專利名稱:有機系太陽能電池模塊及有機系太陽能電池面板的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及具有設計性的有機系太陽能電池模塊及有機系太陽能電池面板。
背景技術:
以往,通常太陽能電池的受光面是由I種顏色來構成。近年來,對太陽能電池模塊及太陽能電池面板的開發(fā)正在積極地進行,基于設計性的提高、與景觀的和諧等目的,嘗試顯示文字、標識、圖形、花紋等,使之具有設計性。
例如,在色素敏化太陽能電池模塊中,開發(fā)出如下的技術,即,使多孔氧化物半導體層擔載不同種類的色素而制作具有2種以上顏色的單元太陽能電池元件。通過將該具有 2種以上顏色的單元太陽能電池元件以形成特定的文字、標識、圖形的圖案的方式排成馬賽克狀,而使之具有設計性(參照專利文獻I)。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻I :日本特開2006-179380號公報發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的問題
在有機系太陽能電池模塊及有機系太陽能電池面板中,通過在同一基板上使用吸收波長區(qū)域不同的多種有機材料形成多種光電轉換層,將這些多種光電轉換層以顯示文字、標識、圖形、花紋等任意的圖案的方式配置,就可以形成設計性優(yōu)異的產(chǎn)品。
此種有機系太陽能電池模塊及有機系太陽能電池面板中,形成在同一基板上的相面對的電極間將多種光電轉換層平面地排列而夾持的構成,可以作為多個太陽能電池單元并聯(lián)的等效電路來處置。這些太陽能電池單元中,因各光電轉換層中所用的有機材料的氧化還原電位不同,而使作為太陽能電池的電流-電壓特性不同。
太陽能電池具有固有的電流-電壓特性,作為電流-電壓特性曲線上的坐標、并且相當于電壓/電流的值與外部負載的電阻值一致的坐標的電流及電壓成為工作電流及工作電壓。在有機薄膜太陽能電池的情況下,在將多個太陽能電池單元并聯(lián)的太陽能電池模塊中,作為太陽能電池模塊的電流-電壓特性曲線上的坐標、并且相當于電壓/電流的值與外部負載的電阻值一致的坐標的電壓是太陽能電池模塊的工作電壓。此外,在各太陽能電池單元的電流-電壓特性曲線上的坐標中,太陽能電池模塊的工作電壓時的電流是各太陽能電池單元的工作電流。由此,在將電流-電壓特性不同的多種太陽能電池單元并聯(lián)的情況下,具有不同的電流-電壓特性的太陽能電池單元中,相對于相同外部負載的電阻值,太陽能電池模塊的工作電壓時的太陽能電池單元的工作電流就會不一致。
所以,在電流-電壓特性不同的多種太陽能電池單元并聯(lián)的情況下,在某個外部電阻時的太陽能電池模塊的工作電壓下,因太陽能電池單元的工作電流不一致,而會有引起在某種太陽能電池單元中沿正方向流過電流、在其他種類的太陽能電池單元中沿反方向流過電流的問題的情況。該情況下,因存在沿反方向流過電流的太陽能電池單元,沿正方向流過電流的太陽能電池單元的工作電流減少,從而會有太陽能電池模塊整體的輸出特性降低的問題。另外,因沿反方向流過電流,還會有發(fā)熱·著火的危險、或導致短路破壞的可能性。
此外,在電流-電壓特性不同的多種太陽能電池單元并聯(lián)的情況下,因電流-電壓特性不同的太陽能電池單元相互干擾,而會有太陽能電池性能劣化的問題。
用于解決問題的手段
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的,其主要目的在于,提供使用吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換層提高設計性、并且可以穩(wěn)定地顯示出良好的太陽能電池性能的有機系太陽能電池模塊及有機系太陽能電池面板。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種有機系太陽能電池模塊,具有透明基板;透明電極層,其形成于所述透明基板上;光電轉換層,其以圖案狀形成于所述透明電極層上并具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部;多個背面電極層,其分別形成于所述光電 轉換部上;絕緣層,其形成為覆蓋所述多個背面電極層并針對每個所述光電轉換部具有開口部; 以及多根集電配線,其形成于所述絕緣層上,并配置為針對每種所述光電轉換部,集電配線與位于所述絕緣層的開口部處的所述背面電極層連接。
根據(jù)本發(fā)明,由于具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部,因此通過將這些多種光電轉換部以顯示出文字、標識、圖形、花紋等任意的圖案的方式配置,就可以形成設計性優(yōu)異的產(chǎn)品。另外,根據(jù)本發(fā)明,由于在針對每個光電轉換部在背面電極層上形成具有開口部的絕緣層,并針對每種光電轉換部按照與位于絕緣層的開口部處的背面電極層連接的方式配置多根集電配線,因此每種光電轉換部都可以向外部電路輸出電力,從而可以穩(wěn)定地發(fā)揮太陽能電池特性。
在上述發(fā)明中,優(yōu)選上述光電轉換層具有多個同一種類的上述光電轉換部,將上述絕緣層的開口部配置為可以將形成于上述同一種類的光電轉換部上的上述背面電極層之間利用上述集電配線連接,將上述集電配線配置為將位于設在上述同一種類的光電轉換部上的上述絕緣層的開口部處的上述背面電極層之間連接。在光電轉換層具有同一種類的光電轉換部的情況下,通過設為此種構成,每種光電轉換部都可以向外部電路輸出電力。
在上述的情況下,優(yōu)選將上述光電轉換部規(guī)則地排列,將上述絕緣層的開口部配置為針對每種上述光電轉換部在上述光電轉換部內的位置一致,將上述多根集電配線以條紋狀排列。這是因為,絕緣層的開口部及集電配線的設計會變得容易。
另外,本發(fā)明中,優(yōu)選上述有機系太陽能電池模塊為有機薄膜太陽能電池模塊或色素敏化型太陽能電池模塊。這是因為,通過使光電轉換部為具有多彩的配色的有機薄膜太陽能電池模塊或色素敏化型太陽能電池模塊,就可以形成設計性優(yōu)異的有機系太陽能電池模塊。
此外,本發(fā)明還提供一種有機系太陽能電池面板,其特征在于,具有上述的有機系太陽能電池模塊、和針對上述有機系太陽能電池模塊的每種光電轉換部,與集電配線連接的多個電壓轉換部。
根據(jù)本發(fā)明,由于具有上述的有機系太陽能電池模塊,因此可以形成設計性優(yōu)異的產(chǎn)品,并且每種光電轉換部都可以向外部電路輸出電力,從而可以穩(wěn)定地發(fā)揮太陽能電池特性。
發(fā)明效果
本發(fā)明起到如下的效果,S卩,可以實現(xiàn)設計性優(yōu)異、附加有能夠用于宣傳或廣告等中的各種顯示功能的多功能的有機系太陽能電池模塊。另外,還起到如下的效果,即,在具備具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部的光電轉換層的有機系太陽能電池模塊中,可以穩(wěn)定地發(fā)揮太陽能電池特性。
圖I是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的一例的概略俯視圖。
圖2是圖I的A-A線剖面圖及B-B線剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的光電轉換層的一例的概略俯視圖。
圖4是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的背面電極層的一例的概略俯視圖。
圖5是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的絕緣層的一例的概略俯視圖。
圖6是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的其他例子的概略俯視圖及剖面圖?!?br>
圖7是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的其他例子的概略俯視圖及剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的光電轉換層及背面電極層的其他例子的概略俯視圖。
圖9是表示本發(fā)明的有機薄膜太陽能電池模塊的一例的概略剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的其他例子的概略剖面圖。
圖11是表不本發(fā)明的有機系太陽能電池面板的一例的不意圖。
其中,I...有機系太陽能電池模塊,2...透明基板,3...透明電極層,4...光電轉換層,4a...第一光電轉換部,4b...第二光電轉換部,4c...第三光電轉換部,5...背面電極層,6...絕緣層,7a...第一光電轉換部用集電配線,7b...第二光電轉換部用集電配線,7c...第三光電轉換部用集電配線,10...開口部,IOa...第一光電轉換部用開口部, IOb...第二光電轉換部用開口部,IOc...第三光電轉換部用開口部,11...空穴取出層, 12...電子取出層,20...有機系太陽能電池面板具體實施方式
下面,對本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊及有機系太陽能電池面板進行詳細說明。
I.有機系太陽能電池模塊
本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的特征在于,透明基板;透明電極層,其形成于所述透明基板上;光電轉換層,其以圖案狀形成于所述透明電極層上并具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部;多個背面電極層,其分別形成于所述光電轉換部上;絕緣層,其形成為覆蓋所述多個背面電極層并針對每個所述光電轉換部具有開口部;以及多根集電配線, 其形成于所述絕緣層上,并配置為針對每種所述光電轉換部與位于所述絕緣層的開口部處的所述背面電極層連接。
在參照附圖的同時,對本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊進行說明。
圖I是表不本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的一例的概略俯視圖,圖2(a)是圖I的A-A線剖面圖,圖2(b)是圖I的B-B線剖面圖。圖I及圖2(a)、(b)中所示的有機系太陽能電池模塊I具有透明基板2 ;透明電極層3,其形成于透明基板2上;光電轉換層4,其以圖案狀形成于透明電極層3上,具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部(4a、4b、4c);多個背面電極層5,其分別形成于光電轉換部(4a、4b、4c)上;絕緣層6,其覆蓋多個背面電極層5地形成,針對每個光電轉換部(4a、4b、4c)具有開口部(10a、10b、10c);和多根集電配線(7a、7b、7c),其形成于絕緣層6上,針對每種光電轉換部(4a、4b、4c)與位于絕緣層6的開口部(10a、10b、10c)處的背面電極層5連接地配置。而且,圖I中,省略了背面電極層, 以虛線表示光電轉換部。
如圖3所示,光電轉換層4具有吸收波長區(qū)域不同的3種第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b及第三光電轉換部4c,各光電轉換部(4a、4b、4c)被規(guī)則地排列,第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b及第三光電轉換部4c以顯不出任意的圖樣的方式配置。
如圖4中例示所示,背面電極層5分別形成于光電轉換部(4a、4b、4c)上。
如圖5所示,絕緣層6針對每個光電轉換部(4a、4b、4c)具有開口部10,如圖I、圖 2(a)及圖5所不,在第一光電轉換部4a上配置有第一光電轉換部用開口部IOa,在第二光電轉換部4b上配置有第二光電轉換部用開口部10b,在第三光電轉換部4c上配置有第三光電轉換部用開口部10c。這些絕緣層的開口部(10a、10b、10c)以針對每種光電轉換部在光電轉換部內的位置一致的方式配置,圖I、圖2 (a)及圖5中,在第一光電轉換部4a中以將正方形的左側部分開口的方式配置長方形的第一光電轉換部用開口部10a,在第二光電轉換部4b中以將正方形的右側部分開口的方式配置長方形的第二光電轉換部用開口部10b,在第三光電轉換部4c中以將正方形的中央部分開口的方式配置長方形的第三光電轉換部用開口部10c。而且,圖5中,以虛線表示光電轉換部。
集電配線(7a、7b、7c)以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的方式配置,在圖I及圖2(a)中,在第一光電轉換部4a中,以將位于設在縱向一列的第一光電轉換部4a上的第一光電轉換部用開口部IOa處的背面電極層5之間連接的方式,配置第一光電轉換部用集電配線7a,在第二光電轉換部4b中,以將位于設在縱向一列的第二光電轉換部4b上的第二光電轉換部用開口部IOb處的背面電極層5之間連接的方式,配置第二光電轉換部用集電配線7b,在第三光電轉換部4c中,以將位于設在縱向一列的第三光電轉換部4c上的第三光電轉換部用開口部IOc處的背面電極層5之間連接的方式,配置第三光電轉換部用集電配線7c。這樣,如圖I所示,在光電轉換部(4a、4b、4c)的每個縱向一列中,在光電轉換部(4a、4b、4c)上以條紋狀配置有與光電轉換部的種類(圖I中是3種)相同數(shù)目(圖I中是3根)集電配線(7a、7b、7c)。
由于光電轉換部吸收的光與透過的光彼此處于互補色關系,因此如果光電轉換部的吸收波長區(qū)域不同,則透過波長區(qū)域不同,所觀察到的顏色不同。所以,在圖I及圖2(a)、 (b)中所示的有機系太陽能電池模塊I中,在受光面(透明基板2側)可以顯示如圖3所示的由多種光電轉換部(4a、4b、4c)構成的任意的圖樣,從而可以形成色彩豐富的有機系太陽能電池,可以形成設計性優(yōu)異的產(chǎn)品。另外,每種光電轉換部(4a、4b、4c)都可以向外部電路輸出電力。
圖6(a)、(b)是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的其他例子的概略俯視圖及剖面圖,圖6(b)是圖6(a)的C-C線剖面圖。圖6(a)、(b)所示的有機系太陽能電池模塊I具有透明基板2 ;透明電極層3,其形成于透明基板2上;光電轉換層4,其以圖案狀形成于透明電極層3上,具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部(4a、4b、4c);多個背面電極層 5,其分別形成于光電轉換部(4a、4b、4c)上;絕緣層6,其覆蓋多個背面電極層5地形成,針對每個光電轉換部(4a、4b、4c)具有開口部(IOaUObUOc);和多根集電配線(7a、7b、7c), 其形成于絕緣層6上,針對每種光電轉換部(4a、4b、4c)與位于絕緣層6的的開口部(10a、 IObUOc)處的背面電極層5連接地配置。而且,圖6(a)中,省略了背面電極層,以虛線表示光電轉換部。
如圖3所示,光電轉換層4具有吸收波長區(qū)域不同的第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b、第三光電轉換部4c這3種,各光電轉換部(4a、4b、4c)規(guī)則地排列,第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b、第三光電轉換部4c以顯不出任意的圖樣的方式配置。
如圖4中例示,背面電極層5分別形成于光電轉換部(4a、4b、4c)上。
絕緣層6針對每個光電轉換部(4a、4b、4c)具有開口部(10a、10b、IOc),如圖 6(a)、(b)所不,在第一光電轉換部4a上配置有第一光電轉換部用開口部IOa,在第二光電轉換部4b上配置有第二光電轉換部用開口部10b,在第三光電轉換部4c上配置有第三光電轉換部用開口部10c。這些開口部(10a、10b、10c)以針對每個光電轉換部在光電轉換部內的位置一致的方式配置,各光電轉換部中以將正方形的中央部分開口的 方式配置有正方形的開口部(IOaUObUOc)。
集電配線(7a、7b、7c)以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的方式配置,第一光電轉換部4a中以將位于設在第一光電轉換部4a上的第一光電轉換部用開口部IOa處的全部的背面電極層5之間連接的方式配置有I 根第一光電轉換部用集電配線7a,第三光電轉換部4c中以將位于設在第三光電轉換部4c 上的第三光電轉換部用開口部IOc處的全部的背面電極層5之間連接的方式配置有I根第三光電轉換部用集電配線7c,第二光電轉換部4b中如下所示地配置2根第二光電轉換部用集電配線7b,S卩,對于配置在有機系太陽能電池模塊I的右側的第二光電轉換部4b,將位于其上的第二光電轉換部用開口部IOb處的背面電極層5之間連接,另外對于配置在有機系太陽能電池模塊I的左側的第二光電轉換部4b,將位于其上的第二光電轉換部用開口部 IOb處的背面電極層5之間連接。
圖6(a)、(b)所示的有機系太陽能電池模塊I中,也與圖I所示的有機系太陽能電池模塊I相同,在受光面(透明基板2側)可以顯示由如圖3所示的多種光電轉換部(4a、 4b,4c)構成的任意的圖樣,從而可以形成設計性優(yōu)異的產(chǎn)品。另外,每種光電轉換部(4a、 4b,4c)都可以向外部電路輸出電力。
圖7(a)、(b)是表示本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊的其他例子的概略俯視圖及剖面圖,圖7(b)是圖7(a)的D-D線剖面圖。圖7(a)、(b)所示的有機系太陽能電池模塊I 具有透明基板2 ;透明電極層3,其形成于透明基板2上;光電轉換層4,其以圖案狀形成于透明電極層3上,具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部(4a、4b);多個背面電極層5, 其分別形成于光電轉換部(4a、4b)上;絕緣層6,其覆蓋多個背面電極層5地形成,針對每個光電轉換部(4a、4b)具有開口部(10a、10b);和多根集電配線(7a、7b),其形成于絕緣層 6上,針對每種光電轉換部(4a、4b)與位于絕緣層6的開口部(IOaUOb)處的背面電極層5 連接地配置。而且,圖7(a)中,省略了背面電極層,以虛線表示光電轉換部。
如圖8(a)所示,光電轉換層4具有吸收波長區(qū)域不同的第一光電轉換部4a及第二光電轉換部4b這2種,第一光電轉換部4a及第二光電轉換部4b以顯示出文字“A”的方式配置。
如圖8(b)中例示所示,背面電極層5分別形成于光電轉換部(4a、4b)上。
如圖7 (a)、(b)所示,絕緣層6針對每個光電轉換部(4a、4b)具有開口部(10a、 10b),在第一光電轉換層4a上配置有第一光電轉換部用開口部10a,在第二光電轉換層4b 上配置有第二光電轉換部用開口部10b。
如圖7(a)、(b)所示,針對每種光電轉換部以與位于絕緣層的開口部處的背面電極層連接的方式配置有集電配線(7a、7b),第一光電轉換部4a中以與位于設在第一光電轉換部4a上的第一光電轉換部用開口部IOa處的背面電極層5連接的方式配置有第一光電轉換部用集電配線7a,第二光電轉換部4b中以將位于設在2個第二光電轉換部4b上的第二光電轉換部用開口部IOb處的背面電極層5之間連接的方式配置有第二光電轉換部用集電配線7b ο
如上所述,由于光電轉換部所吸收的光與所透過的光彼此處于互補色關系,因此如果光電轉換部的吸收波長區(qū)域不同,則透過波長區(qū)域不同,所顯示的顏色不同。所以,圖 7(a)、(b)所示的有機系太陽能電池模塊I中,可以在受光面(透明基板2側)以多樣的色彩顯示如圖8(a)所示的文字“A”,從而可以形成設計性優(yōu)異的產(chǎn)品。另外,每種光電轉換部 (4a、4b)都可以向外部電路輸出電力。
像這樣,在本發(fā)明中,通過將吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部以顯示文字、標識、圖形、花紋等任意的圖案的方式配置,就可以在受光面(透明基板側)以多樣的色彩顯示文字、標識、圖形、花紋等任意的圖案,可以賦予顯示功能。所以,就可以形成色彩豐富、具有顯示功能、設計性優(yōu)異的有機系太陽能電池模塊。
另外,由于在背面電極層上形成針對每個光電轉換部具有開口部的絕緣層,針對每種光電轉換部以與位于絕緣層的開口部處的背面電極層連接的方式配置有多根集電配線,因此可以在每種光電轉換部中向外部電路輸出電力,從而可以防止電流-電壓特性不同的太陽能電池單元相互干擾,穩(wěn)定地發(fā)揮太陽能電池特性。另外,還可以確保有機系太陽能電池模塊的安全性。
另外,在硅系太陽能電池中,由于帶隙被固定化,因此很難使用吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部來賦予設計性。與之不同,有機系太陽能電池中,通過利用光電轉換部中所用的有機材料的化學結構來附加、刪除、取代吸電子基、給電子基,可以調整吸收波長區(qū)域,可以賦予優(yōu)異的設計性。
作為本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊,只要是在光電轉換層中使用了有機材料的太陽能電池模塊,就沒有特別限定,然而具體來說,優(yōu)選有機薄膜太陽能電池模塊或色素敏化型太陽能電池模塊。下面,分為本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊為有機薄膜太陽能電池模塊的方式(以下稱作第一方式。)、和本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊為色素敏化型太陽能電池模塊的方式(以下稱作第二方式。)來分別進行說明。
A.第一方式
本發(fā)明的有機系太陽能電池模塊是有機薄膜太陽能電池模塊。
下面,對本方式的有機薄膜太陽能電池模塊的各構成進行說明。
I.絕緣層
本方式的絕緣層以將多個背面電極層覆蓋的方式形成,針對每個光電轉換部具有開口部。
而且,所謂“絕緣層針對每個光電轉換部具有開口部”是指,在構成光電轉換層的全部的光電轉換部上分別設有開口部。
作為絕緣層的開口部的配置,只要是針對每個光電轉換部設有開口部,以使與形成于不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置,就沒有特別限定,可以根據(jù)顯示所需的文字、標識、圖形、花紋等任意的圖案的光電轉換部的形狀、大小、配置等適當?shù)剡x擇。例如,既可以如圖I及圖6(a)所示規(guī)則地設置絕緣層的開口部(10a、10b、10c),也可以如圖7(a)所示不規(guī)則地設置絕緣層的開口部(IOaUOb)0
其中,在光電轉換層具有多個同一種類的光電轉換部的情況下,絕緣層的開口部優(yōu)選以將形成于同一種類的光電轉換部上的背面電極層之間利用集電配線連接的方式配置。例如在圖I及圖2(a)、(b)中,光電轉換層4分別具有多個第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b、第三光電轉換部4c,第一光電轉換部用開口部IOa以可以將形成于第一光電轉換部4a上的背面電極層5之間利用第一光電轉換部用集電配線7a連接的方式配置,第二光電轉換部用開口部IOb以可以將形成于第二光電轉換部4b上的背面電極層5之間利用第二光電轉換部用集電配線7b連接的方式配置,第三光電轉換·部用開口部IOc以可以將形成于第三光電轉換部4c上的背面電極層5之間利用第三光電轉換部用集電配線7c連接的方式配置。圖6(a)、(b)中也是,光電轉換層4分別具有多個第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b、第三光電轉換部4c,第一光電轉換部用開口部IOa以可以將形成于第一光電轉換部4a上的背面電極層5之間利用第一光電轉換部用集電配線7a連接的方式配置,第二光電轉換部用開口部IOb以可以將形成于第二光電轉換部4b上的背面電極層5之間利用第二光電轉換部用集電配線7b連接的方式配置,第三光電轉換部用開口部IOc以可以將形成于第三光電轉換部4c上的背面電極層5之間利用第三光電轉換部用集電配線7c連接的方式配置。另外,例如在圖7(a)、(b)中,光電轉換層4具有多個第二光電轉換部4b,第二光電轉換部用開口部IOb以可以將形成于第二光電轉換部4b上的背面電極層5之間利用第二光電轉換部用集電配線7b連接 的方式配置。像這樣,通過以可以將形成于同一種類的光電轉換部上的背面電極層之間利用集電配線連接的方式配置絕緣層的開口部,每種光電轉換部就都可以向外部電路輸出電力。
在上述的情況下,作為絕緣層的開口部的配置,只要是以可以將形成于同一種類的光電轉換部上的背面電極層之間利用集電配線連接的方式配置絕緣層的開口部,使與形成于不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置絕緣層的開口部,就沒有特別限定。例如,既可以如圖I所示針對每種光電轉換部(4a、4b、4c)規(guī)則地設置絕緣層的開口部(10a、10b、10c),也可以如圖6 (a)所示針對每種光電轉換部(4a、 4b,4c)規(guī)則地設置絕緣層的開口部(10a、10b、10c),還可以如圖7(a)所示不規(guī)則地設置絕緣層的開口部(IOaUOb)0
另外,在光電轉換層具有多個同一種類的光電轉換部的情況下,且在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,作為絕緣層的開口部的配置,如上所述,只要是以可以將形成于同一種類的光電轉換部上的背面電極層之間利用集電配線連接的方式配置絕緣層的開口部,使與形成于不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置絕緣層的開口部,就沒有特別限定。例如,也可以如圖I所示,以針對每種光電轉換部(4a、 4b,4c)在光電轉換部(4a、4b、4c)內的位置一致的方式配置絕緣層的開口部(10a、10b、 10c)。圖I中,第一光電轉換部4a中以將正方形的左側部分開口的方式配置有長方形的第一光電轉換部用開口部10a,第二光電轉換部4b中以將正方形的右側部分開口的方式配置有長方形的第二光電轉換部用開口部10b,第三光電轉換部4c中以將正方形的中央部分開口的方式配置有長方形的第三光電轉換部用開口部10c。另外,例如也可以如圖6(a)所示, 以針對每種光電轉換部(4a、4b、4c)在光電轉換部(4a、4b、4c)內的位置的一致方式配置有絕緣層的開口部(10a、10b、10c)。圖6中,以在所有的光電轉換部(4a、4b、4c)中將正方形的中央部分開口的方式配置有正方形的開口部(10a、10b、10c)。
其中,在規(guī)則地排列有光電轉換部的情況下,優(yōu)選以針對每種光電轉換部在光電轉換部內的位置一致的方式配置絕緣層的開口部。該情況下,特別是,優(yōu)選將絕緣層的開口部配置于將光電轉換部沿與集電配線的長度方向垂直的方向分割為與光電轉換部的種類相同數(shù)目的區(qū)域時的一個區(qū)域內,此外,更優(yōu)選以成為將光電轉換部沿與集電配線的長度方向垂直的方向分割為與光電轉換部的種類相同數(shù)目的區(qū)域時的一個區(qū)域的方式配置。例如,在圖I中,光電轉換層4具有3種光電轉換部(4a、4b、4c),絕緣層的開口部(10a、10b、 10c)以成為將各光電轉換部(4a、4b、4c)沿與集電配線(7a、7b、7c)的長度方向(圖I中是縱向)垂直的方向(圖I中是橫向)分割為三個區(qū)域時的一個區(qū)域的方式配置。通過將絕緣層的 開口部設為此種配置,就可以在每種光電轉換部中將集電配線以直線狀配置。從而, 使得絕緣層的開口部及集電配線的設計變得容易。
在將光電轉換部沿與集電配線的長度方向垂直的方向分割為與光電轉換部的種類相同數(shù)目的區(qū)域時,為了使絕緣層的開口部及集電配線的設計更加容易,優(yōu)選進行平均分割。
作為絕緣層的開口部的大小,只要是可以實現(xiàn)開口部在光電轉換部上的配置,可以實現(xiàn)位于絕緣層的開口部處的背面電極層與集電配線的電連接,可以以使與形成于不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置開口部,就沒有特別限定,可以根據(jù)絕緣層的開口部的配置、以及顯示所需的任意的圖案的光電轉換部的形狀、大小、配置等適當?shù)剡x擇。如果絕緣層的開口部大,則會有集電配線的配置變得困難的情況,如果絕緣層的開口部小,則雖然集電配線的配置變得容易,然而有可能使背面電極層及集電配線的電連接的可靠性降低。
對于絕緣層的開口部的大小,每個光電轉換部既可以相同也可以不同。例如在圖 I及圖6(a)中,絕緣層的開口部(10a、10b、10c)的大小在全部的光電轉換部(4a、4b、4c) 中都相同。另一方面,在圖7(a)中,絕緣層的開口部(IOaUOb)的大小在每個光電轉換部 (4a、4b)中不同。
其中,在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,絕緣層的開口部的大小優(yōu)選為與將光電轉換部沿與集電配線的長度方向垂直的方向分割為與光電轉換部的種類相同數(shù)目的區(qū)域時的一個區(qū)域的大小相同的程度,或者為上述一個區(qū)域的大小以下,特別是優(yōu)選為與上述一個區(qū)域的大小相同的程度。這是因為,通過如上所述地將絕緣層的開口部設為此種大小,就可以在每種光電轉換部中將集電配線以直線狀配置,絕緣層的開口部及集電配線的設計變得容易。
在將光電轉換部沿與集電配線的長度方向垂直的方向分割為與光電轉換部的種類相同數(shù)目的區(qū)域時,為了如上所述地使絕緣層的開口部及集電配線的設計更為容易,優(yōu)選進行平均分割。
作為絕緣層的開口部的形狀,沒有特別限定,例如可以設為矩形、多邊形、圓形等。
作為絕緣層中所用的材料,只要是具有絕緣性、可以形成具有所需的開口部的絕緣層的材料,就沒有特別限定,可以使用普通的絕緣材料。絕緣材料既可以具有透明性,也可以不具有透明性。作為絕緣材料,例如可以舉出聚酯、環(huán)氧樹脂、蜜胺樹脂、酚樹脂、聚氨酯、硅酮樹脂、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、卡多(cardo)樹脂等有機絕緣材料、以及氧化硅、氮化硅等無機絕緣材料。
作為絕緣層的形成方法,只要是可以形成具有所需的開口部的絕緣層的方法,就沒有特別限定,可以使用濕式法及干式法的任意一種,例如可以舉出凹版涂布、絲網(wǎng)印刷等印刷法、蒸鍍法、光刻法等。
作為絕緣層的膜厚,只要是可以借助絕緣層將背面電極層與集電配線絕緣的厚度,就沒有特別限定。
2.集電配線
本方式的集電配線形成于上述絕緣層上,針對每種光電轉換部以與位于絕緣層的開口部處的背面電極層連接的方式配置,形成有多根。
而且,所謂“集電配線針對每種光電轉換部以與位于絕緣層的開口部處的背面電極層連接的方式配置”是指,在絕緣層上至少形成有與光電轉換部的種類相同數(shù)目的集電配線,這些集電配線針對每種光電轉換部以與位于設在光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層連接的方式配置。
作為集電配線的配置,只要是將集電配線針對每種光電轉換部以與位于絕緣層的開口部處的背面電極層連接的方式配置,以使與形成于不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置,就沒有特別限定,可以根據(jù)顯示所需的任意的圖案的光電轉換部的形狀、大小、配置等、以及絕緣層的開口部的形狀、大小、配置等適當?shù)剡x擇。例如,既可以如圖I所示地將集電配線(7a、7b、7c)規(guī)則地配置,也可以如圖6(a) 及圖7(a)所示地將集電配線(7a、7b、7c或7a、7b)不規(guī)則地配置。
其中,在光電轉換層具有多個同一種類的光電轉換部的情況下,優(yōu)選將集電配線以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的方式配置。例如在圖I及圖2(a)、(b)中,光電轉換層4分別具有多個第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b、第三光電轉換部4c,將第一光電轉換部用集電配線7a以將位于設在第一光電轉換部4a上的第一光電轉換部用開口部IOa處的背面電極層5之間連接的方式配置, 將第二光電轉換部用集電配線7b以將位于設在第二光電轉換部4b上的第二光電轉換部用開口部IOb處的背面電極層5之間連接的方式配置,將第三光電轉換部用集電配線7c以將位于設在第三光電轉換部4c上的第三光電轉換部用開口部IOc處的背面電極層5之間連接的方式配置。圖6(a)、(b)中也是,光電轉換層4分別具有多個第一光電轉換部4a、第二光電轉換部4b、第三光電轉換部4c,將第一光電轉換部用集電配線7a以將位于設在第一光電轉換部4a上的第一光電轉換部用開口部IOa處的背面電極層5之間連接的方式配置,將第二光電轉換部用集電配線7b以將位于設在第二光電轉換部4b上的第二光電轉換部用開口部IOb處的背面電極層5之間連接的方式配置,將第三光電轉換部用集電配線7c以將位于設在第三光電轉換部4c上的第三光電轉換部用開口部IOc處的背面電極層5之間連接的方式配置。另外,例如在圖7(a)、(b)中,光電轉換層4具有多個第二光電轉換部4b,將第二光電轉換部用集電配線7b以將位于設在第二光電轉換部4b上的第二光電轉換部用開口部IOb處的背面電極層5之間連接的方式配置。通過像這樣將集電配線以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的方式配置,每種光電轉換部就都可以向外部電路輸出電力。
在上述的情況下,作為集電配線的配置,只要是將集電配線以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的方式配置,以使與形成于不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置,就沒有特別限定。例如,既可以如圖I所示地將集電配線(7a、7b、7c)規(guī)則地配置,也可以如圖6(a) 及圖7(a)所示地將集電配線(7a、7b、7c或7a、7b)不規(guī)則地配置。
另外,在光電轉換層具有多個同一種類的光電轉換部的情況下,且在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,作為集電配線的配置,只要是如上所述,將集電配線以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的方式配置,以使與形成于 不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置,就沒有特別限定。例如,既可以如圖I所示地將集電配線(7a、7b、7c)規(guī)則地配置,也可以如圖 6(a)所示地將集電配線(7a.7b.7c)不規(guī)則地配置。例如在圖I及圖2 (a)、(b)中,以將位于設在縱向一列的第一光電轉換部4a上的第一光電轉換部用開口部IOa處的背面電極層 5之間連接的方式配置第一光電轉換部用集電配線7a,以將位于設在縱向一列的第二光電轉換部4b上的第二光電轉換部用開口部IOb處的背面電極層5之間連接的方式配置第二光電轉換部用集電配線7b,以將位于設在縱向一列的第三光電轉換部4c上的第三光電轉換部用開口部IOc處的背面電極層5之間連接的方式配置第三光電轉換部用集電配線7c, 在光電轉換部(4a、4b、4c)的每個縱向一列中,以條紋狀排列著第一光電轉換部用集電配線7a、第二光電轉換部用集電配線7b、第三光電轉換部用集電配線7c的3根集電配線。
其中,在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,優(yōu)選將集電配線以條紋狀排列。該情況下,特別是優(yōu)選在光電轉換部上分別配置與光電轉換部的種類相同數(shù)目的集電配線。例如在圖I及圖2(a)、(b)中,光電轉換層4具有3種光電轉換部(4a、4b、4c),因而在各光電轉換部(4a、4b、4c)上以條紋狀排列3根集電配線(7a、7b、7c)。通過將集電配線設為此種配置,就可以在每種光電轉換部中以直線狀配置集電配線,絕緣層的開口部及集電配線的設計變得容易。
作為集電配線的寬度,只要是可以實現(xiàn)集電配線在絕緣層的開口部上的配置,可以實現(xiàn)位于絕緣層的開口部處的背面電極層與集電配線的電連接,可以以使與形成于不同種類的光電轉換部上的背面電極層連接的集電配線之間不接觸的方式配置集電配線,就沒有特別限定,可以根據(jù)顯示所需的任意的圖案的光電轉換部的形狀、大小、配置等、絕緣層的開口部的形狀、大小、配置等、以及集電配線的配置適當?shù)剡x擇。具體來說,如果集電配線的寬度過大,則會有集電配線的配置變得困難的情況,如果集電配線的寬度過小,則雖然集電配線的配置變得容易,然而有可能使集電配線難以形成、或背面電極層與集電配線的電連接的可靠性降低。
在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,集電配線的寬度通常在每種光電轉換部中設為相同。
作為集電配線中所用的材料,只要是具有導電性的材料,就沒有特別限定,可以使用在普通的配線中所用的導電性材料。例如,可以舉出銀、鋁、銅、金等。
作為集電配線的形成方法,可以使用普通的配線的形成方法,可以應用濕式法及干式法中的任意一種,例如可以舉出凹版涂布、絲網(wǎng)印刷等印刷法、蒸鍍法、光刻法等。
作為集電配線的厚度,只要是可以實現(xiàn)位于絕緣層的開口部處的背面電極層與集電配線的電連接的厚度,就沒有特別限定,可以根據(jù)集電配線中所用的材料等適當?shù)剡x擇。
3.光電轉換層
本方式的光電轉換層配置于透明電極層與背面電極層之間,在透明電極層上以圖案狀形成,具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部。而且,所謂“光電轉換層”及“光電轉換部”是指參與有機薄膜太陽能電池的電荷分離、具有將所產(chǎn)生的電子及空穴分別向相反方向的電極傳輸?shù)墓δ艿臉嫾?br>
作為光電轉換部的種類的數(shù)目,只要是2種以上即可,例如可以設為2種、3種。
各種光電轉換部的吸收波長區(qū)域只要不同即可,可以根據(jù)利用光電轉換部顯示的任意的圖案、以及光電轉換部吸收的光的互補色(所觀察到的透過光的顏色)適當?shù)剡x擇。
作為光電轉換部的配置,可以根據(jù)利用光電轉換部顯示的任意的圖案適當?shù)剡x擇。例如,既可以如圖I及圖6(a)所示地將光電轉換部(4a、4b、4c)規(guī)則地配置,也可以如圖7(a)所示地將光電轉換部(4a、4b)不規(guī)則地配置。另外,既可以如圖I及圖6 (a)所示地以利用點(dot)顯示任意的圖案的方式配置光電轉換部(4&、仙、4(),也可以如圖7(&)所示地以利用面顯示任意的圖案的方式配置光電轉換部(4a、4b)。
其中,優(yōu)選將光電轉換部規(guī)則地排列。這是因為,如上所述,可以利用點(dot)顯示任意的圖案。
在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,作為光電轉換部的排列,可以設為與普通的像素的排列相同,例如,可以設為條紋排列、馬賽克排列、三角形排列等。
作為光電轉換部的大小,可以根據(jù)利用光電轉換部顯示的任意的圖案、絕緣層的開口部的形狀、大小、配置等、以及集電配線的寬度、配置等適當?shù)剡x擇。在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,光電轉換部的大小可以設為Imm見方 30mm見方左右。在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,如果光電轉換部小,則會有難以配置集電配線的情況,如果光電轉換部大,則會有難以利用點(dot)顯示任意的圖案的情況。
在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,光電轉換部的大小在每個光電轉換部中既可以相同也可以不同。在每個光電轉換部中光電轉換部的大小不同的情況下,也可以利用光電轉換部的大小的差別來表現(xiàn)濃淡。
作為光電轉換部的形狀,可以根據(jù)利用光電轉換部顯示的任意的圖案、絕緣層的開口部的形狀、大小、配置等、以及集電配線的寬度、配置等適當?shù)剡x擇。在光電轉換部規(guī)則地排列的情況下,光電轉換部的形狀例如可以設為矩形、多邊形、圓形等。
光電轉換部既可以是具有受電子性及給電子性兩種功能的單一的層(A方式),另外也可以是將具有受電子性的功能的受電子性層和具有給電子性的功能的給電子性層層疊而成的(B方式)。下面,對各方式進行說明。
(I)A 方式
本發(fā)明的光電轉換部的A方式是具有受電子性及給電子性兩種功能的單一的層, 含有給電子性材料及受電子性材料。該光電轉換部中,由于利用在光電轉換部內形成的pn 結產(chǎn)生電荷分離,因此單獨地具有光電轉換功能。
作為給電子性材料,只要是具有作為給電子體的功能的材料,就沒有特別限定,然而尤其優(yōu)選為給電子性的導電性高分子材料。
導電性高分子是所謂的π共軛高分子,由包含碳-碳或雜原子的雙鍵或三鍵與單鍵交替地相連的π共軛體系構成,顯示出半導體的性質。導電性高分子材料由于在高分子主鏈內η共軛十分發(fā)達,因此在主鏈方向的電荷傳輸基本上是有利的。另外,由于導電性高分子的電子傳遞機理主要是借助η堆積的分子間的跳躍傳遞,因此不僅是高分子的主鏈方向,在光電轉換部的膜厚方向的電荷傳輸也是有利的。此外,由于導電性高分子材料可以通過使用在溶劑中溶解或分散有導電性高分子材料的涂布液利用濕式法容易地成膜,因此具有可以不需要高價的設備地以低成本制造大面積的有機薄膜太陽能電池的優(yōu)點。
作為給電子性的導電性高分子材料,例如可以舉出聚亞苯基、聚亞苯基亞乙烯基、 聚硅烷、聚噻吩、聚咔唑、聚乙烯基咔唑、葉啉、聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基芘、 聚乙烯基蒽、及它們的衍生物、以及它們的共聚物、或者含有酞菁的聚合物、含 有咔唑的聚合物、有機金屬聚合物等。
在上述當中,優(yōu)選使用噻吩-芴共聚物、聚烷基噻吩、亞苯基亞乙炔基-亞苯基亞乙烯基共聚物、亞苯基亞乙炔基-噻吩共聚物、亞苯基亞乙炔基-芴共聚物、芴-亞苯基亞乙烯基共聚物、噻吩-亞苯基亞乙烯基共聚物等。這是因為,它們相對于大多的受電子性材料來說能級差合適。
而且,例如對于亞苯基亞乙炔基-亞苯基亞乙烯基共聚物(Poly[l, 4-phenyleneethynylene-l,4_(2,5-dioctadodecyloxyphenylene)-1 , 4-phenyleneethene-1,2-diyl-l,4-(2,5-dioctadodecyloxyphenylene) ethene-1, 2-diyl])的合成方法,詳見 Macromolecules, 35, 3825 (2002)、或 Mcromol. Chem. Phys., 202,2712(2001)中。
另外,作為受電子性材料,只要是具有作為受電子體的功能的材料,就沒有特別限定,然而尤其優(yōu)選為受電子性的導電性高分子材料。這是因為,導電性高分子材料具有如上所述的優(yōu)點。
作為受電子性的導電性高分子材料,例如可以舉出聚亞苯基亞乙烯基、聚芴、及它們的衍生物、以及它們的共聚物、或者碳納米管、富勒烯衍生物、含有CN基或CF3基的聚合物及它們的-CF3取代聚合物等。作為聚亞苯基亞乙烯基衍生物的具體例,可以舉出CN-PP V(Poly[2-Methoxy-5-(2,-ethylhexyloxy)-I,4-(1-cyanovinylene)phenylene])>MEH-CN -PPV(Poly[2-Methoxy-5-(2,-ethylhexyloxy)-1,4-(1-cyanovinylene)phenylene])等。
另外,也可以使用摻雜了給電子性化合物的受電子性材料、或摻雜了受電子性化合物的給電子性材料等。其中,優(yōu)選使用摻雜了給電子性化合物或受電子性化合物的導電性高分子材料。這是因為,導電性高分子材料由于在高分子主鏈內η共軛十分發(fā)達,因此在主鏈方向的電荷傳輸基本上是有利的,另外,通過摻雜給電子性化合物或受電子性化合14物,在π共軛主鏈中產(chǎn)生電荷,可以大幅度增大電導率。
作為摻雜給電子性化合物的受電子性的導電性高分子材料,可以舉出上述的受電子性的導電性高分子材料。作為所摻雜的給電子性化合物,例如可以使用Li、K、Ca、Cs等堿金屬或堿土類金屬之類的路易斯堿。而且,路易斯堿作為給電子體進行作用。
另外,作為摻雜受電子性化合物的給電子性的導電性高分子材料,可以舉出上述的給電子性的導電性高分子材料。作為所摻雜的受電子性化合物,例如可以使用 FeCl3(III)、AlCl3、AlBr3、AsF6或鹵素化合物之類的路易斯酸。而且,路易斯酸作為受電子體進行作用。
作為光電轉換部的膜厚,可以采用在本體異質結型有機薄膜太陽能電池中普遍采用的膜厚。具體來說,可以在O. 2nm 3000nm的范圍內設定,優(yōu)選為Inm 600nm的范圍內。這是因為,如果膜厚比上述范圍大,則會有光電轉換部的體積電阻變高的情況。另一方面,如果膜厚比上述范圍小,則會有無法充分地吸收光的情況。
給電子性材料與受電子性材料的混合比可以根據(jù)所用的材料的種類適當?shù)卣{整為最佳的混合比。
作為形成光電轉換部的方法,只要是可以以圖案狀形成光電轉換部、可以均勻地制成給定的膜厚的方法,就沒有特別限定,可以使用濕式法及干式法中的任意一種。濕式法中,可以在大氣中形成光電轉換部,實現(xiàn)成本的削減,并且易于大面積化。
在濕式法的情況下,作為光電轉換部用涂布液的涂布方法,只要是可以以圖案狀形成光電轉換部、可以均勻地涂布光電轉換部用涂布液的方法,就沒有特別限定,例如可以舉出模涂法、旋涂法、浸涂法、輥涂法、微珠涂布法、噴涂法、棒涂法、凹版涂布法、噴墨法、絲網(wǎng)印刷法、膠版印刷法等。
在光電轉換部用涂布液的涂布后,也可以實施將所形成的涂膜干燥的干燥處理。 這是因為,通過將光電轉換部用涂布液中所含的溶劑等盡早地除去,可以提高生產(chǎn)性。
作為干燥處理的方法,例如可以使用加熱干燥、鼓風干燥、真空干燥、紅外線加熱干燥等普通的方法。
(B 方式)
本發(fā)明的光電轉換部的B方式是將具有受電子性的功能的受電子性層與具有給電子性的功能的給電子性層層疊而成的層。下面,對受電子性層及給電子性層進行說明。
(受電子性層)
本方式中所用的受電子性層是具有受電子性的功能的層,含有受電子性材料。
作為受電子性材料,只要是具有作為受電子體的功能的材料,就沒有特別限定,然而尤其優(yōu)選為受電子性的導電性高分子材料。這是因為,導電性高分子材料具有如上所述的優(yōu)點。具體來說,可以舉出與上述A方式的光電轉換部中所用的受電子性的導電性高分子材料相同的材料。
作為受電子性層的膜厚,可以采用在雙層型有機薄膜太陽能電池中普遍采用的膜厚。具體來說,可以在O. Inm 1500nm的范圍內設定,優(yōu)選為Inm 300nm的范圍內。這是因為,如果膜厚比上述范圍大,則有可能使受電子性層的體積電阻變高。另一方面,如果膜厚比上述范圍小,則會有無法充分地吸收光的情況。
作為受電子性層的形成方法,可以設為與上述A方式的光電轉換部的形成方法相同。
(給電子性層)
本方式中所用的給電子性層是具有給電子性的功能的層,含有給電子性材料。
作為給電子性材料,只要是具有作為給電子體的功能的材料,就沒有特別限定,然而尤其優(yōu)選為給電子性的導電性高分子材料。這是因為,導電性高分子材料具有如上所述的優(yōu)點。具體來說,可以舉出與上述A方式的光電轉換部中所用的給電子性的導電性高分子材料相同的材料。
作為給電子性層的膜厚,可以采用在雙層型有機薄膜太陽能電池中普遍采用的膜厚。具體來說,可以在O. Inm 1500nm的范圍內設定,優(yōu)選為Inm 300nm的范圍內。這是因為,如果膜厚比上述范圍大,則有可能使給受電子性層的體積電阻變高。另一方面,如果膜厚比上述范圍小,則會有無法充分地吸收光的情況。
作為給電子性層的形成方法,可以設為與上述A方式的光電轉換部的形成方法相同。
4.透明電極層
本方式的透明電極層是在透明基板上形成于一面的層。透明電極層通常來說被設為用于取出在光電轉換層中產(chǎn)生的空穴的電極(空穴取出電極)。本發(fā)明中,透明電極層側為受光面。
作為透明電極層的構成材料,只要是具有導電性及透明性的材料,就沒有特別限定,例如可以舉出 In-Zn-O(IZO)、In-Sn-O(ITO)、ZnO-Al、Zn-Sn-O 等。
透明電極層的總光線透過率優(yōu)選為85%以上,尤其優(yōu)選為90%以上,特別優(yōu)選為 92%以上。這是因為,通過使透明電極層的總光線透過率為上述范圍,就可以在透明電極層中充分地透過光,可以在光電轉換層中有效地吸收光。
而且,上述總光線透過率是在可見光區(qū)域中使用Suga試驗機株式會社制SM Colour Computer (型號SM_C)測定出的值。
透明電極層既可以是單層的,也可以是使用不同功函數(shù)的材料層疊而成的。
作為該透明電極層的膜厚,在單層的情況下是其膜厚,在由多層構成的情況下是其總膜厚,優(yōu)選為O. Inm 500nm的范圍內,尤其優(yōu)選為Inm 300nm的范圍內。這是因為,如果膜厚比上述范圍小,則透明電極層的薄層電阻過大,有可能無法將所產(chǎn)生的電荷充分地向外部電路傳遞,另一方面,如果膜厚比上述范圍大,則總光線透過率降低,從而有可能降低光電轉換效率。
作為透明電極層的形成方法,可以使用普通的電極的形成方法。
5.背面電極層
本方式的背面電極層分別形成于上述光電轉換部上,形成有多個。背面電極層被設為與上述透明電極層相面對的電極,通常是用于取出在光電轉換層中產(chǎn)生的電子的電極 (電子取出電極)。
作為背面電極層的構成材料,只要是具有導電性的材料,就沒有特別限定,然而優(yōu)選考慮上述透明電極層的構成材料的功函數(shù)等后適當?shù)剡x擇。例如在將透明電極層的構成材料設為功函數(shù)高的材料的情況下,背面電極層的構成材料優(yōu)選為功函數(shù)低的材料。特別是,背面電極層的構成材料優(yōu)選具有反射性。這是因為,可以提高利用光電轉換部顯示的任意的圖案的可見性。具體來說,可以舉出Al、Ag、Cu、Au等。
背面電極層既可以是單層的,也可以是使用不同的功函數(shù)的材料層疊而成的。
對于背面電極層的膜厚,在單層的情況下是其膜厚,在由多層構成的情況下是將各層相加的總膜厚,優(yōu)選為O. Inm 500nm的范圍內,尤其優(yōu)選為Inm 300nm的范圍內。 這是因為,在膜厚比上述范圍小的情況下,則背面電極層的薄層電阻過大,有可能無法將所產(chǎn)生的電荷充分地向外部電路傳遞。
作為背面電極層的形成方法,只要是可以在上述光電轉換部上分別形成背面電極層的方法,就沒有特別限定,可以使用普通的電極的形成方法。
6.透明基板
本方式中所用的透明基板是支承上述的透明電極層、光電轉換層、背面電極層及絕緣層等的基板。
作為透明基板,沒有特別限定,例如可以舉出石英玻璃、Pyrex(注冊商標)、合成石英板等沒有撓曲性的透明的剛性材料、或者透明樹脂薄膜、光學用樹脂板等具有撓曲性的透明的柔性材料。
其中,優(yōu)選透明基板為透明樹脂薄膜等柔性材料。這是因為,透明樹脂薄膜加工性優(yōu)異,在降低制造成本和實現(xiàn)輕質化、難以破裂的有機薄膜太陽能電池方面十分有用,在曲面中的適用性等對于各種應用的可適用性寬。
7.空穴取出層
本方式中,也可以如圖9中例示所示,在光電轉換層4與透明電極層3之間形成空穴取出層11。空穴取出層是為了容易地進行從光電轉換層向空穴取出電極的空穴的取出而設置的層。這樣,由于從光電轉換層向空穴取出電極的空穴取出效率得到提高,因此可以提高光電轉換效率。
作為空穴取出層中所用的材料,只要是使從光電轉換層向空穴取出電極的空穴的取出穩(wěn)定化的材料,就沒有特別限定。具體來說,可以舉出摻雜了的聚苯胺、聚亞苯基亞乙烯基、聚噻吩、聚吡咯、聚對苯撐、聚乙炔、三苯基二胺(TPD)等導電性有機化合物、或者形成由四硫富瓦烯、四甲基苯二胺等給電子性化合物和四氰基醌二甲烷、四氰基乙烯等受電子性化合物構成的電荷轉移絡合物的有機材料等。另外,還可以使用Au、In、Ag、Pd等金屬等的薄膜。此外,金屬等的薄膜既可以單獨形成,也可以與上述的有機材料組合使用。
它們當中,特別優(yōu)選使用聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)、三苯基二胺(TPD)。
作為空穴取出層的膜厚,在使用了上述有機材料的情況下,優(yōu)選為IOnm 200nm 的范圍內,在上述金屬薄膜的情況下,優(yōu)選為O. Inm 5nm的范圍內。
8.電子取出層
本方式中,也可以如圖9中例示所示,在光電轉換層4與背面電極層5之間形成電子取出層12。電子取出層是為了容易進行從光電轉換層向電子取出電極的電子的取出而設置的層。這樣,由于從光電轉換層向電子取出電極的電子取出效率得到提高,因此可以提高光電轉換效率。
作為電子取出層中所用的材料,只要是使從光電轉換層向電子取出電極的電子的取出穩(wěn)定化的材料,就沒有特別限定。具體來說,可以舉出摻雜了的聚苯胺、聚亞苯基亞乙烯基、聚噻吩、聚吡咯、聚對苯撐、聚乙炔、三苯基二胺(TPD)等導電性有機化合物、或者形成由四硫富瓦烯、四甲基苯二胺等給電子性化合物和四氰基醌二甲烷、四氰基乙烯等受電子性化合物構成的電荷轉移絡合物的有機材料等。另外,還可以舉出與堿金屬或堿土類金屬的金屬摻雜層。作為合適的材料,可以舉出浴銅靈(BCP)或紅菲繞啉(Bphen)與Li、Cs、 Ba、Sr等的金屬摻雜層。
9.著色層
本方式中,也可以在透明基板與透明電極層之間,與上述光電轉換部的種類對應地形成著色層。這是因為,可以實現(xiàn)提高了色純度的鮮明的顯示。
著色層既可以配置于全部種類的光電轉換部上,也可以配置于任意的種類的光電轉換部上。在將著色層配置于全部種類的光電轉換部上的情況下,可以進一步提高色純度。 例如在圖10中,在透明基板2與透明電極層3之間形成有多種顏色的著色層(9a、9b、9c), 在第一光電轉換部4a上形成有第一著色層9a,在第二光電轉換部4b上形成有第二著色層 %,在第三光電轉換部4c上形成有第三著色層9c,針對每種光電轉換部(4a、4b、4c)形成有顏色不同的著色層(9a、9b、9c)。
形成于光電轉換部上的著色層的顏色可以根據(jù)光電轉換部的吸收波長區(qū)域適當?shù)剡x擇。
另外,作為形成于光電轉換部上的著色層的大小、形狀、配置等,設為與光電轉換部的大小、形狀、配置等相同。
而且,對于著色層,由于可以設為與普通的濾色片相同,因此省略這里的說明。
10.其他的構成
本方式的有機薄膜太陽能電池模塊也可以在上述的構成構件以外,根據(jù)需要還具有后述的構成構件。例如,本方式的有機薄膜太陽能電池模塊也可以具有保護片、填充材料層、屏蔽層、保護硬涂層、強度支持層、防污層、高光反射層、光封入層、密封材料層等功能層。另外,也可以與層構成對應地在各功能層間形成有粘接層。
而且,對于這些功能層,可以設為與日本特開2007-73717號公報等中記載的內容相同。
B.第二方式
本方式的有機系太陽能電池模塊是色素敏化型太陽能電池模塊。
下面,對本方式的色素敏化型太陽能電池模塊的各構成進行說明。
而且,對于本方式的絕緣層、集電配線、透明電極層、背面電極層、透明基板、著色層,由于可以設為與“A.第一方式”一項中記載的內容相同,因此省略這里的說明。
I.光電轉換層
本方式的光電轉換層以圖案狀形成于背面電極層上,具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部。
而且,對于上述光電轉換部的配置、大小、形狀,由于可以設為與“A.第一方式3.光電轉換層”一項中記載的內容相同,因此省略這里的說明。
光電轉換部是具有在表面擔載有敏化色素的金屬氧化物半導體微粒的構件。下面,對本方式的金屬氧化物半導體微粒、敏化色素進行說明。
(a)金屬氧化物半導體微粒
作為本方式中所用的金屬氧化物半導體微粒,只要是由具備半導體特性的金屬氧化物構成的微粒,就沒有特別限定。作為構成本方式中所用的金屬氧化物半導體微粒的金屬氧化物,例如可以舉出 Ti02、Zn。、SnO2, ITO、ZrO2, Mg。、Al2O3' Ce02、Bi2O3' Mn3O4' Y2O3> WO3> Ta2O5、Nb2O5、La2O3等。其中,在本方式中,最優(yōu)選使用由TiO2構成的金屬氧化物半導體微粒。 這是因為,TiO2的半導體特性特別優(yōu)異。
(b)敏化色素
作為本方式中所用的敏化色素,只要是可以吸收光而產(chǎn)生電動勢的色素,就沒有特別限定。作為此種敏化色素,可以舉出有機色素或金屬絡合物色素。作為上述有機色素, 可以舉出R「淀系、偶氣系、親監(jiān)系、醒系、香 素系、部花青系、本基咕噸、Π引噪、昨卩坐系的色素。本方式中,在這些有機色素當中,優(yōu)選使用香豆素系色素。另外,作為上述金屬絡合物色素優(yōu)選使用釕系色素,特別優(yōu)選使用作為釕絡合物的聯(lián)吡啶釕色素及三聯(lián)吡啶釕色素。這是因為,此種釕絡合物所吸收的光的波長范圍寬,因此可以大幅度拓寬能夠光電轉換的光的波長區(qū)域。
(C)任意的成分
在本方式中所用的光電轉換層中,也可以在上述以外還含有任意的成分。作為本方式中所用的任意的成分,例如可以舉出樹脂。這是因為,通過在上述光電轉換層中含有樹脂,可以改善本方式中所用的光電轉換層的脆性。
2.電解質層
對本方式中所用的電解質層進行說明。本方式中所用的電解質層形成于上述的光電轉換層上,含有氧化還原對。
作為本方式的電解質層中所用的氧化還原對,只要是普遍用于色素敏化型太陽能電池的電解質層中的,就沒有特別限定。其中,本方式中所用的氧化還原對優(yōu)選為碘與碘化物的組合、溴與溴化物的組合。
作為在本方式中用作上述氧化還原對的碘與碘化物的組合,例如可以舉出Lil、 似1、1(1工&12等金屬碘化物與I2的組合。此外,作為上述溴與溴化物的組合,例如可以舉出 LiBr、NaBr、KBr、CaBr2等金屬溴化物與Br2的組合。
在本方式的電解質層中,作為上述氧化還原對以外的其他的化合物,也可以含有交聯(lián)劑、光聚合引發(fā)劑、增稠劑、常溫熔融鹽等添加劑。
電解質層可以是由凝膠狀、固體狀或液體狀的任意形態(tài)構成的電解質層。在將電解質層設為凝膠狀的情況下,可以是物理凝膠和化學凝膠中的任意一種。這里,物理凝膠是通過物理的相互作用在室溫附近凝膠化的材料,化學凝膠是通過交聯(lián)反應等以化學鍵形成凝膠的材料。另外,在將電解質層設為液體狀的情況下,例如可以將乙腈、甲氧基乙腈、碳酸亞丙酯等設為溶劑,可以將含有氧化還原對的物質、或同樣地以咪唑鎗鹽作為陽離子的離子性液體設為溶劑。此外,在將電解質層設為固體狀的情況下,只要是不含有氧化還原對而其自身作為空穴傳輸劑發(fā)揮作用的材料即可,例如也可以是含有Cul、聚吡咯、聚噻吩等的空穴傳輸劑。
3.其他的構成
本方式的色素敏化型太陽能電池模塊也可以在上述的構成構件以外,還根據(jù)需要具有催化劑層。上述催化劑層形成于電解質層與透明電極層或背面電極層之間。
通過形成上述催化劑層,可以使本方式的色素敏化型太陽能電池模塊在發(fā)電效率方面更為優(yōu)異。作為此種催化劑層的例子,例如可以舉出在上述透明電極層上蒸鍍了 Pt的形態(tài);或由聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚苯胺(PA)、對甲苯磺酸(PTS) 及它 們的混合物形成催化劑層的形態(tài),然而并不限定于此。
作為此種催化劑層的膜厚,優(yōu)選為5nm 500nm的范圍內,尤其優(yōu)選為IOnm 300nm的范圍內,特別優(yōu)選為15nm IOOnm的范圍內。
而且,對于催化劑層以外的構成構件,由于可以設為與“A.第一方式10.其他構件” 一項中記載的內容相同,因此省略這里的說明。
II.有機系太陽能電池面板
本發(fā)明的有機系太陽能電池面板的特征在于,具有上述的有機系太陽能電池模塊、和針對上述有機系太陽能電池模塊的每種光電轉換部與集電配線連接的多個電壓轉換部。
圖11是表不本發(fā)明的有機系太陽能電池面板的一例的不意圖。圖11所不的有機系太陽能電池面板10具有圖I及圖2(a)、(b)所示的有機系太陽能電池模塊I、和針對有機系太陽能電池模塊I的每種光電轉換部與多根集電配線(7a、7b、7c)連接的多個電壓轉換部(21a、21b、21c)。
電壓轉換部(21a、21b、21c)針對每種光電轉換部與集電配線連接,如圖I、圖 2(a)、(b)及圖11中所示,第一光電轉換部4a中,在與形成于第一光電轉換部4a上的背面電極層5連接的全部第一光電轉換部用集電配線7a處連接有第一光電轉換部用電壓轉換部21a,第二光電轉換部4b中,在與形成于第二光電轉換部4b上的背面電極層5連接的全部第二光電轉換部用集電配線7b處連接有第二光電轉換部用電壓轉換部21b,第三光電轉換部4c中,在與形成于第三光電轉換部4c上的背面電極層5連接的全部第三光電轉換部用集電配線7c處連接有第三光電轉換部用電壓轉換部21c。此外,如圖11所示,有機薄膜太陽能電池面板10具有與光電轉換部的種類(圖11中是3種)相同數(shù)目(圖11中是3 個)的電壓轉換部(21a、21b、21c)。
根據(jù)本發(fā)明,由于具有上述的有機系太陽能電池模塊,因此可以形成具有顯示功能、設計性優(yōu)異的有機系太陽能電池面板。另外,每種光電轉換部都可以向外部電路輸出電力,可以穩(wěn)定地發(fā)揮太陽能電池特性,還可以確保有機系太陽能電池模塊的安全性。
而且,對于有機系太陽能電池模塊,由于詳細記載于“I.有機系太陽能電池模塊” 一項中,因此省略這里的說明。下面,對有機系太陽能電池面板的其他構成進行說明。
I.電壓轉換部
本發(fā)明中所用的電壓轉換部針對有機系太陽能電池模塊的每種光電轉換部與集電配線連接,形成有多個。
而且,所謂“電壓轉換部針對每種光電轉換部與集電配線連接”是指,有機系太陽能電池面板具有與光電轉換部的種類相同數(shù)目的電壓轉換部,這些電壓轉換部針對每種光電轉換部與集電配線連接。
作為電壓轉換部,例如可以使用普通的升壓DC-DC轉換器或降壓DC-DC轉換器。在將設有一個光電轉換部的區(qū)域設為一個太陽能電池單元的情況下,在與照射光時產(chǎn)生于各太陽能電池單元的透明電極層與背面電極層之間的電壓相比有機系太陽能電池面板的輸出電壓更大的情況下,使用升壓DC-DC轉換器。另一方面,在與照射光時產(chǎn)生于各太陽能電池單元的透明電極層與背面電極層之間的電壓相比有機系太陽能電池面板的輸出電壓更小的情況下,使用降壓DC-DC轉換器。
本發(fā)明并不限定于上述實施方式。上述實施方式是例示,具有與本發(fā)明的技術方案的范圍中記載的技術思想實質上相同的構成、起到相同的作用效果的方式無論是何種方式,都包含于本發(fā)明的技術范圍中。
實施例
下面,舉出實施例而對本發(fā)明進行具體說明。
[實施例I]
在厚125 μ m的PET薄膜基板上利用濺射法形成ITO層(透明電極層)。
然后,將聚噻吩(P3HT:poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl))和 C60PCBM([6, 6]-phenyl-C61_butyric acid mettric ester :Nano_C 公司制)溶解于溴苯中,準備了固體成分濃度為I. 4wt%的第一光電轉換部用涂布液。然后,將第一光電轉換部用涂布液在上述PET薄膜基板上利用凹版涂布法進行圖案涂布后,在100°C下干燥10分鐘而形成第一光電轉換部。該第一光電轉換部的吸收波長區(qū)域是綠色光區(qū)域,第一光電轉換部中透過紅色的光,看起來為紅色。另外,第一光電轉換部的圖案設為如圖3所示的第一光電轉換部4a 的圖案,第一光電轉換部的大小設為12mmX12mm。
然后,將MDM0-PPV (Poly [2_methoxy-5-(3,,7,-dimethyloctyloxy)-I, 4-phenylenevinylene])和C60PCBM溶解于氯苯中,準備了固體成分濃度為1.4wt%的第二光電轉換部用涂布液。然后,將第二光電轉換部用涂布液在上述PET薄膜基板上利用凹版涂布法進行圖案涂布后,在100°C下干燥10分鐘而形成第二光電轉換部。該第二光電轉換部的吸收波長區(qū)域是藍色光區(qū)域,第二光電轉換部中透過橙色的光,看起來為橙色。另外, 第二光電轉換部的圖案設為如圖3所示的第二光電轉換部4b的圖案,第二光電轉換部的大小設為與上述第一光電轉換部的大小相同。
然后,將荷-噻吩共聚物(Poly[ (9,9-dihexylfluorenyl_2, 7-diyl) -co- (bithiophene)])和C60PCBM溶解于氯苯中,準備了固體成分濃度為O. 5wt% 的第三光電轉換部用涂布液。然后,將第三光電轉換部用涂布液在上述PET薄膜基板上利用凹版涂布法進行圖案涂布后,在100°C下干燥10分鐘而形成第三光電轉換部。該第三光電轉換部的吸收波長區(qū)域是紫色光區(qū)域,第二光電轉換部中透過黃色的光,看起來為黃色。 另外,第三光電轉換部的圖案設為如圖3所示的第三光電轉換部4c的圖案,第三光電轉換部的大小設為與上述第一光電轉換部的大小相同。
然后,在各光電轉換部上分別利用真空蒸鍍法形成鋁層(背面電極層)。
然后,在形成有上述的3種光電轉換部及背面電極層的PET薄膜基板上,利用凹版涂布法圖案涂布環(huán)氧樹脂,利用加熱處理使之固化,形成如圖I所示的針對每個光電轉換部具有開口部、并且具有針對每種光電轉換部在光電轉換部內的位置一致的開口部的絕緣層。絕緣層的開口部的大小設為IOmmX 10mm。
然后,以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的配置,利用凹版涂布法圖案涂布銀膏劑,形成如圖I所示的集電配線。
進行了有機薄膜太陽能電池的連續(xù)工作試驗,其結果是,穩(wěn)定地進行工作。
[實施例2]
(對電極基板的制作)
在厚125 μ m的PET薄膜基板上利用濺射法形成ITO層(透明電極層)。然后,通過在上述ITO層上UHA (透過率72%)層疊鉬而形成催化劑層。這樣,就得到對電極基板。
(第一氧化物半導體電極基板的制作)
然后,作為第一金屬層使用厚50 μ m的不銹鋼基板(SUS304、電阻率O.7 X IO-6 Ω · m),在上述不銹鋼基板上,作為第二金屬層利用真空蒸鍍形成厚15nm的Cr 層,得到背面電極層基板。
然后,向用乙醇分散了 TiO2微粒(日本Aerosil公司制P25)的墨液中,以固體成分比添加聚乙烯基吡咯烷酮(日本催化劑公司制Κ_90)5%,得到多孔層形成用涂布液。然后,在背面電極層基板的Cr層上,利用刮刀法涂布上述多孔層形成用涂布液后,在120°C下干燥,得到厚7 μ m的多孔層形成用層。然后,對上述多孔層形成用層用沖壓機施加O. It/cm 的壓力,將沖壓后的多孔層形成用層在500°C下燒成30分鐘。
然后,將敏化色素(三菱制紙公司制D358)用乙腈/叔丁醇=1/1的混合溶液以達到3.0X10_4mol/l的濃度的方 式溶解而制備出色素敏化劑溶液。然后,在上述多孔層上粘接僅將想要著色的部位開口的掩模膠帶后,將上述多孔層在該色素敏化劑溶液中浸潰3 小時。浸潰后,從色素敏化劑溶液中提起,用乙腈清洗附著在多孔層上的色素敏化劑溶液, 風干后剝離掩模膠帶。這樣,就形成了僅將給定的部位選擇性地著色為紫色的第一光電轉換部。像這樣,得到第一氧化物半導體電極基板。
(第二氧化物半導體電極基板的制作)
與第一氧化物半導體電極基板的制作相同地,在背面電極層基板上形成多孔層。
然后,使用敏化色素(三菱制紙公司制D131),利用與使用敏化色素(三菱制紙公司制D358)時相同的工序,形成僅將給定的部位著色為橙色的第二光電轉換部。像這樣,得到第二氧化物半導體電極基板。
(第三氧化物半導體電極基板的制作)
與第一氧化物半導體電極基板的制作相同地,在背面電極層基板上形成多孔層。
然后,使用敏化色素(三菱制紙公司制D102),利用與使用敏化色素(三菱制紙公司制D358)時相同的工序,形成僅將給定的部位著色為紅色的第三光電轉換部。像這樣,得到第三氧化物半導體電極基板。
(電解質層的形成)
然后,向在乙醇2. 72g中溶解有陽離子性羥基纖維素(Daicel化學公司制 JELLNER QH200)0. 14g的溶液中,加入O. 043g的碘化鉀,攪拌后溶解。向該溶液中,加入 I-乙基-3-甲基咪唑鎗四氰基硼酸鹽(EMIm-B(CN)4)O. 18g、l_丙基-3-甲基咪唑鎗碘鹽 (PMIm-I)O. 5g、碘(1)20. 025g,攪拌后使之溶解。這樣,就制備出可以涂布的電解質溶液。在 3種氧化物半導體電極基板的各光電轉換部上,利用刮刀法涂布電解質溶液,其后在100°C 下干燥,形成電解質層。
(貼合)
將形成有電解質層的3種氧化物半導體電極基板裁割為給定的大小。其后,以使各氧化物半導體電極基板的電解質層與對電極基板的催化劑層相面對的方式對齊位置,在對電極基板上用粘接劑貼合裁割出的各氧化物半導體電極基板。
(絕緣層的形成)
然后,在背面電極層上,利用凹版涂布法圖案涂布環(huán)氧樹脂,利用加熱處理使之固化,形成如圖I所示的針對每個光電轉換部具有開口部并且具有針對每種光電轉換部在光電轉換部內的位置一致的開口部的絕緣層。
(集電配線的形成)
然后,以將位于設在同一種類的光電轉換部上的絕緣層的開口部處的背面電極層之間連接的配置,利用凹版涂布法圖案涂布銀膏劑,形成如圖I所示的集電配線。
進行了色素敏化型太陽能電池的連續(xù)工作試驗,其結果是,穩(wěn)定地進行工作。
權利要求
1.一種有機系太陽能電池模塊,其特征在于,具有透明基板;透明電極層,其形成于所述透明基板上;光電轉換層,其以圖案狀形成于所述透明電極層上并具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部;多個背面電極層,其分別形成于所述光電轉換部上;絕緣層,其形成為覆蓋所述多個背面電極層并針對每個所述光電轉換部具有開口部;以及多根集電配線,其形成于所述絕緣層上,并配置為針對每種所述光電轉換部與位于所述絕緣層的開口部處的所述背面電極層連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的有機系太陽能電池模塊,其特征在于,所述光電轉換層具有多個同一種類的所述光電轉換部,所述絕緣層的開口部被配置為,能夠利用所述集電配線將形成于所述同一種類的光電轉換部上的所述背面電極層之間進行連接,所述集電配線被配置為,將位于設在所述同一種類的光電轉換部上的所述絕緣層的開口部處的所述背面電極層之間連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機系太陽能電池模塊,其特征在于,所述光電轉換部被規(guī)則地排列,所述絕緣層的開口部被配置為,針對每種所述光電轉換部,在所述光電轉換部內的位置一致,所述多根集電配線以條紋狀排列。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的有機系太陽能電池模塊,其特征在于,所述有機系太陽能電池模塊為有機薄膜太陽能電池模塊或色素敏化型太陽能電池模塊。
5.一種有機系太陽能電池面板,其特征在于,具有權利要求I至3中任一項所述的有機系太陽能電池模塊;以及針對所述有機系太陽能電池模塊的每種光電轉換部,與集電配線連接的多個電壓轉換部。
全文摘要
本發(fā)明的主要目的在于,提供使用吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換層提高設計性、并且可以穩(wěn)定地顯示出良好的太陽能電池性能的有機系太陽能電池模塊及有機系太陽能電池面板。本發(fā)明通過提供如下的有機系太陽能電池模塊來解決上述問題,即,其特征在于包括透明基板;透明電極層,其形成于上述透明基板上;光電轉換層,其以圖案狀形成于上述透明電極層上并具有吸收波長區(qū)域不同的多種光電轉換部;多個背面電極層,其分別形成于上述光電轉換部上;絕緣層,其形成為覆蓋上述多個背面電極層并針對每個上述光電轉換部具有開口部;和多根集電配線,其形成于上述絕緣層上,并配置為針對每種所述光電轉換部與位于所述絕緣層的開口部處的所述背面電極層連接。
文檔編號H01L31/042GK102947966SQ201180030119
公開日2013年2月27日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權日2010年6月23日
發(fā)明者鈴木裕行 申請人:大日本印刷株式會社