(57)【要約】      （修正有）【課題】封止材が視認できるような場合であっても優れた意匠性を得ることができる色素増感型太陽電池を提供する。【解決手段】封止材５が少なくとも太陽光が入射する側αから白色以外の色調に視認されるようになされ、白色以外の色調を視認させることを目的とする色素増感型太陽電池１０の意匠性に応じてその色調を設定することで、封止材５が視認できるような場合であっても優れた意匠性を備えた色素増感型太陽電池１０を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と導電性被膜とを備えた透明な電極基板と、前記導電性被膜上に設けられ、多孔質半導体材料に増感色素を吸着させた光電極層と、前記光電極層と対向電極との間に設けられ電荷の移動を行う電解質層と、前記電解質層を前記電極基板及び前記対向電極との間に封止する封止材とを備え、前記封止材が少なくとも太陽光が入射する側から視認可能となされると共に、前記封止材が白色以外の色調に視認されるようになされていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項２】
前記白色以外の色調は、太陽光が入射する側の前記封止材が配置された以外の色調と近似するものとなさ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。
【請求項３】
前記白色以外の色調は、着色した形成用組成物を用いて形成した封止材によって着色されるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の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、意匠性に優れる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、増感色素や電解液に様々な色調のものを用いることで、カラフルで意匠性に優れる太陽電池を得ることができる。一方、電荷の輸送を行う電解質は一般に液状のものが用いられることから、その蒸発や漏洩を防止するために封止材を用いるが、封止材として１つ以上の（メタ）アクリレート基を有するイソプレン重合体を主成分とするもの（例えば特許文献１）や、分子中に少なくとも１個のヒドロキシル化反応可能なアルケニル基を含有するイソブチレン系重合体、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、ヒドロキシル化触媒及びシランカップリング剤を主成分とする組成物を用いたもの（例えば特許文献２）などが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１１０３６号公報
【特許文献２】特開２００４−９５２４８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、従来の封止材は、無色透明なものや、不透明又は半透明の白色若しくはそれに近い色調のものであり、電極基板や光電極層が透明で電解質や封止材が透視できたり、封止材が露出していたりして封止材が視認できるような場合には、封止材が上述の如き色調であるために、無骨で意匠性が劣る印象を与える場合があった。また、増感色素や電解液の色調によってカラフルな太陽電池を得ようとする場合に、封止材の色調によって外観上、全体の印象が損なわれる恐れがあった。
【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、封止材が視認できるような場合であっても優れた意匠性を得ることができる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は、基材と導電性被膜とを備えた透明な電極基板と、前記導電性被膜上に設けられ、多孔質半導体材料に増感色素を吸着させた光電極層と、前記光電極層と対向電極との間に設けられ電荷の移動を行う電解質層と、前記電解質層を前記電極基板及び前記対向電極との間に封止する封止材とを備え、前記封止材が少なくとも太陽光が入射する側から視認可能となされると共に、前記封止材が白色以外の色調に視認されるようになさ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によれば、封止材が少なくとも太陽光が入射する側から白色以外の色調に視認されるようになされ、白色以外の色調を視認させることを目的とする色素増感型太陽電池の意匠性に応じてその色調を設定することで、封止材が視認できるような場合であっても優れた意匠性を備えた色素増感型太陽電池を得ることができる。
【０００８】
また請求項１に記載の色素増感型太陽電池において、前記白色以外の色調は、太陽光が入射する側の前記封止材が配置された以外の色調と近似するものとなされていれば、外観上、封止材とそれ以外の部分との色調が連続感を持ったものとなり、並列して配置した場合等においても封止材によって生じる違和感を小さいものとでき好ましい。
【０００９】
また請求項１又は２に記載の色素増感型太陽電池において、前記白色以外の色調は、着色した形成用組成物を用いて形成した封止材によって着色されるものであれば、封止材の形成によって白色以外の色調への着色を同時に行うことができ、形成に係わる作業を簡便なものとすることができ好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、封止材が少なくとも太陽光が入射する側から白色以外の色調に視認されるようになされていることで、封止材が視認される白色以外の色調を目的とする太陽電池の意匠性に応じて設定することで、封止材が視認できるような場合であっても優れた意匠性を備えた色素増感型太陽電池を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態を示す断面図である。色素増感型太陽電池１０は、基材１１の下面に導電性被膜１２が設けられて電極基板１が形成され、導電性被膜１２の下面に多孔質の半導体材料に増感色素を担持させた光電極層２が形成され、対向基材４１の上面に対向電極４が設けられて対向基板４２が形成され、光電極層２と対向電極４とが相対向して配置されると共にその間に電解質を含む電解質溶液である電解質層３が設けられて形成されているものである。電極基板１及び対向基板４２は、重ね合わされて配置されると共に、左端からは電極基板１が、右端からは対向基板４２が突設されることで、導電性被膜１２と対向電極４とが外部に導出されて、色素増感型太陽電池１０を複数並列して接続可能となされている。
【００１３】
電極基板１と対向電極４とが重ね合わされている部分の両端付近には、電極基板１と対向電極４との間に充填されて電解質層３の漏洩や蒸発を防止するようになした封止材５が設けられている。色素増感型太陽電池１０を太陽光が入射する側αから視認した場合、封止材５以外の部分への視線Ｌ１については、電極基板１が透明である場合、光電極層２に担持された増感色素の色調か、電解質層３の色調か、またはその二種類が相俟って創出された色調として視認される。しかし、封止材５が設けられている部分への視線Ｌ２については、電極基板１が透明であれば封止材５の上面の色調が視認されることとなる。
【００１４】
かかる封止材５の上面付近を白色以外の色調に着色することで、封止材５が設けられた部分を太陽光が入射する側から白色以外の色調に視認されるようにできる。白色以外の着色は、封止材５が設けられる部分の導電性薄膜１２下面に予め塗料等を用いて着色したり、封止材５が設けられる部分の基材１１を着色した合成樹脂で形成したり、封止材５が設けられる部分の基材１１の部分に塗料等を用いて着色しておいたりしてもよいが、封止材５を形成する材料である形成用組成物に予め着色剤を配合しておき、その材料を用いて封止材５を形成すれば、着色に係わる作業が簡便なものとなり、また着色に用いる材料が剥離する等の恐れがなく、また封止材５自体も安定であるから、着色された状態を安定して保持することに繋がり好ましい。
【００１５】
図２は、図１に示した色素増感型太陽電池１０の平面図である。電極基板１と対向基板４２とが重ね合わされた部分について、略一定の幅で封止材５が連続して縁取られるように設けられており、封止材５の上面が視認できるような状態となっているが、封止材５が白色や、又は単なる透明なものである場合には、白色や対向基板４２の色調の枠が周囲に形成されたような外観となり、光電極層２や電解質層３の色調と不自然なコントラストが生じて意匠性に劣るものとなる。封止材５が設けられている部分について、例えばそれ以外の部分である光電極層２や電解質層３の色調が視認される部分と近似する色調に着色しておけば、封止材５が配置された部分とそれ以外の部分との境界で色調の違いが小さくなって連続感が生じ、不自然なコントラストが解消されて意匠性に優れるものとなり、また色素増感型太陽電池１０を並列して配置した場合でも一体感をもたらして自然な外観を得ることができる。
【００１６】
近似する色調としては、色差（ΔＥ*）が１０以下、より好ましくは５以下となされた状態で、封止材５とそれ以外の部分との色調の色差がこの程度であれば、不自然なコントラストが生じるのを防ぐことができる。上述の色差は、ＪＩＳ−Ｚ８７２２、並びにＪＩＳ−Ｚ８７２０で規定される色の測定方法及び測定光源に従って測定され、ＪＩＳ−Ｚ８７２９で規定される明度指数（Ｌ*）及び知覚色度指数（ａ*、ｂ*）の値と、校正対象の印刷用紙の明度指数（Ｌ*）及び知覚色度指数（ａ*、ｂ*）の値から、ＪＩＳ−Ｚ８７３０で規定される色差（ΔＥ*）を計算したものである。
【００１７】
また逆に、封止材５が設けられた部分の色調を、白色以外でそれ以外の部分と対照的な色調とすることで、デザイン性を高めるようにした色素増感型太陽電池とすることもできる。
【００１８】
封止材５に用いる材料としては、アクリレートオリゴマー、アクリレートモノマー、液状エラストマー、シリコン樹脂、シリコーン樹脂や、これらを複数用いた混合物等が挙げられる。これらの材料を用いた形成用組成物に予め顔料や染料等の着色剤を配合しておくことで封止材５自体の色調を設定することができる。封止材５は、着色不透明なものとして色調を強調するようにしてもよく、着色透明や着色半透明なものを用いて光を透過可能としてデザイン性を向上させるようにしてもよい。
【００１９】
また光電極層２は、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｆｅ２ＴｉＯ３、ＰｂＯ、Ｖ２Ｏ５、ＦｅＴｉＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＫＴａＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２などの半導体材料を用いて形成された薄膜に上述の増感色素を担持させることで形成でき、半導体材料としてはこれらの内、コストや作業性等から酸化チタン（ＴｉＯ２）、又は透明性の薄層の形成性に優れる酸化亜鉛（ＺｎＯ）が好適であるが、それに限定されるものではなく適宜のものを用いることができる。
【００２０】
光電極層２に担持される増感色素としては、クチナシ色素、スイカズラ色素等のカロテノイド系のものやクマリン３４３等のクマリン系色素等のものを用いることで黄色を発現させることができる。その他の色調を発現させるにおいては、赤色であればエオシン系等、青色であればスクレアリリウム系等の色素を用いて発現させることができ、またこれら三原色を適宜の割合で配合することで様々な色調を設定することが可能となり得る。
【００２１】
また用いられる用途によっては、増感色素として一般に知られるルテニウム金属錯体色素として、Ｎ３、ブラックダイ、ビピリジン−カルボン酸基、ビピリジン系、フェナントロリン、キノリン、β−ジケトナート錯体等、他にＯｓ金属錯体、Ｆｅ金属錯体、Ｃｕ金属錯体、Ｐｔ金属錯体、Ｒｅ金属錯体等の金属錯体色素や、シアニン色素やメロシアニン色素等のメチン色素、マーキュロクロム色素、キサンテン系色素、ポルフィリン色素、フタロシアニン色素、アゾ系色素、クマリン系色素等の有機系色素などを用いることもできる。
【００２２】
また電解質層３としては、アセトニトリルとエチレンカーボネートの混合溶液や、メトキシプロピオニトリル、プロピレンカーボネート等の溶媒に、ヨウ化リチウム、金属ヨウ素等の電解質を加えたもの等の液体電解質や、高分子ゲル電解液等の擬固体化電解質といった液体電解質系、ｐ型半導体、ホール輸送剤等の固体電解質系などを用いることができる。
【００２３】
また基材１１については、透明性の高いガラス、強化ガラスや、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル等の透明性の高い合成樹脂等を用いることができる。また電解質層３に対する耐久性の高いポリエチレンテレフタレート樹脂に加え、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂といったポリエステル合成樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン樹脂といったポリオレフィン系合成樹脂等も好適に用いることができる。
【００２４】
また導電性被膜１２としては、透明性に優れると共に高い導電性を備えるスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、金、白金等やそれらを複数組み合わせたものを真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、泳動電着法等の適宜の方法により形成したり、またはそれらの薄膜が形成されたフィルムを電極基材２に貼着したりする等して形成することができる。
【００２５】
また対向電極４としては、白金、カーボン、導電性ポリマーや、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の金属酸化物と前記物質との複合材料等を用いて、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、泳動電着法等の適宜の方法により形成したり、またそれらの薄膜が形成されたフィルムを貼着したりする等して形成することができる。
【００２６】
また対向基板４２については透明性が必要とされない場合には適宜の材料を用いて形成することができるが、透明性が必要とされる場合には基材１１で挙げた材料を好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した色素増感型太陽電池の平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    電極基板
１１  基材
１２  導電性被膜
２    光電極層
３    電解質層
４    対向電極
５    封止材
１０  色素増感型太陽電池
【図１】
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【図２】
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