(57)【要約】【課題】良好な絶縁処理が施された電気モジュールを提供する。【解決手段】色素増感太陽電池１０は、第一電極４１と、第二電極４２と、第一電極４１と第二電極４２との間に挟まれ、Ｄ１方向に沿って間隔をおいて複数設けられた発電部４４と、Ｄ１方向に沿って発電部４４の両側に設けられた封止材４６と、を備えている。Ｄ１方向に直交する断面にて、第一導電膜３１及び第二導電膜３２において封止材４６と重なる部分には、封止材４６側に臨む凹部５２がＤ１方向に沿って複数形成された導電性低下領域Ｒ５０が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基材と前記第一基材の表面に設けられた第一導電膜とを有する第一電極と、
前記第一基材に対向する第二基材と、前記第二基材における前記第一電極側の面に設けられた第二導電膜と、を有する第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との間に挟まれ、前記第一電極及び前記第二電極の面方向に沿って間隔をおいて複数設けられた発電部と、
前記面方向に沿って前記発電部の両側に設けられた封止材と、を備え、
前記面方向に直交する断面において前記第一導電膜及び前記第二導電膜の前記封止材と重なる部分には、前記封止材側に臨む凹部が前記面方向に沿って複数形成された導電性低下領域が設けられていることを特徴とする電気モジュール。
【請求項２】
前記凹部は平面視でドット状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気モジュール。
【請求項３】
前記凹部は平面視で網状に形成された凹条によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気モジュール。
【請求項４】
前記断面における前記凹部の深さは前記第一導電膜又は前記第二導電膜の深さを１００としたときの９０以上１３０００以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電気モジュール。
【請求項５】
前記凹部は平面視での密度８０％以上１００％以下で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電気モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記面方向における前記導電性低下領域の幅寸法は０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の電気モジュール。
【請求項７】
前記導電性低下領域の電気抵抗は前記電気モジュールの内部直列抵抗値の５倍以上であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の電気モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか一項に記載の電気モジュールを製造するための電気モジュールの製造方法であって、
前記第一基材の表面に設けられた前記第一導電膜の複数の領域に第一導電性低下部を複数形成する第一絶縁工程と、  
前記第二基材の表面に設けられた前記第二導電膜の複数の領域に第二導電性低下部を複数形成する第二絶縁工程と、
前記第一導電膜の表面において前記第一導電性低下部が形成された部分に封止材を形成すると共に、前記面方向において前記封止材同士の間に発電部を形成する発電部形成工程と、
前記第一導電膜と前記第二導電膜とを対向させて前記第一基材と前記第二基材とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、を有することを特徴とする電気モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モジュール及び電気モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンな発電源として、光エネルギーを直接かつ即時に電力に変換することができ、二酸化炭素等の汚染物質を排出しない太陽電池が注目されている。その中でも、色素増感太陽電池は、高い変換効率を有し、比較的簡易な方法により製造され、かつ原材料の単価が安価であるため、次世代太陽電池として期待されている。
【０００３】
直列構造の色素増感太陽電池の製造においては、先ず、第一導電膜が設けられた第一基材及び表面に第二導電膜が設けられた第二基材に対してそれぞれの所望の位置で絶縁処理を行う。必要に応じて触媒層等を設けた後、第一導電膜又は第二導電膜の絶縁処理を施した位置に合わせて封止材を設け、封止材を介して所定の領域に半導体層及び電解質（即ち、発電層）を設ける。その後、互いの絶縁箇所を適宜ずらして第一導電膜と第二導電膜とを対向させ、導電膜同士の間に封止材及び発電層が挟まれた状態で第一基材と第二基材とを貼り合わせる（例えば、特許文献１参照）。このようにして製造された色素増感太陽電池は、色素増感太陽電池の使用目的等に合わせて、所望の位置に絶縁処理等が施され、所望の大きさに切り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７３４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近では、色素増感太陽電池をはじめとする太陽電池の実用化に向けて、ロール・ツー・ロール方式（以下、ＲｔｏＲ方式と記載する）を導入した連続生産が検討されている。ＲｔｏＲ方式を用いた色素増感太陽電池の製造においては、主にダイカットロールと呼ばれる装置を用いて、カッターの刃先で所望の位置の第一導電膜のみを切断し、第一基材を切断することなく、絶縁処理を行うことができる。
【０００６】
一方で、比較的小さい面積の色素増感太陽電池を製造する場合等には、レーザー加工装置を用いて、所望の位置の第一導電膜のみを焼き切り、第一基材を切断することなく、絶縁させることによって、上述の絶縁処理を行うことができる。
【０００７】
しかしながら、ダイカットロールを用いた絶縁処理と、レーザー加工装置を用いた絶縁処理の何れの処理方法においても、基材及び導電膜のバリが生じ、対向する導電膜にバリが接触（物理的な接触及び電気的な接触を含む）し、電気的リークが発生することにより、色紙増感太陽電池の動作不良を招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、良好な絶縁処理が施された電気モジュール及び該電気モジュールを製造するための電気モジュールの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上述の問題の解決に向けて検討を重ね、以下のことを見出した。ダイカットロールを用いて絶縁処理を行うと、カッターの刃（図示略）が図１６に示す第一導電膜（導電膜）３１を突き破り、第一基材（基材）２１の内部に到達する。内部に到達したカッターの刃の堆積分の第一基材が厚み方向に逃げることで、所謂バリ９０が形成される。また、レーザー加工装置を用いて絶縁処理を行った場合でも、レーザー光によって第一基材２１及び第一導電膜３１が部分的に焼き切れることにより、バリが形成される。本発明者は、第二基材に対して絶縁処理を行う際にも、第一基材と同様にバリが形成される場合がある。
【００１０】
バリが形成された第一電極と第二電極とを半導体層と触媒層が対向している状態で貼り合わせると、図１６に示すように、バリ９０の高さが第一電極４１と第二電極４２との間隔以上、或いは該間隔近傍である場合に、バリ９０が自身と対向する電極（即ち、第二電極４２の第二導電膜３２）に電気的に接触し、電気的リークが発生するため、絶縁不良になるという問題があった。
【００１１】
また、ダイカットロールを用いる場合であっても、レーザー加工装置を用いる場合の双方において、バリが発生しないように第一基材に対するカッターの刃先を押し当てる力やレーザー光の照射パワーを低減させると、第一導電膜の切断が不十分になり、絶縁不良が起こるという問題があった。
【００１２】
本発明者は、上述の知見をふまえ、鋭意検討する中で、絶縁処理を施すべき領域（例えば、色素増感太陽電池の第一基材の表面に沿う方向において複数の電解質同士の間に配される第一導電膜が形成されている領域）に、電解質（発電層）を形成する予定の領域の延在方向に沿って、第一導電膜に対して第一基材に達さない、あるいは第一導電膜に対して部分的に達する程度の物理的エネルギーや衝撃を複数の箇所に加えることによって第一導電膜の導電性が極力弱められた「導電性低下領域」を複数形成することを着想した。また、本発明者は、導電性低下領域の形成時の第一導電膜に対するレーザー光の照射パワー等の物理的エネルギーや衝撃を弱めて前述のように導電性低下領域を複数形成することにより、従来の絶縁処理を行った状態と同じように導電膜間に流れる電流を低減し、略絶縁状態とすることができるとの知見を見出し、本発明に至った。
【００１３】
本発明に係る電気モジュールは、第一基材と前記第一基材の表面に設けられた第一導電膜とを有する第一電極と、前記第一基材に対向する第二基材と、前記第二基材における前記第一電極側の面に設けられた第二導電膜と、を有する第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に挟まれ、前記第一電極及び前記第二電極の面方向に沿って間隔をおいて複数設けられた発電部と、前記面方向に沿って前記発電部の両側に設けられた封止材と、を備え、前記面方向に直交する断面において前記第一導電膜及び前記第二導電膜の前記封止材と重なる部分には、前記封止材側に臨む凹部が前記面方向に沿って複数形成された導電性低下領域が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本明細書における「導電性低下領域」は、導電膜（即ち、第一導電膜又は第二導電膜）に何らかの物理的エネルギーや化学的処理が加えられることによって形成された凹部によって前述の物理的エネルギー又は化学的処理が与えられていない領域に比べて導電性が低下している領域を表す。導電性低下領域と該導電性低下領域外の領域との導電性の差は、形成する導電性低下領域の数や配置等を勘案して適宜設定され、特に限定されない。
【００１５】
上述の構成によれば、第一電極及び第二電極の面方向に沿って、形成時における物理的エネルギーや化学的処理の条件等が適宜調整された上述の凹部が複数形成されているので、導電性低下領域のバリが低く、またはバリがなく、導電性低下領域は該導電性低下領域が対向する第一電極又は第二電極に接触しない。このように、第一電極及び第二電極における絶縁処理が良好に施されている。
【００１６】
上述の電気モジュールでは、凹部は平面視でドット状に形成されていてもよい。
また、上述の電気モジュールでは、凹部は平面視で網状に形成された凹条によって構成されていてもよい。
【００１７】
上述の構成は、導電性低下領域における凹部の態様の例である。上述の構成によれば、導電性低下領域のバリが低く、またはバリがなく、導電性低下領域と該導電性低下領域が対向する第一電極又は第二電極との接触が防止され、第一電極及び第二電極における絶縁処理が良好に施されている。
【００１８】
上述の電気モジュールでは、前記断面における前記凹部の深さは前記第一導電膜又は前記第二導電膜の深さを１００としたときの９０以上１３０００以下であってもよい。
【００１９】
上述の構成によれば、バリの高さが抑えられ、第一電極及び第二電極における絶縁処理が良好に施されている。
【００２０】
上述の電気モジュールでは、平面視での前記凹部の密度は８０％以上１００％以下であることが好ましい。
また、上述の電気モジュールでは、前記面方向における前記導電性低下領域の幅寸法は０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、上述の電気モジュールでは、前記導電性低下領域の電気抵抗は前記電気モジュールの内部直列抵抗値の５倍以上であることが好ましい。
【００２１】
上述の構成によれば、導電性低下領域全体の絶縁性が確実に担保される。面方向において封止材同士の間に配線が設けられている場合には、導電性低下領域の幅寸法が上述のように設定されることで、配線の移動が抑えられ、電気モジュールの発電性能が安定する。
【００２２】
本発明に係る電気モジュールの製造方法は、上述の電気モジュールを製造するための電気モジュールの製造方法であって、前記第一基材の表面に設けられた前記第一導電膜の複数の領域に第一導電性低下部を複数形成する第一絶縁工程と、前記第二基材の表面に設けられた前記第二導電膜の複数の領域に第二導電性低下部を複数形成する第二絶縁工程と、前記第一導電膜の表面において前記第一導電性低下部が形成された部分に封止材を形成すると共に、前記面方向において前記封止材同士の間に発電部を形成する発電部形成工程と、前記第一導電膜と前記第二導電膜とを対向させて前記第一基材と前記第二基材とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、を有することを特徴とする。
【００２３】
上述の構成によれば、導電性低下領域のバリを低くする、またはバリをなくし、導電性低下領域と該導電性低下領域が対向する第一電極又は第二電極との接触を防止することができる。これにより、第一電極及び第二電極における絶縁処理を良好に施すことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る電気モジュール及び電気モジュールの製造方法によれば、第一電極及び第二電極に対して良好な絶縁処理が施される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を適用した一実施形態の電気モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】本発明を適用した一実施形態の電気モジュールの構成を示す図であり、図１に示すＸ−Ｘ線で矢視した断面図である。
【図３】本発明を適用した一実施形態の電気モジュールの第一電極の構成を示す平面図である。
【図４】本発明を適用した一実施形態の電気モジュールの第一電極の別の構成を示す平面図である。
【図５】本発明を適用した一実施形態の電気モジュールの第一電極のさらに別の構成を示す平面図である。
【図６】本発明を適用した一実施形態の電気モジュールの第一電極の製造装置の概略側面図である。
【図７】実施例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域の顕微鏡写真である。
【図８】実施例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域の別の顕微鏡写真である。
【図９】実施例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域の別の顕微鏡写真である。
【図１０】実施例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域の別の顕微鏡写真である。
【図１１】実施例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域の別の顕微鏡写真である。
【図１２】実施例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域の別の顕微鏡写真である。
【図１３】実施例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域近傍の断面形状の測定結果を示す図である。
【図１４】比較例１において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域近傍の断面形状の測定結果を示す図である。
【図１５】比較例２において絶縁処理を行った第一電極の導電性低下領域近傍の断面形状の測定結果を示す図である。
【図１６】従来の電気モジュールの構成を示す図であり、図１に示すＸ−Ｘ線で矢視した場合に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した電気モジュールおよび電気モジュールの製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率、電気モジュールの細部の構造や構成等は、実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。
【００２７】
以下では、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。なお、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、絶縁処理が施された二枚の電極同士を封止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を全て含んでいる。また、本発明に係る電気モジュールは、ＲｔｏＲ方式を用いて製造されるもの、すなわち基材を所定の方向に搬送しつつ、連続的に製造されるものに限定されず、予め切り分けられた基材毎にセル構造が形成されるものも含んでいる。
【００２８】
［電気モジュールの構成］
図１及び図２に示すように、本発明を適用した第一実施形態の色素増感太陽電池（電気モジュール）１０は、第一電極４１と、第二電極４２と、発電部４４と、封止材４６と、配線４８と、備えている。
【００２９】
第一電極４１は、第一基材２１と第一基材２１の表面２１ａに設けられた第一導電膜３１とを有する。
【００３０】
第一基材２１は、第一導電膜３１、発電部４４の一部（例えば、後述する半導体層１２）や封止材４６、及び配線４８の基台となる部材である。第一基材２１は、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる適度な柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。第一基材２１としては、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）、ポリイミド等の透明の樹脂材料が挙げられる。
【００３１】
第一導電膜３１は、第一基材２１の表面（即ち、第一基材２１における第二電極４２側の面）２１ａのＤ１方向全体に亘って成膜されている。第一導電膜３１としては、例えば、酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等が挙げられる。
【００３２】
第二電極４２は、第一基材２１に対向する第二基材２２と、第二基材２２の表面（第二基材２２における第一電極４１側の面）２２ａに設けられた第二導電膜３２と、を有する。
【００３３】
第二基材２２は、第二導電膜３２、及び発電部４４の一部（例えば、後述する触媒層１６）の基台となる部材である。第二基材２２は、第一基材２１と同様に、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる適度な柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば特に限定されない。第二基材２２としては、第一基材２１と同様の樹脂材料が挙げられる。
【００３４】
第二導電膜３２は、第二基材２２の表面２２ａのＤ１方向全体に亘って成膜されている。第二導電膜３２としては、第一導電膜３１と同様の化合物等が挙げられる。
【００３５】
発電部４４は、第一電極４１と第二電極４２との間に挟まれ、第一電極４１及び第二電極４２の面方向（図２に示すＤ１方向）に沿って間隔をおいて複数設けられている。発電部４４は、半導体層１２と、電解液（電解質）１４と、触媒層１６と、を有する。
【００３６】
半導体層１２は、第一導電膜３１の表面（即ち、第一導電膜３１における第二電極４２側の面）３１ａの発電部配置領域Ｒ４４に形成されている。発電部配置領域Ｒ４４は、Ｄ１方向において、互いに間隔をあけて複数設けられている。
【００３７】
半導体層１２は、例えば金属酸化物等に増感色素が担持されることによって所謂染色された多孔質層である、増感色素から電子を受け取り輸送する機能を有する。このような金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等が挙げられる。
【００３８】
上述の増感色素は、有機色素又は金属錯体色素で構成されている。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、チオフェン系など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。
【００３９】
電解液１４は、半導体層１２と次に説明する触媒層１６に接触するように発電部配置領域Ｒ４４に充填されている。電解液１４としては、例えば、アセトニトリル、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム又はヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン液体等の液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解質とヨウ素とが混合された溶液（具体的には、プロピオニトリルなどの非水系溶剤）等が挙げられる。
【００４０】
触媒層１６は、第二導電膜３２の表面（即ち、第二導電膜３２における第一電極２１側の面）３２ａの発電部配置領域Ｒ４４に形成され、言い換えれば互いに間隔をあけて複数設けられている。触媒層１６としては、ＰＥＤＯＴ、プラチナ、ＩＴＯ、ポリアニリン、カーボン等が挙げられる。
【００４１】
封止材４６は、図１に示すシール部６０と共に、電解液１４を含む発電部４４を発電部配置領域Ｒ４４に封止するためのものである。封止材４６は、Ｄ１方向に沿って発電部４４の両側に設けられている。但し、図１及び図２では、後述する導電性低下領域Ｒ５０の構造を分かりやすく説明するために、それぞれの発電部４４の近傍を拡大して示しているため、Ｄ１方向に沿って発電部４４の一方の側のみの封止材４６を図示している。具体的には、封止材４６は、Ｄ１方向において発電部４４に隣り合うように、発電部配置領域Ｒ４４とは異なる封止材配置領域Ｒ４６に設けられている。
【００４２】
封止材４６は、第一電極４１と第二電極４２とを貼り合わせて互いを接着するための樹脂等を含む。封止材４６としては、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂のうち少なくとも一種を含む樹脂材料が挙げられる。
【００４３】
Ｄ１方向において、封止材配置領域Ｒ４６に配されている封止材４６同士の間には、配線４８が設けられている。配線４８は、半導体層１２と電解液１４と触媒層１６とを含む発電部４４同士を接続するための導電構造である。配線４８としては、導通可能な素材であれば特に限定されず、例えば、公知の導電材、導電ペースト、導電性微粒子と接着剤の混合物等が挙げられる。なお、色素増感太陽電池１０を所望のパターンで切り出す際に配線４８を容易に切断可能とする観点から、配線４８としては、例えばエポキシ樹脂やフェノール樹脂などの接着剤３８に適量の導電粒子３６を混合した導通ペーストが好ましい。また、配線４８には、封止材４６と同様の材料からなるバインダーを用いてもよい。
【００４４】
Ｄ１方向に直交する断面（即ち、図２に示す断面）において第一導電膜３１及び第二導電膜３２の封止材４６と重なる部分（即ち、封止材配置領域Ｒ４６）には、封止材４６側に臨む凹部５２がＤ１方向に沿って複数形成された導電性低下領域Ｒ５０が設けられている。導電性低下領域Ｒ５０は、前述のように第一導電膜３１や第二導電膜３２に何らかの物理的エネルギーや化学的処理等が加えられることによって形成された凹部によって前述の物理的エネルギー又は化学的処理等が与えられていない領域に比べて導電性が低下している領域を表す。また、図２には凹部５２を分かりやすく模式的に示しているが、複数の凹部５２は、所定の条件で規則的に又は不規則的に個々独立して形成された凹部は勿論、第一導電膜３１や第二導電膜３２の表面３１ａ，３２ａを荒らすように連続的に形成された凹部も含んでいる。
【００４５】
複数の凹部５２はＤ１方向に沿って形成されていればよく、平面視（即ち、図１に示す上面）での複数の凹部５２の形状や配置は適宜調整可能とされている。複数の凹部５２は、平面視で互いに所定の間隔をあけて形成されていてもよく、接していてもよく、部分的に重なり合っていてもよい。また、例えば複数の凹部５２のうち、一部の複数の凹部５２は平面視で互いに所定の間隔をあけて形成され、残りの複数の凹部５２同士は接していてもよく、一部の複数の凹部５２は平面視で互いに所定の間隔をあけて形成され、残りの複数の凹部５２同士が重なり合っていても構わない。
【００４６】
例えば、凹部５２は、平面視でドット状に形成されていてもよい。なお、図３から図５では、凹部５２の平面視での形状を分かりやすく示すために、第一電極４１のみを図示している。第二電極４２については、図３から図５における第一基材２１を第二基材２２に置き換え、同図における第一導電膜３１を第二導電膜３２に置き換えればよい。
【００４７】
図３に示すように、ドット状に配置された複数の凹部５２は平面視でそれぞれ円形に形成され、所謂六方最密状に配置されていてもよい。凹部５２の平面視形状は円形の他に、楕円形、三角形や矩形、五以上の多角形、その他の任意の形状であってもよい。具体的には、第一導電膜３１の表面３１ａ内のＤ１方向に直交するＤ２方向に沿って見たとき、Ｄ１方向に沿う列Ｌ１上で隣り合う凹部５２Ａ，５２Ｂの中間に、列Ｌ１の前後方向に隣り合い、且つＤ１方向に沿う列Ｌ２上の凹部５２Ｃと列Ｌ３上の凹部５２Ｄが位置している。第一導電膜３１の表面３１ａにおいて凹部５２Ａと隣り合う凹部５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄとの外周縁同士の最短距離ｗ１は、導電性低下領域Ｒ５０の抵抗値が色素増感太陽電池１０の内部直列抵抗値の５倍以上、好ましくは１０倍以上、より好ましくは１００倍以上になるように適宜設定されることが好ましい。
【００４８】
図４に示すように、ドット状に配置された複数の凹部５２は平面視においてＤ１方向及びＤ２方向に沿って配列するように形成されていてもよい。具体的には、Ｄ１方向に沿う列Ｌ１上で隣り合う凹部５２Ａ，５２Ｂと、列Ｌ１の前後方向に隣り合い、且つＤ１方向に沿う列Ｌ２の凹部５２Ｃ，５２Ｅ、及び列Ｌ１の前後方向に隣り合い、且つＤ１方向に沿う列Ｌ３の凹部５２Ｄ，５２Ｆとは平面視において重なっている。図４に例示した複数の凹部５２の配置のように、Ｄ２方向においてＤ１方向に直交する断面（即ち、図２に示す断面）に凹部５２が全く現れない位置ＰＸが存在する配置では、導電性低下領域Ｒ５０としての導電性の低さを実現する点から、Ｄ２方向に沿って隣り合う凹部５２，５２同士の外周縁の最短距離ｗ２は、凹部５２の平面視及び断面視における形状や寸法等を勘案し、導電性低下領域Ｒ５０の抵抗値が色素増感太陽電池１０の内部直列抵抗値の５倍以上、好ましくは１０倍以上、より好ましくは１００倍以上になるように適宜設定されることが好ましい。例えば、最短距離ｗ２は、凹部５２のＤ２方向の幅寸法ｗ５２の０％以上２０％以下であることが好ましく、幅寸法ｗ５２の０％以上１０％以下であることがより好ましく、幅寸法ｗ５２の０％以上１％以下であることがより好ましい。
【００４９】
図５に示すように、複数の凹部５２は、平面視で網状に形成された凹条５６によって構成されていてもよい。具体的には、凹条５６は、第一導電膜３１の表面３１ａにおいてＤ２方向に対して所定の角度で傾斜するＤ３方向に沿って延在する凹条５６Ａと、第一導電膜３１の表面３１ａにおいてＤ２方向に対してＤ３方向とは逆の方向に所定の角度で傾斜することによってＤ３方向に交差するＤ４方向に沿って延在する凹条５６Ｂと、を有している。導電性低下領域Ｒ５０としての導電性の低さを実現する点から、凹条５６Ａ，５６Ｂに囲まれた凸部５８のＤ１方向に沿った最短距離ｗ３は、凹条５６Ａ，５６Ｂの平面視及び断面視における形状や寸法等を勘案し、導電性低下領域Ｒ５０の抵抗値が色素増感太陽電池１０の内部直列抵抗値の５倍以上、好ましくは１０倍以上、より好ましくは１００倍以上になるように適宜設定されることが好ましい。
【００５０】
導電性低下領域Ｒ５０としての導電性の低さを実現する点から、上述した図３から図５に示す配置、及びこれらの図面に示す配置以外において、Ｄ１方向に直交する断面における凹部５２や凹条５６の深さは第一導電膜３１又は第二導電膜３２の深さを１００としたときの９０以上１３０００以下であることが好ましい。一例としては、第一導電膜３１及び第二導電膜３２の深さが１００〜２００ｎｍである場合に、凹部５２の平均深さが１３μｍ程度であり、第一導電膜３１又は第二導電膜３２の深さを１００としたときに６５００〜１３０００程度の場合が挙げられる。また、前述のように第一導電膜３１又は第二導電膜３２の深さを１００としたときの凹部５２や凹条５６の深さは、９５以上１２５００以下であることがより好ましく、９８以上１２０００以下であることがさらに好ましい。複数の凹部５２や凹条５６の深さは、互いに均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、複数の凹部５２や凹条５６には、第一導電膜３１又は第二導電膜３２の深さを１００としたときの深さが１００未満の凹部５２や凹条５６と１００以上の凹部５２や凹条５６が混在していてもよい。
【００５１】
Ｄ１方向に直交する断面における凹部５２や凹条５６の深さが上述の範囲内に設定されていることで、色素増感太陽電池１０の性能等により色素増感太陽電池１０に流れる電流値が増減しても導電性低下領域Ｒ５０における導電性の低下が担保される。なお、色素増感電池１０に比較的大きい電流が流れる場合は、導電性低下領域Ｒ５０における導電性の低下率が小さくても導電性低下領域Ｒ５０が絶縁領域と同様に機能し得るが、色素増感電池１０に比較的小さい電流が流れる場合は、導電性低下領域Ｒ５０における導電性の低下率が大きい方が導電性低下領域Ｒ５０は絶縁領域と同様に機能し得る。従って、凹部５２の深さは、凹部５２の形状や色素増感太陽電池１０に流れる電流値、その他の色素増感太陽電池１０に関するパラメータ等を総合的に勘案して適切に調整されている。
【００５２】
導電性低下領域Ｒ５０の絶縁性が確実に担保される点から、凹部５２や凹条５６は平面視での密度８０％以上１００％以下で形成されていることが好ましい。本明細書では、凹部５２の平面視での密度は、平面視において単位面積（例えば、１ｃｍ２）において複数の凹部５２の内壁面の合計面積が占める割合を百分率で表したものである。具体的に、複数の凹部５２や凹条５６が平面視で均一に形成されている場合では、凹部５２や凹条５６の平面視での密度は８０％以上１００％以下であることが好ましく、９０％以上１００％以下であることがより好ましい。一方、複数の凹部５２や凹条５６が平面視で不均一に形成されている場合では、隣り合う凹部５２や凹条５６同士の距離（凹部５２同士が重なり合っている場合は、凹部５２の中心間を結ぶ仮想線に沿う方向において互いに重なっている部分の幅寸法を負の距離とする）が最も小さい箇所を中心とする密度が８０％以上１００％以下であることが好ましく、９０％以上１００％以下であることがより好ましい。さらに、図３に示すように導電性低下領域Ｒ５０において電流Ｉが流れる経路が長くなる（即ち、Ｄ１方向に沿って進もうとする電流Ｉの流れが凹部５２を避けるようにＤ２方向に迂回する）場合に比べて、図４に示すように電流Ｉが流れる経路が短い場合は、凹部５２の平面視での密度は９０％以上１００％以下であることが好ましい。
【００５３】
また、同じ観点から、Ｄ１方向における導電性低下領域Ｒ５０の幅寸法は、第一導電膜３１の材質や導電性等を勘案して適切に設定され、例えば０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。Ｄ１方向における導電性低下領域Ｒ５０の幅寸法が１０ｍｍ以内であることにより、発電部４４の寸法や面積を確保し易くなる。また、Ｄ１方向における導電性低下領域Ｒ５０の幅寸法が０．１ｍｍ以上であることにより、導電性低下領域Ｒ５０における導電性の低下が担保される。
【００５４】
導電性低下領域Ｒ５０と導電性低下領域Ｒ５０の周囲の領域との導電性の差は、形成する導電性低下領域の数や配置等を勘案して適宜設定され、特に限定されない。導電性低下領域Ｒ５０の絶縁性が確実に且つ直接担保される点から、導電性低下領域Ｒ５０の電気抵抗は、前述のように色素増感太陽電池１０の内部直列抵抗値の５倍以上であることが好ましく、色素増感太陽電池１０の内部直列抵抗値の１０倍以上であることがより好ましく、色素増感太陽電池１０の内部直列抵抗値の１００倍以上であることがさらに好ましい。
【００５５】
図１に示すように、色素増感太陽電池１０のＤ２方向における所定の位置には、Ｄ１方向にわたって第一電極４１と第二電極４２とが貼り合わされたシール部６０が設けられている。シール部６０は、第一電極４１及び第二電極４２の厚み方向の外方（即ち、色素増感太陽電池１０の上方及び下方）から例えば超音波融着等の方法を用いて第一電極４１及び第二電極４２に力を加える、又は押圧することによって、第一基材２１及び第二基材２２が圧着し、電気的に絶縁された部分である。なお、図示していないが、圧着された第一基材２１と第二基材２２との間に、僅かに第一導電膜３１、第二導電膜３２、半導体層１２、電解液１４及び触媒層１６が介在している場合があるが、これらはシール部６０において分断され、シール部６０に隣接する発電部４４同士を電気的に接続するものではない。
【００５６】
［電気モジュールの製造方法］
次いで、本発明に係る電気モジュールの製造方法について説明する。本発明を適用した電気モジュールの製造方法は、図６に例示する製造装置７０を用いて、と共に、所定の方向Ｄ４１に沿って連続的に搬送される第一電極４１と所定の方向Ｄ４２に沿って連続的に搬送される第二電極４２とを貼り合わせることによって色素増感太陽電池１０を製造する方法である。以下の説明では、搬送方向Ｄ４１，Ｄ４２において、始点側を上流側とし、終点側を下流側として説明する。
【００５７】
色素増感太陽電池１０の製造方法は、第一基材２１の表面２１ａに設けられた第一導電膜３１の複数の導電性低下領域（領域）Ｒ５０に凹部（第一導電性低下部）５２を複数形成する第一絶縁工程（図３から図５参照）と、第二基材２２の表面２２ａに設けられた第二導電膜３２の複数の導電性低下領域（領域）Ｒ５０に凹部（第二導電性低下部）５２を複数形成する第二絶縁工程と、第一導電膜３１の表面３１ａにおいて凹部５２が形成された部分に封止材４６を形成すると共に、Ｄ１方向において封止材４６，４６同士の間に発電部４４を形成する発電部形成工程と、第一導電膜３１と第二導電膜３２とを対向させて第一基材２１と第二基材２２とを貼り合わせる工程（貼り合わせ工程）と、を有する。以下、前述の各工程について説明する。また、本実施形態の色素増感太陽電池１０の製造方法は、発電部形成工程と貼り合わせ工程との間に、配線形成工程を有する。
【００５８】
＜第一絶縁工程＞
不図示のＲｔｏＲ方式を用いた装置を用いて、第一基材２１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により、第一基材２１の表面２１ａに第一導電膜３１を形成し、表面２１ａを外側に向けた状態でロール状に巻き取る。なお、予め表面２１ａに第一導電膜３１が形成されている第一基材２１を用いても構わない。
【００５９】
続いて、図６に示すように、製造装置７０にロール状の第一基材２１を設置し、第一基材２１を所定のＤ４１方向に巻き出し、凹部形成装置７２を用いて第一導電膜３１の表面３１ａの導電性低下領域Ｒ５０に、図３から図５に例示したような複数の凹部５２を形成する。凹部形成装置７２としては、例えばレーザー加工装置の他に、押圧用の金型、ダイカットロール、エッチング液の塗布装置等が挙げられる。即ち、凹部５２の形成方法及び凹部形成装置７２は、導電性低下領域５０において導電性を適宜低下させることができれば特に限定されない。また、例えば凹部形成装置７２を用いて第一導電膜３１の表面３１ａの導電性低下領域Ｒ５０の複数の位置に、断続的にレーザー光を照射することによって、複数の凹部５２を形成すると共に第一電極４１を形成することができる。レーザー光を出射するタイミングやレーザー光の照射パワー等は凹部形成装置７２に内蔵されたプログラム等によって適宜制御することができる。
【００６０】
＜発電部形成工程（１）＞
次に、公知のエアロゾルデポジション法（Ａｅｒｏｓｏｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ：ＡＤ法）等により、第一導電膜３１の表面３１ａの発電部配置領域Ｒ４４に酸化チタン等の金属酸化物からなる多孔質層を形成する。その後、多孔質層に増感色素を担持することで、半導体層１２を形成する。なお、半導体層１２はロール状の第一基材２１に予め形成されていてもよい。
【００６１】
次に、Ｄ４１方向に沿って搬送される第一電極４１に対して封止材塗布装置７６の塗布口から、封止材４６の粘性や第一電極４１の搬送速度等を勘案した適切な流量で封止材４６を排出させ、第一電極４１の封止材配置領域Ｒ４６に封止材４６を塗布する。
【００６２】
＜配線形成工程＞
次に、Ｄ４１方向に沿って搬送される第一電極４１に対して配線形成装置７８の配線材料排出口から、配線材料の粘性や第一電極４１の搬送速度等を勘案した適切な流量で配線材料を排出させ、第一電極４１の配線配置領域Ｒ４８に配線４８を形成する。
【００６３】
＜発電部形成工程（２）＞
次に、電解液塗布装置７４の塗布口から、電解液１４の粘性や第一電極４１の搬送速度等を勘案した適切な流量で電解液１４を排出させ、半導体層１２を含む発電部配置領域Ｒ４４に電解液１４を塗布する。
【００６４】
＜第二絶縁工程＞
不図示のＲｔｏＲ方式を用いた装置を用いて、第二基材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により、第二基材２２の表面２２ａに第二導電膜３２を形成する。なお、予め表面２２ａに第二導電膜３２が形成されている第二基材２２を用いても構わない。
【００６５】
続いて、図６に示すように、製造装置７０にロール状の第二基材２２を設置し、第二基材２２を所定のＤ４２方向に巻き出し、凹部形成装置８２を用いて第二導電膜３２の表面３２ａの導電性低下領域Ｒ５０に、図３から図５に例示したような複数の凹部５２を形成すると共に第二電極４２を形成する。凹部形成装置８２は、凹部形成装置７２と同様に、例えばレーザー加工装置等である。
【００６６】
＜発電部形成工程（３）＞
次に、第二電極４２をＤ４２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により、触媒層形成装置８４等を用いて第二導電膜３２の表面３２ａの発電部配置領域Ｒ４４に触媒層１６を形成する。なお、触媒層１６はロール状の第二基材２２に予め形成されていてもよい。
【００６７】
＜貼り合わせ工程＞
次に、第一押圧ロール９１と下方に配置された第二押圧ロール９２との間に、略水平なＤ４１方向に沿って、第一電極４１を導入するとともに、斜め上方のＤ４２方向から第二電極４２を導入し、発電部４４や封止材４６及び配線４８を介して第一電極４１と第二電極４２とを重ね合わせる。続いて、重ね合わせた第一電極４１と第二電極４２とを第一押圧ロール９１と第二押圧ロール９２との間を通過させ、第一電極４１及び第二電極４２を互いに押圧する。
【００６８】
押圧された状態の第一電極４１及び第二電極４２に対して不図示のＵＶランプ等を用いて紫外線を照射する等の方法により、封止材４６を硬化させ、第一電極４１と封止材４６とを貼り合わせるとともに、第二電極４２と封止材４６とを貼り合わせる。
【００６９】
第一電極４１及び第二電極４２と封止材４６とを貼り合わせた後に、所定の位置において（図１参照）、すなわち、発電部配置領域Ｒ４４をＤ２方向に沿って複数のセルに区画する境界において、超音波付与装置等のシール部形成装置９５を用いて、第一電極４１と第二電極４２に超音波振動を付与し、シール部６０を形成する。
【００７０】
以上の工程により、図１及び図２に示す色素増感太陽電池１０を製造することができる。この後、必要に応じて、色素増感太陽電池１０から所望のパターンで実際に使用される色素増感太陽電池を切り出してもよい。
【００７１】
以上説明した本実施形態の色素増感太陽電池１０によれば、第一電極４１及び第二電極４２のＤ１方向に沿って、形成時における物理的エネルギーや化学的処理の条件等が適宜調整された凹部５２が複数形成されているので、導電性低下領域Ｒ５０のバリが低く、またはバリがなく、第一電極４１及び第二電極４２における絶縁処理が良好に施されている。そのため、色素増感太陽電池１０における動作不良の発生を防止することができる。
【００７２】
また、本実施形態の色素増感太陽電池１０では、複数の凹部５２を平面視でドット状に形成してもよく、平面視で網状に形成された凹条５６によって構成してもよく、発電部４４の形状やパターン等も考慮して導電性低下領域Ｒ５０の設計等を柔軟に変更することができる。
【００７３】
また、本実施形態の色素増感太陽電池１０によれば、凹部５２の深さ、凹部５２の平面視での密度、導電性低下領域Ｒ５０の幅寸法、及び導電性低下領域Ｒ５０の電気抵抗が上述説明したように適宜好適な範囲に調整されていることで、導電性低下領域Ｒ５０のバリを確実に低く抑えると共に、導電性低下領域Ｒ５０全体の絶縁性を確実に担保することができる。また、導電性低下領域Ｒ５０の幅寸法が好適に設定されることで、封止材４６同士の間の配線４８移動を抑え、色素増感太陽電池１０の発電性能を安定させることができる。
【００７４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００７５】
例えば、上述の実施形態では、電気モジュールの一例として色素増感太陽電池１０を挙げて説明したが、本発明に係る電気モジュールは絶縁処理を要する電気モジュールであれば特に限定されない。
【００７６】
また、上述の実施形態では、複数の凹部５２の形成パターンとして、平面視でドット状に形成されたものや網状に形成された凹条５６によって形成されているものについて説明したが、複数の凹部５２の形成パターンは導電性低下領域Ｒ５０を構成することができればこれらのパターンに限定されない。例えば、複数の凹部５２は、Ｄ１方向の仮想軸を中心とする螺旋状の凹条やジグザグ状の凹条、及びこれらの凹条が交差したもの等によって形成されていてもよい。さらに、平面視においてドット状に形成された複数の凹部５２は、互いに同じ大きさを有していなくてもよく、言い換えれば互いに不均一な大きさや異なる形状を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、色素増感型太陽電池等の電気モジュールの分野で利用可能である。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７９】
（実施例１）
次に示す材質を用いて、上述の実施形態の色素増感太陽電池１０の製造方法を用いて色素増感太陽電池１０の第一電極４１を製造した。
＊第一基材２１…ＰＥＴ
＊第一導電膜３１…ＩＴＯ
導電性低下領域Ｒ５０には、レーザー加工機（アスク工業株式会社製、型番；ＶＳＬ２．３０）を用いて平面視で楕円状の凹部５２を図３に示すように六方最密状に形成した。この際、導電性低下領域Ｒ５０の幅寸法を０．５ｍｍとし、レーザーの出力強度を６％から１６％まで後述のように変化させ、それぞれの凹部５２の深さ（第一導電膜３１の表面３１ａからの深さ）を約１０μｍとした。第一導電膜３１の膜厚は約２００ｎｍとした。レーザーの出力強度を６％、９％、１０％、１１％、１４％、１６％と変化させたときの各々の導電性低下領域Ｒ５０の顕微鏡写真を図７から図１２に示す。図７から図１２に示すスケールの数値の単位は、μｍ（ミクロン）である。
【００８０】
図１３に示すように、導電性低下領域Ｒ５０におけるバリの高さは、６．３μｍに抑えられた。別途、第二電極４２を用意し、本実施例で得られた第一電極４１と厚み方向の間隔を約５０μｍあけて貼り合わせることを考えると、このように貼り合わせた際にバリが第二電極４２の第二導電膜３２に接触する可能性は極めて低く、本実施例では第一電極４１に良好な絶縁処理が施されていることを確認した。なお、本実施例、以下に説明する実施例及び比較例において、導電性低下領域Ｒ５０の表面観察には顕微鏡（株式会社キーエンス製、型番；ＶＨＸ−２０００）を使用し、導電性低下領域Ｒ５０の断面形状の観察には断面形状測定装置（株式会社東京精密製、型番；Surfcom130A）を使用した。
【００８１】
（実施例２）
実施例１と同様の材質及び条件を用いて第一電極４１を製造し、導電性低下領域Ｒ５０のＤ１方向の両側端部に、Ｄ２方向に延在する凹条（凹部）５２Ｖを形成した。凹条５２Ｖの形成の際、レーザーの出力強度を１２％として凹条５２Ｖの深さ（第一導電膜３１の表面３１ａからの深さ）を１２μｍとした。
【００８２】
実施例２においても、導電性低下領域Ｒ５０におけるバリの高さは、６．３μｍに抑えられた。別途、第二電極４２を用意し、本実施例で得られた第一電極４１と厚み方向の間隔を約５０μｍあけて貼り合わせることを考えると、このように貼り合わせた際にバリが第二電極４２の第二導電膜３２に接触する可能性は極めて低く、本実施例では第一電極４１に良好な絶縁処理が施されていることを確認した。
【００８３】
（比較例１）
実施例１で用いた第一導電膜３１の表面３１ａの導電性低下領域Ｒ５０内に、カッターを用いて作業者の手によりＤ２方向に沿って平面視で一直線状の凹部を形成することによって第一電極を形成した。
【００８４】
製造した第一電極の断面形状を観察したところ、図１４に示すように、約６７．３μｍの非常に高いバリが発生した。このバリは、カッターを手動で第一導電膜３１の表面３１ａにて移動させた際の摩擦等によって、凹部周囲の第一導電膜及び第一基材が上方にめくれて形成されたものと考えらえる。このようにバリの高い第一電極を、厚み方向の間隔を約５０μｍあけて第二電極と貼り合わせると、バリが第二電極の第二導電膜に接触してしまい、絶縁不良を引き起こす（図１１参照）。
【００８５】
（比較例２）
実施例１で用いた第一導電膜３１の表面３１ａの導電性低下領域Ｒ５０内に、前述のレーザー加工機を用いて平面視でＤ２方向に延びる一直線状の凹部を形成した。この際、導電性低下領域Ｒ５０の幅寸法を０．１ｍｍとし、レーザーの出力強度を１４％として凹部の深さ（第一導電膜３１の表面３１ａからの深さ）を３０μｍとした。
【００８６】
製造した第一電極の断面形状を観察したところ、比較例１よりはバリの高さが低くなったものの、図１５に示すように、約５５．２μｍの高いバリが発生した。このバリは、高出力のレーザーで第一導電膜３１の表面３１ａを焼き切った衝撃等によって、凹部周囲の第一導電膜及び第一基材が上方にめくれて形成されたものと考えらえる。このようにバリの高い第一電極を、厚み方向の間隔を約５０μｍあけて第二電極と貼り合わせると、バリが第二電極の第二導電膜に接触してしまい、絶縁不良を引き起こす。
【００８７】
上述の実施例１，２及び比較例１，２の評価等によれば、本発明を適用し、第一電極４１の第一導電膜３１に凹部５２がＤ１方向に沿って複数形成された導電性低下領域Ｒ５０を設けることで、導電性低下領域Ｒ５０のバリの高さを低くすると共に、別の電極と貼り合わせる際に対向する導電膜との接触を防止し、良好な絶縁処理を実施可能であることを確認した。
【符号の説明】
【００８８】
１０…色素増感太陽電池（電気モジュール）、２１…第一基材、２２…第二基材、３１…第一導電膜、３２…第二導電膜、４１…第一電極、４２…第二電極、４６…封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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