[发明专利]湿式太阳能电池以及湿式太阳能电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及湿式太阳能电池以及湿式太阳能电池模块。

背景技术

作为用于替代化石燃料的能源，能够将太阳光转换为电力的太阳能电池备受瞩目。目前，使用了晶体硅基板的太阳能电池和薄膜硅太阳能电池已有部分开始实用化。然而，对于前者，存在着硅基板的制造成本高昂的问题，对于后者，需要使用多种半导体制造用气体以及复杂的装置，因此，存在着制造成本变高的问题。因此，在所有太阳能电池中，都在致力于通过光电转换的高效率化而降低单位电力输出的成本，然而，上述问题还未得到解决。

专利文献1(日本特开平1-220380号公报)中提出了一种新型的太阳能电池，其为应用了金属络合物的光致电子迁移的湿式太阳能电池。

就该湿式太阳能电池而言，在表面上形成有电极的2片玻璃基板的电极之间，夹持有包含光电转换材料和电解质材料的光电转换层，所述光电转换材料吸附有光敏染料，其在可见光区具有吸收光谱。

当对上述湿式太阳能电池照射光时，光电转换层产生电子，所产生的电子通过外部电路迁移至电极，迁移的电子通过电解质中的离子被运送至相对的电极，并返回至光电转换层。通过上述一系列的电子迁移，而获取电能。

专利文献2(国际公开第97/16838号小册子)中提出了染料敏化太阳能电池模块，其在1片带有透明导电膜的玻璃基板上，串联连接配置有多个染料敏化太阳能电池。

该染料敏化太阳能电池模块的各个染料敏化太阳能电池，具有如下结构：在透明导电膜(电极)被图案化为长条形的透明基板(玻璃基板)上，依次叠层有作为光电转换层的多孔性半导体层(多孔性氧化钛层)、多孔性绝缘层(中间多孔性绝缘层)和对电极(催化剂层)。对于该染料敏化太阳能电池而言，将相邻接的染料敏化太阳能电池串联连接从而配置为1个染料敏化太阳能电池的透明导电膜和与其相邻接的染料敏化太阳能电池的对电极相接触。

专利文献3(日本特开2002-367686号公报)中提出了染料敏化太阳能电池模块，其具有如下的集成化结构：在透明基板上具有透明导电膜、多孔性半导体层、隔膜以及对电极导电层。在该染料敏化太阳能电池模块中，采用包含由致密质形成的第1光电极、和由多孔质形成的第2光电极的多孔性半导体层，由致密质形成的第1光电极形成于第2光电极的正下方，由此抑制对电极导电层的材料与透明导电膜相接触，进一步地，通过设置由具有比对电极导电层材料微粒的平均粒径更小的平均粒径的微粒形成的第1光电极，从而防止对电极导电层微粒透过光电极层而到达透明导电膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平1-220380号公报

专利文献2:国际公开第97/16838号小册子

专利文献3:日本特开2002-367686号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述专利文献1中记载的染料敏化太阳能电池的基本结构，为向相对设置的带有透明导电膜的玻璃基板之间注入电解质的形态，因此，即使可以尝试制作小面积的太阳能电池，但难以适应于1m见方的大面积太阳能电池。即，若扩大1个太阳能电池单元的面积，则产生的电流会与面积成比例地增加，然而，用于电极部分的透明导电膜的面内方向的电压降会增加，进而太阳能电池的内部串联电阻会增加。其结果，光电转换时的电流电压特性中的FF(填充因子)降低、进而短路电流会降低，引发光电转换效率降低的问题。

此外，在专利文献3所公开的发明中，关于透明导电膜，通过激光划线(laser scribe)等，使得第1光电极和第2光电极(多孔性半导体层)所形成的导电层部分和对电极导电层所接触的导电层部分被绝缘，贴着导电层的绝缘部的端部，分别形成第1光电极和第2光电极。通过网版印刷形成上述配置的各光电极时，从印刷性质来看，在光电极等印刷体的周围产生膜厚较薄的部分(咬边(ダレ))，该咬边与成为亚微米级凹部的导电层的绝缘部重合时，在光电极等印刷体上产生剥离，也会导致发生故障、成品率降低。

为了抑制上述光电极等印刷体的剥离，将光电极的形成位置与绝缘部分离开来，该部分(绝缘部附近的部分)在对电极导电层和导电层之间仅存在作为多孔性绝缘层的隔膜。已知通过这样的构成，对电极导电层材料介由多孔性绝缘层可容易地到达导电层，在到达的情况下，会发生内部短路。

进一步地，如专利文献3公开所示，若形成作为致密层的第1光电极，则内部短路减少，另一方面，光强度变得最强部分的染料吸附量降低，存在所产生的电流降低的问题。