(57)【要約】【課題】本発明は、電解質の漏洩を防止でき、耐久性に優れた色素増感型太陽電池モジュールを提供することを主目的とするものである。【解決手段】本発明は、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、色素増感剤を含有する多孔質の酸化物半導体層と、上記酸化物半導体層に対向する対向基材と、上記対向基材の上記酸化物半導体側の表面上に形成された対向電極層と、上記酸化物半導体層および上記対向電極層の間に設けられた電解質層と、上記電解質層の周囲に設けられ、上記電解質層を封止する素子シール部とを有する色素増感型太陽電池素子を、少なくとも一つ有する色素増感型太陽電池モジュールであって、上記色素増感型太陽電池モジュールの周囲に、さらに、外部シール部を設けることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュールを提供することにより上記課題を解決する。【選択図】図２
2007220606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材と、前記透明基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成され、色素増感剤を含有する多孔質の酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に対向する対向基材と、前記対向基材の前記酸化物半導体側の表面上に形成された対向電極層と、前記酸化物半導体層および前記対向電極層の間に設けられた電解質層と、前記電解質層の周囲に設けられ、前記電解質層を封止する素子シール部とを有する色素増感型太陽電池素子を、少なくとも一つ有する色素増感型太陽電池モジュールであって、
前記色素増感型太陽電池モジュールの周囲に、さらに、外部シール部を設けることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記外部シール部の密着強度が、前記素子シール部の密着強度よりも高い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モジュール。
【請求項３】
前記透明基材および前記対向基材の少なくとも一方がフィルム基材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の色素増感型太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の色素増感型太陽電池モジュールを複数用いてな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、電解質の漏洩を防止でき、耐久性に優れた色素増感型太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化等の環境問題が世界的に進行している近年、環境負荷が小さなクリーンエネルギーとして太陽光発電が注目を浴びており、積極的に研究開発が進められている。このような太陽電池として単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体太陽電池などがすでに実用化されているが、製造コストが高い、製造段階でのエネルギー消費が大きいといった問題を抱えている。そのような問題を受け、低コスト化の可能性が高い新規な太陽電池として色素増感型太陽電池が現在注目を集め、精力的に研究開発が行われている。
【０００３】
このような色素増感型太陽電池に用いられる色素増感型太陽電池素子は、例えば、光の入射する側から、透明基材、透明電極層、色素増感剤が担持された多孔質の酸化物半導体層、電解質を有する電解質層、対向電極層および対向基材が順に積層された構造を有する。さらに、上記電解質として、例えば酸化還元イオン対および電解質溶媒を有する液体状電解質を用いる場合、あるいは電解質溶媒を含有するゲル状電解質を用いる場合等は、電解質の漏洩を防止するために、透明電極層と対向電極層との間等に素子シール部が設けられる。
【０００４】
従来、上記素子シール部を形成する封止材として、エポキシ樹脂等が用いられている（例えば、特許文献１および特許文献２等）。エポキシ樹脂等の極性が高い封止材は、透明電極層や対向電極層に対して良好な密着性を発揮する反面、電解質と化学反応を起こし易いため、電解質に対する耐性（耐薬品性）に劣るという問題があった。
【０００５】
本来、上記素子シール部は、電解質の漏洩を防止する機能を有するものであるから、電解質に対する耐性に優れていることが好ましい。そのためには、電解質と化学反応を起こし難い封止材、すなわち極性が低い封止材を用いることが好ましい。しかしながら、極性が低い封止材を用いる場合、上述した極性が高い封止材とは全く逆の問題が生じる。すなわち、極性が低い封止材は、電解質に対する耐性には優れている反面、透明電極層や対向電極層との密着性に劣り、そのため、色素増感型太陽電池素子を屈曲させた場合等に、透明電極層と素子シール部とが剥離し、電解質の漏洩が生じる等の問題があった。
【０００６】
ところで、特許文献３においては、電解質に対する耐性が高いという観点から、封止材として無機材料であるガラスフリットを用い、これをガラス基材間に配置して加熱、溶融することでガラス基材間を接合、封止する方法が開示されている。しかしながら、この方法は、ガラスフリットを溶融するため、色素増感型太陽電池を少なくとも４００℃程度に加熱する必要がある。色素増感型太陽電池をこのような高温に曝すと、酸化物半導体層に担持した色素増感剤が熱劣化、分解するといった問題があり、さらに、この方法は、耐熱性に劣るフィルム基材を有する色素増感型太陽電池に対しては、適用することができなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３０７６７公報
【特許文献２】特開２０００−２００６２７公報
【特許文献３】特開２００１−１８５２４４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電解質の漏洩を防止でき、耐久性に優れた色素増感型太陽電池モジュールを提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明においては、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、色素増感剤を含有する多孔質の酸化物半導体層と、上記酸化物半導体層に対向する対向基材と、上記対向基材の上記酸化物半導体側の表面上に形成された対向電極層と、上記酸化物半導体層および上記対向電極層の間に設けられた電解質層と、上記電解質層の周囲に設けられ、上記電解質層を封止する素子シール部とを有する色素増感型太陽電池素子を、少なくとも一つ有する色素増感型太陽電池モジュールであって、上記色素増感型太陽電池モジュールの周囲に、さらに、外部シール部を設けることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュールを提供する。
【００１０】
本発明によれば、素子シール部および外部シール部の二重のシール部で電解質層を封止することによって、電解質の漏洩を防止でき、耐久性に優れた色素増感型太陽電池モジュールとすることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、上記外部シール部の密着強度が、上記素子シール部の密着強度よりも高いことが好ましい。例えば、外部シール部の密着強度が充分に高い場合に、素子シール部として、密着性には劣るが耐薬品性に優れたものを用いることができ、密着性および耐薬品性を兼ね備えた色素増感型太陽電池モジュールを得ることができるからである。
【００１２】
また、上記発明においては、上記透明基材および上記対向基材の少なくとも一方がフィルム基材であることが好ましい。フィルム基材は加工性に優れ、製造コストの低減ができ、さらには可撓性に優れた色素増感型太陽電池モジュールを得ることができるからである。
【００１３】
また、本発明においては、上記色素増感型太陽電池モジュールを複数用いてなることを特徴とする色素増感型太陽電池を提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記色素増感型太陽電池モジュールを用いることによって、耐久性に優れた色素増感型太陽電池とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、電解質の漏洩を防止でき、耐久性に優れた色素増感型太陽電池モジュールを得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の色素増感型太陽電池モジュールおよび色素増感型太陽電池について説明する。
【００１７】
Ａ．色素増感型太陽電池モジュール
まず、本発明の色素増感型太陽電池モジュールについて説明する。本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、色素増感剤を含有する多孔質の酸化物半導体層と、上記酸化物半導体層に対向する対向基材と、上記対向基材の上記酸化物半導体側の表面上に形成された対向電極層と、上記酸化物半導体層および上記対向電極層の間に設けられた電解質層と、上記電解質層の周囲に設けられ、上記電解質層を封止する素子シール部とを有する色素増感型太陽電池素子を、少なくとも一つ有する色素増感型太陽電池モジュールであって、上記色素増感型太陽電池モジュールの周囲に、さらに、外部シール部を設けることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、素子シール部および外部シール部で二重に電解質層を封止することによって、電解質の漏洩を防止でき、耐久性に優れた色素増感型太陽電池モジュールとすることができる。例えば、素子シール部を形成する封止材として、耐薬品性に優れるが密着性に劣る封止材を用いた場合は、素子シール部が剥離し易く、電解質の漏洩が生じ易いが、本発明においては、密着性の強い外部シール部をさらに設けることによって、耐薬品性および密着性を兼ね備えた色素増感型太陽電池とすることができる。
【００１９】
次に、本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子について図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子の一例を示す概略断面図である。図１（ａ）に示すように、本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子１は、透明基材２と、透明基材２上に形成された透明電極層３と、透明電極層３上に形成された酸化物半導体層４と、酸化物半導体層４に対向する対向基材５と、対向基材５の酸化物半導体４側表面に形成された対向電極層６と、酸化物半導体層４および対向電極層６の間に設けられた電解質層７と、電解質層７の周囲に設けられ、電解質層７を封止する素子シール部８とを有するものである。
【００２０】
図１（ｂ）は、本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子の一例を示す斜視図である。なお、便宜上、対向電極層および対向基材は省略してある。図１（ｂ）に示すように、本発明に用いられる色素増感型多様電池素子１において、素子シール部８は、電解質層７の周囲に設けられ、電解質層７を封止するものである。
【００２１】
次に、本発明の色素増感型太陽電池モジュールについて図面を用いて説明する。
図２（ａ）は、本発明の色素増感型太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。図２（ａ）に示すように、本発明の色素増感型太陽電池モジュール１０は、上述したような色素増感型太陽電池素子１を少なくとも一つ有し、色素増感型太陽電池モジュール１０の周囲に、さらに外部シール部９を備えるものである。なお、この色素増感型太陽電池モジュール１０は、導電性接着層１１を用いて、各々の色素増感型太陽電池素子１を直列に接続してなるものである。また、符号２〜８については、図１と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００２２】
また、図２（ｂ）は、本発明の色素増感型太陽電池モジュールの一例を示す概略平面図である。なお、便宜上、色素増感型太陽電池素子１については、素子シール部８以外の構成は省略してある。図２（ｂ）に示すように、本発明の色素増感型太陽電池モジュール１０は、少なくとも一つ以上の色素増感型太陽電池素子１を有し、各々の色素増感型太陽電池素子１が導電性接着層１１で直列に接続され、色素増感型太陽電池モジュール１０の周囲に、さらに外部シール部９を設けてなるものである。
また、本発明においては、図２（ｃ）に示すように、色素増感型太陽電池素子１を一つ用い、その周囲に外部シール部９を設けた場合であっても、色素増感型太陽電池モジュールとして扱う。
以下、本発明の色素増感型太陽電池モジュールについて、外部シール部と、色素増感型太陽電池素子とに分けて説明する。
【００２３】
１．外部シール部
まず、本発明に用いられる外部シール部について説明する。本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、素子シール部に加えて、外部シール部を設けた点に特徴を有する。素子シール部および外部シール部で二重に電解質層を封止することによって、電解質の漏洩を防止でき、耐久性に優れた色素増感型太陽電池モジュールとすることができるのである。
本発明に用いられる外部シール部は、色素増感型太陽電池モジュールの周囲に設けられる。また、上記外部シール部は、通常、外部シール部形成用封止材を用いて形成される。
【００２４】
また、上記外部シール部は、透明基材、透明電極層、対向基材、対向電極層等の色素増感型太陽電池素子の部材と接着するものである。上記外部シール部と上記透明基材等の被接着部材との密着強度の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、２５℃雰囲気下、剥離速度５０ｍｍ/ｍｉｎ、１８０°剥離の剥離試験において、１Ｎ／１５ｍｍ幅以上であることが好ましく、より好ましくは３Ｎ／１５ｍｍ幅以上であり、特に好ましくは１０Ｎ／１５ｍｍ幅以上である。また、上記密着強度の上限は、特に限定されるものではないが、通常、凝集破壊を起こし、測定不可能となる。
【００２５】
なお、上記密着強度の測定は、通常、色素増感型太陽電池モジュールを適当な形状に切断し、その切断された色素増感型太陽電池モジュールから実際に密着強度を測定することにより行う。また、実際の色素増感型太陽電池モジュールから直接的に密着強度を求めることが困難である場合は、対象となる色素増感型太陽電池モジュールに用いられている外部シール部と同一成分の外部シール部形成用封止材と、用いられている被接着部材（例えば、透明電極層および対向電極層）とを用意し、この外部シール部形成用封止材を、スペーサを介して２つの被接着部材で挟み込み、ゲージ圧（大気圧との差圧）２０ｋＰａの加圧下、１２０℃で１時間熱圧着することにより、実際の色素増感型太陽電池モジュールを模した積層体を形成し、この積層体に対して、上記剥離試験を行うことにより、密着強度を求めることができる。なお、上記密着強度は、例えば引張試験機（機種名：テンシロン、エー・アンド・ディー（Ａ＆Ｄ）株式会社製）を用いて測定することができる。
【００２６】
また、本発明においては、上記外部シール部の密着強度が、後述する素子シール部の密着強度よりも高いことが好ましい。例えば、外部シール部の密着強度が充分に高い場合に、素子シール部として、密着性には劣るが耐薬品性に優れたものを用いることができ、密着性および耐薬品性を兼ね備えた色素増感型太陽電池モジュールを得ることができるからである。また、例えば、外部シール部が凝集破壊を起こす密着強度を有し、素子シール部が測定可能な範囲の密着強度を有している場合は、上記外部シール部の密着強度が、上記素子シール部の密着強度よりも高いといえる。
【００２７】
また、上記外部シール部を形成するために用いられる外部シール部形成用封止材としては、特に限定されるものではないが、例えばエポキシ系樹脂封止材、アクリル系樹脂封止材、フッ素系樹脂封止材、シリコーン系樹脂封止材、オレフィン系樹脂封止材等を挙げることができ、中でもエポキシ系樹脂封止材、アクリル系樹脂封止材、シリコーン系樹脂封止材が好ましい。
【００２８】
上記外部シール部の厚みとしては、特に限定されるものではないが、例えば１０μｍ〜１００μｍの範囲内、中でも１５μｍ〜８０μｍの範囲内であることが好ましい。また、上記外部シール部の幅としては、特に限定されるものではないが、例えば０．２５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内、中でも０．８ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。外部シール部の幅が小さすぎると、充分な密着性を発揮できない可能性があり、外部シール部の幅が大きすぎると、色素増感型太陽電池モジュールにおいて、発電に寄与する素子面積が減少するため、モジュール面積に対して有効な面積が低下し、有効発電効率が低下してしまう可能性があるからである。
なお、上記外部シール部の厚みおよび幅とは、例えば図３において、それぞれ「ａ」および「ｂ」で表される長さをいうものである。なお、図３における符号２〜８については、図１に用いたものと同様である。また、符号９は外部シール部を示す。
【００２９】
また、上記外部シール部の設置場所としては、特に限定されるものではなく、取り出し電極の位置等により適宜選択することができる。具体的には、図４（ａ）に示すように、外部シール部９が透明基材２と対向基材５との間に設置される場合、図４（ｂ）に示すように、外部シール部９が透明基材２と対向電極層６との間に設置される場合、図４（ｃ）に示すように、外部シール部９が透明電極層３と対向基材５との間に設置される場合、図４（ｄ）に示すように、外部シール部９が透明電極層３と対向電極層６との間に設置される場合等を挙げることができる。さらには、図４（ｅ）に示すように、外部シール部９が色素増感型太陽電池モジュール１０の側面全体を封止するように設置される場合、図４（ｆ）に示すように、外部シール部９が色素増感型太陽電池モジュール１０全体を封止するように設置される場合等であっても良い。なお、図４（ｆ）においては、透明基材２側において外部シール部９が透明であることが必要である。また、図４（ａ）〜図４（ｆ）において、符号８は素子シール部を示す。
【００３０】
２．色素増感型太陽電池素子
次に、本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子について説明する。本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子は、透明基材、透明電極層、酸化物半導体層、対向基材、対向電極層、電解質層および素子シール部を有するものである。ここで、まず素子シール部について説明し、次にその他の部材について説明する。
【００３１】
（１）素子シール部
まず、本発明に用いられる素子シール部について説明する。本発明においては、この素子シール部と、上述した外部シール部とで二重に電解質層を封止することによって、電解質の漏洩を防止する。
本発明に用いられる素子シール部は、電解質層の周囲に設けられ、電解質層を封止する機能を有する。また、上記素子シール部は、通常、素子シール部形成用封止材を用いて形成される。
【００３２】
上記素子シール部としては、電解質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が、中でも、本発明においては、上記素子シール部が電解質に対する耐性（耐薬品性）に優れていることが好ましい。素子シール部が良好な耐薬品性を有していれば、電解質の漏洩を効果的に抑制することができるからである。
【００３３】
耐薬品性に優れた素子シール部を形成するために用いられる素子シール部形成用封止材としては、例えば、アクリル系樹脂封止材、フッ素系樹脂封止材、シリコーン系樹脂封止材、エポキシ系樹脂封止材、オレフィン系樹脂封止材、シラン変性樹脂含有封止材、ホットメルト系封止材等を挙げることができる。中でも、取扱い性に優れるという観点から、アクリル系樹脂封止材、フッ素系樹脂封止材、シリコーン系樹脂封止材が好ましい。
【００３４】
上記シラン変性樹脂含有封止材としては、例えば、エチレン性不飽和シラン化合物および重合用ポリエチレンを重合させてなるシラン変性樹脂を含有する封止材等を挙げることができる。以下、このようなシラン変性樹脂含有封止材について説明する。
【００３５】
上記シラン変性樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとを重合させてなるものである。上記重合用ポリエチレンとしては、ポリエチレン系のポリマーであれば特に限定されないが、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、極超低密度ポリエチレン、または直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。また、これらを１種ないし２種以上を用いることもできる。
【００３６】
さらに、上記重合用ポリエチレンとしては、側鎖の多いポリエチレンであることが好ましい。ここで通常、側鎖の多いポリエチレンは、密度が低く、側鎖の少ないポリエチレンは、密度が高いものである。したがって、密度の低いポリエチレンが好ましいといえる。本発明における重合用ポリエチレンの密度としては、具体的には、０．８５０〜０．９６０ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．８６５〜０．９３０ｇ／ｃｍ３の範囲内である。また、上記重合用ポリエチレンは、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。
【００３７】
さらに、上記重合用ポリエチレンの融点は、１３０℃以下であることが好ましい。なお、融点の測定方法としては、プラスチックの転移温度測定方法（ＪＩＳＫ７１２１）に準拠した示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により求めることができる。
【００３８】
一方、上記エチレン性不飽和シラン化合物は、上記重合用ポリエチレンと重合することにより、シラン変性樹脂を形成するものである。上記エチレン性不飽和シランとしては、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリエチレンジオキシシラン、ビニルプロピオニルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、および、ビニルトリカルボキシシランからなる群から選択される少なくとも１種類のものを用いることができる。本発明においては、中でも、ビニルトリメトキシシランが好適に用いられる。
【００３９】
また、上記シラン変性樹脂は、ラジカル発生剤を用いて形成することが好ましい。上記ラジカル発生剤としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ヒドロパーオキシ）ヘキサン等のヒドロパーオキサイド類；ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−パーオキシ）ヘキシン−３等のジアルキルパーオキサイド類；ビス−３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｏ−メチルベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類；ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシオクトエート。ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシフタレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキシン−３等のパーオキシエステル類；メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類等の有機過酸化物、または、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物等が挙げられる。
【００４０】
上記ラジカル発生剤の使用量は、上記シラン変性樹脂中に０．００１重量％以上含まれることが好ましい。上記範囲未満では、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとのラジカル重合が起こりにくいからである。
【００４１】
また、上記シラン変性樹脂は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。また、上記シラン変性樹脂の融点は、１１０℃以下であることが好ましい。
【００４２】
また、上記シラン変性樹脂の製造方法としては、例えば、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとラジカル発生剤との混合物を、加熱溶融混合し、エチレン性不飽和シラン化合物を重合用ポリエチレンにグラフト重合させる方法等を挙げることができる。これらの混合物の加熱溶融混合方法としては、特に限定するものはないが、一様に混ざるよう撹拌することが望ましい。また、加熱温度は、３００℃以下が好ましく、さらには２７０℃以下が好ましい。上記シラン変成樹脂は、加熱によりシラノール基部分が架橋しゲル化しやすいので、上記範囲で溶融混合するのが好適である。
【００４３】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材は、添加用ポリエチレンを含むものであっても良い。上記シラン変性樹脂はコストが高いため、シラン変性樹脂のみで封止材を形成するよりも、シラン変性樹脂と、添加用ポリエチレンとを混合して封止材を形成する方が、コスト的に有利であるからである。
【００４４】
上記添加用ポリエチレンとしては、上記シラン変性樹脂に用いられる重合用ポリエチレンと同様なものを挙げることができる。本発明においては、添加用ポリエチレンが上記重合用ポリエチレンと同一のポリエチレンであることが特に好ましい。
【００４５】
上記シラン変性樹脂含有封止材における添加用ポリエチレンの含有量は、上記シラン変性樹脂１００重量部に対し、０．０１重量部〜９９００重量部が好ましく、９０重量部〜９９００重量部がより好ましい。上記シラン変性樹脂を２種類以上用いる場合には、その合計量１００重量部に対し、添加用ポリエチレンの含有量が上記範囲となることが好ましい。
【００４６】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材は、必要により光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の添加剤を含有していることが好ましい。光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤を添加することで長期にわたり安定した機械強度、接着強度、黄変防止、ひび割れ防止、優れた加工適性を得ることができるからである。
【００４７】
上記光安定剤は、上記重合用ポリエチレンおよび上記添加用ポリエチレンに用いられるポリマー中の光劣化開始の活性種を捕捉し、光酸化を防止するものである。具体的には、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードピペリジン系化合物、およびその他等からなる群から選択される少なくとも１種類のものを使用することができる。
【００４８】
上記紫外線吸収剤は、太陽光中の有害な紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、上記重合用ポリエチレンおよび上記添加用ポリエチレンに用いられるポリマー中の光劣化開始の活性種が励起されるのを防止するものである。具体的には、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリルニトリル系、金属錯塩系、ヒンダードアミン系、および、超微粒子酸化チタン（粒子径：０．０１μｍ〜０．０６μｍ）あるいは超微粒子酸化亜鉛（粒子径：０．０１μｍ〜０．０４μｍ）等の無機系等の紫外線吸収剤からなる群から選択される少なくとも１種類のものを使用することができる。
【００４９】
また、上記熱安定剤としては、トリス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）フォスファイト、ビス［２，４−ビス（１，１−ジメチルエチル）−６−メチルフェニル］エチルエステル亜リン酸、テトラキス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）［１，１−ビフェニル］−４，４´−ジイルビスホスフォナイト、および、ビス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジフォスファイト等のリン系熱安定剤；８−ヒドロキシ−５，７−ジ−tert−ブチル−フラン−２−オンとｏ−キシレンとの反応生成物等のラクトン系熱安定剤を挙げることができる。また、これらを１種または２種以上を用いることもできる。中でも、リン系熱安定剤およびラクトン系熱安定剤を併用して用いることが好ましい。
【００５０】
上記光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、封止材中、０．０１〜５重量％の範囲内が好ましい。
【００５１】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。成形性、透明基材等との接着性等に優れるからである。
また、上記シラン変性樹脂含有封止材の融点は１３０℃以下であることが好ましい。上記シラン変性樹脂含有封止材を用いた色素増感型太陽電池の製造時において、加工性等の面から上記範囲が好適である。
また、上記シラン変性樹脂含有封止材の密度は、０．８９０ｇ／ｃｍ３〜０．９３５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．８９０ｇ／ｃｍ３〜０．９３０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、最も好ましくは０．８９０ｇ／ｃｍ３〜０．９２０ｇ／ｃｍ３の範囲内である。
【００５２】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材は、上記シラン変性樹脂を３〜１００重量％の範囲内、さらに１０〜８０重量％の範囲内で含有することが好ましい。上記シラン変性樹脂含有封止材は、上記シラン変性樹脂を含有することにより透明基材等との密着性が高くなる。したがって、透明基材等との密着性およびコストの点から、上述した範囲内が好適に用いられる。
【００５３】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材に含まれるエチレン性不飽和シラン化合物の含有量の下限は、１０ｐｐｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２０ｐｐｍ以上である。上述した範囲に満たない場合は、透明基材等との密着性が不足するからである。また、エチレン性不飽和シラン化合物の含有量の上限は、４０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０００ｐｐｍ以下である。上限値は透明基材等との密着性の点からは限定されるものではないが、上述した範囲を超えると、透明基材等との密着性は変わらずコストが高くなるからである。
【００５４】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材においては、Ｓｉ（珪素）が、重合Ｓｉ量として、８ｐｐｍ〜３５００ｐｐｍ、中でも１０ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍ、特に５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲内で含有されていることが好ましい。この範囲内で重合Ｓｉ量を含む場合は、透明基材等との密着性を良好に保つことができるからであり、またコスト面からも上述した範囲が好適であるといえる。なお、本発明において、重合Ｓｉ量を測定する方法としては、上記封止材を採取し、加熱燃焼することにより灰化し、その灰分をアルカリ融解し、純水に溶解後定容しＩＣＰ発光分析法（高周波プラズマ発光分析装置：（株）島津製作所製ＩＣＰＳ８１００）により定量を行う方法が用いられる。この際、重合Ｓｉは燃焼することによりＳｉＯ２に変換される。
【００５５】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材は、ゲル分率が３０％以下、特に１０％以下、中でも０％であることが好ましい。ゲル分率が上記範囲を超えると、加工性の面で劣る場合があるからである。なお、上記ゲル分率は、封止材を１ｇ秤量し、８０メッシュの金網袋に入れ、ソックスレー抽出器内に金網ごとサンプル投入し、キシレンを沸点下において還流させ、１０時間連続抽出した後、金網ごとサンプルごと取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の重量比較を行い残留不溶分の重量％を測定することにより求める。
【００５６】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材は、架橋剤またはシラノール基の縮合反応を促進させる触媒を含有していても良い。具体的には、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジラウレート等を挙げることができる。
【００５７】
また、上記シラン変性樹脂含有封止材の製造方法としては、例えば、押出し機のホッパー内に上記シラン変性樹脂、上記添加用ポリエチレン、添加剤等の混合物を投入し、シリンダ内で加熱溶融する方法等が挙げられる。これらの混合物の加熱溶融混合方法としては、特に限定するものはないが、一様に混ざるよう撹拌することが望ましい。また、加熱温度は、３００℃以下が好ましく、さらには２７０℃以下が好ましい。上記シラン変成樹脂は、加熱によりシラノール基部分が架橋しゲル化しやすいので、上記範囲で溶融混合するのが好適である。
【００５８】
また、本発明に用いられる素子シール部は、透明基材、透明電極層、対向基材、対向電極層等の色素増感型太陽電池素子の部材と接着するものである。上記素子シール部と上記透明基材等の被接着部材との密着強度としては、特に限定されるものではないが、例えば、上記素子シール部が、上述したアクリル系樹脂封止材、フッ素系樹脂封止材またはシリコーン系樹脂封止材等を用いて形成される場合は、０．５Ｎ／１５ｍｍ幅〜１０Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲内であることが好ましい。なお、上記密着強度は、上述した外部シール部の密着強度を測定する剥離試験と同様の方法により得ることができる。
【００５９】
また、例えば、上記素子シール部が、上述したシラン変性樹脂含有封止材またはホットメルト系封止材等を用いて形成される場合は、上記密着強度は、１Ｎ／１５ｍｍ幅〜１５Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲内であることが好ましい。
【００６０】
また、上記素子シール部の厚みとしては、用いる酸化物半導体層および電解質層の厚み等によって異なるものであるが、例えば１０μｍ〜１００μｍの範囲内、中でも１５μｍ〜８０μｍの範囲内であることが好ましい。また、上記素子シール部の幅としては、特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内、中でも０．８ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。素子シール部の幅が小さすぎると、電解質に対して充分な耐久性を発揮できない可能性があり、素子シール部の幅が大きすぎると、色素増感型太陽電池素子において発電に寄与する素子面積が減少するため、モジュール面積に対して有効な面積が低下し、有効発電効率が減少してしまう可能性があるからである。
なお、上記素子シール部の厚みおよび幅とは、例えば図５において、それぞれ「ｃ」および「ｄ」で表される長さをいうものである。また、図５における符号１〜８については、図１に用いたものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６１】
また、上記素子シール部の設置場所としては、電解質の流出を防止することができれば特に限定されるものではなく、取り出し電極の位置等により適宜選択することができる。具体的には、図６（ａ）に示すように、素子シール部８が透明基材２と対向基材５との間に設置される場合、図６（ｂ）に示すように、素子シール部８が透明基材２と対向電極層６との間に設置される場合、図６（ｃ）に示すように、素子シール部８が透明電極層３と対向基材５との間に設置される場合、図６（ｄ）に示すように、素子シール部８が透明電極層３と対向電極層６との間に設置される場合等を挙げることができる。
【００６２】
（２）透明基材
次に、本発明に用いられる透明基材について説明する。本発明に用いられる透明基材は、通常、色素増感型太陽電池素子の受光面となるものである。従って、上記透明基材は光の透過性に優れていることが好ましい。本発明において、上記透明基材の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。
【００６３】
上記透明基材としては、具体的には、可塑性のないリジッド材、フィルム基材等を挙げることができ、中でもフィルム基材が好ましい。フィルム基材は加工性に優れ、製造コストの低減ができるからである。上記フィルム基材としては、例えば、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂フィルム基材等を挙げることができ、中でも二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）が好ましい。
【００６４】
一方、上記リジッド材としては、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等を挙げることができる。
また、上記透明基材は、一種類のみを単独で用いても良く、また、２種以上を積層して用いても良い。さらに、上記透明基材は、耐熱性、耐候性、並びに水蒸気および酸素のガスバリア性等に優れていることが好ましい。
【００６５】
上記透明基材の厚みとしては、色素増感型太陽電池素子の用途等により異なるものであるが、例えば５０μｍ〜２０００μｍの範囲内、中でも７５μｍ〜１８００μｍの範囲内、特に１００μｍ〜１５００μｍの範囲内であることが好ましい。透明基材の厚みが小さすぎると、充分な機械的強度を得ることができない可能性があり、透明基材の厚みが大きすぎると、加工適性を損なう可能性があるからである。
【００６６】
また、本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、色素増感型太陽電池素子を少なくとも一つ有するものである。複数の色素増感型太陽電池素子を用いる場合、各々の色素増感型太陽電池素子は、透明基材を共有することが好ましい。このような透明基材を共有する色素増感型太陽電池モジュールについては、後述する「３．色素増感型太陽電池モジュール」で説明する。
【００６７】
（３）透明電極層
次に、本発明に用いられる透明電極層について説明する。本発明に用いられる透明電極層は、上記の透明基材上に形成され、光照射により生じる電荷を集電する機能を有するものである。従って、上記透明電極層は光の透過性、導電性に優れていることが好ましい。本発明において、上記透明電極層の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。
【００６８】
上記透明電極層は、通常、金属酸化物からなるものである。上記金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ２、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化すず）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化すず）、ＩＴＯ、ＺｎＯを挙げることができ、中でもＦＴＯおよびＩＴＯが好ましい。ＦＴＯおよびＩＴＯは、光の透過性、導電性に優れているからである。
【００６９】
また、上記透明電極層は、単層構造を有するものであっても良く、複層構造を有するものであっても良い。複層構造の透明電極層としては、例えば、互いに仕事関数が異なる層を積層したもの、互いに異なる金属酸化物層を積層したもの等を挙げることができる。
【００７０】
上記透明電極層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、例えば５ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内、中でも１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。透明電極層の厚みが小さすぎると、充分な導電性を得ることができない可能性があり、透明電極層の厚みが大きすぎると、均質な透明電極層を形成することが困難になる可能性があるからである。
【００７１】
（４）酸化物半導体層
次に、本発明に用いられる酸化物半導体層について説明する。本発明に用いられる酸化物半導体層は、上記の透明電極層上に形成され、色素増感剤を含有する多孔質の層である。本発明において、上記酸化物半導体層の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。
【００７２】
上記酸化物半導体層は、通常、金属酸化物半導体微粒子を含有するものである。上記金属酸化物半導体微粒子としては、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等を挙げることができ、中でもＴｉＯ２が好ましい。これらの金属酸化物半導体微粒子は、多孔質の酸化物半導体層を形成するのに適しているため、好適に用いられる。また、上記金属酸化物半導体微粒子は、コアシェル構造を有するものであっても良い。さらに、上記酸化物半導体層は、上記金属酸化物半導体微粒子を一種用いたものであっても良く、二種以上用いたものであっても良い。
【００７３】
また、上記金属酸化物半導体微粒子の粒径としては、特に限定されるものではないが、例えば１ｎｍ〜１０μｍの範囲内、中でも１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。金属酸化物半導体微粒子の粒径が小さすぎると、各々の金属酸化物半導体微粒子が凝集し二次粒子を形成する可能性があり、金属酸化物半導体微粒子の粒径が大きすぎると、酸化物半導体層が厚膜化し、膜抵抗が大きくなる可能性があるからである。
【００７４】
一方、上記酸化物半導体層は、通常、色素増感剤を担持するものである。上記色素増感剤としては、特に限定されるものではないが、例えば有機色素または金属錯体色素を挙げることができる。上記有機色素としては、具体的にはアクリジン系色素、アゾ系色素、インジゴ系色素、キノン系色素、クマリン系色素、メロシアニン系色素、フェニルキサンテン系色素等が挙げられ、中でもクマリン系色素が好ましい。一方、上記金属錯体色素としては、具体的には、ルテニウム系色素を挙げることができ、中でもルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素が好ましい。
【００７５】
上記酸化物半導体層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、例えば１μｍ〜１００μｍの範囲内、中でも５μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。酸化物半導体層の厚みが小さすぎると、均一な厚みを有する酸化物半導体層を形成するのが困難になる可能性があり、酸化物半導体層の厚みが大きすぎると、酸化物半導体層の膜抵抗が高くなる可能性があるからである。
【００７６】
（５）対向基材
次に、本発明に用いられる対向基材について説明する。本発明に用いられる対向基材は、上記の酸化物半導体層に対して、所定の間隔を有して対向するように設けられるものである。本発明において、上記対向基材の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。また、上記対向基材として、上記「（２）透明基材」に記載した材料と同様の材料を用いることができる。本発明においては、中でも、対向基材がフィルム基材であることが好ましい。また、本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、色素増感型太陽電池素子を少なくとも一つ有するものである。複数の色素増感型太陽電池素子を用いる場合、各々の色素増感型太陽電池素子は、対向基材を共有することが好ましい。このような透明基材を共有する色素増感型太陽電池モジュールについては、後述する「３．色素増感型太陽電池モジュール」で説明する。
【００７７】
（６）対向電極層
次に、本発明に用いられる対向電極層について説明する。本発明に用いられる対向電極層は、上記の対向基材の酸化物半導体側表面に形成されるものである。本発明において、上記対向電極層の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。また、上記対向電極層として、上記「（３）透明電極層」に記載した材料と同様の材料を用いることができる。さらに、本発明においては、上記対向電極層が、酸化物半導体層側表面に、触媒層としての働きを有する金属、例えばＰｔ、Ｃ等を有していても良い。
【００７８】
（７）電解質層
次に、本発明に用いられる電解質層について説明する。本発明に用いられる電解質層は、上記酸化物半導体層および上記対向電極層の間に設けられるものである。また、上述したように、本発明に用いられる酸化物半導体層は多孔質であるため、例えば液体状電解質またはゲル状電解質を用いた場合等は、酸化物半導体層の空孔部分にも電解質が充填される。その場合、酸化物半導体層に担持された色素増感剤と対向電極層との間の電荷輸送を、上記電解質層が行う。
【００７９】
上記電解質層は、通常、酸化還元対を含有するものである。上記酸化還元対としては、一般的な色素増感型太陽電池の電解質に用いられるものを使用することができるが、具体的には、ヨウ素−ヨウ素化合物、臭素−臭素化合物等を挙げることができる。さらに、上記ヨウ素化合物としては、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣａＩ等の金属ヨウ化物等が挙げられ、上記臭素化合物としては、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣａＢｒ２等の金属臭化物等が挙げられる。
【００８０】
また、上記電解質層の形態としては、電荷輸送を行う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が、例えば、液体状電解質層またはゲル状電解質層等を挙げることができ、中でも液体状電解質層であることが好ましい。上記電解質層が液体状電解質層である場合は、素子シール部が破損した場合に直ちに電解質の漏洩を起こすが、本発明においては、外部シール部を設けることにより、素子シール部が破損した場合であっても、色素増感型太陽電池モジュールから電解質が漏洩することを防止することができる。すなわち、上記電解質層が液体状電解質層である場合は、本発明の効果を充分に発揮することができる。
【００８１】
上記液体状電解質層は、例えば、上述した酸化還元対を溶媒に溶解させることによって得ることができる。このような溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、アセトニトリル、メトキシプロキシニトリル等を挙げることができる。また、上記溶媒として、イミダゾリウム塩をカチオンとするイオン性液体を用いることもできる。さらに、上記溶媒として、シリカ、酸化チタンまたはカーボンナノチューブ等のナノ粒子を含んだナノコンポジットゲルを用いることもできる。
【００８２】
また、上記ゲル状電解質層は、例えば、上述した酸化還元対を、ゲル化剤を用いてゲル化することによって得ることができる。このようなゲル化剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、物理ゲルを得る場合は、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリレート等を挙げることができる。また、化学ゲルを得る場合は、アクリル酸エステル系、メタクリル酸エステル系等を挙げることができる。なお、物理ゲルとは物理的な相互作用により室温付近でゲル化しているものをいい、化学ゲルとは架橋反応等により得られる化学結合によりゲル化しているものをいう。
【００８３】
また、上記電解質層は必要に応じて、架橋剤、光重合開始剤、増粘剤、常温融解塩等の添加剤を含有していても良い。
【００８４】
上記電解質層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、例えば、酸化物半導体層の厚みも含めて２μｍ〜１００μｍの範囲内、中でも２μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。電解質層の厚みが小さすぎると、酸化物半導体層と対向電極層とが接触し短絡する可能性があり、電解質層の厚みが大きすぎると、電解質層の内部抵抗が大きくなる可能性があるからである。
【００８５】
（８）色素増感型太陽電池素子
本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子は、上述した透明基材等を用いて形成される。色素増感型太陽電池素子の形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、短冊状、円状、渦巻き状等を挙げることができる。
【００８６】
また、本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来と同様の方法を用いることができる。
【００８７】
３．色素増感型太陽電池モジュール
本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、上述した色素増感型太陽電池素子を少なくとも一つ有し、色素増感型太陽電池モジュールの周囲に、さらに、外部シール部を設けることを特徴とするものである。
【００８８】
本発明の色素増感型太陽電池モジュールが、複数の色素増感型太陽電池を有する場合、各々の色素増感型太陽電池素子は、直列に接続されたものであっても良く、並列に接続されたものであっても良い。
【００８９】
また、本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、色素増感型太陽電池素子を少なくとも一つ有するものである。複数の色素増感型太陽電池素子を用いる場合、各々の色素増感型太陽電池素子は、透明基材および対向基材の少なくとも一方を共有することが好ましく、透明基材および対向基材の両方を共有することがより好ましい。色素増感型太陽電池素子が透明基材等を共有することにより、機械的強度に優れた色素増感型太陽電池モジュールを得ることができるからである。具体的には、図７に示すように、各々の色素増感型太陽電池素子１が、透明基材２および対向基材５を共有する色素増感型太陽電池モジュール１０等を挙げることができる。なお、透明電極層３、酸化物半導体層４および対向電極層６については、通常、各々の色素増感型太陽電池素子が個別に有する。
【００９０】
また、本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、上述した透明基材および対向基材を有するものであるが、本発明においては、上記透明基材および上記対向基材の少なくも一方がフィルム基材であることが好ましく、中でも、上記透明基材および上記対向基材の両方がフィルム基材であることが好ましい。フィルム基材は加工性に優れ、製造コストの低減ができ、さらには可撓性に優れた色素増感型太陽電池モジュールを得ることができるからである。このようなフィルム基材については、上記「（２）透明基材」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９１】
また、本発明の色素増感型太陽電池モジュールの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、複数の色素増感型太陽電池素子を所定の位置に配置し、その後、外部シール部を設ける方法等を挙げることができる。
【００９２】
Ｂ．色素増感型太陽電池
次に、本発明の色素増感型太陽電池について説明する。本発明の色素増感型太陽電池は、上記色素増感型太陽電池モジュールを複数用いてなることを特徴とするものである。
【００９３】
本発明によれば、上記色素増感型太陽電池モジュールを用いることによって、耐久性に優れた色素増感型太陽電池とすることができる。
【００９４】
次に、本発明の色素増感型太陽電池について、図面を用いて説明する。図８は、本発明の色素増感型太陽電池の一例を示す概略平面図である。図８に示すように、本発明の色素増感型太陽電池２０は、複数の色素増感型太陽電池モジュール１０を用いてなるものである。
【００９５】
本発明に用いられる色素増感型太陽電池モジュールについては、上記「Ａ．色素増感型太陽電池モジュール」に記載した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９６】
本発明の色素増感型太陽電池は、複数の色素増感型太陽電池モジュールを用いてなるものであるが、各々の色素増感型太陽電池モジュールは、直列に接続されたものであっても良く、並列に接続されたものであってもよい。
【００９７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００９８】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
［実施例１］
（多孔質半導体電極の作製）
ポリエチレンナフタレートフィルム基材上にＩＴＯ膜が形成された透明導電フィルム（トービ社製１１３Ｂ−Ｎ１２５Ｎ、表面抵抗値１３Ω／□）を用意し、酸化チタンペースト（ペクセルテクノロジーズ社製ＰＥＣＣ０１−０６）をドクターブレード法によりＩＴＯ膜面に塗布し、その後１５０℃で３０分間乾燥することにより、多孔質の酸化物半導体層を形成し、膜厚８μｍの多孔質半導体電極を得た。
【００９９】
（色素増感剤の担持）
次に、色素増感剤としてルテニウム錯体（ペクセルテクノロジーズ社製ＰＥＣＤ０７）を用い、濃度が３×１０−４ｍｏｌ／ｌとなるように、アセトニトリルとｔｅｒｔ−ブチルアルコールの体積比１：１溶液に溶解させ、色素担持用塗工液を得た。
その後、上記多孔質半導体電極をこの色素担持用塗工液中に浸漬して、４０℃の温度条件下で１時間攪拌した。次いで、上記の多孔質半導体電極を色素担持用塗工液から引き上げ、多孔質半導体電極に付着した色素担持用塗工液をアセトニトリルにより洗浄後、風乾した。これにより、多孔質半導体電極を形成している酸化チタン微粒子表面に上記の色素増感剤が坦持された。
【０１００】
（電極基材および対向電極基材の作製）
その後、平面視上１ｃｍ×１ｃｍの正方形となるように酸化物半導体層をトリミングし、平面視上２．５ｃｍ×２．５ｃｍの透明基材および透明電極層と、平面視上１ｃｍ×１ｃｍの酸化物半導体層と、を備えた電極基材を得た。
一方、上記透明導電フィルムのＩＴＯ面上に白金薄膜（膜厚３００ｎｍ）をスパッタリング法によって形成して、２．５ｃｍ×２．５ｃｍの対向電極基材を得た。得られた対向電極基材には直径０．５ｍｍφの電解液注入用孔部を形成した。
【０１０１】
（素子シール部および外部シール部の形成）
上記電極基材の酸化物半導体層の外周部に沿って、素子シール部形成用封止材であるフッ素系エラストマー封止材（スリーボンド社製１１Ｘ−１８７）を塗布した。その後、電極基材に塗布された素子シール部形成用封止材の外周部に沿うように、外部シール部形成用封止材であるアイオノマーフィルムＨＭ−５２（タマポリ社製、厚さ５０μｍ）を設置し、電極基材と対向電極基材とを貼り合わせた。
その後、ゲージ圧（大気圧との差圧）２０ｋＰａの加圧下、１２０℃で１時間熱圧着することにより電極基材と対向電極基材とを接着した。接着後の素子シール部および外部シール部の幅はいずれも２ｍｍであった。
【０１０２】
（電解液の注入）
ヨウ化リチウム０．５ｍｏｌ／ｌ、ヨウ素０．０５ｍｏｌ／ｌ、ｔｅｒｔ−ブチルピリジン０．５ｍｏｌ／ｌとなるように、プロピレンカーボネートに溶解させた電解液を作製し、上記電解液注入孔部に電解液を滴下し、減圧したのち大気圧に開放することにより電解液を注入した。その後、電解液注入用孔部に紫外線硬化型封止材（スリーボンド社製３１Ｘ−１０１）を塗布し硬化することにより、色素増感型太陽電池モジュールを得た。
【０１０３】
（評価）
上記色素増感型太陽電池モジュールについて、電極基材および対向電極基材を手で剥離しようとしたところ、電極基材と対向電極基材とを剥離することができず充分な密着強度を有しており、電解液の漏れもないことが確認された。
なお、上記素子シール部形成用封止材を、上記透明導電フィルムに塗布し、スペーサを介してさらにもう一枚の透明導電フィルムを貼り合せ、上記と同様の条件で熱圧着して積層体を形成し、その積層体における素子シール部の密着強度を、２５℃雰囲気下、剥離速度５０ｍｍ/ｍｉｎ、１８０°剥離の剥離試験で測定したところ、６．２Ｎ／１５ｍｍ幅であった。さらに、上記外部シール部形成用封止材を用いて同様に積層体を形成し、その積層体における外部シール部の密着強度を測定したところ、２１．８Ｎ／１５ｍｍ幅であった。
【０１０４】
［比較例１］
外部シール部を設けないこと以外は、実施例１と同様にして色素増感型太陽電池モジュールを得た。
【０１０５】
（評価）
上記色素増感型太陽電池モジュールについて、電極基材および対向電極基材を手で剥離しようとしたところ、電極基材と対向電極基材とが容易に剥離し、電解液が漏洩した。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に用いられる色素増感型太陽電池素子を例示する説明図である。
【図２】本発明の色素増感型太陽電池モジュールを例示する説明図である。
【図３】外部シール部の厚みおよび幅を説明する説明図である。
【図４】外部シール部の設置位置を例示する説明図である。
【図５】素子シール部の厚みおよび幅を説明する説明図である。
【図６】素子シール部の設置位置を例示する説明図である。
【図７】透明基材および対向基材を共有する色素増感型太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の色素増感型太陽電池の一例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  …  色素増感型太陽電池素子
２  …  透明基材
３  …  透明電極層
４  …  酸化物半導体層
５  …  対向基材
６  …  対向電極層
７  …  電解質層
８  …  素子シール部
９  …  外部シール部
１０  …  色素増感型太陽電池モジュール
１１  …  導電接着層
２０  …  色素増感型太陽電池
【図１】
2007220606.tif 000003
【図２】
2007220606.tif 000004
【図３】
2007220606.tif 000005
【図４】
2007220606.tif 000006
【図５】
2007220606.tif 000007
【図６】
2007220606.tif 000008
【図７】
2007220606.tif 000009
【図８】
2007220606.tif 000010