JP5096064B2 - Dye-sensitized solar cell module - Google Patents

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Description

本発明は、色素増感型太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell module.

化石燃料に代るエネルギー源として太陽光を電力に変換できる太陽電池が注目されている。現在、一部実用化され始めた太陽電池としては、結晶系シリコン基板を用いた太陽電池及び非結晶系薄膜シリコン太陽電池がある。   Solar cells that can convert sunlight into electric power are attracting attention as an energy source to replace fossil fuels. Currently, solar cells that have been partially put into practical use include solar cells using crystalline silicon substrates and amorphous thin-film silicon solar cells.

新しいタイプの太陽電池としては、特許文献1に金属錯体の光誘起電子移動を応用した色素増感型太陽電池が示されている。図3を用いて説明する。この色素増感型太陽電池は、2枚のガラス基板100、101にそれぞれに形成された導電膜(電極)102、106とそれらの間に形成された封止層103、103とで囲まれた領域に、色素が吸着した金属酸化物半導体層である光電変換層104と、キャリア輸送層(電解液)107と触媒層105とが積層されてなる。この色素増感型太陽電池において、光が照射されると光電変換層104で電子が発生し、発生した電子は、受光面側の導電膜102及び外部電気回路を通って他方の導電膜106及び触媒層105へ移動し、さらにキャリア輸送層107中のイオンにより光電変換層104へ運ばれて戻る。このような電子の移動の繰り返しにより電気エネルギーが取り出される。   As a new type of solar cell, Patent Document 1 discloses a dye-sensitized solar cell to which photoinduced electron transfer of a metal complex is applied. This will be described with reference to FIG. This dye-sensitized solar cell is surrounded by conductive films (electrodes) 102 and 106 formed on two glass substrates 100 and 101, respectively, and sealing layers 103 and 103 formed therebetween. In the region, a photoelectric conversion layer 104 that is a metal oxide semiconductor layer on which a dye is adsorbed, a carrier transport layer (electrolytic solution) 107, and a catalyst layer 105 are stacked. In this dye-sensitized solar cell, when light is irradiated, electrons are generated in the photoelectric conversion layer 104, and the generated electrons pass through the conductive film 102 on the light-receiving surface side and the other conductive film 106 through the external electric circuit. It moves to the catalyst layer 105 and is further carried back to the photoelectric conversion layer 104 by ions in the carrier transport layer 107. Electric energy is taken out by repeating such movement of electrons.

非特許文献1には、色素増感型太陽電池モジュールが開示されており、Z型モジュールは、図4のような構造になっている。透明導電膜(電極)112を短冊形にパターニング形成したガラス基板110と、透明導電膜(電極)116と触媒層115とを順次、短冊形にパターニング形成したガラス基板111との間に、複数の光電変換素子が形成され、かつ隣接する光電変換素子間に、一対の絶縁層113、113にて挟んだ接続導電層118が形成され、この接続導電層118は上下の透明導電膜112、116とを電気的に接続している。光電変換素子は、下の透明導電膜112側から光電変換層114、キャリア輸送層117及び触媒層115が順に積層されてなる。
特許第2664194号公報 早瀬修二、藤島昭編集「色素増感型太陽電池の開発技術」、技術教育出版、2003年6月6日、208頁
Non-Patent Document 1 discloses a dye-sensitized solar cell module, and the Z-type module has a structure as shown in FIG. Between a glass substrate 110 on which a transparent conductive film (electrode) 112 is patterned and formed in a strip shape, and a glass substrate 111 on which a transparent conductive film (electrode) 116 and a catalyst layer 115 are sequentially patterned in a strip shape, a plurality of A photoelectric conversion element is formed, and a connection conductive layer 118 sandwiched between a pair of insulating layers 113 and 113 is formed between adjacent photoelectric conversion elements. The connection conductive layer 118 is connected to upper and lower transparent conductive films 112 and 116. Are electrically connected. The photoelectric conversion element is formed by sequentially laminating a photoelectric conversion layer 114, a carrier transport layer 117, and a catalyst layer 115 from the lower transparent conductive film 112 side.
Japanese Patent No. 2664194 Edited by Shuji Hayase and Akira Fujishima, “Dye-sensitized solar cell development technology”, Technical Education Publishing, June 6, 2003, p. 208

一般的に色素増感型太陽電池においては、透明導電膜を備えた支持体上に多孔質半導体層を形成する過程で、450〜500℃の温度で焼成することが好ましい。このため、支持体が反るという問題が生じる。すなわち、支持体の端に向かって、基板間距離が広がることになる。このため、基板間距離の広がりにより、キャリア輸送層の厚みが増し、抵抗が増大するため、曲線因子(フィルファクタFF)が悪くなる。したがって、この反りによる基板間距離の違いにより、モジュール内の単セルの特性がばらつくという問題が生じる。   In general, in a dye-sensitized solar cell, it is preferably fired at a temperature of 450 to 500 ° C. in the process of forming a porous semiconductor layer on a support provided with a transparent conductive film. For this reason, the problem that a support body warps arises. That is, the distance between the substrates increases toward the end of the support. For this reason, the spread of the distance between the substrates increases the thickness of the carrier transport layer and increases the resistance, resulting in a poor fill factor (fill factor FF). Therefore, there arises a problem that the characteristics of the single cells in the module vary due to the difference in the distance between the substrates due to the warpage.

本発明は、上記の問題を解決するため、色素増感型太陽電池モジュールにおける単セルの特性のばらつきを抑え、高い性能を示す色素増感型太陽電池モジュールを提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a dye-sensitized solar cell module that exhibits high performance by suppressing variations in the characteristics of single cells in the dye-sensitized solar cell module.

本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、支持体上に透明導電膜とグリッドを備えた導電性支持体と、多孔質半導体層に色素を吸着させた多孔質光電変換層と、キャリア輸送層と、対極を含む光電変換素子を、複数個接続した色素増感型太陽電池モジュールであって、前記光電変換素子は直列接続されており、前記色素増感型太陽電池モジュールの単位面積あたりの前記グリッドの面積を、モジュールの中央部から端部に向かって相対的に広くすることを特徴とする。   The dye-sensitized solar cell module of the present invention includes a conductive support having a transparent conductive film and a grid on a support, a porous photoelectric conversion layer in which a dye is adsorbed on a porous semiconductor layer, and a carrier transport layer. And a dye-sensitized solar cell module in which a plurality of photoelectric conversion elements including a counter electrode are connected, wherein the photoelectric conversion elements are connected in series, and the unit per unit area of the dye-sensitized solar cell module The area of the grid is relatively wide from the center to the end of the module.

本発明は、色素増感型太陽電池モジュールにおいて、単位面積あたりのグリッドの面積が、直列接続されたモジュールの中央から、端部に向かい相対的に増加することにより、単セルの特性のばらつきを抑え、モジュールの特性を向上させた色素増感型太陽電池モジュールを提供できる。すなわち、グリッドを設けたことにより、電気抵抗を低減し、加えて単位面積あたりのグリッドの面積をモジュールの中央から端部に向かい相対的に増加させることにより、支持体の端部に反りが入っても単セルの特性のばらつきを抑え、その結果、モジュールの特性を向上させた色素増感型太陽電池モジュールを提供できる。   In the dye-sensitized solar cell module according to the present invention, the grid area per unit area is relatively increased from the center of the modules connected in series toward the end portion, thereby varying the characteristics of the single cell. It is possible to provide a dye-sensitized solar cell module that suppresses and improves the module characteristics. That is, by providing a grid, the electrical resistance is reduced, and in addition, the area of the grid per unit area is relatively increased from the center to the end of the module, thereby warping the end of the support. However, the dispersion | variation in the characteristic of a single cell is suppressed, As a result, the dye-sensitized solar cell module which improved the characteristic of the module can be provided.

本発明においては、支持体上に透明導電膜とグリッドを備えた導電性支持体と、前記導電性支持体上に設けられ多孔質半導体層に色素を吸着させた多孔質光電変換層と、キャリア輸送層と、対極を含む色素増感型光電変換素子を複数個、直列接続する。直列接続するためには、例えば、前記色素増感型光電変換素子間には導電性接続層を設け、前記導電性接続層は導電性支持体と、隣の対極と電気的に接続する構造とする。   In the present invention, a conductive support provided with a transparent conductive film and a grid on a support, a porous photoelectric conversion layer provided on the conductive support and having a porous semiconductor layer adsorbed with a dye, a carrier A plurality of dye-sensitized photoelectric conversion elements including a transport layer and a counter electrode are connected in series. In order to connect in series, for example, a conductive connection layer is provided between the dye-sensitized photoelectric conversion elements, and the conductive connection layer is electrically connected to a conductive support and an adjacent counter electrode. To do.

そして、前記太陽電池モジュールの単位面積あたりの前記グリッドの面積を、モジュールの中央部から端部に向かって相対的に広くする。相対的に広くする手段としては、例えば、前記太陽電池モジュールの単位面積あたりの前記グリッドの面積を、モジュールの中央部から、端部に向かって相対的に広くするか、又は前記グリッドの線幅は前記モジュールの中央部と端部では実質的に同一とし、かつ前記モジュールの中央から端部に向かって、前記グリッドの本数を増加させる。   And the area of the said grid per unit area of the said solar cell module is made relatively wide toward the edge part from the center part of a module. As a means for relatively widening, for example, the area of the grid per unit area of the solar cell module is relatively widened from the center of the module toward the end, or the line width of the grid Is substantially the same at the center and end of the module, and increases the number of grids from the center to the end of the module.

本発明においては、前記モジュールの光電変換素子あたりの前記グリッドの面積を、モジュールの中央部の光電変換素子から、直列接続方向の端部の光電変換素子に向かって相対的に広くしてもよい。   In the present invention, the area of the grid per photoelectric conversion element of the module may be relatively increased from the photoelectric conversion element at the center of the module toward the photoelectric conversion element at the end in the serial connection direction. .

本発明においては、前記モジュールの中央の光電変換素子から直列接続方向の端部の光電変換素子に向かって、前記グリッドの本数を増加させてもよい。   In the present invention, the number of grids may be increased from the photoelectric conversion element at the center of the module toward the photoelectric conversion element at the end in the serial connection direction.

本発明においては、前記モジュールの中央から端部に向かって、前記多孔質光電変換層の面積を広くしてもよい。   In the present invention, the area of the porous photoelectric conversion layer may be increased from the center to the end of the module.

本発明においては、前記モジュールの中央の光電変換素子から直列接続方向の端部の光電変換素子に向かって、前記多孔質光電変換層の幅を広くしてもよい。   In the present invention, the width of the porous photoelectric conversion layer may be increased from the photoelectric conversion element at the center of the module toward the photoelectric conversion element at the end in the series connection direction.

また、前記グリッドは、くし型であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said grid is a comb type.

本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、対向する基板間に平面的に直列接続された複数の色素増感太陽電池セルからなる色素増感太陽電池モジュールである。以下に、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下の説明は一例にすぎず、種々の形態での実施が本発明の範囲内で可能である。   The dye-sensitized solar cell module of the present invention is a dye-sensitized solar cell module composed of a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series in a plane between opposing substrates. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described. In addition, the following description is only an example and implementation with a various form is possible within the scope of the present invention.

図1Aは、本発明の色素増感型太陽電池モジュール20の一実施形態の平面図、図1Bは図1AのI−I線断面図、図1Cは図1AのII−II線断面図を示している。   1A is a plan view of an embodiment of the dye-sensitized solar cell module 20 of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. ing.

図1Aに示すように色素増感型太陽電池モジュール20の平面から見て、導電性接続層22,22a〜22c’から一方向に垂直にグリッド21a〜21c’を接続して形成する。中央の開口部23はグリッドを形成しない例である。光は開口部23a〜23c’に照射され、ここで発生した電子は、グリッド及び透明導電膜を介して導電性接続層に流れる。   As shown in FIG. 1A, when viewed from the plane of the dye-sensitized solar cell module 20, grids 21a to 21c 'are connected to the conductive connection layers 22 and 22a to 22c' vertically in one direction. The central opening 23 is an example in which no grid is formed. Light is irradiated to the openings 23a to 23c ', and the electrons generated here flow to the conductive connection layer through the grid and the transparent conductive film.

図1Bにおいて、支持体11上に透明導電膜12と、多孔質光電変換層14と、キャリア輸送層15と、対極16が順に積層され、周囲は隔壁18a,18bで封止されている。グリッド13は、所定の部分の透明導電膜12上に形成されている。対極16は、触媒層16aと導電層16bとで構成してもよい。多孔質光電変換層14は、多孔質半導体層に色素が担持されている。図1Bにおいては、透明導電膜12とグリッド13をこの順番に示したが、逆の順番に積層しても良い。17は基板、19は接続層である。   In FIG. 1B, a transparent conductive film 12, a porous photoelectric conversion layer 14, a carrier transport layer 15, and a counter electrode 16 are sequentially stacked on a support 11, and the periphery is sealed with partition walls 18a and 18b. The grid 13 is formed on a predetermined portion of the transparent conductive film 12. The counter electrode 16 may be composed of a catalyst layer 16a and a conductive layer 16b. The porous photoelectric conversion layer 14 has a dye supported on a porous semiconductor layer. Although the transparent conductive film 12 and the grid 13 are shown in this order in FIG. 1B, they may be stacked in the reverse order. Reference numeral 17 denotes a substrate, and 19 denotes a connection layer.

図1Bにおいて、電子はαからβの方向に流れる。各光電変換素子は直列接続されているので、取り出される電流は1セルの電流と同等であるが、電圧は直列接続されたセルの数だけ昇圧される。したがって、高電圧低電流な電力を得ることができる。高電圧低電流な電力はジュール熱が発生しにくいことから電力ロスを少なくできる。この直列接続−集積タイプは、Z型ともいう(前記非特許文献1)。本発明は前記文献に記載されているW型としても良い。   In FIG. 1B, electrons flow from α to β. Since the photoelectric conversion elements are connected in series, the extracted current is equivalent to the current of one cell, but the voltage is boosted by the number of cells connected in series. Therefore, high voltage and low current power can be obtained. Since high voltage and low current power is less likely to generate Joule heat, power loss can be reduced. This series connection-integration type is also referred to as Z-type (Non-Patent Document 1). The present invention may be the W type described in the above-mentioned document.

図1Cに示すように、グリッド13を横切る断面は、透明導電膜12と、多孔質光電変換層14、キャリア輸送層15、対極16は連通している。   As shown in FIG. 1C, the transparent conductive film 12, the porous photoelectric conversion layer 14, the carrier transport layer 15, and the counter electrode 16 are in communication with each other across the grid 13.

(支持体)
本実施形態における支持体11は、一般的に色素増感型太陽電池の支持体として用いられている材料であれば、その材料は特に限定されない。例えば、ガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムなどを用いることができる。なお、支持体のいずれか一方は、光透過性を有することが必要である。ただし、少なくとも後述の増感色素に実効的な感度を有する波長の光を実質的に透過するものであればよく、必ずしも全ての波長の光に対して透過性を有することは要求されない。
(Support)
If the support body 11 in this embodiment is a material generally used as a support body of a dye-sensitized solar cell, the material will not be specifically limited. For example, glass, polyethylene terephthalate (PET) film, polyethylene naphthalate (PEN) film, or the like can be used. Note that either one of the supports needs to have optical transparency. However, it is sufficient that it transmits light having a wavelength having an effective sensitivity to at least a sensitizing dye described later, and is not necessarily required to be transparent to light having all wavelengths.

(透明導電膜)
本実施形態における透明導電膜12は、酸化インジウムスズ(ITO、インジウム−錫−酸化物合金ともいう。)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などがあげられる。これらの膜は、公知の種々の成膜手法を用いることにより作製することができる。
(Transparent conductive film)
Examples of the transparent conductive film 12 in this embodiment include indium tin oxide (ITO, also referred to as indium-tin-oxide alloy), tin oxide (SnO 2 ), and zinc oxide (ZnO). These films can be produced by using various known film forming techniques.

(グリッド)
本実施形態におけるグリッド13は、たとえば、支持体11上にグリッド13を形成した後に透明導電膜12を形成する方法や、また、透明導電膜12上にグリッド13を形成する方法を採用できる。また、グリッドを形成する前に、グリッドとのぬれ性がよい材料をあらかじめ下地層として形成しておいてから、グリッドを形成することもできる。
(grid)
As the grid 13 in the present embodiment, for example, a method of forming the transparent conductive film 12 after forming the grid 13 on the support 11 or a method of forming the grid 13 on the transparent conductive film 12 can be adopted. In addition, before forming the grid, a material having good wettability with the grid is formed in advance as a base layer, and then the grid can be formed.

グリッドの配置は、例えば図1Aに示すように色素増感型太陽電池モジュール20の平面から見て、導電性接続層22,22a〜22c’から一方向に垂直にグリッド21a〜21c’を接続して形成する。中央の開口部23はグリッドを形成しない例である。   For example, as shown in FIG. 1A, the grid is arranged by connecting the grids 21 a to 21 c ′ perpendicularly in one direction from the conductive connection layers 22 and 22 a to 22 c ′ when viewed from the plane of the dye-sensitized solar cell module 20. Form. The central opening 23 is an example in which no grid is formed.

図2は別のグリッドの配置例を示す。色素増感型太陽電池モジュール30の平面から見て、導電性接続層32a〜32d’から一方向に垂直にグリッド31a〜31d’を接続して形成する。中央の開口部33にもグリッド21aを形成する。光は開口部33a〜33d’に照射され、ここで発生した電子は、グリッド及び透明導電膜を介して導電性接続層に流れる。   FIG. 2 shows another grid arrangement example. When viewed from the plane of the dye-sensitized solar cell module 30, the grids 31 a to 31 d ′ are connected vertically from the conductive connection layers 32 a to 32 d ′ in one direction. A grid 21 a is also formed in the central opening 33. Light is irradiated to the openings 33a to 33d ', and electrons generated here flow to the conductive connection layer through the grid and the transparent conductive film.

グリッドの形成は、種々の方法を選択することができる。たとえば、スクリーン印刷や、蒸着法などがある。スクリーン印刷を使用すると、スクリーンにパターニングすることにより、本発明に適したグリッドを形成することができる。また、蒸着法を使用すると、マスクパターンを用いることにより、本発明に適したグリッドを形成することができる。   Various methods can be selected for forming the grid. For example, there are screen printing and vapor deposition. When screen printing is used, a grid suitable for the present invention can be formed by patterning the screen. Further, when the vapor deposition method is used, a grid suitable for the present invention can be formed by using a mask pattern.

一般的に色素増感型太陽電池においては、透明導電膜を備えた支持体上に多孔質半導体層を形成する過程で、乾燥及び焼成工程を伴う。例えば、ガラスと酸化スズをそれぞれ支持体と透明導電膜として用いたときについて説明する。この時、ガラスと酸化スズとの熱膨張係数差により、導電性支持体は、酸化スズの面を上に凸にして反る。このため、色素増感型太陽電池のセルを作製する際、導電性支持体の中央に比べ端部の方は導電性支持体と対極間距離が広がるため、間に充填されているキャリア輸送層が大きくなる。また、色素増感型太陽電池モジュールの場合、大面積の導電性支持体を用いることになるため、この反りのキャリア輸送層への影響はより大きくなる。導電性支持体の端部では、キャリア輸送層が大きくなることにより、色素増感型太陽電池における直列抵抗成分が大きくなるので、曲線因子(フィルファクタ、FF)が悪くなり、光電変換特性が悪くなる。   In general, in a dye-sensitized solar cell, a drying and firing process is involved in the process of forming a porous semiconductor layer on a support provided with a transparent conductive film. For example, the case where glass and tin oxide are used as a support and a transparent conductive film will be described. At this time, due to the difference in thermal expansion coefficient between the glass and tin oxide, the conductive support warps with the tin oxide surface protruding upward. For this reason, when producing a cell of a dye-sensitized solar cell, since the distance between the conductive support and the counter electrode is wider at the end than the center of the conductive support, the carrier transport layer filled in between Becomes larger. Further, in the case of a dye-sensitized solar cell module, since a large-area conductive support is used, the influence of the warpage on the carrier transport layer is further increased. At the end of the conductive support, the carrier transport layer is increased, so that the series resistance component in the dye-sensitized solar cell is increased, resulting in poor fill factor (FF) and poor photoelectric conversion characteristics. Become.

そこで、色素増感型太陽電池モジュールの中央から、導電性支持体の反りが大きくなるモジュールの端部に向かって、色素増感型太陽電池モジュールの単位面積あたりのグリッドの面積を大きくすることにより、この直列抵抗成分を低減させることができる。グリッドの面積を大きくすることにより、導電性支持体自体の抵抗成分を低減させることができるため、FFが改善された色素増感型太陽電池モジュールを提供することができる。より好ましくは、モジュールの中央の光電変換素子から直列接続方向に対して光電変換素子のグリッドの面積を増加させればよい。   Therefore, by increasing the area of the grid per unit area of the dye-sensitized solar cell module from the center of the dye-sensitized solar cell module toward the end of the module where the warpage of the conductive support increases. This series resistance component can be reduced. Since the resistance component of the conductive support itself can be reduced by increasing the area of the grid, it is possible to provide a dye-sensitized solar cell module with improved FF. More preferably, the area of the grid of photoelectric conversion elements may be increased from the photoelectric conversion element in the center of the module in the serial connection direction.

また、支持体が、PETフィルムやPENフィルムなどのフィルム状であるときには、フィルムと多孔質半導体層との熱膨張係数の差、そしてフレキシブル性から起因し、モジュールの中央から端部に向かい、反りが生じる。この場合も、グリッドの面積を、直列接続されたモジュールの中央から端部に向かい、色素増感型太陽電池モジュールの単位面積あたりのグリッドの面積を大きくすることにより、前述と同様に直列抵抗成分を低減させることができる。   In addition, when the support is in the form of a film such as a PET film or a PEN film, the warpage is caused from the center of the module toward the end due to the difference in thermal expansion coefficient between the film and the porous semiconductor layer and the flexibility. Occurs. In this case as well, by increasing the grid area per unit area of the dye-sensitized solar cell module from the center of the module connected in series toward the end, the series resistance component is the same as described above. Can be reduced.

また、グリッドの形状に関しては、くし型にすることが好ましい。くし型にすることにより、多孔質光電変換層全体より、効率よく電流を収集することができる。また、モジュールの中央から端部に向かい、くしの本数を増加させることが好ましい。くしの本数を増加させることにより、色素増感型太陽電池モジュールの単位面積あたりのグリッドの面積が大きくなり、前述と同様に直列抵抗成分を低減させることができることになる。各グリッドの線幅を実質的に同一にして、中央から端部に向かい、くしの本数を増加させることも好ましい。より好ましくは、モジュールの中央の光電変換素子から直列接続方向に対して光電変換素子のグリッドの本数を増加させればよい。   In addition, the grid shape is preferably a comb shape. By using the comb shape, current can be efficiently collected from the entire porous photoelectric conversion layer. Further, it is preferable to increase the number of combs from the center of the module toward the end. By increasing the number of combs, the area of the grid per unit area of the dye-sensitized solar cell module is increased, and the series resistance component can be reduced as described above. It is also preferable to increase the number of combs by making the line width of each grid substantially the same, from the center toward the end. More preferably, the number of grids of photoelectric conversion elements may be increased from the photoelectric conversion element at the center of the module in the serial connection direction.

モジュールの中央の光電変換素子から直列接続方向に対して光電変換素子のグリッドの面積を増加させる場合、モジュールの中央から端部に向かって増加させるグリッド面積は、中央側に近い領域に存在する光電変換素子のグリッドの総面積(セル当たりのグリッド面積比)を1としたとき、外側の領域に存在する光電変換素子のグリッドの総面積は、1より大きく、10以下が好ましい。より好ましくは、1より大きく6以下が好ましい。   When the grid area of the photoelectric conversion element is increased from the photoelectric conversion element at the center of the module in the serial connection direction, the grid area that increases from the center of the module toward the edge is the photoelectric area that exists in the region near the center side. When the total area of the grid of the conversion elements (grid area ratio per cell) is 1, the total area of the grid of the photoelectric conversion elements existing in the outer region is preferably greater than 1 and 10 or less. More preferably, it is more than 1 and 6 or less.

また、外側の領域に存在する光電変換素子のグリッドの面積率は、中央側に近い領域に存在する光電変換素子のグリッドの面積率を1としたとき、1より大きく、10以下が好ましく、5以下がさらに好ましい。   Further, the area ratio of the grid of the photoelectric conversion elements existing in the outer region is larger than 1 and preferably 10 or less when the area ratio of the grid of the photoelectric conversion elements existing in the area close to the center side is 1. The following is more preferable.

また、隣接する光電変換素子のグリッド面積率の増加率については、中央側の光電変換素子のグリッド面積率を1としたとき、外側の光電変換素子のグリッド面積率は、1より大きく、5以下が好ましく、2以下がさらに好ましい。   Moreover, about the increase rate of the grid area ratio of an adjacent photoelectric conversion element, when the grid area ratio of the photoelectric conversion element of a center side is set to 1, the grid area ratio of an outer photoelectric conversion element is larger than 1, and is 5 or less. Is preferable, and 2 or less is more preferable.

また、隣接する光電変換素子のグリッド面積の増加率については、中央側の光電変換素子のグリッド面積を1としたとき、外側の光電変換素子のグリッド面積は、1より大きく、5以下が好ましく、2以下がさらに好ましい。   Moreover, about the increase rate of the grid area of an adjacent photoelectric conversion element, when the grid area of the photoelectric conversion element of a center side is set to 1, the grid area of an outer photoelectric conversion element is larger than 1, and 5 or less are preferable, 2 or less is more preferable.

一方で、光電変換素子を直列接続した色素増感型太陽電池モジュールにおいて、モジュールを構成する個々の色素増感型太陽電池セルの性能、特に電流値をそろえることが好ましい。そこで、モジュールの中央から端部に向かって、前記多孔質光電変換層の面積を広くすることが好ましく、面積増加の割合は、グリッドと同様にするのが好ましい。多孔質光電変換層14の幅を、モジュールの中央の光電変換素子から、直列接続方向の端部の光電変換素子に向かい増加させることにより、さらによい特性の色素増感型太陽電池モジュールを作製することができる。   On the other hand, in a dye-sensitized solar cell module in which photoelectric conversion elements are connected in series, it is preferable that the performance of each dye-sensitized solar cell constituting the module, particularly the current value, is made uniform. Therefore, it is preferable to increase the area of the porous photoelectric conversion layer from the center to the end of the module, and the rate of area increase is preferably the same as that of the grid. By increasing the width of the porous photoelectric conversion layer 14 from the photoelectric conversion element at the center of the module toward the photoelectric conversion element at the end in the series connection direction, a dye-sensitized solar cell module with even better characteristics is produced. be able to.

このグリッド形成は、種々の色素増感型太陽電池モジュールにおける接続方法に対して特に制約を受けることはなく、公知の色素増感型太陽電池モジュールの接続方法に対して適用することができる。また、本発明のモジュールにおいて、直列接続をさせるために、隣接する色素増感型太陽電池の対極16と透明導電膜12及び/又はグリッド13は、導電性接続層19を介して電気的に接続されていてもよく、その材質は、隣接する色素増感型太陽電池の透明導電膜12、グリッド13又は対極16と、同一又は異質の層からなっていてもよい。隔壁層18は電気絶縁層である。また、導電性接続層19を保護するために導電性接続層19の両側に隔壁層18を設けてもよい。隔壁層18は、公知の無機材料を用いることができる。たとえば、ガラスフリットや酸化ジルコニウム等を用いることができる。厚さは、支持体と対極との間の厚みがあればよい。グリッド13の材料としては、公知のものを使用することができ、たとえば、金、銀、白金、クロム、ニッケル、チタンのいずれか又はこれらの2種以上の合金を用いることができる。透明導電膜12としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化スズ、酸化亜鉛などを用いることができる。グリッド13は、材料や形成手法により、以下で述べるキャリア輸送層に使用されるヨウ素により腐食される可能性があるため、グリッドを保護する保護層を用いてもよい。保護層の材料としては、公知の種々の材料を使用することができる。例えば、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化チタン、SiOなどがある。また、支持体上にグリッド13を形成し、その上に透明導電膜12を形成してもよく、この場合、透明導電膜12は、保護層を兼ねる。また、保護層を用いない場合、触媒能のない材料を用いることが好ましい。 This grid formation is not particularly restricted with respect to the connection methods in various dye-sensitized solar cell modules, and can be applied to known methods for connecting dye-sensitized solar cell modules. In the module of the present invention, the counter electrode 16 of the adjacent dye-sensitized solar cell and the transparent conductive film 12 and / or the grid 13 are electrically connected via the conductive connection layer 19 in order to make a series connection. The material of the transparent conductive film 12, the grid 13, or the counter electrode 16 of the adjacent dye-sensitized solar cell may be the same or different. The partition layer 18 is an electrical insulating layer. Further, in order to protect the conductive connection layer 19, the partition layer 18 may be provided on both sides of the conductive connection layer 19. A known inorganic material can be used for the partition layer 18. For example, glass frit or zirconium oxide can be used. The thickness only needs to be between the support and the counter electrode. As a material of the grid 13, a well-known thing can be used, for example, gold | metal | money, silver, platinum, chromium, nickel, titanium, or these 2 or more types of alloys can be used. As the transparent conductive film 12, indium tin oxide (ITO), tin oxide, zinc oxide, or the like can be used. Since the grid 13 may be corroded by iodine used for the carrier transport layer described below depending on the material and the forming method, a protective layer for protecting the grid may be used. Various known materials can be used as the material for the protective layer. For example, there are indium tin oxide, tin oxide, titanium oxide, SiO 2 and the like. Further, the grid 13 may be formed on the support, and the transparent conductive film 12 may be formed thereon. In this case, the transparent conductive film 12 also serves as a protective layer. Moreover, when a protective layer is not used, it is preferable to use a material having no catalytic ability.

(多孔質半導体層)
多孔質光電変換層14を形成している多孔質半導体層の構成材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステンなどが挙げられ、これらの中でも、安定性、安全性の点から、酸化チタンが特に好ましく用いられる。
(Porous semiconductor layer)
Examples of the constituent material of the porous semiconductor layer forming the porous photoelectric conversion layer 14 include titanium oxide, zinc oxide, and tungsten oxide. Among these, titanium oxide is used from the viewpoint of stability and safety. Particularly preferably used.

なお、酸化チタンとして、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸、オルソチタン酸などの各種の酸化チタン、あるいは水酸化チタン、含水酸化チタンが挙げられる。また、これら構成材料は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。その中、アナターゼ型酸化チタンがより好ましい。   Examples of titanium oxide include anatase-type titanium oxide, rutile-type titanium oxide, amorphous titanium oxide, various titanium oxides such as metatitanic acid and orthotitanic acid, and titanium hydroxide and hydrous titanium oxide. These constituent materials can be used alone or in combination of two or more. Among these, anatase type titanium oxide is more preferable.

多孔質半導体層を形成する方法としては、特に限定は無く公知の方法が用いられるが、主な方法として以下を挙げることができる。
(1)キャリア輸送層上に半導体微粒子を含有する懸濁液を塗布し、乾燥及び/又は焼成する方法。
(2)所定の原料ガスを用いた化学蒸着法(CVD)法又は有機金属化学蒸着法(MOCVD)法等。
(3)固体原料を用いた物理的蒸着(PVD)法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンメッキ法等。
(4)ゾル−ゲル法等。
The method for forming the porous semiconductor layer is not particularly limited and a known method can be used. The main methods are as follows.
(1) A method in which a suspension containing semiconductor fine particles is applied on a carrier transport layer, followed by drying and / or firing.
(2) A chemical vapor deposition (CVD) method or a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method using a predetermined source gas.
(3) Physical vapor deposition (PVD) method using a solid material, for example, vacuum vapor deposition method, sputtering method, ion plating method, ion plating method and the like.
(4) Sol-gel method and the like.

上記の多孔質半導体層を形成する方法としては、(1)が簡便、かつ高性能であるため、好ましく用いられる。その形成方法を具体的に説明する。材料となる半導体微粒子を分散剤、溶媒などに加え、分散させて懸濁液を調製し、その懸濁液をキャリア輸送層上に塗布する。塗布方法としては、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法、スクリーン印刷法、スプレー法、インクジェット法など公知の方法が挙げられる。   As a method for forming the porous semiconductor layer, (1) is preferable because it is simple and has high performance. The formation method will be specifically described. A semiconductor fine particle as a material is added to a dispersing agent, a solvent and the like and dispersed to prepare a suspension, and the suspension is applied onto the carrier transport layer. Examples of the coating method include known methods such as a doctor blade method, a squeegee method, a spin coating method, a screen printing method, a spray method, and an ink jet method.

その後、塗膜を乾燥及び/又は焼成することにより、多孔質半導体層が得られる。   Then, a porous semiconductor layer is obtained by drying and / or baking the coating film.

乾燥及び焼成においては、使用する基板、電極や半導体微粒子の種類により、温度、時間、雰囲気などの条件を適宜設定する必要がある。焼成は、例えば大気雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下、50℃〜800℃程度の範囲内で、10秒〜12時間程度で行なうことができる。この乾燥及び焼成は、単一の温度で1回又は温度を変化させて2回以上行なうことができる。多孔質半導体層の比表面積は、10m/g〜200m/g程度が好ましい。また、この層厚は特に限定されないが、0.1μm〜50μm程度が好ましく、特に好ましいのは1μm〜35μmである。 In drying and firing, it is necessary to appropriately set conditions such as temperature, time, and atmosphere depending on the type of substrate, electrodes, and semiconductor fine particles used. Firing can be performed, for example, in an air atmosphere or an inert gas atmosphere within a range of about 50 ° C. to 800 ° C. for about 10 seconds to 12 hours. This drying and baking can be performed once at a single temperature or twice or more by changing the temperature. The specific surface area of the porous semiconductor layer, 10 m 2 / g to 200 m approximately 2 / g are preferred. The layer thickness is not particularly limited, but is preferably about 0.1 μm to 50 μm, and particularly preferably 1 μm to 35 μm.

半導体微粒子としては、1nm〜2000nm範囲の平均粒径を有する単体又は化合物の半導体材料を用いることができる。この半導体微粒子を懸濁させる適当な溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコールのようなアルコール類、イソプロピルアルコール/トルエンのような混合溶媒、水などが挙げられる。   As the semiconductor fine particles, a single or compound semiconductor material having an average particle diameter in the range of 1 nm to 2000 nm can be used. Examples of suitable solvents for suspending the semiconductor fine particles include alcohols such as isopropyl alcohol, mixed solvents such as isopropyl alcohol / toluene, and water.

(光増感色素)
多孔質光電変換層14に吸着して光増感剤として機能する色素としては、種々の可視光領域及び/又は赤外光領域に吸収をもつものが挙げられる。さらに、多孔質光電変換層14に色素を強固に吸着させるためには、色素分子中にカルボキシル基、カルボン酸無水基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基等のインターロック基を有するもの(特に炭素原子1〜3を有する低級のもの)が好ましい。これらの中でも、カルボン酸基及びカルボン酸無水基がより好ましい。なお、インターロック基は、励起状態の色素と多孔質半導体層の伝導帯との間の電子移動を容易にする電気的結合を提供するものである。
(Photosensitizing dye)
Examples of the dye that functions as a photosensitizer by being adsorbed on the porous photoelectric conversion layer 14 include those having absorption in various visible light regions and / or infrared light regions. Further, in order to firmly adsorb the dye to the porous photoelectric conversion layer 14, a carboxyl group, a carboxylic acid anhydride group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, a sulfonic acid group, an ester group, a mercapto group in the dye molecule. And those having an interlocking group such as a phosphonyl group (particularly those having a carbon atom of 1 to 3) are preferred. Among these, a carboxylic acid group and a carboxylic anhydride group are more preferable. The interlock group provides an electrical bond that facilitates electron transfer between the excited dye and the conduction band of the porous semiconductor layer.

これらインターロック基を含有する色素として、例えば、ルテニウム金属錯体色素、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポリフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ベリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素等が挙げられる。   Examples of the dyes containing these interlock groups include ruthenium metal complex dyes, azo dyes, quinone dyes, quinone imine dyes, quinacridone dyes, squarylium dyes, cyanine dyes, merocyanine dyes, and triphenylmethane dyes. Xanthene dyes, porphyrin dyes, phthalocyanine dyes, berylene dyes, indigo dyes, naphthalocyanine dyes, and the like.

多孔質光電変換層14に色素を吸着させる方法としては、例えば導電性支持体上に形成された多孔質半導体層を、色素を溶解した溶液(色素吸着用溶液)に浸漬する方法が挙げられる。その際、単に室温下で吸着を行ってもよいし、吸着速度を向上させるために還流法による加熱を行ってもよい。   Examples of the method for adsorbing the dye on the porous photoelectric conversion layer 14 include a method in which a porous semiconductor layer formed on a conductive support is immersed in a solution in which the dye is dissolved (dye adsorption solution). At that time, adsorption may be performed simply at room temperature, or heating by a reflux method may be performed in order to improve the adsorption rate.

色素を溶解させる溶媒としては、色素を溶解するものであればよく、具体的には、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン、ジエチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物類、クロロホルム、塩化メチル等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、水等が挙げられる。これらの溶媒は単独あるいは2種類以上を混合して用いることができる。   The solvent for dissolving the dye may be any solvent that dissolves the dye. Specifically, alcohols such as ethanol and methanol, ketones such as acetone and diethyl ketone, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, acetonitrile , Nitrile compounds such as benzonitrile, halogenated aliphatic hydrocarbons such as chloroform and methyl chloride, aliphatic hydrocarbons such as hexane and pentane, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, esters such as ethyl acetate and methyl acetate And water. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

溶液中の色素濃度は、使用する色素及び溶媒の種類により適宜調整することができるが、吸着機能を向上させるためにはできるだけ高濃度である方が好ましく、例えば、1〜5×10−4モル/リットル以上であればよい。上限としては、使用する色素及び溶媒の種類により変わるが、飽和溶液以下が好ましい。 The concentration of the dye in the solution can be appropriately adjusted depending on the type of the dye and the solvent used, but is preferably as high as possible in order to improve the adsorption function, for example, 1 to 5 × 10 −4 mol. / Liter or more. As an upper limit, although it changes with the kind of pigment | dye and solvent to be used, below a saturated solution is preferable.

(キャリア輸送層)
キャリア輸送層15は、多孔質光電変換層14と接して形成され、色素の酸化体を迅速に還元するために、電子を色素に輸送する機能を担う。
(Carrier transport layer)
The carrier transport layer 15 is formed in contact with the porous photoelectric conversion layer 14 and has a function of transporting electrons to the dye in order to quickly reduce the oxidized form of the dye.

キャリア輸送層15は、電子、ホール、又はイオンを輸送できる材料を用いることができる。例えば、ポリビニルカルバゾール、トリフェニルアミンなどのホール輸送材料;ポリチオフェン、ポリピロールなどの導電性ポリマー;電解質溶液(電解液)、溶融塩、固体電解質、ゲル電解質などのイオン導電体;ヨウ化銅、チオシアン酸銅などの無機p型半導体などが挙げられる。   The carrier transport layer 15 can be made of a material that can transport electrons, holes, or ions. For example, hole transport materials such as polyvinyl carbazole and triphenylamine; conductive polymers such as polythiophene and polypyrrole; ionic conductors such as electrolyte solution (electrolyte), molten salt, solid electrolyte, gel electrolyte; copper iodide, thiocyanic acid Examples include inorganic p-type semiconductors such as copper.

イオン導電体は、酸化還元性のものがよく、一般に電池や太陽電池等において使用することができる電解質であればとくに限定されない。具体的には、LiI、NaI、KI、CsI、CaIなどの金属ヨウ化物、及びテトラアルキルアンモニウムアイオダイド、ピリジニウムアイオダイド、イミダゾリウムアイオダイドなど4級アンモニウム化合物のヨウ素塩などのヨウ化物と、ヨウ素との混合物、金属臭化物(LiBr、NaBr、KBr、CsBr、CaBrなど)、及びテトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイドなど4級アンモニウム化合物の臭素塩などの臭化物と、臭素との混合物、金属錯体(コバルト錯体、フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩やフェロセン−フェリシニウムイオンなど)、イオウ化合物(ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィドなど)、ビオロゲン色素、ヒドロキノン−キノンなどが挙げられる。 The ion conductor is preferably redox, and is not particularly limited as long as it is an electrolyte that can be generally used in batteries, solar cells, and the like. Specifically, LiI, NaI, KI, CsI, and an iodide such as iodine salt of CaI metal iodide, such as 2, and tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, imidazolium iodide and quaternary ammonium compounds, Mixtures of iodine, bromides such as bromides of metal bromides (such as LiBr, NaBr, KBr, CsBr, CaBr 2 ) and quaternary ammonium compounds such as tetraalkylammonium bromide, pyridinium bromide, mixtures of bromine, metal complexes ( Cobalt complexes, ferrocyanate-ferricyanate, ferrocene-ferricinium ions, etc.), sulfur compounds (polysulfide sodium, alkylthiol-alkyl disulfides, etc.), viologen dyes, hydroquinone-quinones, etc. That.

これらの中でも、ジメチルプロピルイミダリウムアイオダイド、LiI、ピリジニウムアイオダイド、イミダゾリウムアイオダイドとヨウ素との混合物が開放電圧の改善の点で好ましい。   Among these, dimethylpropylimidazolium iodide, LiI, pyridinium iodide, and a mixture of imidazolium iodide and iodine are preferable from the viewpoint of improving open circuit voltage.

また、従来から用いられている添加剤として、t−ブチルピリジン(TBP)などの含窒素芳香化合物を添加してもよい。   Moreover, you may add nitrogen-containing aromatic compounds, such as t-butylpyridine (TBP), as an additive conventionally used.

電解質溶液(電解液)を構成する溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物;3−メチル−2−オキサゾリジノンなどの複素環化合物;ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物;エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルなどのエーテル類;メタノール、エタノールなどのアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類;アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物;ジメチルスルフォキシド、スルフォランなど非プロトン極性物質、水などが挙げられる。   As a solvent constituting the electrolyte solution (electrolyte solution), carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate; heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone; ether compounds such as dioxane and diethyl ether; ethylene glycol dialkyl ether; Ethers such as propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, polypropylene glycol monoalkyl ether; alcohols such as methanol and ethanol Ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene group Polyhydric alcohols such as coal, polypropylene glycol, glycerin; nitrile compounds such as acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, benzonitrile; aprotic polar substances such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, water, etc. .

電解液中の電解質濃度は、伝導度を高くするために0.1モル/リットル〜5モル/リットル程度が好ましい。   The electrolyte concentration in the electrolytic solution is preferably about 0.1 mol / liter to 5 mol / liter in order to increase the conductivity.

固体電解質としては、電解質とイオン伝導性高分子化合物の混合物を用いることができる。イオン伝導性高分子化合物としては、例えば、ポリエーテル類、ポリエステル類、ポリアミン類、ポリスルフィド類、ポリフッ化ビニリデン類などの極性高分子化合物が挙げられる。   As the solid electrolyte, a mixture of an electrolyte and an ion conductive polymer compound can be used. Examples of the ion conductive polymer compound include polar polymer compounds such as polyethers, polyesters, polyamines, polysulfides, and polyvinylidene fluoride.

ゲル電解質としては、電解質とゲル化剤を用いて作製したものを用いることができる。ゲル化剤としては、高分子ゲル化剤が良好に用いられる。例えば、架橋ポリアクリル樹脂誘導体や架橋ポリアクリロニトリル誘導体、ポリアルキレンオキシド誘導体、シリコーン樹脂類、側鎖に含窒素複素環式四級化合物塩構造を有するポリマーなどの高分子ゲル化剤などが挙げられる。   As a gel electrolyte, what was produced using electrolyte and a gelatinizer can be used. As the gelling agent, a polymer gelling agent is preferably used. Examples thereof include polymer gelling agents such as crosslinked polyacrylic resin derivatives, crosslinked polyacrylonitrile derivatives, polyalkylene oxide derivatives, silicone resins, and polymers having a nitrogen-containing heterocyclic quaternary compound salt structure in the side chain.

溶融塩ゲル電解質としては、常温型溶融塩にゲル電解質材料を添加したものを用いることができる。常温型溶融塩としては、ピリジニウム塩類、イミダゾリウム塩類などの含窒素複素環式四級アンモニウム塩化合物類が良好に用いられる。   As the molten salt gel electrolyte, a room temperature molten salt to which a gel electrolyte material is added can be used. As room temperature type molten salts, nitrogen-containing heterocyclic quaternary ammonium salt compounds such as pyridinium salts and imidazolium salts are preferably used.

固体電解質、ゲル電解質、溶融塩ゲル電解質を用いた電荷輸送層を形成する際には、多孔質半導体層中に十分に高分子電解質が注入されていなければ光電変換効率が悪くなるため、液体状態にあるモノマー溶液を多孔質半導体層中に含浸させ、その後に重合させるのが好ましい。重合方法としては、光重合や熱重合などが挙げられる。   When forming a charge transport layer using a solid electrolyte, a gel electrolyte, or a molten salt gel electrolyte, the photoelectric conversion efficiency deteriorates unless the polymer electrolyte is sufficiently injected into the porous semiconductor layer. It is preferable to impregnate the monomer solution in (1) into the porous semiconductor layer and then polymerize it. Examples of the polymerization method include photopolymerization and thermal polymerization.

(対極)
対極16は必ずしも透明である必要はないため、導体であれば特に限定されないが、導電率の観点からは、金属が好ましい。対極は、基板17上に形成されていることが好ましい。好ましく用いられる金属として、Al、Cu、Zn、Au、Ag、Ti、W、Ni、Ptなどが挙げられる。なお、耐腐食性の観点からは、Pt、Ti、W等の金属、ITO、SnOなどの導電性の金属酸化物がより好ましく用いられる。
また、対極としてPt以外の金属を用いる場合、その表面に触媒層を形成することが好ましく、Pt又は炭素で薄層を形成することが好ましい。
(Counter electrode)
Since the counter electrode 16 does not necessarily need to be transparent, it is not particularly limited as long as it is a conductor, but a metal is preferable from the viewpoint of conductivity. The counter electrode is preferably formed on the substrate 17. Examples of metals that are preferably used include Al, Cu, Zn, Au, Ag, Ti, W, Ni, and Pt. From the viewpoint of corrosion resistance, metals such as Pt, Ti, and W, and conductive metal oxides such as ITO and SnO 2 are more preferably used.
Moreover, when using metals other than Pt as a counter electrode, it is preferable to form a catalyst layer on the surface, and it is preferable to form a thin layer with Pt or carbon.

対極16の形成方法にも限定はなく、CVD法、無電解メッキ法、電着法、印刷法、接着剤や両面テープで金属や合金の薄板を貼り付けるなど、一般的に電極を形成する方法であれば、いかなる公知の方法を用いてもよい。対極16は、触媒層16aと導電層16bとで構成してもよい。   The method of forming the counter electrode 16 is not limited, and a method of generally forming an electrode such as a CVD method, an electroless plating method, an electrodeposition method, a printing method, or a metal or alloy thin plate attached with an adhesive or a double-sided tape. Any known method may be used as long as it is. The counter electrode 16 may be composed of a catalyst layer 16a and a conductive layer 16b.

(導電性接続層)
前記色素増感型光電変換素子間には厚さ方向に導電性接続層19を設け、透明導電膜12と、隣の対極16とを電気的に接続させるのが好ましい。導電性接続層19は導電性材料からなる。好ましくは、金、銀、白金、クロム、ニッケル、チタンのいずれか又はこれらの2種以上の合金、又は透明導電材料を用いることができ、透明導電膜12、グリッド13又は対極16と、同一の材料からなっていてもよい。また、厚さは、導電性支持体と対極との間の厚みがあればよい。
(Conductive connection layer)
It is preferable to provide a conductive connection layer 19 in the thickness direction between the dye-sensitized photoelectric conversion elements so that the transparent conductive film 12 and the adjacent counter electrode 16 are electrically connected. The conductive connection layer 19 is made of a conductive material. Preferably, any of gold, silver, platinum, chromium, nickel, titanium, or an alloy of two or more thereof, or a transparent conductive material can be used, and the same as the transparent conductive film 12, the grid 13, or the counter electrode 16. It may consist of materials. Moreover, the thickness should just have the thickness between an electroconductive support body and a counter electrode.

(封止材)
封止材は、キャリア輸送層の揮発や電池内への水などの浸入を防止するために設けるのが好ましい。また、封止材は、(1)支持体に作用する落下物や応力(衝撃)を吸収する、(2)長期にわたる使用時において支持体に作用するたわみなどを吸収する機能も有する。
(Encapsulant)
The sealing material is preferably provided in order to prevent volatilization of the carrier transport layer and intrusion of water or the like into the battery. The sealing material also has a function of (1) absorbing a fallen object and stress (impact) acting on the support, and (2) absorbing a deflection acting on the support during long-term use.

封止材を構成する材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ガラスフリットなどが好ましく、これらは2種類以上を2層以上にして用いることもできる。また、ホットメルト樹脂を使用することもできる。キャリア輸送層の溶剤としてニトリル系溶剤、カーボネート系溶剤を使用する場合には、シリコーン樹脂やホットメルト樹脂(例えば、アイオノマー樹脂)、ポリイソブチレン系樹脂、ガラスフリットが特に好ましい。   As a material constituting the sealing material, a silicone resin, an epoxy resin, a polyisobutylene resin, a glass frit and the like are preferable, and two or more of these can be used in two or more layers. A hot melt resin can also be used. When a nitrile solvent or a carbonate solvent is used as the solvent for the carrier transport layer, silicone resin, hot melt resin (for example, ionomer resin), polyisobutylene resin, and glass frit are particularly preferable.

封止材のパターンは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスフリットを使用する場合には、ディスペンサーにより形成できる。ホットメルト樹脂を使用する場合には、シート状のホットメルト樹脂にパターニングした穴を開けることにより、形成できる。   The sealant pattern can be formed by a dispenser when silicone resin, epoxy resin, or glass frit is used. When using a hot melt resin, it can be formed by making a patterned hole in a sheet-like hot melt resin.

封止材の層方向の厚さは、導電性支持体−対極間距離やモジュールの厚みに応じて設定すればよい。   What is necessary is just to set the thickness of the layer direction of a sealing material according to the distance between an electroconductive support body-counter electrode, and the thickness of a module.

以上の構成により、本発明の色素増感型太陽電池モジュール(以下、「太陽電池モジュール」という)を提供することができる。   With the above configuration, the dye-sensitized solar cell module of the present invention (hereinafter referred to as “solar cell module”) can be provided.

本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。   Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

なお、以下の説明で用いる本発明の太陽電池及び太陽電池モジュールの概略断面図などはすべて一例であり、これらの図により本発明が限定されるものではない。   In addition, the schematic sectional drawing of the solar cell of this invention and solar cell module which are used by the following description are all examples, and this invention is not limited by these figures.

(実施例1)
まず、酸化スズ付きガラス板(日本板硝子株式会社製、商品名:SnO膜付きガラス、SnO膜厚:500nm:ガラス基板形状:縦7cm、横7cm、厚さ0.11cm)を、レーザースクライブ装置を用いて、後に形成する多孔質半導体層のパターンに応じて、多孔質半導体層の隣に0.5mmの幅で、酸化スズを除去した。その上に、図2に示すようなグリッド31a〜31d’のパターンを、グリッド幅(線幅)0.5mmで同一とし、スクリーン印刷法により銀ペーストを用い、形成した。グリッドの本数は、端部から、グリッド31dの部分が12本,グリッド31cの部分が8本,グリッド31bの部分が5本,グリッド31aの部分が3本,グリッド31b’の部分が5本,グリッド31c’の部分が8本,グリッド31d’の部分が12本とした。その上に、同様なマスクパターンを用い、SnOをCVD装置により形成し、保護層(図示せず)を作製した。その後、市販の酸化チタンペースト(Solaronix社製、商品名:Ti−Nanoxide DS/P)を用いて、スクリーン印刷により、多孔質半導体層の幅を、5.5mm、5.3mm、5.1mm、5.0mm、5.1mm、5.3mm、5.5mm、とし、長さを50mmとした多孔質半導体層を形成し、20℃で20分間、予備乾燥した後、電気炉(デンケン株式会社製、商品名“KDF−P70”)を用いて、500℃で1時間焼成した。焼成後の多孔質半導体層の膜厚は20μmであった。多孔質半導体層上のグリッドの積算面積は、グリッド31dの部分が32.7mm、グリッド31cの部分が21.0mm、グリッド31bの部分が12.8mm、31aの部分が7.5mm、グリッド31b’の部分が12.8mm、グリッド31c’の部分が21.0mm、グリッド31d’の部分が32.7mmであった。
Example 1
First, tin-coated glass plate oxide (Nippon Sheet Glass Co., Ltd., trade name: SnO 2 film-coated glass, SnO 2 film thickness: 500 nm: glass substrate shape: Vertical 7 cm, horizontal 7 cm, thickness 0.11 cm) with a laser scribing Using the apparatus, tin oxide was removed with a width of 0.5 mm next to the porous semiconductor layer according to the pattern of the porous semiconductor layer to be formed later. On top of that, the patterns of the grids 31a to 31d ′ as shown in FIG. From the end, the number of grids is 12 for the grid 31d, 8 for the grid 31c, 5 for the grid 31b, 3 for the grid 31a, 5 for the grid 31b ′, The number of the grid 31c ′ is 8 and the number of the grid 31d ′ is 12. On top of that, SnO 2 was formed by a CVD apparatus using a similar mask pattern, and a protective layer (not shown) was produced. Thereafter, using a commercially available titanium oxide paste (manufactured by Solaronix, trade name: Ti-Nanoxide DS / P), the width of the porous semiconductor layer is 5.5 mm, 5.3 mm, 5.1 mm, by screen printing. A porous semiconductor layer having a length of 5.0 mm, 5.1 mm, 5.3 mm, 5.5 mm and a length of 50 mm is formed, and after preliminary drying at 20 ° C. for 20 minutes, an electric furnace (manufactured by Denken Corporation) And trade name “KDF-P70”) at 500 ° C. for 1 hour. The film thickness of the porous semiconductor layer after firing was 20 μm. Integrated area of the grid on the porous semiconductor layer, the part of the grid 31d is 32.7 mm 2, portions of the grid 31c is 21.0 mm 2, portions of the grid 31b is 12.8 mm 2, 31a portions of 7.5 mm 2 , grid 31b 'portion of 12.8 mm 2, the grid 31c' portion of 21.0 mm 2, portions of the grid 31d 'was 32.7 mm 2.

上述の方法と同様に、酸化スズ付きガラス板をレーザースクライブし、スクリーン印刷法により、白金ペースト(Solaronix社製、商品名“Pt−catalyst T/SP”)を多孔質半導体層と同じ形状のパターンに塗布し、450℃、30分間焼成して対極を形成した。その後、電解液注入口(図示せず)を空けた。   In the same manner as described above, a glass plate with tin oxide is laser scribed, and a platinum paste (trade name “Pt-catalyst T / SP”) having the same shape as the porous semiconductor layer is formed by screen printing. And counter electrode was formed by baking at 450 ° C. for 30 minutes. Thereafter, an electrolyte inlet (not shown) was opened.

次式(化1)で表される増感色素N719(Solaronix社製、商品名“Ru535bisTBA”、ルテニウム色素)を、3×10−4モル/リットルの濃度となるようエタノールに溶解し、色素溶液を得た。次に、多孔質半導体層として酸化チタン膜を形成した導電性支持体を、色素溶液に12時間浸漬し、増感色素を多孔質半導体層に吸着させた。その後、多孔質半導体層をエタノールで洗浄・乾燥して、多孔質光電変換層を得た。 Sensitizing dye N719 represented by the following formula (Chemical Formula 1) (manufactured by Solaronix, trade name “Ru535bisTBA”, ruthenium dye) is dissolved in ethanol to a concentration of 3 × 10 −4 mol / liter to obtain a dye solution. Got. Next, the conductive support on which the titanium oxide film was formed as the porous semiconductor layer was immersed in a dye solution for 12 hours to adsorb the sensitizing dye to the porous semiconductor layer. Thereafter, the porous semiconductor layer was washed with ethanol and dried to obtain a porous photoelectric conversion layer.

Figure 0005096064
(化学式中、TBAはテトラブチルアンモニウムである。)
Figure 0005096064
(In the chemical formula, TBA is tetrabutylammonium.)

次に、多孔質光電変換層の両端部に、隔壁層を形成した。隔壁層として、UV硬化樹脂(スリーボンド社製:製品名31x−088)を用い、貼り合わせ後の樹脂の幅が1mmとなる様に吐出量を調整し、図1Bの形状となるように塗布した。その後、隔壁層の間隙に、市販の導電性ペースト(藤倉化成社製、商品名「ドータイト」)を注入し、乾燥させることにより、接続層を形成した。導電性支持体と対極を図1B−Cのように貼り合わせ、UV硬化樹脂を塗布した部分にUV照射することにより圧着した。   Next, partition layers were formed on both ends of the porous photoelectric conversion layer. As the partition wall layer, a UV curable resin (manufactured by ThreeBond: product name 31x-088) was used, and the discharge amount was adjusted so that the width of the resin after bonding was 1 mm, and it was applied so as to have the shape of FIG. 1B. . Thereafter, a commercially available conductive paste (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd., trade name “Dotite”) was poured into the gaps between the partition walls, and dried to form a connection layer. The conductive support and the counter electrode were bonded together as shown in FIGS. 1B-C, and the portion coated with the UV curable resin was bonded by UV irradiation.

次にキャリア輸送層の電解液を作製した。アセトニトリル(Aldrich Chemical Company製)に、濃度0.1モル/リットルのヨウ化リチウム(Aldrich Chemical Company製)、濃度0.01モル/リットルのヨウ素(Aldrich Chemical Company製)、濃度0.5モル/リットルのt−ブチルピリジン(TBP,Aldrich Chemical Company製)、濃度0.6モル/リットルのジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド(DMPII、四国化成社製)を溶解させて、キャリア輸送層として用いる電解液を得た。   Next, an electrolyte solution for the carrier transport layer was prepared. Acetonitrile (manufactured by Aldrich Chemical Company) was charged with 0.1 mol / liter lithium iodide (Aldrich Chemical Company), 0.01 mol / liter iodine (Aldrich Chemical Company), 0.5 mol / liter. T-butylpyridine (TBP, manufactured by Aldrich Chemical Company) and dimethylpropylimidazole iodide (DMPII, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) having a concentration of 0.6 mol / liter were dissolved to obtain an electrolytic solution used as a carrier transport layer. .

前記電解液をキャピラリー効果により注入し、キャリア輸送層とした。周辺部分をエポキシ樹脂にて封止することにより、色素増感型太陽電池モジュールを得た。   The electrolyte solution was injected by a capillary effect to form a carrier transport layer. The peripheral part was sealed with an epoxy resin to obtain a dye-sensitized solar cell module.

また、得られたモジュールに、1kW/mの強度の光(AM1.5ソーラーシミュレータ)を照射して、短絡電流密度、開放電圧、FF(曲線因子)及び光電変換効率を測定した。その条件と結果を表1〜2に示す。 Moreover, the obtained module was irradiated with light having an intensity of 1 kW / m 2 (AM1.5 solar simulator), and short-circuit current density, open-circuit voltage, FF (curve factor), and photoelectric conversion efficiency were measured. The conditions and results are shown in Tables 1-2.

(実施例2)
上記実施例1において、グリッドの本数を、端部から、グリッド31dの部分が8本,グリッド31cの部分が5本,グリッド31bの部分が3本,グリッド31aの部分が2本,グリッド31b’の部分が3本,グリッド31c’の部分が5本,グリッド31d’の部分が8本とし、多孔質半導体層の幅を、5.4mm、5.2mm、5.1mm、5.0mm、5.1mm、5.2mm、5.4mm、とし、実施例1と同様にモジュールを作製した。多孔質半導体層上のグリッド面積は、グリッド31dの部分が21.4mm、グリッド31cの部分が13.0mm、グリッド31bの部分が7.7mm、31aの部分が5.0mm、グリッド31b’の部分が7.7mm、グリッド31c’の部分が13.0mm、グリッド31d’の部分が21.4mmであった。得られたモジュールに、1kW/mの強度の光(AM1.5ソーラーシミュレータ)を照射して、短絡電流密度、開放電圧、FF(曲線因子)及び光電変換効率を測定した。その条件と結果を表1〜2に示す。
(Example 2)
In the first embodiment, the number of grids from the end is 8 for the grid 31d, 5 for the grid 31c, 3 for the grid 31b, 2 for the grid 31a, 2 for the grid 31b ′. 3 parts, 5 parts of the grid 31c ′, 8 parts of the grid 31d ′, and the width of the porous semiconductor layer is 5.4 mm, 5.2 mm, 5.1 mm, 5.0 mm, 5 mm, The module was manufactured in the same manner as in Example 1 with a thickness of 0.1 mm, 5.2 mm, and 5.4 mm. The porous grid area on the semiconductor layer, portions of the grid 31d is 21.4 mm 2, portions of the grid 31c is 13.0 mm 2, portions of the grid 31b is 7.7 mm 2, 31a portions of 5.0 mm 2, the grid 31b 'portion of 7.7 mm 2, the grid 31c' portion of 13.0 mm 2, portions of the grid 31d 'was 21.4 mm 2. The obtained module was irradiated with light having an intensity of 1 kW / m 2 (AM1.5 solar simulator), and short-circuit current density, open-circuit voltage, FF (curve factor), and photoelectric conversion efficiency were measured. The conditions and results are shown in Tables 1-2.

(実施例3)
上記実施例1において、グリッドの本数は、端部から、グリッド31dの部分が4本,グリッド31cの部分が3本,グリッド31bの部分が2本,グリッド31aの部分が1本,グリッド31b’の部分が2本,グリッド31c’の部分が3本,グリッド31d’の部分が4本とし、多孔質半導体層の幅を、5.2mm、5.1mm、5.1mm、5.0mm、5.1mm、5.1mm、5.2mm、とし、実施例1と同様にモジュールを作製した。多孔質半導体層上のグリッド面積は、グリッド31dの部分が10.3mm、グリッド31cの部分が7.7mm、グリッド31bの部分が5.1mm、31aの部分が2.5mm、グリッド31b’の部分が5.1mm、グリッド31c’の部分が7.7mm、グリッド31d’の部分が10.3mmであった。得られたモジュールに、1kW/mの強度の光(AM1.5ソーラーシミュレータ)を照射して、短絡電流密度、開放電圧、FF(曲線因子)及び光電変換効率を測定した。その条件と結果を表1〜2に示す。
(Example 3)
In the first embodiment, the number of grids from the end is 4 for the grid 31d, 3 for the grid 31c, 2 for the grid 31b, 1 for the grid 31a, and the grid 31b ′. , Two grids 31c ′, and four grids 31d ′, and the width of the porous semiconductor layer is 5.2 mm, 5.1 mm, 5.1 mm, 5.0 mm, 5 mm, The module was manufactured in the same manner as in Example 1 with a thickness of 0.1 mm, 5.1 mm, and 5.2 mm. The porous grid area on the semiconductor layer, portions of the grid 31d is 10.3 mm 2, portions of the grid 31c is 7.7 mm 2, portions of the grid 31b is 5.1 mm 2, 31a portions of 2.5 mm 2, the grid 31b 'portion of 5.1 mm 2, the grid 31c' portion of 7.7 mm 2, portions of the grid 31d 'was 10.3 mm 2. The obtained module was irradiated with light having an intensity of 1 kW / m 2 (AM1.5 solar simulator), and short-circuit current density, open-circuit voltage, FF (curve factor), and photoelectric conversion efficiency were measured. The conditions and results are shown in Tables 1-2.

(実施例4)
上記実施例1において、グリッドの本数は、端部から、グリッド31dの部分が15本,グリッド31cの部分が12本,グリッド31bの部分が6本,グリッド31aの部分が3本,グリッド31b’の部分が6本,グリッド31c’の部分が12本,グリッド31d’の部分が15本とし、多孔質半導体層の幅を、5.7mm、5.6mm、5.2mm、5.0mm、5.2mm、5.6mm、5.7mm、とし、実施例1と同様にモジュールを作製した。多孔質半導体層上のグリッド面積は、グリッド31dの部分が42.8mm、グリッド31cの部分が33.3mm、グリッド31bの部分が15.6mm、31aの部分が7.5mm、グリッド31b’の部分が15.6mm、グリッド31c’の部分が33.3mm、グリッド31d’の部分が42.8mmであった。得られたモジュールに、1kW/mの強度の光(AM1.5ソーラーシミュレータ)を照射して、短絡電流密度、開放電圧、FF(曲線因子)及び光電変換効率を測定した。その条件と結果を表1〜2に示す。
Example 4
In the first embodiment, the number of grids from the end is 15 for the grid 31d, 12 for the grid 31c, 6 for the grid 31b, 3 for the grid 31a, 3 for the grid 31b ′. 6 parts, 12 parts of the grid 31c ′, 15 parts of the grid 31d ′, and the width of the porous semiconductor layer is 5.7 mm, 5.6 mm, 5.2 mm, 5.0 mm, 5 mm, The module was manufactured in the same manner as in Example 1 with a thickness of 0.2 mm, 5.6 mm, and 5.7 mm. The porous grid area on the semiconductor layer, portions of the grid 31d is 42.8 mm 2, portions of the grid 31c is 33.3 mm 2, portions of the grid 31b is 15.6 mm 2, 31a portions of 7.5 mm 2, the grid 31b 'portion of 15.6 mm 2, the grid 31c' portion of 33.3 mm 2, portions of the grid 31d 'was 42.8 mm 2. The obtained module was irradiated with light having an intensity of 1 kW / m 2 (AM1.5 solar simulator), and short-circuit current density, open-circuit voltage, FF (curve factor), and photoelectric conversion efficiency were measured. The conditions and results are shown in Tables 1-2.

(実施例5)
上記実施例1において、グリッドの本数は、端部から、グリッド31dの部分が20本,グリッド31cの部分が15本,グリッド31bの部分が10本,グリッド31aの部分が5本,グリッド31b’の部分が10本,グリッド31c’の部分が15本,グリッド31d’の部分が20本とし、多孔質半導体層の幅を、6.0mm、5.6mm、5.3mm、5.0mm、5.3mm、5.6mm、6.0mm、とし、実施例1と同様にモジュールを作製した。多孔質半導体層上のグリッド面積は、グリッド31dの部分が59.5mm、グリッド31cの部分が42.0mm、グリッド31bの部分が26.5mm、31aの部分が12.5mm、グリッド31b’の部分が26.5mm、グリッド31c’の部分が42.0mm、グリッド31d’の部分が59.5mmであった。得られたモジュールに、1kW/mの強度の光(AM1.5ソーラーシミュレータ)を照射して、短絡電流密度、開放電圧、FF(曲線因子)及び光電変換効率を測定した。その条件と結果を表1〜2に示す。
(Example 5)
In the first embodiment, the number of grids from the end is 20 for the grid 31d, 15 for the grid 31c, 10 for the grid 31b, 5 for the grid 31a, and 5 for the grid 31b ′. 10 parts, 15 grids 31c ′, 20 grids 31d ′, and the width of the porous semiconductor layer is 6.0 mm, 5.6 mm, 5.3 mm, 5.0 mm, 5 mm, The module was manufactured in the same manner as in Example 1 with a thickness of 0.3 mm, 5.6 mm, and 6.0 mm. The porous grid area on the semiconductor layer, portions of the grid 31d is 59.5 mm 2, portions of the grid 31c is 42.0 mm 2, portions of the grid 31b is 26.5 mm 2, 31a portion of 12.5 mm 2, the grid 31b 'portion of 26.5 mm 2, the grid 31c' portion of 42.0 mm 2, portions of the grid 31d 'was 59.5 mm 2. The obtained module was irradiated with light having an intensity of 1 kW / m 2 (AM1.5 solar simulator), and short-circuit current density, open-circuit voltage, FF (curve factor), and photoelectric conversion efficiency were measured. The conditions and results are shown in Tables 1-2.

(実施例6)
上記実施例1において、グリッドの本数は、端部から、グリッド31dの部分が14本,グリッド31cの部分が10本,グリッド31bの部分が7本,グリッド31aの部分が5本,グリッド31b’の部分が7本,グリッド31c’の部分が10本,グリッド31d’の部分が14本とし、多孔質半導体層の幅を、5.5mm、5.3mm、5.1mm、5.0mm、5.1mm、5.3mm、5.6mm、とし、実施例1と同様にモジュールを作製した。多孔質半導体層上のグリッド面積は、グリッド31dの部分が38.5mm、グリッド31cの部分が26.5mm、グリッド31bの部分が17.9mm、31aの部分が12.5mm、グリッド31b’の部分が17.9mm、グリッド31c’の部分が26.5mm、グリッド31d’の部分が38.5mmであった。得られたモジュールに、1kW/mの強度の光(AM1.5ソーラーシミュレータ)を照射して、短絡電流密度、開放電圧、FF(曲線因子)及び光電変換効率を測定した。その条件と結果を表1〜2に示す。
(Example 6)
In the first embodiment, the number of grids from the end is 14 for the grid 31d, 10 for the grid 31c, 7 for the grid 31b, 5 for the grid 31a, 5 for the grid 31b ′. 7 portions, 10 grid 31c ′ portions and 14 grid 31d ′ portions, and the width of the porous semiconductor layer is 5.5 mm, 5.3 mm, 5.1 mm, 5.0 mm, 5 mm, The module was manufactured in the same manner as in Example 1 with a thickness of 0.1 mm, 5.3 mm, and 5.6 mm. The porous grid area on the semiconductor layer, portions of the grid 31d is 38.5 mm 2, portions of the grid 31c is 26.5 mm 2, portions of the grid 31b is 17.9 mm 2, 31a portion of 12.5 mm 2, the grid 31b 'portion of 17.9 mm 2, the grid 31c' portion of 26.5 mm 2, portions of the grid 31d 'was 38.5 mm 2. The obtained module was irradiated with light having an intensity of 1 kW / m 2 (AM1.5 solar simulator), and short-circuit current density, open-circuit voltage, FF (curve factor), and photoelectric conversion efficiency were measured. The conditions and results are shown in Tables 1-2.

(比較例1)
グリッドを形成しなかった以外は上記実施例1と同様に、色素増感型太陽電池モジュールを作製し、得られたモジュールに、1kW/mの強度の光(AM1.5ソーラーシミュレータ)を照射して、短絡電流密度、開放電圧、FF(曲線因子)及び光電変換効率を測定した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
A dye-sensitized solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the grid was not formed, and the obtained module was irradiated with light having an intensity of 1 kW / m 2 (AM1.5 solar simulator). Then, short circuit current density, open circuit voltage, FF (fill factor) and photoelectric conversion efficiency were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
実施例1において、多孔質半導体層上のグリッド面積を、すべて7.5mmと同一面積にした以外は、実施例1と同様に作製し、光電変換効率を測定した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the grid area on the porous semiconductor layer, all except for the same area and 7.5 mm 2, was produced in the same manner as in Example 1, the photoelectric conversion efficiency was measured. The results are shown in Table 2.

Figure 0005096064
Figure 0005096064

(備考)
*1 中央セルから端部セルに向かって本数増加を示す。
*2 中央セルから端部セルに向かって面積増加を示す。
*3 セルaの面積を1としたとき、b,c,dセルのグリッド面積が何倍になっているかを示す。
*4 隣のセルに対するグリッド面積増加率を示す。
*5 多孔質半導体層面積を増加させていることを示す。
*6 グリッド面積分だけ多孔質半導体層面積を増加させていることを示す。
*7 中央から端部に向かって単位面積あたりのグリッド面積が増加していることを示す。グリッド面積/多孔質半導体層面積
*8 隣のセルへのグリッド面積率の増加率を示す。
(Remarks)
* 1 The number increases from the center cell to the edge cell.
* 2 The area increases from the center cell to the edge cell.
* 3 Shows how many times the grid area of cells b, c and d is increased when the area of cell a is 1.
* 4 Indicates the grid area increase rate for the adjacent cell.
* 5 Indicates that the area of the porous semiconductor layer is increased.
* 6 Indicates that the area of the porous semiconductor layer is increased by the grid area.
* 7 Indicates that the grid area per unit area increases from the center toward the edge. Grid area / Porous semiconductor layer area * 8 Indicates the rate of increase of the grid area ratio to the adjacent cell.

Figure 0005096064
Figure 0005096064

以上の結果から、グリッドを導入するとフィルファクタ(FF)が改善され、かつ、その本数を色素増感型太陽電池モジュールの中央から端部に向かって、面積を増大させることにより、変換効率が改善されることがわかる。本発明により、モジュールの特性を向上させた色素増感型太陽電池モジュールを提供することができることが確認できた。   From the above results, when a grid is introduced, the fill factor (FF) is improved, and the conversion efficiency is improved by increasing the area from the center to the end of the dye-sensitized solar cell module. You can see that It has been confirmed that the present invention can provide a dye-sensitized solar cell module with improved module characteristics.

図1Aは、本発明の一実施例における色素増感型太陽電池モジュールの平面図、図1Bは図1AのI−I線断面図、図1Cは図1AのII−II線断面図である。1A is a plan view of a dye-sensitized solar cell module according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 図2は、本発明の別の実施形態における太陽電池モジュールの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a solar cell module according to another embodiment of the present invention. 図3は、従来の太陽電池モジュールの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional solar cell module. 図4は、従来の別の太陽電池モジュールの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of another conventional solar cell module.

符号の説明Explanation of symbols

11 支持体(基板)
12 透明導電膜
13,21a〜21c’,31a〜31d’ グリッド
14 多孔質光電変換層
15 キャリア輸送層
16,16a,16b 対極
17 基板
18a,18b 隔壁
19 導電性接続層
20,30 色素増感型太陽電池モジュール
22,22a〜22c’,32a〜32d’ 導電性接続層
23,33,23a〜23c’,33a〜33d’ 開口部
11 Support (substrate)
12 Transparent conductive film 13, 21a-21c ', 31a-31d' Grid 14 Porous photoelectric conversion layer 15 Carrier transport layer 16, 16a, 16b Counter electrode 17 Substrate 18a, 18b Partition 19 Conductive connection layer 20, 30 Dye-sensitized type Solar cell module 22, 22a-22c ', 32a-32d' Conductive connection layer 23, 33, 23a-23c ', 33a-33d' Opening

Claims (6)

支持体上に透明導電膜とグリッドを備えた導電性支持体と、多孔質半導体層に色素を吸着させた多孔質光電変換層と、キャリア輸送層と、対極を含む光電変換素子を、複数個接続した色素増感型太陽電池モジュールであって、
前記光電変換素子は直列接続されており、
前記色素増感型太陽電池モジュールの単位面積あたりの前記グリッドの面積を、モジュールの中央部から端部に向かって相対的に広くすることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュール。
A plurality of photoelectric conversion elements including a conductive support having a transparent conductive film and a grid on a support, a porous photoelectric conversion layer in which a dye is adsorbed on a porous semiconductor layer, a carrier transport layer, and a counter electrode. A connected dye-sensitized solar cell module,
The photoelectric conversion elements are connected in series,
The dye-sensitized solar cell module, wherein an area of the grid per unit area of the dye-sensitized solar cell module is relatively widened from a center portion to an end portion of the module.
前記色素増感型太陽電池モジュールの光電変換素子あたりの前記グリッドの面積を、モジュールの中央部の光電変換素子から、直列接続方向の端部の光電変換素子に向かって相対的に広くする請求項1に記載の色素増感型太陽電池モジュール。   The area of the grid per photoelectric conversion element of the dye-sensitized solar cell module is relatively widened from the photoelectric conversion element at the center of the module toward the photoelectric conversion element at the end in the series connection direction. 2. The dye-sensitized solar cell module according to 1. 前記グリッドの線幅は前記モジュールの中央部と端部では実質的に同一とし、かつ前記モジュールの中央から端部に向かって前記グリッドの本数を増加させる請求項1又は2に記載の色素増感型太陽電池モジュール。   3. The dye sensitization according to claim 1, wherein a line width of the grid is substantially the same at a center portion and an end portion of the module, and the number of the grids is increased from the center of the module toward the end portion. Type solar cell module. 前記モジュールの中央から端部に向かって、さらに前記多孔質光電変換層の面積を広くする請求項1から3のいずれかに記載の色素増感型太陽電池モジュール。   The dye-sensitized solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein an area of the porous photoelectric conversion layer is further increased from a center of the module toward an end thereof. 前記グリッドが、くし型である請求項1〜4のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池モジュール。   The dye-sensitized solar cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein the grid is comb-shaped. 前記色素増感型光電変換素子間には厚さ方向に導電性接続層を設け、前記導電性接続層は導電性支持体と、隣の対極と電気的に接続している請求項1〜5のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池モジュール。   A conductive connection layer is provided in the thickness direction between the dye-sensitized photoelectric conversion elements, and the conductive connection layer is electrically connected to a conductive support and an adjacent counter electrode. The dye-sensitized solar cell module according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5577519B2 (en) * 2009-03-26 2014-08-27 新日鉄住金化学株式会社 Photoelectric conversion element
WO2010137667A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 旭硝子株式会社 Glass member with sealing material layer attached thereto, electronic device produced using same, and process for producing same
JP2011044426A (en) 2009-07-24 2011-03-03 Nippon Electric Glass Co Ltd Glass substrate with conductive film for solar cell
JP2011065751A (en) * 2009-09-15 2011-03-31 Ricoh Co Ltd Photoelectric conversion element
JP5638326B2 (en) 2009-09-17 2014-12-10 株式会社ユポ・コーポレーション Energy conversion film
JP5541687B2 (en) * 2010-02-25 2014-07-09 日新製鋼株式会社 Dye-sensitized solar cell module and manufacturing method thereof
US20120006377A1 (en) * 2010-07-12 2012-01-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Photoelectric conversion module
KR101204956B1 (en) * 2010-11-19 2012-11-26 에프씨산업 주식회사 Dye-Sensitized Solar Cell
CN103680989A (en) * 2013-09-29 2014-03-26 营口奥匹维特新能源科技有限公司 Photo-anode, counter electrode, and dye sensitive solar cell composed of two

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI234885B (en) * 2002-03-26 2005-06-21 Fujikura Ltd Electroconductive glass and photovoltaic cell using the same
JP4528082B2 (en) * 2004-10-04 2010-08-18 新日本石油株式会社 Electrode substrate having conductive pattern and solar cell

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