[发明专利]色素敏化型太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及色素敏化型太阳能电池用导电基材、色素敏化型太阳能电池用透明性导电基材、色素敏化型太阳能电池、以及色素敏化型太阳能电池模块。

背景技术

近几年，由于二氧化碳的增加导致的地球变暖等环境问题日益严重，世界上正在研究其对策。其中，作为对环境的负荷小且清洁的能源，正在积极地研究开发利用太阳能的太阳能电池。作为这种太阳能电池，单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、无定型硅太阳能电池以及化合物半导体太阳能电池等已开始实用化，但这些太阳能电池存在制造成本高等问题。因此，作为环境负荷小并且能够削减制造成本的太阳能电池，色素敏化型太阳能电池备受注目并正在进行研究开发。

作为色素敏化型太阳能电池的一般构成的一例在图9中示出。如图9所示，一般的色素敏化型太阳能电池100具有以下构成：包含具备电极功能的第1电极基材111、以及在第1电极基材111上形成的具有含有担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层112的氧化物半导体电极基板110，与包含具备电极功能的第2电极基材121、以及在第2电极基材121上形成的催化剂层122的对极基板120，以多孔质层112以及催化剂层122对置的方式配置，且在氧化物半导体电极基板110以及对极基板120之间形成含有氧化还原对的电解质层103，并将色素敏化型太阳能电池100的端部用密封剂104密封。而且，吸附在多孔质层112中的金属氧化物半导体微粒表面的色素敏化剂通过从第1电极基材111侧接受太阳光而被激发，激发的电子传导至第1电极基材111，再通过外电路传导至第2电极基材121。之后，借助氧化还原对，电子返回至色素敏化剂的基态能级从而进行发电。需要说明的是，在图9中，示例了作为第1电极基材111使用了在具有透明性的第1基材111b上形成透明电极层111a的电极基材和作为第2电极基材121使用了在具有透明性的第2基材121b上形成透明电极层121a的电极基材的例子，但是在色素敏化型太阳能电池中，由于太阳光是从第1电极基材或第2电极基材的任一个的一侧被接受的，因此，任一电极基材为具有透明性的基材即可。

另外，近几年，对上述色素敏化型太阳能电池的大面积化的期待增大，尝试了通过在上述第1电极基材或第2电极基材等所使用的电极层中应用金属基材，提高在大面积元件的电输出效率。但是，由于在上述色素敏化型太阳能电池的电解质层中使用了含有碘化物离子的电解质，所以作为上述电极层，需要使用对碘化物离子具有长期稳定的良好的耐腐蚀性的金属基材。作为这样的金属基材，可以举出钛基材，但是在色素敏化型太阳能电池的电极层中使用钛基材时，存在制造成本提高的问题。

因此，作为用于上述电极层的金属基材，正在寻找代替钛基材的廉价的金属基材，大多数金属基材与钛基材相比存在对碘化物离子的耐腐蚀性差的问题。

因此，为了提高对碘化物离子的耐腐蚀性，例如在专利文献1中，公开了将用于色素敏化型太阳能电池的电极层构成设定为铝板和镍板的复合材。

但是，在具有专利文献1中记载的构成的电极层中，由于使用了厚度1mm的镍板，存在镍板引起的电阻变大、色素敏化型太阳能电池的填充因子(曲线因子)降低、色素敏化型太阳能电池的发电效率降低的问题。另外，例如即使使用生产率良好的气相镀敷法、液相镀敷法、印刷法或涂布法，对于形成厚度1mm的镍板而言，材料以及制造工序耗费的时间变多，存在制造成本变高的问题。另外，假使利用气相镀敷法、液相镀敷法、印刷法或涂布法形成了厚度1mm的上述镍板，镍板上也会产生破裂，从而从破裂部分会侵入碘化物离子，因此，难以使对上述碘化物离子的耐腐蚀性充分。

专利文献

专利文献1：日本特开2007-87744号公报

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种在用于色素敏化型太阳能电池的电极基板时，对电解质层中的碘化物离子的耐腐蚀性高、能够防止色素敏化型太阳能电池的转换效率降低且发电效率高的色素敏化型太阳能电池用导电基材、色素敏化型太阳能电池用透明性导电基材以及使用这些基材的色素敏化型太阳能电池、色素敏化型太阳能电池模块。

为了解决上述课题，本发明提供一种色素敏化型太阳能电池用导电基材，其特征在于，具有由电阻率在6×10^-6Ω·m以下的金属构成的第1金属层和在所述第1金属层上形成的主要由Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Pt中的任一种金属构成并且厚度为500nm以下的第2金属层。

根据本发明，通过具有所述第2电极层，在使用本发明的色素敏化型太阳能电池用导电基材作为色素敏化型太阳能电池的电极层时，可以制成对电解质层中的碘化物离子的耐腐蚀性高的基材。