染料敏化型太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供了一种染料敏化型太阳能电池，其是一对电极基板（１）、（１’）被密封材料（７）以导电电极面处于内侧的状态贴合，并封入电解质溶液而形成的，其中，所述一对电极基板（１）、（１’）中的一个是不透明的或半透明的，而另一个是透明的。密封材料（７）由光聚合性组合物光聚合而获得的光聚合性固化体构成，该光聚合性组合物以分子两末端中的至少一个末端上具有一个以上的（甲基）丙烯酰基的氢化弹性体衍生物为必需成分，电极基板（１）、（１’）的与上述密封材料（７）接触的部分用（甲基）丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆。因此，该染料敏化型太阳能电池的粘接密封性高，耐久性优异。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一对电极基板相对地粘接密封、并封入有电解质溶液而形成的染料 敏化型太阳能电池，涉及密封材料富有耐电解质溶液性、粘接密封性高且耐久性优异的 染料敏化型太阳能电池。
技术介绍
在带有担载有染料的TiO2等的半导体膜的透明导电基板与对向电极基板之间封 入有氧化还原系电解质溶液的染料敏化型太阳能电池由于太阳光的转换效率高，因此有 望被当作是下一代低价格太阳能电池。然而，在将碘、碘化锂等氧化还原系电解质溶液封入玻璃基板、塑料薄膜基板 中时，由于使用迄今所用的乙烯-甲基丙烯酸共聚合离子交联聚合物树脂作为密封材料 时，不能防止上述电解质溶液的液体漏出、从外界吸湿，因此，该类染料敏化型太阳能 电池具有耐久性低劣的问题。另一方面，作为液晶密封材料，可以使用公知的环氧树脂 系密封材料、聚氨酯树脂系密封材料、光固化丙烯酸树脂系密封材料，但这些密封材料 由于其极性结构而被电解质溶液溶胀，由此，存在对染料敏化型太阳能电池的结构产生 不良影响的问题。基于这种情况，提出了使用液态环氧树脂、硅酮树脂封装(密封)上述电解质溶 液的方法(参照专利文献1)。另一方面，作为使用耐电解质溶液性比较优异的弹性体的 染料敏化型太阳能电池用密封材料，提出了通过氢化硅烷基化催化剂将聚分子中含有至 少一个能够进行氢化硅烷基化反应的链烯基的异戊二烯系聚合物与有机氢化聚硅氧烷聚 合而形成的、含有硅烷偶联剂的密封材料(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000-30767号公报专利文献2 日本特开2004-95248号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，上述专利文献1中记载的封装材料(密封材料)在长期封装时，由于电解 质溶液引起树脂溶胀、劣化等，不具有作为密封材料的充分性能。另外，为了将上述专 利文献2中记载的密封材料固化，需要80 150°C的加热，由于该加热导致电解质溶液蒸 发等，因而会发生在密封材料的粘接部分产生剥离，导致电解质溶液漏液的问题。本专利技术是鉴于上述情况而作出的，目的是提供一种其密封材料在长期封装时也 不发生溶胀、劣化，而且具有极高的密封性的染料敏化型太阳能电池。为了达到上述目的，本专利技术的第一要旨为一种染料敏化型太阳能电池，其如下 构成一对电极基板以这些基板的导电电极面为内侧的状态保持规定间隔而配设，通过在这些基板的内侧面的周缘部配设密封材料而密封上述一对电极基板之间的空隙，在该 密封的空隙内封入电解质溶液，其中，该一对电极基板的一个是不透明的或半透明的， 而另一个为透明的，上述密封材料由下述(A)光聚合而获得的光聚合性固化体构成，电 极基板的与上述密封材料接触的部分用(甲基)丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆，(A)以分子两末端中的至少一个末端上具有一个以上的(甲基)丙烯酰基的氢化 弹性体衍生物为必需成分的光聚合性组合物。另外，本专利技术第二要旨为一种染料敏化型太阳能电池，其如下构成一对电极 基板以这些基板的导电电极面为内侧的状态保持规定间隔而配设，通过在这些基板的内 侧面的周缘部配设密封材料而密封上述一对电极基板之间的空隙，在该密封的空隙内封 入电解质溶液，其中该一对电极基板中的至少一个为透明的，在至少一个上述电极基板 的内侧面分布配设有规定形状的集电布线用导电材料的状态下，该集电布线用导电材料 通过被覆保护材料被覆保护，上述密封材料和上述被覆保护材料由下述(A)光聚合而获 得的光聚合性固化体构成，电极基板的与上述密封材料接触的部分用(甲基)丙烯酰氧基 烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆，集电布线用导电材料的与上述被覆保护材料接触的部分用 玻璃剂和硅烷偶联剂中的至少一种被覆，(A)以分子两末端中的至少一个末端上具有一个以上的(甲基)丙烯酰基的氢化 弹性体衍生物为必需成分的光聚合性组合物。为了在染料敏化型太阳能电池中实施耐电解质溶液性和粘接性优异且具有高耐 久性的封装，本专利技术人等进行了反复研究。在该过程中，想到了以光聚合性树脂为有效 成分的光聚合性树脂组合物可用作封装材料，进一步反复研究。结果发现，作为封装材 料，光聚合性树脂组合物中的特定组合物是有效的，进而发现，为了体现效果，必须对 该封装材料与电极基板接触的部分实施特殊表面被覆处理。而且，迄今为止，本专利技术人等以使用“一对具有透明导电电极膜的玻璃基板” 之类的透明电极基板作为染料敏化型太阳能电池的电极基板为前提，对这样的一对电极 基板均透明的染料敏化型太阳能电池的封装材料进行了深入研究，并已经以此为基础提 出了专利申请(日本专利申请2007-110739)。然而，本专利技术人等进一步反复研究，结果判明，染料敏化型太阳能电池中，两 个电极基板不必全是透明的，如果一个是透明的，则另一个电极基板不必须是透明的。 而且已明确，作为另一电极基板，可以使用各种材质的基板，上述封装材料和特殊表面 被覆处理也可以在这些各种材质的基板上使用。进而发现，上述作为封装材料的构成材料的特定光聚合性树脂组合物不仅可作为 染料敏化型太阳能电池的封装材料使用，而且在作为防止配设在电极基板的内侧面(电解 质溶液侧)的集电布线用导电材料被电解质溶液侵蚀的涂料使用时，也是非常有用的。这样，本专利技术人等发现，上述特定光聚合性树脂组合物可不受基板材质影响地 作为封装材料使用，另外，不仅可以作为封装材料，也可以作为上述布线用导电材料的 涂料使用、也即作为布线用导电材料的被覆保护材料使用，从而完成了本专利技术。具体实施方案这样，根据本专利技术的染料敏化型太阳能电池，密封材料由光聚合性组合物(A)光聚合而获得的光聚合性固化体构成，所述光聚合性组合物(A)以分子两末端中的至少 一个末端上具有一个以上的(甲基)丙烯酰基的氢化弹性体衍生物为必需成分，而且电极 基板的与上述密封材料接触的部分用(甲基)丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆。 即，在本专利技术中，由于密封材料由光聚合性固化体构成，因此不需要加热固化，不会发 生由加热导致的电解质溶液蒸发所伴有的密封部的剥离。另外，作为密封材料的上述光 聚合性固化体由特殊的光聚合性组合物(A)形成，即使在长期封装时，也不会发生由电 解质溶液导致的溶胀、劣化。在此基础上，其与上述特定硅烷偶联剂对电极基板的作用 相结合，发挥了高的粘接力，从而表现出高度的耐久性。另外，上述硅烷偶联剂是(甲基)丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂，通过使用 该偶联剂，从而在电极基板的表面被覆处理层上存在可光聚合的(甲基)丙烯酰基，在光 聚合时，其与光聚合性组合物(A)中的(甲基)丙烯酰基一起同时反应，从而表现出牢固 的粘接性。另外，在本专利技术中，一个不透明或半透明的电极基板由金属构成时，光电转换 效率变得更加优异。再有，在本专利技术中，一个不透明或半透明的电极基板由具有碳制导电膜的基板 构成时，就可以获得更廉价、更轻的染料敏化型太阳能电池。另外，在电极基板的内侧面分布配设有规定形状的集电布线用导电材料的状态 下，将该集电布线用导电材料通过被覆保护材料被覆保护，上述密封材料和上述被覆保 护材料由上述光聚合性组合物(A)光聚合而获得的光聚合性固化体构成，电极基板的与 上述密封材料接触的部分用(甲基)丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆，集电布线 用导电材料的与上述被覆保护材料接触的部分用玻璃剂和硅烷偶联剂中的至少一种被覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化型太阳能电池，其特征在于，所述染料敏化型太阳能电池如下构成：一对电极基板以这些基板的导电电极面为内侧的状态保持规定间隔而配设，通过在这些电极基板的内侧面的周缘部配设密封材料而密封所述一对电极基板之间的空隙，在该密封的空隙内封入电解质溶液，其中，该一对电极基板中的一个是不透明的或半透明的，而另一个为透明的，　　所述密封材料由下述（Ａ）光聚合而获得的光聚合性固化体构成，电极基板的与所述密封材料接触的部分用（甲基）丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆，　　（Ａ）以分子两末端中的至少一个末端上具有一个以上的（甲基）丙烯酰基的氢化弹性体衍生物为必需成分的光聚合性组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-4-30 2008-1184781.一种染料敏化型太阳能电池，其特征在于，所述染料敏化型太阳能电池如下构 成一对电极基板以这些基板的导电电极面为内侧的状态保持规定间隔而配设，通过在 这些电极基板的内侧面的周缘部配设密封材料而密封所述一对电极基板之间的空隙，在 该密封的空隙内封入电解质溶液，其中，该一对电极基板中的一个是不透明的或半透明 的，而另一个为透明的，所述密封材料由下述(A)光聚合而获得的光聚合性固化体构成，电极基板的与所述 密封材料接触的部分用(甲基)丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆，(A)以分子两末端中的至少一个末端上具有一个以上的(甲基)丙烯酰基的氢化弹性 体衍生物为必需成分的光聚合性组合物。2.根据权利要求1所述的染料敏化型太阳能电池，其中，所述不透明或半透明的电极 基板由金属构成。3.根据权利要求1所述的染料敏化型太阳能电池，其中，所述不透明或半透明的电极 基板由具有碳制导电膜的基板构成。4.一种染料敏化型太阳能电池，其特征在于，所述染料敏化型太阳能电池如下构 成一对电极基板以这些基板的导电电极面为内侧的状态保持规定间隔而配设，通过在 这些电极基板的内侧面的周缘部配设密封材料而密封所述一对电极基板之间的空隙，在 该密封的空隙内封入电解质溶液，其中，该一对电极基板中的至少一个为透明的，在至少一个所述电极基板的内侧面分布配设有规定形状的集电布线用导电材料的状 态下，该集电布线用导电材料通过被覆保护材料被覆保护，所述密封材料和所述被覆保 护材料由下述的(A)光聚合而获得的光聚合性固化体构成，电极基板的与所述密封材料 接触的部分用(甲基)丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂被覆，集电布线用导电材料的与 所述被覆保护材料接触的部分用玻璃剂和硅烷偶联剂中的至少一种被覆，(A)以分子两末端中的至少一个末端上具有一个以上的(甲基)丙烯酰基的氢化弹性 体衍生物为必需成分的光聚合性组合物。5.根据权利要求1 4的任一项所述的染料敏化型太阳能电池，其中，所述(A)的光 聚合性组合物含有层状硅酸盐。6.根据权利要求1 5的任一项所述的染料敏化型太阳能电池，其中，所述(A)的光 聚合性组合物含有绝缘性球状无机质填充剂。7.根据权利要求1 6的任一项所述的染料敏化型太阳能电池，其中，所述(甲基) 丙烯酰氧基烷基硅烷类硅烷偶联剂是3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。8.根据权利要求1 7的任一项所述的染料敏化型太阳能电池，其中，所述(A)的光 聚合性组合物中的氢化弹性体衍生物的主链由氢化聚丁二烯构成。9.根据权利要求1 7的任一项所述的染料敏化型太阳能电池，其中，所述(A)的光 聚合性组合物中的氢化弹性体衍生物的主链由氢化聚异戊二烯构成。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川由纪，五十岚一雅，日渡贤一，桝山直人，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP