(57)【要約】【課題】形成に係わる作業が簡便であり、耐久性を高める効果を持続的に発揮させ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】保護部材１が熱可塑性合成樹脂を用いて熱成形により形成されることで種々の形状に対応することが容易となるが、その熱可塑性合成樹脂に紫外線吸収剤が配合されていることで、紫外線吸収剤を含む部分のみが劣化したり剥離したりする恐れがなく、紫外線量の低減効果による耐久性を持続的に発揮させることができる。【参照図】        図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料に増感色素を担持させた光電極層の光入射側に透光性の保護部材が設けられ、該保護部材は熱可塑性合成樹脂に紫外線吸収剤を配合し、熱成形により形成されたものであることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項２】
前記保護部材は、射出成形により光入射側から外層及び内層の少なくとも二層が形成され、該外層のみに紫外線吸収剤が配合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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性が高められた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、主として可視光により発電するものであり、それ以外の波長については発電に寄与しないだけでなく、色素増感型太陽電池を構成する各々の材料を劣化させることに繋がるものである。とりわけ紫外線はその劣化させる度合いが大きいことから、フッ素系樹脂シ−トと無機酸化物の蒸着薄膜を有する樹脂フィルムとを積層し、更に、該フッ素系樹脂シ−トと無機酸化物の蒸着薄膜を有する樹脂フィルムとからなる積層体のいずれかの一方の面または両面に、防汚層および／または紫外線吸収剤層を設けた太陽電池モジュ−ル用表面保護シ−トの片面に、充填剤層、光起電力素子としての太陽電池素子、充填剤層、および、裏面保護シ−ト層を順次に積層し、これらを真空吸引して加熱圧着ラミネ−ション法等により一体成形体とすることで、紫外線を遮へいして耐久性を高めた太陽電池モジュ−ルが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０８７９７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、特許文献１に記載のような従来の太陽電池では、紫外線吸収剤層を設けるのに、紫外線吸収剤を配合したフィルムを貼着したり、紫外線吸収剤を配合した塗料を塗装したりする必要であり、形成に係わる作業が繁雑なものとなっていた。また紫外線吸収剤層が劣化したり剥離したりした場合には簡単に耐久性を高める効果が失われるものであった。
【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、形成に係わる作業が簡便であり、耐久性を高める効果を持続的に発揮させ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、半導体材料に増感色素を担持させた光電極層の光入射側に透光性の保護部材が設けられ、該保護部材は熱可塑性合成樹脂に紫外線吸収剤を配合し、熱成形により形成されたものであ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、保護部材が熱可塑性合成樹脂を用いて熱成形により形成されることで種々の形状に対応することが容易となるが、その熱可塑性合成樹脂に紫外線吸収剤が配合されていることで、紫外線吸収剤を含む部分のみが劣化したり剥離したりする恐れがなく、紫外線量の低減効果による耐久性を持続的に発揮させることができる。
【０００８】
また前記保護部材は、射出成形により光入射側から外層及び内層の少なくとも二層が形成され、該外層のみに紫外線吸収剤が配合されていれば、配合する紫外線吸収剤の量を節減でき、また紫外線吸収剤のブリードによる光電極層や電解質層への悪影響の発生をなくすることができ好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、保護部材が熱可塑性合成樹脂を用いて熱成形により形成されることで種々の形状に対応することが容易となるが、その熱可塑性合成樹脂に紫外線吸収剤が配合されていることで、紫外線吸収剤を含む部分のみが劣化したり剥離したりする恐れがなく、紫外線量の低減効果による耐久性を持続的に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態における厚みを誇張して表現した縦断面図である。色素増感型太陽電池１０は、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より光入射側αに透光性の保護部材１が設けられている。保護部材１と光電極層２との間にはＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）からなる導電性被膜３１が設けられ、対向基板３３に設けられた同じくカーボンからなる導電性被膜３１と、光電極層１との間には、ヨウ素水溶液である電解質層３２が設けられている。
【００１２】
ここで保護部材１は、透明な熱可塑性合成樹脂に紫外線吸収剤を配合して射出成形することで、紫外線吸収機能が具備されている。光入射側αから入射される光は、保護部材１及び導電性被膜３１を透過して光電極層２に入射されるが、保護部材１に紫外線吸収剤が配合されていることで、保護部材１側の導電性被膜３１より下方に入射される光は紫外線量が低減されたものとなり、紫外線によるこれら部材への悪影響を低減することができる。また保護部材１に紫外線吸収剤が配合された上で熱成形されていることで、紫外線吸収剤が熱可塑性合成樹脂材料中に練り込まれることとなり、保護部材１の表面付近の劣化や、降雨等の外的条件によって紫外線吸収剤が脱落することがなく、長期に亘って紫外線量を低減することができる。
【００１３】
図２は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の、他の実施形態を示す厚みを誇張して表現した縦断面図である。保護部材１は、光入射側αから外層１１及び内層１２の二層射出成形により形成されたものであり、本実施形態においては外層１１のみに紫外線吸収剤が配合されている。紫外線吸収剤が外層１１のみに配合されていることで、紫外線吸収剤を配合する対象となる熱可塑性合成樹脂の量が減ぜられ、紫外線吸収剤の量を低減できると共に、同じ量の紫外線吸収剤を配合した場合でも紫外線吸収剤の存在密度が高められることで、紫外線吸収剤の粒子間を紫外線が透過する恐れを小さくして紫外線の低減効果をより高めることに繋げることもできる。また外層１１と内層１２とが一体に成形されることで、外層１１の剥離等が発生する恐れがなく、長期に亘って紫外線量の低減効果を持続させることができる。
【００１４】
保護部材１に配合される紫外線吸収剤としては、適宜紫外線を吸収可能なものを選択して配合することができるが、色素増感型太陽電池１０の発電効率を低下させないようにするためには保護部材１の透光性を妨げないものを選択するのが好ましく、例えばサリチル酸系のもの、ベンゾフェノン系のもの、ベンゾトリアゾール系のもの、シアノアクリレート系のもの等の、配合して熱成形した際に光の透過性を低下させる度合いの小さいものを好適に用いることができる。
【００１５】
また保護部材１についても、透光性で射出成形等の熱成形が可能なものであれば特に限定されるものではないが、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ等の透光性を有する熱可塑性合成樹脂を用いることができるが、電解質層４を形成するヨウ素溶液等に対する耐性の高い環状ポリオレフィン系樹脂が最も好適に用いることができる。また透光性及び紫外線量の低減効果を発揮させる最適な組合せは、環状ポリオレフィン系樹脂に紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系のものを配合したものである。
【００１６】
保護部材１を形成する熱可塑性合成樹脂に対する紫外線吸収剤の配合量としては、熱可塑性合成樹脂１００重量部に対して０．１〜３重量部程度配合するのが好ましく、より好ましくは０．３〜０．５重量部である。かかる紫外線吸収剤の配合により、波長４００ｎｍ以下の光の透過率が１０％以下とできれば、上述の如き部材に対する悪影響を効果的に低減することができる。
【００１７】
図３は、本発明に係わる色素増感型太陽電池を形成する保護部材の一例を示す斜視図である。保護部材１は、外縁から突出された電極部１３や、角部１４周辺に設けられた凸部１５及び凹部１６が形成されたものであり、二枚の保護部材１が相対向して重ね合わされた際に凸部１５に凹部１６が嵌着されるようになされたものである。かかる複雑な形状を有する保護部材１であっても、上述の実施形態に示した如く射出成形等の熱成形によって成形することで容易に成形することができ、また紫外線量の低減効果を具備させるのも極めて容易に行うことができる。
【００１８】
本発明に係わる色素増感型太陽電池の、紫外線量の低減効果について、以下の実施例により説明する。
【００１９】
（実施例１）
環状ポリオレフィン系樹脂（三菱化学社製「アペル（登録商標）」）１００重量部に対し、紫外線吸収剤（ベンゾフェノン系紫外線吸収剤）を０．５重量部配合し、厚み２．０ｍｍの本発明に係わる実施例１の、色素増感型太陽電池に用いる保護部材を得た。
【００２０】
（実施例２）
環状ポリオレフィン系樹脂（三菱化学社製「アペル（登録商標）」）を用いて二層成形を行い、内層は環状ポリオレフィン系樹脂のみ、外層は環状ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、紫外線吸収剤（ベンゾフェノン系紫外線吸収剤）を０．５重量部配合し、外層０．５ｍｍ、内層１．５ｍｍの、合計厚み２．０ｍｍの本発明に係わる実施例２の、色素増感型太陽電池に用いる保護部材を得た。
【００２１】
（比較例１）
環状ポリオレフィン系樹脂（三菱化学社製「アペル（登録商標）」）のみを用いて厚み２．０ｍｍの、比較例１の色素増感型太陽電池に用いる保護部材を得た。
【００２２】
これらの実施例及び比較例の色素増感型太陽電池に用いる保護部材の、３５０ｎｍ、４００ｎｍ及び４５０ｎｍのそれぞれ波長の光の透過率を測定したところ、実施例１は０．０２％、０．１％及び８３％、実施例２は０．２％、１．８％及び８６％、比較例１は６３％、８５％及び８９％となり、実施例は紫外線量の低減効果が顕著に得られていると共に可視光線の透過性にも優れていることが表されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態における縦断面図である。
【図２】本発明に係わる色素増感型太陽電池の、他の実施形態における縦断面図である。
【図３】本発明に係わる色素増感型太陽電池の、保護部材の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    保護部材
２    光電極層
１０  色素増感型太陽電池
α    光入射側
【図１】
2007273200.tif 000002
【図２】
2007273200.tif 000003
【図３】
2007273200.tif 000004