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JP7369538B2 - dye-sensitized solar cells - Google Patents
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Description

本発明は、色素増感太陽電池に関する。 The present invention relates to dye-sensitized solar cells.

シリコン系の太陽電池に代わる新たな太陽電池として色素増感太陽電池が注目されている。色素増感太陽電池は、室内や薄暮時のように低照度の環境でも効率的に発電できるため、IoT(Internet of Things)デバイス等の省電力用途への応用が期待されている。その場合、IoTデバイスが内蔵する配線基板に色素増感太陽電池を実装することにより、IoTデバイス内のセンサ等の電子デバイスを色素増感太陽電池の電力で駆動することができる。 Dye-sensitized solar cells are attracting attention as a new solar cell to replace silicon-based solar cells. Dye-sensitized solar cells can efficiently generate electricity even in low-light environments such as indoors or at dusk, so they are expected to be applied to power-saving applications such as IoT (Internet of Things) devices. In that case, by mounting a dye-sensitized solar cell on the wiring board built into the IoT device, electronic devices such as sensors within the IoT device can be driven by the power of the dye-sensitized solar cell.

これまでに配線基板への実装を想定した様々な太陽電池が提案されているが、いずれも改善の余地がある。 Various solar cells have been proposed so far that are designed to be mounted on wiring boards, but all of them have room for improvement.

例えば、パッケージ基板の表面のうち発電を行う発電部をシーリング材で囲うことにより、発電部の電解質溶液が液漏れするのをシーリング材で防止した色素増感太陽電池が開示されている(特許文献1)。但し、この色素増感太陽電池では、シーリング材を設けるスペースをパッケージ基板に確保する必要があるため発電部の面積を小さくしなければならず、十分な発電量を得ることができない。 For example, a dye-sensitized solar cell has been disclosed in which the power generation part that generates power on the surface of the package substrate is surrounded with a sealing material to prevent electrolyte solution from leaking from the power generation part (Patent Document 1). However, in this dye-sensitized solar cell, it is necessary to secure a space on the package substrate for providing a sealing material, so the area of the power generation section must be made small, and a sufficient amount of power generation cannot be obtained.

また、色素増感太陽電池が備える透光性基材に電極パッドを設け、その電極パッドと配線基板とをはんだで接続する技術も開示されている(特許文献2)。この技術では、色素増感太陽電池に熱が伝わりやすいため、特性が劣化する恐れがあった。 Furthermore, a technique has been disclosed in which an electrode pad is provided on a transparent base material included in a dye-sensitized solar cell, and the electrode pad and a wiring board are connected by solder (Patent Document 2). With this technology, heat is easily transferred to the dye-sensitized solar cell, so there was a risk that its characteristics would deteriorate.

特開2010-80122号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-80122 特開2011-243298号公報JP2011-243298A

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発電量を増やすことが可能な色素増感太陽電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell capable of increasing the amount of power generation.

本発明に係る色素増感太陽電池は、透明基材と、前記透明基材の上に設けられた透明電極層と、前記透明電極層の上に設けられた色素を含む発電層と、前記発電層の上に設けられた固体電解質層と、前記固体電解質層の上に設けられた対向電極層と、前記対向電極層の上面に固着した樹脂基材とを有することを特徴とする。 The dye-sensitized solar cell according to the present invention includes a transparent base material, a transparent electrode layer provided on the transparent base material, a power generation layer containing a dye provided on the transparent electrode layer, and a power generation layer provided on the transparent base material. It is characterized by having a solid electrolyte layer provided on the solid electrolyte layer, a counter electrode layer provided on the solid electrolyte layer, and a resin base material fixed to the upper surface of the counter electrode layer.

上記色素増感太陽電池において、前記樹脂基材は、前記対向電極層の上面に固着した第1の主面と、前記第1の主面の反対面である第2の主面とを有し、前記樹脂基材に第1のビアホールと第2のビアホールが形成され、前記第1のビアホールに形成され、前記透明電極層に電気的に接続された第1のビア導体と、前記第2のビアホールに形成され、前記対向電極層に電気的に接続された第2のビア導体と、前記第2の主面に設けられ、前記第1のビア導体に接続された第1の電極パッドと、前記第2の主面に設けられ、前記第2のビア導体に接続された第2の電極パッドとを更に有してもよい。 In the dye-sensitized solar cell, the resin base material has a first main surface fixed to the upper surface of the counter electrode layer, and a second main surface that is opposite to the first main surface. , a first via hole and a second via hole are formed in the resin base material, a first via conductor formed in the first via hole and electrically connected to the transparent electrode layer, and a first via conductor formed in the first via hole and electrically connected to the transparent electrode layer; a second via conductor formed in the via hole and electrically connected to the counter electrode layer; a first electrode pad provided on the second main surface and connected to the first via conductor; The device may further include a second electrode pad provided on the second main surface and connected to the second via conductor.

上記色素増感太陽電池において、前記第1のビア導体と前記第2のビア導体は、前記樹脂基材の縁に設けられてもよい。 In the dye-sensitized solar cell, the first via conductor and the second via conductor may be provided at an edge of the resin base material.

上記色素増感太陽電池において、前記樹脂基材は平面視で多角形であり、前記多角形の二つの角部のうちの一方に前記第1のビア導体が設けられ、他方に前記第2のビア導体が設けられてもよい。 In the dye-sensitized solar cell, the resin base material is polygonal in plan view, and the first via conductor is provided at one of the two corners of the polygon, and the second via conductor is provided at the other corner. Via conductors may also be provided.

上記色素増感太陽電池において、前記第1のビアホールと前記第2のビアホールは、前記透明電極層、前記固体電解質層、及び前記対向電極層の各々が平面視で重なるセル領域の外側に設けられてもよい。 In the dye-sensitized solar cell, the first via hole and the second via hole are provided outside a cell region where each of the transparent electrode layer, the solid electrolyte layer, and the counter electrode layer overlap in plan view. It's okay.

上記色素増感太陽電池において、前記第1のビア導体は、前記セル領域の前記外側の第1のコンタクト領域において前記対向電極層と接続され、前記第2のビア導体は、前記セル領域の前記外側の第2のコンタクト領域において前記透明電極層と接続されてもよい。 In the dye-sensitized solar cell, the first via conductor is connected to the counter electrode layer in the first contact region outside the cell region, and the second via conductor is connected to the counter electrode layer in the first contact region outside the cell region. The transparent electrode layer may be connected to the outer second contact region.

上記色素増感太陽電池において、前記固体電解質層は、平面視で前記セル領域に収まる大きさに設けられ、前記第1のコンタクト領域における前記透明電極層の上に設けられた絶縁層と、前記第2のコンタクト領域における前記透明電極層の上に設けられた導電層とを更に有し、前記第1のコンタクト領域において、前記絶縁層の上に前記対向電極層が設けられ、前記第2のコンタクト領域において、前記導電層を介して前記透明電極層と前記第2のビア導体とが接続されてもよい。 In the dye-sensitized solar cell, the solid electrolyte layer is provided in a size that fits within the cell region in plan view, and includes an insulating layer provided on the transparent electrode layer in the first contact region, and a conductive layer provided on the transparent electrode layer in the second contact region, the counter electrode layer provided on the insulating layer in the first contact region, and a conductive layer provided on the transparent electrode layer in the first contact region; In the contact region, the transparent electrode layer and the second via conductor may be connected via the conductive layer.

上記色素増感太陽電池において、前記導電層は、平面視で前記固体電解質層から間隔をおいて設けられ、前記絶縁層は、前記固体電解質層と前記導電層との間にも設けられてもよい。 In the dye-sensitized solar cell, the conductive layer may be provided at a distance from the solid electrolyte layer in plan view, and the insulating layer may also be provided between the solid electrolyte layer and the conductive layer. good.

上記色素増感太陽電池において、前記第1のコンタクト領域における前記透明電極層が、前記セル領域における前記透明電極層から分離してもよい。 In the above dye-sensitized solar cell, the transparent electrode layer in the first contact region may be separated from the transparent electrode layer in the cell region.

上記色素増感太陽電池において、前記発電層の側面と前記透明基材の側面とが同一面内にあってもよい。 In the dye-sensitized solar cell, a side surface of the power generation layer and a side surface of the transparent base material may be in the same plane.

本発明によれば、発電量を増やすことが可能な色素増感太陽電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a dye-sensitized solar cell that can increase the amount of power generated.

(a)、(b)は、第1実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その1)である。(a) and (b) are perspective views (part 1) of the dye-sensitized solar cell according to the first example during manufacture. (a)、(b)は、第1実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その2)である。(a) and (b) are perspective views (part 2) of the dye-sensitized solar cell according to the first example during manufacture. (a)~(c)は、第1実施例に係る配線基板の製造途中の断面図(その1)である。(a) to (c) are cross-sectional views (part 1) of the wiring board in the middle of manufacturing according to the first embodiment. (a)~(c)は、第1実施例に係る配線基板の製造途中の断面図(その2)である。(a) to (c) are cross-sectional views (part 2) of the wiring board according to the first embodiment during manufacture. (a)は、樹脂基材の第2の主面を上にしたときの第1実施例に係る配線基板の斜視図であり、(b)は、(a)のB-B線に沿う断面図である。(a) is a perspective view of the wiring board according to the first embodiment when the second main surface of the resin base material is facing up, and (b) is a cross section taken along line BB in (a). It is a diagram. 樹脂基材の第1の主面を上にしたときの第1実施例に係る配線基板の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the wiring board according to the first example when the first main surface of the resin base material is facing upward. 第1実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その3)である。FIG. 3 is a perspective view (part 3) of the dye-sensitized solar cell according to the first example during manufacture. 第1実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その4)である。FIG. 4 is a perspective view (No. 4) of the dye-sensitized solar cell according to the first example during manufacture. 第1実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その5)である。FIG. 5 is a perspective view (No. 5) of the dye-sensitized solar cell according to the first example during manufacture. (a)は、図8のC-C線に沿う断面図であり、(b)は、図8のD-D線に沿う断面図である。(a) is a sectional view taken along line CC in FIG. 8, and (b) is a sectional view taken along line DD in FIG. 8. 第1実施例に係る色素増感太陽電池の使用方法の一例について説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an example of how to use the dye-sensitized solar cell according to the first example. (a)、(b)は、第2実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その1)である。(a) and (b) are perspective views (part 1) of a dye-sensitized solar cell according to a second example during manufacture. (a)、(b)は、第1実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その2)である。(a) and (b) are perspective views (part 2) of the dye-sensitized solar cell according to the first example during manufacture. (a)、(b)は、本実施例で使用する配線基板の斜視図である。(a) and (b) are perspective views of a wiring board used in this example. (a)は図14(a)のE-E線に沿う断面図であり、(b)は図14(a)のF-F線に沿う断面図であり、(c)は図14(a)のG-G線に沿う断面図である。(a) is a sectional view taken along line EE in FIG. 14(a), (b) is a sectional view taken along line FF in FIG. 14(a), and (c) is a sectional view taken along line FF in FIG. 14(a). ) is a sectional view taken along line GG. 第2実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その3)である。FIG. 3 is a perspective view (part 3) of the dye-sensitized solar cell according to the second example during manufacture. 第2実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その4)である。FIG. 4 is a perspective view (No. 4) of a dye-sensitized solar cell according to a second example during manufacture. 第2実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図(その5)である。FIG. 5 is a perspective view (No. 5) of the dye-sensitized solar cell according to the second example during manufacture. (a)は、図17のH-H線に沿う断面図であり、(b)は図17のJ-J線に沿う断面図である。(a) is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 17, and (b) is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. 17.

(第1実施例)
本実施例に係る色素増感太陽電池について、その製造方法を追いながら説明する。図1(a)~図2(b)は、第1実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図である。
(First example)
The dye-sensitized solar cell according to this example will be explained while following its manufacturing method. FIGS. 1(a) to 2(b) are perspective views of the dye-sensitized solar cell according to the first example during manufacture.

まず、図1(a)に示すように、相対する第1の主面20aと第2の主面20bとを備えた透明基材20を用意する。これらの主面のうち、第1の主面20aは、実使用下において光が入射する入射面となる。一方、第2の主面20bには、予め透明電極層21としてITO(Indium Tin Oxide)層が0.1μm~0.5μm程度の厚さに形成される。なお、ITO層に代えて、FTO(Fluorine doped Tin Oxide)層、酸化亜鉛層、インジウム-錫複合酸化物層と銀層との積層膜、及びアンチモンがドープされた酸化錫層のいずれかを透明電極層21として形成してもよい。 First, as shown in FIG. 1(a), a transparent base material 20 having a first main surface 20a and a second main surface 20b facing each other is prepared. Among these main surfaces, the first main surface 20a becomes an entrance surface through which light enters during actual use. On the other hand, on the second main surface 20b, an ITO (Indium Tin Oxide) layer is formed in advance as a transparent electrode layer 21 to a thickness of about 0.1 μm to 0.5 μm. Note that instead of the ITO layer, any of the FTO (Fluorine doped Tin Oxide) layer, the zinc oxide layer, the laminated film of the indium-tin composite oxide layer and the silver layer, and the antimony-doped tin oxide layer is used as a transparent layer. It may also be formed as the electrode layer 21.

また、透明基材20はガラス基板であって、その長辺の長さAxは5mm~40mm、例えば20mmであり、短辺の長さAyは5mm~20mm、例えば15mmである。また、透明基材20の厚さAzは、0.1mm~3.0mm、例えば1.1mmである。なお、ガラス基板に代えて透明なプラスチック板を透明基材20として使用してもよい。 Further, the transparent base material 20 is a glass substrate, and the length Ax of the long side is 5 mm to 40 mm, for example, 20 mm, and the length Ay of the short side is 5 mm to 20 mm, for example 15 mm. Further, the thickness Az of the transparent base material 20 is 0.1 mm to 3.0 mm, for example, 1.1 mm. Note that a transparent plastic plate may be used as the transparent base material 20 instead of the glass substrate.

次に、図1(b)に示すように、チタンアルコキシドから調整したアルコール溶液をセル領域Iにおける透明電極層21の上に塗布した後、そのアルコール溶液を加熱して乾燥させることにより、逆電子移動防止層22を5nm~0.1μm程度の厚さに形成する。本工程における乾燥温度は特に限定されず、450℃~650℃、例えば550℃程度の温度で乾燥を行えばよい。 Next, as shown in FIG. 1(b), an alcohol solution prepared from titanium alkoxide is applied onto the transparent electrode layer 21 in the cell region I, and then the alcohol solution is heated and dried to generate reverse electrons. The movement prevention layer 22 is formed to have a thickness of about 5 nm to 0.1 μm. The drying temperature in this step is not particularly limited, and may be carried out at a temperature of 450°C to 650°C, for example, about 550°C.

なお、セル領域Iは、透明基材20において太陽電池セルが形成される領域である。また、そのセル領域Iの隣の領域は、太陽電池セルから電力を引き出すためのビア導体が後で形成される周辺領域IIとなる。 Note that the cell region I is a region in the transparent base material 20 where solar cells are formed. Further, the area next to the cell area I becomes a peripheral area II in which a via conductor for extracting power from the solar battery cell will be formed later.

各領域I、IIの形状や大きさは特に限定されない。セル領域Iは、平面視で一辺の長さLが1mm~20mm、例えば15mmの正方形状の領域とする。また、周辺領域IIは、平面視で矩形状であり、その長辺の長さByは1mm~20mm、例えば15mmであり、短辺の長さBxは1mm~10mm、例えば5mmである。 The shape and size of each region I, II are not particularly limited. The cell region I is a square region with a side length L of 1 mm to 20 mm, for example 15 mm, in plan view. Further, the peripheral region II has a rectangular shape in a plan view, the length By of the long side is 1 mm to 20 mm, for example 15 mm, and the length Bx of the short side is 1 mm to 10 mm, for example 5 mm.

続いて、図2(a)に示すように、粒径が5nm~50nmの酸化チタン粒子が分散されたスラリを逆電子移動防止層22の上にスクリーン印刷法で1μm~10μm程度の厚さに塗布し、それを加熱して有機物成分を除去することにより発電層25を形成する。そのスラリとして、例えば日揮触媒化成製の酸化チタンペーストであるPST-30NRDを使用する。また、スラリの加熱温度は450℃~650℃、例えば550℃であり、その乾燥時間は10分~120分、例えば30分程度である。 Next, as shown in FIG. 2(a), a slurry in which titanium oxide particles with a particle size of 5 nm to 50 nm are dispersed is screen printed onto the reverse electron transfer prevention layer 22 to a thickness of about 1 μm to 10 μm. The power generation layer 25 is formed by coating and heating it to remove organic components. As the slurry, for example, PST-30NRD, which is a titanium oxide paste manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, is used. The heating temperature of the slurry is 450° C. to 650° C., for example 550° C., and the drying time is 10 minutes to 120 minutes, for example about 30 minutes.

なお、発電層25を構成する半導体粒子は酸化チタン粒子に限定されず、Cd、Zn、In、Pb、Mo、W、Sb、Bi、Cu、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga、Si、Cr、及びNbのいずれかの酸化物の粒子で発電層25を構成してもよい。更に、SrTiOやCaTiO等のペロブスカイト型酸化物の粒子で発電層25を形成してもよい。
また、発電層25を形成する領域は、セル領域I(図1(b)参照)と同じ正方形の領域である。
Note that the semiconductor particles constituting the power generation layer 25 are not limited to titanium oxide particles, but include Cd, Zn, In, Pb, Mo, W, Sb, Bi, Cu, Hg, Ti, Ag, Mn, Fe, V, and Sn. , Zr, Sr, Ga, Si, Cr, and Nb. Furthermore, the power generation layer 25 may be formed of particles of perovskite oxide such as SrTiO 3 and CaTiO 3 .
Further, the region where the power generation layer 25 is formed is the same square region as the cell region I (see FIG. 1(b)).

その後、色素を含有する有機溶液に透明基材20を浸漬し、発電層25を構成する半導体粒子の表面に色素を吸着させる。その有機溶液や浸漬条件も特に限定されない。例えば、アセトニトリルとt-ブタノールとを1:1の体積比率で混合した有機溶媒を用意し、その有機溶媒に色素としてCYC-B11(K)を0.1mM~1mM、例えば0.2mMの濃度で添加してなる有機溶液を本工程で使用し得る。そして、その有機溶液を0℃~80℃、例えば50℃に保温しつつ、有機溶液に透明基材20を1時間~12時間、例えば4時間だけ浸漬することで発電層25に色素を吸着させればよい。 Thereafter, the transparent base material 20 is immersed in an organic solution containing a dye, and the dye is adsorbed onto the surface of the semiconductor particles constituting the power generation layer 25. The organic solution and dipping conditions are also not particularly limited. For example, prepare an organic solvent in which acetonitrile and t-butanol are mixed at a volume ratio of 1:1, and add CYC-B11 (K) as a dye to the organic solvent at a concentration of 0.1 to 1 mM, for example, 0.2 mM. An added organic solution can be used in this step. Then, the transparent base material 20 is immersed in the organic solution for 1 hour to 12 hours, for example 4 hours, while keeping the organic solution at a temperature of 0° C. to 80° C., for example, 50° C., so that the dye is adsorbed to the power generation layer 25. That's fine.

更に、色素も上記に限定されず、金属錯体色素や有機色素を発電層25に吸着させればよい。このうち、金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム-シス-ジアクア-ビピリジル錯体、ルテニウム-トリス錯体、ルテニウム-ビス錯体、オスミウム-トリス錯体、オスミウム-ビス錯体等の遷移金属錯体がある。また、亜鉛-テトラ(4-カルボキシフェニル)ポルフィリン、鉄-ヘキサシアニド錯体も金属錯体色素の一例である。 Further, the dye is not limited to the above, and a metal complex dye or an organic dye may be adsorbed onto the power generation layer 25. Among these, examples of metal complex dyes include transition metal complexes such as ruthenium-cis-diaqua-bipyridyl complex, ruthenium-tris complex, ruthenium-bis complex, osmium-tris complex, and osmium-bis complex. Furthermore, zinc-tetra(4-carboxyphenyl)porphyrin and iron-hexacyanide complexes are also examples of metal complex dyes.

また、有機色素としては、例えば、9-フェニルキサンテン系色素、クマリン系色素、アクリジン系色素、トリフェニルメタン系色素、テトラフェニルメタン系色素、キノン系色素、アゾ系色素、インジゴ系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、キサンテン系色素、及びカルバゾール化合物系色素等がある。 Examples of organic dyes include 9-phenylxanthene dyes, coumarin dyes, acridine dyes, triphenylmethane dyes, tetraphenylmethane dyes, quinone dyes, azo dyes, indigo dyes, and cyanine dyes. There are pigments such as merocyanine pigments, xanthene pigments, and carbazole compound pigments.

次に、図2(b)に示す工程について説明する。まず、固体電解質前駆体26として、ヨウ素、1,3-ジメチルイミダゾリウムヨージド(DMII)、アセトニトリル、及び分子量が100万のポリエチレンオキシドの各々を均一になるように混合する。次いで、この固体電解質前駆体26を発電層25の上に0.1μL~50μL、例えば20μLだけ滴下し、発電層25に固体電解質前駆体26を含浸させる。そして、発電層25を50℃~150℃、例えば100℃に加熱し、この状態を1分~60分、例えば30分間維持することにより、固体電解質前駆体26に含まれる余剰のアセトニトリルを揮発させ、発電層25の上の固体電解質前駆体26を固体電解質層27とする。その後に、発電層25を室温に戻す。 Next, the process shown in FIG. 2(b) will be explained. First, as the solid electrolyte precursor 26, iodine, 1,3-dimethylimidazolium iodide (DMII), acetonitrile, and polyethylene oxide having a molecular weight of 1 million are mixed uniformly. Next, 0.1 μL to 50 μL, for example 20 μL, of this solid electrolyte precursor 26 is dropped onto the power generation layer 25 to impregnate the power generation layer 25 with the solid electrolyte precursor 26 . Then, by heating the power generation layer 25 to 50° C. to 150° C., for example 100° C., and maintaining this state for 1 minute to 60 minutes, for example 30 minutes, excess acetonitrile contained in the solid electrolyte precursor 26 is volatilized. , the solid electrolyte precursor 26 on the power generation layer 25 is used as a solid electrolyte layer 27. After that, the power generation layer 25 is returned to room temperature.

なお、固体電解質前駆体26に含まれる電解質はDMIIに限定されない。例えば、ピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等のヨウ素塩であって、室温付近で固体状態にある塩や溶融状態にある常温溶融塩をイオン液体として使用し得る。そのような常温溶融塩としては、例えば、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウムヨージド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヨージド(BMII)、1-エチル-ピリジニウムヨージド等のヨウ化4級アンモニウム塩化合物等がある。 Note that the electrolyte contained in the solid electrolyte precursor 26 is not limited to DMII. For example, iodine salts such as pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts, etc., which are solid at around room temperature or room temperature molten salts which are molten can be used as the ionic liquid. Examples of such room temperature molten salts include 4-iodide salts such as 1-methyl-3-propylimidazolium iodide, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide (BMII), and 1-ethyl-pyridinium iodide. There are ammonium salt compounds, etc.

更に、固体電解質層27の材料は上記に限定されず、酸化還元対を含有する溶融塩、オキサジアゾール化合物、及びピラゾリン化合物等の有機半導体材料を固体電解質層27の材料として使用してもよい。また、ヨウ化銅や臭化銅等の金属ハロゲン化物材料で固体電解質層27を形成してもよい。
以上により透明基材20に対する処理を終える。
Furthermore, the material of the solid electrolyte layer 27 is not limited to the above, and organic semiconductor materials such as molten salts containing redox couples, oxadiazole compounds, and pyrazoline compounds may be used as the material of the solid electrolyte layer 27. . Further, the solid electrolyte layer 27 may be formed of a metal halide material such as copper iodide or copper bromide.
With the above steps, the processing for the transparent base material 20 is completed.

本実施例では、この透明基材20に配線基板を接合することにより色素増感太陽電池を作製する。そこで、次にその配線基板の製造方法について説明する。 In this example, a dye-sensitized solar cell is manufactured by bonding a wiring board to this transparent base material 20. Next, a method for manufacturing the wiring board will be explained.

図3(a)~図4(c)は、本実施例に係る配線基板の製造途中の断面図である。 FIGS. 3(a) to 4(c) are cross-sectional views of the wiring board according to the present example during manufacture.

まず、図3(a)に示す両面銅張基材30を用意する。その両面銅張基材30は、樹脂基材31の第1の主面31aに熱プレスにより第1の銅箔32を圧着し、かつ第1の主面31aに相対する第2の主面31bに第2の銅箔33を熱プレスにより圧着することで作製し得る。 First, a double-sided copper-clad base material 30 shown in FIG. 3(a) is prepared. The double-sided copper-clad base material 30 is obtained by bonding a first copper foil 32 to a first main surface 31a of a resin base material 31 by heat pressing, and a second main surface 31b opposite to the first main surface 31a. It can be produced by bonding the copper foil 33 of No. 2 using hot press.

樹脂基材31は特に限定されないが、この例ではガラス織布に耐熱性のエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板を樹脂基材31として使用する。なお、ポリイミドフィルムを樹脂基材31として使用してもよい。また、その樹脂基材31の厚さは0.1mm~3.2mm、例えば1μmである。更に、各銅箔32、33の厚さも特に限定されない。一例として、各銅箔32、33の厚さは18μm~200μm、例えば35μmである。 Although the resin base material 31 is not particularly limited, in this example, a glass epoxy substrate in which a glass woven cloth is impregnated with a heat-resistant epoxy resin is used as the resin base material 31. Note that a polyimide film may be used as the resin base material 31. Further, the thickness of the resin base material 31 is 0.1 mm to 3.2 mm, for example, 1 μm. Furthermore, the thickness of each copper foil 32, 33 is not particularly limited either. As an example, the thickness of each copper foil 32, 33 is 18 μm to 200 μm, for example 35 μm.

続いて、図3(b)に示すように、両面銅張基材30に対してドリル加工を行うことにより樹脂基材31に第1のビアホール31xを形成する。その第1のビアホール31xの直径は0.1mm~2mm、例えば0.25mmである。 Subsequently, as shown in FIG. 3(b), a first via hole 31x is formed in the resin base material 31 by drilling the double-sided copper-clad base material 30. The diameter of the first via hole 31x is 0.1 mm to 2 mm, for example 0.25 mm.

次に、図3(c)に示すように、第1のビアホール31xの内面と各銅箔32、33の表面とに無電解銅めっき層を形成し、更にその上に電解銅めっき層を形成する。なお、無電解銅めっき層と電解銅めっき層とを合わせた厚さは10μm~30μm、例えば20μm程度とする。そして、第1のビアホール31xに形成された各銅めっき層を第1のビア導体36aとすると共に、各銅箔32、33とこれらの銅めっき層とを銅層37とする。 Next, as shown in FIG. 3(c), an electroless copper plating layer is formed on the inner surface of the first via hole 31x and the surface of each copper foil 32, 33, and an electrolytic copper plating layer is further formed thereon. do. Note that the combined thickness of the electroless copper plating layer and the electrolytic copper plating layer is 10 μm to 30 μm, for example, about 20 μm. Then, each copper plating layer formed in the first via hole 31x is used as a first via conductor 36a, and each copper foil 32, 33 and these copper plating layers are used as a copper layer 37.

次に、図4(a)に示すように、フォトリソグラフィとウェットエッチングにより銅層37をパターニングして、第2の主面31bに第1の電極パッド37aと第1の配線37bとを形成する。 Next, as shown in FIG. 4A, the copper layer 37 is patterned by photolithography and wet etching to form a first electrode pad 37a and a first wiring 37b on the second main surface 31b. .

続いて、図4(b)に示すように、銅層37、第1の電極パッド37a、及び第1の配線37bのそれぞれの上に無電解めっきにより金層38を0.01μm~0.05μm、例えば0.03μm程度の厚さに形成する。このように薄い厚さの金層38を形成するめっき法はフラッシュめっきとも呼ばれる。 Subsequently, as shown in FIG. 4B, a gold layer 38 of 0.01 μm to 0.05 μm is deposited on each of the copper layer 37, the first electrode pad 37a, and the first wiring 37b by electroless plating. , for example, to have a thickness of about 0.03 μm. The plating method for forming the gold layer 38 with such a small thickness is also called flash plating.

続いて、図4(c)に示すように、樹脂基材31の第1の主面31a側の銅層37の上に触媒層39としてチタン層と白金層とをこの順にスパッタ法により形成し、銅層37、金層38、及び触媒層39の各々を対向電極層40とする。 Subsequently, as shown in FIG. 4C, a titanium layer and a platinum layer are formed in this order as a catalyst layer 39 on the copper layer 37 on the first main surface 31a side of the resin base material 31 by sputtering. , the copper layer 37, the gold layer 38, and the catalyst layer 39 are each used as a counter electrode layer 40.

なお、触媒層39におけるチタン層は密着層として機能し、その厚さは0.05μm~0.5μm、例えば0.1μm程度である。また、触媒層39における白金層の厚さも特に限定されず、0.01μm~0.3μm、例えば0.05μm程度の厚さに触媒層39を形成し得る。 Note that the titanium layer in the catalyst layer 39 functions as an adhesive layer, and its thickness is 0.05 μm to 0.5 μm, for example, about 0.1 μm. Further, the thickness of the platinum layer in the catalyst layer 39 is not particularly limited, and the catalyst layer 39 can be formed to have a thickness of about 0.01 μm to 0.3 μm, for example, about 0.05 μm.

以上により、本実施例で使用する配線基板45の基本構造が完成する。 Through the above steps, the basic structure of the wiring board 45 used in this embodiment is completed.

図5(a)は、樹脂基材31の第2の主面31bを上にしたときの配線基板45の斜視図である。なお、前述の図4(c)は図5(a)のA-A線に沿う断面図に相当する。 FIG. 5A is a perspective view of the wiring board 45 with the second main surface 31b of the resin base material 31 facing upward. Note that FIG. 4(c) described above corresponds to a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5(a).

図5(a)に示すように、樹脂基材31の第2の主面31bには、前述の第1の電極パッド37aと同じ工程で第2の電極パッド37cが形成される。そして、その第2の電極パッド37cには、第1の配線37bと同一工程で形成された第2の配線37dが接続される。 As shown in FIG. 5A, a second electrode pad 37c is formed on the second main surface 31b of the resin base material 31 in the same process as the first electrode pad 37a described above. A second wiring 37d formed in the same process as the first wiring 37b is connected to the second electrode pad 37c.

なお、第1の電極パッド37aの形状は、平面視で一辺の長さが1mm~6mm、例えば5mmの正方形とする。第2の電極パッド37cの形状もこれと同様である。
図5(b)は、図5(a)のB-B線に沿う断面図である。
The shape of the first electrode pad 37a is a square with a side length of 1 mm to 6 mm, for example, 5 mm in plan view. The shape of the second electrode pad 37c is also similar to this.
FIG. 5(b) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5(a).

図5(b)に示すように、樹脂基材31には、第1のビアホール31xを形成したのと同じ工程で第2のビアホール31yが形成される。そして、その第2のビアホール31yの内面には第1のビア導体36aを形成したのと同じ工程で第2のビア導体36bが形成されており、前述の第2の配線37dの一端が第2のビア導体36bに接続される。 As shown in FIG. 5(b), a second via hole 31y is formed in the resin base material 31 in the same process as the first via hole 31x. A second via conductor 36b is formed on the inner surface of the second via hole 31y in the same process as the first via conductor 36a, and one end of the second wiring 37d is connected to the second via conductor 36b. is connected to the via conductor 36b.

図6は、樹脂基材31の第1の主面31aを上にしたときの配線基板45の斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view of the wiring board 45 with the first main surface 31a of the resin base material 31 facing up.

図6に示すように、前述の第1のビア導体36aと第2のビア導体36bは、それぞれ樹脂基材31の縁の第1のコンタクト領域CRと第2のコンタクト領域CRに設けられる。これらのコンタクト領域CR、CRは、セル領域Iの外側の周辺領域II(図2(b)参照)に対応した領域であって、各ビア導体36a、36bを介してセル領域Iから電力を取り出す領域である。 As shown in FIG. 6, the aforementioned first via conductor 36a and second via conductor 36b are provided in the first contact region CR 1 and the second contact region CR 2 at the edge of the resin base material 31, respectively. . These contact regions CR 1 and CR 2 correspond to the peripheral region II outside the cell region I (see FIG. 2(b)), and are connected to the cell region I through the via conductors 36a and 36b. This is the area to extract.

その第1のコンタクト領域CRには対向電極層40が形成されているのに対し、第2のコンタクト領域CRには対向電極層40が形成されていない。これにより、第2のコンタクト領域CRには、第2のビア導体36bの一端と樹脂基材31とが露出することになる。 A counter electrode layer 40 is formed in the first contact region CR 1 , whereas a counter electrode layer 40 is not formed in the second contact region CR 2 . As a result, one end of the second via conductor 36b and the resin base material 31 are exposed in the second contact region CR2 .

また、この例では、第1の主面31aの面積に占める対向電極層40の面積を85%~95%、例えば87.5%以上とする。更に、各コンタクト領域CR、CRの幅Bwも特に限定されず、幅Bwを5mm~10mm、例えば7.5mm程度とする。 Further, in this example, the area of the counter electrode layer 40 occupies 85% to 95% of the area of the first main surface 31a, for example, 87.5% or more. Furthermore, the width Bw of each contact region CR 1 and CR 2 is not particularly limited either, and is set to 5 mm to 10 mm, for example, about 7.5 mm.

これ以降の工程について、図7~図9を参照しながら説明する。図7~図9は、本実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図である。 The subsequent steps will be explained with reference to FIGS. 7 to 9. 7 to 9 are perspective views of the dye-sensitized solar cell according to this example during manufacture.

まず、図7に示すように、前述の透明基材20を再び用意する。そして、第2のコンタクト領域CRにおける透明電極層21の上に導電層43として銀ペーストを塗布する。なお、その導電層43と固体電解質層27とが電気的に短絡するのを防止するために両者の間にスペースSを設け、固体電解質層27から間隔をおいて導電層43を形成するのが好ましい。 First, as shown in FIG. 7, the above-described transparent base material 20 is prepared again. Then, silver paste is applied as a conductive layer 43 on the transparent electrode layer 21 in the second contact region CR2 . In order to prevent the conductive layer 43 and the solid electrolyte layer 27 from being electrically short-circuited, a space S is provided between the conductive layer 43 and the solid electrolyte layer 27, and the conductive layer 43 is formed at a distance from the solid electrolyte layer 27. preferable.

次いで、第1のコンタクト領域CRにおける透明電極層21の上に紫外線硬化樹脂を塗布した後、その紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させることにより絶縁層44を形成する。この例では、固体電解質層27と導電層43との間のスペースSにも絶縁層44を形成することにより、固体電解質層27と導電層43とを絶縁層44で絶縁する。 Next, an ultraviolet curable resin is applied onto the transparent electrode layer 21 in the first contact region CR 1 , and then the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays and cured, thereby forming the insulating layer 44. In this example, by forming the insulating layer 44 also in the space S between the solid electrolyte layer 27 and the conductive layer 43, the solid electrolyte layer 27 and the conductive layer 43 are insulated by the insulating layer 44.

そして、透明基材20の上方に配線基板45を配し、透明基材20の固体電解質層27と樹脂基材31の第1の主面31aとを対向させる。 Then, the wiring board 45 is arranged above the transparent base material 20, and the solid electrolyte layer 27 of the transparent base material 20 and the first main surface 31a of the resin base material 31 are made to face each other.

次に、図8に示すように、透明基材20と樹脂基材31とを張り合わせ、これらを50℃程度の温度に加熱する。これにより導電層43が固化し、第2のビア導体36bと透明電極層21とが導電層43を介して接続されることになる。 Next, as shown in FIG. 8, the transparent base material 20 and the resin base material 31 are pasted together and heated to a temperature of about 50°C. As a result, the conductive layer 43 is solidified, and the second via conductor 36b and the transparent electrode layer 21 are connected via the conductive layer 43.

なお、透明基材20と配線基板45との間に気泡が混入するのを防止するために、真空中や減圧雰囲気中で本工程を行うのが好ましい。 Note that in order to prevent air bubbles from entering between the transparent base material 20 and the wiring board 45, it is preferable to perform this step in a vacuum or a reduced pressure atmosphere.

また、このように透明基材20と樹脂基材31とを張り合わせることにより、セル領域Iにおいて透明電極層21、発電層25、固体電解質層27、及び対向電極層40の各々が平面視で重なることになる。
図10(a)は、図8のC-C線に沿う断面図である。
Moreover, by pasting the transparent base material 20 and the resin base material 31 together in this way, each of the transparent electrode layer 21, the power generation layer 25, the solid electrolyte layer 27, and the counter electrode layer 40 can be seen in plan view in the cell region I. It will overlap.
FIG. 10(a) is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.

図10(a)に示すように、セル領域Iにおいては、樹脂基材31の第1の主面31aに対向電極層40が固着しており、その下に固体電解質層27と透明電極層21とが形成される。そして、透明基材20と透明電極層21とを介して発電層25に光が入射することでセル領域Iに起電力が生じ、その起電力に起因した電位差が透明電極層21と対向電極層40との間に生じる。なお、この例では透明電極層21が負極となり、対向電極層40が正極となる。 As shown in FIG. 10(a), in the cell region I, a counter electrode layer 40 is fixed to the first main surface 31a of the resin base material 31, and a solid electrolyte layer 27 and a transparent electrode layer 21 are disposed under the counter electrode layer 40. is formed. When light enters the power generation layer 25 via the transparent base material 20 and the transparent electrode layer 21, an electromotive force is generated in the cell region I, and a potential difference caused by the electromotive force is caused between the transparent electrode layer 21 and the counter electrode layer. Occurs between 40 and 40. In addition, in this example, the transparent electrode layer 21 becomes a negative electrode, and the counter electrode layer 40 becomes a positive electrode.

また、セル領域Iにおいては透明基材20の全幅にわたって発電層25が形成されており、透明基材20の側面20sと発電層25の側面25sとが同一面Pに位置するようになる。これにより、側面25sが側面20sから後退するように透明基材20の上に発電層25を形成する場合と比較して発電層25の受光量が増え、セル領域Iにおける発電量を増加させることが可能となる。
一方、図10(b)は、図8のD-D線に沿う断面図である。
Further, in the cell region I, the power generation layer 25 is formed over the entire width of the transparent base material 20, so that the side surface 20s of the transparent base material 20 and the side surface 25s of the power generation layer 25 are located on the same plane P. This increases the amount of light received by the power generation layer 25 compared to the case where the power generation layer 25 is formed on the transparent base material 20 so that the side surface 25s is set back from the side surface 20s, increasing the amount of power generation in the cell region I. becomes possible.
On the other hand, FIG. 10(b) is a cross-sectional view taken along line DD in FIG.

図10(b)に示すように、第1のコンタクト領域CRにおいては、対向電極層40と第1のビア導体36aとが接続されており、対向電極層40の正電圧が樹脂基材31の第2の主面31b側に引き出される。また、透明電極層21と対向電極層40との間に絶縁層44が介在しているため、第1のビア導体36aと透明電極層21とが電気的に短絡してしまうのを絶縁層44で防止することができる。 As shown in FIG. 10(b), in the first contact region CR1 , the counter electrode layer 40 and the first via conductor 36a are connected, and the positive voltage of the counter electrode layer 40 is applied to the resin base material 31. is pulled out to the second main surface 31b side. Further, since the insulating layer 44 is interposed between the transparent electrode layer 21 and the counter electrode layer 40, the insulating layer 44 prevents an electrical short circuit between the first via conductor 36a and the transparent electrode layer 21. This can be prevented by

一方、第2のコンタクト領域CRにおいては、導電層43を介して第2のビア導体36bと透明電極層21とが接続されており、透明電極層21の負電圧が第2のビア導体36bを介して樹脂基材31の第2の主面32b側に引き出される。 On the other hand, in the second contact region CR2 , the second via conductor 36b and the transparent electrode layer 21 are connected via the conductive layer 43, and the negative voltage of the transparent electrode layer 21 is applied to the second via conductor 36b. It is pulled out to the second main surface 32b side of the resin base material 31 via.

この後は、図9に示すように、透明基材20と樹脂基材31のそれぞれの側面に封止樹脂47として紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線の照射によりその封止樹脂47を硬化させ、固体電解質層27等に水分が浸入するのを封止樹脂47で防止する。なお、紫外線硬化樹脂を樹脂基材31の第2の主面31bの一部も覆うように塗布し封止樹脂47を形成してもよい。 After this, as shown in FIG. 9, after applying an ultraviolet curable resin as a sealing resin 47 to each side of the transparent base material 20 and the resin base material 31, the sealing resin 47 is cured by irradiation with ultraviolet rays. The sealing resin 47 prevents moisture from entering the solid electrolyte layer 27 and the like. Note that the sealing resin 47 may be formed by applying an ultraviolet curable resin so as to cover a portion of the second main surface 31b of the resin base material 31.

以上により、本実施例に係る色素増感太陽電池50の基本構造が完成する。 Through the above steps, the basic structure of the dye-sensitized solar cell 50 according to this example is completed.

その色素増感太陽電池50では、液体の電解質を使用せずに、液漏れの可能性がない固体電解質層27を使用する。そのため、ビアホール31x、31y(図10(b)参照)から電解質が液漏れする可能性がなく、そのビアホール31x、31yに形成された各ビア導体36a、36bを介して透明電極層21や対向電極層40の電圧を各電極パッド37a、37cに引き出すことができる。 The dye-sensitized solar cell 50 does not use a liquid electrolyte, but uses a solid electrolyte layer 27 with no possibility of liquid leakage. Therefore, there is no possibility that the electrolyte will leak from the via holes 31x, 31y (see FIG. 10(b)), and the electrolyte may leak through the via conductors 36a, 36b formed in the via holes 31x, 31y to the transparent electrode layer 21 and the counter electrode. The voltage on layer 40 can be extracted to each electrode pad 37a, 37c.

更に、固体電解質層27が液漏れする可能性がないため、液漏れを防止するためのシーリング材を透明基材20の表面に設ける必要がない。このようにシーリング材を不要としたことでセル領域Iを拡大することができ、色素増感太陽電池50の発電量を増加させることが可能となる。 Furthermore, since there is no possibility of liquid leakage from the solid electrolyte layer 27, there is no need to provide a sealing material on the surface of the transparent base material 20 to prevent liquid leakage. By eliminating the need for a sealant in this way, the cell area I can be expanded, and the amount of power generated by the dye-sensitized solar cell 50 can be increased.

また、平面視したときに封止樹脂47と透明基材20とが重複する領域が極僅かであるため、色素増感太陽電池50を小型化した場合であっても、透明基材20において発電に寄与するセル領域Iの面積が大きく減少することがない。よって、色素増感太陽電池50を小型化した場合にも有効な発電面積を十分確保することができる。
しかも、上記のように各ビア導体36a、36bを介して電圧の引き出しを行うことで、電圧を引き出すための配線を樹脂基材31の側面に設ける場合と比較して色素増感太陽電池50を小型化することができる。
In addition, since the area where the sealing resin 47 and the transparent base material 20 overlap when viewed from above is extremely small, even if the dye-sensitized solar cell 50 is downsized, the transparent base material 20 can generate electricity. The area of the cell region I that contributes to this does not decrease significantly. Therefore, even when the dye-sensitized solar cell 50 is downsized, a sufficient effective power generation area can be ensured.
Furthermore, by drawing out the voltage through the via conductors 36a and 36b as described above, the dye-sensitized solar cell 50 is more efficient than when wiring for drawing out the voltage is provided on the side surface of the resin base material 31. Can be made smaller.

更に、セラミックのように脆い材料とは異なり、樹脂基材31はある程度の可撓性があるため、各ビアホール31x、31yによって樹脂基材31の機械的強度が劣化するのを抑制することができる。 Furthermore, unlike a brittle material such as ceramic, the resin base material 31 has a certain degree of flexibility, so it is possible to suppress deterioration of the mechanical strength of the resin base material 31 due to each via hole 31x, 31y. .

そして、ドリル加工によって簡単かつ安価に各ビアホール31x、31yを形成することが可能な樹脂基材31を利用したことで、樹脂基材31に代えてセラミック基材を利用する場合と比較して色素増感太陽電池50の低コスト化を実現できる。
この色素増感太陽電池50の使用方法は特に限定されない。
By using the resin base material 31 that allows the via holes 31x and 31y to be formed easily and inexpensively by drilling, the dye It is possible to reduce the cost of the sensitized solar cell 50.
The method of using this dye-sensitized solar cell 50 is not particularly limited.

図11は、色素増感太陽電池50の使用方法の一例について説明するための断面図である。 FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining an example of how to use the dye-sensitized solar cell 50.

図11の例では、IoTデバイス等が内蔵する配線基板60に色素増感太陽電池50を実装する場合を想定している。配線基板60は、樹脂基材31と同様にガラスエポキシ樹脂等の樹脂から形成されており、その表面には銅層をパターニングして得られた端子61、62が設けられる。そして、これらの端子61、62と各電極パッド37a、37cとをはんだ63により接続する。 In the example of FIG. 11, it is assumed that the dye-sensitized solar cell 50 is mounted on a wiring board 60 built into an IoT device or the like. The wiring board 60 is made of resin such as glass epoxy resin, like the resin base material 31, and terminals 61 and 62 obtained by patterning a copper layer are provided on the surface thereof. Then, these terminals 61 and 62 are connected to each electrode pad 37a and 37c using solder 63.

この状態で色素増感太陽電池50に光Lを照射することで起電力が発生し、IoTデバイスが内蔵するセンサ等の電子デバイスをその起電力で動作させることができる。 By irradiating the dye-sensitized solar cell 50 with light L in this state, an electromotive force is generated, and an electronic device such as a sensor built into the IoT device can be operated by the electromotive force.

このような使用方法では、実装時にはんだ63を溶融するときに電極パッド37a、37cが加熱され、これにより固体電解質層27も加熱されることになる。但し、固体電解質層27は、液体の電解液と比較して安定であるため、実装時に熱によるダメージを受け難い。そのため、熱によるダメージから固体電解質層27を保護するための種々の部品が不要となり、色素増感太陽電池50を小型化することができる。 In such a method of use, the electrode pads 37a, 37c are heated when the solder 63 is melted during mounting, and the solid electrolyte layer 27 is thereby also heated. However, since the solid electrolyte layer 27 is more stable than a liquid electrolyte, it is less likely to be damaged by heat during mounting. Therefore, various parts for protecting the solid electrolyte layer 27 from damage due to heat are not required, and the dye-sensitized solar cell 50 can be downsized.

更に、従来の色素増感太陽電池で用いられる対向電極側の基板はガラス基板であるが、本実施例では透明基板20と各電極パッド37a、37cとの間に樹脂基材31が介在している。そのため、各電極パッド37a、37cと配線基板60とをはんだ63で接続するときの熱が透明基板20に伝わり難くなり、その熱で透明基板20が割れるのを防止でき、ひいては各電極37a、37cが破損するのを抑制できる。 Furthermore, although the substrate on the opposite electrode side used in conventional dye-sensitized solar cells is a glass substrate, in this embodiment, a resin base material 31 is interposed between the transparent substrate 20 and each electrode pad 37a, 37c. There is. Therefore, the heat generated when connecting each electrode pad 37a, 37c and the wiring board 60 with the solder 63 becomes difficult to be transmitted to the transparent substrate 20, and it is possible to prevent the transparent substrate 20 from cracking due to the heat, and in turn, each electrode 37a, 37c can be prevented from being damaged.

また、樹脂基材31は配線基板60と同じ材料から形成されているため、両者の間の熱膨張量に顕著な差は発生せず、配線基板60と色素増感太陽電池50との接続信頼性も維持することができる。 Furthermore, since the resin base material 31 is formed from the same material as the wiring board 60, there is no significant difference in the amount of thermal expansion between the two, and the connection between the wiring board 60 and the dye-sensitized solar cell 50 is reliable. You can also maintain your sexuality.

更に、はんだ63が接合する各電極パッド37a、37cを色素増感太陽電池50に設けたことで、はんだ63を介して配線基板60に色素増感太陽電池50を実装でき、両者を接続するためのコネクタ等を不要にすることができる。 Furthermore, by providing each electrode pad 37a, 37c to which the solder 63 is bonded to the dye-sensitized solar cell 50, the dye-sensitized solar cell 50 can be mounted on the wiring board 60 via the solder 63, and the two can be connected. This makes it possible to eliminate the need for connectors, etc.

(第2実施例)
本実施例では、第1実施例よりも発電量を増やすことが可能な色素増感太陽電池について説明する。図12(a)~図13(b)は、第2実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の斜視図である。なお、これらの図において、第1実施例で説明したのと同じ要素には第1実施例におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
(Second example)
In this example, a dye-sensitized solar cell that can generate more power than the first example will be described. FIGS. 12(a) to 13(b) are perspective views of the dye-sensitized solar cell according to the second example during manufacture. In addition, in these figures, the same elements as explained in the first embodiment are given the same reference numerals as in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted below.

まず、図12(a)に示すように、第2の主面20bに透明電極層21が形成された透明基材20を用意する。本実施例では、その透明基材20の角部20c、20dを含む三角形の領域がそれぞれ第1のコンタクト領域CRと第2のコンタクト領域CRになる。第1のコンタクト領域CRの大きさは特に限定されないが、本実施例では第1のコンタクト領域CRの一辺の長さCx、Cyを0.5mm~1.5mm、例えば1mmとする。第2のコンタクト領域CRの大きさもこれと同程度とする。そして、これらのコンタクト領域CR、CRを除いた部分の透明基材20の全てを含む領域が六角形状のセル領域Iとなる。 First, as shown in FIG. 12(a), a transparent base material 20 having a transparent electrode layer 21 formed on the second main surface 20b is prepared. In this embodiment, triangular regions including the corners 20c and 20d of the transparent base material 20 become the first contact region CR 1 and the second contact region CR 2 , respectively. Although the size of the first contact region CR 1 is not particularly limited, in this embodiment, the lengths Cx and Cy of one side of the first contact region CR 1 are set to 0.5 mm to 1.5 mm, for example, 1 mm. The size of the second contact region CR2 is also approximately the same. Then, a region including the entire portion of the transparent base material 20 excluding these contact regions CR 1 and CR 2 becomes a hexagonal cell region I.

次に、その第1のコンタクト領域CRの縁に沿って透明電極層21にレーザを照射することにより透明電極層21にスリット21sを形成し、第1のコンタクト領域CRにおける透明電極層21をセル領域Iにおける透明電極層21から分離する。 Next, a slit 21s is formed in the transparent electrode layer 21 by irradiating the transparent electrode layer 21 with a laser along the edge of the first contact region CR 1 , and the transparent electrode layer 21 in the first contact region CR 1 is is separated from the transparent electrode layer 21 in the cell region I.

続いて、図12(b)に示すように、チタンアルコキシドから調整したアルコール溶液をセル領域Iにおける透明電極層21の上に塗布した後、そのアルコール溶液を加熱して乾燥させることにより、逆電子移動防止層22を5nm~0.1μm程度の厚さに形成する。第1実施例と同様に、本工程における乾燥温度は450℃~650℃、例えば550℃程度とする。 Subsequently, as shown in FIG. 12(b), an alcohol solution prepared from titanium alkoxide is applied onto the transparent electrode layer 21 in the cell region I, and the alcohol solution is heated and dried to remove reverse electrons. The movement prevention layer 22 is formed to have a thickness of about 5 nm to 0.1 μm. As in the first embodiment, the drying temperature in this step is 450°C to 650°C, for example about 550°C.

次に、図13(a)に示すように、粒径が5nm~50nmの酸化チタン粒子が分散されたスラリを逆電子移動防止層22の上にスクリーン印刷法で1μm~10μm程度の厚さに塗布し、それを加熱して有機物成分を除去することにより発電層25を形成する。スラリの加熱温度は450℃~650℃、例えば550℃であり、その乾燥時間は10分~120分、例えば30分程度である。なお、スラリは特に限定されないが、この例では、第1実施例と同様に、日揮触媒化成製の酸化チタンペーストであるPST-30NRDをそのスラリとして使用する。 Next, as shown in FIG. 13(a), a slurry in which titanium oxide particles with a particle size of 5 nm to 50 nm are dispersed is screen printed onto the reverse electron transfer prevention layer 22 to a thickness of about 1 μm to 10 μm. The power generation layer 25 is formed by coating and heating it to remove organic components. The heating temperature of the slurry is 450° C. to 650° C., for example 550° C., and the drying time is 10 minutes to 120 minutes, for example about 30 minutes. Although the slurry is not particularly limited, in this example, PST-30NRD, which is a titanium oxide paste manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, is used as the slurry, as in the first embodiment.

その後に、色素を含有する有機溶液に透明基材20を浸漬し、発電層25を構成する半導体粒子の表面に色素を吸着させる。その有機溶液として、第1実施例と同様に、アセトニトリルとt-ブタノールとを1:1の体積比率で混合した有機溶媒に色素としてCYC-B11(K)を添加してなる有機溶液を使用する。なお、有機溶媒における色素の濃度は、0.1mM~1mM、例えば0.2mMである。そして、その有機溶液を0℃~80℃、例えば50℃に保温しつつ、有機溶液に透明基材20を1時間~12時間、例えば4時間だけ浸漬することで発電層25に色素を吸着させればよい。 Thereafter, the transparent base material 20 is immersed in an organic solution containing a dye, and the dye is adsorbed onto the surface of the semiconductor particles constituting the power generation layer 25. As the organic solution, as in the first example, an organic solution is used in which CYC-B11 (K) is added as a dye to an organic solvent in which acetonitrile and t-butanol are mixed at a volume ratio of 1:1. . Note that the concentration of the dye in the organic solvent is 0.1 mM to 1 mM, for example 0.2 mM. Then, the transparent base material 20 is immersed in the organic solution for 1 hour to 12 hours, for example 4 hours, while keeping the organic solution at a temperature of 0° C. to 80° C., for example, 50° C., so that the dye is adsorbed to the power generation layer 25. That's fine.

次に、図13(b)に示すように、固体電解質前駆体26を発電層25の上に0.1μL~50μL、例えば20μLだけ滴下し、発電層25に固体電解質前駆体26を含浸させる。その固体電解質前駆体26として、例えばヨウ素、1,3-ジメチルイミダゾリウムヨージド(DMII)、アセトニトリル、及び分子量が100万のポリエチレンオキシドの各々を均一に混合した液を使用する。 Next, as shown in FIG. 13(b), 0.1 μL to 50 μL, for example 20 μL, of the solid electrolyte precursor 26 is dropped onto the power generation layer 25 to impregnate the power generation layer 25 with the solid electrolyte precursor 26. As the solid electrolyte precursor 26, for example, a liquid obtained by uniformly mixing each of iodine, 1,3-dimethylimidazolium iodide (DMII), acetonitrile, and polyethylene oxide having a molecular weight of 1 million is used.

そして、発電層25を加熱して固体電解質前駆体26に含まれる余剰のアセトニトリルを揮発させ、発電層25の上の固体電解質前駆体26を固体電解質層27とする。なお、発電層25の加熱温度は50℃~150℃、例えば100℃である。また、その加熱時間は、1分~60分、例えば30分間である。その後に、発電層25を室温に戻す。
以上により透明基材20に対する処理を終える。次に、この透明基材20と共に使用する配線基板について説明する。
Then, the power generation layer 25 is heated to volatilize excess acetonitrile contained in the solid electrolyte precursor 26, and the solid electrolyte precursor 26 on the power generation layer 25 becomes a solid electrolyte layer 27. Note that the heating temperature of the power generation layer 25 is 50°C to 150°C, for example 100°C. The heating time is 1 minute to 60 minutes, for example 30 minutes. After that, the power generation layer 25 is returned to room temperature.
With the above steps, the processing for the transparent base material 20 is completed. Next, a wiring board used together with this transparent base material 20 will be explained.

図14(a)、(b)は、本実施例で使用する配線基板45の斜視図である。なお、図14(a)、(b)において、第1実施例で説明したのと同じ要素には第1実施例におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。 FIGS. 14(a) and 14(b) are perspective views of the wiring board 45 used in this embodiment. In FIGS. 14A and 14B, the same elements as described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted below.

また、配線基板45は、第1実施例で図3(a)~図4(c)を参照して説明したのと同じ工程で作製され、各ビア導体36a、36bの位置や対向電極層40の形状のみが第1実施例と異なる。 Further, the wiring board 45 is manufactured in the same process as described in the first embodiment with reference to FIGS. Only the shape of is different from the first embodiment.

図14(a)は、樹脂基材31の第2の主面31bを上にしたときの配線基板45の斜視図である。 FIG. 14A is a perspective view of the wiring board 45 with the second main surface 31b of the resin base material 31 facing up.

図14(a)に示すように、本実施例でもセル領域Iの外側に第1のコンタクト領域CRと第2のコンタクト領域CRとを設ける。このうち、第1のコンタクト領域CRは樹脂基材31の角部31cを含むように設けられており、その第1のコンタクト領域CRに第1のビア導体36aが設けられる。 As shown in FIG. 14A, in this embodiment as well, a first contact region CR 1 and a second contact region CR 2 are provided outside the cell region I. Among these, the first contact region CR 1 is provided so as to include the corner portion 31c of the resin base material 31, and the first via conductor 36a is provided in the first contact region CR 1 .

また、第2のコンタクト領域CRは樹脂基材31の角部31dを含むように設けられており、その第2のコンタクト領域CRに第2のビア導体36bが設けられる。 Further, the second contact region CR 2 is provided to include the corner portion 31d of the resin base material 31, and the second via conductor 36b is provided in the second contact region CR 2 .

図14(b)は、樹脂基材31の第1の主面31aを上にしたときの配線基板45の斜視図である。 FIG. 14(b) is a perspective view of the wiring board 45 with the first main surface 31a of the resin base material 31 facing upward.

図14(b)に示すように、第2のコンタクト領域CRにおける対向電極層40は、パターニングによりセル領域Iから分離されて三角形状の接続パッド40aとされる。 As shown in FIG. 14(b), the counter electrode layer 40 in the second contact region CR2 is separated from the cell region I by patterning to form a triangular connection pad 40a.

図15(a)は、図14(a)のE-E線に沿う断面図である。図15(a)に示すように、第1のビア導体36aは、第1実施例と同様に樹脂基材31の第1のビアホール31xに形成される。また、対向電極層40は、第1実施例と同様に、樹脂基材31の第1の主面31aの上に銅層37、金層38、及び触媒層39の各々をこの順に形成してなる。 FIG. 15(a) is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 14(a). As shown in FIG. 15(a), the first via conductor 36a is formed in the first via hole 31x of the resin base material 31 similarly to the first embodiment. Further, the counter electrode layer 40 is formed by forming each of a copper layer 37, a gold layer 38, and a catalyst layer 39 in this order on the first main surface 31a of the resin base material 31, as in the first embodiment. Become.

また、図15(b)は、図14(a)のF-F線に沿う断面図である。 Further, FIG. 15(b) is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 14(a).

図15(b)に示すように、第1の電極パッド37aは、第1実施例と同様に銅層37をパターニングしてなり、その上にフラッシュめっきにより金層38が形成される。 As shown in FIG. 15(b), the first electrode pad 37a is formed by patterning a copper layer 37 as in the first embodiment, and a gold layer 38 is formed thereon by flash plating.

そして、図15(c)は、図14(a)のG-G線に沿う断面図である。 FIG. 15(c) is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 14(a).

図15(c)に示すように、第2のビア導体36bは、第1実施例と同様に樹脂基材31の第2のビアホール31yに形成される。 As shown in FIG. 15(c), the second via conductor 36b is formed in the second via hole 31y of the resin base material 31, similar to the first embodiment.

これ以降の工程について図16~図18を参照しながら説明する。図16~図18は、本実施例に係る色素増感太陽電池の製造途中の断面図である。 The subsequent steps will be explained with reference to FIGS. 16 to 18. 16 to 18 are cross-sectional views of the dye-sensitized solar cell according to this example during manufacture.

まず、図16に示すように、前述の透明基材20を再び用意し、第2のコンタクト領域CRにおける透明電極層21の上に導電層43として銀ペーストを塗布する。なお、その導電層43と固体電解質層27とが電気的に短絡するのを防止するために、この例では固体電解質層27と導電層43との間にスペースSを設け、固体電解質層27から間隔をおいて導電層43を形成する。 First, as shown in FIG. 16, the aforementioned transparent base material 20 is prepared again, and silver paste is applied as a conductive layer 43 on the transparent electrode layer 21 in the second contact region CR2 . In order to prevent the conductive layer 43 and the solid electrolyte layer 27 from being electrically short-circuited, a space S is provided between the solid electrolyte layer 27 and the conductive layer 43 in this example. Conductive layers 43 are formed at intervals.

次いで、第1のコンタクト領域CRにおける透明電極層21の上に紫外線硬化樹脂を塗布した後、その紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させることにより絶縁層44を形成する。 Next, an ultraviolet curable resin is applied onto the transparent electrode layer 21 in the first contact region CR 1 , and then the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays and cured, thereby forming the insulating layer 44.

なお、絶縁層44は、固体電解質層27と導電層43との間にも形成され、これにより固体電解質層27と導電層43とが絶縁層44で絶縁される。 Note that the insulating layer 44 is also formed between the solid electrolyte layer 27 and the conductive layer 43, so that the solid electrolyte layer 27 and the conductive layer 43 are insulated by the insulating layer 44.

そして、透明基材20の上方に配線基板45を配し、透明基材20の固体電解質層27と樹脂基材31の第1の主面31aとを対向させる。 Then, the wiring board 45 is arranged above the transparent base material 20, and the solid electrolyte layer 27 of the transparent base material 20 and the first main surface 31a of the resin base material 31 are made to face each other.

次に、図17に示すように、透明基材20と樹脂基材31とを張り合わせ、これらを50℃程度の温度に加熱する。これにより導電層43が固化し、第2のビア導体36bと透明電極層21とが導電層43を介して接続されることになる。 Next, as shown in FIG. 17, the transparent base material 20 and the resin base material 31 are pasted together and heated to a temperature of about 50°C. As a result, the conductive layer 43 is solidified, and the second via conductor 36b and the transparent electrode layer 21 are connected via the conductive layer 43.

なお、第1実施例で説明したように、透明基材20と配線基板45との間に気泡が混入するのを防止するために、真空中や減圧雰囲気中で本工程を行うのが好ましい。 Note that, as described in the first embodiment, in order to prevent air bubbles from entering between the transparent base material 20 and the wiring board 45, it is preferable to perform this step in a vacuum or a reduced pressure atmosphere.

更に、このように透明基材20と樹脂基材31とを張り合わせることにより、セル領域Iにおいて透明電極層21、発電層25、固体電解質層27、及び対向電極層40の各々が平面視で重なることになる。
図19(a)は、図17のH-H線に沿う断面図である。
Furthermore, by pasting the transparent base material 20 and the resin base material 31 together in this way, each of the transparent electrode layer 21, the power generation layer 25, the solid electrolyte layer 27, and the counter electrode layer 40 can be seen in plan view in the cell region I. It will overlap.
FIG. 19(a) is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 17.

図19(a)に示すように、セル領域Iにおいては透明電極層21、固体電解質層27、及び対向電極層40の各々が形成されており、第1実施例と同様に透明基材20を介して入射する光によってセル領域Iの発電層25に起電力が生じる。そして、その発電層25の下の透明電極層21が負極として機能し、発電層25の上の対向電極層40が正極として機能する。 As shown in FIG. 19(a), in the cell region I, a transparent electrode layer 21, a solid electrolyte layer 27, and a counter electrode layer 40 are each formed, and the transparent base material 20 is formed as in the first embodiment. An electromotive force is generated in the power generation layer 25 in the cell region I by the light incident thereon. The transparent electrode layer 21 below the power generation layer 25 functions as a negative electrode, and the counter electrode layer 40 above the power generation layer 25 functions as a positive electrode.

また、第1実施例と同様に、セル領域Iにおいては透明基材20と発電層25の各側面20s、25sが同一面Pに位置しており、側面25sを側面20sから後退させた場合よりも発電層25の受光量が増える。
一方、図19(b)は、図17のJ-J線に沿う断面図である。
Further, as in the first embodiment, in the cell region I, the side surfaces 20s and 25s of the transparent base material 20 and the power generation layer 25 are located on the same plane P, and compared to the case where the side surface 25s is set back from the side surface 20s. Also, the amount of light received by the power generation layer 25 increases.
On the other hand, FIG. 19(b) is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. 17.

図19(b)に示すように、第1のコンタクト領域CRにおいては、対向電極層40と第1のビア導体36aとが接続されており、対向電極層40の正電圧が樹脂基材31の第2の主面31b側に引き出される。また、透明電極層21と対向電極層40との間に介在する絶縁層44により、第1のビア導体36aと透明電極層21とが電気的に短絡してしまうのを抑制できる。特に、この例では透明電極層21にスリット21sを形成したため、透明電極層21と第1のビア導体36aとが電気的に短絡する可能性を更に低減することができる。 As shown in FIG. 19(b), in the first contact region CR1 , the counter electrode layer 40 and the first via conductor 36a are connected, and the positive voltage of the counter electrode layer 40 is applied to the resin base material 31. is pulled out to the second main surface 31b side. Moreover, the insulating layer 44 interposed between the transparent electrode layer 21 and the counter electrode layer 40 can suppress electrical short-circuiting between the first via conductor 36a and the transparent electrode layer 21. In particular, in this example, since the slits 21s are formed in the transparent electrode layer 21, it is possible to further reduce the possibility that the transparent electrode layer 21 and the first via conductor 36a will be electrically short-circuited.

一方、第2のコンタクト領域CRにおいては、接続パッド40aと導電層43を介して第2のビア導体36bが透明電極層21に接続される。これにより、透明電極層21の負電圧が、第2のビア導体36bを介して樹脂基材31の第2の主面31b側に引き出されることになる。また、この例のように接続パッド40aと対向電極層40との間に絶縁層44を形成したことで、接続パッド40aと対向電極層40とが電気的に短絡するのを抑制することが可能となる。 On the other hand, in the second contact region CR 2 , the second via conductor 36 b is connected to the transparent electrode layer 21 via the connection pad 40 a and the conductive layer 43 . Thereby, the negative voltage of the transparent electrode layer 21 is drawn out to the second main surface 31b side of the resin base material 31 via the second via conductor 36b. Furthermore, by forming the insulating layer 44 between the connection pad 40a and the counter electrode layer 40 as in this example, it is possible to suppress electrical short circuit between the connection pad 40a and the counter electrode layer 40. becomes.

この後は、図18に示すように、透明基材20と樹脂基材31のそれぞれの側面に封止樹脂47として紫外線硬化樹脂を塗布する。そして、紫外線の照射によりその封止樹脂47を硬化させ、固体電解質層27等に水分が浸入するのを封止樹脂47で防止する。 After this, as shown in FIG. 18, an ultraviolet curing resin is applied as a sealing resin 47 to each side surface of the transparent base material 20 and the resin base material 31. Then, the sealing resin 47 is cured by irradiation with ultraviolet rays, and the sealing resin 47 prevents moisture from entering the solid electrolyte layer 27 and the like.

以上により、本実施例に係る色素増感太陽電池70の基本構造が完成する。 Through the above steps, the basic structure of the dye-sensitized solar cell 70 according to this example is completed.

上記した本実施例によれば、図14(a)に示したように、矩形状の樹脂基材31の二つの角部31c、31dのうちの一方に第1のビア導体36aを設け、他方に第2のビア導体36bを設ける。 According to the present embodiment described above, as shown in FIG. 14(a), the first via conductor 36a is provided at one of the two corners 31c and 31d of the rectangular resin base material 31, and the first via conductor 36a is provided at the other corner. A second via conductor 36b is provided.

これにより、第1実施例よりもセル領域Iを広く確保することが可能となり、第1実施例よりも発電量を増やすことが可能となる。 This makes it possible to secure a wider cell area I than in the first embodiment, and it becomes possible to increase the amount of power generation compared to the first embodiment.

なお、本実施例では樹脂基材31を平面視で矩形状としたが、樹脂基材31の平面形状を角部の個数が5個以上の多角形状にし、その角部のうちの二つに上記のように第1のビア導体36aと第2のビア導体36bを設けてもよい。 In this example, the resin base material 31 is rectangular in plan view, but the planar shape of the resin base material 31 is made into a polygonal shape with five or more corners, and two of the corners are The first via conductor 36a and the second via conductor 36b may be provided as described above.

20 透明基材
21 透明電極層
22 逆電子移動防止層
25 発電層
26 固体電解質前駆体
27 固体電解質層
30 両面銅張基材
31 樹脂基材
32 第1の銅箔
33 第2の銅箔
36a 第1のビア導体
36b 第2のビア導体
37 銅層
37a 第1の電極パッド
37c 第2の電極パッド
40 対向電極層
43 導電層
44 絶縁層
45 配線基板
47 封止樹脂
50 色素増感太陽電池
60 配線基板
70 色素増感太陽電池
20 Transparent base material 21 Transparent electrode layer 22 Reverse electron transfer prevention layer 25 Power generation layer 26 Solid electrolyte precursor 27 Solid electrolyte layer 30 Double-sided copper clad base material 31 Resin base material 32 First copper foil 33 Second copper foil 36a First Via conductor 36b Second via conductor 37 Copper layer 37a First electrode pad 37c Second electrode pad 40 Counter electrode layer 43 Conductive layer 44 Insulating layer 45 Wiring board 47 Sealing resin 50 Dye-sensitized solar cell 60 Wiring board 70 dye-sensitized solar cells

Claims (8)

透明基材と、
前記透明基材の上に設けられた透明電極層と、
前記透明電極層の上に設けられた色素を含む発電層と、
前記発電層の上に設けられた固体電解質層と、
前記固体電解質層の上に設けられた対向電極層と、
前記対向電極層の上面に固着した樹脂基材と、
を有し、
前記樹脂基材は、前記対向電極層の上面に固着した第1の主面と、前記第1の主面の反対面である第2の主面とを有し、
前記樹脂基材に第1のビアホールと第2のビアホールが形成され、
前記第1のビアホールに形成され、前記対向電極層に電気的に接続された第1のビア導体と、
前記第2のビアホールに形成され、前記透明電極層に電気的に接続された第2のビア導体と、
前記第2の主面に設けられ、前記第1のビア導体に接続された第1の電極パッドと、
前記第2の主面に設けられ、前記第2のビア導体に接続された第2の電極パッドとを更に有し、
前記第1のビアホールと前記第2のビアホールは、前記透明電極層、前記発電層、前記固体電解質層、及び前記対向電極層の各々が平面視で重なるセル領域の外側に設けられ、
前記第1のビア導体は、前記セル領域の前記外側の第1のコンタクト領域において前記対向電極層と接続され、
前記第2のビア導体は、前記セル領域の前記外側の第2のコンタクト領域において前記透明電極層と接続され、
前記第1のコンタクト領域における前記透明電極層が、前記セル領域における前記透明電極層から分離したことを特徴とする色素増感太陽電池。
a transparent base material,
a transparent electrode layer provided on the transparent base material;
a power generation layer containing a dye provided on the transparent electrode layer;
a solid electrolyte layer provided on the power generation layer;
a counter electrode layer provided on the solid electrolyte layer;
a resin base material fixed to the upper surface of the counter electrode layer;
has
The resin base material has a first main surface fixed to the upper surface of the counter electrode layer, and a second main surface opposite to the first main surface,
A first via hole and a second via hole are formed in the resin base material,
a first via conductor formed in the first via hole and electrically connected to the counter electrode layer ;
a second via conductor formed in the second via hole and electrically connected to the transparent electrode layer ;
a first electrode pad provided on the second main surface and connected to the first via conductor;
further comprising a second electrode pad provided on the second main surface and connected to the second via conductor,
The first via hole and the second via hole are provided outside a cell region where each of the transparent electrode layer, the power generation layer, the solid electrolyte layer, and the counter electrode layer overlap in plan view,
the first via conductor is connected to the counter electrode layer in the first contact region outside the cell region;
the second via conductor is connected to the transparent electrode layer in the second contact region outside the cell region;
A dye-sensitized solar cell characterized in that the transparent electrode layer in the first contact region is separated from the transparent electrode layer in the cell region.
前記第1のビア導体と前記第2のビア導体は、前記樹脂基材の縁に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the first via conductor and the second via conductor are provided at an edge of the resin base material. 前記樹脂基材は平面視で多角形であり、
前記多角形の二つの角部のうちの一方に前記第1のビア導体が設けられ、他方に前記第2のビア導体が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池。
The resin base material is polygonal in plan view,
The dye-sensitized solar according to claim 1, wherein the first via conductor is provided at one of the two corners of the polygon, and the second via conductor is provided at the other corner. battery.
前記第1のコンタクト領域における前記透明電極層の上に設けられた絶縁層と、
前記第2のコンタクト領域における前記透明電極層の上に設けられた導電層とを更に有し、
前記第1のコンタクト領域において、前記絶縁層の上に前記対向電極層が設けられ、
前記第2のコンタクト領域において、前記導電層を介して前記透明電極層と前記第2のビア導体とが接続されたことを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池。
an insulating layer provided on the transparent electrode layer in the first contact region;
further comprising a conductive layer provided on the transparent electrode layer in the second contact region,
In the first contact region, the counter electrode layer is provided on the insulating layer,
The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the transparent electrode layer and the second via conductor are connected to each other via the conductive layer in the second contact region.
前記導電層は、平面視で前記固体電解質層から間隔をおいて設けられ、
前記絶縁層は、前記固体電解質層と前記導電層との間にも設けられたことを特徴とする請求項4に記載の色素増感太陽電池。
The conductive layer is provided at a distance from the solid electrolyte layer in plan view,
The dye-sensitized solar cell according to claim 4, wherein the insulating layer is also provided between the solid electrolyte layer and the conductive layer.
前記発電層の側面と前記透明基材の側面とが同一面内にあることを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein a side surface of the power generation layer and a side surface of the transparent base material are in the same plane. 透明基材と、
前記透明基材の上に設けられた透明電極層と、
前記透明電極層の上に設けられた色素を含む発電層と、
前記発電層の上に設けられた固体電解質層と、
前記固体電解質層の上に設けられた対向電極層と、
前記対向電極層の上面に固着した樹脂基材と、
を有し、
前記樹脂基材は、前記対向電極層の上面に固着した第1の主面と、前記第1の主面の反対面である第2の主面とを有し、
前記樹脂基材に第1のビアホールと第2のビアホールが形成され、
前記第1のビアホールに形成され、前記対向電極層に電気的に接続された第1のビア導体と、
前記第2のビアホールに形成され、前記透明電極層に電気的に接続された第2のビア導体と、
前記第2の主面に設けられ、前記第1のビア導体に接続された第1の電極パッドと、
前記第2の主面に設けられ、前記第2のビア導体に接続された第2の電極パッドとを更に有し、
前記透明電極層、前記発電層、前記固体電解質層、及び前記対向電極層の各々が平面視で重なるセル領域は、前記平面視で矩形状を有し、
前記平面視で前記矩形状の一辺の外側の領域に第1領域と第2領域が備わり、
前記第2領域には前記透明電極層から引き出された導電層が設けられて前記第2のビア導体と導通し、第1のビア導体は前記第1領域まで延在したうえで前記対向電極層に導通することを特徴とする色素増感太陽電池。
a transparent base material,
a transparent electrode layer provided on the transparent base material;
a power generation layer containing a dye provided on the transparent electrode layer;
a solid electrolyte layer provided on the power generation layer;
a counter electrode layer provided on the solid electrolyte layer;
a resin base material fixed to the upper surface of the counter electrode layer;
has
The resin base material has a first main surface fixed to the upper surface of the counter electrode layer, and a second main surface opposite to the first main surface,
A first via hole and a second via hole are formed in the resin base material,
a first via conductor formed in the first via hole and electrically connected to the counter electrode layer ;
a second via conductor formed in the second via hole and electrically connected to the transparent electrode layer ;
a first electrode pad provided on the second main surface and connected to the first via conductor;
further comprising a second electrode pad provided on the second main surface and connected to the second via conductor,
A cell region in which each of the transparent electrode layer, the power generation layer, the solid electrolyte layer, and the counter electrode layer overlaps in plan view has a rectangular shape in plan view,
A first region and a second region are provided in a region outside one side of the rectangular shape in plan view,
A conductive layer drawn out from the transparent electrode layer is provided in the second region and is electrically connected to the second via conductor, and the first via conductor extends to the first region and then connects to the counter electrode layer. A dye-sensitized solar cell characterized by electrical conductivity.
前記樹脂基材は、ガラスエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項7に記載の色素増感太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to claim 7, wherein the resin base material is a glass epoxy resin.
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