(57)【要約】  封止部14にて封止されて、１つ又は複数のセルを含む接続体を包含するバリア包装材13A，13Bと、取り出し電極11A，11Bとを備える太陽電池モジュール100であり、該太陽電池モジュール100は、接続体の外周とバリア包装材との間に、基板面方向で間隙を有し、該間隙内の少なくとも一部には充填部材30が存在する。
2018047550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板側の第１電極と、第２基板側の第２電極とが、機能層を介して対向してなる１つまたは複数の光電変換セルを含む接続体と、
封止部により封止されて、前記接続体を包含する少なくとも１つのバリア包装材と、
前記第１電極に第１電気的接続部を介して接続する第１取り出し電極、及び前記第２電極に第２電気的接続部を介して接続する第２取り出し電極とを備える太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池モジュールは、前記接続体の外周と前記バリア包装材との間に、前記第１基板の面方向及び前記第２基板の面方向を含む基板面方向で、間隙を有し、前記間隙内の少なくとも一部に、充填部材が存在する、
太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記充填部材が、硬化された樹脂組成物を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記封止部の少なくとも一部が前記充填部材と一体である、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記充填部材が、
内側面形状の少なくとも一部が前記接続体の側面に沿う枠状成形体を含む、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記枠状成形体が前記バリア包装材の一部と一体である、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記枠状成形体が少なくとも一つの導体あるいは部分的な導電層を有し、該少なくとも一つの導体あるいは部分的な導電層が、前記第１又は第２取り出し電極として機能し、且つ、
前記導体あるいは部分的な導電層の少なくとも一部が、前記バリア包装材により被覆されていない、請求項４又は５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記導電層が、導電性材料を用いた表面処理により前記枠状成形体上に形成された導電層である、請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記第１基板及び／又は第２基板と、前記バリア包装材との間隙の少なくとも一部に接着層を備える、請求項１〜７の何れかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記機能層が電解質層であり、前記太陽電池モジュールが色素増感型太陽電池モジュールである、請求項１〜８の何れかに記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光エネルギーを電力に変換する光電変換素子として、太陽電池が注目されている。中でも、基材として樹脂フィルムを用いた太陽電池には、軽量で可撓性があるというメリットがある。これらフィルムを基材として用いた太陽電池には、色素増感型太陽電池、有機薄膜太陽電池、及びペロブスカイト太陽電池等がある。これらの太陽電池は、通常、電子や正孔の移動に寄与する機能層が２つの電極により挟まれた構造を有するセルを含む。より具体的には、色素増感型太陽電池の場合には、機能層として電解質層が備えられる。また、有機薄膜太陽電池やペロブスカイト太陽電池の場合には、機能層としてドナー層及びアクセプター層が備えられる。【０００３】
そして、太陽電池は、通常、一つ又は複数のセルを含む、２つの電極にそれぞれ接続された取り出し電極を有する太陽電池モジュールとして、或いは、複数の太陽電池モジュールを直列又は並列に接続してなる太陽電池アレイの形態で用いられている。【０００４】
ところで、色素増感型太陽電池においては、太陽電池モジュールからの電解液の漏出及び外部からの水分の侵入を防いて太陽電池モジュールの長期安定性を向上させるために、太陽電池モジュール全体を樹脂により保護することが提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、色素増感型太陽電池の太陽電池モジュール全体を、外部環境からモジュールを保護するためのバリア包装材としてフッ素を含む樹脂フィルムを用いて真空ラミネート加工することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１９３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、太陽電池モジュールにおいては、モジュールの長期安定性を向上させることが求められている。しかし、特許文献１のようなフッ素含有樹脂フィルムの真空ラミネート加工による太陽電池モジュールの包装では、セル外部の基板端部の取り出し電極部と樹脂フィルムとの間に空気を含む空間が生じることを防ぐことができなかった。このため、気温変動等により空間内の空気が膨張して、太陽電池モジュールの封止が不十分となる虞があった。そして、封止が不十分な太陽電池モジュールを実際の設置環境下で使用すれば、太陽電池モジュールの光電変換効率が徐々に劣化して、光電変換効率の保持率（以下、単に「保持率」ともいう）が低下し、長期安定性を十分に向上させることができなかった。
そこで、本発明は、太陽電池モジュールを外部環境の変動から保護するバリア包装材を有する、光電変換効率の保持率に優れる、太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の太陽電池モジュールは、第１基板側の第１電極と、第２基板側の第２電極とが、機能層を介して対向してなる１つまたは複数の光電変換セルを含む接続体と、封止部により封止されて、前記接続体を包含する少なくとも１つのバリア包装材と、前記第１電極に第１電気的接続部を介して接続する第１取り出し電極、及び前記第２電極に第２電気的接続部を介して接続する第２取り出し電極とを備える太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールは、前記接続体の外周と前記バリア包装材との間に、前記第１基板の面方向及び前記第２基板の面方向を含む基板面方向で、間隙を有し、前記間隙内の少なくとも一部に、充填部材が存在することを特徴とする。このように、接続体及びバリア包装材との間の、基板面方向の間隙内の少なくとも一部に充填部材が存在することで、光電変換効率の保持率の高い太陽電池モジュールが得られる。【０００８】
ここで、本発明の太陽電池モジュールは、前記充填部材が、硬化された樹脂組成物を含むことが好ましい。充填部材が硬化された樹脂組成物を含めば、太陽電池モジュールを気密に封止することができる。【０００９】
また、本発明の太陽電池モジュールは、前記封止部の少なくとも一部が前記充填部材と一体であることが好ましい。封止部の少なくとも一部が充填部材と一体であれば、太陽電池モジュールの封止の気密性を向上させて、保持率を一層向上させることができる。【００１０】
さらに、本発明の太陽電池モジュールは、前記充填部材が、内側面形状の少なくとも一部が前記複数接続体の側面に沿う枠状成形体を含んでいてもよい。
ここで、本明細書において、「枠状」とは、少なくとも外縁と内縁を有する形状を意味する。これらの外縁又は内縁の形状は特に限定されることなく、例えば、矩形、多角形、円形、楕円、及びその他のあらゆる形状でありうる。
充填部材が枠状成形体を含むことで、枠状成形体が含まれない場合と比較して、封止部周辺が湾曲しにくくなるため応力の発生が抑制されてバリア包装材が剥離しにくくなる効果が見込まれる。さらに、枠状成形体の厚みを太陽電池モジュールの厚みと合わせることで、太陽電池モジュールにおけるバリア包装材封止部領域とそれ以外の領域で段差が生じないため、太陽電池モジュールを他の部材と組み合わせるといった後工程においても、取扱い性が向上する。【００１１】
さらに、本発明の太陽電池モジュールは、前記枠状成形体が前記バリア包装材の一部と一体であることが好ましい。枠状成形体がバリア包装材の一部と一体であれば、太陽電池モジュールの包装工程におけるプロセス性を向上させることができる。また、枠状成形体がバリア包装材の一部と一体であれば、太陽電池モジュールの密閉性を一層向上させて、太陽電池モジュールの保持率を一層高めることができる。【００１２】
さらに、本発明の太陽電池モジュールは、前記枠状成形体が少なくとも一つの導体あるいは部分的な導電層を有し、該少なくとも一つの導体あるいは導電層が、前記第１又は第２取り出し電極として機能し、且つ、前記導体あるいは導電層の少なくとも一部が、前記バリア包装材により被覆されていないことが好ましい。取り出し電極として機能しうる枠状成形体を用いれば、効率的に太陽電池モジュールを製造することや、取出し電極を太陽電池モジュールの底面側といった、枠状成形体の任意の表面に配置することが可能になる。【００１３】
さらに、本発明の太陽電池モジュールは、前記導電層が、導電性材料を用いた表面処理により前記枠状成形体上に形成された導電層であることが好ましい。枠状成形体が表面処理により形成された導電層を有していれば、得られる太陽電池モジュールの密閉性を一層向上させて保持率を一層向上させることができる。【００１４】
さらに、本発明の太陽電池モジュールは、前記第１基板及び／又は第２基板と、前記バリア包装材との間隙の少なくとも一部に接着層を備えることが好ましい。かかる接着層がバリア包装材と各基板との間に介在すれば、太陽電池モジュールの封止性を一層高めて保持率を一層向上させることができる。更には、基材の屈折率との関係を考慮した材料を選定することで、反射を抑えて内部への光透過を向上させることが可能である。【００１５】
さらに、本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記機能層が電解質層であり、前記太陽電池モジュールが色素増感型太陽電池モジュールであっても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保持率の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一つの実施の形態にかかる太陽電池モジュールの一例の概略構造を示す平面図である。
【図２】図１に示した太陽電池モジュールの一例の概略構造を示すII−II断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの一例の概略構造を示す平面図である。
【図４】図３に示した太陽電池モジュールの一例の概略構造を示すＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールを構成しうる枠状成形体の一例の概略構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。ここで、本発明の太陽電池モジュールは、特に限定されることなく、例えば、色素増感型太陽電池、有機薄膜太陽電池、及びペロブスカイト太陽電池等の太陽電池モジュールでありうる。そして、本発明の太陽電池モジュールは、複数の光電変換セル（以下、単に「セル」とも称する）を直列接続してなる太陽電池モジュール、例えば、Ｚ型の集積構造を有する太陽電池モジュールでありうる。なお、太陽電池モジュールの集積構造としては、Ｚ型モジュール以外に、Ｗ型モジュール、モノリシック型モジュールなどの直列接続構造、あるいは並列接続構造などが例示されるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
そして、本発明の一例としての、Ｚ型の集積構造を有する色素増感型太陽電池モジュールとしては、特に限定されることなく、例えば、図１に平面図を、図２に厚み方向の断面図を示すような太陽電池モジュール１００が挙げられる。
【００２０】
ここで、図１に平面図を示す太陽電池モジュール１００は、複数のセルの接続体を形成する光電極基板である第１基板３及び対向電極基板である第２基板７を内包するバリア包装材１３Ａ及びバリア包装材１３Ｂ（図１には図示しない）を備え、さらに、バリア包装材１３Ａ及びバリア包装材１３Ｂを封止する封止部１４を備える。
【００２１】
さらに、図２に、図１のＩＩ−ＩＩ切断線に従う断面図を示す。図２から明らかなように、太陽電池モジュール１００は、隔壁８により区画された複数の（図示例では４つの）セルを直列接続してなる接続体を含む色素増感型太陽電池モジュールであり、所謂Ｚ型の集積構造を有している。ここで、太陽電池モジュール１００は、第１基材１および第１基材１上に互いに離隔させて設けられた複数の（図示例では４つの）第１電極である光電極２を備える第１基板３と、第２基材５および第２基材５上に互いに離隔させて設けられた複数の（図示例では４つの）第２電極である対向電極６を備える第２基板７とが、第１基板３および第２基板７の間に隔壁８を介在させた状態で、各セルを形成する光電極２と対向電極６とが機能層である電解質層４を介して互いに対向するように（即ち、セルを形成するように）、且つ、隣接するセル間で一方のセルの光電極２と他方のセルの対向電極６とがセル接続部９を介して電気的に接続されるように貼り合わされた構造を有している。そして、太陽電池モジュール１００の各セルは、光電極２と、光電極２に対向する対向電極６と、光電極２と対向電極６との間に設けられた電解質層４とを備えている。
【００２２】
そして、太陽電池モジュール１００は、光電極２を構成する光電極用導電層２１と第１電気的接続部１２Ａを介して接続する第１取り出し電極１１Ａと、対向電極６を構成する対向電極用導電層６１と第２電気的接続部１２Ｂを介して接続する第２取り出し電極１１Ｂとを備える。そして、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂは、硬化状態の封止部用樹脂組成物１５により封止されてなる封止部１４により封止される。なお、図１より明らかなように、封止部１４は、太陽電池モジュール１００の外周を取り囲み、太陽電池モジュール１００と外部環境とを隔てている。このように、封止部１４により封止されてなるバリア包装材１３Ａ及び１３Ｂにより包含される内部空間は、上述した複数のセルの接続体を包含している。従って、太陽電池モジュール１００の内部空間には、接続体の外周とバリア包装材１３Ｂとの間に、第１基板３の面方向及び第２基板７の面方向を含む基板面方向で、間隙が存在している。換言すれば、太陽電池モジュール１００は、内部に、接続体の外周（図２では、隔壁８の側面及び第２基材５の端面により画定）と、第１取り出し電極１１Ａ又は第２取り出し電極１１Ｂとにより画定されうる段差が存在した状態となっている。かかる段差と、バリア包装材１３Ｂとに接する空間内の大部分を気体が占める状態となれば、太陽電池モジュール１００の温度が上昇した場合には、気体の膨張の影響で、封止部１４にてバリア包装材１３Ａ及び／又は１３Ｂの剥離が生じる虞がある。従って、本発明では、接続体の外周とバリア包装材１３Ｂとの間の基板面方向の間隙内の少なくとも一部に充填部材３０を配置することで、かかる間隙に含有されうる気体量を低減して、封止部１４における剥離の発生を抑制することができる。更には、段差周辺においてバリア包装材を接着したときに生じる歪を充填部材により緩和させることができるため、より効果的に剥離の発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、本発明の太陽電池モジュールの構造は、図１及び２に示される構造に限定されるものではない。例えば、図１に示すように、太陽電池モジュール１００では、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂが、太陽電池モジュール１００の外周上に形成された封止部１４の、同一の辺より延出されている。しかし、太陽電池モジュール１００は、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂが、封止部１４の異なる辺より延出される構造を有していても良い。さらにまた、図２では、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂが、両方とも太陽電池モジュール１００の厚み方向中央付近に配置されている。しかし、第１取り出し電極１１Ａは、光電極２と電気的に接続し、対向電極６とは絶縁されている限りにおいて特に限定されることなく、第１基材１よりも第２基材５に近い位置に配置されていても良い。また、反対に、第２取り出し電極１１Ｂが第２基材５よりも第１基材１に近い位置に配置されていても良い。
【００２４】
＜光電極基板＞
ここで、図１及び図２に示す太陽電池モジュール１００の第１基板３は、第１基材１と、第１基材１上に互いに離隔させて設けられた複数の光電極２とを備えている。また、光電極２は、第１基材１上に設けられた光電極用導電層２１と、光電極用導電層２１上の一部に設けられた多孔質半導体微粒子層２２とを備えている。なお、光電極用導電層２１は、隙間をあけて設けられている。そして、互いに隣接する光電極２同士は、互いに電気的に絶縁されるように設けられている。この絶縁は、特に限定されることなく、例えば互いに隣接する光電極用導電層２１間の隙間に存在する隔壁８によって達成することができる。
【００２５】
そして、第１基材１としては、特に限定されることなく、公知の光透過性の基材から適宜選択して用いることができる。例えば、第１基材１としては、透明樹脂やガラス等の可視領域で透明性を有する既知の透明基材が挙げられる。中でも、第１基材１としては、フィルム状に成形された樹脂、即ち、樹脂フィルムを用いることが好ましい。樹脂フィルム基材はガラス等の基材と比較し、基材自体のバリア性に劣るが、本発明の構造をとることで、バリア性を大きく向上させることができる。また、第１基材１として樹脂フィルムを採用することで、太陽電池モジュールに軽量性や可撓性を付与できることから、様々な用途に応用することができる
【００２６】
樹脂フィルムを形成しうる透明樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、透明ポリイミド（ＰＩ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などの合成樹脂が挙げられる。
【００２７】
さらに、光電極用導電層２１は、特に限定されることなく、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどにより構成される金属メッシュからなる導電層や、Ａｇナノ粒子等の金属ナノ粒子や微小なＡｇワイヤ等を塗布して形成された導電層、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、フッ素ドープスズ（ＦＴＯ）などの複合金属酸化物からなる導電層、カーボンナノチューブやグラフェンなどを含んでなるカーボン系導電層、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate）などの導電性高分子よりなる導電層が形成されてなる。これらの材料は、他の材料との相性などにより適宜選択することができる。また、これらの導電層は複数種が基材上に積層されていても良く、或いは、これらの導電層の形成に用いられうる上述したような各種導電性材料が混合されて１つの導電層を形成していても良い。
なお、第１基材１上に光電極用導電層２１を形成する方法としては、スパッタリングとエッチングとを組み合わせた方法や、スクリーン印刷など、既知の形成方法を用いることができる。
【００２８】
任意で、光電極用導電層２１上に下塗り層（図示しない）を設けることができる。ここで、後述する電解質層４が液体で構成される場合には、多孔質半導体微粒子層２２を経て光電極用導電層２１に電解液が到達し、光電極用導電層２１から電解質層４へと電子が漏れ出す逆電子移動と呼ばれる内部短絡現象が発生しうる。そのため、光の照射と無関係な逆電流が発生して光電変換効率が低下する虞がある。そこで、光電極用導電層２１上に下塗り層を設けて、このような内部短絡現象を防ぐことができる。更に、光電極用導電層２１上に下塗り層を設けることで、多孔質半導体微粒子層２２と光電極用導電層２１と間の密着性を向上させることができる。
下塗り層は、内部短絡現象を防ぐことのできる（界面反応が起こりにくい）物質であれば、特に限定はされない。例えば、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タングステン等の材料を含んでなる層でありうる。また、下塗り層を形成する方法としては、上記材料を透明導電層に直接スパッタする方法、あるいは上記材料を溶媒に溶解した溶液、金属酸化物の前駆体である金属水酸化物を溶解した溶液、又は有機金属化合物を、水を含む混合溶媒に対して溶解して得た金属水酸化物を含む溶液を、光電極用導電層２１上に塗布、乾燥し、必要に応じて焼結する方法がある。
【００２９】
更に、増感色素を担持（吸着）させた多孔質半導体微粒子層２２としては、特に限定されることなく、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズなどの酸化物半導体の粒子を含む多孔質半導体微粒子層に対して有機色素や金属錯体色素などの増感色素を吸着させてなる多孔質半導体微粒子層を用いることができる。有機色素としては、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、キサンテン色素、スクワリリウム色素、ポリメチン色素、クマリン色素、リボフラビン色素、ペリレン色素等が挙げられる。また、金属錯体色素としては、鉄、銅、ルテニウムなどの金属のビピリジン錯体やフタロシアニン錯体、ポルフィリン錯体等が挙げられる。例えば、Ｎ３、Ｎ７１９、Ｎ７４９、Ｄ１０２、Ｄ１３１、Ｄ１５０、Ｎ２０５、ＨＲＳ−１、及びＨＲＳ−２などが代表的な増感色素として挙げられる。増感色素を溶解させる有機溶媒は、溶媒に存在している水分及び気体を除去するために、予め脱気及び蒸留精製しておくことが好ましい。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどアルコール類、アセトニトリルなどニトリル類、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、アミド類、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、芳香族、ニトロメタンなどの溶媒が好ましい。またこれらの溶媒を２種類以上混合させて用いることもできる。
【００３０】
なお、光電極用導電層２１上に多孔質半導体微粒子層２２を形成する方法としては、スクリーン印刷やコーティングなどの既知の形成方法を用いることができる。また、多孔質半導体微粒子層に増感色素を吸着させる方法としては、増感色素を含む溶液中への多孔質半導体微粒子層の浸漬などの既知の方法を用いることができる。
【００３１】
＜第２基板＞
また、太陽電池モジュール１００の第２基板７は、第２基材５と、第２基材５上に互いに離隔させて設けられた複数の対向電極６とを備えている。また、対向電極６は、第２基材５上に設けられた対向電極用導電層６１と、対向電極用導電層６１上の一部に設けられた触媒層６２とを備えている。なお、対向電極用導電層６１は、隙間をあけて設けられている。そして、触媒層６２は、光電極２の多孔質半導体微粒子層２２に対向している。
なお、互いに隣接する対向電極６同士は、互いに電気的に絶縁されるように設けられている。この絶縁は、特に限定されることなく、例えば互いに隣接する対向電極６間の隙間に隔壁８を介在させることにより、達成することができる。
【００３２】
そして、第２基材５としては、第１基材１と同様の基材、或いは、チタン、ＳＵＳ、及びアルミ等の箔や板のような透明性を有さない基材で、その他の太陽電池部材による腐食などがない基材を用いることができる。なかでも、第１基材１と同様の理由により、第２基材５を、樹脂フィルムを用いて形成することが好ましい。
【００３３】
また、対向電極用導電層６１としては、光電極用導電層２１と同様の導電層を用いることができる。
【００３４】
更に、触媒層６２としては、特に限定されることなく、導電性高分子、炭素ナノ構造体、貴金属、及び炭素ナノ構造体と貴金属との混合物などの触媒として機能し得る成分を含む任意の触媒層を用いることができる。
ここで、導電性高分子としては、例えば、ポリ（チオフェン−２，５−ジイル）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）、ポリ（２，３−ジヒドロチエノ−［３，４−ｂ］−１，４−ジオキシン）（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン；ポリアセチレンおよびその誘導体；ポリアニリンおよびその誘導体；ポリピロールおよびその誘導体；ポリ（ｐ−キシレンテトラヒドロチオフェニウムクロライド）、ポリ［（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ））−１，４−フェニレンビニレン］、ポリ［（２−メトキシ−５−（３’，７’−ジメチルオクチロキシ）−１，４−フェニレンビニレン）］、ポリ［２−２’，５’−ビス（２’’−エチルヘキシロキシ）フェニル］−１，４−フェニレンビニレン］等のポリフェニレンビニレン類；などを挙げることができる。
炭素ナノ構造体としては、例えば、天然黒鉛、活性炭、人造黒鉛、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノバッドなどを挙げることができる。
貴金属としては、触媒作用のあるものであれば特に限定されず、金属白金、金属パラジウム、及び金属ルテニウムなどの公知の貴金属を適宜選択して用いることができる。
【００３５】
触媒層の形成方法は、特に限定されず、公知の方法を適宜選択して用いることができる。例えば、導電性高分子、炭素ナノ構造体、貴金属、又は炭素ナノ構造体と貴金属の両方を適当な溶媒に溶解又は分散させて得られる混合液を、導電膜上に塗布又は噴霧し、該混合液の溶媒を乾燥させることにより行うことができる。炭素ナノ構造体や貴金属を用いる場合、混合液にさらにバインダーを含有させてもよく、バインダーとしては炭素ナノ構造体の分散性や基材との密着性の点から、水酸基、カルボキシル基、スルホニル基、リン酸基など官能基、およびこれら官能基のナトリウム塩などをもつ高分子を用いるのが好ましい。またスクリーン印刷、蒸着、スパッタなどの既存の形成方法により製膜することもできる。
【００３６】
触媒層は、カーボンナノチューブの平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０（以下、式（Ａ）ということがある）を満たすカーボンナノチューブ（以下、「特定のカーボンナノチューブ」ということがある）を含有するものであってもよい。ここで、「特定のカーボンナノチューブ」とは、それを構成する所定のカーボンナノチューブの集合の総称であり、「直径」とは当該所定のカーボンナノチューブの外径を意味する。
【００３７】
特定のカーボンナノチューブの平均直径（Ａｖ）および直径の標準偏差（σ）は、それぞれ標本平均値および標本標準偏差である。それらは、透過型電子顕微鏡での観察下、無作為に選択されたカーボンナノチューブ１００本の直径を測定した際の平均値および標準偏差として求められる。式（Ａ）における３σは得られた標準偏差（σ）に３を乗じたものである。
【００３８】
特定のカーボンナノチューブを用いることにより、優れた触媒活性を有する対向電極を得ることができる。得られる対向電極の特性を向上させる観点から、０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２５が好ましく、０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．５０がより好ましい。
【００３９】
３σ／Ａｖは、特定のカーボンナノチューブの直径分布を表し、この値が大きいほど直径分布が広いことを意味する。直径分布は正規分布をとるものが好ましい。その場合の直径分布は、透過型電子顕微鏡を用いて観察できる、無作為に選択された１００本のカーボンナノチューブの直径を測定し、その結果を用いて、横軸に直径、縦軸に頻度を取り、得られたデータをプロットし、ガウシアンで近似することで得られる。異なる製法で得られたカーボンナノチューブなどを複数種類組み合わせることでも３σ／Ａｖの値を大きくすることはできるが、その場合正規分布の直径分布を得ることは難しい。特定のカーボンナノチューブは、単独のカーボンナノチューブからなるものであっても、又は単独のカーボンナノチューブに、その直径分布に影響しない量の他のカーボンナノチューブを配合してなるものであってもよい。
【００４０】
特定のカーボンナノチューブは、公知の方法、例えば、表面にカーボンナノチューブ製造用触媒層（以下、「ＣＮＴ製造用触媒層」ということがある）を有する基材（以下、「ＣＮＴ製造用基材」ということがある）上に、原料化合物およびキャリアガスを供給して、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりカーボンナノチューブを合成する際に、系内に微量の酸化剤を存在させることで、ＣＮＴ製造用触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法（スーパーグロース法）により、得ることができる（例えば、国際公開第２００６／０１１６５５号）。以下、スーパーグロース法により製造されたカーボンナノチューブをＳＧＣＮＴということがある。
【００４１】
特定のカーボンナノチューブを構成材料とする触媒層を含む対向電極は、例えば、特定のカーボンナノチューブを含有する分散液を調製し、この分散液を基材上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させて触媒層を形成することで、作製することができる。
【００４２】
また、太陽電池モジュール１００の隔壁８は、第１基板３と第２基板７との間に設けられており、電解質層４およびセル接続部９のそれぞれを囲繞している。換言すれば、電解質層４を設ける空間と、セル接続部９を設ける空間とは、第１基板３と、第２基板７と、隔壁８とによって区画形成されている。
【００４３】
具体的には、図２では、隔壁８は、各セルの幅方向一方側（図２では左側）において、第１基板３の光電極２の光電極用導電層２１と、第２基板７の第２基材５との間に設けられており、各セルの幅方向他方側（図２では右側）において、第１基板３の光電極２の光電極用導電層２１と、第２基板７の対向電極６の対向電極用導電層６１（触媒層６２が形成されている部分よりも幅方向他方側に位置する部分）との間に設けられている。そして、隔壁８の間には、電解質層４とセル接続部９とが交互に設けられている。
【００４４】
そして、隔壁８は、第１基板３と第２基板７とを接着し、電解質層４を封止することができるものであれば特に限定されるものではない。隔壁８は、基板間の接着性、電解質に対する耐性（耐薬品性）、高温高湿耐久性（耐湿熱性）に優れていることが好ましい。そのような隔壁８を形成しうる隔壁材料としては、非導電性の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性放射線（光、電子線）硬化性樹脂が挙げられ、より具体的には、（メタ）アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、及びポリアミド系樹脂等が挙げられる。なお、本明細書において（メタ）アクリルとは、「アクリル」又は「メタアクリル」を意味する。中でも、取扱い性の観点から、光硬化性アクリル樹脂が好ましい。
なお、製造容易性の観点から、上述したような各種樹脂がシート状に成形されてなるフィルムを用いて、隔壁８を構成することももちろん可能である。
【００４５】
＜機能層＞
また、太陽電池モジュール１００の機能層である電解質層４は、光電極２の多孔質半導体微粒子層２２と、対向電極６の触媒層６２と、隔壁８とで囲まれる空間に設けられている。そして、電解質層４は、特に限定されることなく、色素増感型太陽電池において使用し得る任意の電解液、ゲル状電解質又は固体電解質を用いて形成することができる。
【００４６】
＜セル接続部＞
太陽電池モジュール１００のセル接続部９は、互いに隣接するセルを電気的に直列接続している。具体的には、セル接続部９は、図２では右側に位置するセルの光電極２の光電極用導電層２１と、図２では左側に位置するセルの対向電極６の対向電極用導電層６１とを電気的に接続している。
【００４７】
そして、太陽電池モジュール１００のセル接続部９は、光電極２の光電極用導電層２１上に多孔質半導体微粒子層２２と離隔させて形成された配線９１と、第１基板３、第２基板７および隔壁８で囲まれた空間内に充填された導電性樹脂組成物９２とで構成されている。なお、図２に示す太陽電池モジュール１００では配線９１と導電性樹脂組成物９２とを用いてセル接続部９を形成しているが、本発明の太陽電池モジュールでは、セル接続部は導電性樹脂組成物のみを用いて形成してもよい。また、配線は、対向電極６の対向電極用導電層６１上に形成してもよい。
【００４８】
ここで、配線９１としては、特に限定されることなく、金属および金属酸化物などの導電性を有する材料からなる配線を用いることができる。中でも、セル接続部９の抵抗を低減して色素増感型太陽電池モジュールの光電変換効率を高める観点からは、配線９１としては、銅配線、金配線、銀配線、アルミニウム配線などの金属配線を用いることが好ましい。なお、光電極用導電層２１上に配線９１を形成する方法としては、スパッタリングやスクリーン印刷などの既知の形成方法を用いることができる。
【００４９】
また、導電性樹脂組成物９２としては、特に限定されることなく、樹脂と導電性粒子とを含有する組成物を使用することが好ましい。導電性樹脂組成物９２の樹脂としては、特に限定されることなく、（メタ）アクリル系樹脂；ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環状エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂；シリコーン樹脂；などが挙げられる。当該樹脂には、ラジカル開始剤、カチオン硬化剤、アニオン硬化剤などの任意の硬化剤を用いることができ、重合形式も、付加重合、開環重合など、特に限定されない。また、隔壁材料としての樹脂と導電性樹脂組成物９２の樹脂は同一でも異なっていても良い。
【００５０】
また、導電性樹脂組成物９２の導電性粒子としては、特に限定されることなく、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｂ等の金属粒子及びこれらの酸化物、導電性炭素粒子、並びに、樹脂粒子等の有機化合物粒子や無機化合物粒子の表面を、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ等の金属やこれらの金属の酸化物等の導電性物質で被覆した粒子、例えばＡｕ／Ｎｉ合金で被覆した粒子などを用いることができる。
そして、導電性粒子の平均粒子径は、０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。更に、導電性粒子の含有割合は、０．１体積％以上９０体積％以下であることが好ましい。
【００５１】
なお、上述した導電性樹脂組成物９２を用いたセル接続部９は、特に限定されることなく、例えば、セル接続部９を形成する位置に未硬化の樹脂と導電性粒子とを含有する未硬化の導電性樹脂組成物を充填し、充填した未硬化の導電性樹脂組成物を硬化させることにより形成することができる。
【００５２】
＜取り出し電極＞
そして、光電極２と対向電極６に対して、それぞれ接続された、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂは、特に限定されることなく、一般的な導電性材料により形成された導体を有する。そのような導体としては、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、及び鉄等からなる群から選ばれる金属材料、及びこれらの金属材料を含む合金材料により形成された導体が挙げられる。中でも、銅を導体とする電極或いは、ステンレスを基材とするものが好ましい。
【００５３】
さらに、光電極２を構成する光電極用導電層２１と第１取り出し電極１１Ａとを接続する第１電気的接続部１２Ａ、及び対向電極６を構成する対向電極用導電層６１と第２取り出し電極１１Ｂとを接続する第２電気的接続部１２Ｂは、特に限定されることなく、導電性樹脂組成物やはんだ等の一般的な電気的接続材料により形成することができる。そして、導電性樹脂組成物としては、上述した導電性樹脂組成物９２と同様に、金属、金属酸化物、導電性炭素材料などの導電性を有する材料と、任意の樹脂とを含む既知の組成物を用いることができる。また、はんだとしては、錫、銀、銅、ビスマス、鉛、フラックス成分などを含有したものを使用することができる。
【００５４】
なお、図２では図示しないが、第１電気的接続部１２Ａ及び第２電気的接続部１２Ｂは、それぞれ、配線９１と同様にして形成された集電線を介して光電極２あるいは対向電極６と接続されていてもよい。
【００５５】
＜封止部＞
封止部１４は、硬化状態の封止部用樹脂組成物１５により封止されている。封止部用樹脂組成物としては、特に限定されることなく、光硬化性樹脂組成物、熱硬化型樹脂組成物、及び熱可塑性樹脂組成物を挙げることができる。中でも、封止部用樹脂組成物としては、光硬化性樹脂組成物を用いることが好ましい。封止部用樹脂組成物が光硬化性であれば、特に有機系太陽電池の製造工程における加熱による劣化を予防して太陽電池モジュールの電気的特性を向上させることができる。さらに、光硬化性樹脂は短時間で硬化可能であるため、製造効率の良好な太陽電池モジュールを得ることが期待できる。
光硬化性樹脂組成物としては、紫外線硬化型樹脂組成物、及び可視光硬化性樹脂組成物が挙げられるが、紫外線硬化型樹脂組成物を用いることが好ましい。紫外線硬化型樹脂組成物の具体例としては、（メタ）アクリル系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、フッ素系樹脂組成物、オレフィン系樹脂組成物等が挙げられるが、なかでも、アクリル系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、又はフッ素系樹脂組成物を用いることが好ましい。これらは１種類のみを単独で、或いは２種類以上を混合して用いてもよい。
熱硬化型樹脂組成物としては、電解質層４を構成する電解質を気化させない温度で硬化可能な熱硬化型樹脂組成物が挙げられる。より具体的には、硬化温度が６０℃〜２００℃の範囲内、なかでも８０℃〜１８０℃の範囲内、さらには１００℃〜１６０℃の範囲内である熱硬化型樹脂組成物が挙げられる。熱硬化型樹脂組成物の具体例としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、フッ素系樹脂組成物、シリコーン系樹脂組成物、オレフィン系樹脂組成物、ポリイソブチレン樹脂組成物等が挙げられる。これらは１種類のみを単独で、或いは２種類以上を混合して用いてもよい。
熱可塑性樹脂組成物としては、電解質層中の液体を気化させない程度の温度を融点とする熱可塑性樹脂が挙げられる。より具体的には、融点が８０℃〜２５０℃の範囲内、なかでも１００℃〜２００℃の範囲内である熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、オレフィン系樹脂、ポリイソブチレン樹脂、シリコーン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。これらは１種類のみを単独で、或いは２種類以上を混合して用いてもよい。
また、封止部１４は、同一又は異なる素材よりなる複数部材により構成されうる。例えば、封止部１４は、金属又は樹脂よりなる封止部材と、かかる封止部材と上下のバリア包装材１３Ａ及び１３Ｂとを接着する硬化された封止部用樹脂組成物より構成されうる。
【００５６】
＜バリア包装材＞
そして、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂは、太陽電池モジュール１００が曝されうる高温や高湿度の環境条件下で、太陽電池モジュール１００に対して耐久性を付与する。従って、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂは、ガスや水蒸気に対するバリア性のある包装体であることが好ましい。さらに、図２では、バリア包装材として、２枚のバリア包装材１３Ａ及び１３Ｂを図示する。図２から明らかなように、バリア包装材１３Ａは第１基板３側に配置されており、バリア包装材１３Ｂは第２基板７側に配置されている。しかし、バリア包装材は図２に示したような太陽電池モジュールの厚み方向上下にそれぞれ配置された２枚のシート状の包装体であることには限定されず、薄板状であっても良く、さらには、太陽電池モジュールを構成する複数のセルの奥行き方向（図２では左右方向）で開放している筒状のフィルムであっても良い。
【００５７】
バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂによる、第１基板３及び第２基板７の包含態様は、特に限定されることなく、第１基板３／第２基板７とバリア包装材１３Ａ／１３Ｂとが接着剤を介して密着した状態であっても良いし、第１基板３／第２基板７とを包含するものの、これらとバリア包装材１３Ａ／１３Ｂとの間に空間が存在し、かかる空間内に水蒸気やガスを通しにくい充填材等が充填された状態であっても良い。より具体的には、第１基板３側に配置されたバリア包装材１３Ａと、第１基板３とが接着層（図示しない）を介して密着するとともに、第２基板７側に配置されたバリア包装材１３Ｂと、第２基板７とが接着層（図示しない）を介して密着した状態であっても良い。接着層を設けることで、太陽電池モジュールの密閉性を一層向上することができる。さらに、特に、接着層を光入射側の基板である第１基板３側に配置した場合、バリア包装材１３Ａと第１基板３との間に接着層が存在すれば、バリア包装材１３Ａと第１基板３を構成する第１基材１との間に空気層が介在しない。空気層は、バリア包装材１３Ａや第１基材１とは屈折率が大きく異なる。このため、バリア包装材１３Ａ−空気層−第１基材１の積層構造の界面における屈折率差が大きくなる。界面における屈折率差が大きければ、かかる界面にて反射される光量が多くなるので、入射光の利用効率を十分に向上させることができない。そこで、空気層に代えて、接着層によりバリア包装材１３Ａと第１基材１との間を充填することで、屈折率差を小さくして界面反射によるロスを低減することができる。更に、光の反射を抑制することで、太陽電池モジュール表面で干渉縞が発生することを抑制することができる。より好ましくは、接着層の形成材料として、屈折率の値が、バリア包装材１３Ａの屈折率と、第１基材１の屈折率との間の値である材料を選択する。そのような材料は、例えば、バリア包装材１３Ａの材質及び第１基材１の材質を考慮しつつ、隔壁材料として列挙した材料から選択することができる。
また、特に、太陽電池モジュールが色素増感型太陽電池モジュールの場合には、用いる色素の吸収波長域における光の透過率が高い材料を接着層の形成材料として選択することが好ましい。
【００５８】
また、水蒸気やガスを通しにくい充填材としては、例えば、液状又はゲル状のパラフィン、シリコーン、リン酸エステル、脂肪族エステルなどが挙げられる。
【００５９】
バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂは、水蒸気透過度が、温度４０℃、相対湿度９０％（９０％ＲＨ）の環境下で０．１ｇ／ｍ2／日以下であることが好ましく、０．０１ｇ／ｍ2／日以下であることがより好ましく、０．０００５ｇ／ｍ2／日以下であることがさらに好ましく、０．０００１ｇ／ｍ2／日以下であることが特に好ましい。
さらに、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂは、全光線透過率が好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、更に好ましくは８５％以上である。このような全光線透過率は、例えばＪＩＳ  Ｋ７３６１−１により測定することができる。
【００６０】
バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂは、プラスチック支持体上に水蒸気やガスの透過性が低いバリア層を設置したフィルム或いは薄板でありうる。ガスの透過性が低いバリアフィルムの例としては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの（特公昭５３−１２９５３、特開昭５８−２１７３４４）、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの（特開２０００−３２３２７３、特開２００４−２５７３２）、無機層状化合物を有するもの（特開２００１−２０５７４３）、無機材料を積層したもの（特開２００３−２０６３６１、特開２００６−２６３９８９）、有機層と無機層を交互に積層したもの（特開２００７−３０３８７、米国特許６４１３６４５、Ａｆｆｉｎｉｔｏら著Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ １９９６年 ２９０−２９１頁）、有機層と無機層を連続的に積層したもの（米国特許２００４−４６４９７）などが挙げられる。
また、後述するように、特に枠状成形体３１とバリア包装材１３Ａ又は１３Ｂを一体で成形する場合は、一体成型体において、バリア包装材はフィルム形状であっても、薄板形状であっても構わない。
【００６１】
＜充填部材＞
複数のセルの接続体の外周（より具体的には、図２に示す例では、複数のセルに備えられた隔壁８）と、バリア包装材１３Ｂとの間における、基板面方向の間隙内の少なくとも一部には、充填部材３０が存在する。充填部材３０は、上記間隙内で、接続体の外周に接触してなることが好ましい。さらに、充填部材３０は、上記間隙の全体積の９０％以上を占有することが好ましく、９５％以上を占有することがより好ましく、９９％以上を占有することが更に好ましい。上記間隙内にて気体の占有しうる体積を抑制することで、太陽電池モジュールが温度上昇した際に気体が膨張して封止部１４に剥離を生じさせることを抑制できるからである。さらに、充填部材３０は、硬化された樹脂組成物、及び／又は、内側面形状の少なくとも一部が複数のセルの接続体の側面に沿う枠状成形体を含みうる。枠状成形体は、例えば、図３に示す枠状成形体３１のような形状でありうる。充填部材が枠状成形体３１を含むことで、枠状成形体３１が含まれない場合と比較して、封止部周辺が湾曲しにくくなるため応力の発生が抑制されてバリア包装材１３Ａ及び１３Ｂが剥離しにくくなる効果が見込まれる。さらに、枠状成形体３１の厚みを太陽電池モジュール１００の厚みと合わせることで、太陽電池モジュールにおけるバリア包装材封止部領域とそれ以外の領域で段差が生じないため、太陽電池モジュールを他の部材と組み合わせるといった後工程においても、取扱い性が向上する。
【００６２】
さらに、充填部材３０は、封止部１４の少なくとも一部と一体であることが好ましい。充填部材３０が封止部１４の少なくとも一部と一体であれば、太陽電池モジュールの封止の気密性を向上させて、保持率を一層向上させることや、一体で成形することによりプロセス性が向上するからである。なお、本明細書において、「充填部材が封止部の少なくとも一部と一体である」とは、充填部材と封止部の少なくとも一部とが同一の材料で継ぎ目なく形成されてなることを意味する。例えば、図２に示す構造を得るに当たり、充填部材３０を封止部用樹脂組成物１５により形成することで、「充填部材が封止部の少なくとも一部と一体である」構造を形成することができる。また、「充填部材が封止部の少なくとも一部と一体である」他の態様としては、図３及び図４に示すような態様が挙げられる。かかる態様では、充填部材を構成する枠状成形体３１が、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂの間の間隙を封止する封止部の一部としても機能している。さらには、図示しないが、「充填部材が封止部の少なくとも一部と一体である」構造として、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂとの間に金属製封止部材が介在し、かかる金属製封止部材と上下のバリア包装材１３Ａ及び１３Ｂとが、充填部材３０と同一組成である封止部用樹脂組成物の硬化物により接着されてなる構造が挙げられる。
【００６３】
そして、枠状成形体３１は、特に限定されることなく、樹脂、金属等種々の材料、及びこれらの複合材料を選択することができる。金属材料としては、アルミニウム、ＳＵＳ、銅、チタン、ニッケル等が使用できる。なお、充填部材３０を形成する硬化された樹脂組成物及び枠状成形体３１の形成に用いる樹脂組成物としては、特に限定されることなく、「封止部用樹脂組成物」として上述したものと同様の樹脂組成物を用いることができる。なお、枠状成形体３１が、充填部材３０を形成する樹脂組成物や、封止部用樹脂組成物と同様の材料よりなる場合であっても、太陽電池モジュール１００における枠状成形体３１の有無は、太陽電池モジュール１００の切断面を観察して、樹脂間に接着界面があるか否かを目視又は顕微鏡観察する方法や、切断面を表面分析する方法により判定することができる。
更に、枠状成形体は、バリア包装材封止部よりも透湿性が抑制されていることが好ましい。透湿性を抑制する方法としては、枠状成形体自体の透湿性を低くする方法、或いは枠状成形体の表面などの少なくとも一部に透湿性の低い金属材料層などを形成するなどの方法がある。枠状成形体３１を封止部の一部として機能させる態様では、見かけ上バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂの間の距離が広がるが、太陽電池モジュール１００内部への透湿を抑制することができる。なお、枠状成形体に金属等の導電性材料を用いる場合、太陽電池モジュールへの実装に際して絶縁が必要となる個所には、コーティング等で適宜絶縁部を形成する。
【００６４】
以下、図３及び図４を参照して、本発明による太陽電池モジュールの他の一例にかかる概略構造について詳述する。図３に、充填部材３０が枠状成形体３１で形成される太陽電池モジュール１０１を第２基板７側からみた平面図を示す。図３より明らかなように、枠状成形体３１は矩形枠状である。枠状成形体３１は２つの導体を有し、これらの導体は、それぞれ、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂとして機能する。また、図３に示すように、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂの少なくとも一部は、第２基板７に隣接して、太陽電池モジュール１０１の上面にてバリア包装材１３Ｂにより被覆されていない。すなわち、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂは、太陽電池モジュール１０１の外部に露出している。そして、図４に、図３のＩＶ−ＩＶ線に従う断面図を示すように、枠状成形体３１の内側面形状は、複数のセルの接続体の側面に沿う形状である。より具体的には、枠状成形体３１の内側面形状は、第１基板３、第１電気的接続部１２Ａ、第２基板７、第２電気的接続部１２Ｂ、及び複数のセルの接続体の両端部を形成する２つの隔壁８の側面に沿う形状である。そして、図示しないが、枠状成形体３１と複数のセルの接続体との間の間隙、及び／又は、枠状成形体３１と、複数のセルの接続体に接続された第１取り出し電極１１Ａ又は第２取り出し電極１１Ｂとの間の間隙は、硬化された樹脂組成物により充填されていても良い。さらには、図示しないが、第１取り出し電極１１Ａ又は第２取り出し電極１１Ｂと、それぞれに隣接する複数のセルの接続体との間の間隙も同様に、硬化された樹脂組成物により充填されていても良い。なお、これらの樹脂組成物としては、特に限定されることなく、「封止部用樹脂組成物」として上述したものと同様の樹脂組成物を用いることができる。
【００６５】
また、枠状成形体３１は、バリア包装材１３Ａ又は１３Ｂと、一部が一体である一体成形体であって良い。ここで、本明細書にて、「枠状成形体がバリア包装材の一部と一体である」とは、バリア包装材と枠状成形体とが同じ材料により形成されており、これらの間に継ぎ目がないことを意味する。この場合、太陽電池モジュール１００の包装工程におけるプロセス性を向上させることができる。また、バリア包装材１３Ａ又は１３Ｂと、枠状成形体３１との間に継ぎ目がないため、太陽電池モジュール１０１の密閉性を一層向上させて、太陽電池モジュール１００の保持率を一層高めることができる。
【００６６】
さらに、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂは、枠状成形体３１に備えられた導体、或いは、導電性材料を用いた表面処理により枠状成形体３１上に形成された導電層であっても良い。この場合、表面処理方法としては、蒸着のようなドライプロセスによる表面処理方法や、メッキのようなウェットプロセスによる表面処理方法を適宜用いることができる。そして、かかる表面処理に用いる導電性材料としては、取り出し電極の導体の形成材料として上述したような一般的な金属材料や合金材料を用いることができる。枠状成形体３１が表面処理により形成された導電層を有していれば、得られる太陽電池モジュールの密閉性を一層向上させて保持率を一層向上させることができる。
また、枠状成形体が樹脂材料からなる場合、導体は、枠状成形体３１の表面上に配置される形態のみでなく、枠状成形体３１の内部に形成される形態であってもよい。この場合、例えば枠状成形体３１に予め貫通部を作製し、そこにはんだや導電性樹脂等を充填することで、枠状成形体３１の内部を貫通する導体を形成できる。
また、枠状成形体３１が導電性材料からなる場合、表面を絶縁性の樹脂等で被覆し、部分的に露出した導電面を、第１取り出し電極１１Ａ及び第２取り出し電極１１Ｂとしてもよい。
【００６７】
（太陽電池モジュールの製造方法）
上述した構成を有する太陽電池モジュール１００は、特に限定されることなく、例えば、以下のような手順により製造することができる。具体的にはまず、光電極２を備える第１基板３を作製した後、作製した第１基板３の上に、配線９１を形成する。次に、配線９１に重なる位置に、未硬化の導電性樹脂組成物９２を塗布し、さらに塗布した導電性樹脂組成物９２を挟んでそれぞれ光電極用導電層２１を囲むように隔壁材料を塗布する。そして、隔壁材料を塗布した領域内に電解液などの電解質層４を構成する成分を充填する。その後、対向電極６を備える第２基板７を、第１基板３と重ね合わせる。さらに、未硬化の導電性樹脂組成物９２を硬化させてセル接続部９を形成すると共に第１基板３と第２基板７とを強固に接着させて、一対の電極基板を含む複数セルの接続体を得る。
【００６８】
得られた複数セルの接続体に備えられる光電極２及び対向電極６に対して、導電性接着剤を介して、それぞれ、第１取り出し電極１１Ａと、第２取り出し電極１１Ｂとを接着させる（取り出し電極取り付け工程）。そして、バリア包装材１３Ｂに対して、接続体の外周とバリア包装材１３Ｂとの間の面方向の間隙を充填するように、樹脂組成物を塗布する（塗布工程）。そして、バリア包装材１３Ｂ上に取り出し電極１１Ａ及び１１Ｂを取り付けた接続体を、第２基材５を下にして載置し、バリア包装材１３Ｂ及び接続体上に樹脂組成物を塗布して他方のバリア包装材１３Ａを重ねる。そして、例えば、ゴム材料からなる突出面を有する上下一対の押圧部材を用いてバリア包装材１３Ａ及び１３Ｂの間に取り出し電極１１Ａ及び１１Ｂを取り付けた接続体を挟んでなる構造体を上下面から挟みこむ（挟み込み工程）。このようにして、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂ、並びに接続体を、樹脂組成物を介して密着させて、上記図１及び図２を参照して説明した構造を有する太陽電池モジュール１００を得ることができる。
なお、上記図３及び図４を参照して説明した構造を有する太陽電池モジュール１０１を製造する際には、まず、枠状成形体３１を準備する。ここで、枠状成形体３１は、導電性材料を用いた表面処理により形成された導電層を有していても良い。枠状成形体３１は、所望形状を有する金型内に上述したような樹脂組成物を流し込み硬化させることで形成することができる。そして、得られた枠状成形体３１に対して、樹脂組成物を介して取り出し電極１１Ａ及び１１Ｂを取り付ける。そして、枠状成形体３１、取り出し電極１１Ａ／１１Ｂと、バリア包装材１３Ａ及び１３Ｂとを、樹脂組成物を介して密着させて、上記図３及び図４を参照して説明した構造を有する太陽電池モジュール１０１を得ることができる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「％」は、特に断らない限り、質量基準である。
実施例および比較例において、封止部における剥離の発生の有無、及び太陽電池モジュールの保持率は以下の方法を使用して測定した。【００７０】
＜封止部における剥離の発生の有無＞
実施例、比較例で得られた太陽電池モジュールを目視観察して、封止部においてバリアフィルムの剥離が生じているか否かを下記基準に従って判定した。
剥離有：封止部端部に剥離が発生
剥離無：封止部全周の封止幅の９０％以上で剥離無し
＜太陽電池モジュールの保持率＞
実施例、比較例で作製した太陽電池モジュールをソースメータ（２４００型ソースメータ、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ社製）に接続した。光源としては、１５０Ｗキセノンランプ光源装置にＡＭ１．５Ｇフィルタを装着した擬似太陽光源（ＰＥＣ−Ｌ１１型、ペクセル・テクノロジーズ（株）製）を用いた。そして、光源の光量を、１ｓｕｎ（約１０万ｌｕｘ ＡＭ１．５Ｇ、１００ｍＷｃｍ−２（ＪＩＳ  Ｃ  ８９１２のクラスＡ））に調整して、太陽電池モジュールに対して照射した。太陽電池モジュールについて、１ｓｕｎの光照射下、バイアス電圧を、０Ｖから０．８Ｖまで、０．０１Ｖ単位で変化させながら出力電流を測定し、電流電圧特性を取得した。同様に、バイアス電圧を、逆方向に０．８Ｖから０Ｖまでステップさせる測定も行い、順方向と逆方向の測定の平均値を光電流データとした。このようにして得られた電流電圧特性及び光電流データより、初期の光電変換効率（％）を算出した。
次いで、上記の色素増感太陽電池モジュールを、６５℃９０％ＲＨの環境に３００時間保持した後、上記と同様に電流電圧特性を測定した。上記と同様にして変換効率を求め、下式に従って初期の値に対する保持率を計算した。［保持率（％）］＝［６５℃９０％ＲＨ保持後の変換効率］／［初期の変換効率］×１００【００７１】
（実施例１）
＜色素溶液の調製＞
ルテニウム錯体色素（Ｎ７１９、ソラロニクス社製）７２ｍｇを２００ｍＬのメスフラスコに入れた。脱水エタノール１９０ｍＬを混合し、撹拌した。メスフラスコに栓をしたのち超音波洗浄器による振動により、６０分間撹拌した。溶液を常温に保った後、脱水エタノールを加え、全量を２００ｍＬとすることで、色素溶液を調製した。
＜光電極基板の作製＞
光電極用基材である透明基板（ポリエチレンナフタレートフィルム、厚み２００μｍ）上に光電極用導電層である透明導電層（酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））をコートして得た透明導電性基板（シート抵抗１３ｏｈｍ／ｓｑ）上に、スクリーン印刷法により配線（集電線）としての導電性銀ペースト（Ｋ３１０５、ペルノックス（株）製）を光電極セル幅に応じた間隔で印刷塗布し、１５０度の熱風循環型オーブン中で１５分間加熱乾燥して配線を作製した。得られた配線を有する透明導電性基板を、配線形成面を上にして塗布コーターにセットし、１．６％に希釈したオルガチックＰＣ−６００溶液（マツモトファインケミカル製）をワイヤーバーにより掃引速度（１０ｍｍ／秒）で塗布した。得られた塗膜を、１０分間室温乾燥した後、さらに１０分間１５０℃で加熱乾燥して、透明導電性基板上に下塗り層を作製した。
透明導電性基板の下塗り層形成面に対して、光電極セル幅に応じた間隔でレーザー処理を行い、絶縁線を形成した。
そして、ポリエステルフィルムに粘着層を塗工した保護フィルムを２段重ねして得たマスクフィルム（下段：ＰＣ−５４２ＰＡ 藤森工業製、上段：ＮＢＯ−０４２４ 藤森工業製）に、多孔質半導体微粒子層を形成するための開口部（長さ：６０ｍｍ、幅５ｍｍ）を打ち抜き加工した。加工済みマスクフィルムを、気泡が入らないように、下塗り層を形成した透明導電性基板の集電線形成面に貼合した。なお、マスクフィルムの一層目は色素の不要箇所への付着防止を目的としたものであり、二層目は多孔質半導体微粒子の不要箇所への付着防止を目的としたものである。
高圧水銀ランプ（定格ランプ電力 ４００Ｗ）光源をマスク貼合面から１０ｃｍの距離に置き、電磁波を１分間照射した後直ちに、酸化チタンペースト（ＰＥＣＣ−Ｃ０１−０６、ペクセル・テクノロジーズ（株）製）をベーカー式アプリケータにより塗布した。ペーストを常温で１０分間乾燥させた後、マスクフィルムの上側の保護フィルム（ＮＢＯ−０４２４ 藤森工業製）を剥離除去し、１５０度の熱風循環式オーブン中でさらに５分間加熱乾燥し、多孔質半導体微粒子層（長さ：６０ｍｍ、幅５ｍｍ）を形成した。
その後、多孔質半導体微粒子層（長さ：６０ｍｍ、幅５ｍｍ）を形成した透明導電性基板を、調製した色素溶液（４０℃）に浸し、軽く攪拌しながら、色素を吸着させた。９０分後、色素吸着済み酸化チタン膜を色素吸着容器から取り出し、エタノールにて洗浄して乾燥させ、残りのマスクフィルムを剥離除去して、光電極を作製した。
＜対向電極基板の作製＞
対向電極用基材である透明基板（ポリエチレンナフタレートフィルム、厚み２００μｍ）上に対向電極用導電層である透明導電層（酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））をコートして得た透明導電性基板（シート抵抗１３ｏｈｍ／ｓｑ．）の導電面に、白金膜パターン幅に応じた間隔でレーザー処理を行い、絶縁線を形成した。次いで、開口部（長さ：６０ｍｍ、幅５ｍｍ）を打ち抜き加工した金属製マスクを重ね合わせ、スパッタ法により白金膜パターン（触媒層）を６つ形成し、触媒層形成部分が７２％程度の光透過率を有する対向電極基板を得た。このとき、上記光電極基板と対向電極基板とを、お互いの導電面を向かい合わせて重ね合せた時、多孔質半導体微粒子層と触媒層とが一致する構造とした。
＜色素増感太陽電池モジュールの作製＞
導電性樹脂組成物の樹脂材料であるアクリル系樹脂としてのＴＢ３０３５Ｂに対して、積水樹脂製ミクロパールＡＵ（粒子径８μｍ）を、３質量％になるように添加して、自転公転ミキサーにより均一に混合し、導電性樹脂組成物を作製した。
対向電極基板の触媒層形成面を表面として、アルミ製吸着板上に真空ポンプを使って固定した。次いで触媒層間の、光電極基板と対向させたときに光電極セル間の配線と重なる位置に線状に導電性樹脂組成物を、その線を挟み触媒層の外周部分に隔壁材料である液状の紫外線硬化型封止剤ＴＢ３０３５Ｂ（（株）スリーボンド製、吸収波長：２００ｎｍ〜４２０ｎｍ）を、ディスペンサー装置により塗布した。その後、触媒層部分に電解液を所定量塗布し、自動貼り合せ装置を用いて長方形の触媒層と同型の多孔質半導体微粒子層が向かい合う構造となるように、減圧環境中で重ね合せ、光電極基板側からメタルハライドランプにより光照射を行い、続いて対向電極基板側から光照射を行った。その後、貼り合せ後の基板内に配置された複数個の接続体を各々切出し、各接続体の両端部（取り出し電極部）に配置された配線に対して、取出し電極を形成する導電性銅箔テープ（ＣＵ７６３６Ｄ、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス（株）製、導体である銅箔の厚み：３５μｍ）を取り付けた。ここで、本実施例で用いた導電性銅箔テープは、表面が導電性アクリル樹脂よりなる導電性粘着剤により予めコーティングされている。そのため、光電極／対向電極と、取り出し電極との間に介在する電気的接続部は、取出し電極を形成する導体上にコーティングされた導電性粘着剤により形成される。さらに、取出し電極を形成する導電性銅箔テープとしては、取り付けに先立って、光電極／対向電極に対する取り付けに使用する領域（すなわち、電気的接続部を形成するための領域）以外の部分の導電性粘着剤のコーティングを除去したものを用いた。
次いで、上記接続体より大きいバリア包装材であるバリアフィルム（ネオシーズ社、「ウルトラハイバリアフィルム」、水蒸気透過度：０．００００５ｇ／ｍ2／日）を２枚準備した。そのうちの１枚のバリアフィルムを、アルミ製吸着板上に真空ポンプを使って固定し、接続体を対向電極側を下にして重ねたとき取出し電極部の配線と重なる位置に、充填部材を形成するための樹脂組成物（スリーボンド社製、「ＴＢ３０３５Ｂ」、紫外線硬化型アクリル系樹脂）を塗布した。よって、対向電極側の接続体表面とバリアフィルムとは接着しなかった。
その上に上記導電性銅箔テープがバリアフィルム外に取り出されるように接続体を重ね、バリアフィルム側から光照射した。そして、接続体の表面全体と、その外周部の上記導電性銅箔テープ表面（コーティング除去済み）を含むバリアフィルム上と、外周部の導電性銅箔テープの裏面に封止部を形成するための樹脂組成物である液状の樹脂組成物（スリーボンド社製、「ＴＢ３０３５Ｂ」、紫外線硬化型アクリル系樹脂）を塗布した。
そして、光電極基板及び対向電極基板の外周部近辺にそれぞれ当接する部分が突出したゴム材料からなる突出面を有する治具である上下一対の押圧部材の、下側部材上にバリアフィルムにより挟まれた色素増感太陽電池モジュールを載置した。続いて、上から、もう一枚のバリアフィルム、及び上記押圧部材の上側部材を重ね、接続体を厚み方向に加圧後、光照射を行い、バリアフィルムで外装し、取り出し電極がモジュールの横から延出してなる色素増感太陽電池モジュールを得た。
得られた太陽電池モジュールの保持率を上記方法に従って測定したところ、９５％であった。【００７２】
（実施例２）
実施例１と同様の色素溶液の調製工程、光電極基板の作製工程を行った。そして、太陽電池モジュールの作製工程では、実施例１と同様にして接続体を形成して切り出し、それ以降の各工程については以下のようにして、太陽電池モジュールを形成した。
なお、本実施例では、各工程に先立って、まず、充填部材として、内側面形状の少なくとも一部が複数のセルの接続体の側面に沿う樹脂製枠状成形体（例えば、図３及び図４に示す枠状成形体３１）を準備した。かかる枠状成形体は、光透過性の樹脂成形体であり、樹脂組成物（日本ゼオン製、「ゼオネックス」）を用いて形成されてなる。
そして、実施例１に示した太陽電池モジュールの作製工程において、接続体の両端部に配置された配線に対して銅箔テープを貼る工程を省略した。かかる工程に代えて、本実施例では、枠状成形体の底部の取り出し電極を延在させるべき領域に樹脂組成物（スリーボンド社製、「ＴＢ３０３５Ｂ」、紫外線硬化型アクリル系樹脂）を塗布した。そして、枠状成形体底部の塗布面に対して銅箔を張り付けて、枠状成形体側から光照射を行い、樹脂組成物を硬化させて枠状成形体と銅箔とを接着させた。さらに、枠状成形体の内側側面の取り出し電極を延在させるべき領域に底部に塗布したものと同様の樹脂組成物を塗布し、底部に接着された部分以外の銅箔を枠状成形体の形状に沿わせて折り曲げ、枠状成形体側から光照射を行い、樹脂組成物を硬化させて枠状成形体と銅箔とを接着させた。
さらに、接続体端部の配線と重なる位置に導電性ペーストドータイト（登録商標）（藤倉化成製、「ドータイトＤ−３６２」）を、接続体の側面と枠状成形体の内側面とが接触する部分には樹脂組成物（スリーボンド社製、「ＴＢ３０３５Ｂ」、紫外線硬化型アクリル系樹脂）を、それぞれ塗布した。ここに、接続体を枠状成形体の内枠部分に嵌合させて室温にてドータイトを固化させるとともに、枠状成形体側から光照射して樹脂組成物を硬化させ、接続体と枠状成形体の嵌合体を作製した。続いて、色素増感太陽電池モジュールの作製工程にて、枠状成形体の外枠よりも小さいサイズのバリア包装材としてのバリアフィルム（ネオシーズ社、「ウルトラハイバリアフィルム」、水蒸気透過度：０．００００５ｇ／ｍ2／日）をアルミ製吸着板上に固定し、全面に樹脂組成物（スリーボンド社製、「ＴＢ３０３５Ｂ」、紫外線硬化型アクリル系樹脂）を塗布した。そして、銅箔を有する嵌合体の底面を上から重ねて、バリアフィルム側から光照射を行って封止した。このとき、嵌合体底面上の銅箔のうちの一部が、太陽電池モジュール外に露出するため、取り出し電極として機能するようになる。さらに、太陽電池モジュールの反対側の面に対して、少なくとも嵌合体の上面の全体を被覆しうるサイズのバリア包装材としてのバリアフィルムを、同様の樹脂組成物を介して接着させて、取り出し電極がモジュールの底面に露出してなる色素増感太陽電池モジュールを得た。
得られた太陽電池モジュールの保持率を上記方法に従って測定したところ、９４％であった。【００７３】
（実施例３）
実施例２と同様の樹脂製枠状成形体を用いた。この際、枠状成形体に対して、実施例２にて銅箔を張り付けた領域を露出させるような態様でマスキングを施し、露出した表面に対して、導電性材料であるチタンを蒸着させた。このようにして形成した導電層付き枠状成形体を用いた以外は実施例２と同様にして、取り出し電極がモジュールの底面に露出してなる色素増感太陽電池モジュールを作製した。
従って、銅箔を枠状成形体に対して取り付ける工程以外は実施例２と同様の工程を行った。得られた太陽電池モジュールの保持率を上記方法に従って測定したところ、９７％であった。【００７４】
（実施例４）
実施例２の樹脂組成物から形成される枠状成形体に替えて、同形状のアルミニウム製の枠状成形体を切削により作成し、表面全体に高密度ポリエチレンによる絶縁コーティングを行った。このようにして作成した枠状成形体に対して、実施例２にて銅箔を貼りつけた領域に、実施例２と同様にして銅箔を貼りつけた。ただし、樹脂組成物としては、ＴＢ３０３５Ｂに替えて、遅延硬化型接着剤を用い、接着剤の塗布後に銅箔を配置し、１００℃のオーブン内で加熱した。接続体と枠状成形体の嵌合体も実施例２と同様にして作成した。ただし、樹脂組成物としては、ＴＢ３０３５Ｂに替えて、遅延硬化型接着剤を用い、接着剤の塗布後に嵌合を行い、６０℃のオーブン内で加熱した。それ以外は実施例２と同様にして、取り出し電極がモジュールの底面に露出してなる色素増感太陽電池モジュールを得た。得られた太陽電池モジュールの保持率を上記方法に従って測定したところ、９９％であった。【００７５】
（実施例５）
図５に示すような形状の一対のアルミニウム製の枠状成形体３２を切削により作製した。枠状成形体３２は、第１枠状成形体ユニット３２Ａと第２枠状成形体ユニット３２Ｂよりなる。第１枠状成形体ユニット３２Ａと第２枠状成形体ユニット３２Ｂを接合すると実施例２の枠状成形体と同形状となるようにした。すなわち、一対の枠状成形体３２は実施例２の枠状成形体を第１及び第２取り出し電極を左右にみて２分割した形状に相当する形状とした。そして、第１枠状成形体ユニット３２Ａと第２枠状成形体ユニット３２Ｂの接合面３３には、高密度ポリエチレン樹脂による絶縁コーティングを施した。さらに、接合面３３を樹脂被覆した第１枠状成形体ユニット３２Ａ及び第２枠状成形体ユニット３２Ｂの何れか一方の接合面３３に遅延硬化型接着剤を塗布し、光照射をした後もう他方のユニットと接合し、１００℃のオーブン内で加熱して、導電面を形成するアルミニウムが表面に露出した導電面露出枠状成形体３２を作製した。このようにして形成した導電面露出枠状成形体３２を用いた以外は実施例４と同様にして、取り出し電極がモジュールの底面に露出してなる色素増感太陽電池モジュールを作製した。得られた太陽電池モジュールの保持率を上記方法に従って測定したところ、９８％であった。【００７６】
（比較例１）
さらに、太陽電池モジュール作製工程において、アルミ製吸着板上に固定したバリアフィルムに対して、充填部材を形成するための樹脂組成物を塗布することなく、対向電極側を下にして接続体を重ねた。これ以外は、実施例１と同様にして、取り出し電極がモジュールの横から延出してなる色素増感太陽電池モジュールを作製した。
得られた色素増感太陽電池モジュールにおいて、取出し電極とバリアフィルムとの間に空間があることを目視で確認した。また、得られた太陽電池モジュールの保持率を上記方法に従って測定したところ、３２％であった。【００７７】
【表１】
2018047550.tif 000003
【００７８】
表１から明らかなように、実施例１〜５より、接続体の外周と前記バリア包装材との間の、基板面方向の間隙の少なくとも一部に充填部材が存在する太陽電池モジュールは、光電変換効率の保持率に優れることが分かる。また、比較例１より、かかる間隙に充填部材が存在しない太陽電池モジュールは、光電変換保持率に劣ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明によれば、太陽電池モジュールを外部環境から保護するバリア包装材を有する、光電変換効率の保持率に優れる、太陽電池モジュールを提供することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１        第１基材
２        光電極
３        第１基板
４        電解質層
５        第２基材
６        対向電極
７        第２基板
８        隔壁
９        セル接続部
１１Ａ    第１取り出し電極
１１Ｂ    第２取り出し電極
１２Ａ    第１電気的接続部
１２Ｂ    第２電気的接続部
１３Ａ，１３Ｂ  バリア包装材
１４      封止部
１５      硬化状態の封止部用樹脂組成物
２１      光電極用導電層
２２      多孔質半導体微粒子層
３０      充填部材
３１      枠状成形体
３２      導電面露出枠状成形体
６１      対向電極用導電層
６２      触媒層
９１      配線
９２      導電性樹脂組成物
１００，１０１    太陽電池モジュール
【図１】
2018047550.tif 000004
【図２】
2018047550.tif 000005
【図３】
2018047550.tif 000006
【図４】
2018047550.tif 000007
【図５】
2018047550.tif 000008
【国際調査報告】
2018047550.tif 000009
2018047550.tif 000010
2018047550.tif 000011
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