專利名稱：檢查方法和檢查設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢查染料敏化太陽能電池的品質(zhì)的檢查方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
與當(dāng)前主流的硅基太陽能電池相比，染料敏化太陽能電池具有能夠以較低的成本生產(chǎn)的優(yōu)點。由于這樣的優(yōu)點，近年來，染料敏化太陽能電池作為取代硅基太陽能電池的下一代太陽能電池而引起關(guān)注，并且各種染料敏化太陽能電池被提出(參見例如，日本專利申請公開No. 2006-236960(下文稱為專利文件1)以及日本專利申請公開 No. 2009-110796 (下文稱為專利文件2))。對于染料敏化太陽能電池，已知單片型(參見專利文件1的圖1和專利文件2的圖1)、W型(參見專利文件下1的圖7)、Z型(參見專利文件1的圖8)以及面向型染料敏化太陽能電池。對于檢查染料敏化太陽能電池的品質(zhì)的方法，通常已知通過對染料敏化太陽能電池(完成品)照射太陽光或偽太陽光并且測量光電轉(zhuǎn)換特性來檢查品質(zhì)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使用測量光電轉(zhuǎn)換特性的品質(zhì)檢查方法的情況下，雖然能夠檢查染料敏化太陽能電池作為完成品的品質(zhì)，但是很難在染料敏化太陽能電池的生產(chǎn)過程中檢查染料敏化太陽能電池的品質(zhì)。因此，在上述檢查方法的情況下，雖然能夠防止有缺陷的產(chǎn)品進(jìn)入市場，但是很難抑制由于工藝波動造成的有缺陷的產(chǎn)品的產(chǎn)生。結(jié)果，存在這樣的問題，即不能充分發(fā)揮染料敏化太陽能電池能夠以較低的成本生產(chǎn)的優(yōu)點。在如上所述的情況下，需要能夠在染料敏化太陽能電池的生產(chǎn)過程中檢查染料敏化太陽能電池的品質(zhì)的檢查方法和設(shè)備。根據(jù)本公開的實施例，提供了一種檢查方法，其包括測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗，其中檢查對象包括一個或多個串聯(lián)連接的單元結(jié)構(gòu)，單元結(jié)構(gòu)各個均包括形成在襯底上的透明電極層、形成在所述透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層、形成在所述多孔半導(dǎo)體層上的多孔絕緣層以及形成在所述多孔絕緣層上的對電極層?；谒鶞y量的單元結(jié)構(gòu)的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。通過所述檢查方法，能夠在單片式染料敏化太陽能電池的生產(chǎn)中檢查染料敏化太陽能電池(檢查對象)的品質(zhì)。因此，能夠在生產(chǎn)過程中對于前面的工序做出迅速的反饋， 并且能夠抑制由于工藝波動而造成的缺陷產(chǎn)品的產(chǎn)生。結(jié)果，能夠提高生產(chǎn)量并且實現(xiàn)成本的削減。在所述檢查方法中，對檢查對象的品質(zhì)的判斷可以包括將標(biāo)準(zhǔn)阻抗與所測量的單元結(jié)構(gòu)的阻抗作比較，并且當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)阻抗與所測量的阻抗之間的差等于或小于預(yù)定閾值時、 判斷檢查對象是無缺陷產(chǎn)品，其中標(biāo)準(zhǔn)阻抗是作為品質(zhì)判斷基準(zhǔn)的單元結(jié)構(gòu)的阻抗。
在單片式染料敏化太陽能電池的情況下，在單元結(jié)構(gòu)中，由多孔半導(dǎo)體層和多孔絕緣層構(gòu)成的介電層能夠看作為插入在透明電極層和對電極層之間的電容器。當(dāng)在單元結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)電容量與單元結(jié)構(gòu)的電容量之間存在差別時，在標(biāo)準(zhǔn)阻抗與阻抗之間產(chǎn)生差別。 因此，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)阻抗與阻抗之間的差等于或小于預(yù)定閾值時能夠?qū)z測對象判斷為無缺陷產(chǎn)
P
ΡΠ O在上述檢查方法中，阻抗的測量包括利用兩個或更多個不同的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的兩個或更多個阻抗。在這種情況下，對檢查對象的品質(zhì)的判斷可以包括，當(dāng)所測量的兩個或更多個阻抗之間的差等于或大于預(yù)定閾值時、判斷檢查對象是無缺陷產(chǎn)品。在其中單元結(jié)構(gòu)的透明電極層和對電極層之間沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)的情況下，阻抗隨著頻率的增大而減小。另一方面，在單元結(jié)構(gòu)的透明電極層和對電極層之間發(fā)生了短路的情況下，具有在低于預(yù)定頻率(約IMHz)的頻率范圍內(nèi)阻抗變得幾乎恒定的特性。在上述檢查方法中使用了該特性。具體而言，當(dāng)利用兩個或更多個不同的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗并且所測量的兩個或更多個阻抗之間的差等于或大于預(yù)定閾值時，能夠判斷在透明電極層和對電極層之間沒有發(fā)生短路(即，無缺陷產(chǎn)品)。在上述檢查方法中，阻抗的測量可以包括利用大于等于IOHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗。當(dāng)利用小于等于IOHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗時，單元結(jié)構(gòu)的阻抗變成取決于多孔半導(dǎo)體層和多孔絕緣層的粒子界面的阻抗。另一方面，當(dāng)利用大于等于IOHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗時，單元結(jié)構(gòu)的阻抗變成取決于多孔半導(dǎo)體層和多孔絕緣層的粒子 (體)的阻抗。因此，通過如上所述利用大于等于IOHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗，能夠測量取決于多孔半導(dǎo)體層和多孔絕緣層的粒子(體)的阻抗。在上述檢查方法中，阻抗的測量可以包括利用大于等于IkHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗。單元結(jié)構(gòu)的阻抗具有如下特性，當(dāng)利用低于IkHz的頻率測量阻抗時，阻抗變得很高，隨時間的波動很大，并且阻抗容易受到環(huán)境光線的影響。在這種情況下，檢測對象的檢測變得很難。另一方面，單元結(jié)構(gòu)的阻抗具有如下特性，當(dāng)利用大于等于IkHz的頻率測量阻抗時，阻抗相對較小，并且?guī)缀醪浑S時間波動，并且?guī)缀醪皇墉h(huán)境光線的影響。因此，通過利用大于等于IkHz的頻率測量阻抗，變得可以進(jìn)行穩(wěn)定的品質(zhì)檢查。在上述檢查方法中，阻抗的測量可以包括利用大于等于IkHz并且小于等于IMHz 的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗。如上所述，在透明電極層和對電極層之間沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)的情況下，阻抗隨著頻率的增加而減小。另一方面，當(dāng)在單元結(jié)構(gòu)的透明電極層和對電極層之間發(fā)生了短路時，在小于IMHz的頻率范圍內(nèi)阻抗變得幾乎恒定。當(dāng)利用大于等于IMHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗時，在沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)的阻抗與發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)的阻抗之間幾乎沒有差別。另一方面，當(dāng)利用小于等于 IMHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗時，由于發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)的阻抗是恒定的，因此在沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)的阻抗與發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)的阻抗之間產(chǎn)生了差別。因此， 通過利用小于等于IMHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗，能夠檢查單元結(jié)構(gòu)的短路。在上述檢查方法中，阻抗的測量可以包括利用大于等于IkHz并且小于等于 IOOkHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗。當(dāng)利用小于等于IOOkHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗時，在沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)的阻抗與發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)的阻抗之間的差別很大。因此，通過利用小于等于 IOOkHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)的阻抗，能夠檢測到較大的短路電阻。根據(jù)本公開的另一實施例，提供了一種檢查方法，其包括使導(dǎo)體與檢查對象的多孔半導(dǎo)體層接觸，檢查對象包括形成在襯底上的透明電極層以及形成在透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層。測量透明電極層與導(dǎo)體之間的阻抗?；谒鶞y量的透明電極層與導(dǎo)體之間的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。通過上述檢查方法，變得可以在W型、Z型和面向型染料敏化太陽能電池的生產(chǎn)過程中測量檢查對象的品質(zhì)并且基于所測量的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。根據(jù)本公開的實施例，提供了一種檢查設(shè)備，其包括測量部分和控制器。測量部分配置成測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗，檢查對象包括一個或多個串聯(lián)連接的單元結(jié)構(gòu)，單元結(jié)構(gòu)各個均包括形成在襯底上的透明電極層、形成在透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層、形成在多孔半導(dǎo)體層上的多孔絕緣層以及形成在多孔絕緣層上的對電極層?？刂破髋渲贸苫谒鶞y量的單元結(jié)構(gòu)的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。根據(jù)本公開的另一實施例，提供了一種檢查設(shè)備，其包括導(dǎo)體、測量部分和控制
ο導(dǎo)體與檢查對象的多孔半導(dǎo)體層接觸，檢查對象包括形成在襯底上的透明電極層以及形成在透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層。測量部分配置成在導(dǎo)體與多孔半導(dǎo)體層接觸的狀態(tài)下測量透明電極層與導(dǎo)體之間的阻抗?？刂破髋渲贸苫谒鶞y量的透明電極層與導(dǎo)體之間的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。根據(jù)本公開的另一實施例，提供了一種檢查方法，其包括通過檢查設(shè)備的測量部分測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗，檢查對象包括一個或多個串聯(lián)連接的單元結(jié)構(gòu)，單元結(jié)構(gòu)各個均包括形成在襯底上的透明電極層、形成在透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層、形成在多孔半導(dǎo)體層上的多孔絕緣層以及形成在多孔絕緣層上的對電極層。檢查設(shè)備的控制器基于所測量的單元結(jié)構(gòu)的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。根據(jù)本公開的另一實施例，提供了一種檢查方法，其包括通過檢查設(shè)備的測量部分、在導(dǎo)體與檢查對象的多孔半導(dǎo)體層接觸的狀態(tài)下測量透明電極層和導(dǎo)體之間的阻抗， 檢查對象包括形成在襯底上的透明電極層以及形成在透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層。檢查設(shè)備的控制器、基于所測量的透明電極層與導(dǎo)體之間的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。如上所述，根據(jù)本公開的實施例，能夠提供能夠在染料敏化太陽能電池的生產(chǎn)過程中檢查染料敏化太陽能電池的品質(zhì)的檢查方法和設(shè)備。
根據(jù)對最佳模式實施例(如在附圖中所圖示的)的下面詳細(xì)描述，本公開的上述和其他目的、特征和優(yōu)勢將變得更加清楚。


圖1是示出了通過根據(jù)本公開的實施例的檢查方法檢查品質(zhì)的染料敏化太陽能電池的示意性平面圖；圖2是染料敏化太陽能電池的橫截面?zhèn)纫晥D；圖3是示出了包括了根據(jù)本公開的實施例的檢查方法的染料敏化太陽能電池的生產(chǎn)過程的流程圖；圖4是檢查對象的側(cè)視圖；圖5是用于說明根據(jù)本公開的實施例的檢查方法的示意性示圖；圖6是檢查對象的單元結(jié)構(gòu)被看作是平板電容器的情況的示意性示圖；圖7是示出了實驗檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗Z的示圖；圖8是示出了檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的等效電路的示圖；圖9是通過奈奎斯特圖示出了利用阻抗測量裝置對檢查對象的單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行交流阻抗測量的結(jié)果的示圖；圖10是用于說明在利用低頻率測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗的情況下的阻抗 Z的特性與在利用高頻率測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗的情況下的阻抗Z的特性之間的區(qū)別的示圖；圖11是示出了在透明電極層和對電極層電路短路的情況下單元結(jié)構(gòu)的等效電路的示圖；圖12是示出了通過交流阻抗測量來測量電極層之間發(fā)生了短路的實驗檢查對象的阻抗Z的情況的伯德圖；圖13是示出了根據(jù)本公開的實施例的檢查設(shè)備的示意性示圖；圖14是Z型染料敏化太陽能電池的橫截面?zhèn)纫晥D；圖15是示出了包括了根據(jù)本公開的另一個實施例的檢查方法的染料敏化太陽能電池的生產(chǎn)過程的流程圖；圖16是用于說明根據(jù)本公開的另一個實施例的檢查方法的示意性示圖；圖17是示出了根據(jù)本公開的另一個實施例的檢查設(shè)備的示意性示圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖描述本公開的實施例。<第一實施例>(染料敏化太陽能電池100的結(jié)構(gòu))圖1是示出了通過根據(jù)本公開的第一實施例的檢查方法檢查品質(zhì)的染料敏化太陽能電池100的示意性平面圖。圖2是染料敏化太陽能電池100的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖所示，通過第一實施例的檢查方法檢查品質(zhì)的染料敏化太陽能電池100是單片式染料敏化太陽能電池100。染料敏化太陽能電池100包括透明襯底21 (襯底)、形成在透明襯底21上的多個單元結(jié)構(gòu)10、封閉單元結(jié)構(gòu)10的密封層22以及形成在密封層22上的外部構(gòu)件23。透明襯底21由例如玻璃襯底或者由丙烯酸樹脂等形成的透明樹脂襯底構(gòu)成。使用諸如環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂之類的樹脂、多孔玻璃等作為密封層22的材料。使用通過層壓諸如鋁和氧化鋁之類的具有高氣體阻隔性的材料構(gòu)成的氣體阻隔膜作為外部構(gòu)件23的材料。單元結(jié)構(gòu)10每個均具有在一個方向上(Y軸方向)拉長的長方形形狀。單元結(jié)構(gòu) 10在X軸方向上以串聯(lián)的方式電連接。圖1示出了其中8個單元結(jié)構(gòu)10串聯(lián)連接的示例。 應(yīng)該注意，單元結(jié)構(gòu)10的數(shù)目沒有特別的限制。單元結(jié)構(gòu)10不是必須設(shè)置成復(fù)數(shù)個并且可以設(shè)置成單個。單元結(jié)構(gòu)10包括形成在透明襯底21上的透明電極層1，形成在透明電極層1上的多孔半導(dǎo)體層2，形成在多孔半導(dǎo)體層2上的多孔絕緣層3，以及形成在多孔絕緣層3上的對電極層4。使用摻氟SnA (FTO)、銥錫復(fù)合氧化物(ITO)等作為透明電極層1的材料。多孔半導(dǎo)體層2具有包括支撐敏化染料的微小粒子(例如，幾十nm至幾百nm)的多孔結(jié)構(gòu)。例如，使用諸如鈦氧化物之類的金屬氧化物作為多孔半導(dǎo)體層2的材料。由多孔半導(dǎo)體層2的微小粒子所支撐的敏化染料，有諸如釕絡(luò)合物和鐵絡(luò)合物之類的金屬絡(luò)合物以及諸如曙紅和羅丹明之類的彩色染料。多孔絕緣層3也具有與多孔半導(dǎo)體層2相似的包括微小粒子(例如，幾十nm至幾百nm)的多孔結(jié)構(gòu)。對于多孔絕緣層，使用諸如氧化鋯和氧化之類的絕緣材料。多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3在微小粒子之間包括電解液。使用甲氧基乙腈、 乙腈、碳酸乙烯酯、等作為電解液。電解液包含氧化還原對。使用碘/碘離子、溴/溴離子等作為氧化還原對。使用摻氟SnO2(FTO)、銥錫復(fù)合氧化物(ITO)、金、鉬、碳等作為對電極層4的材料。對電極層4連接到相鄰單元結(jié)構(gòu)10的透明電極層1。結(jié)果，多個單元結(jié)構(gòu)10串聯(lián)地連接。應(yīng)該注意，構(gòu)成染料敏化太陽能電池100的部分的材料的示例僅僅是示例并且能夠適當(dāng)?shù)馗淖儭?染料敏化太陽能電池100的工作原理)下面，將描述染料敏化太陽能電池100的工作原理。從透明襯底21側(cè)穿過并且進(jìn)入透明襯底21的光激活由多孔半導(dǎo)體層2的微小粒子所支撐的敏化染料而產(chǎn)生電子。電子從敏化染料向多孔半導(dǎo)體層2的微小粒子移動，然后移動到透明電極層1。另一方面，已經(jīng)失去電子的敏化染料接受來自包括在多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3中的電解液的氧化還原對的電子。已失去電子的氧化還原對向?qū)﹄姌O層4移動并且接受在對電極層4的表面上的電子。通過一系列反應(yīng)，在透明電極層1和對電極層4之間產(chǎn)生了電動勢。當(dāng)染料敏化太陽能電池100包括多個單元結(jié)構(gòu)10時，所有的多個單元結(jié)構(gòu)10的電動勢在位于一端的單元結(jié)構(gòu)10的透明電極層1與位于另一端的單元結(jié)構(gòu)10的對電極層 4之間產(chǎn)生。(用于染料敏化太陽能電池100的制造方法和檢查方法)
下面，將描述用于染料敏化太陽能電池100的制造方法和檢查方法。圖3是示出了根據(jù)本公開的第一實施例的包括檢查方法在內(nèi)的染料敏化太陽能電池的制造方法的流程圖。電極工序在電極工序中，在透明襯底21的整個表面上形成透明電極層1并且其后通過刻蝕形成條紋圖案。接下來，通過絲網(wǎng)印刷在透明電極層1上印制多孔半導(dǎo)體層2并且臨時干燥。之后，燒結(jié)多孔半導(dǎo)體層2。然后，通過絲網(wǎng)印刷在多孔半導(dǎo)體層2上印制多孔絕緣層 3，臨時干燥并且燒結(jié)。隨后，通過絲網(wǎng)印刷在多孔絕緣層3上印制對電極層4，臨時干燥并
且燒結(jié)。結(jié)果，在電極工序中，在透明襯底21上形成了一個或多個單元結(jié)構(gòu)10。應(yīng)該注意的是，在關(guān)于第一實施例的描述中，在電極工序之后得到的染料敏化太陽能電池100，即，其中在透明襯底21上形成了一個或多個單元結(jié)構(gòu)10的染料敏化太陽能電池100，被稱為檢查對象11 (見圖4)。(電極檢查工序)圖4是檢查對象11的側(cè)視圖。圖5是用于說明根據(jù)本公開的第一實施例的檢查方法的示意性示圖。如圖4所示，檢查對象11 (電極工序之后得到的染料敏化太陽能電池100)包括透明襯底21以及形成在透明襯底21上的(一個或多個)單元結(jié)構(gòu)10。單元結(jié)構(gòu)10包括透明電極層1、多孔半導(dǎo)體層2 (無敏化染料、無電解液)、多孔絕緣層3 (無電解液)以及對電極層4。如圖5所示，在電極檢查工序中，利用阻抗測量裝置30通過交流阻抗測量測量了單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z。應(yīng)該注意的是，圖4和圖5示出了其中檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10 的數(shù)目是1的情況。在電極檢查工序中，以一定的間隔隨機(jī)地檢查檢查對象11或者檢查全部檢查對象11。阻抗測量裝置30包括四個端子(CE，RE1，TO，RE2)。探針31連接到四個端子。與 CE端子和REl端子連接的探針31與透明電極層1接觸，并且與TO和RE2連接的探針31與另一個透明電極層1接觸。然后，通過四端法測量單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z?？梢允褂媚軌蜃杂傻貟呙桀l率的阻抗測量裝置、能夠使用一些固定的測量頻率測量阻抗Z的LCR表等作為阻抗測量裝置30。由于LCR表價格不高，因此使用LCR表能夠削減成本。雖然在圖5中示出了其中設(shè)置單個單元結(jié)構(gòu)10的情況，當(dāng)檢查對象11包括多個單元結(jié)構(gòu)10時，阻抗測量裝置30的CE和REl端子與在一端的單元結(jié)構(gòu)10的透明電極層 1接觸，并且阻抗測量裝置30的TO和RE2端子與連接到在另一端的單元結(jié)構(gòu)10的對電極層4的透明電極層1接觸。然后通過四端法，測量多個串聯(lián)連接的單元結(jié)構(gòu)10的整體阻抗 Z。操作者基于所測量的阻抗Z判斷檢查對象11的品質(zhì)。在這種情況下，操作者通過將作為品質(zhì)判斷基準(zhǔn)的單元結(jié)構(gòu)10(作為無缺陷產(chǎn)品的單元結(jié)構(gòu)10)的阻抗的標(biāo)準(zhǔn)阻抗 Z'(如圖7所示)與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z作比較，來判斷檢查對象11的
9品質(zhì)。圖6是其中檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10被看作是平板電容器的情況的示意性示圖。如圖6所示，單元結(jié)構(gòu)10能夠被看作為這樣的平板電容器，其中由多孔半導(dǎo)體層 2和多孔絕緣層3構(gòu)成的介電體置于透明電極層1和對電極層4之間。電容量C由下面的公式(1)表示。C= ε SX ε sXS/d. . . (1)其中ε s表示相對介電常數(shù)，ε s表示真空介電常數(shù)，S表示面積，并且d表示厚度。而且，平板電容器的阻抗Z由下面的公式(2)表示。Z= Ι/jX ω XC). . . (2)在電極檢查工序中，利用公式(1)和(2)的關(guān)系來判斷檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10 的品質(zhì)。具體而言，如果在作為標(biāo)準(zhǔn)(無缺陷產(chǎn)品)單元結(jié)構(gòu)10的阻抗的標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z之間存在差別，則使得在標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10之間產(chǎn)生電容量C的差別。如果在標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10之間電容量C存在差別，則使得在標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10之間相對介電常數(shù)ε s、面積S和厚度d中的任一者產(chǎn)生差別。因此，如果在作為標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10的阻抗的標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z之間存在差別，則使得標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10之間的相對介電常數(shù)ε s、面積S和厚度d中的任一者產(chǎn)生差別。因此，通過將標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10的標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'與作為檢查對象的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗ζ作比較，操作者能夠檢測出由相對介電常數(shù)ε s、面積S和厚度d中的任一者的變化而導(dǎo)致的單元結(jié)構(gòu)10的缺陷。這里，在電極工序中，當(dāng)發(fā)生了多孔半導(dǎo)體層2、多孔絕緣層3和對電極層4在印刷期間的位置偏差，對電極層4在印刷時的模糊，多孔半導(dǎo)體層2、多孔絕緣層3和對電極層4 的剝離等時，面積S相對于標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10發(fā)生變化。此外，在電極工序中，當(dāng)發(fā)生了層2至層4在印刷時的糊粘度的變化、各層在印刷時的刮板壓力的變化、印板的磨損、各層的不充分臨時干燥、各層在焙燒時的焙燒溫度的變化等，厚度d相對于標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10發(fā)生變化。此外，在電極工序中，當(dāng)用于多孔半導(dǎo)體層2的材料(例如，鈦氧化物)的分子結(jié)構(gòu)(銳鈦型，金紅石型)改變，相對介電常數(shù)ε s相對于標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10發(fā)生變化。為了實驗，本公開的發(fā)明人制造了包括具有與標(biāo)準(zhǔn)不同的厚度的多孔半導(dǎo)體層2 和多孔絕緣層3的檢查對象11，以及包括在與標(biāo)準(zhǔn)條件不同的焙燒溫度下形成的多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的檢查對象11，并且利用阻抗測量裝置30測量在IMHz的頻率下測量了已經(jīng)制造的用于實驗的檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z。應(yīng)該注意的是，已經(jīng)制造的用于實驗的檢查對象11的多孔半導(dǎo)體層2具有兩層結(jié)構(gòu)，該兩層結(jié)構(gòu)包括在形成在透明電極層1上的T層(透明層)以及形成在T層上的D層(擴(kuò)散層)。圖7是示出了實驗檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的示圖。如圖7所示，在包括具有比標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10小的厚度的多孔半導(dǎo)體層2(T層、D層)和多孔絕緣層3的單元結(jié)構(gòu)10的情況下，阻抗Z變得小于標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'(約1600 Ω )。 這被認(rèn)為是由于電容量C隨著厚度d的減小而增大，結(jié)果導(dǎo)致阻抗Z變小。另一方面，在包括具有比標(biāo)準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)10小的厚度的多孔半導(dǎo)體層2(T層、D層) 和多孔絕緣層3的單元結(jié)構(gòu)10的情況下，阻抗Z變得大于標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'。這被認(rèn)為是由于電容量C隨著厚度d的增加而減小，結(jié)果導(dǎo)致阻抗Z變大。此外，如圖7所示，當(dāng)多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的焙燒溫度高于標(biāo)準(zhǔn)條件時，單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z變得小于標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'。這被認(rèn)為是由于當(dāng)多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的焙燒溫度較高時，厚度d由于灰釉而減小。結(jié)果，電容量C增大，并且阻抗Z 減小。另一方面，當(dāng)多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的焙燒溫度低于標(biāo)準(zhǔn)條件時，單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z變得大于標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'。這被認(rèn)為是由于當(dāng)多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3 的焙燒溫度較低時，厚度d保持較大。結(jié)果，電容量C減小，并且阻抗Z變大。在電極檢查工序中，操作者將標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'(在圖7中約1600Ω)與所測量的阻抗Z作比較。然后，當(dāng)阻抗Z之間的差等于或小于預(yù)定閾值(例如，約士20Ω)時，操作者判斷檢查對象11是無缺陷產(chǎn)品。當(dāng)判斷為無缺陷產(chǎn)品時，操作者將檢查對象11傳遞到后繼的工序(染料吸附工序)上。應(yīng)該注意的是，由于本實施例的檢查方法是無損檢測，已經(jīng)檢查了品質(zhì)的檢查對象11能夠傳遞到后繼的工序上。另一方面，當(dāng)上述差值超過了預(yù)定閾值時，檢查對象11將檢查對象11判斷為缺陷產(chǎn)品。然后，操作者分析缺陷的原因并且反饋到前面的工序(電極工序)。應(yīng)該注意的是， 當(dāng)判斷為缺陷產(chǎn)品時，操作者丟棄檢查對象11并且不將其傳遞到電極檢查工序之后的工序上。如上所示，根據(jù)本實施例的檢查方法，能夠測量檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z，使得能夠在染料敏化太陽能電池100的制造過程中基于阻抗Z判斷檢查對象11的品質(zhì)。因此，可以在制造過程中迅速地反饋到前面的工序，并且能夠抑制由于工藝波動導(dǎo)致的缺陷產(chǎn)品的產(chǎn)生。結(jié)果，能夠提高生產(chǎn)量并且能夠?qū)崿F(xiàn)成本的削減。(阻抗Z的測量頻率)下面，將描述在交流阻抗測量中的阻抗Z的測量頻率。(粒子電阻和界面電阻與阻抗Z的測量頻率的關(guān)系)首先，將描述粒子(體)電阻和界面電阻與阻抗Z的測量頻率的關(guān)系。如上所述，多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3每個均具有包括幾十nm到幾百nm的微小粒子(體)的多孔結(jié)構(gòu)。圖8是示出了檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的等效電路的示圖。如圖8所示，多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的粒子(體)電阻能夠看作為電阻組件Rb和電容組件Cb的并聯(lián)電路。此外，多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的粒子界面的界面電阻能夠看作為電阻組分Rgb和電容組分Cgb的并聯(lián)電路。而且，單元結(jié)構(gòu)10的等效電路能夠看作為上述并聯(lián)電路串聯(lián)連接的電路。圖9是通過奈奎斯特圖示出了利用阻抗測量裝置30對檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10 進(jìn)行交流阻抗測量的結(jié)果的示圖。如圖9所示，奈奎斯特圖以IOHz為界分成兩座山。本公開的發(fā)明人基于所測量的
11數(shù)據(jù)通過適合地使用等效電路得到電容量C的值。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)從多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的相對介電常數(shù)￡S、面積S和厚度d得到的電容量C，與在左側(cè)的山匹配。因此，可以說在大于等于IOHz的頻率處單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z取決于粒子電阻，并且在小于IOHz的頻率處單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z取決于界面電阻。因此，在電極檢查過程中，通過以大于等于IOHz的頻率測量檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z，能夠測量取決于多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的粒子(體)的阻抗Z。(以低頻率測量時檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的特性與當(dāng)以高頻率測量時檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的特性之間的區(qū)別)下面，將描述以低頻率測量時檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的特性與以高頻率測量時檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的特性之間的區(qū)別。首先，作為比較示例，將描述通過直流電阻測量來檢查檢查對象11 (經(jīng)過了電極工序的染料敏化太陽能電池100)的品質(zhì)的情況。當(dāng)檢查檢查對象11的品質(zhì)時，通過直流電阻測量來檢查檢查對象11的品質(zhì)的方法是可以的。在這一方面，本本公開的發(fā)明人通過直流電阻測量測量了檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的直流電阻值。在這種情況下，由于檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的直流電阻值高達(dá)10ΜΩ或更大， 因此存在使用現(xiàn)有的直流電阻測量設(shè)備利用直流電流測量很難確保測量精度的問題。在直流電阻測量的情況下，還很明顯的是，直流電阻值依賴于測量環(huán)境而變化很大并且直流電阻值隨時間逐漸改變。這樣的現(xiàn)象出現(xiàn)的原因被認(rèn)為是因為多孔半導(dǎo)體層2 具有光學(xué)半導(dǎo)體特性，并且多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3由于它們的多孔結(jié)構(gòu)而具有濕度敏感性。實際上，在10分鐘內(nèi)直流電阻值的波動的系數(shù)是50%或以上，并且直流電阻值僅在一小時左右的時間內(nèi)不會變得穩(wěn)定。下面，將描述通過交流阻抗測量來測量檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的情況。圖10是用于說明以低頻率測量阻抗Z的情況下的檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的特性與以高頻率測量阻抗Z的情況下的檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的特性之間的區(qū)別的示圖。圖10的部分A示出了阻抗Z的測量頻率與阻抗Z (絕對值)之間的關(guān)系。圖10 的部分B示出了在以IHz測量阻抗Z的情況下在10分鐘內(nèi)檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的變化。圖10的部分C示出了在以IMHz測量阻抗Z的情況下在10分鐘內(nèi)檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z的變化。應(yīng)該注意的是，在圖10的部分B和部分C中，在AMI. 5的疑似太陽光照射到檢查對象11上的狀態(tài)下測量阻抗Z，并且為了評價環(huán)境光的影響，在從30s到IOOs之間將疑似太陽光遮擋的情況下測量阻抗Z。如圖10的部分A所示，可以看出，當(dāng)阻抗Z的測量頻率低至小于IkHz時，檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z取值接近IM Ω，值很高。如圖10的部分B所示，還可以看出，當(dāng)以低于IkHz(IHz)的低頻率測量檢查對象 11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z時，阻抗Z隨時間波動很大。在圖10的部分B所示的示例中，在 10分鐘內(nèi)阻抗Z的變化率是+47 %。
此外，如圖10的部分B所示，還可以看出，當(dāng)以低于IkHz(IHz)的低頻率測量檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z時，阻抗Z在30s至IOOs之間疑似太陽光被遮擋時波動很大。換句話說，可以看出在以低頻率的阻抗測量中，阻抗容易受到環(huán)境光線的影響。如上所述，在以低于IkHz的頻率的交流阻抗測量的情況下，存在如下特性，即，檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z很高，阻抗Z隨時間的波動很大，并且阻抗Z容易受到環(huán)境溫度的影響。這些特性與在直流電阻測量中的直流電阻值的特性相一致。另一方面，如圖10的部分A所示，可以看出，當(dāng)阻抗Z的測量頻率高達(dá)IkHz或更高時，檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z隨著頻率的增加而減小。如圖10的部分C所示，可以看出，當(dāng)阻抗Z的測量頻率高達(dá)IkHz或更高(IMHz) 時，阻抗Z幾乎不隨著時間波動。在如圖10的部分C所示的示例中，在10分鐘內(nèi)阻抗Z的變化率是+0. 3%。此外，如圖10的部分C所示，還可以看出，當(dāng)阻抗Z的測量頻率高達(dá)IkHz或更高 (IMHz)時，在30s至IOOs之間疑似太陽光被遮擋時阻抗Z幾乎不波動。換句話說，當(dāng)阻抗Z的測量頻率高達(dá)IkHz或更高時，存在如下特性，即，檢查對象 11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z相對較小，阻抗Z幾乎不隨著時間波動，并且阻抗Z幾乎不受環(huán)境光線的影響。因此，通過以大于等于IkHz的頻率測量單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z，所測量的阻抗Z變得相對較小，并且能夠消除阻抗Z隨時間的波動以及由于環(huán)境光線的阻抗Z的波動。因此， 在電極檢查工序中，通過以大于等于IkHz的頻率測量阻抗Z，可以以較高的精確地進(jìn)行檢查對象11的穩(wěn)定的品質(zhì)檢查。應(yīng)該注意的是，由于當(dāng)阻抗Z的測量頻率大于等于IkHz時， 變得可以進(jìn)行大于等于IOHz的阻抗測量，因此能夠測量如上所示取決于多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的粒子(體)的阻抗Z。這里，當(dāng)通過圖8所示的等效電路考慮檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10時，單元結(jié)構(gòu)10 的阻抗Z在低頻率時取決于電阻組分并且在高頻率時取決于電容組分。根據(jù)這樣的關(guān)系以及圖10的部分B和部分C的結(jié)果，可以說，電阻組分隨時間以及環(huán)境光線的波動很大，并且電容組分相對穩(wěn)定，沒有隨著時間和環(huán)境光線波動那么大。具體而言，當(dāng)以大于等于IkHz 的高頻率測量時阻抗Z穩(wěn)定的原因是由于排出了容易受到時間和環(huán)境光線影響的電阻組分，并且變成可以進(jìn)行專門針對幾乎不受時間和環(huán)境光線影響的電容組分的阻抗Z測量。(染料的吸附工序至最終檢查工序)回到圖3，在電極檢查工序之后的染料吸附工序中，將檢查對象11浸入在染料溶液中。結(jié)果，敏化染料由多孔半導(dǎo)體層2的微小粒子支撐。在下面的組裝工序中，通過涂覆到單元結(jié)構(gòu)10上形成密封層22。然后，將外部構(gòu)件23接合到密封層22上。在下面的電解液注入工序中，經(jīng)由預(yù)先設(shè)置在染料敏化電池中的入口(未示出) 注入含有氧化還原對的電解液。入口設(shè)置在各個單元結(jié)構(gòu)10中。當(dāng)注入電解液時，電解液注入在多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層3的粒子之間以填充微小粒子之間的空間。之后，將入口密封。在下面的最終檢查工序中，通過太陽光、由太陽能模擬器等產(chǎn)生的偽太陽光等檢查染料敏化太陽能電池100(完成品)的光電轉(zhuǎn)換特性等。
〈第二實施例〉下面，將描述本公開的第二實施例。應(yīng)該注意的是，在關(guān)于第二實施例和后續(xù)的實施例的描述中，將簡化或省略關(guān)于與第一實施例的那些具有相同結(jié)構(gòu)和功能的組件的描述。在第二實施例中，將描述單元結(jié)構(gòu)10的短路的檢測。在電極工序中(見圖幻，當(dāng)某些外來物質(zhì)卡在透明電極層1和對電極層4之間時， 可能發(fā)生在透明電極層1和對電極層4之間引起電路短路的故障。圖11是示出了在透明電極層1和對電極層4電短路的情況下的單元結(jié)構(gòu)10的等效電路的示圖。這里，作為比較示例，將描述通過直流電阻測量來檢測出透明電極層1和對電極層4之間的短路的情況。假設(shè)其中檢查對象11 (經(jīng)過了電極工序的染料敏化太陽能電池100)包括一個單元結(jié)構(gòu)10并且短路電阻Rgt足夠地小于由體電阻和界面電阻串聯(lián)連接所產(chǎn)生的合成電阻的情況，而沒有發(fā)生短路的檢查對象11 ( 一個單元)的直流電阻值例如是幾十ΜΩ量級，發(fā)生了短路的檢查對象11 ( 一個單元)的直流電阻值例如是幾kQ量級。因此，在這樣的情況下，能夠在直流電阻測量中檢測出短路。然而，當(dāng)檢查對象11包括多個單元結(jié)構(gòu)10或者短路電阻Rgt沒有足夠地小于由體電阻和界面電阻的串聯(lián)連接所產(chǎn)生的合成電阻時，很難通過直流電阻測量檢測出短路。例如，假設(shè)通過直流電阻測量來檢測包括八個單元結(jié)構(gòu)10的檢查對象11的短路的情況。在這種情況下，假設(shè)在八個單元結(jié)構(gòu)10中的一個中發(fā)生了電極間的短路并且發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)10的直流電阻值已經(jīng)變?yōu)榱?。與當(dāng)八個單元結(jié)構(gòu)10中的任一個中均沒有發(fā)生短路時得到的直流電阻值相比， 包括發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)10(直流電阻值為零)的所有八個單元結(jié)構(gòu)10的直流電阻值降低。然而，降低率是1/8 = 12.5%，該下降率小于由于例如多孔半導(dǎo)體層2和多孔絕緣層 3的濕度敏感性而導(dǎo)致的直流電阻值的波動率(在10分鐘內(nèi)50%或更多)。如上所述，由于直流電阻值的降低率小于波動率，因此存在很難檢測出多個單元結(jié)構(gòu)10中的一個單元結(jié)構(gòu)10的短路的問題。下面，將詳細(xì)描述根據(jù)第二實施例的用于染料敏化太陽能電池100的品質(zhì)檢查方法。本公開的發(fā)明人制造了作為實驗檢查對象11的、具有其中透明電極層1和對電極層4短路了的1-單元結(jié)構(gòu)的檢查對象11。圖12是示出了其中通過交流阻抗測量來測量實驗檢查對象11的阻抗Z的情況的伯德圖。應(yīng)該注意的是，圖12還示出了具有沒有發(fā)生短路的1-單元結(jié)構(gòu)的檢查對象11的阻抗Z的測量結(jié)果。如圖12所示，當(dāng)阻抗Z的測量頻率超過IMHz時，在發(fā)生了電極間短路的單元結(jié)構(gòu) 10的阻抗Z與沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z(標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z')之間，幾乎沒有差別。另一方面，當(dāng)測量頻率是小于等于IMHz時，在發(fā)生了電極間短路的檢查對象11中短路電阻Rgt變?yōu)楹愣?，從而使得在發(fā)生了電極間短路的檢查對象11與沒有發(fā)生短路的檢查對象11之間產(chǎn)生差別。如上所述，由于當(dāng)測量頻率小于等于IMHz時，在發(fā)生了短路的檢查對象11與沒有發(fā)生短路的檢查對象11之間產(chǎn)生了差別，因此能夠通過以小于等于IMHz 的頻率測量檢查對象11的阻抗Z來檢測出短路。在這種情況下，操作者在電極工序中以小于等于IMHz的頻率測量包括一個或多個單元結(jié)構(gòu)10的檢查對象11的阻抗Z。然后，操作者將所測量的阻抗Z與沒有發(fā)生短路的檢查對象11 (作為無缺陷產(chǎn)品的檢查對象11)的標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'作比較。當(dāng)阻抗Z和標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z之間的差等于或小于預(yù)定閾值時，操作者判斷檢查對象11 是無缺陷產(chǎn)品(即，沒有發(fā)生短路)，并且將檢查對象11傳遞到后續(xù)的工序上。另一方面， 當(dāng)上述差值超過了預(yù)定閾值時，操作者判斷檢查對象11是缺陷產(chǎn)品(即，發(fā)生了短路)，并且不將其傳遞到后續(xù)的工序上。這里，如上所述，當(dāng)阻抗Z的測量頻率低至小于IkHz時，阻抗Z具有與在直流電阻測量中的直流電阻值相似的、隨時間波動很大以及容易受到環(huán)境光線影響的特性。另一方面，當(dāng)阻抗Z的測量頻率大于等于IkHz時，阻抗Z具有幾乎不隨時間波動以及幾乎不受環(huán)境光線影響的特性。因此，阻抗Z的測量頻率通常大于等于IkHz (小于等于IMHz)。通過大于等于IkHz 的交流阻抗測量，能夠在排除隨時間的波動以及環(huán)境光線的影響的狀態(tài)下正確地檢測出檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的短路。在這種情況下，由于變得可以進(jìn)行阻抗Z的穩(wěn)定測量，因此能夠容易地進(jìn)行在直流電阻測量中很難進(jìn)行的多個單元結(jié)構(gòu)10中的一個單元結(jié)構(gòu)10的短路的檢測。另一方面，如上所述，由于當(dāng)阻抗Z的測量頻率小于等于IMHz時，在發(fā)生了短路的情況與沒有發(fā)生短路的情況之間產(chǎn)生了阻抗Z的差別，因此能夠檢測出短路。應(yīng)該注意的是，當(dāng)阻抗Z的測量頻率靠近IMHz時，在發(fā)生了短路的情況與沒有發(fā)生短路的情況之間的阻抗Z的差別很小。當(dāng)阻抗Z的差別很小時，能夠被檢測出的短路電阻的值變得很小。因此，當(dāng)考慮較大的短路電阻的檢測時，阻抗Z的測量頻率通常是(大于等于IkHz 并且)小于等于IOOkHz。(第二實施例的修改示例)上述示例已經(jīng)描述了，通過將所測量的阻抗Z與作為沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)10 的阻抗Z的標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'作比較來檢測出單元結(jié)構(gòu)10的短路的方法。然而，能夠通過其他方法檢測出單元結(jié)構(gòu)10的短路。如圖12所示，在其中透明電極層1和對電極層4之間沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)10 的情況下，阻抗Z隨著頻率的增大而減小。另一方面，當(dāng)在單元結(jié)構(gòu)10的透明電極層1和對電極層4之間發(fā)生短路時，阻抗Z具有在低于IMHz的頻率范圍內(nèi)變得幾乎恒定的特性。具體而言，在小于等于IMHz的頻率處，沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z具有與發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)10相比、具有不同頻率的兩點之間的阻抗Z的差較大的特性。相反，發(fā)生了短路的單元結(jié)構(gòu)10具有與沒有發(fā)生短路的單元結(jié)構(gòu)10相比具有不同頻率的兩點之間的阻抗Z幾乎不存在差別的特性。通過使用這樣的關(guān)系，能夠檢測出單元結(jié)構(gòu)10的短路。在這種情況下，操作者在電極工序中測量在小于等于IMHz的兩個或多個不同頻率處的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z。然后，當(dāng)兩個或多個所測量的阻抗Z之間的差等于或大于預(yù)定閾值時，操作者判斷在檢查對象中沒有發(fā)生短路(即，檢查對象是無缺陷產(chǎn)品)并且將其傳遞到后續(xù)的工序上。另一方面，當(dāng)兩個或更多個所測量的阻抗Z之間的差小于預(yù)定閾值時，操作者判斷在檢查對象中發(fā)生了短路(即，檢查對象是有缺陷產(chǎn)品)，并且不將其傳遞到后續(xù)的工序上。通過上述方法，也能夠正確地檢測出單元結(jié)構(gòu)10的短路?！吹谌龑嵤├迪旅?，將描述本公開的第三實施例。上述實施例已經(jīng)描述了操作者利用阻抗測量裝置30測量檢查對象11的阻抗Z以基于測量結(jié)果判斷檢查對象11的品質(zhì)的情況。換句話說，已經(jīng)描述了由操作者進(jìn)行的用于檢查對象11的品質(zhì)檢查方法。另一方面，能夠使檢查對象11的品質(zhì)檢查自動操作。在第三實施例中，將描述自動地測量檢查對象11的阻抗Z并且基于測量結(jié)果自動地判斷檢查對象11的品質(zhì)的檢查設(shè)備40。(檢查設(shè)備40的結(jié)構(gòu))圖13是示出了檢查設(shè)備40的示意性示圖。如圖13所示，檢查設(shè)備40包括其上安裝檢查對象11的安裝臺41，在CTZ方向上移動安裝臺41的XYZ工作臺44，以及測量檢查對象11的單元結(jié)構(gòu)10的阻抗的阻抗測量部分45。檢查設(shè)備40還包括總體地控制檢查設(shè)備40的控制器47和存儲控制器的控制所必須的各種程序的存儲器48。XYZ工作臺44包括使安裝臺41豎直移動的升降機(jī)構(gòu)42以及使升降機(jī)構(gòu)42在XY 方向上移動的XY工作臺43。碎語升降機(jī)構(gòu)42和XY工作臺43，使用了流體壓力缸、齒輪齒條、皮帶和鏈、滾珠絲杠等。阻抗測量部分45包括四個端子(CE，REl，TO，RE^。探針46連接到四個端子。探針46每個均通過固定部件(未示出)固定在預(yù)定位置處。使用能夠自由地掃描頻率的阻抗測量裝置、能夠在若干固定測量頻率處測量阻抗Z的LCR表等作為阻抗測量部分45?？刂破?7例如是CPU，并且根據(jù)存儲在存儲器48中的程序執(zhí)行預(yù)定的處理。例如，控制器47驅(qū)動XYZ工作臺44或者基于由阻抗測量部分45所測量的檢查對象11的阻抗Z判斷檢查對象11的品質(zhì)。(操作說明)下面，將描述檢查設(shè)備40的操作。首先，檢查設(shè)備40的控制器47驅(qū)動XY工作臺43以在XY方向上移動安裝臺41， 并且將安裝臺41移動到檢查對象11 (經(jīng)過了電極工序的染料敏化太陽能電池100)的獲取位置。然后，檢查設(shè)備40從供給設(shè)備(未示出)接收檢查對象11并且將其安裝在安裝臺 41上。下面，控制器47驅(qū)動XY工作臺43以在XY方向上移動安裝臺41并且將檢查對象 11移動到阻抗Z的測量位置。下面，控制器47驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)并且將安裝臺41向上移動。 因此，與阻抗測量部分45的四個端子連接的探針46與單元結(jié)構(gòu)10的透明電極層1接觸。此時，連接到CE端子和REl端子的探針46與一個透明電極層1接觸，并且連接到 TO端子和RE2端子的探針46與另一個透明電極層1接觸。然后，通過四端法以預(yù)定頻率測量單元結(jié)構(gòu)10的阻抗Z。應(yīng)該注意的是，對于探針46與單元結(jié)構(gòu)10的透明電極層1的接觸，可以使用豎直移動探針46的方法來代替豎直移動安裝臺41的方法?；蛘撸梢允褂秘Q直移動安裝臺41 和探針46兩者的方法。在測量了阻抗Z以后，控制器47計算所測量的阻抗Z和標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'之間的差(見圖7和圖12)。然后，當(dāng)上述差值等于或小于預(yù)定閾值時，控制器47判斷檢查對象11是無缺陷產(chǎn)品，即，在檢查對象11中沒有發(fā)生在印刷中的位置偏移、短路等。當(dāng)判斷為無缺陷產(chǎn)品時，控制器47驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)42和XY工作臺43，并且將檢查對象11傳遞到在下面的染料吸附工序中執(zhí)行染料吸附處理的染料吸附設(shè)備上。另一方面，當(dāng)上述差值超過了預(yù)定閾值時，控制器47判斷檢查對象11是缺陷產(chǎn)品，即，在檢查對象11中發(fā)生了在印刷中的位置偏移、短路等。在這種情況下，控制器47驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)42和XY工作臺43并且丟棄檢查對象11。當(dāng)判斷結(jié)束時，控制器47將判斷結(jié)果存儲在存儲器48中并且將安裝臺41再次移動到檢查對象11的移交位置。由于在檢查設(shè)備40中能夠自動地檢查檢查對象11的品質(zhì)，因此能夠容易地執(zhí)行檢查對象11的100%檢查。在上述示例中，已描述了基于由阻抗測量部分45所測量的阻抗Z與標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z' 之間的差來判斷檢查對象11的品質(zhì)的情況。然而，用于檢查對象11的品質(zhì)判斷方法不限于此。如上所述，在第二實施例的修改示例中，可以基于在兩個或者多個不同頻率處測量的檢查對象11的阻抗Z來判斷檢查對象11的品質(zhì)。在這種情況下，控制器47控制阻抗測量部分45，在兩個不同的頻率處，測量安裝在安裝臺41上的檢查對象11的阻抗Z，并且計算這兩個阻抗Z之間的差。然后，當(dāng)兩個所測量的阻抗Z之間的差等于或大于預(yù)定閾值時，控制器47判斷檢查對象11是無缺陷產(chǎn)品， 即沒有發(fā)生短路。在這種情況下，控制器47驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)42和XY工作臺43，并且將檢查對象11傳遞到在下面的染料吸附工序中執(zhí)行染料吸附處理的染料吸附設(shè)備上。另一方面，當(dāng)上述差值小于預(yù)定閾值時，控制器47判斷檢查對象11是缺陷產(chǎn)品， 即，發(fā)生了短路。在這種情況下，控制器47驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)42和XY工作臺43并且丟棄檢查對象11?！吹谒膶嵤├迪旅?，將描述本公開的第四實施例。上述實施例已經(jīng)描述了在生產(chǎn)過程中檢查具有單片結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽能電池 100的品質(zhì)的方法。另一方面，第四實施例描述了在生產(chǎn)過程中檢查具有例如Z型、W型結(jié)構(gòu)或面向型結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽能電池200的品質(zhì)的方法。應(yīng)該注意的是，Z型、W型或面向型結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽能電池200中，作為代表將描述檢查Z型染料敏化太陽能電池200的品質(zhì)的方法。(染料敏化太陽能電池200的結(jié)構(gòu))圖14是Z型染料敏化太陽能電池200的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖14所示，Z型染料敏化太陽能電池200包括透明襯底221，對襯底222，插入在透明襯底221和對襯底222之間的多個單元210，以及用于將單元210隔開的壁部205。多個單元210各個均具有在一個方向(Y軸方向)上拉長的長方體形狀并且在X 軸方向上以串聯(lián)的方式電連接。單元210各個均包括形成在透明襯底221上的透明電極層 201，形成在透明電極層201上的多孔半導(dǎo)體層202，以及在與多孔半導(dǎo)體層202相對的位置處在對襯底222上形成的對電極204。單元210各個均具有內(nèi)部含有氧化還原對的電解液。透明電極層201通過設(shè)置在各個壁部205內(nèi)部的導(dǎo)電部件206與相鄰單元210的對電極204電連接。結(jié)果，多個單元210以串聯(lián)的方式電連接。(用于染料敏化太陽能電池200的生產(chǎn)方法和檢查方法)圖15是示出了包括了本實施例的檢查方法的Z型染料敏化太陽能電池200的生產(chǎn)過程的流程圖。(電極工序)在電極工序中，在透明襯底221的整個表面上形成透明電極層201并且之后通過刻蝕形成條紋狀圖案。接下來，通過絲網(wǎng)印刷在透明電極層201上印刷多孔半導(dǎo)體層202 并且將其臨時干燥。其后，燒結(jié)多孔半導(dǎo)體層202。 然后，通過絲網(wǎng)印刷在對襯底222上形成對電極204，臨時干燥并且燒結(jié)。其后，在對電極204上形成在內(nèi)部具有導(dǎo)電部件206的壁部205。應(yīng)該注意的是，在關(guān)于第四實施例的描述中，將在透明襯底221上形成一個或多個透明電極層201和多孔半導(dǎo)體層202之后的染料敏化太陽能電池200稱為檢查對象 211(見圖 16)。(電極檢查工序)圖16是用于說明根據(jù)本公開的第四實施例的檢查方法的示意性示圖。如圖16所示，檢查對象211包括透明襯底221和(一個或多個)透明電極層 201 (無敏化染料)以及形成在透明襯底221上的多孔半導(dǎo)體層202。在電極檢查工序中，由操作者以一定的間隔(例如，每100個檢查1個)隨機(jī)地檢查檢查對象211。操作者對導(dǎo)體52施加力并且使導(dǎo)體52與多孔半導(dǎo)體層202接觸，其中導(dǎo)體52由諸如鋁和銅之類的金屬形成并且由彈簧53支撐。然后，操作者使與阻抗測量裝置30的CE 端子和REl端子連接的探針46與導(dǎo)體52接觸，并且使與阻抗測量裝置30的TO端子和RE2 端子連接的探針46與透明電極層201接觸。結(jié)果，透明電極層201和導(dǎo)體52之間的阻抗 Z被測量。導(dǎo)體52與多孔半導(dǎo)體層202接觸的狀態(tài)能夠看作為，由多孔半導(dǎo)體層202構(gòu)成的介電體插入在透明電極層201和導(dǎo)體52之間的平板式電容器。因此，變得可以進(jìn)行與在第一實施例中描述的染料敏化太陽能電池100相同的品質(zhì)檢查。操作者判斷所測量的阻抗Z與標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'(通過使導(dǎo)體52與作為無缺陷產(chǎn)品的檢查對象211的多孔半導(dǎo)體層202接觸所測量的阻抗)之間的差是否等于或小于預(yù)定閾值。當(dāng)上述差值等于或小于預(yù)定閾值時，操作者判斷檢查對象211是無缺陷產(chǎn)品。應(yīng)該注意的是，在第四實施例中，因為該檢查是由于導(dǎo)體52與多孔半導(dǎo)體層202接觸而導(dǎo)致的破壞性檢測，所以即使檢查對象211是無缺陷產(chǎn)品也要被丟棄而不傳遞到后續(xù)的工序上。
另一方面，當(dāng)上述差值超過了預(yù)定閾值時，操作者判斷檢查對象211是缺陷產(chǎn)品。 然后，操作者分析造成缺陷的原因并且將其反饋到前面的工序(電極工序)。丟棄被判斷為缺陷產(chǎn)品的檢查對象211。第四實施例具有與第一實施例相同的效果。具體而言，由于能夠在染料敏化太陽能電池200的生產(chǎn)過程中判斷檢查對象211的品質(zhì)，因此變得可以在生產(chǎn)過程中迅速地反饋到前面的工序。結(jié)果，能夠抑制由于工藝波動而導(dǎo)致的缺陷產(chǎn)品的產(chǎn)生。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)成本的削減。(染料吸附工序至最終檢查工序)回到圖15，在染料吸附工序中，將檢查對象211浸入在染料溶液中。結(jié)果，敏化染料由多孔半導(dǎo)體層202的微小粒子支撐。在下面的組裝工序中，將透明襯底221側(cè)和對襯底222側(cè)連接。在下面的電解液注入工序中，經(jīng)由入口(未示出)注入含有氧化還原對的電解液。其后，將開口密封。在下面的最終檢查工序中，通過太陽光、由太陽能模擬器等產(chǎn)生的偽太陽光等檢查染料敏化太陽能電池200(完成品)的光電轉(zhuǎn)換特性等。對于用于Z型染料敏化太陽能電池200的品質(zhì)檢查方法，已給出了上述說明。然而，能夠通過與上述方法相同的方法在生產(chǎn)過程中檢查諸如W型和面向型之類的其他類型的染料敏化太陽能電池200的品質(zhì)。(檢查設(shè)備)雖然在上面的示例中已描述了由操作者進(jìn)行的用于檢查對象211的品質(zhì)檢查方法，但是可以通過檢查設(shè)備60自動地檢查檢查對象211的品質(zhì)。圖17是示出了檢查設(shè)備60的示例性示圖。除了使用了導(dǎo)體52并且與阻抗測量部分45的CE端子和REl端子連接的探針46 與導(dǎo)體52接觸以外，檢查設(shè)備60具有與在第三實施例中所描述的檢查設(shè)備40(見圖13) 相同的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)體52和探針46通過固定部件(未示出)固定在預(yù)定位置處。檢查設(shè)備60的控制器47驅(qū)動XY工作臺43以在XY方向上移動安裝臺41，并且將其移動到檢查對象211的獲取位置。然后，從供給設(shè)備(未示出)接收檢查對象211。這里， 供給設(shè)備以一定的間隔(例如，每100個中的一個)將檢查對象211傳遞到檢查設(shè)備60。接下來，控制器47驅(qū)動XY工作臺43以在XY方向上移動安裝臺41并且將檢查對象211移動到阻抗Z的測量位置。然后，控制器47驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)42并且向上移動安裝臺 41。當(dāng)安裝臺41被向上移動時，導(dǎo)體52的底面與多孔半導(dǎo)體層202的上表面接觸。而且，與阻抗測量部分45的TO端子和RE2端子連接的探針46與透明電極層201接觸。下面，控制器47控制阻抗測量部分45并且測量檢查對象211的透明電極層201 與導(dǎo)體52之間的阻抗Z?？刂破?7計算所測量的阻抗Z與標(biāo)準(zhǔn)阻抗Z'之間的差值并且判定該差值是否等于或小于預(yù)定閾值。當(dāng)所述差值等于或小于預(yù)定閾值時，控制器47判斷檢查對象211是無缺陷產(chǎn)品，S卩，在檢查對象211中沒有發(fā)生印刷偏差等。另一方面，當(dāng)所述差值超過了預(yù)定閾值時，控制器47判斷檢查對象211是缺陷產(chǎn)品，S卩，在檢查對象211中發(fā)生了印刷偏差等。
判斷完成之后，控制器47將判斷結(jié)果存儲在存儲器48中。然后，控制器47驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)42和XY工作臺43，并且無論檢查對象211的品質(zhì)如何都丟棄檢查對象211。通過如圖17所示的檢查設(shè)備60，能夠在生產(chǎn)過程中自動地檢查Z型、W型和面向型染料敏化太陽能電池200的品質(zhì)。<修改示例>在上述描述中，已經(jīng)給出了通過基于檢查對象11和211的阻抗Z檢查諸如印刷偏差和短路等缺陷來檢查檢查對象11的品質(zhì)的方法。另一方面，還存在如下方法，即，通過測量染料吸附工序之前的和染料吸附工序之后的檢查對象11和211的阻抗Z并且根據(jù)阻抗的變化量來判斷多孔半導(dǎo)體層2和202的染料吸附量、來檢查檢查對象11和211的品質(zhì)。在這種情況下，操作者還可以利用阻抗測量裝置30來測量染料吸附工序之前和之后的檢查對象11和211的阻抗Z，并且根據(jù)測量值的變化量來判斷檢查對象11和211的品質(zhì)?；蛘撸€可以利用檢查設(shè)備40和60來自動地測量檢查對象11和211的阻抗Z并且根據(jù)測量值的變化量來判斷檢查對象11和211的品質(zhì)。本公開包含涉及2010年8月17日在日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請JP 2010-182429中公開的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，只要在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計需求和其他因素作出各種修改、組合、子組合和變化。
權(quán)利要求
1.一種檢查方法，包括測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗，所述檢查對象包括一個或多個串聯(lián)連接的所述單元結(jié)構(gòu)，所述單元結(jié)構(gòu)各個均包括形成在襯底上的透明電極層、形成在所述透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層、形成在所述多孔半導(dǎo)體層上的多孔絕緣層以及形成在所述多孔絕緣層上的對電極層；以及基于所測量的所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗來判斷所述檢查對象的品質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查方法，其中對所述檢查對象的所述品質(zhì)的判斷包括將標(biāo)準(zhǔn)阻抗與所測量的所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗作比較，并且當(dāng)所述標(biāo)準(zhǔn)阻抗與所述阻抗之間的差等于或小于預(yù)定閾值時、判斷所述檢查對象是無缺陷產(chǎn)品，其中所述標(biāo)準(zhǔn)阻抗是作為品質(zhì)判斷基準(zhǔn)的所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查方法，其中所述阻抗的測量包括利用兩個或更多個不同的頻率測量所述單元結(jié)構(gòu)的兩個或更多個所述阻抗，并且其中對所述檢查對象的所述品質(zhì)的判斷包括，當(dāng)所測量的所述兩個或更多個所述阻抗之間的差等于或大于預(yù)定閾值時、判斷所述檢查對象是無缺陷產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢查方法，其中所述阻抗的測量包括利用大于等于IOHz的頻率測量所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢查方法，其中所述阻抗的測量包括利用大于等于IkHz的頻率測量所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢查方法，其中所述阻抗的測量包括利用大于等于IkHz并且小于等于IMHz的頻率測量所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢查方法，其中所述阻抗的測量包括利用大于等于IkHz并且小于等于IOOkHz的頻率測量所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗。
8.一種檢查方法，包括使導(dǎo)體與檢查對象的多孔半導(dǎo)體層接觸，所述檢查對象包括形成在襯底上的透明電極層以及形成在所述透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層；測量所述透明電極層與所述導(dǎo)體之間的阻抗；以及基于所測量的所述透明電極層與所述導(dǎo)體之間的所述阻抗來判斷所述檢查對象的品質(zhì)。
9.一種檢查設(shè)備，包括測量部分，所述測量部分配置成測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗，所述檢查對象包括一個或多個串聯(lián)連接的所述單元結(jié)構(gòu)，所述單元結(jié)構(gòu)各個均包括形成在襯底上的透明電極層、形成在所述透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層、形成在所述多孔半導(dǎo)體層上的多孔絕緣層以及形成在所述多孔絕緣層上的對電極層；以及控制器，所述控制器配置成基于所測量的所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗來判斷所述檢查對象的品質(zhì)。
10.一種檢查設(shè)備，包括導(dǎo)體，所述導(dǎo)體與檢查對象的多孔半導(dǎo)體層接觸，所述檢查對象包括形成在襯底上的透明電極層以及形成在所述透明電極層上的所述多孔半導(dǎo)體層；測量部分，所述測量部分配置成在所述導(dǎo)體與所述多孔半導(dǎo)體層接觸的狀態(tài)下測量所述透明電極層與所述導(dǎo)體之間的阻抗；以及控制器，所述控制器配置成基于所測量的所述透明電極層與所述導(dǎo)體之間的所述阻抗來判斷所述檢查對象的品質(zhì)。
11.一種檢查方法，包括通過檢查設(shè)備的測量部分測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗，所述檢查對象包括一個或多個串聯(lián)連接的所述單元結(jié)構(gòu)，所述單元結(jié)構(gòu)各個均包括形成在襯底上的透明電極層、形成在所述透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層、形成在所述多孔半導(dǎo)體層上的多孔絕緣層以及形成在所述多孔絕緣層上的對電極層；以及通過所述檢查設(shè)備的控制器基于所測量的所述單元結(jié)構(gòu)的所述阻抗來判斷所述檢查對象的品質(zhì)。
12.—種檢查方法，包括通過檢查設(shè)備的測量部分在導(dǎo)體與檢查對象的多孔半導(dǎo)體層接觸的狀態(tài)下測量透明電極層和所述導(dǎo)體之間的阻抗，所述檢查對象包括形成在襯底上的所述透明電極層以及形成在所述透明電極層上的所述多孔半導(dǎo)體層；通過所述檢查設(shè)備的控制器基于所測量的所述透明電極層與所述導(dǎo)體之間的所述阻抗來判斷所述檢查對象的品質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢查方法和檢查設(shè)備，該檢查方法包括測量檢查對象的單元結(jié)構(gòu)的阻抗，所述檢查對象包括一個或多個串聯(lián)連接的單元結(jié)構(gòu)，所述單元結(jié)構(gòu)各個均包括形成在襯底上的透明電極層、形成在透明電極層上的多孔半導(dǎo)體層、形成在多孔半導(dǎo)體層上的多孔絕緣層以及形成在多孔絕緣層上的對電極層；以及基于所測量的單元結(jié)構(gòu)的阻抗判斷檢查對象的品質(zhì)。
文檔編號G01R31/36GK102401882SQ20111023552
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者山崎洋, 真貝信行 申請人:索尼公司