光电转换元件用电极基板制造技术

本发明专利技术提供光电转换元件用电极基板，其特征在于，具有集电配线和覆盖该集电配线的保护层，上述保护层具有包含玻璃成分的第１保护层和在上述第１保护层的上方配置的由绝缘树脂层构成的第２保护层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于色素增感太阳能电池等的光电转换元件的电极基板。本申请基于2007年11月28日在日本申请的特愿2007-307813号要求优先权，将 其内容援用于此。
技术介绍
作为用于色素增感太阳能电池等的光电转换元件的电极基板，目前为止使用在透 明基板的单面形成了透明导电膜的电极基板。制作耐实用的大面积、大输出的元件(模块) 时，为了抑制因透明导电基板的导电性不足引起的内部电阻的增大，尝试通过形成集电配 线来谋求电极基板的电导率的改善。对于集电配线，作为导电性优异的材质，希望是金属， 其中特别是低电阻的金属(例如银、铜等)。此外，对于用于元件的电解液(例如碘电解 质)，要求在化学、电化学上(基本上)为惰性。因此，提出了被覆绝缘层或透明导电膜作为 金属配线层的保护层(参照专利文献1 5、非专利文献1)。专利文献1 特表2002-536805号公报专利文献2 特开2004-220920号公报专利文献3 特开2004-146425号公报专利文献4 国际公开第2004/032274号专利文献5 特开2007-042366号公报非专禾丨J 文献 1 :M. Spath 等、Progress in Photovoltaics :Researchand Applications,2003 年、第 11 号、p. 207-220
技术实现思路
作为配线保护材料，研究了透明的导电性金属氧化物等，但难以形成能够防止电 解液的浸透的致密的膜。也研究了以树脂系材料为配线保护材料，但考虑溶胀、针孔、气体或挥发性溶剂的 透过的问题，单独使用树脂存在可靠性的问题。特别是配线层是银糊形成的印刷配线时，配 线层由银粒子的烧结体构成，因此成为多孔质，气体、挥发性溶剂的蒸汽能自由地在其空隙 内通过。对于只是将树脂覆面涂层直接被覆印刷配线的构成，有可能在树脂层薄的部位溶 剂透过，进而经由配线层(由于集电的需要，一定具有开口部)的开口部漏出到外部气体， 并且通过与其相反的通路，外部气体的水分等经由印刷配线层和树脂层侵入电解液。总的气体透过速度与透过面积成正比，并且与透过距离成反比，因此如果如配线 保护层表面那样，以大的表面积配置于整个太阳能电池单元，并且具有全部只有几十微米 左右的厚度的通路，则能成为长期非常大的泄漏的原因。在单元电池(cell)的周围的密封部，透过面积小且透过距离长，因此单元电池面 积为小规模时，尽管不会特别地成为问题，但为了促进色素增感太阳能电池的实用化，在使 单元电池大面积化，同时确保长期的可靠性时，也能成为重要的问题。非专利文献1中，形成在配线部分的上下两面(窗侧和背侧)配置玻璃基板，在2 片玻璃基板之间夹持配线层和电解液层的结构。这样的结构的情况下，玻璃基板的气体等 的透过性低，因此不存在玻璃基板的厚度方向的泄漏，只是沿着玻璃基板的表面的配线的 横向成为泄漏通路，成为透过面积小、透过距离长的结构。但是，两面均使用玻璃基板时，由 于基板不具有柔软性、可挠性，因此对单元电池的制造、组装方法产生制约，同时由于玻璃 基板和树脂密封部的热膨胀率之差，有可能因热循环等而受到应力的影响。此外，树脂一般缺乏耐热性，在成为色素增感太阳能电池的光电极的氧化物半导 体纳米粒子的表面吸附的污染物质的加热除去困难。特别是使用固化性树脂时，还担心来 自该固化性树脂的挥发成分污染纳米粒子表面。单独使用低熔点玻璃层作为保护层时(即低熔点玻璃层在最外层露出时)，因条 件的不同有时电解液与低熔点玻璃反应，作为色素增感太阳能电池用电解质的功能丧失。 认为这是由于电解液中存在的成分与低熔点玻璃中存在的成分反应所致，因此作为该问题 的对策，还考虑开发不含能与低熔点玻璃反应的成分的电解液组成，但为了能够与作为色 素增感太阳能电池用电解质的功能兼顾地解决，技术上的处理变得更高。作为实用的配线保护材料，考虑了低熔点玻璃、耐热树脂。 低熔点玻璃系材料的情况下，如果良好地控制热膨胀率等材料条件，可以形成致 密性、耐化学品性、耐热性优异的良好的保护层。但是，由于比树脂系材料硬，因此担心在电 极层叠工序中损伤对电极的表面。此外，由于脆、硬，因此保护层受到冲击时也有可能破损。此外，树脂材料由于柔软因而与低熔点玻璃等无机材料相比，不易损伤对电极表 面，但耐热性、水分等的阻隔性劣于低熔点玻璃。此外，树脂系保护材料的表面被异物等附 着时，与低熔点玻璃相比容易受伤。本专利技术鉴于上述实际情况而完成，其课题在于提供光电转换元件用电极基板，该 光电转换元件用电极基板具有配线保护材料，该配线保护材料能够抑制电解液的泄漏(减 量)、劣化，致密并且具有足够的配线保护功能，而且不易损伤，并且不易损伤对电极表面。为了解决上述课题，本专利技术提供光电转换元件用电极基板，其特征在于，至少具有 集电配线和覆盖上述集电配线而形成的保护层，上述保护层具有包含玻璃成分的第1保护 层和在上述第1保护层的上方配置的由绝缘树脂层构成的第2保护层。上述第2保护层优选由具有250°C以上的耐热性的绝缘性树脂构成。上述第2保护层优选由选自聚酰亚胺衍生物、硅酮化合物、氟弹性体、氟树脂中的 1种或多种构成。根据本专利技术的光电转换元件用电极基板，即使使用多孔质的印刷配线作为集电配 线，也能够阻止通过配线层和保护层的溶剂、气体的透过。此外，配线保护材料不易被异物 等损伤，并且不易损伤对电极表面。此外，通过与保护层材料的反应，还能够防止电解质劣 化的问题。附图说明图1为表示本专利技术的光电转换元件用电极基板的一例的截面图。图2为表示图1的光电转换元件用电极基板的制造工序(第1工序)的截面图。图3为表示图1的光电转换元件用电极基板的制造工序(第2工序)的截面图。图4为表示图1的光电转换元件用电极基板的制造工序(第3工序)的截面图。图5为表示图1的光电转换元件用电极基板的制造工序(第4工序)的截面图。图6为表示图1的光电转换元件用电极基板的制造工序(第5工序)的截面图。图7为表示具有本专利技术的光电转换元件用电极基板的光电转换元件的一例的截 面图。符号说明 10 电极基板11 基板12:透明导电膜13 集电配线14 保护层14a 第1保护层14b 第2保护层15 吸附了色素的多孔氧化物半导体层15A 多孔氧化物半导体层(吸附色素之前)20 色素增感太阳能电池(光电转换元件)21 对电极22 电解质具体实施例方式以下基于最佳方案参照附图对本专利技术进行说明。图1为表示本专利技术的光电转换元 件用电极基板的一例的截面图。图2 图6为说明图1的光电转换元件用电极基板的制造 工序的截面图。图7为表示具有本专利技术的光电转换元件用电极基板的光电转换元件的一例 的截面图。本方案例的光电转换元件用电极基板10，如图1所示，至少具有集电配线13、覆盖 集电配线13而形成的保护层14，保护层14至少具有包含玻璃成分的第1保护层14a和在 第1保护层14a的上方配置的由绝缘树脂层构成的第2保护层14b。图1所示的光电转换 元件用电极基板10具有基板11、在基板11上形成的透明导电膜12、在透明导电膜12上 形成的集电配线13、覆盖集电配线13而形成的保护层14和在透明导电膜12上与集电配线 13不同的部分上设置的多孔氧化物半导体层15。作为基板11的材料，只要是玻璃、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换元件用电极基板，其特征在于，具有集电配线和覆盖该集电配线的保护层，所述保护层具有包含玻璃成分的第１保护层和在所述第１保护层的上方配置的由绝缘树脂层构成的第２保护层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-28 2007-307813一种光电转换元件用电极基板，其特征在于，具有集电配线和覆盖该集电配线的保护层，所述保护层具有包含玻璃成分的第1保护层和在所述第1保护层的上方配置的由绝缘树脂层构成的第2保护层...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井浩志，冈田显一，北村隆之，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[日本]