[發明專利]染料敏化太陽能電池模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201180013040.4
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102792518A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 岡田顯一
• 申請（專利權）人: 株式會社藤倉
• 主分類號: H01M14/00
• 分類號: H01M14/00;H01L31/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;陳劍華

技術領域

本發明涉及一種染料敏化太陽能電池模塊及其制造方法。

背景技術

作為光電轉換元件，染料敏化太陽能電池模塊因便宜、可以得到高光電轉換效率而受到關注，關于染料敏化太陽能電池模塊，有各種研究在進行中。

染料敏化太陽能電池模塊一般包括工作電極、對電極、擔載于工作電極上的光敏化染料、將工作電極及對電極間的空間隔成多個單元電池（cell）空間的阻隔壁和配置在各單元電池空間中的電解質。

作為這種染料敏化太陽能電池模塊，已知的有例如將工作電極和對電極在其兩者之間夾有形成阻隔壁的密封材料及電解質的狀態下，在大氣壓以下且在上述電解質的蒸汽壓以下的氣壓下重合，用上述密封材料粘合而成的電池模塊（下述專利文獻1）。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-99476號公報

發明內容

對于上述專利文獻1中所述的染料敏化太陽能電池模塊，通常期望以下效果。即，由于工作電極及對電極間的單元電池空間被減壓，因此，工作電極和對電極發生撓曲，分別向相對的電極凸出。因此，工作電極和對電極間的距離縮小，極間距離變短，由此，光電轉換效率提高。

但是，上述專利文獻1中所述的染料敏化太陽能電池模塊具有如下所示課題。

即，在上述專利文獻所述的染料敏化太陽能電池模塊中存在光電轉換效率隨時間推移而大大降低，即光電轉換效率的下降速度變大的課題。這個問題在工作電極和對電極間存在多個單元電池空間的染料敏化太陽能電池模塊中尤其嚴重。即，尤其是在多個單元電池串聯連接的情況下，存在一個單元電池中的光電轉換效率的下降速度增大的問題會導致整個模塊不能使用之虞，存在染料敏化太陽能電池模塊的可靠性受損之虞。

本發明是鑒于上述情況而完成的，旨在提供一種可靠性高的染料敏化太陽能電池模塊及其制造方法。

本發明者對產生上述課題的原因進行了研究。其結果，本發明者認為，在上述專利文獻1的染料敏化太陽能電池模塊中，作為工作電極及對電極，使用了厚1mm以上的電極，這也許是產生上述課題的原因。即，工作電極及對電極的厚度大，導致工作電極及對電極撓曲時，在撓曲的電極中出現力在回復至原有形狀的方向上作用的回彈現象。因此，在對電極及工作電極中，通常，力作用在極間距離增大的方向上，其結果，會出現工作電極與對電極分離、電解質氣化，以及由于極間距離增大的方向上的力而導致密封等受到破壞、電解質泄露等情況。此外，即使電解質未氣化、密封等未受到破壞，但由于極間距離增大，電阻會增大，光電轉換效率降低。本發明者認為，光電轉換效率的下降速度也許就這樣增大了。為此，本發明者進一步深入研究后發現，相向的一對電極中至少一方的電極至少由二層以上構成、最厚層為規定厚度的金屬基板或樹脂膜時能解決上述課題，并由此完成了本發明。

即，本發明為一種染料敏化太陽能電池模塊，具有彼此相向的一對電極、將所述一對電極連接、與所述一對電極一起形成多個單元電池空間的阻隔壁和充填在所述單元電池空間中的電解質，所述一對電極中的一方電極具有面向所述多個各單元電池空間的每一個且擔載有光敏化染料的氧化物半導體部，所述一對電極的至少一方的電極至少由二層以上構成，最厚層為厚100μm以下的金屬基板或厚500μm以下的樹脂膜，包含所述金屬基板或所述樹脂膜的電極具有向相對的電極撓曲而凸出的撓曲部。

在該染料敏化太陽能電池模塊中，將厚100μm以下的金屬基板或厚500μm以下的樹脂膜作為至少兩層以上的層中最厚的層而包含的電極具有向相向的電極撓曲而凸出的撓曲部，在該撓曲部中，回彈不易明顯發生。因此，根據該染料敏化太陽能電池模塊，在具有上述撓曲部的電極的撓曲部中，在一對電極間的距離增大的方向上難以出現由回彈現象引起的過大的力。此外，由于極間距離增大的方向的力而密封受到破壞、電解質泄露的現象也充分受到抑制。此外，由于具有上述金屬基板或樹脂膜的電極具有可撓性，因此，即使因電位異常等而出現單元電池空間的內壓上升，該具有可撓性的電極可撓曲，通過具有可撓性的電極可以緩和在阻隔壁和電極的界面上產生的應力。其結果，可以充分減小光電轉換效率的下降速度。此外，在上述金屬基板或上述樹脂膜中，在一對電極間的距離增大的方向上不易出現因回彈現象引起的過大的力，因此，極間距離不易增大。因此，電阻的增大受到充分抑制，能充分抑制光電轉換效率的降低。因此，通過本發明能實現可靠性高的染料敏化太陽能電池模塊。

在上述染料敏化太陽能電池模塊中，優選由前述單元電池空間、前述阻隔壁和前述一對電極形成的多個單元電池中的至少二個單元電池并聯連接。