(57)【要約】【課題】低融点特性を有し、且つ耐電解液性に優れる色素増感型太陽電池用ガラス組成物および色素増感型太陽電池用材料を提供することにより、色素増感型太陽電池の長期耐久性を高めること。【解決手段】本発明の色素増感型太陽電池用ガラス組成物は、ガラス組成として、下記酸化物換算のモル％で、Ｖ２Ｏ５  ２６〜６０％、ＴｅＯ２  ２０〜４８％、ＺｎＯ  ６〜３５％、ＢａＯ  ０．１〜１８％を含有することを特徴とする。また、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、上記の色素増感型太陽電池用ガラス組成物からなるガラス粉末  ５０〜１００体積％と、耐火性フィラー  ０〜５０体積％とを含有することを特徴とする。【選択図】図１
2013155059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス組成として、下記酸化物換算のモル％で、Ｖ２Ｏ５  ２６〜６０％、ＴｅＯ２  ２０〜４８％、ＺｎＯ  ６〜３５％、ＢａＯ  ０．１〜１８％を含有することを特徴とする色素増感型太陽電池用ガラス組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の色素増感型太陽電池用ガラス組成物からなるガラス粉末  ５０〜１００体積％と、耐火性フィラー  ０〜５０体積％とを含有することを特徴とする色素増感型太陽電池用材料。
【請求項３】
７０℃のヨウ素電解液に２週間浸漬したときの質量減が０．１ｍｇ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項２に記載の色素増感型太陽電池用材料。
【請求項４】
軟化点が５００℃以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の色素増感型太陽電池用材料。
【請求項５】
封着に用いることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の色素増感型太陽電池用材料。
【請求項６】
集電電極の被覆に用いることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の色素増感型太陽電池用材料。
【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用ガラス組成物及び色素増感型太陽電池用材料に関し、具体的には色素増感型太陽電池の透明電極基板と対極基板の封着、集電電極の被覆、セル間を区切るための隔壁の形成等に好適な色素増感型太陽電池用ガラス組成物及び色素増感型太陽電池用材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
グレッチェル等が開発した色素増感型太陽電池は、シリコン半導体を使用した太陽電池に比べて、低コストであり、且つ製造に必要な原料が豊富にあるため、次世代の太陽電池として期待されている。
【０００３】
色素増感型太陽電池は、透明導電膜が形成された透明電極基板と、透明電極基板に形成された多孔質酸化物半導体層（主にＴｉＯ２層）からなる多孔質酸化物半導体電極と、その多孔質酸化物半導体電極に吸着されたＲｕ色素等の色素と、ヨウ素を含むヨウ素電解液と、触媒膜と透明導電膜が形成された対極基板等により構成される。
【０００４】
透明電極基板と対極基板には、ガラス基板やプラスチック基板等が使用される。透明電極基板にプラスチック基板を使用すると、透明電極膜の抵抗値が大きくなり、色素増感型太陽電池の光電変換効率が低下する。一方、透明電極基板にガラス基板を使用すると、透明電極膜の抵抗値が上昇し難く、色素増感型太陽電池の光電変換効率を維持することができる。従って、近年では、透明電極基板として、ガラス基板が使用されている。
【０００５】
色素増感型太陽電池は、透明電極基板と対極基板の間にヨウ素電解液が充填される。色素増感型太陽電池からヨウ素電解液の漏れを防止するために、透明電極基板と対極基板の外周縁を封着する必要がある。また、発生した電子を効率良く取り出すために、集電電極（例えば、Ａｇ等が用いられる）を透明電極基板上に形成することがある。このとき、集電電極を被覆し、ヨウ素電解液により、集電電極が侵食される事態を防止する必要がある。更に、一枚のガラス基板上に電池回路を形成する場合、透明電極基板と対極基板の間に隔壁を形成することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２２０３８０号公報
【特許文献２】特開２００２−７５４７２号公報
【特許文献３】特開２００４−１４６４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
色素増感型太陽電池は、長期耐久性の向上が実用化への課題である。長期耐久性を損なう原因として、太陽電池部材（封着材料、集電電極等）とヨウ素電解液が反応して、太陽電池部材やヨウ素電解液が劣化することが挙げられる。特に、封着材料に樹脂を用い、ヨウ素電解液にアセトニトリル等の有機溶媒を用いたときに、その傾向が顕著である。この場合、樹脂がヨウ素電解液により侵食されるため、色素増感型太陽電池からヨウ素電解液が漏洩し、電池特性が著しく低下する。同様にして、集電電極の被覆や隔壁の形成に樹脂を使用した場合も、樹脂がヨウ素電解液により侵食されるため、集電電極の劣化や隔壁の破れ等が生じる。
【０００８】
封着材料にガラスを用いると、この問題を解決できる可能性がある。例えば、特許文献１には、封着材料にガラスを用いることが記載されている。特許文献２、３には、封着材料に鉛ガラスを用いることが記載されている。
【０００９】
しかし、鉛ガラスもヨウ素電解液に対する耐性（耐電解液性）が十分とは言えず、鉛ガラスを用いた場合でも、長期間の使用により、鉛ガラスの成分がヨウ素電解液中に溶出する。その結果、ヨウ素電解液が劣化し、電池特性が低下してしまう。また、集電電極の被覆や隔壁の形成に鉛ガラスを用いた場合でも、長期間の使用により、集電電極の劣化や隔壁の破れが生じる。これらの現象も、鉛ガラスの耐電解液性が不十分であることが原因である。
【００１０】
また、封着材料の軟化点が高過ぎると、特に透明電極基板と対極基板の歪点より高いと、封着に際し、高温焼成が必要になり、封着時に透明電極基板と対極基板が変形するおそれがある。従って、封着材料（封着材料に含まれるガラス）には、低融点特性が要求される。具体的には、封着材料には、５００℃以下、特に４５０℃以下の軟化点が要求される。
【００１１】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであり、その技術的課題は、低融点特性を有し、且つ耐電解液性に優れる色素増感型太陽電池用ガラス組成物及び色素増感型太陽電池用材料を提供することにより、色素増感型太陽電池の長期耐久性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、種々の検討を行った結果、ガラス組成中にＶ２Ｏ５、ＴｅＯ２、ＺｎＯ、及びＢａＯを必須成分として所定量導入することにより、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明の色素増感型太陽電池用ガラス組成物は、ガラス組成として、下記酸化物換算のモル％で、Ｖ２Ｏ５  ２６〜６０％、ＴｅＯ２  ２０〜４８％、ＺｎＯ  ６〜３５％、ＢａＯ  ０．１〜１８％を含有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の色素増感型太陽電池用ガラス組成物は、ガラス組成中にＶ２Ｏ５、ＴｅＯ２、ＺｎＯ、及びＢａＯを所定量含むため、低融点特性を有し、且つ耐電解液性が良好である。その結果、色素増感型太陽電池の長期耐久性が向上するため、長期間の使用により、電池特性が低下する事態を防止することができる。なお、一般的に、軟化点が低いガラスは、耐水性が低い傾向がある。しかし、本発明の色素増感型太陽電池用ガラス組成物は、ガラス組成中にＶ２Ｏ５、ＴｅＯ２、ＺｎＯ、及びＢａＯを所定量含むため、軟化点が低いにもかかわらず、耐水性が良好である。
【００１４】
第二に、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、上記の色素増感型太陽電池用ガラス組成物からなるガラス粉末  ５０〜１００体積％と、耐火性フィラー  ０〜５０体積％とを含有することを特徴とする。なお、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、上記のガラス組成物からなるガラス粉末のみで構成される態様を含む。
【００１５】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、ガラス粉末のガラス組成中にＶ２Ｏ５、ＴｅＯ２、ＺｎＯ、及びＢａＯを所定量含むため、低融点特性を有し、且つ耐電解液性（特に７０℃のヨウ素電解液に２週間浸漬させたときの質量減が０．１ｍｇ／ｃｍ２以下）や耐水性が良好である。その結果、色素増感型太陽電池の長期耐久性が向上するため、長期間の使用により、電池特性が低下する事態を防止することができる。
【００１６】
第三に、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、７０℃のヨウ素電解液に２週間浸漬したときの質量減が０．１ｍｇ／ｃｍ２以下であることを特徴とする。ここで、「ヨウ素電解液」には、アセトニトリル中に、ヨウ化リチウム０．１Ｍ、ヨウ素０．０５Ｍ、ｔｅｒｔ−ブチルピリジン０．５Ｍ、及び１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイド０．６Ｍを溶解させたものを使用する。また、「質量減」は、色素増感型太陽電池用材料を緻密に焼き付けたガラス基板（焼成膜付きガラス基板）を、密閉容器中にてヨウ素電解液に浸漬し、浸漬前の質量から２週間経過後の質量を減じた値を、ヨウ素電解液に接する焼成膜の面積で除することで算出する。なお、ガラス基板は、ヨウ素電解液によって侵食されないものを用いる。
【００１７】
一般的に、ヨウ素電解液は、ヨウ素、アルカリ金属ヨウ化物、イミダゾリウムヨウ化物、四級アンモニウム塩等のヨウ素化合物を有機溶媒に溶解させたものを指すが、ヨウ素化合物以外にもｔｅｒｔ−ブチルピリジン、１メトキシベンゾイミダゾール等を溶解させたものもある。溶媒として、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等のカーボネート系溶媒、ラクトン系溶媒等が用いられる。これら化合物や溶媒で構成されるヨウ素電解液であっても、ガラスがヨウ素電解液に侵食される上記問題は生じ得る。従って、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、これらのヨウ素電解液に７０℃で２週間浸漬したときの質量減も、０．１ｍｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
【００１８】
第四に、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、軟化点が５００℃以下であることを特徴とする。ここで、「軟化点」とは、マクロ型示差熱分析（ＤＴＡ）装置で測定した値を指し、ＤＴＡは室温から測定を開始し、昇温速度は１０℃／分とする。なお、マクロ型ＤＴＡ装置で測定した場合、軟化点は、図１に示す第四屈曲点の温度（Ｔｓ）になる。
【００１９】
第五に、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、封着に用いることを特徴とする。ここで、封着には、透明電極基板と対極基板の封着に加えて、ガラス管の封着等が含まれる。
なお、透明電極基板と対極基板等に複数の開口部を設けて、各開口部にガラス管を封着した後、ガラス管を介して、色素増感型太陽電池内に色素を含有させた液体等を循環させて、多孔質酸化物半導体に色素を吸着させる場合がある。このような場合、本発明の色素増感型太陽電池用材料を用いると、ガラス管から液体等が漏洩する事態を防止することができる。
【００２０】
第六に、本発明の色素増感型太陽電池用材料は、集電電極の被覆に用いることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】マクロ型ＤＴＡ装置で測定した場合、軟化点（Ｔｓ）を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の色素増感型太陽電池用ガラス組成物において、上記のようにガラス組成範囲を限定した理由を以下に説明する。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は、特に断りがある場合を除き、モル％を指す。
【００２３】
Ｖ２Ｏ５は、ガラスネットワークを形成する成分であると共に、軟化点を下げるための主要成分であり、その含有量は２６〜６０％、好ましくは２８〜５０％である。Ｖ２Ｏ５の含有量が少な過ぎると、ガラスの粘性（軟化点等）が高くなるため、焼成温度（封着温度等）が上昇する。一方、Ｖ２Ｏ５の含有量が多過ぎると、ガラスが熱的に不安定になり、また耐水性も低下し易くなる。
【００２４】
ＴｅＯ２は、軟化点を下げると共に、耐水性を高める成分であり、その含有量は２０〜４８％、好ましくは２０〜４５％である。ＴｅＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラスの粘性が高くなるため、焼成温度が上昇し、また耐水性が低下する。一方、ＴｅＯ２の含有量が多過ぎると、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時又は焼成時にガラスが失透し易くなると共に、熱膨張係数が大幅に増大して、ガラス基板等の熱膨張係数に整合させ難くなる。
【００２５】
ＺｎＯは、ガラスを熱的に安定化させると共に、耐水性を高める成分であり、その含有量は６〜３５％、好ましくは６〜３０％である。ＺｎＯの含有量が少な過ぎると、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時又は焼成時にガラスが失透し易くなる。一方、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが熱的に不安定になり、またガラスの粘性が高くなるため、焼成温度が上昇する。
【００２６】
ＢａＯは、ガラスを熱的に安定化させると共に、耐水性を高める成分であり、その含有量は０．１〜１８％、好ましくは２〜１８％である。ＢａＯの含有量が少な過ぎると、耐水性が低下する。一方、ＢａＯの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが熱的に不安定になる。
【００２７】
上記の成分以外に、例えば、下記の成分をガラス組成中に添加してもよい。
【００２８】
Ｐ２Ｏ５は、ガラスネットワークを形成する成分であり、その含有量は、好ましくは０〜２０％、より好ましくは０〜１０％である。Ｐ２Ｏ５の含有量が多過ぎると、ガラスの粘性が高くなるため、焼成温度が上昇し、また耐水性が低下し易くなる。
【００２９】
ＳｒＯは、ガラスを熱的に安定化させて、失透を抑制する成分であると共に、ガラスの粘性を低下させる成分であり、その含有量は、好ましくは０〜２０％、より好ましくは０〜１５％である。ＳｒＯの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが熱的に不安定になる。
【００３０】
ＣｕＯは、ガラスを熱的に安定化させて、失透を抑制する成分であると共に、耐水性を高める成分であり、その含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜８％である。ＣｕＯの含有量が多過ぎると、ガラスの粘性が高くなるため、焼成温度が上昇する。
【００３１】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスを熱的に安定化させて、失透を抑制する成分であると共に、耐水性を高める成分であり、その含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは１〜５％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラスの粘性が高くなり過ぎて、焼成温度が上昇する。
【００３２】
Ｂｉ２Ｏ３は、耐水性を高める成分であり、その含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは１〜５％である。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラスの粘性が高くなり過ぎて、焼成温度が高くなり易い。
【００３３】
上記成分に加えて、ガラス組成中にＣａＯ、ＭｇＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の他成分を１０％まで添加してもよい。
【００３４】
なお、耐電解液性を高めるために、実質的にＰｂＯを含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ガラス組成中のＰｂＯの含有量が１０００ｐｐｍ（質量）未満の場合を指す。なお、実質的にＰｂＯを含有しない態様にすれば、近年の環境的要請も満たすことができる。
【００３５】
本発明の色素増感型太陽電池用材料において、ガラス粉末の平均粒子径Ｄ５０は１５μｍ未満、特に１〜１０μｍが好ましい。ガラス粉末の平均粒子径Ｄ５０を１５μｍ未満に規制すると、封着材料の流動性が高まると共に、封着厚みを狭小化し易くなり、このような場合、ガラス基板と封着材料の熱膨張係数の差が大きくても、ガラス基板や封着部位にクラック等が発生し難くなる。
【００３６】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、上記の色素増感型太陽電池用ガラス組成物からなるガラス粉末のみで構成されるようにしてもよい。このようにすれば、太陽電池のセルギャップを小さく、且つ均一化し易くなると共に、耐火性フィラー等の混合工程等が不要になるため、色素増感型太陽電池用材料の製造コストを低廉化することができる。
【００３７】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、機械的強度を向上、或いは熱膨張係数を低下させるために、耐火性フィラーを含有してもよい。その混合割合は、ガラス粉末５０〜１００体積％、耐火性フィラー０〜５０体積％が好ましく、ガラス粉末５０〜９５体積％、耐火性フィラー５〜５０体積％がより好ましく、ガラス粉末５０〜９０体積％、耐火性フィラー１０〜５０体積％が更に好ましく、ガラス粉末５０〜８０体積％、耐火性フィラー２０〜５０体積％が特に好ましい。耐火性フィラーの含有量が５０体積％より多いと、相対的にガラス粉末の割合が少なくなるため、所望の流動性を確保し難くなる。一方、耐火性フィラーの添加量を低減すれば、色素増感型太陽電池用材料の流動性、特に封着性を高めることができる。
【００３８】
耐火性フィラーは、特に限定されず、種々の材料を選択することができるが、本発明に係るガラス粉末や電解液と反応し難いものが好ましい。具体的には、耐火性フィラーとして、ジルコン、ジルコニア、酸化錫、チタン酸アルミニウム、石英、β−スポジュメン、ムライト、チタニア、石英ガラス、β−ユークリプタイト、β−石英、リン酸ジルコニウム、ウイレマイト、コーディエライト、[ＡＢ２（ＭＯ４）３]の基本構造をもつ化合物、
Ａ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ等
Ｂ：Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｙ等
Ｍ：Ｐ、Ｓｉ、Ｗ、Ｍｏ等
若しくはこれらの固溶体が使用可能である。
【００３９】
耐火性フィラーを含む場合、耐火性フィラーの最大粒子径は２５μｍ以下が好ましい。色素増感型太陽電池のセルギャップは非常に薄い（例えば５０μｍ以下）。このため、耐火性フィラーの最大粒子径が大き過ぎると、透明電極基板と対極基板を適正に封着し難くなる。ここで、「最大粒子径」とは、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して９９％である粒子径を表す。
【００４０】
本発明の色素増感型太陽電池用材料において、７０℃のヨウ素電解液に２週間浸漬させた時の質量減が０．１ｍｇ／ｃｍ２以下、特に０．０５ｍｇ／ｃｍ２以下が好ましく、実質的に質量減がないことが望ましい。質量減が０．１ｍｇ／ｃｍ２以下であれば、長期に亘り、ヨウ素電解液による侵食や電池特性の低下を防止することができる。ここで、「実質的に質量減がない」とは、質量減が０．０１ｍｇ／ｃｍ２以下の場合を指す。
【００４１】
本発明の色素増感型太陽電池用材料において、軟化点は５００℃以下、特に４５０℃以下が好ましい。軟化点が高過ぎると、ガラスの粘性が高くなるため、焼成温度（特に封着温度等）が不当に上昇して、焼成時に透明電極基板や対極基板が変形し易くなる。また、多孔質酸化物半導体（主にＴｉＯ２）層の形成と透明電極基板と対極基板の封着を同時に行う場合、封着温度が高過ぎると、酸化物粒子の融着が進行して、多孔質酸化物半導体層を形成し難くなり、結果として、色素増感型太陽電池の製造工程を簡略化し難くなる。
【００４２】
本発明の色素増感型太陽電池用材料において、熱膨張係数は６０×１０−７〜１２０×１０−７／℃、特に７５×１０−７〜１１５×１０−７／℃が好ましい。色素増感型太陽電池用材料と透明電極基板や対極基板に用いられるソーダガラス等の熱膨張係数の差が大きいと、焼成後に、両者に不当な応力が残留し、クラックや剥れが生じ易くなる。ここで、「熱膨張係数」とは、押棒式熱膨張係数測定（ＴＭＡ）装置により、３０〜２５０℃の温度範囲で測定した値を指す。
【００４３】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、粉末のまま使用に供してもよいが、ビークルと均一に混練し、ペーストに加工すると取り扱い易い。ビークルは、主に溶媒と樹脂とからなる。樹脂は、ペーストの粘性を調整する目的で添加される。また、必要に応じて、界面活性剤、増粘剤等を添加することもできる。作製されたペーストは、ディスペンサーやスクリーン印刷機等の塗布機を用いてガラス基板上に塗布される。
【００４４】
樹脂としては、アクリル酸エステル（アクリル樹脂）、エチルセルロース、ポリエチレングリコール誘導体、ニトロセルロース、ポリメチルスチレン、ポリエチレンカーボネート、メタクリル酸エステル等が使用可能である。特に、アクリル酸エステル、ニトロセルロースは、熱分解性が良好である。
【００４５】
溶媒としては、Ｎ、Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、α−ターピネオール、高級アルコール、γ−ブチルラクトン（γ−ＢＬ）、テトラリン、ブチルカルビトールアセテート、酢酸エチル、酢酸イソアミル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ベンジルアルコール、トルエン、３−メトキシ−３−メチルブタノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が使用可能である。特に、α−ターピネオールは、高粘性であり、樹脂等の溶解性も良好である。
【００４６】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、封着に用いることが好ましく、特に透明電極基板と対極基板の封着に用いることが好ましい。本発明の色素増感型太陽電池用材料は、低融点特性を有し、且つ耐電解液性や耐水性が良好であるため、色素増感型太陽電池の長期耐久性が向上し、長期間の使用により、電池特性が低下する事態を防止することができる。
【００４７】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、ガラス粉末がガラス組成中にＶ２Ｏ５を２６モル％以上含むため、レーザー光による封着処理に供することができる。レーザー光を用いると、色素増感型太陽電池用材料を局所加熱できるため、ヨウ素電解液等の構成部材の熱劣化を防止した上で、透明電極基板と対極基板を封着することができる。本発明の色素増感型太陽電池用材料は、レーザー光を用いて透明電極基板と対極基板を封着する場合、ガラス粉末は、ガラス組成として、Ｖ２Ｏ５を３０％モル以上含むことが好ましい。このようにすれば、レーザー光の光エネルギーを熱エネルギーに効率良く変換できるため、換言すればガラスがレーザー光を的確に吸収できるため、封着すべき部位のみを的確に局所加熱することができる。なお、レーザー光として、種々のレーザー光を使用することができるが、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、エキシマレーザー、赤外レーザー等は取り扱いが容易な点で好適である。また、ガラスに的確にレーザー光を吸収させるために、レーザー光は５００〜１６００ｎｍ、特に７５０〜１３００ｎｍの発光中心波長を有することが好ましい。
【００４８】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、ガラスビーズ等のスペーサーを含んでもよい。このようにすれば、透明電極基板と対極基板の封着に用いる場合に、太陽電池のセルギャップを均一化することができる。
【００４９】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、集電電極の被覆に用いることが好ましい。一般的に、集電電極にはＡｇが使用される。しかし、Ａｇは、ヨウ素電解液に侵食され易い性質を有する。このため、集電電極にＡｇを用いる場合、ヨウ素電解液に接する表面を被覆する必要がある。そこで、本発明の色素増感型太陽電池用材料を用いると、低温で緻密な被覆層を形成でき、且つ耐電解液性が良好であるため、長期間に亘って、Ａｇを保護することができる。
【００５０】
本発明の色素増感型太陽電池用材料は、隔壁の形成に用いることができる。本発明の色素増感型太陽電池用材料は、低融点特性を有するため、緻密な隔壁を低温で形成できると共に、耐電解液性が良好であるため、長期間に亘って、隔壁の破れを防止することができる。なお、一般的に、隔壁で形成されたセル内にはヨウ素電解液が充填される。
【実施例】
【００５１】
実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。表１、２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１２）、及び比較例（試料Ｎｏ．１３）を示している。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
【００５２】
【表１】
2013155059.tif 000003
【００５３】
【表２】
2013155059.tif 000004
【００５４】
次のようにして、表中に記載の各試料を調製した。まず、表中のガラス組成になるように、各種酸化物、炭酸塩等の原料を調合したガラスバッチを準備し、これを白金坩堝に入れて１０００〜１２００℃で１〜２時間溶融した。次に、溶融ガラスを水冷ローラーにより薄片状に成形した。最後に、薄片状のガラスをボールミルにて粉砕後、目開き７５μｍの篩いを通過させて、平均粒子径が約１０μｍの各ガラス粉末を得た。
【００５５】
次いで、表中の耐火性フィラー（平均粒子径１０μｍ）を添加、混合して、試料Ｎｏ．１〜１１、１３を作製した。なお、表中の「ＺＰ」はリン酸ジルコニウム、「ＺＷＰ」はリン酸タングステン酸ジルコニウム、「ＺＳ」はジルコンを指している。
【００５６】
続いて、各粉末と、ビークル（エチルセルロースをα−ターピネオールに溶解させたもの）を混錬し、ペースト状とした。これをソーダガラス基板（熱膨張係数：８５×１０−７／℃）に、直径４０ｍｍで２０〜４０μｍ厚となるようにスクリーン印刷し、電気炉で１２０℃１０分間乾燥した後、３５０〜４２０℃で１０分間焼成し、質量減の評価用サンプルを得た。
【００５７】
以上の試料を用いて、軟化点、及び耐電解液性を評価した。その結果を表に示す。
【００５８】
軟化点は、マクロ型ＤＴＡ装置により求めた値である。測定は、空気中で行い、昇温速度は１０℃／分とした。
【００５９】
熱膨張係数は、押棒式熱膨張係数測定（ＴＭＡ）装置により、３０〜２５０℃の温度範囲で測定した値である。なお、測定試料として、各試料を緻密に焼結させたものを用いた。
【００６０】
次のようにして、耐電解液性を評価した。まず上記質量減の評価用サンプルについて、焼成膜の質量と焼成膜のヨウ素電解液に接する表面積を測定した。次に、このサンプルをガラス製密閉容器中のヨウ素電解液に浸漬した上で、７０℃の恒温槽にガラス製密閉容器を静置し、浸漬前のサンプルの質量から２週間経過した後のサンプルの質量を減じた値を、焼成膜の表面積で除することで、ヨウ素電解液に浸漬させた時の焼成膜の質量減を算出し、耐電解液性を評価した。なお、ヨウ素電解液は、アセトニトリルに対し、ヨウ化リチウム０．１Ｍ、ヨウ素０．０５Ｍ、ｔｅｒｔ−ブチルピリジン０．５Ｍ、及び１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイド０．６Ｍを加えたものを使用した。
【００６１】
表から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１２は、軟化点が十分に低く、且つヨウ素電解液に浸漬させた後の質量減が認められなかった。一方、試料Ｎｏ．１３は、鉛ガラスであるため、質量減が０．３２ｍｇ／ｃｍ２であった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の色素増感型太陽電池用ガラス組成物及び色素増感型太陽電池用材料は、色素増感型太陽電池の透明電極基板と対極基板の封着、集電電極の被覆、及びセル間を区切るための隔壁の形成に好適であり、特に色素増感型太陽電池の透明電極基板と対極基板の封着に好適である。
【図１】
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