(57)【要約】      （修正有）【課題】高い発電効率を維持しつつ簡便な工程で絶縁部分が形成できる色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法、及び製造コスト及び環境への負荷が軽減された色素増感型太陽電池を提供する。【解決手段】絶縁された部分を形成するのに電極基板１に溝部２を刻設するのみで行うことができ、絶縁された部分を形成するのが極めて簡便な工程となり得る。また溝部２Ａ、２Ｂの幅は絶縁に必要な最小限のものとでき、発電効率の低下を最小限に留めることができ、この電極基板１を用いた色素増感型太陽電池１０は低コストで環境負荷の小さいものとなり得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に導電性材料からなる導電性被膜が形成され、該導電性被膜に前記基材に達する溝部を刻設して、該溝部の形成時に部分的に導電性被膜を除去することを特徴とする色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法により製造された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、色素増感型太陽電池の透明電極や対向電極に用いられる電極基板の製造方法及びそれを用いた色素増感型太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に色素増感型太陽電池は、透明な電極基材に設けられた導電性被膜上に、増感色素が担持された半導体層が形成されて光電極層が形成され、対向基材上に設けられた導電性被膜が電解質層を介して光電極層と相対向することで形成される。導電性被膜は、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って基材上に形成されるが、色素増感型太陽電池から出力される電圧値や電流値を高めるために、一体の色素増感型太陽電池を複数の区画に区分したり、電極基板によって配線を形成したりする場合には、導電性被膜が絶縁されている部分を設ける必要が生じる。
【０００３】
かかる導電性被膜が絶縁されている部分を設けるにおいて、例えば絶縁性透明基板上に透明電極材料の薄膜を形成し、次いで当該基板上に、微小な間隙を有する複数の電極のレジストパターンを形成した後、透明電極材料上に不透明電極材料を成膜し、電極以外の部分をリフトオフし、該不透明電極パターンをマスクに下部透明電極層をエッチングすることで、微小間隙で隔てられた電極パターンを形成し、一方の下部不透明電極材料層を除去する方法が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１９０９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のような従来の電極基板では、電極パターンをマスクして透明電極層をエッチングし、不透明電極材料層を除去すると行った非常に繁雑な工程や作成用の材料が必要となり、製造コストの高騰や環境への負荷の増大等に繋がるものであった。またマスクを用いることから、マスク手段については作業上ある程度の幅を持つマスキングテープ等が必要となり、その分発電効率の低下を招きやすいものであった。
【０００６】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、高い発電効率を維持しつつ簡便な工程で絶縁部分が形成できる色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法、及び製造コスト及び環境への負荷が軽減された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】
【０００７】
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の製造方法は、基材上に導電性材料からなる導電性被膜が形成され、該導電性被膜に前記基材に達する溝部を刻設して、該溝部の形成時に部分的に導電性被膜を除去することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法によれば、絶縁された部分を形成するのに電極基板に溝部を刻設するのみで行うことができ、絶縁された部分を形成するのが極めて簡便な工程となり得る。また溝部の幅は絶縁に必要な最小限のものとでき、発電効率の低下を最小限に留めることができる。
【０００９】
また本発明に係わる色素増感型太陽電池は、請求項１に記載の色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法により製造された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。
【００１０】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、工具等により溝部を形成することで、簡便な工程で且つ他の材料を必要としないことから、高い発電効率を保持しつつ製造コスト及び環境への負荷が軽減され、色素増感型太陽電池の普及や、太陽エネルギーの活用と相俟って環境保全に貢献することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法によれば、絶縁された部分を形成するのに電極基板に溝部を刻設するのみで行うことができ、導電性被膜を部分的に除去して絶縁された部分を形成するのが極めて簡便な工程となり得る。
【００１２】
また本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、工具等により溝部を形成することで、簡便な工程で且つ他の材料を必要としないことから、製造コスト及び環境への負荷が軽減され、色素増感型太陽電池の普及の促進や、太陽エネルギーの活用と相俟って環境保全に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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、ポリカーボネート樹脂板である透明な電極基材１１上にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）が蒸着されて形成された第一の導電性被膜１２と、酸化チタンである半導体材料を用いて形成された多孔質の半導体層にルテニウム錯体を含む増感色素を吸着させてなる光電極層１３とが形成されて電極基板１Ａが形成されている。また対向基材１４上にカーボンを蒸着させて形成された第二の導電性被膜１５が設けられて電極基板１Ｂが形成されている。電極基板１Ａ及び１Ｂは、各々に形成された光電極層１３と第二の導電性被膜１５とが、ヨウ素である電解質を含む液体状の電解質層４を介して相対向して設けられることで色素増感型太陽電池１０となされ、色素増感型太陽電池１０は主に太陽Ｓからの光が電極基材１１を透過して光電極層１３に照射され、光電極層１３の半導体が励起されて電子の移動が起こることで電力が生起されるもので、生起された電力は第一の導電性被膜１２及び第二の導電性被膜１５により取り出される。
【００１５】
ここで、色素増感型太陽電池１０は電圧値を向上させるために、一体の色素増感型太陽電池１０に複数の区分が設けられたもので、その内の１つの区分１０Ａを設けるにおいて、電極基板１Ａには第一の導電性被膜１２及び光電極層１３に、Ｖ溝である溝部２Ａが電極基材１１に達する深さで刻設されて部分的に第一の導電性被膜１２及び光電極層１３が除去されることで、第一の導電性被膜１２及び光電極層１３が区分１０Ａ以外の他の部分と電気的に絶縁されている。更に電極基板１Ｂの第二の導電性被膜１５についても、電極基材１１側の溝部２Ａと略相対向する部位に同じくＶ溝である溝部２Ｂが対向基材１４に達する深さで刻設され、第二の導電性被膜１５についても区分１０Ａ以外の他の部分と絶縁がなされている。
【００１６】
溝部２Ａ及び２Ｂの間にはゴム、エラストマー等からなるパッキン材３が設けられ、電極基板１Ａと電極基板１Ｂとを固定するために色素増感型太陽電池１０の両端付近に設けられたボルトＢ及びナットＮの、ナットＮがボルトＢに緊結されることで、パッキン３が圧縮されて、電解質層４についても区分１０Ａとその他の部分とが絶縁される。パッキン３は、溝部２Ａ及び２Ｂの各々を覆うように設けられていることで、溝部２Ａ及び２Ｂに電解質層４を形成する電解液が侵入するのを防止して絶縁状態を確保するようになされている。尚、溝部２Ａ及び２Ｂについては、上述の如き電解液の侵入を防止するようにしておけば刻設した状態のままとしておいてもよいが、溝部２Ａ及び２Ｂにエポキシ系の接着剤等の絶縁体を充填しておけば、電解液の侵入をより確実に防止できるようになり好ましい。
【００１７】
図２及び図３は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の電極基板の製造方法の、実施の一形態を示すもので、図１に示した区分１０Ａを作成する方法の一例を示す説明図である。まず図１において、電極基板１Ａには彫刻刀により溝部２Ａが刻設され、溝部２Ａにより第一の導電性被膜１２が四つの区分に等面積に分割されている。電極基板１Ａと相対向する電極基板１Ｂについても、電極基板１Ａに刻設された溝部２Ａと略同じ位置に溝部２Ｂが刻設されている。電極基板１Ａ及び１Ｂの間に挟まれるパッキン３も溝部２Ａ及び２Ｂと略同じ形状となされており、パッキン３の太さは、少なくとも電極基板１Ａと電極基板１Ｂとに挟持された際に溝部２Ａ及び溝部２Ｂの幅より大きくなるようになされている。また、電極基板１Ａ及び電極基板１Ｂは矩形となされたもので、各々の四隅にはボルトＢを挿通するボルト孔１１１がそれぞれ貫通して穿設されている。
【００１８】
図３において、（ａ）に示す如くボルト孔１１１にボルトＢが挿通されて、ナットＮがボルトＢに螺着されることで電極基材１１と対向基材１４との間にパッキン３が挟み込まれ、（ｂ）に示す如くナットＮが緊結されてパッキン３が圧縮されると共に、光電極層と第二の導電性被膜との間に電解液を適宜の方法で流入させて（例えばナットＮの螺着を電解液中で行う等して）電解質層（本図においては図示せず）を形成することで、区分１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｄが一体の中に形成された色素増感型太陽電池１０が形成される。かかる色素増感型太陽電池１０は、四つの区分に分割されていることで、区分が分けられていない場合と較べ区分を直列に接続すれば電圧値が四倍に、並列に接続すれば電流値を四倍とすることができる。
【００１９】
溝部２Ａ及び２Ｂは、彫刻刀の他に、カッターや溝加工機等、導電性被膜を切断可能なものであれば適宜の手段を用いて設けることができる。またその形状についても、導電性被膜の絶縁が確保できものであれば特に限定されるものではなく、Ｕ溝、箱状溝等の形状であってもよい。尚、溝部２Ａ及び２Ｂの幅は、導電性被膜の絶縁を十分に確保できる程度の幅が必要であり、導電性被膜の厚みに対して最小幅が２倍以上、より好ましくは５倍以上である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】本発明に係わる色素増感型太陽電池の製造方法の、実施の一形態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係わる色素増感型太陽電池の製造方法の、実施の一形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１Ａ、１Ｂ  電極基板
１１  （電極）基材
１２  （第一の）導電性被膜
１４  （第二の）導電性被膜
１４  （対向）基材
２Ａ、２Ｂ  溝部
１０  色素増感型太陽電池
１０Ａ〜１０Ｄ  区分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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