專利名稱：濕式太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕式太陽能電池模塊，特別是涉及耐久性優(yōu)異的濕式太陽能電池模塊。
背景技術(shù)：
將太陽光能量直接轉(zhuǎn)化為電能的太陽能電池由于給地球環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)少，所以作為代替化石燃料的下一代的能源，近年特別受到關(guān)注。目前實用化的太陽能電池中，使用了結(jié)晶系硅基板的太陽能電池和薄膜硅太陽能電池這2種形態(tài)的太陽能電池是主流。在這 2種形態(tài)太陽能電池中，均一直努力通過將光電轉(zhuǎn)換高效化而降低平均發(fā)電輸出功率的成本。但是，使用了結(jié)晶系硅基板的太陽能電池由于制作結(jié)晶系硅基板的成本高，所以存在難以普及的問題。另一方面，薄膜硅太陽能電池由于在其制造過程中需要使用多種半導(dǎo)體制造用氣體、復(fù)雜的裝置，所以存在制造成本升高的問題。因此，目前在任意形態(tài)的太陽能電池中，均無法解決制造成本升高的問題。于是，作為與上述2個形態(tài)的太陽能電池不同類型的太陽能電池而提出了濕式太陽能電池。日本特開平1-220380號公報(以下記作“專利文獻(xiàn)1”)中提出了作為應(yīng)用了金屬配位化合物的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移的濕式太陽能電池之一的色素增感太陽能電池。該色素增感太陽能電池是具有光電轉(zhuǎn)換層和電介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)的電池，所述光電轉(zhuǎn)換層是準(zhǔn)備在表面上形成有多孔電極的玻璃基板和對極，使光增感色素吸附于多孔電極，從而在可見光區(qū)域具有吸收光譜。對該色素增感太陽能電池從透明的電極側(cè)向光電轉(zhuǎn)換層照射光時，光電轉(zhuǎn)換層所含的光增感色素吸收光而產(chǎn)生電子。在這里產(chǎn)生的電子從一側(cè)電極通過外部電路移動到對置的電極。并且，移動的電子由電解質(zhì)中的離子運輸而回到光電轉(zhuǎn)換層。通過這樣的一連的電子移動，可以從色素增感太陽能電池連續(xù)地獲取電能。另外，日本特開2008-16369號公報(以下記作“專利文獻(xiàn)2”)中，作為濕式太陽能電池的其它事例，公開了量子點增感太陽能電池。該量子點增感太陽能電池?fù)?dān)載于多孔性半導(dǎo)體層的不是色素而是無機材料的量子點。構(gòu)成量子點增感太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換元件(以下有時簡稱為“單元”)的構(gòu)造是與上述專利文獻(xiàn)1的色素增感太陽能電池相同的構(gòu)造。日本特開2008-16351號公報(以下記作“專利文獻(xiàn)3”)提出了將多個上述光電轉(zhuǎn)換元件串聯(lián)連接的色素增感太陽能電池模塊。圖13是表示專利文獻(xiàn)3所示的色素增感太陽能電池模塊的構(gòu)造的示意性剖視圖。專利文獻(xiàn)3的色素增感太陽能電池模塊101如圖13所示，在第1絕緣性基板110 上形成有第1電極111，在其上依次形成有光電轉(zhuǎn)換層141、多孔性絕緣層142、催化劑層 143和第2電極121。并且，多個光電轉(zhuǎn)換元件之間設(shè)有用于將單元間絕緣的單元間絕緣體 116，色素增感太陽能電池模塊內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換元件的外周設(shè)有外周部119。
并且，相鄰的2個光電轉(zhuǎn)換元件中的一個光電轉(zhuǎn)換元件的第2電極121與另一個光電轉(zhuǎn)換元件的第1電極111連接，從而形成相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件電串聯(lián)連接的構(gòu)造。另夕卜，單元間絕緣體116上的第2電極121與第2絕緣性基板120之間形成有單元間密封部 117，該單元間密封部117的材料的一部分滲入第2電極121而到達(dá)單元間絕緣體116。利用該單元間絕緣體116和單元間密封部117，電解質(zhì)108密封在色素增感太陽能電池模塊內(nèi)的各色素增感太陽能電池中。該構(gòu)造的色素增感太陽能電池模塊101在單元間不會發(fā)生短路，可以提高集成率，是可以提高光電轉(zhuǎn)換效率的構(gòu)造。這樣的色素增感太陽能電池模塊101中，從第2電極 121向第1電極111的電流的流動方向為Z型，所以也稱為Z型的色素增感太陽能電池模塊。作為除了上述Z型的色素增感太陽能電池模塊以外的構(gòu)造的色素增感太陽能電池模塊，例如日本特開2005-235725號公報(以下記作“專利文獻(xiàn)4”)中提出了 W型的色素增感太陽能電池模塊。應(yīng)予說明，由于電子的流動的方向呈W形，所以稱為W型的色素增感太陽能電池模塊。圖14是表示專利文獻(xiàn)4所示的色素增感太陽能電池模塊的構(gòu)造的示意性的剖視圖。如圖14所示，專利文獻(xiàn)4的色素增感太陽能電池模塊202的構(gòu)造是在第1絕緣性基板210和第2絕緣性基板220之間第1光電轉(zhuǎn)換元件230a與第2光電轉(zhuǎn)換元件230b夾持單元間絕緣部215而交替設(shè)置、且其最外形成有外周密封層219。在這里，圖14所示的色素增感太陽能電池模塊202設(shè)有3個第1光電轉(zhuǎn)換元件230a和2個第2光電轉(zhuǎn)換元件 230b ο在這里，第1光電轉(zhuǎn)換元件230a從第1絕緣性基板210側(cè)依次層疊有第1電極 211、光電轉(zhuǎn)換層Ml、電解質(zhì)層M2、催化劑層M3、第2電極221。另一方面，第2光電轉(zhuǎn)換元件230b從第1絕緣性基板210側(cè)依次層疊有第1電極211、催化劑層M3、電解質(zhì)層M2、 光電轉(zhuǎn)換層對1、第2電極221。S卩，第1光電轉(zhuǎn)換元件230a和第2光電轉(zhuǎn)換元件230b的構(gòu)造是構(gòu)成第1電極211和第2電極221之間的各層上下顛倒地形成。并且，第1光電轉(zhuǎn)換元件230a和第2光電轉(zhuǎn)換元件230b通過共同使用第1電極 211或第2電極221中的任一方而電串聯(lián)連接。另外，作為與專利文獻(xiàn)4的色素增感太陽能電池模塊類似構(gòu)造的W型的色素增感太陽能電池模塊，在日本特開2005-2^614號公報(以下記作“專利文獻(xiàn)5”)中提出了將不同類型的光電轉(zhuǎn)換元件多個串聯(lián)連接的色素增感太陽能電池模塊。圖15是表示專利文獻(xiàn)5所示的色素增感太陽能電池模塊的構(gòu)造的示意性的剖視圖。如圖15所示，專利文獻(xiàn)5的色素增感太陽能電池模塊302在第2絕緣性基板320下設(shè)有2單元大小且透明性的第2電極321和1單元大小且透明性的第2電極321a。2單元大小的第2電極321設(shè)有1單元大小的色素增感半導(dǎo)體電極341和1單元大小的具有光透射性的對置電極343。另一方面，第1絕緣性基板310上設(shè)有1單元大小的第1電極311a和2單元大小的第1電極311。該1單元大小的第1電極311a與在第2絕緣性基板320上形成的色素增感半導(dǎo)體電極341對置而配置。并且，相鄰的單元之間形成有隔壁316，從而密封電解液308，在色素增感太陽能電池模塊302的外周形成有液密封件319。像這樣，在圖15所示的色素增感太陽能電池模塊中，相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件是光電轉(zhuǎn)換部的上下顛倒地形成的構(gòu)造。在這種構(gòu)造的色素增感太陽能電池模塊中可以由第2電極321a和第1電極311a獲取輸出電壓。專利文獻(xiàn)1 日本特開平1-220380號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-16369號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2008-16351號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開2005-235725號公報專利文獻(xiàn)5 日本特開2005-2^614號公報

發(fā)明內(nèi)容
專利文獻(xiàn)3的Z型的色素增感太陽能電池模塊101是單元間密封部117滲入第2 電極121而到達(dá)單元間絕緣體116的構(gòu)造(圖13)。但是，第2電極121容易從催化劑層 143或單元間絕緣體116的界面剝離。因此，存在由于相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件的電解質(zhì)108的成分在色素增感太陽能電池模塊的相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件移動而偏置，從而單元特性和模塊特性降低的問題。另外，專利文獻(xiàn)4和5的色素增感太陽能電池模塊均是將相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件 (第1光電轉(zhuǎn)換元件和第2光電轉(zhuǎn)換元件)用單元間絕緣體進(jìn)行劃分的W型的色素增感太陽能電池模塊。例如，圖14所示的W型的色素增感太陽能電池模塊難以在單元間絕緣部215與第 1絕緣性基板210或第2絕緣性基板220的界面上剝離。另一方面，在單元間絕緣部215與第1電極211或第2電極221的界面容易剝離。并且，由于在這些界面發(fā)生剝離，從而電解質(zhì)的成分偏置，存在色素增感太陽能電池模塊的特性降低的問題。如上述所述，在Z型和W型的任意構(gòu)造的色素增感太陽能電池模塊中，均存在構(gòu)成色素增感太陽能電池模塊的各層的界面發(fā)生剝離，由此電解質(zhì)的成分偏置，色素增感太陽能電池模塊的特性降低的問題。本發(fā)明的濕式太陽能電池模塊是鑒于上述的現(xiàn)狀而進(jìn)行，目的是通過消除濕式太陽能電池模塊內(nèi)的層間剝離來提高耐久性。本發(fā)明的發(fā)明人對用于防止在構(gòu)成色素增感太陽能電池模塊的各層的界面上的剝離的方法進(jìn)行了潛心研究。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在第1電極形成貫通部，以貫通該貫通部的方式設(shè)置單元間絕緣部的全新的方法，可以抑制在單元間絕緣部與構(gòu)成色素增感太陽能電池模塊的各層之間發(fā)生剝離。進(jìn)而，可知通過在第1電極或第2電極形成貫通部來抑制構(gòu)成色素增感太陽能電池模塊的各層的界面的剝離的方法不僅可以適用于Z型的色素增感太陽能電池模塊，而且還能夠適用于W型的色素增感太陽能電池模塊。然而，作為上述色素增感太陽能電池以外的構(gòu)造，濕式太陽能電池還具有專利文獻(xiàn)2所示的量子點增感太陽能電池的構(gòu)造。本發(fā)明的發(fā)明人研究了是否能將上述在構(gòu)成色素增感太陽能電池的第1電極或第2電極形成貫通部的方法應(yīng)用于量子點增感太陽能電池。其結(jié)果，判明了即使在構(gòu)成量
6子點增感太陽能電池的電極形成貫通部，也難以發(fā)生構(gòu)成量子點增感太陽能電池的各層的界面的剝離。由此可知在電極設(shè)置貫通部的方法不僅可以適用于色素增感太陽能電池，而且還可以適用于量子點增感太陽能電池等需要電解質(zhì)的濕式太陽能電池。S卩，本發(fā)明的濕式太陽能電池模塊，其特征在于，是2個以上的光電轉(zhuǎn)換元件相離地配置且被夾持在第1絕緣性基板與第2絕緣性基板之間的濕式太陽能電池模塊，各光電轉(zhuǎn)換元件由第1電極、光電轉(zhuǎn)換部和第2電極構(gòu)成，相離且被夾持配置的光電轉(zhuǎn)換元件之間設(shè)有單元間絕緣部，第1電極或第2電極中的至少一個設(shè)有貫通部，貫通部填充有單元間絕緣部的部件，第1絕緣性基板與第2絕緣性基板之間的至少一部分不介由第1電極或第2 電極而通過單元間絕緣部進(jìn)行連接。貫通部優(yōu)選在其內(nèi)部填充有構(gòu)成單元間絕緣部的部件。光電轉(zhuǎn)換部優(yōu)選與單元間絕緣部連接。優(yōu)選的情況下，光電轉(zhuǎn)換元件在第1絕緣性基板上依次層疊有第1電極、光電轉(zhuǎn)換部和第2電極，光電轉(zhuǎn)換部由光電轉(zhuǎn)換層、含有載流子輸送部的多孔性絕緣層、以及催化劑層構(gòu)成，光電轉(zhuǎn)換層是在多孔性半導(dǎo)體層擔(dān)載有色素的層，從第1電極側(cè)依次層疊有光電轉(zhuǎn)換層、含有載流子輸送部的多孔性絕緣層、以及催化劑層，在由第1絕緣性基板、第2絕緣性基板和單元間絕緣部圍成的空間設(shè)有載流子輸送部。優(yōu)選在相鄰的2個光電轉(zhuǎn)換元件中，一個光電轉(zhuǎn)換元件的第2電極與另一個光電轉(zhuǎn)換元件的第1電極連接。優(yōu)選是光電轉(zhuǎn)換元件中1個以上的第1光電轉(zhuǎn)換元件和1個以上的第2光電轉(zhuǎn)換元件交替且相離地配置且夾持于第1絕緣性基板和第2絕緣性基板之間的濕式太陽能電池模塊，第1光電轉(zhuǎn)換元件和第2光電轉(zhuǎn)換元件均在第1絕緣性基板上依次層疊有第1電極、 光電轉(zhuǎn)換部和第2電極，第1光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換部從第1電極側(cè)依次層疊有光電轉(zhuǎn)換層、含有載流子輸送部的多孔性絕緣層、以及催化劑層，第2光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換部從第1電極側(cè)依次層疊有催化劑層、含有載流子輸送部的多孔性絕緣層、以及光電轉(zhuǎn)換層。優(yōu)選第1光電轉(zhuǎn)換元件與同該第1光電轉(zhuǎn)換元件相鄰的第2光電轉(zhuǎn)換元件通過第 1電極或第2電極而電串聯(lián)連接。第2電極優(yōu)選由對載流子輸送部具有耐腐蝕性的材料構(gòu)成。第2電極優(yōu)選由選自Ti、Ni和Au中的至少1種金屬或含有該金屬中的至少1種的化合物、摻氟氧化錫、或ITO中的任一種構(gòu)成。優(yōu)選地，在2個以上光電轉(zhuǎn)換元件的外周部中的、第1絕緣性基板與第2絕緣性基板之間形成有外周密封層。單元間絕緣部優(yōu)選至少包含單元間密封部。單元間絕緣部優(yōu)選由單元間絕緣體和單元間密封部構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠抑制構(gòu)成濕式太陽能電池模塊的各層間的剝離的發(fā)生、且耐久性優(yōu)異的濕式太陽能電池模塊。


圖1是實施方式1的濕式太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。圖2是表示設(shè)于第1絕緣性基板上的第1電極和絕緣部的概略圖。
圖3是表示設(shè)于第2絕緣性基板上的第2電極和貫通部的概略圖。圖4是從第2電極側(cè)看在第2電極設(shè)置貫通部之前的實施方式1的濕式太陽能電池模塊時的概略平面圖。圖5是表示從第2電極的上面?zhèn)瓤丛O(shè)置貫通部之后的第2電極時的一個例子的概略平面圖。圖6是表示從第2電極的上面?zhèn)瓤丛O(shè)置貫通部之后的第2電極時的一個例子的概略平面圖。圖7是表示從第2電極的上面?zhèn)瓤丛O(shè)置貫通部之后的第2電極時的一個例子的概略平面圖。圖8是實施方式2的濕式太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。圖9是實施方式3的濕式太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。圖10是實施方式4的濕式太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。圖11是實施方式5的濕式太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。圖12中的㈧是從第1電極側(cè)看實施例的濕式太陽能電池模塊的第1絕緣性基板時的概略平面圖，且(B)是從第2電極側(cè)看第2絕緣性基板時的概略平面圖。圖13是以往的色素增感太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。圖14是以往的色素增感太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。圖15是以往的色素增感太陽能電池模塊的示意性的剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的濕式太陽能電池模塊的特征是在第1電極或第2電極中的至少一個具備貫通部，該貫通部內(nèi)填充有構(gòu)成單元間絕緣部的部件。這樣介由單元間絕緣部使第1絕緣性基板與第2絕緣性基板接觸，從而可以提高濕式太陽能電池模塊的耐久性。上述的在第1電極或第2電極設(shè)置貫通部的特征對于Z型的濕式太陽能電池模塊和W型的濕式太陽能電池模塊均可適用。以下的實施方式1和2中說明Z型的濕式太陽能電池模塊，實施方式3 5中說明W型的濕式太陽能電池模塊。本發(fā)明的濕式太陽能電池模塊的形態(tài)不是僅限于圖1所示的形態(tài)，即便是進(jìn)行各種變更，也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)予說明，以下的圖中，同一參照符號表示同一部分或相應(yīng)部分?！礉袷教柲茈姵啬K>(實施方式1)圖1是表示實施方式1的濕式太陽能電池模塊的概略剖視圖。如圖1所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊是Z型的濕式太陽能電池模塊1，其構(gòu)造是在第1絕緣性基板 10與第2絕緣性基板20之間相離地夾持有2個以上的光電轉(zhuǎn)換元件30，其外周形成有外周密封層19。該光電轉(zhuǎn)換元件30在第1絕緣性基板10上依次層疊有第1電極11、光電轉(zhuǎn)換部40和第2電極21而構(gòu)成。在這里，相鄰的2個光電轉(zhuǎn)換元件30的光電轉(zhuǎn)換部40彼此之間設(shè)有單元間絕緣部15，該單元間絕緣部15貫通設(shè)于第2電極21的貫通部50而與第2絕緣性基板20連接。 在這里，單元間絕緣部15由單元間密封部17和單元間絕緣體16構(gòu)成。另外，在被第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20夾持的空間中的由單元間絕緣部15隔開的空間設(shè)有載流子輸送部8。上述光電轉(zhuǎn)換部40的特征是由光電轉(zhuǎn)換層41、含有載流子輸送部的多孔性絕緣層42、以及催化劑層43構(gòu)成，從第1電極11側(cè)依次層疊光電轉(zhuǎn)換層41、多孔性絕緣層42 和催化劑層43。在這里，光電轉(zhuǎn)換層41是在多孔性半導(dǎo)體層擔(dān)載有色素的層，濕式太陽能電池為量子點增感太陽能電池的情況下，是在多孔性半導(dǎo)體層擔(dān)載有使用了無機材料的量子點的層。此處，以色素增感太陽能電池進(jìn)行說明，所以說明擔(dān)載有色素的情形。以下，說明構(gòu)成實施方式1的濕式太陽能電池模塊的各結(jié)構(gòu)部件。<第1絕緣性基板、第2絕緣性基板>在本實施方式中，第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20是為了支持2個以上的光電轉(zhuǎn)換元件30而設(shè)置的，形成在濕式太陽能電池模塊的受光面和非受光面。在這里，為了將外光引入光電轉(zhuǎn)換元件30內(nèi)，第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20中，成為濕式太陽能電池模塊1的受光面的一側(cè)使用透光性基板。即，以第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20中的至少一個使用透光性的基板為特征。在這里，由于構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部40的光電轉(zhuǎn)換層41設(shè)在第1絕緣性基板10側(cè)，所以優(yōu)選使第1絕緣性基板10為透光性的基板，將第1絕緣性基板10側(cè)的面作為濕式太陽能電池模塊的受光面。像這樣通過將第1絕緣性基板10側(cè)的面作為濕式太陽能電池模塊的受光面，可以抑制引入濕式太陽能電池模塊的光的損失。用于第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20的材料只要是具有耐受形成多孔性半導(dǎo)體層時的工藝溫度的耐熱性、且具有絕緣性的材料就沒有特別的限定，可以使用任何材料的基板，例如可以使用玻璃基板、撓性膜等的耐熱性樹脂板、陶瓷基板等。用于第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20的材料，多孔性半導(dǎo)體層使用含有乙基纖維素的糊劑時，優(yōu)選使用具有500°C左右的耐熱性的材料，多孔性半導(dǎo)體層使用不含有乙基纖維素的糊劑時，優(yōu)選使用具有120°C左右的耐熱性的材料。另外，從防止載流子輸送部中的溶劑揮發(fā)的觀點考慮，第1絕緣性基板10和第2 絕緣性基板20優(yōu)選使用透濕性低的材料。另外，更優(yōu)選將第1絕緣性基板10或第2絕緣性基板20的表面和里面中的一面用SiO2等透濕性低的材料進(jìn)行涂布，進(jìn)一步優(yōu)選對第1絕緣性基板10或第2絕緣性基板20的兩面用SW2等透濕性低的材料進(jìn)行涂布?！吹?電極〉在本實施方式中，第1電極11是為了將光電轉(zhuǎn)換層41中產(chǎn)生的電子輸送至外部電路而設(shè)置的。作為用于第1電極11的材料，優(yōu)選使用透明導(dǎo)電性金屬氧化物、金屬、碳等， 在這些材料中，從具有透明性的觀點考慮，更優(yōu)選使用透明導(dǎo)電性金屬氧化物。此外，使用上述金屬和碳之類的不具有透明性的材料時，優(yōu)選將這些材料薄膜化而使其具有光透射性而使用。在這里，作為用于第1電極11的透明導(dǎo)電性金屬氧化物，可以舉出ITO(銦-錫復(fù)合氧化物)，摻氟氧化錫，摻雜有硼、鎵或鋁的氧化鋅，摻雜有鈮或鉭的氧化鈦等。另外，作為用于第1電極11的金屬，可以舉出金、銀、鋁、銦等。此外，金屬中，使用容易被電解液腐蝕的金屬時，優(yōu)選在與載流子輸送部接觸的第1電極11涂布耐腐蝕性材料。另外，作為用于第1電極11的碳，可以舉出炭黑、碳晶須、碳納米管、富勒烯等。
第1電極11的膜厚優(yōu)選為0. 02 μ m 5 μ m。第1電極11的膜厚小于0. 02 μ m時， 可能無法充分確保濕式太陽能電池模塊的導(dǎo)通，第1電極11的膜厚超過5μπι時，第1電極 11的膜電阻可能變大。從提高濕式太陽能電池模塊的輸出功率的觀點考慮，第1電極11的膜電阻越低越好，例如優(yōu)選40Q/Sq以下。如圖1所示，這樣的第1電極11只要是多個第1電極11可以互相分離而設(shè)置在第1絕緣性基板10上的方法，就可以利用以往公知的方法而形成，例如可以通過濺射法、噴霧法等而形成。這樣的多個第1電極11可以形成為圖案狀，也可以形成一層未分割的導(dǎo)電層后， 除去導(dǎo)電層的一部分而分割為多個第1電極11。作為將第1電極11形成為圖案狀的方法，可以利用以往公知的任意方法，例如可以舉出利用金屬掩膜、帶掩膜、，一形成的方法，光刻法等。另一方面，作為通過除去導(dǎo)電層的一部分而形成多個第1電極11的方法，可以使用以往公知的物理方法和化學(xué)方法中的任一種。作為物理方法，例如可以舉出激光切割法、 噴砂法等，作為化學(xué)方法，例如可以舉出溶液蝕刻等。〈第2電極〉在本實施方式中，第2電極21是為了將相鄰的2個光電轉(zhuǎn)換元件30中的一個光電轉(zhuǎn)換元件30的催化劑層43和另一個光電轉(zhuǎn)換元件30的第1電極11電連接而設(shè)置的。這樣的第2電極21只要是具有導(dǎo)電性的就沒有特別的限定，可以使用任意電極， 但優(yōu)選使用導(dǎo)電性高的金屬或透明導(dǎo)電材料。但是，載流子輸送部使用腐蝕性高的鹵素系氧化還原種的情況下，第2電極21優(yōu)選使用具有耐腐蝕性的材料。像這樣在第2電極21 使用具有耐腐蝕性的材料，可以確保第2電極21的長期的穩(wěn)定性。作為這樣的具有耐腐蝕性的材料，可以舉出例如Ti、Ta等高熔點金屬。用于第2電極21的材料并不限于上述的具有耐腐蝕性的材料，例如可以使用選自 Ti、Ni、Au或它們的金屬化合物(包括合金)中的1種以上的材料、或透明導(dǎo)電膜材料。用于第2電極21的透明導(dǎo)電膜材料可以舉出氧化銦(ITO)、摻氟氧化錫(F = SnO2)等。但是，第2電極21由于與相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30的載流子輸送部8接觸，因此不優(yōu)選碳類、鉬族之類的促進(jìn)氧化還原的材料。其原因是由于第2電極21與載流子輸送部8 接觸，可能引起氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生內(nèi)部短路。第2電極21根據(jù)色素吸附于多孔性半導(dǎo)體層的時機而優(yōu)選的形狀不同，例如形成第2電極21后在多孔性半導(dǎo)體層吸附色素時，為了色素容易吸附于多孔性半導(dǎo)體層，第2 電極21優(yōu)選形成為具有大量孔的網(wǎng)狀。另一方面，在多孔性半導(dǎo)體層吸附色素后在多孔性絕緣層上形成第2電極21時，第2電極21沒有特別的限定，可以是任意形狀。作為形成第 2電極21的方法，可以舉出例如電子束蒸鍍、濺射、CVD、網(wǎng)版印刷等。<單元間絕緣部>在本實施方式中，單元間絕緣部15是為了以下目的而設(shè)置(a)阻止載流子輸送部中的氧化還原種在相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30之間移動，(b)防止由于同一光電轉(zhuǎn)換元件30 內(nèi)的第1電極11和第2電極21接觸而發(fā)生內(nèi)部短路，以及(c)防止相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件 30的各第1電極11相互接觸而發(fā)生內(nèi)部短路。
這樣的單元間絕緣部15由絕緣材料而形成，且設(shè)置成從相鄰的第1電極11彼此間的第1絕緣性基板10的表面(即絕緣部幻貫通第2電極21的貫通部50而與第2絕緣性基板20接觸。S卩，單元間絕緣部15以與第1電極11、第2電極21、第1絕緣性基板10 和第2絕緣性基板20接觸的方式形成。對阻止載流子輸送部中的氧化還原種在相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30之間移動進(jìn)一步進(jìn)行說明，如圖1所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊存在多個第1電極11，它們具有不同的電位。因此，存在載流子輸送部8的氧化還原種在相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30之間移動的問題。于是，利用單元間絕緣部15劃分各光電轉(zhuǎn)換元件30，從而可以抑制載流子輸送部中的氧化還原種在相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30之間移動，可以防止氧化還原種不均勻。如圖1所示，這樣的單元間絕緣部15至少具有單元間密封部17，優(yōu)選由單元間絕緣體16和單元間密封部17構(gòu)成。作為形成單元間絕緣部15的方法，可以舉出如下方法在第1絕緣性基板10上涂布含有半導(dǎo)體粒子的糊劑后，燒成該糊劑而形成單元間絕緣體16，在該單元間絕緣體16上形成單元間密封部17。作為涂布含有半導(dǎo)體粒子的糊劑的方法，可以舉出網(wǎng)版印刷法、噴墨法等。這樣的單元間絕緣部15只要是氧化還原種不能通過單元間絕緣部15的程度的致密膜，其形態(tài)就沒有特別限定，可以為任意形狀。這里的致密的膜可以舉出例如獨立氣泡的多孔體等。以下，說明構(gòu)成單元間絕緣部15的單元間絕緣體16和單元間密封部17。(單元間絕緣體)單元間絕緣體16優(yōu)選使用高電阻材料，更優(yōu)選使用無機氧化物。作為這樣的無機氧化物，可以舉出例如氧化硅、氧化硼、氧化鋅、氧化鉛、氧化鉍、氧化鈦、酸化鋁、氧化鎂等。(單元間密封部)單元間密封部17是為了組織相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30之間的載流子輸送部所含的氧化還原種的移動而設(shè)置，設(shè)置成在單元間絕緣體16上與第2絕緣性基板20連接。因此， 單元間密封部17優(yōu)選為載流子輸送部中的氧化還原種不能通過單元間密封部17內(nèi)的程度的致密膜。這樣的單元間密封部17將單元間絕緣體16、第2電極21和第2絕緣性基板20分別粘接而進(jìn)行貼合來固定。通過這樣設(shè)置單元間密封部17，可以將第2電極21與第2絕緣性基板20之間、以及單元間絕緣體16與第2絕緣性基板20之間密封。從充分確保第2電極21、第2絕緣性基板20和單元間絕緣體16的接觸點的觀點、 以及是在這些接觸點的密合性良好的絕緣材料的觀點考慮，構(gòu)成單元間密封部17的材料優(yōu)選使用感光性樹脂、熱固性樹脂等。通過使用這樣的材料，可以不受貫通部50的形狀的限制，在貫通部50填充單元間絕緣部15而形成。作為形成單元間密封部17的方法，可以使用以往公知的任意方法，可以舉出例如網(wǎng)版印刷法、噴墨法等。使用這樣的方法形成單元間密封部17時，可以涂布感光性樹脂后照射光而使感光性樹脂固化來形成單元間密封部17，也可以涂布熱固性樹脂后加熱而使熱固性樹脂固化來形成單元間密封部17。這樣涂布感光性樹脂或熱固性樹脂，并使其流入貫通部50后，使它們固化來形成單元間密封部17，從而可以在貫通部50內(nèi)填充單元間密封部17。
〈外周密封層〉在本實施方式中，外周密封層19優(yōu)選為了以下目的而設(shè)置(a)吸收作用于濕式太陽能電池模塊的落下物、應(yīng)力(沖擊)，(b)吸收經(jīng)長期使用時作用于濕式太陽能電池模塊的撓曲等變形，(c)抑制載流子輸送部的電解液的揮發(fā)，以及(d)防止水等浸入濕式太陽能電池模塊內(nèi)。作為構(gòu)成這樣的外周密封層19的材料，可以將熱熔樹脂(例如離聚物樹脂)、有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂、聚異丁烯系樹脂、玻璃料等材料中的1種或2種以上組合使用。另外， 外周密封層19的層結(jié)構(gòu)不限于僅1層，可以將2層以上層疊而構(gòu)成。但是，構(gòu)成載流子輸送部的溶劑中使用腈系溶劑、或碳酸酯系溶劑的情況下，特別優(yōu)選使用有機硅樹脂、熱熔樹月旨、聚異丁烯系樹脂、玻璃料等。構(gòu)成外周密封層19的材料使用有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂和玻璃料時，可以通過分配器形成外周密封層19的圖案。另一方面，構(gòu)成外周密封層19的材料中使用熱熔樹脂的情況下，通過在片狀的熱熔樹脂上開有圖案化的孔，可以形成外周密封層19的圖案。另外，外周密封層19的層方向的厚度根據(jù)構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換元件的各層的膜厚適當(dāng)設(shè)定即可。〈光電轉(zhuǎn)換層〉在本實施方式中，光電轉(zhuǎn)換層41 一般是光電轉(zhuǎn)換層41所含的色素吸收光而產(chǎn)生電子的層，例如通過在多孔性半導(dǎo)體層上擔(dān)載色素而形成。以下，說明構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換層的多孔性半導(dǎo)體層和色素。(多孔性半導(dǎo)體層)在本實施方式中，多孔性半導(dǎo)體層是將1種或2種以上的以往公知的半導(dǎo)體組合而構(gòu)成的，可以以以往公知的任意形態(tài)來形成，可以形成為例如粒子狀、或膜狀。但是，從有效地將光引入光電轉(zhuǎn)換層的觀點考慮，多孔性半導(dǎo)體層優(yōu)選形成為膜狀。作為構(gòu)成這種多孔性半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體，可將1種或2種以上的例如氧化鈦、氧化鋅等半導(dǎo)體組合使用。其中，從轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和安全性的觀點考慮，優(yōu)選使用氧化鈦。在這里，作為將多孔性半導(dǎo)體層在第1電極11上以膜狀形成的方法，可以利用以往公知的方法，例如可以舉出將含有半導(dǎo)體粒子的糊劑利用網(wǎng)版印刷法、噴墨法等進(jìn)行涂布后，將涂布的糊劑燒成的方法。這些多孔性半導(dǎo)體層的形成方法中，從厚膜化的容易性、 以及制造成本降低的觀點考慮，優(yōu)選使用網(wǎng)版印刷法。另外，多孔性半導(dǎo)體層的膜厚沒有特別的限定，可以為任意的膜厚，但從提高光電轉(zhuǎn)換層41的轉(zhuǎn)換效率的觀點考慮，優(yōu)選為5 50 μ m左右的膜厚。另外，從在多孔性半導(dǎo)體層吸附更多的色素的觀點考慮，多孔性半導(dǎo)體層的比表面積優(yōu)選為大的比表面積，其比較面積更優(yōu)選為10m2/g 200m2/g。這樣提高多孔性半導(dǎo)體層的比表面積，在多孔性半導(dǎo)體層吸附大量色素，從而可以提高光電轉(zhuǎn)換層41的轉(zhuǎn)換效率。應(yīng)予說明，在本說明書中，比表面積是通過BET吸附法而測定的值。另外，作為構(gòu)成多孔性半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體粒子，優(yōu)選使用市售的半導(dǎo)體粒子中具有適當(dāng)?shù)钠骄降陌雽?dǎo)體粒子，更優(yōu)選使用具有例如Inm 500nm左右的平均粒徑的單一或化合物的半導(dǎo)體粒子。這樣的多孔性半導(dǎo)體層的干燥和燒成根據(jù)使用的第1絕緣性基板的材料和半導(dǎo)體粒子的種類來適當(dāng)調(diào)整溫度、時間、氣氛等條件而進(jìn)行。這樣的干燥和燒成的溫度優(yōu)選為 50 800°C左右，這樣的干燥和燒成可以在單一的溫度下僅進(jìn)行1次，也可改變溫度而在2 種以上的溫度下進(jìn)行2次以上。另外，干燥和燒成的時間優(yōu)選為10秒 4小時左右，干燥和燒成的氣氛優(yōu)選為大氣中或非活性氣體氣氛。(色素)在本實施方式中，吸附于多孔性半導(dǎo)體層的色素起到光增感劑的功能，可以使用各種在可見光區(qū)域和/或紅外光區(qū)域中具有吸收的色素。另外，從在多孔性半導(dǎo)體層牢固地附著色素的觀點考慮，優(yōu)選使用色素的分子中具有互鎖基團(4 >々一口 7々基)的色
ο通過像這樣使用具有互鎖基團的色素，在多孔性半導(dǎo)體層與色素的接觸面存在互鎖基團，可以在激發(fā)狀態(tài)的色素與構(gòu)成多孔性半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體的傳導(dǎo)帶之間形成電結(jié)合，由此可以使多孔性半導(dǎo)體層與色素之間的電子移動變得容易。作為這樣的互鎖基團，可以舉出羧基、烷氧基、羥基、磺基、酯基、巰基、膦?；?。 其中優(yōu)選使用具有羧基、羥基、磺酸基和膦酰基作為互鎖基團的色素，進(jìn)一步優(yōu)選使用具有羧基的色素。作為這樣的具有互鎖基團的色素，可以舉出例如聯(lián)吡啶釕系色素、偶氮系色素、醌系色素、醌亞胺系色素、方酸系色素、花青苷系色素、部花青系色素、P卜啉系色素、酞菁系色素、靛藍(lán)系色素、萘酞菁系色素等。作為在多孔性半導(dǎo)體層吸附色素的方法，可以舉出將在第1電極11上形成多孔性半導(dǎo)體層的部件浸漬于溶解有色素的溶液(以下也稱為“色素吸附用溶液”)中的方法。在這里，用于色素吸附用溶液的溶劑，只要是能夠溶解色素的溶劑，就可以是任意溶劑，可以舉出醇類、酮類、醚類、氮化合物類、鹵代脂肪族烴、脂肪族烴、芳香族烴、酯類、水等。另外，也可以將這些溶劑的2種以上混合使用。在這里，作為醇類，可以使用乙醇。作為酮類，可以使用丙酮，作為醚類，可以使用二乙醚、四氫呋喃等。作為氮化合物類可以舉出乙腈，作為鹵代脂肪族烴可以舉出氯仿，作為脂肪族烴可以舉出己烷，作為芳香族烴可以舉出苯，作為酯類，可以舉出乙酸乙酯、乙酸丁酯等。該色素吸附用溶液中的色素濃度可以根據(jù)使用的色素和溶劑的種類而適當(dāng)調(diào)整， 為了提高吸附功能，優(yōu)選盡可能高濃度，優(yōu)選為例如lX10_5mOl/L以上的濃度?！炊嗫仔越^緣層〉在本實施方式中，多孔性絕緣層42是為了阻止光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43的電連接而設(shè)置。這樣的多孔性絕緣層42優(yōu)選以光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43不接觸的方式在光電轉(zhuǎn)換層41上無間隙地形成多孔性絕緣層42。另外，從阻止光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43的電連接的觀點考慮，多孔性絕緣層 42優(yōu)選使用高電阻材料，在高電阻材料中更優(yōu)選使用氧化物半導(dǎo)體。在氧化物半導(dǎo)體中進(jìn)一步優(yōu)選使用將選自氧化鋯、氧化鎂、氧化鋁和氧化鈦中的1種或2種以上進(jìn)行組合的半導(dǎo)體。從將載流子輸送部中的氧化還原種(電解質(zhì))引入內(nèi)部、且使氧化還原種(電解質(zhì))移動的觀點考慮，多孔性絕緣層42優(yōu)選為在內(nèi)部具有連續(xù)氣泡的多孔體。
另外，作為阻止光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43的電連接的方法，可以舉出將光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43的接觸面積降低。降低該光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43的接觸面積的情況下，優(yōu)選減少多孔性絕緣層42的表面積。作為減少多孔性絕緣層42的表面積的方法，可以舉出減少成為多孔性絕緣層材料的微粒表面的凹凸的方法，將成為多孔性絕緣層材料的微粒的大小增大的方法等。從提高光電轉(zhuǎn)換元件的發(fā)光效率的觀點考慮，多孔性絕緣層42優(yōu)選使用折射率高的材料。通過像這樣在多孔性絕緣層42使用折射率高的材料，可以將透射光電轉(zhuǎn)換層41 的外光反射而再度入射光電轉(zhuǎn)換層41。多孔性絕緣層42可以通過涂布含有半導(dǎo)體粒子的糊劑后進(jìn)行燒成而形成。作為涂布含有半導(dǎo)體粒子的糊劑的方法，可以舉出網(wǎng)版印刷法、噴墨法等。應(yīng)予說明，多孔性絕緣層42的膜厚過薄的情況下，可通過進(jìn)行2次以上的膜形成工序來將多孔性絕緣層42厚膜化，由此可以避免光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43的接觸?！创呋瘎印翟诒緦嵤┓绞街?，催化劑層43可以為了促進(jìn)多孔性絕緣層42中含有的載流子輸送部(氧化還原種)的反應(yīng)而設(shè)置。這樣的催化劑層43的形成方法沒有特別限定，優(yōu)選使用例如電子束蒸鍍、濺射等。另外，催化劑層43根據(jù)在多孔性半導(dǎo)體層吸附色素的時間而優(yōu)選的形狀不同。 艮口，在多孔性半導(dǎo)體層吸附色素后，形成催化劑層43時，催化劑層43的形狀沒有特別限定， 可以為任意形狀。另一方面，在多孔性半導(dǎo)體層吸附色素之前形成催化劑層43的情況下， 優(yōu)選催化劑層43為網(wǎng)狀之類的具有很多孔的形狀，使得多孔性半導(dǎo)體層容易吸附色素。另夕卜，從增大與氧化還原種的接觸面積的觀點考慮，催化劑層43的形狀優(yōu)選為多孔體。構(gòu)成催化劑層43的材料，可以使用 ^、&)和鉬族的Ru、他、Pd、Os、Ir、Pt之類的 8族元素、炭黑、科琴黑、碳納米管、富勒烯等碳類、PED0T/PSS(H)。但是，在載流子輸送部使用腐蝕性高的鹵素系的氧化還原種時，從長期穩(wěn)定性的觀點考慮，催化劑層43優(yōu)選使用碳化合物或鉬之類的耐腐蝕性高的材料。〈貫通部〉在本實施方式中，貫通部50可以以第1絕緣性基板10與第2絕緣性基板20介由單元間絕緣部15而接觸的方式設(shè)于第2電極21。在本實施方式中，貫通部50通過部分性地除去第2電極21而形成。應(yīng)予說明，本實施方式的濕式太陽能電池模塊中，第2電極21 設(shè)有貫通部50，但本發(fā)明的濕式太陽能電池模塊的特征是在光電轉(zhuǎn)換元件30所包含的第1 電極11或第2電極21中的任一方或雙方設(shè)有貫通部50。如圖13所示，以往的色素增感太陽能電池模塊在第2電極121未設(shè)有貫通部。因此，通過在多孔性的第2電極121滲入構(gòu)成單元間密封部117的材料而介由第2電極121 來連接單元間絕緣體116與單元間密封部117。即，利用單元間絕緣體116和單元間密封部 117來連接第1絕緣性基板110與第2絕緣性基板120。但是，在圖13的色素增感太陽能電池模塊中，不是介由第2電極121將單元間絕緣體與單元間密封部化學(xué)鍵合而僅是物理接觸而連接。因此，第1絕緣性基板110與第2 絕緣性基板的密合力和粘接力不足。因此，單元間絕緣體116和單元間密封部117在與第2 電極121連接的部位的界面容易剝離。由于在該界面剝離，單元間的電解液在單元間移動，色素增感太陽能電池模塊的性能容易劣化。然而，在本實施方式的濕式太陽能電池模塊中，第2電極21存在貫通部，所以成為與光電轉(zhuǎn)換部40、單元間絕緣體16等連接的構(gòu)造。第2電極21與光電轉(zhuǎn)換部40的連接是在多孔性絕緣層42、催化劑層43之類的多孔性的材質(zhì)上形成第2電極21。因此，使得光電轉(zhuǎn)換部40與第2電極21物理接觸。由此，光電轉(zhuǎn)換部40、即多孔性絕緣層42、催化劑層43 與第2電極21粘接。進(jìn)而，第2電極21介由預(yù)先形成的貫通部與單元間絕緣體16連接。 通過這樣設(shè)置，單元間密封部17通過介由貫通部可以直接與單元間絕緣體16 —體化。通過像本發(fā)明這樣在貫通部50內(nèi)設(shè)置單元間密封部17，從而單元間密封部17與單元間絕緣體16 —體化，所以可以抑制在與第2電極21連接的部位、即光電轉(zhuǎn)換部40和單元間密封部17等的界面發(fā)生剝離。特別是由于在第2電極21與單元間密封部17的界面不發(fā)生剝離，從而可以抑制單元間彼此的電解液的流動，從而可以提供單元性能難以劣化、 耐久性優(yōu)異的濕式太陽能電池模塊。在本實施方式中，第1電極11在第1絕緣性基板10上夾持絕緣部5而相離地形成有多個，與此相對，第2電極21并不是在第2絕緣性基板20上夾持貫通部50而相離地形成有多個。也就是說，貫通部50以僅第2電極21的一部分被除去來保障第2電極21的電導(dǎo)通的方式形成。圖1中的貫通部50不過是表示部分性地除去構(gòu)成第2電極21的材料的情形，并不是表示第2電極21相離。第1電極11之間的絕緣部5是為了確保相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30的絕緣而形成的， 所以與本發(fā)明的“貫通部”不同。在這里，本發(fā)明中的“絕緣部”與“貫通部”的不同在于是否形成有殘留部，利用以下的圖2和圖3說明其不同。圖2是表示設(shè)在第1絕緣性基板上的第1電極與絕緣部的概略圖，圖3是表示設(shè)在第2絕緣性基板上的第2電極與貫通部的概略圖。在本實施方式的絕緣部5是為了將第1絕緣性基板10上形成的多個第1電極11 的各第1電極11絕緣而設(shè)置。因此，如圖2所示，絕緣部5設(shè)置成將第1電極11完全分離。另一方面，本實施方式中的貫通部50是為了單元間絕緣部15與第2絕緣性基板 20連接而設(shè)在第2電極21。但是，如圖3所示，為了防止第2電極21被貫通部50截段而設(shè)置殘留部51。通過這樣設(shè)置殘留部51，第2電極21不被截段，所以光電轉(zhuǎn)換元件的電連接不斷開。圖4是從第2電極側(cè)看在第2電極設(shè)置貫通部之前的濕式太陽能電池模塊時的概略平面圖。除去第2絕緣性基板后從上面看實施方式1的濕式太陽能電池模塊時，如圖4所示，第1電極11上設(shè)有第2電極21，第2電極21的周圍設(shè)有外周密封層19。并且，第2電極21中的虛線表示的區(qū)域的下部形成有單元間絕緣體16，通過除去該單元間絕緣體16上的第2電極21的一部分，形成貫通部50。形成貫通部50的方法只要是能夠?qū)⒌?電極21的一部分除去的方法就可以使用以往公知的方法，例如可以舉出利用激光除去第2電極21的方法，利用機械性的針來除去第2電極21的方法，利用光刻法除去第2電極21的方法，通過進(jìn)行干蝕刻或濕蝕刻而除去第2電極21的方法等。光刻法和蝕刻法可以在形成所需的掩模圖案后，僅露出要除去的第2電極21的部位后，進(jìn)行蝕刻處理而除去第2電極21。第2電極21形成的貫通部的大小只要具有第1絕緣性基板10與第2絕緣性基板 20能夠介由單元間絕緣部15接觸的程度的剖面即可。圖5 圖7是表示從第2電極21側(cè)看在對圖4所示的第2電極21設(shè)置貫通部50 后、且貼合第2絕緣性基板20之前的濕式太陽能電池模塊時的一個例子的概略平面圖。在除去第2絕緣性基板后從上面看實施方式1的濕式太陽能電池模塊的情況下，優(yōu)選形成圖 5 圖7所示的貫通部50。應(yīng)予說明，該貫通部50的形狀和大小始終只是一個例子。如圖5所示，在第2電極21的一部分以露出單元間絕緣體16的方式形成有貫通部50。應(yīng)予說明，第2電極21需要相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件之間的電連接，所以優(yōu)選具有殘留部51。另外，雖然在后述的實施方式2的濕式太陽能電池模塊進(jìn)行說明，但如圖8所示， 也可以在外周密封層19的正下方的第1電極11的部分設(shè)置貫通部50。通過在這樣的位置設(shè)置貫通部50，可以使第1絕緣性基板10與第2絕緣性基板20介由單元間絕緣部15的連接更牢固。〈載流子輸送部〉在本實施方式中，載流子輸送部8由能夠輸送離子的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，除了通過填充于第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20之間而設(shè)置以外，還包括在多孔性絕緣層 42中。作為這樣的導(dǎo)電性材料，可以舉出例如電解液、高分子電解質(zhì)等離子導(dǎo)電體，但優(yōu)選使用含有氧化還原性電解質(zhì)的離子導(dǎo)電體。作為這樣的氧化還原性電解質(zhì)，可以舉出例如鐵系、鈷系等金屬類、氯、溴、碘等鹵素化合物，其中，一般經(jīng)常使用碘。應(yīng)予說明，電解液的揮發(fā)成為問題的情況下，可以代替溶劑而使用熔融鹽。作為氧化還原種使用碘時，只要是能夠用于電池等的化合物就沒有特別的限定， 可以使用任何化合物，但優(yōu)選將金屬碘化物和碘組合使用。在這里，作為該金屬碘化物，可以舉出碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化鈣等。另外，還可以在上述的氧化還原種中混入被稱為碘化二甲基丙基咪唑的咪唑鹽。另外，作為用于載流子輸送部的溶劑，可以使用碳酸丙烯酯等碳酸酯化合物、乙腈等腈化合物、乙醇等醇類、另外，可以使用水、非質(zhì)子極性物質(zhì)等。其中，優(yōu)選使用碳酸酯化合物和腈化合物，也可以將這些溶劑的2種以上混合使用。載流子輸送部為液體的情況下， 有時僅稱為電解液，也有時將電解液中所含的成分稱為電解質(zhì)。電解質(zhì)的濃度根據(jù)所使用的電解質(zhì)的種類而不同，優(yōu)選為0. 01 1. 5mol/L。<Z型的濕式太陽能電池模塊的制造方法>圖1的Z型的濕式太陽能電池模塊的制造方法具備以下工序在第1絕緣性基板 10上相離地形成多個第1電極11的工序，在相離地設(shè)置的多個第1電極11的彼此之間形成單元間絕緣體16的工序；在上述的各第1電極11上形成光電轉(zhuǎn)換部40的工序，該光電轉(zhuǎn)換部40包含由擔(dān)載有色素的多孔性半導(dǎo)體層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層41、含有載流子輸送部的多孔性絕緣層42和催化劑層43 ；從光電轉(zhuǎn)換部40超過單元間絕緣體16而在相鄰的第 1電極11上形成第2電極21的工序；在第2電極21形成貫通部50的工序；介由單元間絕緣體16上形成的貫通部50而具備未固化樹脂材料，將第2絕緣性基板20載置于未固化樹脂材料上后，使未固化樹脂材料固化而形成單元間密封部17的同時固定第2絕緣性基板20的工序；以及在第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20之間的外周形成外周密封層19的工序。(實施方式2)圖8是表示實施方式2的濕式太陽能電池模塊的概略剖視圖。如圖8所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊是Z型的濕式太陽能電池模塊，在外周密封層19的正下方的第1電極11形成有貫通部50，除此以外與實施方式1的濕式太陽能電池模塊相同。通過像這樣在外周密封層19的正下方設(shè)置貫通部50，可以使第1絕緣性基板10 與第2絕緣性基板20介由單元間絕緣部的連接更牢固。(實施方式3)圖9是表示實施方式3的濕式太陽能電池模塊的概略剖視圖。如圖9所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊2是W型的濕式太陽能電池模塊，第1光電轉(zhuǎn)換元件30a與第2光電轉(zhuǎn)換元件30b交替且相離地配置，具備3個第1光電轉(zhuǎn)換元件30a和2個第2光電轉(zhuǎn)換元件30b。本實施方式的濕式太陽能電池模塊的第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20均具有透光性時，受光面可以是第1絕緣性基板10或第2絕緣性基板中的任意一個， 也可以兩面均是受光面。另外，只有第1絕緣性基板10具有透光性時，第1絕緣性基板10 側(cè)為受光面，第2絕緣性基板20側(cè)為非受光面。在這里，第1光電轉(zhuǎn)換元件30a和第2光電轉(zhuǎn)換元件30b均是在第1絕緣性基板 10上從第1電極11側(cè)依次層疊有第1電極11、光電轉(zhuǎn)換層41、載流子輸送部8、催化劑層 43和第2電極21，第2光電轉(zhuǎn)換元件30b是在第1絕緣性基板10上從第1電極11側(cè)依次層疊有第1電極11、催化劑層43、載流子輸送部8、光電轉(zhuǎn)換層41和第2電極21。如圖9所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊2具有以下構(gòu)造通過相鄰的第1 光電轉(zhuǎn)換元件30a與第2光電轉(zhuǎn)換元件30b共有并使用第1電極11或第2電極21中的任一方，從而電串聯(lián)連接，相鄰的第1光電轉(zhuǎn)換元件30a與第2光電轉(zhuǎn)換元件30b之間形成有單元間絕緣部15，單元的外周部形成有外周密封層19，由此可以填充并密封各單元間。由圖9可知，第1光電轉(zhuǎn)換元件30a的第2電極21與相鄰的第2光電轉(zhuǎn)換元件 30b的第2電極21共有，第2光電轉(zhuǎn)換元件30b的第1電極11與相鄰的第1光電轉(zhuǎn)換元件30a的第1電極11共有，從而各光電轉(zhuǎn)換元件串聯(lián)連接。另外，以與第1光電轉(zhuǎn)換元件 30a和第2光電轉(zhuǎn)換元件30b之間的單元間絕緣部15連接的方式在第1電極11和第2電極21形成有貫通部50。以下，僅說明構(gòu)成本實施方式的W型的濕式太陽能電池模塊的各結(jié)構(gòu)部件中與構(gòu)成實施方式1的Z型的濕式太陽能電池模塊的各結(jié)構(gòu)部件不同的部件?！簇炌ú俊当緦嵤┓绞降腤型的濕式太陽能電池模塊的特征是在光電轉(zhuǎn)換元件30的第1電極11或第2電極21中的任一方或者雙方設(shè)有貫通部50。貫通部50為了將相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件電連接，需要第1電極11和第2電極21的一部分作為殘留部而剩余，例如可以形成為與上述的圖5 圖7所示的貫通部50相同的形狀。這樣的貫通部50只要確保第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20介由單元間絕緣部15接觸所需的足夠的面積即可。貫通部50的剖面面積只要是能夠確保第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20
17能介由單元間絕緣部15而連接的面積即可。在第1電極11形成貫通部50的方法可以使用與在第2電極21形成貫通部50的方法相同的方法。〈第2電極〉第2電極21為了使相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件電連接而設(shè)于第2絕緣性基板20上。本實施方式的W型的濕式太陽能電池模塊不是像Z型的濕式太陽能電池模塊那樣使第1電極 11與第2電極21接觸而電連接，而是通過共有相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30的第2電極21而電連接?！磫卧g絕緣部〉在本實施方式中，單元間絕緣部15只要是能確保第1光電轉(zhuǎn)換元件30a與第2光電轉(zhuǎn)換元件30b的絕緣性，并且能防止氧化還原種的通過的膜，則并不一定僅限于無機氧化物，可以是感光性樹脂或熱固性樹脂。如圖9所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊中作為單元間絕緣部15僅由單元間密封部形成，但也可以由單元間絕緣部和單元間密封部形成?！炊嗫仔越^緣層〉在W型的濕式太陽能電池模塊中，不一定要設(shè)置Z型的濕式太陽能電池模塊中使用的多孔性絕緣層，只要設(shè)有載流子輸送部8即可。即便光電轉(zhuǎn)換層41上設(shè)有多孔性絕緣層時，多孔性絕緣層也含有載流子輸送部，并且可以抑制光電轉(zhuǎn)換層41與催化劑層43的接觸，所以更優(yōu)選。應(yīng)予說明，在W型的濕式太陽能電池模塊中，也可以替換光電轉(zhuǎn)換層41與載流子輸送部8的順序，進(jìn)而，即使設(shè)有多孔性絕緣層，也可以替換光電轉(zhuǎn)換層41與多孔性絕緣層的順序?！碬型的濕式太陽能電池模塊的制造方法>本實施方式的濕式太陽能電池模塊的制造方法的特征是具備以下工序具備在透光性的第1絕緣性基板10上相離地形成有多個的、依次層疊第1電極11、光電轉(zhuǎn)換層41、 載流子輸送部8、催化劑層43、第2電極21而成的第1光電轉(zhuǎn)換元件30a，和在透光性的第 1絕緣性基板10上依次層疊第1電極11、催化劑層43、載流子輸送部8、光電轉(zhuǎn)換層41、第 2電極21而成的第2光電轉(zhuǎn)換元件30b，在第1光電轉(zhuǎn)換元件30a的第2電極21和第2光電轉(zhuǎn)換元件30b的第2電極21上具有第2絕緣性基板20，在透光性的第1絕緣性基板10 與第2絕緣性基板20之間，使1個以上的第1光電轉(zhuǎn)換元件30a和1個以上的第2光電轉(zhuǎn)換元件30b交替并列，并將相鄰的第1光電轉(zhuǎn)換元件30a和第2光電轉(zhuǎn)換元件30b電串聯(lián)連接。進(jìn)而，在第2電極21形成貫通部50后，對該貫通部50填充未固化樹脂材料。然后，將第2絕緣性基板20載置于未固化樹脂材料上后，將未固化樹脂材料固化而形成單元間絕緣部15。然后，優(yōu)選固定第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20，在貼合的第1絕緣性基板10和第2絕緣性基板20之間的外周形成外周密封層19。(實施方式4)圖10是表示實施方式4的濕式太陽能電池模塊的概略剖視圖。如圖10所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊除了在實施方式3的濕式太陽能電池模塊的(圖10中的左側(cè)的)外周密封層19的正下方的第1電極11和(圖10中的右側(cè)的)外周密封層19的正上方的第2電極21形成有貫通部50以外，與實施方式3的濕式太陽能電池模塊相同。通過在這樣的位置設(shè)置貫通部50，可以使第1絕緣性基板10與第2絕緣性基板 20介由單元間絕緣部的接觸更牢固。(實施方式5)圖11是表示實施方式5的濕式太陽能電池模塊的概略剖視圖。如圖11所示，本實施方式的濕式太陽能電池模塊除了在與位于實施方式3的濕式太陽能電池模塊最外的外周密封層19連接的第1電極11和第2電極21形成有貫通部50以外，與實施方式3的濕式太陽能電池模塊相同。通過在這樣的位置設(shè)置貫通部50，可以使第1絕緣性基板10與第2絕緣性基板 20的接觸更牢固。〈實施例〉(實施例1)在實施例1中制作圖1所示的Z型的濕式太陽能電池模塊。首先，準(zhǔn)備縱60mmX 橫36mm的帶有Sr^2膜的玻璃基板(商品名帶有Sr^2膜的玻璃(日本板硝子公司制))。 在這里，玻璃基板與第1絕緣性基板10對應(yīng)。對于該第1絕緣性基板10表面的作為導(dǎo)電膜的SnA膜，將距第1絕緣性基板10 的左端9. 5mm的位置、和從該位置起以6. 5mm間隔的3處的位置用激光劃片沿縱向平行切斷，形成了寬度為100 μ m的絕緣部5和由SnO2構(gòu)成的第1電極11。接著，在上述形成的絕緣部5上以絕緣部5為中心且略微溢出兩側(cè)的第1電極11 上的方式利用網(wǎng)版印刷機(LS-34TVA(NEWL0NG公司制))涂布含有SW2的糊劑。然后，通過將含有S^2的糊劑以500°C燒成60分鐘，形成了致密的單元間絕緣體16。該單元間絕緣體16的膜厚為28 μ m、寬度為0. 6mm、長度為60mm。接著，在沒有形成單元間絕緣體16的第1電極11上，利用網(wǎng)版印刷機涂布平均粒徑13nm的氧化鈦糊劑(商品名Ti-Nanoxide D/SP(Solaronix公司制))。然后，通過將氧化鈦糊劑在500°C燒成60分鐘，形成了膜厚15 μ m的多孔性半導(dǎo)體層。上述的多孔性半導(dǎo)體層以距第1絕緣性基板10的左端6. 4mm的位置為中心并以寬度5mm、長度50mm的尺寸形成1個，從其左端的多孔性半導(dǎo)體層的中心開始以6. 5mm的間隔形成3個同樣尺寸的多孔性半導(dǎo)體層。這樣在第1絕緣性基板10的第1電極11上形成有4個多孔性半導(dǎo)體層。接著，在多孔性半導(dǎo)體層上利用網(wǎng)版印刷機涂布含有平均粒徑50nm的氧化鋯粒子的糊劑。然后，通過在500°C燒成60分鐘而形成平坦部分的膜厚為7 μ m的多孔性絕緣層42。該多孔性絕緣層42以距第1絕緣性基板10的左端6. 6mm的位置為中心，以寬度為 5. 2mm、長度為50mm的尺寸形成1個，從該多孔性絕緣層42的中心開始以6. 5mm的間隔形成同樣尺寸的3個多孔性絕緣層42。接著，在上述多孔性絕緣層42上利用電子束蒸鍍機形成由膜厚50nm的Pt膜構(gòu)成的催化劑層43。然后，在催化劑層43、單元間絕緣體16和相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件30的第1 電極11上利用電子束蒸鍍機形成由膜厚300nm的Ti膜構(gòu)成的第2電極21。接著，利用激光劃片除去第2電極21的一部分，直到能看到單元間絕緣體16，從而形成了如圖5所示的貫通部50(寬度0. 4mmX長度45mm)。
接著，在乙醇(Aldrich Chemical Company制)中溶解下述化學(xué)式的N719 (商品名Ru53^iSTBA(S0lar0niX公司制))，使其濃度為3X 10_4mOl/L，從而制備了色素吸附用溶液。然后，在上述制備的色素吸附用溶液中將具有由氧化鈦構(gòu)成的多孔性半導(dǎo)體層的第1絕緣性基板10浸漬120小時，從而在多孔性半導(dǎo)體層吸附色素。然后，將從色素吸附用溶液取出的第1絕緣性基板10用乙醇(Aldrich Chemical Company制)清洗后，進(jìn)行干燥而形成了光電轉(zhuǎn)換層41。[化1]
權(quán)利要求
1.一種濕式太陽能電池模塊(1)，其特征在于，是2個以上的光電轉(zhuǎn)換元件(30)相離地配置且被夾持于第1絕緣性基板(10)與第2絕緣性基板00)之間的濕式太陽能電池模塊⑴，所述各光電轉(zhuǎn)換元件(30)由第1電極(11)、光電轉(zhuǎn)換部GO)和第2電極構(gòu)成， 相離且被狹持配置的所述光電轉(zhuǎn)換元件(30)之間設(shè)有單元間絕緣部(15)， 所述第1電極(11)或所述第2電極中的至少一個設(shè)有貫通部(50)， 所述貫通部(50)中填充有所述單元間絕緣部(1 的部件，所述第1絕緣性基板(10)與所述第2絕緣性基板O0)之間的至少一部分不介由所述第1電極(11)或所述第2電極而通過所述單元間絕緣部(1 進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述貫通部(50)在其內(nèi)部填充有構(gòu)成所述單元間絕緣部(1 的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部GO) 與所述單元間絕緣部(1 連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述光電轉(zhuǎn)換元件(30)在所述第1絕緣性基板(10)上依次層疊有第1電極(11)、光電轉(zhuǎn)換部GO)和第 2電極01)，所述光電轉(zhuǎn)換部GO)由光電轉(zhuǎn)換層(41)、含有載流子輸送部(8)的多孔性絕緣層 (42)、以及催化劑層03)構(gòu)成，所述光電轉(zhuǎn)換層Gl)是在多孔性半導(dǎo)體層擔(dān)載有色素的層， 從所述第1電極(11)側(cè)依次層疊有所述光電轉(zhuǎn)換層(41)、所述含有載流子輸送部(8) 的多孔性絕緣層(42)、以及所述催化劑層03)，在由所述第1絕緣性基板(10)、所述第2絕緣性基板OO)和所述單元間絕緣部(15) 圍成的空間設(shè)有載流子輸送部(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，相鄰的2個所述光電轉(zhuǎn)換元件(30)中，一個光電轉(zhuǎn)換元件(30)的所述第2電極與另一個光電轉(zhuǎn)換元件(30)的所述第1電極(11)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述光電轉(zhuǎn)換元件(30)中交替且相離地配置有1個以上的第1光電轉(zhuǎn)換元件(30a) 和1個以上的第2光電轉(zhuǎn)換元件(30b)，所述第1光電轉(zhuǎn)換元件(30a)和所述第2光電轉(zhuǎn)換元件(30b)均在所述第1絕緣性基板(10)上依次層疊有第1電極(11)、光電轉(zhuǎn)換部GO)和第2電極Ol)，所述第1光電轉(zhuǎn)換元件(30a)的光電轉(zhuǎn)換部00)從所述第1電極(11)側(cè)依次層疊有光電轉(zhuǎn)換層(41)、載流子輸送部(8)、以及催化劑層03)，所述第2光電轉(zhuǎn)換元件(30b)的光電轉(zhuǎn)換部00)從所述第1電極(11)側(cè)依次層疊有催化劑層(43)、載流子輸送部(8)、以及光電轉(zhuǎn)換層01)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述第1光電轉(zhuǎn)換元件 (30a)與同該第1光電轉(zhuǎn)換元件(30a)相鄰的所述第2光電轉(zhuǎn)換元件(30b)通過所述第1 電極(11)或所述第2電極Ol)而電串聯(lián)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述第2電極(21)由對所述載流子輸送部(8)具有耐腐蝕性的材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述第2電極 (21)由選自Ti、Ni和Au中的至少1種金屬或含有該金屬中的至少1種的化合物、摻氟氧化錫、或ITO中的任一種構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，在2個以上所述光電轉(zhuǎn)換元件(30)的外周部中的、所述第1絕緣性基板(10)和所述第2絕緣性基板 (20)之間形成有外周密封層(19)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述單元間絕緣部(1 至少包含單元間密封部(17)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11中任一項所述的濕式太陽能電池模塊(1)，其中，所述單元間絕緣部(1 由單元間絕緣體(16)和單元間密封部(17)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的濕式太陽能電池模塊(1)，其特征在于，是2個以上的光電轉(zhuǎn)換元件(30)相離地配置且夾持于第1絕緣性基板(10)與第2絕緣性基板(20)之間的濕式太陽能電池模塊，光電轉(zhuǎn)換元件(30)在第1絕緣性基板(10)上依次層疊有第1電極(11)、光電轉(zhuǎn)換部(40)和第2電極(21)，包含在光電轉(zhuǎn)換元件(30)中的第1電極(11)或第2電極(21)中的至少一個具有貫通部(50)，相鄰的2個光電轉(zhuǎn)換元件(30)的光電轉(zhuǎn)換部(40)之間具有將貫通部(50)貫通的單元間絕緣部(15)，由第1絕緣性基板(10)、第2絕緣性基板(20)和單元間絕緣部(15)圍成的空間設(shè)有載流子輸送部(8)。
文檔編號H01M14/00GK102460821SQ20108002888
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者千葉恭男, 古宮良一, 山中良亮, 片山博之, 福井篤, 福家信洋 申請人:夏普株式會社