[发明专利]色素增感太阳能电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及色素增感太阳能电池模块。

背景技术

由于色素增感太阳能电池作为太阳能电池廉价且能够得到高的光电转换效率，所以备受关注，将这样的色素增感太阳能电池串联连接而成的太阳能电池模块正在进行开发（例如参照下述专利文献1）。

专利文献1:日本特开2006－278112号公报

但是，上述专利文献1所记载的色素增感太阳能电池模块具有以下的课题。

即，当对上述色素增感太阳能电池模块进行屋外暴露试验时，存在发电效率在短期间内急剧降低的情况。因此，对于上述色素增感太阳能电池模块而言，在耐久性方面被要求改善。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种具有优异的耐久性的色素增感太阳能电池模块。

本发明的发明人们为了调查上述课题产生的原因，对发电效率在短期间内急剧降低的色素增感太阳能电池模块进行了调查。即，由于在色素增感太阳能电池模块的一部分单元中产生了白色或黑色的斑点，所以对产生了该斑点的单元进行解体检查。结果发现在这些产生了斑点的单元的内部生成气泡，其无法作为单元发挥作用。

该现象与在硅系的太阳能电池模块中产生的被称为所谓过热点（Hot spot）的现象类似。过热点现象是指在太阳能电池模块中，当施加了极大的电力时单元过热而导致不良的现象。

该过热点现象一般被认为由硅系的太阳能电池模块引起。即，构成硅系太阳能电池模块的硅系太阳能电池单元具有若施加正向偏压则电流急剧增加，相反若施加反向偏压则不流动电流的I－V特性。根据该I－V特性，若对单元施加反向偏压，则电阻损耗增加、单元过热，从而导致不良。鉴于此，在硅系太阳能电池单元模块中，为了避免产生这样的过热点现象，通常相对于15～50个单元并联连接一个旁路二极管。

与此相对，在色素增感太阳能电池模块中，与硅系太阳能电池不同，一般认为不需要旁路二极管（例如参照R.Sastrawan，et al，Journal of Photochemistry and Photobiography A：Chemistry，178，pp．33－40，2006）。即，在色素增感太阳能电池模块中，若对构成其的单元施加反向偏压，则由于电流在微量的电压下急剧增加，所以电阻损耗不增加，单元不会过热。因此，即使以在硅系太阳能电池中产生过热点那样的条件使色素增感太阳能电池模块运转，单元也不会过热。根据这样的理由，可以说在色素增感太阳能电池模块中通常不需要旁路二极管。

但实际上如上述那样，在色素增感太阳能电池模块中也观察到与过热点现象类似的现象。另外，在发电效率在短期间内急剧降低的色素增感太阳能电池模块中没有设置旁路二极管。据此，本发明的发明人们认为在色素增感太阳能电池模块中不设置旁路二极管不是产生上述现象的原因。

鉴于此，首先与硅系太阳电电池模块同样，例如试着对48个单元并联连接一个旁路二极管。

但是，即使设置旁路二极管，也不会没有与过热点类似的现象。

根据该结果也可认为：上述的与过热点类似的现象并非因在色素增感太阳能电池模块中不设置旁路二极管而引起，本发明的发明人们进一步继续研究。具体而言，采用与色素增感太阳能电池模块中使用的子模块同样的子模块，进行了模拟屋外暴露状态的各种评价。结果可知，在照射光的同时对单元施加较小的逆电压没有引起与过热点类似的现象，但在对单元施加过度的逆电压的情况下引起与过热点类似的现象。即，如图1所示，在按照对电极的电位变得比工作电极的电位高的方式施加了电压（正向电压）的情况下，没有观察到单元发生变化，但在按照对电极的电位变得低于工作电极的电位的方式施加了电压（反向电压）的情况下，在单元内部从－2V附近产生气体，产生了白色的斑点（白变）。进而，在－6V以上产生了黑色的斑点（黑变）。而且，即使改变电解质的种类、即即使在不同种类的电解质A、B中也观察到该现象。

这样，本发明的发明人们发现了在色素增感太阳能电池模块中若施加约－2.0V的逆电压则单元变得不良。而且，本发明的发明人们基于该事实、和各色素增感太阳能电池单元的发电电压一般约为0.7V这一事实完成了本发明。

即，本发明涉及一种色素增感太阳能电池模块，是具有串联连接的多个色素增感太阳能电池单元的色素增感太阳能电池单元模块，具有至少一个发电单元，该发电单元是将至少一个旁路二极管与上述多个色素增感太阳能电池单元中的n个（n表示1～4的整数）色素增感太阳能电池单元并联连接的发电单元。