樹脂粒子（例えば、ミクロパール（登録商標））であり、接着剤が紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。
【００４３】
一方、対向電極２０をＰ４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。
【００４４】
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及び導電材５０を硬化させて、封止材４０及び導電材５０と光電極１０とを貼り合わせるとともに、封止材４０及び導電材５０と対向電極２０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。未硬化の導電材５０が熱硬化性樹脂である場合、加熱して導電材５０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及び導電材５０を介して貼り合わせる。
【００４５】
次に、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の先端部と、台座１１６の先端部は、それぞれ複数の凹凸を有する。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の先端部と、台座１１６の先端部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、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。
【００４６】
以上の工程で、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（Ｐ２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。
【実施例】
【００４７】
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。
【００４８】
［比較例１、実施例１］
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。
・光電極支持体及び対向電極支持体…材料ＰＥＴ、厚み１２５μｍ。
・光電極導電層及び対向電極導電層…材料ＩＴＯ、厚み１００ｎｍ。
・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…電解液。
・封止材…紫外線硬化性樹脂、幅２ｍｍ（設定値）、厚み５０μｍ。
・導電ペースト…接着剤（紫外線硬化性樹脂）と、導電粒子（表面に金めっきを施したミクロパール（登録商標）ＡＵ−２５０）との混合物。導電粒子の平均粒子径は５０μｍ、導電ペーストの総質量に対して、導電粒子は１０質量％。
比較例１では、下記の方法で、気泡を含まない導電ペーストを調製して塗布した。導電ペーストの塗布量は、導電材の幅が１．２ｍｍ（設定値）となる量に設定した。
実施例１では、下記の方法で気泡を含む導電ペーストを調製し、それを比較例１と同様に塗布した。
（導電ペーストの調製方法）
比較例１では、接着剤と導電粒子を、撹拌用回転羽を用いて充分に混練した後、遠心脱泡機（クラボウ製品名マゼルスター)にて、６０秒間の脱泡処理を行って導電ペーストを得た。
実施例１は、脱泡処理時間を５秒間とした以外は、比較例１と同様にして導電ペーストを調製した。
【００４９】
実施例１及び比較例１で得られた色素増感太陽電池について、光学顕微鏡（キーエンス社製）を用い、導電材及びその両側の封止材を含む領域の顕微鏡写真（倍率：１００倍）を撮像した。測定対象領域（一辺が１ｍｍの正方形領域）の導電材に存在する気泡および導電粒子について、気泡の平均径と単位面積当たりの数、導電粒子の平均粒子径と単位面積当たりの数、（導電粒子の数）／（気泡の数）の比、及び「導電粒子と接触する気泡の割合」を求めた。結果を表１に示す。
【００５０】
（曲げ試験）
実施例１と比較例１で得られた色素増感太陽電池について、下記の方法で曲げ試験を行った。結果を表１に示す。
［曲げ試験の方法］
各例で製造した色素増感太陽電池について、下記の方法で曲げ試験を行った。
製造した色素増感太陽電池１０個について、曲げない状態での導通性と、Ｐ２方向が周方向となるように、直径２０ｍｍの円柱に沿って曲げたときの導通性を下記の方法で試験した。
色素増感太陽電池のＰ２方向の両端の取り出し電極にテスター棒を当てて抵抗値を測定した。同様にして１０個の色素増感太陽電池について抵抗値を測定した。
曲げた状態での抵抗値の平均値が、曲げない状態での抵抗値の平均値の±２０％以内である場合に、導電性が良好であると判定し、それ以外の場合を導電性不良と判定した。１０個の色素増感太陽電池について判定した結果に基づき、下記の評価基準で導電性を評価した。
［評価基準］
Ａ：導電不良がゼロ。
Ｂ：導電不良が１個または２個。
Ｃ：導電不良が３個または４個。
Ｄ：導電不良が５個以上。
【００５１】
［実施例２］
本例では、封止材を形成する紫外線硬化性樹脂に、下記の方法で気泡を含有させた。また、下記の方法で気泡を含む導電ペーストを調製した。それ以外は実施例１と同様にして、色素増感太陽電池を製造し、評価した。評価結果を表１に示す。
光学顕微鏡（キーエンス社製）を用いて、封止材の顕微鏡写真（倍率：１００倍）を撮像し、一辺０．４ｍｍの正方形である測定対象領域に存在する直径１０μｍ以上の気泡の数と気泡の平均径を求めた。
（導電ペーストの調製方法）
接着剤と導電粒子を、撹拌用回転羽を用いて充分に混練した後、前記遠心脱泡機にて１５秒間の脱泡処理を行って導電ペーストを調製した。
（封止材の調製方法）
紫外線硬化性樹脂を、撹拌用回転羽を用いて充分に混練した後、前記遠心脱泡機にて５秒間の脱泡処理を行って封止材料を得た。
【００５２】
【表１】
2020126876.tif 000003
【００５３】
上記試験の結果から、導電材が気泡を含む実施例１は、導電材が気泡を含まない比較例１に比べて、フィルム型の電気モジュールを曲げたときの導通安定性が向上した。
また、導電材および封止材が気泡を含む実施例２は、封止材が気泡を含まない実施例１に比べて、フィルム型の電気モジュールを曲げたときの導通安定性がさらに向上した。
【符号の説明】
【００５４】
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、５０  導電材、５１  導電粒子、５２  接着剤、５３  気泡、６０  融着部
【図１】
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【図２】
2020126876.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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