專利名稱:染料敏化太陽能電池的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種染料敏化太陽能電池。
背景技術:
作為光電轉換元件,染料敏化太陽能電池因便宜、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展開了各種研究。染料敏化太陽能電池一般包括具有多孔氧化物半導體層的工作電極、對電極、擔載在工作電極的多孔氧化物半導體層上的光敏化染料、連結工作電極和對電極的密封部、配置在由工作電極、對電極及密封部包圍的空間(下面稱作“單元電池空間”)中的電解質。在這類染料敏化太陽能電池中,密封部多由樹脂構成,該密封部的厚度一般設為 一定(例如可參見下述專利文獻1、2)。專利文獻專利文獻I :日本特開2008-153180號公報專利文獻2 日本特開2006-4827號公報
發明內容
但是,上述專利文獻I中記載的染料敏化太陽能電池在高溫環境下或高濕環境下使用時,在耐久性方面尚存在改善的余地。即,若染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用,則電解質揮發,單元電池空間的壓力上升。此時,在專利文獻I記載的染料敏化太陽能電池中,若密封部的厚度大,則電解質所通過的通過截面積大,因此,電解質通過密封部泄露的可能性增加。另一方面,在密封部中,為了減小電解質的通過截面積,減小密封部的厚度即可。但是,這種情況下,由于密封部整體的厚度變小,因此,密封部對工作電極及對電極的粘合力變弱。因此,若染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用、單元電池空間的壓力上升,則存在工作電極或對電極與密封部之間發生剝離、電解質泄露的可能性。此外,專利文獻I記載的染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用時,若密封部的厚度大,則水分通過密封部的通過截面積變大,因而存在容易通過密封部侵入電解質中、光電轉換效率降低的可能性。另一方面,在密封部中,要抑制水分侵入,減少密封部的厚度即可。但是,這種情況下,由于密封部整體的厚度變小,因此,密封部對工作電極及對電極的粘合力變弱。因此,若染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,則水分容易從工作電極或對電極與密封部的界面侵入。因此,人們期望有一種即使在高溫環境下或高濕環境下使用仍能充分抑制光電轉換效率的降低、電解質的泄露,也能確保充分的耐久性的染料敏化太陽能電池。本發明是鑒于上述情況而完成的,旨在提供一種即使在高溫環境下或高濕環境下使用也能確保充分的耐久性的染料敏化太陽能電池。
本發明者為了解決上述課題,著眼于含有樹脂的樹脂密封部的厚度進行了深入研究。這里,為了解決上述課題,可以考慮將樹脂密封部的厚度調整為既不太厚也不太薄的值,然而即使這樣仍未能確保充分的耐久性。因此,本發明者考慮是否能夠不使樹脂密封部的厚度為一定值、而是在樹脂密封部中根據其與電解質的位置來改變厚度以解決上述課題。于是,本發明者進行了深入研究,結果發現可通過以下發明有效地解決上述課題。即,本發明為一種染料敏化太陽能電池,包括彼此相向的一對電極、將上述一對電極連接的密封部和充填在由上述一對電極和上述密封部包圍的單元電池空間內的電解質,上述密封部具有含有樹脂的樹脂密封部,上述樹脂密封部具有隨著與上述電解質的距離的增大(即,隨著所處位置遠離電解質)而以厚度增大或減小的方式變化且具有傾斜面的厚度變化部,沿上述厚度變化部的上述傾斜面,與上述一對電極中的與上述傾斜面相向的電極接觸。根據該染料敏化太陽能電池,樹脂密封部具有隨著與電解質的距離增大而以厚度增大或減小的方式變化的厚度變化部,沿厚度變化部的傾斜面,與一對電極中的與傾斜面 相向的電極接觸。由此,在厚度變化部隨著與電解質的距離增大而厚度增大的情況下,在厚度變化部的電解質側使厚度足夠地小,從而可減小電解質的通過截面積。其結果,可抑制電解質泄露。另一方面,當厚度變化部隨著與電解質的距離的增大而厚度增大時,通過厚度變化部,樹脂密封部對電極的粘合力得到充分強化。因此,即使本發明的染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用、單元電池空間的壓力上升、在厚度變化部與電極之間的界面上出現應力,也能充分抑制樹脂密封部從電極上剝離,并能充分抑制電解質的泄漏。所以,通過本發明的染料敏化太陽能電池,即使在高溫環境下使用也能確保充分的耐久性。此外,在厚度變化部隨著與電解質的距離的增大而厚度減少的情況下,在厚度變化部中的與電解質相反一側部分充分地減小厚度,能進一步減小樹脂密封部對外部環境氣體的露出面積。因此,即使染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,仍能充分抑制水分侵入。另一方面,在厚度變化部隨著與電解質的距離的增大而厚度減小的情況下,即,在厚度變化部中,隨著接近電解質而厚度增大的情況下,通過厚度變化部,樹脂密封部對電極的粘合力被充分強化。因此,即使本發明的染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,也能充分抑制樹脂密封部對電極的粘合力的降低,充分抑制水分從電極與樹脂密封部的界面進入。所以,通過本發明的染料敏化太陽能電池,即使在高濕環境下使用也能確保充分的耐久性。上述厚度變化部為例如上述的隨著與上述電解質的距離的增大而厚度增大的厚度增大部。此外,上述厚度增大部存在于樹脂密封部中的至少一部分上即可。即,樹脂密封部可以在比厚度增大部更靠近電解質一側具有厚度一定且接觸電解質的部分或隨著與電解質的距離的增大而厚度減少的厚度減小部。換言之,厚度增大部可位于樹脂密封部內的任何位置。這種情況下,即使染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用,也能確保充分的耐久性。其理由如下。即,只要樹脂密封部具有厚度增大部,則通過厚度增大部,在厚度增大部的電解質一側,厚度被充分減小,從而能使樹脂密封部對電解質的露出面積更小,充分抑制電解質的泄露。因此,即使染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用,仍能充分抑制電解質的泄露。另一方面,在厚度增大部中,隨著與電解質的距離的增大,厚度增大。即,在與電解質相反一側(電解質不易到達的一側)上存在厚度大的部分。換言之,可在電解質的影響小的位置上確保厚度。因此,通過厚度增大部,樹脂密封部對電極的粘合力得到充分強化。這樣,即使染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用,仍能充分抑制樹脂密封部對電極的粘合力的降低。此外,在上述染料敏化太陽能電池中,優選上述樹脂密封部相對于上述厚度增大部,在與上述電解質相反一側,還具有隨著與上述電解質的距離的增大而厚度減小且具有傾斜面的厚度減小部,沿上述厚度減小部的上述傾斜面,和上述一對電極中與上述傾斜面相向的電極接觸。這種情況下,厚度減小部中,在離電解質最遠的位置上厚度充分地小。即,在厚度減小部中,在離電解質最遠的位置上,能縮小從外部侵入的氧、水分的通過截面積。因此,能充分抑制氧、水分從外部侵入。這里,上述樹脂密封部相對于上述厚度減小部,在與上述電解質相反一側,還具有隨著與上述電解質的距離的增大而厚度增大且具有傾斜面的厚度增大部,沿上述厚度增大部的上述傾斜面,和上述一對電極中與上述傾斜面相向的電極接觸。 根據該染料敏化太陽能電池,通過相對于厚度減小部而設置在與上述電解質相反一側的厚度增大部,樹脂密封部對電極的粘合力進一步得到強化。在上述染料敏化太陽能電池中,優選上述樹脂密封部分別具有多個上述厚度增大部及上述厚度減小部,上述厚度增大部及上述厚度減小部向遠離上述電解質的方向交互排列,上述厚度增大部及上述厚度減小部中,上述厚度增大部設置在上述樹脂密封部中離上述電解質最近的位置。這種情況下,密封部就具有多個厚度增大部和多個厚度減小部,因此,能確保更充分的耐久性。此外,即使由于染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用、單元電池空間的內壓上升而導致樹脂密封部上出現從其內周面向著外周面的方向上的應力,仍能通過多個厚度增大部和多個厚度減少部而更充分地限制樹脂密封部向該方向運動。此外,在離電解質最近的位置,得以可減小電解質的泄漏截面積,能有效地抑制電解質向外部泄漏。在上述染料敏化太陽能電池中,優選上述厚度增大部與上述電解質接觸。這種情況下,染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用、單元電池空間的內壓上升時,被施加了最大的應力、密封部最容易剝離的地方為與電解質接觸的位置,在該位置上設置厚度增大部。因此,能確保樹脂密封部對電極的充分的粘合力,更有效地抑制樹脂密封部從電極上剝離。此外,由于厚度增大部與上述電解質接觸,因此,可進一步減小樹脂密封部對電解質的露出面積,從而可減小電解質的泄漏截面積。因此,能充分抑制電解質的泄漏。上述厚度變化部也可以是例如隨著與上述電解質的距離的增大而厚度減小的厚度減小部。上述厚度減小部只要在樹脂密封部中的至少一部分上即可。例如可在樹脂密封部的最外側設置隨著與電解質的距離的增大而厚度增大的厚度增大部。換言之,厚度減小部可位于樹脂密封部的任何位置。這種情況下,即使染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,也能確保充分的耐久性。其理由如下。即,只要樹脂密封部具有厚度減小部,則通過厚度減小部,在厚度減小部的與電解質相反一側,厚度被充分減小,從而能使樹脂密封部對外部環境氣體的露出面積更小,充分抑制水分、空氣的侵入。因此,即使染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,仍能充分抑制水分、空氣的侵入。另一方面,在厚度減小部中,隨著與電解質的距離的增大,厚度減小。即,在厚度減小部中,隨著接近電解質,厚度增大。即,電解質一偵U(水分、空氣不易到達的一側)存在厚度大的部分。換言之,在水分、空氣的影響小的位置上,能確保厚度。因此,通過厚度減小部,樹脂密封部對電極的粘合力得到充分強化。因此,即使染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,仍能充分抑制樹脂密封部對電極的粘合力的降低。此外,在上述染料敏化太陽能電池中,優選上述樹脂密封部相對于上述厚度減小部,在與上述電解質相反一側,還具有隨著與上述電解質的距離的增大而厚度增大且具有傾斜面的厚度增大部,沿上述厚度增大部的上述傾斜面,和上述一對電極中與上述傾斜面相向的電極接觸。這種情況下,厚度增大部中,在電解質一側,厚度充分減小。即,厚度增大部中,在電解質一側,能縮小電解質的通過截面積。因此,能充分抑制電解質的泄漏。
這里,上述樹脂密封部相對于上述厚度增大部,在上述電解質相反一側,還具有隨著與上述電解質的距離的增大而厚度減小且具有傾斜面的厚度減小部,沿上述厚度減小部的上述傾斜面,和上述一電極中與上述傾斜面相向的電極接觸。根據該染料敏化太陽能電池,通過相對于厚度增大部而設置在與電解質相反一側的厚度減小部,樹脂密封部對電極的粘合力被進一步強化。在上述染料敏化太陽能電池中,優選通過上述厚度增大部與上述電極的接觸面和上述厚度減小部與上述電極的接觸面,形成在遠離上述電解質的方向上以交叉的方式延伸的溝槽。在該染料敏化太陽能電池中,通過厚度增大部與電極的接觸面和厚度減小部與電極的接觸面,形成溝槽。即,厚度增大部及厚度減小部形成一體,深入溝槽中。因此,即使由于染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用、單元電池空間的內壓上升而導致樹脂密封部上出現從其內周面向著外周面的方向上的應力,仍能充分限制樹脂密封部向該方向的運動。而且,通過在電極上形成溝槽,能進一步加長從單元電池空間通過電極與樹脂密封部的界面而流向外部的電解質、以及從外部侵入、流向單元電池空間的氧、水分所通過的路徑。此夕卜,電解質、來自外部的水分通過溝槽時,電解質或來自外部的氧、水分的一部分容易進入溝槽,沿溝槽前進。其結果,氧、水分從樹脂密封部侵入單元電池空間、電解質從樹脂密封部泄漏到外部的情況被充分抑制。此外,隨著溫度變化,在像從傍晚到夜間等那樣溫度下降的環境下,單元電池空間的內壓下降,由此,樹脂密封部會出現從其外周面向著內周面方向上的應力。這種情況下,也能充分限制樹脂密封部在從外周面向著面內周面的方向上的運動。在上述染料敏化太陽能電池中,優選上述樹脂密封部的最大厚度在10 μ m以上。這種情況下,樹脂密封部的最大厚度在10 μ m以上,通過這樣,樹脂密封部的厚度得以充分確保,由此,樹脂密封部對電極的粘合力得以充分確保。因此,能有效地抑制電解質的泄漏。優選上述一對電極中至少一方的電極具有可撓性。這種情況下,即使染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用、單元電池空間的內壓上升,一對電極中至少一方的電極仍可撓曲。因此,能充分緩和施加在樹脂密封部與具有可撓性的電極之間界面上的應力。 在上述染料敏化太陽能電池中,例如上述一對電極中的一方電極具有導電性基板和設置在上述導電性基板上的多孔氧化物半導體層,上述導電性基板的上述多孔氧化物半導體層側的表面為平坦面,上述厚度增大部和上述一對電極中另一方的電極的接觸面可相對于上述平坦面傾斜。上述染料敏化太陽能電池相對于上述密封部,在與上述電解質相反一側,優選還具有至少包覆上述密封部和上述一對電極的邊界的包覆部,上述包覆部含有樹脂。這種情況下,電解質的泄漏或氧、水分從外部向電解質的侵入不僅被密封部抑制,還被包覆部抑制。尤其是在密封部與一方電極的界面、密封部與另一方電極的界面上的泄漏或氧、水分從外部向電解質的侵入被包覆部有效地抑制。此外,本發明還可是這樣一種染料敏化太陽能電池,其特征在于,具有彼此相向的一對電極、將上述一對電極連接的密封部和充填在由上述一對電極和上述密封部所包圍的單元電池空間中的電解質,上述密封部具有含有樹脂的樹脂密封部,上述樹脂密封部具有與上述一對電極中的至少一方的電極接觸且隨著與上述電解質的距離的增大而厚度增大的厚度增大部。 此外,本發明還可以是這樣一種染料敏化太陽能電池,其特征在于,具有彼此相向的一對電極、將上述一對電極連接的密封部和充填在由上述一對電極和上述密封部所包圍的單元電池空間中的電解質,上述密封部具有含有樹脂的樹脂密封部,上述樹脂密封部具有與上述一對電極中的至少一方的電極接觸且隨著與上述電解質的距離的增大而厚度減小的厚度減小部。此外,在本發明中,電極“具有可撓性”是指在20°C的環境下,以IN的張力將50mmX200mm的片狀電極的長邊側的兩邊部(分別寬5mm)固定在水平方向上,在電極中央施加20g重的負荷時電極撓曲的最大變形率超過20%。這里,最大變形率是指根據下述公式算出的值。最大變形率(%) = 100X (最大位移量/片狀電極的厚度)因此,例如厚O. 04mm的片狀電極用上述方法施加負荷后會撓曲,當最大位移量為O. Olmm時,最大變形率為25%,則該片狀電極就“具有撓曲性”。根據本發明,能提供一種即使在高溫環境下或高濕環境下使用也能確保充分的耐久性的染料敏化太陽能電池。
圖I是表示本發明的染料敏化太陽能電池的第I實施方式的截面圖。圖2是圖I的部分擴大圖。圖3是表示圖2的厚度增大部的部分擴大圖。圖4是表示圖2的厚度減少部的部分擴大圖。圖5是表示圖I的工作電極的截面圖。圖6是表示圖I的對電極的截面圖。圖7是表示圖5的工作電極的平面圖。圖8是表示圖I的染料敏化太陽能電池的制造工序中的無機密封部形成工序的截面圖。圖9是表示圖6的對電極的平面圖。
圖10是表示圖I的染料敏化太陽能電池的制造工序中的樹脂密封部形成工序的截面圖。圖11是表示圖I的染料敏化太陽能電池的制造工序中的電解質配置工序的截面圖。圖12是表示圖I的染料敏化太陽能電池的制造工序中的重合工序的截面圖。圖13是表示圖I的染料敏化太陽能電池的制造工序中的密封部形成工序的截面圖。圖14是表示本發明的染料敏化太陽能電池的第2實施方式的部分擴大截面圖。圖15是表示本發明的染料敏化太陽能電池的第3實施方式的部分擴大截面圖。圖16是表示本發明的染料敏化太陽能電池的第4實施方式的部分擴大截面圖。 圖17是表示本發明的染料敏化太陽能電池的第5實施方式的部分擴大截面圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。<第I實施方式>首先用圖I 圖4對本發明的染料敏化太陽能電池的第I實施方式進行說明。圖I是表示本發明的染料敏化太陽能電池的第I實施方式的截面圖,圖2是圖I的部分擴大圖,圖3是表示圖2的厚度增大部的部分擴大圖,圖4是表示圖2的厚度減小部的部分擴大圖。如圖I及圖2所示,染料敏化太陽能電池100具有工作電極I和與工作電極I相向配置的對電極2。工作電極I和對電極2通過密封部4連接。并且,在由工作電極I、對電極2和密封部4包圍的單元電池空間S內充填有電解質3。工作電極I具有透明基板6、設置在透明基板6的對電極2側的透明導電膜7和設置在透明導電膜7上的多孔氧化物半導體層8。這里,密封部4粘合在透明導電膜7的表面Ia上。透明導電膜7的表面Ia可具有構成透明導電膜7的材料的結晶大小程度的凹凸(約I μ m左右),但也可不具有那樣的凹凸。下面,將不具有結晶大小程度以上的凹凸的表面Ia表述為平坦面。此外,工作電極I中的多孔氧化物半導體層8上擔載有光敏化染料。在染料敏化太陽能電池100中,由透明基板6和透明導電膜7構成導電性基板16 (參見圖5)。對電極2具有對電極基板和設置在對電極基板中的工作電極I 一側、促進對電極2的表面上的還原反應的導電性催化劑層(催化劑膜),具有可撓性。密封部4由粘合在對電極2上的樹脂密封部4A和將樹脂密封部4A和工作電極I連接的無機密封部4B構成。樹脂密封部4A在對電極2的第2環狀部位C2與對電極2粘接,無機密封部4B粘接在工作電極I的第I環狀部位Cl上。無機密封部4B具有固定在透明導電膜7上的集電配線11和包覆并保護集電配線11的配線保護層12。樹脂密封部4A具有隨著與電解質的距離的增大而厚度增大的多個(例如4個)環狀的厚度增大部14a和相對于各多個厚度增大部、設置在與電解質3相反一側、隨著與電解質3的距離的增大而厚度減小的多個(例如4個)環狀的厚度減小部14b。S卩,樹脂密封部4A在其最外側具有厚度減少部14b,在其最內側以與電解質3接觸的方式具有厚度增大部14a。厚度增大部14a及厚度減小部14b在圖2 圖4中用雙點劃線表示。厚度增大部14a的厚度如圖3所示,在電解質3側為HAc^Haci為厚度增大部14a的最小厚度。而且,厚度增大部14a的厚度隨著與電解質3的距離的增大而增加,在離電解質3最遠的位置上為HA1。該Hai為厚度增大部14a的最大厚度。另一方面,厚度減小部14b的厚度如圖4所示,在電解質3側為HA1,Hai為厚度減小部14b的最大厚度。而且,厚度增大部14b的厚度隨著與電解質3的距離的增大而減小,在離電解質3最遠的位置上為HA(i。該Haci為厚度減小部14b的最小厚度。多個環狀的厚度增大部14a及多個環狀的厚度減小部14b分別沿密封部4形成連續狀,向遠離電解質3的方向交互排列。這里,樹脂密封部4A中位于最內側的為厚度增大部14a,位于最外側的為厚度減小部14b,位于最內側的厚度增大部14a與電解質3接觸。
在染料敏化太陽能電池100中,厚度增大部14a隨之與電解質3的距離的增加,其厚度成比例地增大。即,厚度增大部14a的傾斜面14c為平坦面。并且,樹脂密封部4A沿厚度增大部14a的傾斜面14c與電極2的厚度增大部相向接觸面2a接觸。因此,厚度增大部相向接觸面2a也為平坦面。厚度減小部14b隨著與電解質3的距離的增加,其厚度成比例地減小。即,厚度減小部14b的傾斜面14d為平坦面。并且,樹脂密封部4A沿厚度減小部14b的傾斜面14d與對電極2的厚度減小部相向接觸面2b接觸。因此,厚度減小部相向接觸面2b也為平坦面。厚度增大部14a及厚度減小部14b的厚度如上述那樣變化,樹脂密封部4A具有多個厚度增大部14a及多個厚度減小部14b。因此,在樹脂密封部4A的對電極2側的表面,多個環狀突起部向遠離電解質3的方向排列,各環狀突起部在遠離電解質3的方向上以交叉的方式形成。這樣,對電極2的第2環狀部位C2具有與多個突起部互補的形狀。S卩,在對電極2的第2環狀部位C2上,多個環狀溝槽15向遠離電解質3的方向排列,各環狀溝槽15在遠離電解質3的方向上以交叉的方式形成。換言之,各環狀溝槽15在對電極2的第2環狀部位C2上沿環狀的厚度增大部14a延伸。厚度增大部14a及厚度減小部14b僅對其厚度的增減進行規定。因此,在厚度增大部14a及厚度減小部14b分別存在多個的情況下,多個厚度增大部14a之間及厚度減小部14b之間的形狀不必相同。這里,環狀溝槽15由與厚度增大部14a相向接觸的對電極2的厚度增大部相向接觸面2a和與厚度減小部14b相向接觸的對電極2的厚度減小部相向接觸面2b形成。厚度增大部相向接觸面2a相對于工作電極I的平坦的表面la,以隨著與電解質3的距離的增大而使樹脂密封部4A的厚度增大的方式傾斜。厚度減小部相向接觸面2b相對于工作電極I的平坦的表面la,以使樹脂密封部4A的厚度減小的方式傾斜。根據上述染料敏化太陽能電池100,樹脂密封部4A具有隨著與電解質3的距離的增大而厚度增大的厚度增大部14a,沿厚度增大部14a的傾斜面14c,和與傾斜面14c相向的對電極2接觸。因此,厚度增大部14a可在其電解質3側充分減小厚度,從而減小電解質3的通過截面積。其結果,能抑制電解質3的泄漏。此外,在染料敏化太陽能電池100中,密封部4由樹脂密封部4A和具有比樹脂密封部4A高的密封能力的無機密封部4B構成,因此,與在密封部4中無機密封部4B被樹脂密封部代替的情況相比,能更充分地抑制電解質3的泄漏。另一方面,由于在厚度增大部14a中隨著與電解質3的距離的增大而厚度增大,因此,通過厚度增大部14a,樹脂密封部4A對對電極2的粘合力被強化。這樣,即使染料敏化太陽能電池100在高溫環境下時使用、單元電池空間S的壓力上升、厚度增大部14a與對電極2的界面上出現過大的應力,也能充分抑制樹脂密封部4A從對電極2上剝離,并能充分抑制電解質3的泄漏。所以,通過染料敏化太陽能電池100,即使在高溫環境下使用也能確保充分的耐久性。尤其是,在染料敏化太陽能電池100中,樹脂密封部4A的最內側設置有厚度增大部14a,該厚度增大部14a與電解質3接觸。即,染料敏化太陽能電池100在高溫環境下使用、單元電池空間S的內壓上升時,出現最大應力、樹脂密封部4A最容易剝離的地方是與電解質3接觸的位置,該位置上設置有厚度增大部14a。因此,樹脂密封部4A對對電極2的充分的粘合力得到確保,與厚度增大部14a不接觸電解質3的情況相比,能更有效地抑制樹脂密封部4A從對電極2上剝離。此外,由于厚度增大部14a與電解質3接觸,因此,可在離電解質3最近的位置進一步減小樹脂密封部4A對電解質3的露出面積,減小電解質3的泄漏截面積。從而能更充分地抑制電解質3向外部泄漏。
此外,在染料敏化太陽能電池100中,樹脂密封部4A相對于各厚度增大部14a,在與電解質3相反一側,還具有隨著與電解質3的距離的增大而厚度減小的厚度減小部14b,沿厚度減小部14b的傾斜面14d,和與傾斜面14d相向的對電極2接觸。因此,由于能在厚度減小部14b的與電解質3相反一側充分減小厚度,從而能夠進一步減小樹脂密封部4A對外部環境氣體的露出面積。換言之,在厚度減小部14b中,在離電解質3最遠的位置上厚度充分減小。即,在厚度減小部14b中,在離電解質3最遠的位置,能縮小從外部侵入的氧、水分的通過截面積。因此,即使染料敏化太陽能電池100在高濕環境下使用,也能充分抑制氧、水分從外部侵入。另一方面,在厚度減小部14b中,隨著與電解質3的距離的增大而厚度減小。即,在厚度減小部14b中,隨著接近電解質3而厚度增大。因此,通過厚度減小部14b,樹脂密封部4A對對電極2的粘合力被充分強化。因此,即使染料敏化太陽能電池100在高濕環境下使用,也能充分抑制樹脂密封部4A對對電極2的粘合力下降,并能充分抑制來自對電極2與樹脂密封部4A的界面的水分的侵入。所以,通過染料敏化太陽能電池100,即使在高濕環境下使用,也能確保充分的耐久性。尤其是,在染料敏化太陽能電池100中,在樹脂密封部4A中,多個環狀的厚度增大部14a及多個環狀的厚度減小部14b在樹脂密封部4A的最外側配置有厚度減小部14b,向接近電解質3的方向交互排列。因此,與厚度減小部14b不在樹脂密封部4A最外側的情況相比,能充分抑制來自外部的氧、水分的侵入。換言之,與在樹脂密封部4A的最外側配置厚度增大部14a的情況相比,能進一步減小樹脂密封部4A的厚度,進一步減小樹脂密封部4A對外部環境氣體的露出面積。因此,即使染料敏化太陽能電池100在高濕環境下使用,也能更充分地抑制來自外部的氧、水分的侵入,在染料敏化太陽能電池100中,能確保更充分的耐久性。此外,在該染料敏化太陽能電池100中,由對電極2的厚度增大部相向接觸面2a和對電極2的厚度減小部相向接觸面2b形成環狀溝槽15。即,厚度增大部14a及厚度減小部14b形成一體,深入環狀溝槽15中。因此,即使染料敏化太陽能電池100在高溫環境下使用、單元電池空間S的內壓上升而導致樹脂密封部4A出現從其內周面向著外周面的方向上的應力,仍能充分限制樹脂密封部4A從內周面向著外周面的方向上的運動。此外,隨著溫度變化,在像從傍晚到夜間等之類的溫度下降的環境下,單元電池空間S的內壓會下降,從而在樹脂密封部4A出現從其外周面向著內周面的方向上的應力。在這種情況下,也能充分限制樹脂密封部4A從外周面向內周面的方向上的運動。此外,由于對電極2上形成有環狀溝槽15,因此,能進一步加長從單元電池空間S、通過對電極2與樹脂密封部4A的界面流向外部的電解質、從外部、通過對電極2與樹脂密封部4A的界面侵入的氧、水分的通過路徑。而且,電解質3或來自外部的氧、水分通過環狀溝槽15時,電解質3或來自外部的氧、水分的一部分容易進入環狀溝槽15中,沿環狀溝槽15前進。其結果,m能充分抑制氧、水分從密封部4侵入單元電池空間S,充分抑制電解質3從密封部4泄漏到外部。尤其是對于來自外部的水分,容易在環狀溝槽15中被捕捉,被捕捉的水分容易沿環狀溝槽15前進,因此,能充分減少流向電解質3的水分的量。而且,在染料敏化太陽能電池100中,形成在對電極2的表面上的是形成為連續狀的環狀溝槽15,因此,若水分被環狀溝槽15捕捉,就會沿環狀溝槽15前進。這樣,能將被捕捉的水分鎖定在環狀溝槽15中。
此外,在本實施方式中,對電極2具有可撓性。因此,即使染料敏化太陽能電池100在高溫環境下使用、單元電池空間S的內壓上升,由于對電極2撓曲,因而能充分緩和樹脂密封部4A和對電極2的界面上產生的應力。此外,在染料敏化太陽能電池100中,對樹脂密封部4A的最大厚度即Hai無特殊限制,但優選在10 μ m以上,更優選在20 μ m以上,特別優選在30 μ m以上。若樹脂密封部4A的最大厚度在10 μ m以上,則樹脂密封部4A的厚度得到充分保證,樹脂密封部4A對對電極2的粘合力得到充分保證。因此,能有效地抑制電解質3的泄漏,更充分地提高染料敏化太陽能電池100的耐久性。然而,樹脂密封部4A的最大厚度優選在1000 μ m以下,以減小電解質3的透過截面積。此外,樹脂密封部4A的厚度的最大值和最小值之差即(Hai — Hao)只要大于O μ m,可以是任意值,但優選為I 95 μ m,更優選為5 90 μ m。這種情況下,與(HaI — Hao)偏離上述范圍的情況相比,能更加提高染料敏化太陽能電池100的耐久性。接著,用圖5 圖13對染料敏化太陽能電池100的制造方法進行說明。〔準備工序〕首先準備工作電極I及對電極2。(工作電極)工作電極I可通過以下方式得到(圖5)。首先,在透明基板6上形成透明導電膜7,從而形成為層積體的導電性基板16。作為透明導電膜7的形成方法,可以使用派射法、蒸鍍法、噴霧熱解法(SF1D, Spray PyrolysisDeposition)及 CVD 法等。構成透明基板6的材料例如是透明的材料即可,作為這類透明的材料,例如可以是硼硅酸玻璃、鈉鈣玻璃、超白玻璃、石英玻璃等玻璃,聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)等。透明基板6的厚度可根據染料敏化太陽能電池100的大小適當確定,無特殊限制,例如在50μηι 10000 μ m的范圍即可。作為構成透明導電膜7的材料,例如可以是摻錫氧化銦(Indium-Tin-Oxide ΙΤ0)、氧化錫(SnO2)、摻氟氧化錫(Fluorine-doped-Tin-Oxide :FT0)等導電性金屬氧化物。透明導電膜7可由單層或不同導電性金屬氧化物構成的多層層積體構成。透明導電膜7由單層構成時,從具有高耐熱性及耐化學藥品性的角度考慮,優選透明導電膜7由FTO構成。若作為透明導電膜7而使用由多層構成的層積體,則因可顯示各層的特性而優選。其中,優選使用由ITO構成的層和由FTO構成的層的層積體。這種情況下,能夠實現具有高導電性、耐熱性及耐化學藥品性的透明導電膜7。透明導電膜7的厚度例如在O. Ο μπι 2μπι的范圍即可。接著,在上述那樣得到的透明導電膜7上印刷多孔氧化物半導體層形成用漿料。多孔氧化物半導體層形成用漿料除了氧化物半導體粒子以外,還含有聚乙二醇等樹脂及萜品醇等溶劑。作為氧化物半導體粒子,例如可以是氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎢 (WO3)、氧化鈮(Nb2O5)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化錫(SnO2)、氧化銦(In3O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化韋它(Ta2O5)、氧化鑭(La2O3)、氧化乾(Y2O3)、氧化欽(Ho2O3)、氧化秘(Bi2O3)、氧化鋪(CeO2)、氧化鋁(Al2O3)等。這些氧化物半導體粒子可單獨或兩種以上組合使用。作為多孔氧化物半導體層形成用漿料的印刷方法,例如可以使用絲網印刷法、刮刀法、棒涂法等。接著,燒結多孔氧化物半導體層形成用漿料,在透明導電膜7上形成多孔氧化物半導體層8。燒結溫度視氧化物半導體粒子而不同,但通常為350°C 600°C,燒結時間也視氧化物半導體粒子而不同,但通常為I 5小時。多孔氧化物半導體層8由多孔氧化物半導體構成。多孔氧化物半導體例如由上述氧化物半導體粒子構成。這些氧化物半導體粒子的平均粒徑優選為I lOOOnm,這樣,染料覆蓋的氧化物半導體的表面積增大,即進行光電轉換的場所變大,能夠生成更多的電子。這里,多孔氧化物半導體層8優選由層積粒度分布不同的氧化物半導體粒子而成的層積體構成。這種情況下,可在層積體內反復發生光反射,能在不使入射光逃逸到層積體外部的情況下高效地將光轉換成電子。多孔氧化物半導體層8的厚度例如為0.5 50 μ m即可。此夕卜,多孔氧化物半導體層8也可由不同材料形成的多個半導體層的層積體構成。(對電極)另一方面,對電極2可通過以下方式得到(圖6)。S卩,首先準備對電極基板。接著,在對電極基板上形成催化劑層。作為催化劑層的形成方法,可以使用濺射法、蒸鍍法等。這些方法中,從膜的均勻性的方面考慮,優選濺射法。作為對電極基板,例如可以使用鈦、鎳、鉬、鑰、鎢等耐腐蝕性的金屬材料、在上述透明基板6上層積ΙΤ0、FTO等導電性氧化物而成的層積體、ΙΤ0, FTO等導電性氧化物、碳、導電性高分子。催化劑層由鉬、碳系材料或導電性高分子等構成。對電極2的厚度例如在0. 005_ 0. 5mm的范圍內,只要適當確定對電極2具有
可撓性的厚度即可。例如,在對電極基板為金屬材料的情況下,能賦予對電極2可撓性的對電極基板的厚度通常在500 μ m以下,優選在200 μ m以下。下限只要是針孔的發生足夠小的厚度即可,該厚度視制造箔的方法、金屬的種類而不同。例如,將壓延鈦箔用作對電極基板的情況下,對電極基板的厚度通常在20 μ m以上即可,但在能得到針孔的發生足夠少的薄箔的情況下就不局限于此。〔無機密封部形成工序〕接著,如圖7及圖8所示,在工作電極I中透明導電膜7的表面上的部位且在包圍多孔氧化物半導體層8的第I環狀部位Cl上形成無機密封部4B。具體而言,無機密封部4B可通過在透明導電膜7的第I環狀部位Cl上形成集電配線11后用配線保護層12包覆集電配線11而得到。這里,集電配線11可通過涂布、燒結含有銀等金屬材料的漿料而得到。配線保護層12例如可通過將含有非鉛系的透明的低熔點玻璃粉等無機絕緣材料的漿料涂布在集電配線11上、燒結而得到。〔樹脂密封部形成工序〕 另一方面,如圖9及圖10所示,在為對電極2表面上部位的第2環狀部位C2上形成樹脂密封部4A。作為構成樹脂密封部4A的樹脂,例如可以是離聚物、乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等熱塑性樹脂、紫外線固化樹脂及乙烯醇聚合物等。樹脂密封部4A由熱塑性樹脂構成的情況下,例如可通過準備由熱塑性樹脂構成的環狀的片材,將該片材配置在第2環狀部位C2上、將其加熱熔融而得到。樹脂密封部4A為紫外線固化樹脂的情況下,樹脂密封部4A可通過將紫外線固化樹脂的前體即紫外線固化性樹脂涂布到對電極2的第2環狀部位C2上而得到。〔染料擔載工序〕接著,在工作電極I的多孔氧化物半導體層8上擔載光敏化染料。為此,將工作電極I浸潰到含有光敏化染料的溶液中,使該染料吸附到多孔氧化物半導體層8上,之后,用上述溶液的溶劑成分洗去多余的染料,進行干燥,從而使光敏化染料吸附到多孔氧化物半導體層8上即可。但也可將含有光敏化染料的溶液涂布到多孔氧化物半導體層8上之后進行干燥,使光敏化染料吸附到氧化物半導體多孔層8中,從而將光敏化染料擔載到多孔氧化物半導體層8上。作為光敏化染料,例如可以是含具有聯吡啶結構、三聯吡啶結構等的配體的釕配合物,卟啉、曙紅、羅丹明、部花青素等有機染料。〔電解質層配置工序〕接著,如圖11所示,在工作電極I上且在無機密封部4B的內側配置電解質3。電解質3可通過在工作電極I上且在無機密封部4B的內側注入或印刷而得到。這里,在電解質3為液狀的情況下,可將電解質3注入到超出無機密封部4B、溢到無機密封部4B的外側為止。這種情況下,可在無機密封部4B的內側充分注入電解質3。此夕卜,在粘合無機密封部4B和樹脂密封部4A、形成密封部4時,能從由工作電極I、對電極2和密封部4包圍的單元電池空間S中充分排除空氣,充分提高光電轉換效率。電解質3通常由電解液構成,該電解液含有例如Γ/Ι3_等氧化還原電對和有機溶齊U。作為有機溶劑,可以使用乙腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈、丙腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、Y —丁內酯等。作為氧化還原電對,例如除I —/I3一以外,還可以是溴/溴化物離子等電對。染料敏化太陽能電池100在將作為氧化還原電對而含有I —/Ι3—之類揮發性溶質并含有高溫下容易揮發的乙腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈之類有機溶劑的電解液用作電解質時特別有效。其原因是,這種情況下,由于染料敏化太陽能電池100周圍的環境溫度的變化,單元電池空間S的內壓的變化特別大,電解質3容易從密封部4與對電極2的界面以及密封部4與工作電極I的界面泄漏。上述揮發性溶劑中也可加入凝膠化劑。此外,電解質3也可由離子液體與揮發性成分的混合物所形成的離子液體電解質構成。這種情況也是因為染料敏化太陽能電池100周圍的環境溫度的變化會導致單元電池空間S的內壓的變化增大的緣故。作為離子液體,可以使用例如為吡啶鎗鹽、咪唑鎗鹽、三唑鎗鹽等的已知的碘鹽且在室溫附近處于熔融狀態的常溫熔融鹽。作為這類常溫熔融鹽,例如可適宜地使用I 一乙基一 3 —甲基咪唑鎗雙(三氟甲基磺酰基)亞胺。此外,作為揮發性成分,可以是上述有機溶劑、I 一乙基一 3 —甲基咪唑鎗碘化物、LiI, I2,4 一叔丁基吡啶等。此外,作為電解質3,可以使用向上述離子液體電解質中混煉Si02、TiO2、碳納米管等納米粒子、變成凝膠樣的準固態電解質,即納米復合離子凝膠電解質,此外還可使用用聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯衍生物、氨基酸衍生物等有機類凝膠化劑凝膠化而成的離子液體電解質。
〔重合工序〕接著,如圖12所示,使工作電極I和對電極2相向,將無機密封部4B和樹脂密封部4A重合。〔密封部形成工序〕接著,將樹脂密封部4A粘合在無機密封部4B及對電極2上。此時,作為構成樹脂密封部4A的樹脂,例如使用熱塑性樹脂的情況下,邊對樹脂密封部4A進行加壓邊使其熔融。具體而言,如圖13所示,使用框狀部件20,借助對電極2對樹脂密封部4A加壓的同時,將其加熱熔融。這里,作為框狀部件20,使用在其環狀的加壓面21上形成有與要在對電極2上形成的環狀溝槽15相同形狀的環狀溝槽21a的框狀部件。具體而言,使用沿加壓面21形成有多個環狀溝槽21a的框狀部件。這里,框狀部件20的材料優選具有良好的熱傳導性,作為這類材料,例如可以是黃銅及銅等。使用這種具有加壓面21的框狀部件20對樹脂密封部4A進行加熱及加壓時,由于對電極2具有可撓性,因此,對電極2的周邊部容易變形,變得具有鋸齒狀結構。S卩,在對電極2的第2環狀部位C2上,在沿遠離電解質3的方向上有多個環狀溝槽15形成,在對電極2的與第2環狀部位C2相反一側的表面上也有多個環狀溝槽15形成。此時,各環狀溝槽15在遠離電解質3的方向上以交叉的方式延伸。并且,在多個環狀溝槽15形成于對電極2的第2環狀部位C2上的同時,在樹脂密封部4A上,多個環狀突起部就形成在對電極2 —側。在上述鋸齒狀結構中,借助對電極2,加壓面21的形狀被轉印。因此,加壓面21的形狀并不一定被原樣轉印而形成,通常是以加壓面21的形狀為基礎、進行變形而成的形狀。例如,即使加壓面21的環狀溝槽21a具有頂角60°的規則的形狀,也并不是頂角60°的溝槽形狀原樣轉印到對電極2的第2環狀部位C2上。例如,第2環狀部位C2為頂角變得稍大的溝槽形狀,例如會有具有頂角為63°左右的溝槽的情況。此外,該頂角視位置而不同,還可能出現62°的溝槽或70°的溝槽形成在第2環狀部位C2上的情況。此外,加壓面21上也可不形成溝槽而形成曲面。這種情況下,在第2環狀部位C2上形成以加壓面21的形狀為基礎、進行變形而成的形狀。即使在加壓面21上形成有溝槽、曲面中的任一種的情況下也可形成厚度增大部14a和厚度減小部14b。通過這樣,將工作電極I和對電極2貼合,在工作電極I和對電極2間形成密封部4。此時,密封部4由樹脂密封部4A和無機密封部4B構成,樹脂密封部4A在最外側具有厚度減小部14b,向遠離電解質3的方向交互配置厚度增大部14a和厚度減小部14b,這樣,就在樹脂密封部4A的最內側具有厚度增大部14a。無機密封部4B和樹脂密封部4A的貼合例如可在大氣壓下進行。此時,無機密封部4B及樹脂密封部4A的加壓通常在I 50MPa下進行,優選在2 30MPa下進行,更優選在3 20MPa下進行。作為構成樹脂密封部4A的樹脂,例如使用熱塑性樹脂的情況下,使樹脂密封部4A熔融時的溫度設在樹脂密封部4A的熔點以上。然而,使樹脂密封部4A熔融的溫度優選在(樹脂密封部4A中所含樹脂的熔點 +200°C )以下。若上述溫度超過(樹脂密封部4A中所含樹脂的熔點+200°C ),則存在樹脂密 封部4A中所含的樹脂會被熱分解之虞。在樹脂密封部4A為紫外線固化樹脂的情況下,通過邊對樹脂密封部4A進行加壓邊照射紫外線,將樹脂密封部4A粘接在無機密封部4B及對電極2上。此時,使用與框狀部件20具有相同形狀的框狀部件,邊通過對電極2對樹脂密封部4A進行加壓邊通過框狀部件將紫外線照射到樹脂密封部4A上。這里,作為構成框狀部件的材料,可以使用能使紫外線透過的玻璃等。使用該框狀部件對樹脂密封部4A進行加壓時,由于對電極2具有可撓性,因此,對電極2的周邊部容易變形,變得具有鋸齒狀結構。即,在對電極2的第2環狀部位C2上,沿遠離電解質3的方向有多個環狀溝槽15形成,在對電極2的與第2環狀部位C2相反一側的表面上也有多個環狀溝槽15形成。此時,各環狀溝槽15就在遠離電解質3的方向上以交叉的方式延伸。并且,在多個環狀溝槽15形成于對電極2的第2環狀部位C2上的同時,在樹脂密封部4A上,多個環狀突起部就形成在對電極2偵U。這樣得到了染料敏化太陽能電池100,染料敏化太陽能電池100的制造結束。〈第2實施方式〉接著,用圖14對本發明的染料敏化太陽能電池的第2實施方式進行說明。圖14是表示本發明的染料敏化太陽能電池的第2實施方式的部分擴大截面圖。在圖14中,對與第I實施方式相同或同等的構成要素賦予同一符號,省略重復的說明。如圖14所示,本實施方式的染料敏化太陽能電池200還具有覆蓋密封部4與工作電極I的邊界13、密封部4與對電極2的邊界14、密封部4的外周面以及對電極2中與密封部4相反一側的表面的包覆部5,在這一點上與第I實施方式的染料敏化太陽能電池100不同。這種情況下,電解質3的泄漏或氧、水分從外部向電解質3的侵入就不僅被密封部4抑制,還被包覆部5抑制。尤其是在密封部4與對電極2的邊界14、密封部4與工作電極I的邊界13上的泄漏或氧、水分從外部向電解質3的侵入被包覆部5有效地抑制。此外,由于包覆部5還覆蓋對電極2中與密封部4相反一側的表面,因而還能抑制電解質通過密封部4與對電極2的界面以及包覆部5與對電極2的界面的泄漏和從外部通過密封部與對電極2的界面以及包覆部與對電極2的界面而來的水分、氧的侵入。尤其是由于在對電極2的與密封部4相反一側的表面上形成有環狀溝槽,因而,和在對電解2的與密封部4相反一側的表面上未形成有環狀溝槽的情況相比,電解質3、水分、氧等的通過距離變長。因此,能更有效地抑制電解質3的界面泄漏和來自外部的水分、氧的侵入。這里,包覆部5含有樹脂。作為樹脂,可以使用酸改性聚烯烴、紫外線固化樹脂、聚乙烯醇、環氧樹脂或乙烯-乙烯醇共聚物。尤其是作為樹脂而使用酸改性聚烯烴或紫外線固化樹脂的情況下,包覆部5與工作電極I、對電極2及密封部4中的每一個的粘合變得牢固,在各個界面上,能更充分地抑制電解質3的泄漏及氧、水分從外部浸入電解質3中。此外,包覆部5除了含樹脂以外,還可含有金屬、玻璃等無機材料。這種情況下,包覆部5可以通過在樹脂中分散無機材料而成,也可以由樹脂形成的樹脂層與無機材料形成的無機層的層積體構成。本發明并不局限于上述第I及第2實施方式。例如,在上述第I及第2實施方式中,密封部4由樹脂密封部4A和無機密封部4B構成,樹脂密封部4A僅粘合在對電極2上, 但也可如圖15所示的染料敏化太陽能電池300那樣,密封部304僅由樹脂密封部4A構成,樹脂密封部4A粘合在工作電極I及對電極2兩方上。即,在染料敏化太陽能電池300中,密封部304也可不具有無機密封部4B。這種情況下,厚度增大部14a的厚度即為密封部304的厚度,該厚度隨著與電解質3的距離的增大而增大。此外,在上述第I及第2實施方式中,工作電極I的第I環狀部位Cl為平坦面,但第I環狀部位Cl不一定要是平坦面。例如,在第I環狀部位Cl上也可與第2環狀部位C2同樣,形成有I個或多個環狀溝槽15。此外,在上述第I及第2實施方式中,厚度增大部14a與電解質3接觸,但厚度增大部14a也可不接觸電解質3。即,密封部4在比厚度增大部14a更靠近電解質3—側還具有厚度一定且與電解質3接觸的部分或隨著與電解質3的距離的增大而厚度減小的厚度減小部14b。換言之,厚度增大部14a可位于樹脂密封部4A內的任何位置。這種情況下,即使染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用,也能確保充分的耐久性。其理由如下。即,樹脂密封部4A只要具有厚度增大部14a,則通過厚度增大部14a,在厚度增大部14a的電解質3 一側,厚度被充分減小,從而能進一步減小樹脂密封部4A對電解質的露出面積,充分抑制電解質3的泄漏。因此,即使染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用,也能充分抑制電解質3的泄漏。另一方面,在厚度增大部14a中,隨著與電解質3的距離的增大而厚度增大。SP,在與電解質3相反一側(電解質3不易到達的一側)存在厚度大的部分。換言之,在電解質3的影響小的位置上能確保厚度。因此,通過厚度增大部14a,樹脂密封部4A對對電極2的粘合力被充分強化。因此,即使染料敏化太陽能電池在高溫環境下使用,也能充分抑制樹脂密封部4A對對電極2的粘合力。此外,在上述第I及第2實施方式中,厚度減小部14b設置在樹脂密封部4A的最外側,但厚度減小部14b也可不設置在樹脂密封部4A的最外側。例如,樹脂密封部4A的最外側也可設置厚度增大部14a。換言之,厚度減小部14b可位于樹脂密封部4A內的任何位置。這種情況下,即使染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,也能確保充分的耐久性。其理由如下。即,樹脂密封部4A只要具有厚度減小部14b,則通過厚度減小部14b,在厚度減小部14b的與電解質3相反一側,厚度被充分減小,能進一步減小樹脂密封部4A對外部環境氣體的露出面積,充分抑制水分、空氣的侵入。因此,即使染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,也能充分抑制水分、空氣的侵入。另一方面,在厚度減小部14b中,隨著與電解質3的距離的增大而厚度減小。即,在厚度減小部14b中,隨著接近電解質3而厚度增大。SP,在電解質3 —側(水分、空氣不易到達的一側)存在厚度大的部分。換言之,在水分、空氣的影響小的位置上能確保厚度。因此,通過厚度減小部14b,樹脂密封部4A對對電極2的粘合力被充分強化。這樣,即使染料敏化太陽能電池在高濕環境下使用,也能充分抑制樹脂密封部4A對對電極2的粘合力降低。此外,在第I及第2實施方式中,不僅在對電極2的第2環狀部位C2上,在對電極2的與第2環狀部位C2相反一側也形成有環狀溝槽15,但對電極2的與第2環狀部位C2相反一側的環狀溝槽15并不是必需的。例如,在對電極2不具有可撓性的情況下,在對樹脂密封部4A進行加壓之前,先在對電極2的第2環狀部位C2上形成環狀溝槽15,樹脂密封部4A的加壓用具有平坦的加壓面的框狀部件進行即可。這種情況下,無需事先形成作為對電極2的第2環狀部位C2的構成要素的對電極2的厚度增大部相向接觸面2a和對電極2的厚度減小部相向接觸面2b,但這些接觸面可通過用噴砂或噴水等對對電極2的表面進行切削而形成。
此外,在上述第I及第2實施方中,樹脂密封部4A具有多個厚度增大部14a和多個厚度減小部14b,但樹脂密封部4A也可以如圖16所示的染料敏化太陽能電池400那樣,具有I個厚度增大部14a即可,不一定要具有厚度減小部14b。此外,在上述第I及第2實施方式中,樹脂密封部4A具有多個厚度增大部14a和多個厚度減小部14b,但樹脂密封部4A也可以如圖17所示的染料敏化太陽能電池500那樣,具有I個厚度減小部14b即可,不一定要具有厚度增大部14a。此外,在上述第I及第2實施方式中,厚度增大部14a與對電極2的厚度增大部相向接觸面2a,以及厚度減小部14b與對電極2的厚度減小部相向接觸面2b為平坦面,但該厚度增大部相向接觸面2a、厚度減小部相向接觸面2b不一定要是平坦面,只要能使厚度增大部14a的厚度隨著與電解質3的距離的增大而增大或使厚度減小部14b的厚度隨著與電解質3的距離的增大而減小,也可以是曲面。此外,在上述第I及第2實施方式中,環狀的厚度增大部14a及環狀的厚度減小部14b分別形成為連續狀,但也可形成為不連續的。此外,在上述第I及第2實施方式中,不僅對電極2,工作電極I也可具有可撓性。或者代替對電極2,工作電極I也可具有可撓性。實施例下面通過列舉實施例對本發明的內容進行更具體的說明,但本發明并不局限于下述實施例。(實施例I)首先,準備好IOcmX IOcmX 4mm的FTO基板。接著,在FTO基板上用刮刀法涂布氧化鈦衆料(Solaronix公司產品,Ti nanoixide T/sp),使其厚度為10 μ m,之后,放入熱風循環型烤爐中,在500°C燒結3小時,在FTO基板上形成多孔氧化物半導體層,從而得到5cm X 5cm的工作電極。另一方面,準備好6cmX 6cmX 2mm的由鈦構成的對電極基板。接著,在對電極基板上用濺射法形成厚IOnm的鉬催化劑層(鉬催化劑膜),從而得到對電極。通過這樣準備好工作電極及對電極。
接著,準備好在由離聚物Himilan (商品名,三井杜邦聚合化學公司產品)構成的6cmX6cmX 100 μ m的片材的中央形成有5cmX5cmX 100 μ m的開口的四角環狀的樹脂片。接著,將該樹脂片配置在包圍工作電極的多孔氧化物半導體層的環狀部位上。通過在180°C下對該樹脂片加熱5分鐘使其熔融而將其粘合在環狀部位上,從而在FTO基板的環狀部位上形成第I樹脂密封部。接著,將該工作電極在溶解有光敏化染料N719 O. 2mM的脫水乙醇液中浸潰一晝夜,使光敏化染料擔載到工作電極上。另一方面,準備與上述同樣的樹脂片,將該樹脂片配置到對電極的鉬催化劑層的環狀部位上。接著,通過在180°C下對該樹脂片加熱5分鐘使其熔融而將其粘合在環狀部位上,從而在對電極的鉬催化劑層的環狀部位上形成第2樹脂密封部。接著,將設置有第I樹脂密封部的工作電極以使得FTO基板的多孔氧化物半導體 層側的表面為水平的方式進行配置,向第I樹脂密封部內側注入以由甲氧基乙腈構成的揮發性溶劑為主要溶劑、含碘化鋰O. 1M、碘O. 05M、4 一叔丁基吡啶O. 5M的揮發系電解質。接著,使設置有第2樹脂密封部的對電極與工作電極相向,在大氣壓下使第I樹脂密封部和第2樹脂密封部重合。接著,在大氣壓下對與第I樹脂密封部同樣大小的黃銅制成的框狀部件進行加熱,將該框狀部件配置在對電極的與第2樹脂密封部相反一側,用加壓機以5MPa的壓力邊對第I樹脂密封部及第2樹脂密封部進行加壓邊在148°C加熱使其熔融,得到由I個厚度增大部構成的密封部。此時,作為框狀部件,使用了具有環狀加壓面且環狀加壓面為切削面的部件。具體而言,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面放置在平坦面一側時環狀加壓面最內周邊與平坦面接觸、環狀加壓面最外周邊距離平坦面的高度為5 μ m且加壓面為平坦面的框狀部件。而且,此時,以最小厚度為10 μ m、最大厚度與最小厚度的差為5 μ m的方式形成厚度增大部。通過這樣得到染料敏化太陽能電池。(實施例2)除了相對于厚度增大部,在與電解質相反一側還設置隨著與電解質的距離的增大而厚度減小的厚度減小部,使厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)作為第I及第2樹脂密封部來形成密封部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用了具有環狀加壓面且環狀加壓面由I個深5 μ m、寬50 μ m的V字狀溝槽構成的部件。(實施例3)除了以具有2個厚度增大部和I個厚度減小部,厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成,厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為20 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由I個深5 μ m、寬50 μ m的V字狀的環狀溝槽和在其外側沿環狀溝槽形成的I個切削面構成的部件。(實施例4)除了以具有2個厚度增大部和2個厚度減小部,厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成且厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為20 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50 μ m的2個V字狀的環狀溝槽構成的部件。(實施例5)除了使密封部形成為具有3個厚度增大部和3個厚度減小部、厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成、厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50 μ m的3個V字狀的環狀溝槽構成的部件。(實施例6)除了使密封部形成為具有5個厚度增大部和5個厚度減小部、厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成、厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為20 μ m且使 用乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物Bynel (杜邦公司產品)作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50 μ m的5個V字狀的環狀溝槽構成的部件。(實施例7)除了使密封部形成為具有6個厚度增大部和5個厚度減小部、厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成、厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-乙烯基共聚物Bynel (杜邦公司產品)作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部以夕卜,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50μ m的5個V字狀的環狀溝槽和在其外側沿環狀溝槽形成的I個切削面構成的部件。(實施例8)首先,按與實施例I相同的方法準備好工作電極及對電極。接著,將該工作電極在溶解有光敏化染料N719 O. 2mM的脫水乙醇液中浸潰一晝夜,使光敏化染料擔載到工作電極上。接著,在包圍工作電極多孔氧化物半導體層的環狀部位上涂布UV固化性樹脂31X-101 (三鍵公司產品),使其干燥,形成第I樹脂密封部。接著,在對電極鉬催化劑層(鉬薄膜)的環狀部位上涂布UV固化性樹脂31X-101,使其干燥,形成第2樹脂密封部。接著,以使鉬催化劑層表面為水平的方式配置設置有第2樹脂密封部的對電極,向第2樹脂密封部內側注入以由甲氧基乙腈構成的揮發性溶劑為主要溶劑并含碘化鋰O. 1M、碘O. 05M、4 一叔丁基吡啶O. 5M的揮發系電解質。接著,使設置有第I樹脂密封部的工作電極與對電極相向,在大氣壓下使工作電極和對電極重合。接著,在大氣壓下將與第I樹脂密封部同樣大小的玻璃制成的框狀部件配置在工作電極的與第I樹脂密封部相反一側,用加壓機以5MPa的壓力邊對第I樹脂密封部及第2樹脂密封部進行加壓邊讓紫外線穿過框狀部件照射到第I樹脂密封部及第2樹脂密封部上。這樣,形成在樹脂密封部的最內側配置厚度增大部、向遠離電解質的方向交互排列8個厚度增大部及8個厚度減小部而成的密封部。此時,作為玻璃制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5μηι、寬50μηι的8個V字狀溝槽構成的部件。而且此時,以最小厚度為20 μ m、最大厚度與最小厚度的差為5 μ m的方式分別形成厚度增大部及厚度減小部。這樣,得到了染料敏化太陽能電池。(實施例9)除了在形成密封部后,通過以包覆密封部和工作電極的邊界、密封部和對電極的邊界的方式涂布向UV固化樹脂31X-101中混入玻璃而成的樹脂組合物,對該樹脂組合物照射紫外線而形成包覆部以外,按與實施例4相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例10)除了在形成密封部后,通過以包覆密封部與工作電極的邊界、密封部與對電極的邊界的方式涂布向UV固化性樹脂31X-101中混入玻璃而成的樹脂組合物,對該樹脂組合物照射紫外線、形成包覆部以外,按與實施例4相同的方法制成染料敏化太陽能電池。 (實施例11)除了在形成密封部后按以下方式形成包覆部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,先準備好向酸改性聚烯烴Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)中混入玻璃而成的復合膜。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式配置該復合膜,以包覆復合膜的方式加蓋特氟龍(注冊商標)膜。接著,隔著特氟龍膜,將復合膜加熱熔融,室溫下自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例12)除了在形成密封部后按以下方式形成包覆部以外,按與實施例3相同的方式制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好向酸改性聚烯烴Bynel (杜邦公司產品)中混入玻璃而成的復合膜。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式配置該復合膜,以包覆復合膜的方式加蓋特氟龍膜。接著,隔著特氟龍膜,將復合膜加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例13)除了使用Himilan作為第I及第2密封部、形成密封部后,按以下方式形成包覆部以外,按與實施例2相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好丁基橡膠與鋁板的層積板。接著,配置該層積板,使丁基橡膠層向著密封部側,包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部,再加蓋特氟龍膜,使其包覆層積板。接著,隔著特氟龍膜,將層積板加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例14)除了使密封部形成為具有3個厚度增大部和2個厚度減小部、厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成、厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為40 μ m且使用乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物Bynel作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部,之后,按以下方式形成包覆部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好丁基橡膠與鋁板的層積板。接著,配置該層積板,使丁基橡膠層向著密封部側,包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部,再加蓋特氟龍膜,使其包覆層積板。接著,隔著特氟龍膜,將層積板加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例I5)除了使密封部形成為使用乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物Bynel作為第I及第2樹脂密封部、厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為60 μ m后按以下方式形成包覆部以外,按與實施例4相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好環氧樹脂組合物Maxive (三菱瓦斯化學公司產品)。接著,以包覆 密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式涂布該環氧樹脂組合物。然后,加熱、固化該環氧樹脂組合物。這樣形成了包覆部。(實施例16)除了以厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為30 μ m、最大厚度和最小厚度的差為90 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例15相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例17)除了以厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為30 μ m、最大厚度和最小厚度的差為95 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例15相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例18)除了以厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為100 μ m、最大厚度和最小厚度的差為50 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例15相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例19)除了以具有3個厚度增大部和3個厚度減小部,厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成,厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為60 μ m的方式形成密封部,之后,按以下方式形成包覆部以外,按與實施例8相同的方法制成染料敏化太陽能電池。即,首先準備好環氧樹脂組合物EP51FL-2 (MASTER BOND公司產品)。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式涂布該環氧樹脂組合物。然后,加熱、固化該環氧樹脂組合物。這樣形成了包覆部。(實施例20)除了以使密封部的最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例21)除了以使密封部的最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部以外,按與實施例3相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例22)除了以使密封部中的最小厚度和最大厚度的差為Iym的方式形成密封部以外,按與實施例9相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例23)除了以具有I個厚度增大部和I個厚度減小部,密封部的最小厚度和最大厚度的差為Iym的方式形成密封部以外,按與實施例11相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例24)除了以具有3個厚度增大部和3個厚度減小部、厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成、厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為40 μ m、最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部,并在形成密封部之后按以下方式形成包覆部之外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好丁基橡膠與鋁板的層積板。接著,配置該層積板,使丁基橡膠層向著密封部側,包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電 極背面的一部分且包圍密封部,再加蓋特氟龍膜,使其包覆層積板。接著,隔著特氟龍膜,將層積板加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例25)除了以具有3個厚度增大部和3個厚度減小部,厚度增大部和厚度減小部向遠離電解質的方向交互形成,厚度增大部及厚度減小部的最小厚度為40 μ m,最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部,并在形成密封部之后按以下方式形成包覆部之外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。即,首先準備好環氧樹脂組合物EP008 (米山化學公司產品)。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式涂布該環氧樹脂組合物。然后,加熱、固化該環氧樹脂組合物。這樣形成了包覆部。(實施例26)除了使用在PET膜上用濺射法形成有FTO膜的厚75 μ m的對電極基板以外,按與實施例6相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例27)除了使用在PEN膜上用濺射法形成有FTO膜的厚75 μ m的對電極基板以外,按與實施例6相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例28)除了使密封部形成為相對于厚度增大部,在電解質一側還設置有隨著與電解質的距離的增大而厚度減小的厚度減小部,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)作為第I及第2樹脂密封部以外,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由I個高5 μ m、寬50 μ m的楔狀突起構成的部件。(實施例29)除了以具有I個厚度增大部和2個厚度減小部,厚度減小部和厚度增大部向遠離電解質的方向交互形成的方式形成密封部以外,按與實施例28相同的方式制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由I個高5 μ m、寬50 μ m的楔狀突起構成的部件。(比較例I)除了以最小厚度為5 μ m、最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部以夕卜,按與實施例I相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。(比較例2)除了以最小厚度為20 μ m、最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部以夕卜,按與實施例8相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為玻璃制的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。
(比較例3)除了以最小厚度為40 μ m、最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部以夕卜,按與實施例2相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。(比較例4)除了以最小厚度為60 μ m、最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部以夕卜,按與實施例6相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。(實施例30)首先,準備好IOcmX IOcmX4mm的FTO基板。接著,在FTO基板上用刮刀法涂布氧化鈦衆料(Solaronix公司產品,Ti nanoixide T/sp),使其厚度為10 μ m,之后,放入熱風循環型烤爐中,在500°C燒結3小時,在FTO基板上形成多孔氧化物半導體層,從而得到5cm X 5cm的工作電極。另一方面,準備好6cmX6cmX2mm的由鈦構成的對電極基板。接著,在對電極基板上用濺射法形成厚IOnm的鉬催化劑層,從而得到對電極。這樣準備好了工作電極及對電極。接著,準備好在由離聚物Himilan (商品名,三井杜邦聚合化學公司產品)構成的6cmX6cmX 100 μ m的片材的中央形成有5cmX5cmX 100 μ m的開口的四角環狀的樹脂片。接著,將該樹脂片配置在包圍工作電極多孔氧化物半導體層的環狀部位上。通過在180°C下對該樹脂片加熱5分鐘使其熔融而將其粘合在環狀部位上,從而在FTO基板的環狀部位上形成第I樹脂密封部。接著,將該工作電極在溶解有光敏化染料N719 O. 2mM的脫水乙醇液中浸潰一晝夜,使光敏化染料擔載到工作電極上。另一方面,準備與上述同樣的樹脂片,將該樹脂片上配置到對電極的鉬催化劑層的環狀部位。接著,通過在180°C下對該樹脂片加熱5分鐘使其熔融而將其粘合在環狀部位上,從而在對電極的鉬催化劑層的環狀部位上形成第2樹脂密封部。
接著,將設置有第I樹脂密封部的工作電極以使得FTO基板的多孔氧化物半導體層側的表面為水平的方式進行配置,向第I樹脂密封部內側注入以由甲氧基乙腈構成的揮發性溶劑為主要溶劑并含碘化鋰O. 1M、碘O. 05M、4 一叔丁基吡啶O. 5M的揮發系電解質。接著,使設置有第2樹脂密封部的對電極與工作電極相向,在大氣壓下使第I樹脂密封部和第2樹脂密封部重合。接著,在大氣壓下對與第I樹脂密封部同樣大小的黃銅制成的框狀部件進行加熱,將該框狀部件配置在對電極的與第2樹脂密封部相反一側,用加壓機在5MPa下邊對第I樹脂密封部及第2樹脂密封部進行加壓邊在148°C加熱使其熔融,得到由I個厚度增大部構成的密封部。此時,作為框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面為切削面的部件。具體而言,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊與平坦面接觸、環狀加壓面最外周邊距離平坦面的高度為5 μ m且加壓面為平坦面的框狀部件。此時,以最小厚度為10 μ m、最大厚度與最小厚度的差為5μπι的方式形成厚度減小部。過這樣得到了染料敏化太陽能電池。(實施例31)
除了使密封部形成為相對于厚度減小部,在與電解質相反一側還設置隨著與電解質的距離的增大而厚度增大的厚度增大部,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)作為第I及第2樹脂密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面是由I個深5 μ m、寬50 μ m的V字狀溝槽構成的部件。(實施例32)除了以具有2個厚度減小部和I個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面是由I個深5 μ m、寬50 μ m的V字狀的環狀溝槽和在其內側沿環狀溝槽形成的I個切削面構成的部件。(實施例33)除了以具有2個厚度減小部和2個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成且厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面是由深5 μ m、寬50 μ m的2個V字狀的環狀溝槽構成的部件。(實施例34)除了以具有3個厚度減小部和3個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部的方式來形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50 μ m的3個V字狀的環狀溝槽構成的部件。(實施例35)
除了以具有5個厚度減小部和5個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物Bynel (杜邦公司產品)作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部的方式來形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50 μ m的5個V字狀的環狀溝槽構成的部件。(實施例36)除了以具有6個厚度減小部和5個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物Bynel (杜邦公司產品)作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部的方式來形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50 μ m的5個V字狀的 環狀溝槽和在其外側沿環狀溝槽形成的I個切削面構成的部件。(實施例37)首先,按與實施例30相同的方法準備好工作電極及對電極。接著,將該工作電極在溶解有光敏化染料N719 O. 2mM的脫水乙醇液中浸潰一晝夜,使光敏化染料擔載到工作電極上。接著,在包圍工作電極多孔氧化物半導體層的環狀部位上涂布UV固化性樹脂31X-101 (三鍵公司產品),使其干燥,形成第I樹脂密封部。接著,在對電極鉬催化劑層的環狀部位上涂布UV固化性樹脂31X-101,使其干燥,形成第2樹脂密封部。接著,以使得鉬催化劑層的表面為水平的方式配置設置有第2樹脂密封部的對電極,向第2樹脂密封部內側注入以由甲氧基乙腈構成的揮發性溶劑為主要溶劑并含碘化鋰O. 1M、碘O. 05M、4 一叔丁基吡啶O. 5M的揮發系電解質。接著,使設置有第I樹脂密封部的工作電極與對電極相向,在大氣壓下使工作電極和對電極重合。接著,在大氣壓下將與第I樹脂密封部同樣大小的黃銅制成的框狀部件配置在工作電極的與第I樹脂密封部相反一側,用加壓機在5MPa下邊對第I樹脂密封部及第2樹脂密封部進行加壓邊將紫外線照射到第I樹脂密封部及第2樹脂密封部上。這樣,在樹脂密封部的最外側配置厚度減小部,形成向接近電解質的方向交互排列8個厚度減小部及8個厚度增大部而成的密封部。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由深5 μ m、寬50 μ m的8個V字狀溝槽構成的部件。而且此時,以最小厚度為20 μ m、最大厚度與最小厚度的差為5 μ m的方式分別形成厚度減小部及厚度增大部。這樣得到了染料敏化太陽能電池。(實施例38 )除了在形成密封部后,通過以包覆密封部與工作電極的邊界、密封部與對電極的邊界的方式涂布向UV固化性樹脂31X-101中混入玻璃而成的樹脂組合物,對該樹脂組合物照射紫外線而形成包覆部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例39)除了在形成密封部后,通過以包覆密封部與工作電極的邊界、密封部與對電極的邊界的方式涂布向UV固化性樹脂31X-101中混入玻璃而成的樹脂組合物,對該樹脂組合物照射紫外線而形成包覆部以外,按與實施例33相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例40)除了在形成密封部后按以下方式形成包覆部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好向酸改性聚烯烴Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)中混入玻璃而成的復合膜。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式配置該復合膜,以包覆復合膜的方式加蓋特氟龍膜。接著,隔著特氟龍膜,將復合膜加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例41)
除了在形成密封部后按以下方式形成包覆部以外,按與實施例32相同的方式制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好向酸改性聚烯烴Bynel (杜邦公司產品)中混入玻璃而成的復合膜。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式配置該復合膜,以包覆復合膜的方式加蓋特氟龍膜。接著,隔著特氟龍膜,將復合膜加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例42)除了在使用Himilan作為第I及第2密封部、形成密封部后按以下方式形成包覆部以外,按與實施例31相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好丁基橡膠與鋁板的層積板。接著,以使丁基橡膠層向著密封部一偵牝包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式配置該層積板,以包覆層積體的方式加蓋特氟龍膜。接著,隔著特氟龍膜,將層積板加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例43)除了以具有3個厚度減小部和2個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為40 μ m且使用乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物Bynel作為第I樹脂密封部及第2樹脂密封部的方式來形成密封部,之后,按以下方式形成包覆部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。即,首先準備好丁基橡膠與鋁板的層積板。接著,以使丁基橡膠層向著密封部一偵牝包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式配置該層積板,以包覆層積板的方式加蓋特氟龍膜。接著,隔著特氟龍膜,將層積板加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例44)除了以使厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為60 μ m且使用乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物Bynel作為第I及第2樹脂密封部的方式來形成密封部后按以下方式形成包覆部以外,按與實施例33相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好環氧樹脂組合物Maxive (三菱瓦斯化學公司產品)。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式涂布該環氧樹脂組合物。然后,加熱、固化該環氧樹脂組合物。這樣形成了包覆部。(實施例45)除了以使厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為30 μ m,最大厚度和最小厚度的差為90 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例44相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例46) 除了以使厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為30 μ m,最大厚度和最小厚度的差為95 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例44相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例47)除了以使厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為100 μ m,最大厚度和最小厚度的差為50 μ m的方式形成密封部以外,按與實施例44相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例48)除了以具有3個厚度減小部和3個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為60 μ m的方式形成密封部,之后,按以下方式形成包覆部以外,按與實施例37相同的方法制成染料敏化太陽能電池。即,首先準備好環氧樹脂組合物EP51F1-2 (MASTER BOND公司產品)。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式涂布該環氧樹脂組合物。然后,加熱、固化該環氧樹脂組合物。這樣形成了包覆部。(實施例49)除了以使密封部的最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例5O)除了以使密封部的最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部以外,按與實施例32相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例51)除了以使密封部的最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部以外,按與實施例38相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例52)除了以具有I個厚度減小部和I個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,密封部中的最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部以外,按與實施例40相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例53)除了以具有3個厚度減小部和3個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為40 μ m,最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部,并在形成密封部之后按以下方式形成包覆部之外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。
S卩,首先準備好丁基橡膠與鋁板的層積板。接著,以使丁基橡膠層向著密封部一偵牝包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式配置該層積板,以包覆層積板的方式加蓋特氟龍膜。接著,隔著特氟龍膜,將層積板加熱熔融,室溫下使其自然冷卻后,除去特氟龍膜。這樣形成了包覆部。(實施例54)除了以具有3個厚度減小部和3個厚度增大部,厚度減小部和厚度增大部向接近電解質的方向交互形成,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為40 μ m,最小厚度和最大厚度的差為I μ m的方式形成密封部,并在形成密封部之后按以下方式形成包覆部之外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。S卩,首先準備好環氧樹脂組合物EP008(米山化學公司產品)。接著,以包覆密封部與對電極的邊界、密封部與工作電極的邊界、對電極外周面、對電極背面的一部分且包圍密封部的方式涂布該環氧樹脂組合物。然后,加熱、固化該環氧樹脂組合物。這樣形成了包覆 部。(實施例55)除了使用在PET膜上用濺射法形成有FTO膜的厚75 μ m的對電極基板以外,按與實施例35相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例56)除了使用在PEN膜上用濺射法形成有FTO膜的厚75 μ m的對電極基板以外,按與實施例35相同的方法制成染料敏化太陽能電池。(實施例57)除了以相對于厚度減小部,在與電解質相反一側還設置有隨著與電解質的距離的增大而厚度增大的厚度增大部,厚度減小部及厚度增大部的最小厚度為20 μ m且使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel (三井杜邦聚合化學公司產品)作為第I及第2樹脂密封部的方式來形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由I個高5 μ m、寬50 μ m的楔狀突起構成的部件。(實施例58)除了以具有I個厚度減小部和2個厚度增大部,向遠離電解質的方向依次形成厚度增大部、厚度減小部及厚度增大部的方式形成密封部以外,按與實施例57相同的方式制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用具有環狀的加壓面且環狀的加壓面由I個高5 μ m、寬50 μ m的V字裝的溝槽和在其外側沿V字狀的溝槽形成的I個切削面構成的部件。(比較例5)除了以使最小厚度為5 μ m、最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部以外,按與實施例30相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面側一放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。(比較例6)除了以使最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部以外,按與實施例37相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為玻璃制成的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。(比較例7)除了以使最小厚度為40 μ m、最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部以外,按與實施例31相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。(比較例8)除了以使最小厚度為60 μ m、最小厚度和最大厚度的差為O μ m的方式形成密封部 以外,按與實施例35相同的方法制成染料敏化太陽能電池。此時,作為黃銅制成的框狀部件,使用被加工成將框狀部件放置在平坦面上、將加壓面向著平坦面一側放置時環狀加壓面的最內周邊和最外周邊均與平坦面接觸且加壓面為平坦面的框狀部件。〔高溫大氣壓環境下的染料敏化太陽能電池的耐久性評價評價I〕對于通過實施例I 29及比較例I 4所得的染料敏化太陽能電池,測定其光電轉換效率(%)。接著,對于染料敏化太陽能電池,測定其在大氣壓下、85°C的高溫環境下放置1000小時后的光電轉換效率(η)。然后,根據下述公式光電轉換效率的保持率(%) =n/HclX 100算出光電轉換效率的保持率(光電轉換保持率)。結果示于表I及表2。〔高溫低壓環境下的染料敏化太陽能電池的耐久性評價評價2〕對于通過實施例I 29及比較例I 4所得的染料敏化太陽能電池,測定其在800hPa的低壓下且在85°C的高溫環境下放置1000小時后的光電轉換效率(η ),按與上述相同的方法算出光電轉換效率的保持率。結果不于表I及表2。〔高溫高濕大氣壓環境下的染料敏化太陽能電池的耐久性評價評價3〕對于通過實施例30 58及比較例5 8所得的染料敏化太陽能電池,測定其光電轉換效率(Πο)。接著,對于染料敏化太陽能電池,測定其在大氣壓下、40°C、90% RH的高濕環境下放置1000小時后的光電轉換效率(η )。然后,根據下述公式光電轉換效率的保持率(%)= n/JlciX 100算出光電轉換效率的保持率(光電轉換保持率)。結果示于表3及表4。〔常溫高濕低壓環境下的染料敏化太陽能電池的耐久性評價評價4〕對于通過實施例30 58及比較例5 8所得的染料敏化太陽能電池,測定其在1500hPa的低壓下、40°C、90% RH的高濕環境下放置1000小時后的光電轉換效率(η ),按與上述相同的方法算出光電轉換效率的保持率。結果不于表3及表4。〔高溫高濕大氣壓環境下的染料敏化太陽能電池的耐久性評價評價5〕對于通過實施例I 58及比較例I 8所得的染料敏化太陽能電池,測定其在大氣壓下、85°C、85% RH的高濕環境下放置1000小時后的光電轉換效率(η ),按與上述相同的方法算出光電轉換效率的保持率。結果不于表I 4。表I 4中,厚度增大部、厚度減少部的示意圖中的“ / ”或“ \ ”分別表示厚度減小部的傾斜面或厚度增大部的傾斜面。此外,表I 4中,“· · ”表示省略至少I個“ /\ ”。
權利要求
1.染料敏化太陽能電池,具有彼此相對的一對電極、 將所述一對電極連接的密封部和 充填在由所述一對電極和所述密封部所包圍的單元電池空間內的電解質, 所述密封部具有含有樹脂的樹脂密封部, 所述樹脂密封部具有隨著與所述電解質的距離的增大而厚度增大或減小地進行變化且具有傾斜面的厚度變化部,并沿著所述厚度變化部的所述傾斜面,與所述一對電極中的與所述傾斜面相對的電極接觸。
2.根據權利要求I所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述厚度變化部為隨著與所述電解質的距離的增大而厚度增大的厚度增大部。
3.根據權利要求2所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述樹脂密封部相對于所述厚度增大部,在與所述電解質相反的一側,還具有隨著與所述電解質的距離的增大而厚度減小且具有傾斜面的厚度減小部,并沿著所述厚度減小部的所述傾斜面,與所述一對電極中的與所述傾斜面相對的電極接觸。
4.根據權利要求3所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述樹脂密封部相對于所述厚度減小部,在與所述電解質相反的一側,還具有隨著與所述電解質的距離的增大而厚度增大且具有傾斜面的厚度增大部,并沿著所述厚度增大部的所述傾斜面,與所述一對電極中的與所述傾斜面相對的電極接觸。
5.根據權利要求3所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述樹脂密封部分別具有多個所述厚度增大部及所述厚度減小部, 所述厚度增大部及所述厚度減小部向著遠離所述電解質的方向交互排列,所述厚度增大部及所述厚度減小部中的所述厚度增大部設置在所述樹脂密封部中離所述電解質最近的位置。
6.根據權利要求2 5中任一項所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述厚度增大部與所述電解質接觸。
7.根據權利要求I所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述厚度變化部為隨著與所述電解質的距離的增大而厚度減小且具有傾斜面的厚度減小部。
8.根據權利要求7所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述樹脂密封部相對于所述厚度減小部,在與所述電解質相反的一側,還具有隨著與所述電解質的距離的增大而厚度增大且具有傾斜面的厚度增大部,并沿著所述厚度增大部的傾斜面,與所述一對電極中的與所述傾斜面相對的電極接觸。
9.根據權利要求8所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述樹脂密封部相對于所述厚度增大部,在與所述電解質相反的一側,還具有隨著與所述電解質的距離的增大而厚度減小且具有傾斜面的厚度減小部,并沿著所述厚度減小部的所述傾斜面,與所述一對電極中的與所述傾斜面相對的電極接觸。
10.根據權利要求8所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述樹脂密封部分別具有多個所述厚度減小部及所述厚度增大部, 所述厚度減小部及所述厚度增大部向著靠近所述電解質的方向交互排列。
11.根據權利要求3 5及8 10中任一項所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,通過所述厚度增大部與所述電極的接觸面以及所述厚度減小部與所述電極的接觸面,在與所述電解質的距離增大的方向上形成有交叉延伸的溝槽。
12.根據權利要求I 11中任一項所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述樹脂密封部的最大厚度在10 ii m以上。
13.根據權利要求I 12中任一項所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述一對電極中的至少一方的電極具有可撓性。
14.根據權利要求I 13中任一項所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,所述一對電極中的一方電極具有導電性基板和設置在所述導電性基板上的多孔氧化物半導體層, 所述導電性基板的所述多孔氧化物半導體層側的表面為平坦面, 所述厚度增大部與所述一對電極中的另一方電極的接觸面相對于所述平坦面進行傾斜。
15.根據權利要求I 14中任一項所述的染料敏化太陽能電池,其特征在于,相對于所述密封部,在與所述電解質相反的一側,還具有至少包覆所述密封部與所述一對電極的邊界的包覆部,所述包覆部含有樹脂。
全文摘要
本發明是一種染料敏化太陽能電池,包括彼此相對的一對電極、將一對電極連接的密封部和充填在由一對電極和密封部所形成的單元電池空間內的電解質,密封部具有含有樹脂的樹脂密封部,樹脂密封部具有隨著與電解質的距離的增大而厚度增大或減小地進行變化且具有傾斜面的厚度變化部,沿著厚度變化部的傾斜面,與一對電極中與傾斜面相對的電極接觸。
文檔編號H01M14/00GK102834965SQ20118001857
公開日2012年12月19日 申請日期2011年10月6日 優先權日2010年10月6日
發明者土井克浩 申請人:株式會社藤倉