(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便に形成でき、また取り付け強度が導電性被膜に頼ることなく確実に集電線が取り付けられた色素増感型太陽電池の電極基板及び色素増感型太陽電池を提供する。【解決手段】集電線２が基材１と導電性被膜３との間に設けられていることで、集電線２の取り付け強度が導電性被膜３のみに頼るものではなく基材１への取り付け強度も加わることで集電線２は電極基板１０に確実に取り付けられる。また集電線２を基材１に取り付けてから導電性被膜３を形成することができ、基材１及び集電線２に対してペーストや蒸着等で形成された導電性被膜３は集電線に確実に密着されるようになって集電線２の形成が簡便なものとなり得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に導電性被膜が設けられ、該導電性被膜と電気的に接続された集電線により生起された電力が導出されるようになされた色素増感型太陽電池の電極基板であって、前記集電線は前記基材と前記導電性被膜との間に設けられていることを特徴とする色素増感型太陽電池の電極基板。
【請求項２】
前記集電線は前記基材に埋設されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の色素増感型太陽電池の電極基板。
【請求項３】
前記基材は透明であって、前記集電線が前記基材の厚み方向に縦長となされると共に、表面が光反射性のものとなされていることを特徴とする請求項２に記載の色素増感型太陽電池の電極基板。
【請求項４】
前記集電線は前記基材の成形時に、前記基材に取り付けられたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の色素増感型太陽電池の電極基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の色素増感型太陽電池の電極基板を用いて形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光の照射によって生起された電力の集電効率を高める集電線が設けられた色素増感型太陽電池の電極基板及び色素増感型太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
色素増感型太陽電池は、一般に電極基板に設けられた導電性被膜から効率よく電力を導出するための集電線が設けられる。集電線の形成には導電性の高い銀や銅を印刷等により導電性被膜上に付与する場合が多い。例えば、金属配線層と、この金属配線層に電気的に接続された透明導電層とを有し、前記金属配線層は耐熱セラミックスを主成分とする絶縁層により絶縁被覆されている色素増感型太陽電池の電極基板が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７８８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような従来の色素増感型太陽電池の電極基板では、導電性被膜上に集電線を設けているので、集電線の取り付け強度は導電性被膜との密着力に頼るものとなり、導電性被膜が劣化するとその部分で集電線が寸断や切断される恐れがあった。また、導電性被膜と集電線とを電気的に接続させるにおいて、密着性を高めるために製造条件等を厳密にして行う必要があり、集電線の形成時が繁雑なものとなる場合があった。
【０００５】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、簡便に形成でき、また取り付け強度が導電性被膜に頼ることなく確実に集電線が取り付けられた色素増感型太陽電池の電極基板及び色素増感型太陽電池を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板は、基材に導電性被膜が設けられ、該導電性被膜と電気的に接続された集電線により生起された電力が導出されるようになされた色素増感型太陽電池の電極基板であって、前記集電線は前記基材と前記導電性被膜との間に設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板によれば、集電線が基材と導電性被膜との間に設けられていることで、集電線の取り付け強度が導電性被膜のみに頼るものではなく基材への取り付け強度も加わることで集電線は電極基板に確実に取り付けられる。また集電線を基材に取り付けてから導電性被膜を形成することができ、基材及び集電線に対してペーストや蒸着等で形成された導電性被膜は集電線に確実に密着されるようになって集電線の形成が簡便なものとなり得る。
【０００８】
また請求項１に記載の色素増感型太陽電池の電極基板において、前記集電線は前記基材に埋設されて設けられていれば、集電線の基材に対する取り付け強度が高められ、また基材表面に突設したり表面積を大きくしたりすることなく大きい断面積を確保でき、導電性被膜の形成時や透明な電極基板として用いた場合の光の透過に関して便宜を図ることができ好ましい。
【０００９】
また請求項２に記載の色素増感型太陽電池の電極基板において、前記基材は透明であって、前記集電線が前記基材の厚み方向に縦長となされると共に、表面が光反射性のものとなされていれば、光の透過が集電線により妨げられる割合を少なくでき、且つ集電線に当たった光が反射されて発電に寄与させることができ、発電効率の低下を最小限に抑えることに繋がり好ましい。
【００１０】
また請求項１〜３のいずれかに記載の色素増感型太陽電池の電極基板において、前記集電線は前記基材の成形時に、前記基材に取り付けられたものであれば、集電線の基材に対する取り付けを基材の形成と同時に行うことで取り付けに係わる作業が簡便なものとなり、また後から取り付ける場合より集電線と基材との密着性を高いものとすることができ好ましい。
【００１１】
また本発明に係わる色素増感型太陽電池は、請求項１〜４のいずれかに記載の色素増感型太陽電池の電極基板を用いて形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、電極基板において、集電線が簡便な作業によって形成され、また集電線の取り付け強度が高められていることで、低コストで、使用時の耐久性に優れるものとできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板によれば、集電線が基材と導電性被膜との間に設けられていることで、集電線の取り付け強度が導電性被膜のみに頼るものではなく基材への取り付け強度も加わることで集電線は電極基板に確実に取り付けられる。また集電線を基材に取り付けてから導電性被膜を形成することができ、基材及び集電線に対してペーストや蒸着等で形成された導電性被膜は集電線に確実に密着されるようになって集電線の形成が簡便なものとなり得る。
【００１４】
また本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、電極基板において、集電線が簡便な作業によって形成され、また集電線の取り付け強度が高められていることで、低コストで、使用時の耐久性に優れるものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の、第一の実施形態を示すもので、（ａ）は全体を示す斜視図、（ｂ）は集電線付近の詳細を示す断面図である。電極基板１０は、環状ポリオレフィンからなる板状の基材１上に、ＩＴＯからなる透明な導電性被膜３が形成され、導電性被膜３により面状に導電性が確保されて電子の移動路が確保されているが、導電性被膜３は銅線などと較べると電気抵抗が大きく、電極基板１０による電子の移動を円滑なものとするために集電線２が設けられる。ここで集電線２はニッケルからなる帯状体で、基材１と導電性被膜３との間に設けられていることで、集電線２の取り付け強度は基材１と導電性被膜３との両方によって確保され、集電線２付近の導電性被膜３が劣化した場合にも集電線２が寸断されて導電性が損なわれる恐れを小さくしている。
【００１７】
集電線２は、基材１上に一定方向に平行に設けられており、略等間隔に平行に設けておくことで集電線２の効果が最大になるようになされている。集電線２は、基材１を押出成形する際に基材１を形成する合成樹脂が溶融又は軟化している状態で基材１に対して取り付けられることで、基材１に埋設された状態となされ、基材１と集電線２との隙間がなからしめられると共にアンカー効果によって密着する表面積が拡大されることで、単に密着されるような場合と較べ取り付け強度ははるかに高いものとなされている。
【００１８】
基材１への集電線２の取り付けは、銀、銅、ニッケル等の金属や、導電性ポリマー等の電気抵抗の低い材料を用い、帯状等適宜の断面形状としたものを取り付けてもよく、前記の材料をスクリーン印刷等の印刷により基材１上に取り付けることもできる。また、基材１と集電線２とを接着可能な接着層を介在させてもよく、接着層を設けておくことで集電線２を取り付けた部分から基材１に割れが生じるのを抑止することができる。かかる接着層を形成する材料としては、基材１及び集電線２を形成する材料に対して接着可能なものであればよく、基材１が合成樹脂からなるものであれば、例えばＥＶＡ（エチレン酢酸ビニルコポリマー）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、無水マレイン酸等で変性した変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等を好適に用いることができる。
【００１９】
また、合成樹脂製の基材１と金属製の集電線２とを接着層で接着した場合、温度変化における膨張収縮によって集電線２に繰り返し応力がかかり、金属疲労によって集電線２が寸断される恐れが生じるが、かかる寸断の対策として、集電線２を折り曲がったり波打ったりした形状で取り付けることで集電線２の緊張を緩和するようにしたり、集電線２自体をバネ鋼から形成して金属疲労への耐久性を高めたり、帯状の撚線を用いて伸縮自在としておくことで金属疲労の発生を抑えるようにしてもよい。
【００２０】
図２は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の、第二の実施形態を示す断面図である。集電線２は、基材１の厚み方向に縦長となされていることで、電極基板１０に垂直方向に入射する光Ｌ１が集電線２により遮られる割合を少なくしているが、更に集電線２の表面が光反射性となされていることで、斜め方向から入射される光Ｌ２が集電線２の表面で吸収されることなく反射され、発電に寄与する方向の光Ｌ３とされることで、集電線２を設けることによる発電効率の低下を最小限に留めるようになされている。
【００２１】
集電線２を基材１に埋設するには、基材１に溝等を設けて該溝内に集電線２の少なくとも一部を取り付ける等してもよいが、図３に示す如く基材１を押出成形する際に同時に集電線２を埋設するようにしてもよい。図３は基材の押出成形の状態を示す側面図であるが、基材１を押出成形するには、原料となる合成樹脂を押出機Ｅにより溶融し、押出金型Ｋにより板状等の形状に成形し、その後冷却槽Ｃを用いて冷却固化して形成するが、押出金型Ｋから吐出され溶融又は軟化している状態の合成樹脂Ｒに対して帯状等適宜の形状の集電線２を巻き出しつつ押し付けることで、集電線２は合成樹脂Ｒに容易に埋め込まれ、冷却槽Ｃにより冷却固化されると基材１と集電線２とが強固に一体化された電極基板１０が得られる。また集電線２を押出金型Ｋ内で合成樹脂Ｒによって被覆するように形成してもよく、かかる方法であれば集電線２の断面形状が複雑な場合でも基材１に対する集電線２の取り付けが容易に行うことができる。
【００２２】
集電線２の形状は、第一及び第二の実施形態に示したものの他に、図４に示すものとしてもよい。図４は電極基板１０の集電線２付近の詳細を示す断面図であるが、（ａ）に示す丸棒状や（ｂ）に示す断面矩形のものを用いることで、集電線２の断面積を大きくできると共に形成が容易なものとなる。また（ｃ）に示すＬ字状や、（ｄ）に示すＴ字状とすることで、埋設による利点が得られると共に導電性被膜３との接触面積を大きくして集電効率を高めることができる。また（ｅ）に示す断面逆Ｖ字状や、（ｆ）に示す断面逆Ｗ字状とすることで、基材１の表面にそれ程集電線２を露出させることなく比較的大きい断面積を確保して、電解質による集電線２の腐食を軽減できると共に集電効率を向上させることができる。更にまた、（ｇ）に示す断面下向き矢印状としておくことで、電極基板１０に外部応力がかかった状態でも集電線２の基材１から抜けにくくでき、また基材１に稍々の割れが生じた場合でも集電線２を外れにくくすることができる。
【００２３】
また集電線２を形成する材料は、上述の銀、銅、ニッケル等の金属や、導電性ポリマー等の電気抵抗の低いものの他に、銀、銅、鉄といった芯材に、ニッケル、タングステン、パラジウム、ロジウム、白金、クロム、ルテニウム、イリジウム、チタンをめっきにより被覆したり、これら被覆する金属により酸化被膜を形成したものを用いてもよく、更にはこれらの被覆用の金属を用いて集電線２を形成してもよい。これらの金属は、色素増感型太陽電池の電解質層として一般によく用いられるヨウ素に対して安定なものであり、外面がこれらの金属若しくはその酸化被膜により被覆されていることで、長期に亘って使用しても集電線２が腐食されることが少なく、色素増感型太陽電池を耐久性に優れるものとできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の、第一の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の、第二の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の、形成の一例を示す側面図である。
【図４】本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の、集電線の断面形状の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    基材
２    集電線
３    導電性被膜
１０  電極基板
【図１】
2006331934.tif 000003
【図２】
2006331934.tif 000004
【図３】
2006331934.tif 000005
【図４】
2006331934.tif 000006