專利名稱：光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換元件模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)及具有該密封結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換元件模塊。
背景技術(shù)：
色素增感型太陽能電池被稱為濕式太陽能電池或Graetzel電池等，無須使用硅半導(dǎo)體，在具有碘溶液所代表的電化學(xué)電池(cell)結(jié)構(gòu)方面具有特征。例如，色素增感型太陽能電池具有下列的簡易結(jié)構(gòu)在多孔質(zhì)半導(dǎo)體層與由導(dǎo)電性玻璃板(導(dǎo)電性基板)構(gòu)成的對極(陰極電極)之間配置碘溶液等作為電解質(zhì)，其中多孔質(zhì)半導(dǎo)體層是將二氧化鈦粉末等燒附在透明的導(dǎo)電性玻璃板等陽極電極，并使此二氧化鈦粉末吸附色素所形成的二氧化欽層等。色素增感型太陽能電池由于材料廉價(jià)，制作時(shí)不需要大規(guī)模的設(shè)備，因此作為低成本的太陽能電池而受到矚目。但是，現(xiàn)有的色素增感型 太陽能電池主要為平板狀的結(jié)構(gòu)，因此必須要有寬廣的設(shè)置面積。此外，由于作為太陽能電池的能量源的太陽光會(huì)依時(shí)刻或季節(jié)而使光量或入射角度改變，因此會(huì)有發(fā)電量不穩(wěn)定的不良情形。因此，鑒于現(xiàn)有的色素增感型太陽能電池中的上述缺點(diǎn)，已提出一種在由透明材料所構(gòu)成的管的內(nèi)面依序設(shè)有陽極電極層、色素增感多孔質(zhì)半導(dǎo)體層及電解質(zhì)層，在管的中央部插入陰極電極的具有圓筒結(jié)構(gòu)的色素增感型太陽能電池(參照例如專利文獻(xiàn)I)。通過如上所示的具有圓筒結(jié)構(gòu)的色素增感型太陽能電池，能夠大幅減低發(fā)電量相對于光入射角度的變化，而且與平板狀結(jié)構(gòu)相比，能夠提供一種高強(qiáng)度且密封部位也少、耐久性高的色素增感型太陽能電池。包含上述的例子在內(nèi)，圓筒結(jié)構(gòu)的色素增感型太陽能電池通過樹脂粘合劑來對兩側(cè)開放端進(jìn)行密封。但是，一般而言，樹脂粘合劑因環(huán)境變化或劣化而欠缺耐久性，會(huì)有容易發(fā)生來自密封部分的電解質(zhì)的泄漏的問題。為了解決上述不良情形，已提出一種通過螺絲結(jié)構(gòu)將圓筒元件的開口端部予以密封，更佳為具有在開口端部配置有O型環(huán)的密封結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件(參照專利文獻(xiàn)2)。此時(shí)，雖在文獻(xiàn)中并未明記，但是與上述其它例同樣地，與由陽極電極及陰極電極所構(gòu)成的一對電極中的各個(gè)電極相連接的一對取出電極分別由密封部分露出而設(shè)，因此認(rèn)為需要在密封部分設(shè)置貫穿孔等而將取出電極拉出。因此，由電解質(zhì)泄漏的觀點(diǎn)來看，在貫穿孔等的密封結(jié)構(gòu)方面令人感到不安。以改善該情形者而言，已提出一種在被封入有電池塊的殼體設(shè)置貫穿孔，且設(shè)置使用玻璃料而被安裝在貫穿孔的外側(cè)的金屬螺帽、及與螺帽相螺合的金屬螺栓，在形成于金屬螺栓的拉出孔插通由殼體內(nèi)所被拉出的電極導(dǎo)線，具有以玻璃料填埋拉出孔的空隙的密封結(jié)構(gòu)的色素增感型太陽能電池模塊，但是其制作技術(shù)繁雜(參照專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-77550號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2010-40391號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2010-114034號(hào)公報(bào)所欲解決的問題點(diǎn)在于現(xiàn)有的圓筒型色素增感型太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換元件的兩側(cè)開放端的密封結(jié)構(gòu)的密封性并不充分，或密封結(jié)構(gòu)對經(jīng)時(shí)變化的耐久性并不一定充分，或再者密封結(jié)構(gòu)的制作技術(shù)繁雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于將圓筒狀或圓錐臺(tái)狀的透明部件的側(cè)面作為受光面，在該透明部件的內(nèi)部沿徑向以層狀排列有光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件，在該透明部件的兩端部設(shè)有一對蓋體，該一對蓋體分別具有沿該透明部件的軸向延伸出去的導(dǎo)電性金屬部，該導(dǎo)電性金屬部的一端側(cè)與光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的一對電極中的任意一方作電性連接而形成為取出電極。 此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于將一端側(cè)被閉塞的圓筒狀或圓錐臺(tái)狀透明部件的側(cè)面作為受光面，在該透明部件的內(nèi)部沿徑向以層狀排列有光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件，在該透明部件的開放側(cè)端部設(shè)有蓋體部，該蓋體部具有相互絕緣而沿軸向貫穿延伸出去的兩個(gè)導(dǎo)電性金屬部，一個(gè)導(dǎo)電性金屬部的一端側(cè)與光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的一個(gè)電極作電性連接，并且另一個(gè)導(dǎo)電性金屬部的一端側(cè)與光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的另一個(gè)電極作電性連接，分別作為取出電極。此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，較佳地，前述光電轉(zhuǎn)換元件為色素增感型太陽能電池，前述光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件包含含有色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層、電解質(zhì)層及一對電極層。此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，較佳地，前述光電轉(zhuǎn)換元件為色素增感型太陽能電池，前述光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件包含含有色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層、電解質(zhì)層及一對電極層，將該一對電極層之中的對極層形成為最內(nèi)層，在該對極層的內(nèi)側(cè)插通絕緣材料而支撐該對極層，將該一對電極層之中的陽極電極的一端部會(huì)聚而形成會(huì)聚部，將該一對蓋體分別形成為內(nèi)蓋部與外蓋部的兩體結(jié)構(gòu)，將一個(gè)蓋體的內(nèi)蓋部與該對極層的內(nèi)側(cè)作滑接而與該對極層作電性連接，并且由在該一個(gè)蓋體的外蓋部形成的開口露出，將另外一個(gè)蓋體的內(nèi)蓋部按壓在該陽極電極的會(huì)聚部，而與該陽極電極作電性連接，并且由在該另外一個(gè)蓋體的外蓋部形成的開口露出，以該一對蓋體的各自的外蓋部來密封該光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的最外層的端部。此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，較佳地，前述蓋體具有與前述電解質(zhì)層相連通而沿軸向貫穿的貫穿孔，在該貫穿孔安裝有止回閥，并通過帽蓋予以密封而成。此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的特征為具有上述的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的特征為將多個(gè)上述的光電轉(zhuǎn)換元件通過與前述取出電極相連接的電極引線串聯(lián)或并聯(lián)排列而成。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)設(shè)有將形成為圓筒狀等的光電轉(zhuǎn)換元件的開放側(cè)端部進(jìn)行密封的蓋體或蓋體部，蓋體等具有沿軸向延伸出去的導(dǎo)電性金屬部，導(dǎo)電性金屬部的一端側(cè)與光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的電極作電性連接而形成為取出電極，因此能夠以簡易結(jié)構(gòu)將光電轉(zhuǎn)換元件的開放側(cè)端部確實(shí)且以高耐久性而持續(xù)地進(jìn)行密封，并且也能夠解決取出電極密封不足的問題。此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換元件模塊由于具有上述的密封結(jié)構(gòu)，因此能夠適當(dāng)獲得上述密封結(jié)構(gòu)的效果。
圖1是用以說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的圖。圖2是用以說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的第二變形例的圖。圖3是用以說明本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的圖。圖4是本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)所使用的密封部件的組裝分解剖面圖。圖5是用以說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的第一變形例的圖。
圖6是本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的第一變形例的組裝分解圖。圖7是本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的第三變形例的組裝分解圖。圖8是用以說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的第四變形例的圖。
具體實(shí)施例方式參照圖示，將本發(fā)明的實(shí)施方式(以下稱為本實(shí)施方式例)說明如下。本實(shí)施方式的具有密封結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件的基本結(jié)構(gòu)是將圓筒狀或圓錐臺(tái)狀的透明部件的側(cè)面作為受光面，在透明部件的內(nèi)部沿徑向以層狀排列有光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件。光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件可形成為適當(dāng)?shù)臉?gòu)成。光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的光電轉(zhuǎn)換部可列舉例如單晶硅、多晶硅、薄膜硅、各種薄膜及色素增感材料等。與現(xiàn)有的平板型，換言之為Flat Panel型的光電轉(zhuǎn)換元件相比，例如光纖型或管型的上述光電轉(zhuǎn)換元件在制作大型化時(shí)的電極層等單元構(gòu)成部件上較為容易，而且電氣特性也較為有利。此外，能夠大幅減低發(fā)電量相對于光入射角度的變化，而且與平板狀結(jié)構(gòu)相比,高強(qiáng)度且密封部位也少、耐久性高。光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)的基本原理如以下所示。密封結(jié)構(gòu)設(shè)有將圓筒狀或圓錐臺(tái)狀透明部件的其中一方或雙方的開放端加以密封的蓋體(蓋體部)。蓋體具有朝向透明部件的軸向延伸的導(dǎo)電性金屬部，導(dǎo)電性金屬部的一端與光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的電極作電性連接。蓋體的導(dǎo)電性金屬部被作為取出電極。以下，以光電轉(zhuǎn)換元件而言，以色素增感型太陽能電池為例來說明實(shí)施方式。首先，參照圖1，說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)。圖1所示的本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10由圓筒狀色素增感型太陽能電池主體12、及將色素增感型太陽能電池主體12的兩端加以密封的密封部14a、14b所構(gòu)成。色素增感型太陽能電池主體12在圓筒狀透明玻璃管(透明部件)16的內(nèi)側(cè)，沿徑向依序?qū)臃e有吸附色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層18、集電電極(陽極電極、電極層、導(dǎo)電性金屬層)20、絕緣層22、對極層(電極層)24。集電電極20例如使用將有孔的導(dǎo)電體金屬層設(shè)在有孔的板上者等具有適度剛性者。此外，對極層24若為具有適度剛性者，則可為如圖示的中空筒,此外，也可為實(shí)心筒。此外,對極層24也可為卷繞片狀材料而成。集電電極20及絕緣層22均被形成為多孔質(zhì)。其中，雖未圖示，在集電電極(陽極電極)20與對極層之間填充有電解質(zhì)(電解質(zhì)層)。透明玻璃管16的兩端部與收容上述電池的各構(gòu)成部件的部分相比，以階梯狀形成為寬直徑，并且在兩端部的外周形成有外螺紋的螺紋牙21a、21b。色素增感型太陽能電池主體12的構(gòu)成并未特別限定，可采用公知的適當(dāng)構(gòu)成。例如，透明玻璃管16由于耐久性優(yōu)異，故較為適合，但是并不排除使用透明硬質(zhì)樹脂管來取代。
此外，也可形成為例如取代作為所謂的立體電極的集電電極20，而在透明玻璃管16的內(nèi)側(cè)設(shè)置透明電極的TCO電極。此外，各部件可從公知材料中適當(dāng)選擇使用。在透明玻璃管16的兩端部(開放端部)分別設(shè)有蓋體26a、26b，透明玻璃管16的兩端部及蓋體26a、26b構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)(密封部)。蓋體26a、26b分別由導(dǎo)電性金屬部件所形成(導(dǎo)電性金屬部)。此時(shí)，蓋體26a、26b也可分別僅由導(dǎo)電性金屬部件來形成沿透明玻璃管16的軸向延伸的一部分。蓋體26a、26b的導(dǎo)電性金屬部件的材料若為具有良好的導(dǎo)電性，而且不會(huì)溶出于電解質(zhì)者，則并未特別限定，例如可適于使用選自由T1、W、N1、Pt、Ta、Nb、Zr、Fe、Cu、Cr及Au構(gòu)成的組中的I種或2種以上的金屬材料或它們的化合物。此外，若使用因電解質(zhì)而有可能腐蝕的金屬材料時(shí)，也可將抗蝕性良好的金屬材料在金屬材料表面作濺鍍、鍍敷、蒸鍍等。蓋體26a、26b分別為具有內(nèi)螺紋的帽蓋，在一端部呈閉塞的圓筒部件的側(cè)面的內(nèi)側(cè)形成有與螺紋牙21a、21b相嚙合的螺紋牙27a、27b。在蓋體26a、26b的內(nèi)側(cè)的中央設(shè)有形成在前端為彼此直徑不同的凹部29a、29b的突起28a、28b，另一方面，在蓋體26a、26b的外側(cè)的中央也設(shè)有突起30a、30b。但是，突起30a、30b為了后述的其它目的而為所需，但是基本上并不需要。其中，蓋體26a、26b若內(nèi)側(cè)剖面形狀為圓形，則外側(cè)剖面形狀可為圓形，也可為多角形。此點(diǎn)與其它的例子也同樣。此外，蓋體26a、26b也可為內(nèi)嵌于透明玻璃管16的結(jié)構(gòu)，此時(shí)，在蓋體26a、26b設(shè)有外螺紋，在透明玻璃管16設(shè)有內(nèi)螺紋。蓋體26a側(cè)的電池的各構(gòu)成部件之中除了吸附色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層18以外的其它部件的端部延伸出去而被收容在突起28a的凹部29a，形成為進(jìn)行滑接的尺寸。另一方面，蓋體26b側(cè)的電池的各構(gòu)成部件之中的對極層24的端部延伸出去而被收容在突起28b的凹部29b，形成為進(jìn)行滑接的尺寸。對于色素增感型太陽能電池主體12的蓋體26a、26b的安裝以下列步驟來進(jìn)行。在對極層24的端部配設(shè)絕緣襯墊32，此外，在突起28a的外周配設(shè)襯墊34a的狀態(tài)下，將蓋體26a外嵌于透明玻璃管16的圖1中左側(cè)端部，將除了吸附色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層18以外的其它部件的端部收容在突起28a的凹部29a，而使其滑接。其中，襯墊34a可使用密封墊圈(sheet gasket)或O型環(huán)等適宜者。關(guān)于襯墊的形狀,對于以下說明的其它例子的襯墊也同樣。在此，絕緣襯墊32及襯墊34a等(包含襯墊34b)可使用鐵氟龍(鐵氟龍為注冊商標(biāo))、發(fā)泡鐵氟龍(鐵氟龍為注冊商標(biāo))、腈橡膠、硅材、聚乙烯、聚丙烯等，但是以施行對電解質(zhì)的抗蝕性優(yōu)異的鐵氟龍涂敷的材料為特佳。此點(diǎn)關(guān)于以下說明的其它例子的襯墊也同樣。此外，也可由透明玻璃管16的外螺紋的螺紋牙21a、21b與蓋體26a、26b的內(nèi)螺紋的螺紋牙27a、27b的嚙合部位，至其附近的透明玻璃管16與蓋體26a、26b的碰觸面均使用密封膠帶。密封膠帶的材質(zhì)若為對電解質(zhì)的抗蝕性優(yōu)異者，并未特別限定，但以鐵氟龍為佳。由此，透明玻璃管16的端部通過蓋體26a予以密閉，并且由于蓋體26a的突起28a的凹部29a與集電電極20相接觸而使蓋體26a與集電電極20作電性連接，蓋體26a被形成為集電電極20的拉出電極?？蓪⑸w體26a的例如突起30a作為端子而在此連接電極引線。其中，對極層與蓋體26a的短路通過絕緣襯墊32來防止。
另一方面，在突起28b的外周配設(shè)有襯墊34b的狀態(tài)下，將蓋體26b外嵌于透明玻璃管16的圖1中右側(cè)端部，將對極層及絕緣層24的端部收容在突起28b的凹部29b而使
其滑接。由此，透明玻璃管16的端部通過蓋體26b予以密閉，并且由于蓋體26b的突起28b的凹部29b與對極層相接觸而使蓋體26b與對極作電性連接，蓋體26b被形成為對極的拉出電極?？蓪⑸w體26b的例如突起30b作為端子而在此連接電極引線。以上說明的本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10能夠以簡易結(jié)構(gòu)將色素增感型太陽能電池的開放側(cè)端部確實(shí)且以高耐久性而持續(xù)地進(jìn)行密封，并且也能夠解決取出電極密封不足的問題。接著，參照圖5及圖6，說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10的第一變形例。圖5的概略構(gòu)成圖及圖6的組裝分解圖所示的變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc除了密封部14e、14f的一對蓋體26c、26d為分別由內(nèi)蓋部60a、60b及覆蓋內(nèi)蓋部60a、60b的外蓋部62a、62b的兩個(gè)部件所構(gòu)成的兩體結(jié)構(gòu)以外，與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10為大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10重復(fù)的說明。其中，在圖6中，省略顯示圖5所示的透明玻璃管16b。以下將色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc的結(jié)構(gòu)連同其組裝方式一起說明。色素增感型太陽能電池主體12b除了透明玻璃管16b以外所構(gòu)成的電池部件(圖5及圖6中以箭頭A表示)具有集電電極(陽極電極)20a、絕緣層22a及對極層24a。其中，吸附色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層及電解質(zhì)省略圖示。在對極層24a的內(nèi)部被插入有支撐對極層24a的棒狀絕緣體64。在絕緣體64的左側(cè)端部設(shè)有附有凸緣66a的突起66。絕緣體64的右側(cè)端部比對極層24a的端部更為后退。集電電極20a在附有凸緣66a的突起66側(cè)被會(huì)聚而形成會(huì)聚部。在突起66的前端被卷繞由導(dǎo)電性材料所形成的螺旋彈簧68。集電電極20a的左側(cè)端部被會(huì)聚而與螺旋彈簧68的一端側(cè)相接合。蓋體26c的內(nèi)蓋部60a由導(dǎo)電性材料所形成，夾著凸緣72a而在右側(cè)設(shè)有突起72b。在凸緣72a的左側(cè)設(shè)有階梯狀的突起72c、72d。外蓋部62a是由絕緣材料等適當(dāng)材料所形成且一端部予以閉塞的圓筒部件。在外蓋部62a的予以閉塞的底面形成有貫穿孔75。其中，參照符號(hào)73表不襯墊。蓋體26d的內(nèi)蓋部60b由導(dǎo)電性材料所形成，夾著凸緣74a而在左側(cè)設(shè)有突起74b。在凸緣74a的右側(cè)設(shè)有階梯狀的突起74c、74d。在突起74d的外周設(shè)有外螺紋的螺紋牙74e。形成有貫穿突起74b、凸緣74a及突起74c、74d的貫穿孔74f，貫穿孔74f通過設(shè)在突起74b的側(cè)面的孔74g，由突起74b的側(cè)面與外部相連通。內(nèi)蓋部60b另外具有覆蓋突起74d且由導(dǎo)電性材料所形成的帽蓋76，在帽蓋76的內(nèi)面設(shè)有內(nèi)螺紋的螺紋牙76a。外蓋部62b是一端部予以閉塞的圓筒部件。在外蓋部62b的予以閉塞的底面形成有貫穿孔72bο其中，參照符號(hào)78、80表示襯墊。在色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc的組裝狀態(tài)中，以內(nèi)蓋部60a的突起72b將螺旋彈簧68按壓在凸緣66a。另一方面，使突起72c、72d由貫穿孔75突出。以外蓋部62a覆蓋內(nèi)蓋部60a，并且外蓋部62a被螺絲緊固在透明玻璃管16b (螺絲緊固結(jié)構(gòu)省略圖示)。由此，集電電極20a通過螺旋彈簧68而與內(nèi)蓋部60a作電性連接，內(nèi)蓋部60a發(fā)揮作為取出電極的作用。其中 ，內(nèi)蓋部60a、外蓋部62a及透明玻璃管16b之間以襯墊73予以密封。另一方面，內(nèi)蓋部60b的突起74b被插入在對極層24a的內(nèi)側(cè)，與對極層24a滑接，對極層24a與內(nèi)蓋部60b作電性連接。在內(nèi)蓋部60b的突起74d安裝帽蓋76，內(nèi)蓋部60b與帽蓋76作電性連接。外蓋部62b覆蓋內(nèi)蓋部60b而被安裝，內(nèi)蓋部60b的突起74c、74d及帽蓋76通過貫穿孔72b而由外蓋部62b突出。外蓋部62b被螺絲緊固在透明玻璃管16b (螺絲緊固結(jié)構(gòu)省略圖示)。由此，內(nèi)蓋部60b發(fā)揮作為取出電極的作用。其中，內(nèi)蓋部60b、外蓋部62及透明玻璃管16b之間以襯墊78予以密封，突起74d與帽蓋76之間以襯墊80予以密封。在透明玻璃管16b與突起74b之間定義空間部(圖5中以箭頭B表示)，空間部B通過貫穿孔74g而與貫穿孔74f相連通，因此實(shí)現(xiàn)通過溫度變動(dòng)而膨脹的電解質(zhì)的液體消除等的緩沖功能。第一變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc能夠適當(dāng)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10的效果。此外，色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc完全沒有組裝時(shí)因扭曲等的力而造成集電電極或?qū)O層變形、損傷、甚至因其而起的密封不良等可能。此外，與將蓋體完全由導(dǎo)電性金屬部件形成的本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10相比，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化及材料費(fèi)減低。此外，內(nèi)蓋部60b的前端為螺絲結(jié)構(gòu)，形成有貫穿孔74f，因此也可裝載止回閥。
其中，由內(nèi)蓋部與外蓋部兩體來構(gòu)成蓋體的第一變形例的密封結(jié)構(gòu)也可適用于其它例子。接著，參照圖2說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10的第二變形例。圖2所示的第二變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOa除了在密封結(jié)構(gòu)10的蓋體26a、26b設(shè)置貫穿孔36、止回閥35、襯墊80、帽蓋76以外，與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10為大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10重復(fù)的說明。其中，在圖2中僅顯示密封結(jié)構(gòu)10的蓋體26b側(cè)，在以下說明其內(nèi)容，而關(guān)于蓋體26a側(cè)也同樣。對極層24具有孔37。密封部14c的蓋體26b沿著軸線形成有貫穿孔36。貫穿孔36與對極層24的內(nèi)部空間相連通。由此，電解質(zhì)通過貫穿孔37而流通至對極層24的內(nèi)部空間及貫穿孔36。在蓋體26b的突起30b的前端部的外周形成有外螺紋的螺紋牙38。蓋體26b使貫穿孔36與對極層的中空25相連通而外嵌于透明玻璃管16。
止回閥35被外嵌插入在突起30b的貫穿孔36的部分。此外，在突起30b設(shè)有外螺紋的螺紋牙40，在帽蓋76的內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)螺紋的螺紋牙76a。色素增感型太陽能電池通過照射光而使電池內(nèi)的溫度上升。結(jié)果，因電解液的熱膨脹，而使內(nèi)壓上升，成為電解液泄漏的原因。而且一旦發(fā)生電解液泄漏，容易由其泄漏之間隙混入空氣或水分，而使電池壽命大幅降低。通過該貫穿孔與止回閥，能夠簡便釋放所上升的內(nèi)壓，從而能夠防止來自外部的混入。例如，能夠釋放因注入電解液而上升的內(nèi)壓、或者在使用中或使用后釋放在電池使用中而上升的內(nèi)壓，因此能夠長期間使用電池。針對第二變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10a，說明具體的制作例。在縱30mm、橫100mm、厚度40 μ m的不銹鋼網(wǎng)狀物(集電電極)的兩面，以成為厚度300nm的方式濺鍍鈦，在該網(wǎng)狀物的單側(cè)，以干燥膜厚成為15 μ m的厚度的方式涂布二氧化鈦膏材，以500°C進(jìn)行燒成30分鐘而形成二氧化鈦(多孔質(zhì)半導(dǎo)體層)。然后將上述附有二氧化鈦的不銹鋼網(wǎng)狀物浸潰在O. 05wt%的色素溶液(Black Dye, S0LAR0NIX公司制，乙腈叔丁醇=1 I) 72小時(shí)。另一方面，準(zhǔn)備以鉬濺鍍縱31mm橫IlOmm厚度40 μ m的鈦箔(純度99. 5%以上)而得的對極、及縱32mm橫IlOmm厚度32 μ m的絕緣片(絕緣層)。在將內(nèi)徑10. 4mmX直管部長度90mm的兩端進(jìn)行螺絲加工后的玻璃管的內(nèi)部，插入將附有二氧化鈦那一側(cè)相對于對極朝向外側(cè)而卷起的集電電極，另外將絕緣片卷起而形成為管狀再慢慢地插入在該集電電極的內(nèi)側(cè)，將對極卷起插入在其內(nèi)側(cè)。其中，在玻璃管的單側(cè)使集電電極、絕緣片及對極層靠近，在另一單側(cè)使對極層靠近。其中，在使集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)墊上絕緣襯墊，以使對極層與集電電極不會(huì)相接觸而短路。在使玻璃管的集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)及使對極層靠近的那一側(cè)分別以鈦制螺絲帽蓋(蓋體)強(qiáng)加栓塞。在注入由碘40mM、LiI500mM、叔丁基吡1 (t-Butylpyridine) 580mM的3-甲氧基丙腈溶液所構(gòu)成的電解質(zhì)后，以由貫穿孔的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)流通氣體或電解液、且由外側(cè)不會(huì)朝向內(nèi)側(cè)逆流的方向?qū)⒅够亻y(Lee公司制CCRM2550269S)插入在蓋體的貫穿孔，以木槌叩敲止回閥的頭部而加以固定。在止回閥的部分墊上襯墊，關(guān)閉帽蓋，來制作色素增感型太陽能電池(電池單元)。以上說明的第二變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOa由于光照射而使電池的溫度提升，因電解質(zhì)的熱膨脹而使電池的內(nèi)壓上升時(shí)將帽蓋松緩，從而使止回閥35作為釋壓來發(fā)揮作用，因此能夠防止透明玻璃管16發(fā)生破損。其中，色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOa也可同樣適用于以下說明的本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10b。接著，參照圖7，說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10的第三變形例。第三變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOd由與本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10大致相同的圓筒狀色素增感型太陽能電池主體、及將色素增感型太陽能電池主體的開放端進(jìn)行密封的密封部14g所構(gòu)成。圖7所示的第三變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOd除了當(dāng)將集電電極120a與突起172b相連接時(shí)，未使用如密封結(jié)構(gòu)IOc那樣的螺旋彈簧68而是直接連接，以具有螺紋牙82、85的桿通過集電電極按壓件83及螺栓狀部件81將該連接部分加以固定方面以外，與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc為相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc重 復(fù)的說明。其中，在圖7中省略顯示如圖5所示的透明玻璃管16b。其中，在圖7中，分別是參照符號(hào)122a表不絕緣層，參照符號(hào)26e表不蓋體,參照符號(hào)172c、172d表不突起,參照符號(hào)60c表不內(nèi)蓋部,參照符號(hào)62e表不外蓋部,參照符號(hào)172a表示凸緣。關(guān)于第三變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10d，說明具體的制作例。在縱30mm、橫100mm、厚度36 μ m的不銹鋼網(wǎng)狀物(集電電極)的兩面，以成為厚度300nm的方式濺鍍鈦，將二氧化鈦膏材以干燥膜厚成為15 μ m的厚度的方式涂布在該網(wǎng)狀物的單側(cè)，以500°C進(jìn)行燒成30分鐘，而形成二氧化鈦(多孔質(zhì)半導(dǎo)體層)。然后將上述附有二氧化鈦的不銹鋼網(wǎng)狀物浸潰在O. 05wt%的色素溶液(Black Dye, S0LAR0NIX公司制，乙腈叔丁醇=1 I) 72小時(shí)。另一方面，準(zhǔn)備以鉬濺鍍縱31mm橫IlOmm厚度40 μ m的鈦箔(純度99. 5%以上)而得的對極、及縱32mm橫IlOmm厚度32 μ m的絕緣片(絕緣層)。在將內(nèi)徑10. 4mmX直管部長度90mm的兩端進(jìn)行螺絲加工后的玻璃管的內(nèi)部，插入將附有二氧化鈦的那一側(cè)相對于對極朝向外側(cè)而卷起的集電電極，另外將絕緣片卷起而形成為管狀再慢慢地插入在該集電電極的內(nèi)側(cè)，將對極卷起插入在其內(nèi)側(cè)。此時(shí)，使絕緣片的端部折入在對極的內(nèi)側(cè)。另外在對極的內(nèi)側(cè)插入鐵氟龍制的圓柱型絕緣體。其中，在玻璃管的單側(cè)使集電電極、絕緣片及對極層靠近，在另一單側(cè)使對極層靠近。其中，在使集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)墊上絕緣襯墊，以使對極層與集電電極不會(huì)相接觸而短路。在使玻璃管的集電電極靠近的那一側(cè)，以內(nèi)蓋與集電電極按壓件來包夾集電電極，且以六角螺絲加以固定。在使對極層靠近的那一側(cè)以鈦制螺絲帽蓋(蓋體)栓塞。在注入由碘40mM、LiI500mM、t-Butylpyridine580mM的Y 丁內(nèi)酯溶液所構(gòu)成的電解質(zhì)后，以由貫穿孔的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)流通氣體或電解液、且由外側(cè)不會(huì)朝向內(nèi)側(cè)逆流的方向?qū)⒅够亻y(Lee公司制CCRM2550269S)插入在蓋體的貫穿孔，以木槌叩敲止回閥的頭部而加以固定。在止回閥的部分墊上襯墊，關(guān)閉帽蓋，來制作色素增感型太陽能電池(電池單元)。
以上說明的第三變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOd由于集電電極與內(nèi)蓋部直接接觸，因此電池內(nèi)部的電阻會(huì)變小,而能夠效率良好地發(fā)電。其中,色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOd對于以下說明的本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10b，也可同樣適用。接著，參照圖8，說明本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10的第四變形例。第四變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOe由與本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10大致相同的圓筒狀色素增感型太陽能電池主體、與將色素增感型太陽能電池主體的開放端進(jìn)行密封的密封部141、14j所構(gòu)成。圖8所示的第四變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOe除了內(nèi)蓋部62c與透明玻璃管16c之間以襯墊173a予以密封，內(nèi)蓋部62d與透明玻璃管16c之間以襯墊178a予以密封，通過外蓋部(未圖示)將各自的密封部分緊固，由此進(jìn)行密封以外，與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc為相同的結(jié)構(gòu)。因此,省略與色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc重復(fù)的說明。本密封結(jié)構(gòu)IOe以透明玻璃管的密封部分為凸緣而非螺絲緊固結(jié)構(gòu)為其特征，由于密封部分結(jié)構(gòu)單純，故能夠以低成本制造。若為本密封結(jié)構(gòu)IOe的情形，較佳為將密封部分以夾持鏈(CLAMPCHAIN)等適當(dāng)?shù)膴A具緊固密封。此時(shí)，該夾具相當(dāng)于色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOc中的外蓋部62a及62b。此外，也可取代以CLAMPCHAIN等適當(dāng)?shù)膴A具加以緊固來進(jìn)行密封，而在凸緣16g、16e、60h、60j開孔而以螺栓緊固密封。此時(shí)取代襯墊而使用墊圈(gasket)來加以密封。其中，設(shè)有與密封結(jié)構(gòu)IOc的突起74d的螺紋牙74e相同的突起174d的螺紋牙274e、及帽蓋76的螺紋牙76a。在圖8中，分別是參照符號(hào)124a表不對極層，參照符號(hào)26g、26h表不蓋體,參照符號(hào)174f表不突起,參照符號(hào)276表不帽蓋,參照符號(hào)16d、16f、60g、60i表不坡面,參照符號(hào)274f、274g表示貫穿孔，280表示襯墊。關(guān)于第四變形例的 色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10e，說明具體的制作例。將二氧化鈦膏材以干燥膜厚成為15 μ m的厚度的方式涂布在縱50mm、橫120mm、厚度36 μ m的鎢網(wǎng)狀物(集電電極)的單側(cè)，以500°C進(jìn)行燒成30分鐘而形成二氧化鈦(多孔質(zhì)半導(dǎo)體層)。然后將上述附有二氧化鈦的鎢網(wǎng)狀物浸潰在O. 05wt%的色素溶液(Black Dye,S0LAR0NIX公司制，乙腈叔丁醇=1:1) 72小時(shí)。另一方面，準(zhǔn)備以鉬濺鍍縱51mm橫IlOmm厚度50 μ m的鈦箔(純度99. 5%以上)而得的對極、及縱70mm橫IlOmm厚度32 μ m的絕緣片(絕緣層)。在將內(nèi)徑25mmX直管部長度IOOmm的兩端成為凸緣結(jié)構(gòu)的玻璃管(Spool NW25)的內(nèi)部，插入將附有二氧化鈦的那一側(cè)相對于對極朝向外側(cè)而卷起的集電電極，另外將絕緣片卷起而形成為管狀再慢慢地插入在該集電電極的內(nèi)側(cè)，將對極卷起插入在其內(nèi)側(cè)。此時(shí)，將絕緣片的端部折入在對極的內(nèi)側(cè)。另外在對極的內(nèi)側(cè)插入鐵氟龍制的圓柱型絕緣體。其中，在使集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)墊上絕緣襯墊，以使對極層與集電電極不會(huì)相接觸而短路。在玻璃管的使集電電極靠近的那一側(cè)插入附有襯墊(Seal outer ringNW25)的玻璃管的鈦制凸緣型帽蓋(蓋體)，以在玻璃管的凸緣面與蓋體的凸緣面之間夾入襯墊的方式相對合。在蓋體與玻璃管的坡面沿圓周方向設(shè)置夾具(CLAMPCHAIN NW25)而加以栓塞。另外在被插入在玻璃管的蓋體，以集電電極按壓件包夾集電電極而以六角螺絲加以固定。使對極層靠近的那一側(cè)與使集電電極靠近的那一側(cè)同樣地，將止回閥(Lee公司制CCRM2550269S)所附的鈦制凸緣型帽蓋(蓋體)插入在玻璃管，以在玻璃管的凸緣面與蓋體的凸緣面之間夾入襯墊的方式相對合。在蓋體與玻璃管的坡面沿圓周方向設(shè)置夾具(CLAMPCHAIN NW25)而加以栓塞。此時(shí)由于在玻璃管內(nèi)壁具有對極，因此在玻璃內(nèi)壁與被插入的蓋體之間隙夾入對極，以使對極與蓋體相接觸。在注入由碘40mM、LiI500mM、t-Butylpyridine580mM的、丁內(nèi)酯溶液所構(gòu)成的電解質(zhì)后，關(guān)閉帽蓋，而制作色素增感型太陽能電池(電池單元)。以上說明的第四變形例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOe的透明玻璃管的密封部分為凸緣而非螺絲緊固結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)單純，故能夠以低成本制造。其中，色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOe對于以下說明的本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOb也可同樣適用。接著，參照圖3的密封結(jié)構(gòu)的概略剖面圖及圖4的密封部件(蓋體部)的組裝分解剖面圖，說明本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)。圖3及圖4所示的本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOb由與本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10大致相同的圓筒狀色素增感型太陽能電池主體12a、及將色素增感型太陽能電池主體12a的開放端進(jìn)行密封的密封部14d所構(gòu)成。色素增感型太陽能電池主體12a形成為透明玻璃管16a的一端部予以開放、且另一端部予以閉塞的試管狀。其中，透明玻璃管16a為直管，與具有擴(kuò)大縮小的透明玻璃管16不同。但是，如上所示的形狀的不同 ，可利用與蓋體形狀、尺寸的關(guān)系來適當(dāng)設(shè)定。色素增感型太陽能電池主體12a的對極42由棒狀的導(dǎo)電性金屬材料所形成，并且在對極42的一端部設(shè)有凹部43。在凹部43形成有內(nèi)螺紋的螺紋牙45。除了吸附色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層18以外的其它電池構(gòu)成部件延伸至對極42的凹部43的外周而設(shè)。除了這些方面之外，由于色素增感型太陽能電池主體12a的構(gòu)成要素與色素增感型太陽能電池主體12相同，因此省略重復(fù)說明。密封部14d由透明玻璃管16a的具有外螺紋的螺紋牙21b的一端部、及密封部件所構(gòu)成。密封部件由作為取出電極的螺栓狀部件44及蓋體部46、作為密封部件的多個(gè)襯墊48、50、52、54、及螺帽56所構(gòu)成。其中，襯墊48、50、54使用絕緣襯墊，但是襯墊52可使用適當(dāng)?shù)囊r墊材料。螺栓狀部件44由導(dǎo)電性金屬材料所形成，在棒狀主體的軸向大致中央設(shè)有圓盤凸緣狀的突出部44a。在螺栓狀部件44的兩端外周分別設(shè)有外螺紋的螺紋牙44b、44c。蓋體部46是由導(dǎo)電性金屬材料所形成且一端部予以閉塞的圓筒部件。在蓋體部46的予以閉塞的底面形成有貫穿孔46a。在蓋體46的內(nèi)側(cè)設(shè)有圓筒狀的突起部46c。在蓋體部46的側(cè)面(外周壁)的內(nèi)側(cè)形成有內(nèi)螺紋的螺紋牙46b。螺帽56由適當(dāng)?shù)慕饘俨考人纬?。參照符?hào)56a表示形成在螺帽56的內(nèi)側(cè)的螺紋牙。對于色素增感型太陽能電池主體12a的密封部件的安裝以下列步驟來進(jìn)行。通過襯墊48，將螺栓狀部件44的螺紋牙44b側(cè)擰進(jìn)對極42的凹部43。由此，螺栓狀部件44與對極42相接觸，螺栓狀部件44與對極42作電性連接。接著，以與螺栓狀部件44的突出部44a的螺紋牙44c的那一面相抵接的方式將襯墊50嵌在螺栓狀部件44，并且在蓋體部46的內(nèi)側(cè)配設(shè)有襯墊52的狀態(tài)下，將蓋體部46外嵌在透明玻璃管16a。此時(shí)，蓋體部46的突起部46c以集電電極20等在外周覆蓋所設(shè)對極42的方式進(jìn)行滑接，蓋體部46與集電電極20作電性連接。此外，螺栓狀部件44的螺紋牙44b側(cè)插通蓋體部46的貫穿孔46a。其中，此時(shí)，在螺栓狀部件44的突出部44a的外周與蓋體部46的突起部46c的內(nèi)周之間設(shè)有充分的余隙，但是由更加確實(shí)防止兩者接觸的觀點(diǎn)來看，以在突出部44a的外周與蓋體部46的突起部46c的內(nèi)周之間配設(shè)絕緣間隔件，或另外在兩者接近的部位設(shè)置絕緣被覆等為更佳。最后，通過襯墊54，將螺栓狀部件44的螺紋牙44b側(cè)以螺帽56螺絲緊固。由此，色素增感型太陽能電池主體12a的開放側(cè)端部被確實(shí)密閉，并且螺栓狀部件44作為對極42的取出電極，及蓋體部46作為集電電極20的取出電極而分別發(fā)揮功能。其中，如上所述，螺栓狀部件44及蓋體46分別由導(dǎo)電性金屬部件所形成，也可取代之，而形成為以絕緣材料形成這些部件的主體或外周部，例如在其中心設(shè)置沿軸向貫穿延伸出去的導(dǎo)電性金屬部件的構(gòu)成。以上說明的本實(shí)施方式的第二例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)IOb能夠得到與本實(shí)施方式的第一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10相同的效果。此外，尤其，透明玻璃管16a的一端部予以閉塞，因此能夠更加確實(shí)地密閉色素增感型太陽能電池主體。此外，兩個(gè)取出電極集積設(shè)于色素增感型太陽能電池主體的一端側(cè)，因此在將電極引線進(jìn)行布線時(shí)較為方便。
接著，本實(shí)施方式的色素增感型太陽能電池(光電轉(zhuǎn)換元件)具有上述的任一密封結(jié)構(gòu)。由此，能夠適當(dāng)獲得上述密封結(jié)構(gòu)的效果。接著，本實(shí)施方式的色素增感型太陽能電池(光電轉(zhuǎn)換元件)模塊通過與取出電極相連接的電極引線，而串聯(lián)或并聯(lián)排列多個(gè)上述的色素增感型太陽能電池。由此，能夠適當(dāng)獲得上述密封結(jié)構(gòu)的效果。以下另外說明測定出太陽能電池特性的本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明并非限定于該實(shí)施例。(實(shí)施例1)以成為厚度300nm的方式將鈦濺鍍在縱30mm、橫100mm、厚度40 μ m的不銹鋼網(wǎng)狀物(集電電極)的兩面，將二氧化鈦膏材以干燥膜厚成為15 μ m的厚度的方式涂布在該網(wǎng)狀物的單側(cè)，以500°C進(jìn)行燒成30分鐘而形成二氧化鈦(多孔質(zhì)半導(dǎo)體層)。然后將上述附有二氧化鈦的不銹鋼網(wǎng)狀物浸潰在O. 05wt%的色素溶液(Black Dye, S0LAR0NIX公司制，乙腈叔丁醇=1 I) 72小時(shí)。另一方面，準(zhǔn)備以鉬濺鍍縱31mm橫IlOmm厚度50 μ m的鈦箔(純度99. 5%以上)而得的對極、及縱50mm橫IlOmm厚度32 μ m的絕緣片(絕緣層)。在將內(nèi)徑10. 4mmX直管部長度90mm的兩端進(jìn)行螺絲加工后的玻璃管的內(nèi)部，插入將附有二氧化鈦的那一側(cè)相對于對極朝向外側(cè)而卷起的集電電極，另外將絕緣片卷起而形成為管狀再慢慢地插入在該集電電極的內(nèi)側(cè)，將對極卷起插入在其內(nèi)側(cè)。其中，在玻璃管的單側(cè)使集電電極、絕緣片及對極層靠近，在另一單側(cè)使對極層靠近。其中，在使集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)墊上絕緣襯墊，以使對極層與集電電極不會(huì)相接觸而短路。在玻璃管的使集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)及使對極層靠近的那一側(cè)分別以鈦制螺絲帽蓋(蓋體)強(qiáng)加栓塞。在注入由碘40mM、LiI500mM、t-Butylpyridine580mM的3-甲氧基丙腈溶液所構(gòu)成的電解質(zhì)后，以由貫穿孔的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)流通氣體或電解液、且由外側(cè)不會(huì)朝向內(nèi)側(cè)逆流的方向?qū)⒅够亻y(Lee公司制CCRM2550269S)插入在蓋體的貫穿孔，以木槌叩敲止回閥的頭部而加以固定。在止回閥的部分墊上襯墊而關(guān)閉帽蓋，而制作出色素增感型太陽能電池A。將其保管在23±2°C的房間。對所制作的色素增感型太陽能電池A，使用太陽仿真器照射AM1. 5U00mff/cm2的模擬太陽光，而測定出太陽能電池特性。保管I個(gè)月后的轉(zhuǎn)換效率為4. 2%。此外，保管5個(gè)月后的轉(zhuǎn)換效率為4. 0%。(實(shí)施例2)將二氧化鈦膏材以干燥膜厚成為15 μ m的厚度的方式涂布在縱30mm、橫100mm、厚度36 μ m的鎢網(wǎng)狀物(集電電極)的單側(cè)，以500°C進(jìn)行燒成30分鐘而形成二氧化鈦(多孔質(zhì)半導(dǎo)體層)。然后將上述附有二氧化鈦的鎢網(wǎng)狀物浸潰在O. 05wt%的色素溶液(Black Dye,S0LAR0NIX公司制，乙腈叔丁醇=1:1) 72小時(shí)。另一方面，準(zhǔn)備以鉬濺鍍縱31mm橫IlOmm厚度50 μ m的鈦箔(純度99. 5%以上)而得的對極、及縱50mm橫IlOmm厚度32 μ m的絕緣片(絕緣層)。在將內(nèi)徑10. 4mmX直管部長度90的兩端進(jìn)行螺絲加工后的玻璃管的內(nèi)部，插入將附有二氧化鈦的那一側(cè)相對于對極朝向外側(cè)而卷起的集電電極，另外將絕緣片卷起而形成為管狀再慢慢地插入在該集電電極的內(nèi)側(cè)，將對極卷起插入在其內(nèi)側(cè)。此時(shí)，使絕 緣片的端部被折入在對極的內(nèi)側(cè)。另外在對極的內(nèi)側(cè)插入鐵氟龍制的圓柱型絕緣體。其中，在玻璃管的單側(cè)使集電電極、絕緣片及對極層靠近，在另一單側(cè)使對極層靠近。其中，在使集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)墊上絕緣襯墊，以使對極層與集電電極不會(huì)相接觸而短路。在玻璃管的使集電電極靠近的那一側(cè)，以內(nèi)蓋與集電電極按壓件來包夾集電電極，且以六角螺絲加以固定。在使對極層靠近的那一側(cè)以鈦制螺絲帽蓋(蓋體)強(qiáng)加栓塞。在注入由碘40mM、LiI500mM、t-Butylpyridine580mM的3-甲氧基丙腈溶液所構(gòu)成的電解質(zhì)后，以由貫穿孔的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)流通氣體或電解液、且由外側(cè)不會(huì)朝向內(nèi)側(cè)逆流的方向?qū)⒅够亻y(Lee公司制CCRM2550269S)插入在蓋體的貫穿孔，以木槌叩敲止回閥的頭部而加以固定。在止回閥的部分墊上襯墊，關(guān)閉帽蓋，來制作色素增感型太陽能電池(圖7中以箭頭B表示)。將其在23±2°C的房間保管。對所制作的色素增感型太陽能電池B，使用太陽仿真器照射AM1. 5U00mff/cm2的模擬太陽光，而測定出太陽能電池特性。保管I個(gè)月后的轉(zhuǎn)換效率為4.4%。此外，保管5個(gè)月后的轉(zhuǎn)換效率的轉(zhuǎn)換效率為4. 5%。(實(shí)施例3)將二氧化鈦膏材以干燥膜厚成為15 μ m的厚度的方式涂布在縱50mm、橫120mm、厚度36 μ m的鎢網(wǎng)狀物(集電電極)的單側(cè)，以500°C進(jìn)行燒成30分鐘而形成二氧化鈦(多孔質(zhì)半導(dǎo)體層)。然后將上述附有二氧化鈦的鎢網(wǎng)狀物浸潰在O. 05wt%的色素溶液(Black Dye,S0LAR0NIX公司制，乙腈叔丁醇=1 I) 72小時(shí)。
另一方面，準(zhǔn)備以鉬濺鍍縱51mm橫IlOmm厚度50 μ m的鈦箔(純度99. 5%以上)而得的對極、及縱70mm橫IlOmm厚度32 μ m的絕緣片(絕緣層)。在將內(nèi)徑25mmX直管部長度IOOmm的兩端成為凸緣結(jié)構(gòu)的玻璃管(SpoolNW25)的內(nèi)部，插入將附有二氧化鈦的那一側(cè)相對于對極朝向外側(cè)而卷起的集電電極，另外將絕緣片卷起而形成為管狀再慢慢地插入在該集電電極的內(nèi)側(cè)，將對極卷起插入在其內(nèi)側(cè)。此時(shí)，將絕緣片的端部折入在對極的內(nèi)側(cè)。另外在對極的內(nèi)側(cè)插入鐵氟龍制的圓柱型絕緣體。其中，在使集電電極與絕緣層靠近的那一側(cè)墊上絕緣襯墊，以使對極層與集電電極不會(huì)相接觸而短路。在玻璃管的使集電電極靠近的那一側(cè)插入附有襯墊(Seal outer ring NW25)的玻璃管的鈦制凸緣型帽蓋(蓋體)，以在玻璃管的凸緣面與蓋體的凸緣面之間夾入襯墊的方式相對合。在蓋體與玻璃管的坡面沿圓周方向設(shè)置夾具(CLAMPCHAIN NW25)而加以栓塞。另外在被插入在玻璃管的蓋體，以集電電極按壓件包夾集電電極而以六角螺絲加以固定。使對極層靠近的那一側(cè)與使集電電極靠近的那一側(cè)同樣地，將鈦制凸緣型帽蓋(蓋體)插入在玻璃管，以在玻璃管的凸緣面與蓋體的凸緣面之間夾入襯墊的方式相對合。在蓋體與玻璃管的坡面沿圓周方向設(shè)置夾具(CLAMPCHAINNW25)而加以栓塞。此時(shí)由于在玻璃管內(nèi)壁具有對極，因此在玻璃內(nèi)壁與被插入的蓋體之間隙夾入對極，而使對極與蓋體相接觸。在注入由碘40mM、LiI500mM、t-Butylpyridine580mM的\ 丁內(nèi)酯溶液所構(gòu)成的電解質(zhì)后，以由貫穿孔的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)流通氣體或電解液、且由外側(cè)不會(huì)朝向內(nèi)側(cè)逆流的方向?qū)⒅够亻y(Lee公司制CCRM2550269S)插入在蓋體的貫穿孔，以木槌叩敲止回閥的頭部而加以固定。在止回閥的部分墊上襯墊，關(guān)閉帽蓋，而制作出色素增感型太陽能電池C。將其在23±2°C的房間內(nèi)保管。 對所制作的色素增感型太陽能電池C，使用太陽仿真器照射AM1. 5U00mff/cm2的模擬太陽光，而測定出太陽能電池特性，結(jié)果保管I個(gè)月后的轉(zhuǎn)換效率為3. 7%。此外，保管5個(gè)月后的轉(zhuǎn)換效率為3. 5%。符號(hào)說明
10、10a、10b、10c、IOcUIOe 色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)；
12、12a 色素增感型太陽能電池主體；
14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、141、14j 密封部；
16、16a、16b、16c 透明玻璃管；
18 吸附色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層；
20、20a、120a 集電電極；
21a、21b、27a、27b、38、40、44b、44c、45、46b、56a、74e、76a、82、274e、276a、85 紋牙；
22、22a、122a 絕緣層；
24、24a、124a 對極層；
26a、26b、26c、26d、26e、26g、26h 蓋體；
28a、28b、30a、30b、66、72b、72c、72d、74b、74c、74d、172b、172c、172d、174d、174f突起；
29a、29b、43 凹部；
32 絕緣襯墊；
34a、34b、48、50、52、54、73、74a、78、80、173a、178a、280 襯墊；35 止回閥；42 對極；44、81 螺栓狀部件；44a 突出部；46 蓋體部；46c 突起部；56 螺帽；60a、60b、60c、62c、62d 內(nèi)蓋部;62a、62b、62e 外蓋部；64 絕緣體；16e、16g、60h、60j、66a、72a、74a、172a 凸緣；68 螺旋彈簧；76、276 帽蓋；16d、16f、6 0g、60i 坡面；84、172e、274f、274g 貫穿孔；83 集電電極按壓件。
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于將圓筒狀或圓錐臺(tái)狀的透明部件的側(cè)面作為受光面，在該透明部件的內(nèi)部沿徑向以層狀排列有光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件，在該透明部件的兩端部設(shè)有一對蓋體，該一對蓋體分別具有沿該透明部件的軸向延伸出去的導(dǎo)電性金屬部，該導(dǎo)電性金屬部的一端側(cè)與光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的一對電極中的任意一方作電性連接而形成為取出電極。
2.一種光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于將一端側(cè)被閉塞的圓筒狀或圓錐臺(tái)狀透明部件的側(cè)面作為受光面，在該透明核心部件的內(nèi)部沿徑向以層狀排列有光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件，在該透明部件的開放側(cè)端部設(shè)有蓋體部，該蓋體部具有相互絕緣而沿軸向貫穿延伸出去的兩個(gè)導(dǎo)電性金屬部，一個(gè)導(dǎo)電性金屬部的一端側(cè)與光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的一個(gè)電極作電性連接，并且另一個(gè)導(dǎo)電性金屬部的一端側(cè)與光電轉(zhuǎn)換單兀構(gòu)成部件的另一個(gè)電極作電性連接，分別作為取出電極。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，前述光電轉(zhuǎn)換元件為色素增感型太陽能電池，前述光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件包含含有色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層、電解質(zhì)層及一對電極層。
4.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，前述光電轉(zhuǎn)換元件為色素增感型太陽能電池，前述光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件包含含有色素的多孔質(zhì)半導(dǎo)體層、電解質(zhì)層及一對電極層，將該一對電極層之中的對極層形成為最內(nèi)層，在該對極層的內(nèi)側(cè)插通絕緣材料而支撐該對極層，將該一對電極層之中的陽極電極的一端部會(huì)聚而形成會(huì)聚部，將該一對蓋體分別形成為內(nèi)蓋部與外蓋部的兩體結(jié)構(gòu)，將一個(gè)蓋體的內(nèi)蓋部與該對極層的內(nèi)側(cè)作滑接而與該對極層作電性連接，并且由在該一個(gè)蓋體的外蓋部形成的開口露出，將另外一個(gè)蓋體的內(nèi)蓋部按壓在該陽極電極的會(huì)聚部，而與該陽極電極作電性連接，并且由在該另外一個(gè)蓋體的外蓋部形成的開口露出，以該一對蓋體的各自的外蓋部來密封該光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成部件的最外層的端部。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，前述蓋體具有與前述電解質(zhì)層相連通而沿軸向貫穿的貫穿孔，在該貫穿孔安裝有止回閥，并通過帽蓋予以密封而成。
6.一種光電轉(zhuǎn)換兀件，其特征在于具有如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)。
7.一種光電轉(zhuǎn)換兀件模塊，其特征在于將多個(gè)如權(quán)利要求6所述的光電轉(zhuǎn)換兀件通過與前述取出電極相連接的電極引線串聯(lián)或并聯(lián)排列而成。
全文摘要
提供一種能夠以簡易結(jié)構(gòu)將光電轉(zhuǎn)換元件的開放側(cè)端部確實(shí)且以高耐久性而持續(xù)地進(jìn)行密封，并且也能夠解決取出電極密封不足的問題的光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)。作為光電轉(zhuǎn)換元件的一例的色素增感型太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)10由圓筒狀色素增感型太陽能電池主體12、及將色素增感型太陽能電池主體12的兩端進(jìn)行密封的密封部14a、14b所構(gòu)成。在透明玻璃管16的兩端部設(shè)有由導(dǎo)電性金屬部件所形成的蓋體26a、26b，將色素增感型太陽能電池主體12進(jìn)行密封，并且成為與色素增感型太陽能電池主體12的一對電極部作電性連接的一對取出電極。
文檔編號(hào)H01M14/00GK103053069SQ20118003760
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者山口能弘, 藤野健一, 藤高俊久 申請人:新日鐵住金化學(xué)株式會(huì)社