特許 6043166 電気モジュールの製造方法及び電気モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6043166

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】電気モジュールの製造方法及び電気モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01G 9/20 20060101AFI20161206BHJP

   H01L 31/18 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H01G9/20 205

   H01G9/20 111E

   H01G9/20 121

   H01G9/20 203B

   H01G9/20 203Z

   H01G9/20 303C

   H01G9/20 309

   H01L31/04 424

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-254150(P2012-254150)

(22)【出願日】2012年11月20日

(65)【公開番号】特開2014-102977(P2014-102977A)

(43)【公開日】2014年6月5日

【審査請求日】2015年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(74)【代理人】

【識別番号】100119091

【弁理士】

【氏名又は名称】豊山 おぎ

(72)【発明者】

【氏名】與口 聡

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 節男

(72)【発明者】

【氏名】功刀 俊介

(72)【発明者】

【氏名】大塚 智弘

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 秀康

(72)【発明者】

【氏名】藤沼 尚洋

【審査官】 ▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２０６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５７９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１９０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０９５５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００１２１５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１０８４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０７８９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｇ ９／２０

Ｈ０１Ｌ ３１／１８

Ｈ０１Ｍ １４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一基板の板面に該板面に平行な第一の方向に沿って複数の第一電極と前記第一基板の板面上で前記第一電極間に介在すると共に前記第一電極と面一になる複数の絶縁部とを形成する工程と、
第二基板の板面に該板面に平行な第二の方向に沿って複数の第二電極と前記第二基板の板面上で前記第二電極間に介在すると共に前記第二電極と面一になる複数の絶縁部とを形成する工程と、
前記第一の方向と前記第二の方向とを揃えて前記第一電極と前記第二電極を対向させ、封止材を介して前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせる工程と、を備え、
これらの工程を前記第一基板および前記第二基板を前記第一の方向及び前記第二の方向に平行に搬送して行う電気モジュールの製造方法において、
前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせる工程を行うに際して、
前記第一電極と前記第二電極とのいずれか一方の電極における前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法を前記封止材の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法より小に設定し、
前記封止材を前記第一電極と前記第二電極とのいずれか他方の電極間に介在している前記絶縁部に接触させて貼り合わせることを特徴とする電気モジュールの製造方法。

【請求項2】

前記一方の電極を等間隔に配置することを特徴とする請求項１に記載の電気モジュールの製造方法。

【請求項3】

隣接する前記封止材間に位置する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った離間間隔を、前記封止材が当接する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の離間間隔より大に設定することを特徴とする請求項１に記載の電気モジュールの製造方法。

【請求項4】

板面に該板面に平行な第一の方向に沿って複数の第一電極と前記第一基板の板面上で前記第一電極間に介在すると共に前記第一電極と面一になっている複数の絶縁部が形成された第一基板と、板面に該板面に平行な第二の方向に沿って複数の第二電極と前記第二基板の板面上で前記第二電極間に介在すると共に前記第二電極と面一になっている複数の絶縁部が形成された第二基板が前記第一の方向と前記第二の方向とを揃えて前記第一電極と前記第二電極とを対向させ、封止材を介して貼り合わされている電気モジュールにおいて、
前記第一電極と前記第二電極とのいずれか一方の電極における前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法が前記封止材の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法より小とされ、
前記封止材が前記第一電極と前記第二電極とのいずれか他方の電極間に介在している前記絶縁部に接触して配置されていることを特徴とする電気モジュール。

【請求項5】

前記一方の電極が等間隔に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電気モジュール。

【請求項6】

隣接する前記封止材間に位置する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った離間間隔が、前記封止材が当接する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の離間間隔より大とされていることを特徴とする請求項４に記載の電気モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気モジュールの製造方法及び電気モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、クリーンな発電源として、光エネルギーを直接かつ即時に電力に変換することができ、二酸化炭素等の汚染物質を排出しない太陽電池が注目されている。その中でも、色素増感型太陽電池は、高い変換効率を有し、比較的簡易な方法により製造され、且つ原材料単価が安価であるため、次世代太陽電池として期待されている。

【0003】

最近では、色素増感型太陽電池をはじめとする太陽電池の実用化に向けて、ロール・ツー・ロール方式を導入した連続生産が検討されている。例えば、特許文献１には、シート状の耐熱基板を長手方向にロールで搬送しながら、前記耐熱基板の板面に多孔質層形成用層を形成し、該多孔質層形成用層を焼成して多孔質層とした後、加熱された前記多孔質層に金属化合物を含む塗工液を連続的に付与することにより多孔質層上に電極層を形成し、前記電極層上に樹脂材料からなる接着層と基材とを順次、連続的に貼り合わせ、前記耐熱基板を連続的に剥離する酸化物半導体電極の製造方法が開示されている。

【0004】

ロール・ツー・ロール方式を用いた太陽電池の連続生産においては、多くの場合、生産性を高めるために、絶縁部を介在させて電極が複数形成された２枚のフィルム状基板（以降、単に基板という）を厚み方向に間隔をあけて電極同士を対向させて貼り合わせて電気モジュールとした後に、電気モジュールから１つ又は２つ以上の発電部を切り出し、前記太陽電池モジュールの配線パターンに合わせて直列あるいは並列に接続する。このように２枚の基板を貼り合わせて電気モジュールとする際には、対向する電極が平面視で重なるように２枚の導電フィルムの位置合わせを行う必要がある。例えば、特許文献２には、電極間に半透明の突起が配設された２枚の導電フィルムを、マーキングが配設された中央基板を挟んで、前記導電フィルムの突起とマーキングが平面視で重なるように貼り合わせる異方導電性コネクターの位置決め方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２７３４２５号公報

【特許文献2】特開２００９−１９９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、太陽電池等の電気モジュールの連続生産を行うに際して、ロール・ツー・ロール方式を用いて２枚の基板を貼り合わせる工程では、基板の伸縮により電極の大きさや対向する電極間の平面視での相対位置が変化して、結果として隣接する発電部を短絡させてしまう虞があった。そのため、電極が基板の搬送方向（板面方向）に離間して複数形成されていると、隣接する発電部を短絡させずに２枚の基板の位置合わせを行うことは極めて困難であり、一方の基板を小さく分割して他方の導電フィルムに貼り合わせるバッチ処理を行わざるを得ず、生産性が低下するという問題があった。また、特許文献２に開示されているように、２枚の基板のそれぞれに位置合わせの目安となる突起やマーキングを形成すると、電気モジュールの製造工程が煩雑になり、コストが増大するという問題があった。

【0007】

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、２枚の基板の位置合わせを考慮せずとも隣接する発電部間の短絡発生を確実に防止できる電気モジュールの製造方法及び電気モジュールの提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の電気モジュールの製造方法は、第一基板の板面に該板面に平行な第一の方向に沿って複数の第一電極と前記第一基板の板面上で前記第一電極間に介在すると共に前記第一電極と面一になる複数の絶縁部とを形成する工程と、第二基板の板面に該板面に平行な第二の方向に沿って複数の第二電極と前記第一基板の板面上で前記該第二電極間に介在すると共に前記第二電極と面一になる複数の絶縁部とを形成する工程と、前記第一の方向と前記第二の方向とを揃えて前記第一電極と前記第二電極を対向させ、封止材を介して前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせる工程と、を備え、これらの工程を前記第一基板および前記第二基板を前記第一の方向及び前記第二の方向に平行に搬送して行う電気モジュールの製造方法において、前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせる工程を行うに際して、前記第一電極と前記第二電極とのいずれか一方の電極における前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法を前記封止材の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法より小に設定し、前記封止材を前記第一電極と前記第二電極とのいずれか他方の電極間に介在している前記絶縁部に接触させて貼り合わせることを特徴とする。
また、本発明の電気モジュールの製造方法では、前記一方の電極を等間隔に配置することが好ましい。
更に、本発明の電気モジュールの製造方法では、隣接する前記封止材間に位置する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った離間間隔を、前記封止材が当接する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の離間間隔より大に設定することが好ましい。

【0009】

本発明の電気モジュールは、板面に該板面に平行な第一の方向に沿って複数の第一電極と前記第一基板の板面上で前記第一電極間に介在すると共に前記第一電極と面一になっている複数の絶縁部が形成された第一基板と、板面に該板面に平行な第二の方向に沿って複数の第二電極と前記第二基板の板面上で前記第二電極間に介在すると共に前記第二電極と面一になっている複数の絶縁部が形成された第二基板が前記第一の方向と前記第二の方向とを揃えて前記第一電極と前記第二電極とを対向させ、封止材を介して貼り合わされている電気モジュールにおいて、前記第一電極と前記第二電極とのいずれか一方の電極における前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法が前記封止材の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った寸法より小とされ、前記封止材が前記第一電極と前記第二電極とのいずれか他方の電極間に介在している前記絶縁部に接触して配置されていることを特徴とする。
また、本発明の電気モジュールでは、前記一方の電極が等間隔に配置されていることが好ましい。
更に、本発明の電気モジュールでは、隣接する前記封止材間に位置する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の前記第一の方向又は前記第二の方向に沿った離間間隔が、前記封止材が当接する前記一方の電極間に介在している前記絶縁部の離間間隔より大とされていることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明の電気モジュールの製造方法及び電気モジュールによれば、２枚の基板の位置合わせを考慮せずとも隣接する発電部間の短絡発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態である電気モジュールを示す平面図である。

【図2】本発明の第１実施形態である電気モジュールを示す図であって、図１におけるＸ１−Ｘ１線で矢視した場合に対応する断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、第一基板の断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、第二基板の断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、封止材を配置した第一基板に第二基板を貼り合わせる工程を説明するための断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、封止材を介して第一基板と第二基板を貼り合わせた状態における断面図である。

【図7】本発明の第２実施形態である電気モジュールを示す平面図である。

【図8】本発明の第２実施形態である電気モジュールを示す図であって、図７におけるＸ２−Ｘ２線で矢視した場合に対応する断面図である。

【図9】本発明の第２実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、第一基板の断面図である。

【図10】本発明の第２実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、第二基板の断面図である。

【図11】本発明の第２実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、封止材を配置した第一基板に第二基板を貼り合わせる工程を説明するための断面図である。

【図12】本発明の第２実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、封止材を介して第一基板と第二基板を貼り合わせた状態における断面図である。

【図13】本発明の第３実施形態である電気モジュールを示す平面図である。

【図14】本発明の第３実施形態である電気モジュールを示す図であって、図１３におけるＸ３−Ｘ３線で矢視した場合に対応する断面図である。

【図15】本発明の第３実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、第一基板の断面図である。

【図16】本発明の第３実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、第二基板の断面図である。

【図17】本発明の第３実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、封止材を配置した第一基板に第二基板を貼り合わせる工程を説明するための断面図である。

【図18】本発明の第３実施形態である電気モジュールの製造方法を示す図であって、封止材を介して第一基板と第二基板を貼り合わせた状態における断面図である。

【図19】本発明の第４実施形態である電気モジュールを示す平面図である。

【図20】本発明の第４実施形態である電気モジュールを示す図であって、図１９におけるＸ４−Ｘ４線で矢視した場合に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態である電気モジュールの製造方法及び電気モジュールについて、図面を参照して説明する。尚、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。

【0013】

（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、電気モジュール２１は、フィルム型の色素増感型太陽電池であって、第一基板１と、その板面１ａに形成された絶縁部２と、複数の透明導電膜３及び半導体層４とを備え且つ絶縁部２を介在させて複数形成された第一電極５と、第二基板６と、その板面６ａに形成された絶縁部７と、絶縁部７を介在させて複数形成された第二電極８と、対向する第一電極５と第二電極８との間を封止するための封止材９と、電解液１０と、を備えている。

【0014】

第一基板（他方の基板）１は、第一電極５の基台となる部材であり、ロール・ツー・ロール方式等での太陽電池の連続生産に適用できる適度な柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば特に限定されない。このような材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド等の透明の樹脂材料が挙げられる。

【0015】

透明導電膜３は、電子モジュール２１の第一電極５を構成するものであり、絶縁部２を介して第一基板１の板面１ａに複数成膜されている。また、透明導電膜３はスパッタリング法や印刷法により、板面方向（第一基板１の搬送方向と平行する一方向、第一の方向）Ｐに直交する方向に、板面方向Ｐの寸法Ｗ３で等間隔にパターニングされている。透明導電膜３には、例えば、酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等が用いられる。

【0016】

半導体層４は、透明導電膜３とともに電気モジュール２１の第一電極５を構成するものであり、透明導電膜３の上に積層され、絶縁部２を介して第一基板１の板面１ａに複数成膜されている。また、半導体層４は、例えば、増感色素から電子を受け取り輸送する機能を有する金属酸化物からなる。このような金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、等が挙げられる。

【0017】

半導体層４には、不図示の増感色素が担持されている。増感色素は、有機色素または金属錯体色素で構成されている。有機色素として、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系、等の各種有機色素を用いることができる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等、が好適に用いられる。

【0018】

第二基板（一方の基板）６は、第二電極８の基台となる部材であり、第一基板１と同様に透明の樹脂材料等から構成されている。

【0019】

第二電極８は、絶縁部７を介在させて第二基板６の板面６ａに複数成膜されている。また、第二電極８はスパッタリング法や印刷法により、板面方向（第二基板６の搬送方向と平行する一方向、第二の方向）Ｐに直交する方向に、板面方向Ｐの寸法Ｗ１で等間隔にパターニングされている。本実施形態の電気モジュール２１において、第二電極８の板面方向Ｐの寸法Ｗ１は、封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２よりも小さく設定されている。更に、第二電極８は、電気モジュール２１の厚み方向において間隙を隔てて第一電極５と対向している。第二電極８には、例えば、ＩＴＯ、プラチナ、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、カーボン等が用いられる。

【0020】

封止材９は、第二電極８と対向する半導体層４を囲繞して、第一電極５と第二電極８と電解液１０からなる発電部Ｃを形成するために設けられている。即ち、封止材９は、第一電極５と第二電極８との間に間隙を形成するとともに、発電部Ｃを密閉して内部空間Ｓを形成している。

【0021】

封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２は、第二基板６に成膜された第二電極８の板面方向Ｐの寸法Ｗ１よりも大きく設定されている。また、封止材９は、第一基板１に成膜された絶縁部２に接触している。このような構成により、図２に示すように、封止材９は平面視において絶縁部２と、少なくとも１箇所以上の絶縁部７と重なっている。

【0022】

封止材９の材料には、例えば、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を含んだ樹脂等、一時的に流動性を有し、適当な処理により固化される樹脂材料等が用いられる。

【0023】

電解液１０は内部空間Ｓに充填されており、例えば、アセトニトリル、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウムまたはヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン液体などの液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解質とヨウ素とが混合された溶液（プロピオニトリル等の非水系溶剤）等の液体が挙げられる。また、電解液１０は、逆電子移動反応を防止するｔ−ブチルピリジンを含むものであってもよい。

【0024】

電気モジュール２１の発電部Ｃは、電解液１０と、電解液１０を挟んで対向する第一電極５と複数もしくは単一の絶縁部７及び第二電極８から構成されてなる。即ち、本実施形態の電気モジュール２１においては、板面方向Ｐに寸法Ｗ２の間隔をおいて複数の発電部Ｃが一列に配置されている。

【0025】

図１に示すように、第一電極５と第二電極８は、平面視において板面方向Ｐと直交する方向に互いにずれて形成されている。第二電極８と対向しない第一電極５は、発電部Ｃの半導体層４から放出された電子が取り出される負極の端子として用いられる。また、第一電極５と対向しない第二電極８は、電子を供給する正極の端子として用いられる。本実施形態の電気モジュール２１では、各発電部Ｃが複数の第二電極８を含んでなるため、平面視で第一電極５と対向しない複数の第二電極８に導通処理が施されることにより、正極の端子となる。

【0026】

以上、本実施形態における連続生産可能な電気モジュールとしてフィルム型の色素増感型太陽電池を例示して説明したが、電気モジュール２１は板面方向Ｐに複数の発電部Ｃが配置されてなる太陽電池であれば、特に限定されない。

【0027】

次いで、本実施形態の電気モジュール２１の製造方法（以下、単に製造方法という）について説明する。

【0028】

本実施形態の製造方法は、第一電極形成工程と、第二電極形成工程と、基板貼り合わせ工程と、を少なくとも備えて構成され、基板貼り合わせ工程後に、電解液注入工程と、接続工程と、を備えている。以下、各工程について説明する。なお、以下の各工程は基板等の部材を不図示のロール等の搬送機構により連続的に搬送して行う。

【0029】

＜第一電極形成工程＞
先ず、ＰＥＮフィルム、ＰＥＴフィルム等からなり、ロール等で連続的に供給されるシート状の第一基板１の板面１ａに、ＩＴＯやＦＴＯ等をスパッタリングすることにより透明導電膜３を成膜する。

【0030】

次に、低温焼成法又はエアロゾルデポジション法（以下、ＡＤ法という）等によって透明導電膜３の表面上に半導体層４を積層する。ＡＤ法では、例えば異なる粒径の半導体材料が透明導電膜３に噴射されるため、高品質な多孔質膜が形成される。半導体層４の形成工程においては、半導体層４の材料や厚み等を勘案して、適宜条件を設定すればよい。

【0031】

半導体層４を形成した後、増感色素を溶剤に溶かした増感色素溶液に半導体層４を浸漬し、半導体層４に増感色素を担持させる。半導体層４に増感色素を担持させる方法は特に限定されないが、本実施形態の製造方法では、例えば、増感色素溶液中に半導体層４を搬送しながら連続的に投入・浸漬・引き上げを行う方法を用いることができる。これにより、第一基板１の板面１ａに透明導電膜３と半導体層４からなる第一電極５を形成する。

【0032】

その後、図３に示すように、第一電極５に絶縁パターニングを施し、板面方向Ｐに所定の間隔をあけて第一電極５に絶縁部２を形成する。第一電極５に絶縁パターニングを施す方法としては、例えばレーザによるハーフカットや、機械的に第一電極５を引っかいて削る方法等が挙げられるが、これらの方法に限定されない。これにより、第一基板１の板面１ａに複数の第一電極５と第一電極５間に介在する複数の絶縁部２を形成する。この際、第一電極５の板面方向Ｐの寸法をＷ３とする。なお、第一基板１の板面１ａに複数の第一電極５及び絶縁部２を形成する方法は、上記方法に限定されるものではなく、第一基板１の板面１ａに予め絶縁部２を形成し、絶縁部２間に板面方向Ｐの寸法をＷ３として透明導電膜３と半導体層４を順次形成してもよい。

【0033】

以上の工程により、板面１ａに複数の第一電極５と第一電極５間に介在する複数の絶縁部２が設けられた第一基板１が完成する。

【0034】

＜第二電極形成工程＞
次に、ＰＥＮフィルム、ＰＥＴフィルム等からなり、ロール等で連続的に供給されるシート状の第二基板６の板面６ａに、ＩＴＯやＦＴＯ等をスパッタリングすることにより複数の第二電極８を成膜する。その後、図４に示すように、第二電極８に絶縁パターニングを施し、板面方向Ｐに所定の間隔をあけて第二電極８に絶縁部７を形成する。第二電極８に絶縁パターニングを施す方法としては、第一電極５に絶縁パターニングを施す方法と同様の方法が挙げられる。この際に、第二電極８の板面方向Ｐの寸法をＷ１に設定し、第二電極８を等間隔に形成する。また、後の基板貼り合わせ工程において、平面視で第一電極５と第二電極８とが板面方向Ｐに対し垂直方向に互いにずれるように、第二電極８を成膜する。本工程により、板面６ａに複数の第二電極８と第二電極８間に介在する複数の絶縁部７が設けられた第二基板６が完成する。

【0035】

＜基板貼り合わせ工程＞
次に、図５に示すように、半導体層４を囲繞し且つ絶縁部２に接触させて第一基板１に封止材９を配置する。この際、絶縁部２に接触する封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２は、第二電極８の板面方向Ｐの寸法Ｗ１よりも大きくする。また、電気モジュール２１の正極端子及び負極端子として使用する部分（平面視で互いに重ならない部分）の第一電極５及び第二電極８にはそれぞれ封止材９を配置する。更に、封止材９間に連通し且つ抜出可能な離型性樹脂シートを封止材９の一部に挿入する等の方法で、後の電解液注入工程において内部空間Ｓに電解液１０を注入するための注液部（図示略）を設けておく。

【0036】

続いて、第一電極５と第二電極８を対向させ、熱プレス等の方法を用いて封止材９を硬化させながら、封止材９を介して第一基板１と第二基板６を貼り合わせる。本工程により、図６に示すように、第一電極５と第二電極８と封止材９で囲まれた内部空間Ｓを形成する。

【0037】

＜電解液注入工程＞
続いて、予め形成しておいた注液部から内部空間Ｓに電解液１０を注入し、その後注液部を封止する。

【0038】

上記工程により、図１及び図２に示すような板面方向Ｐに複数の発電部Ｃが配置された電気モジュール２１が完成する。

【0039】

＜接続工程＞
次に、太陽電池モジュールの面積を勘案し、必要に応じて１つ以上の発電部Ｃを含むように電気モジュール２１を複数に分割してもよい。本実施形態では、ロール・ツー・ロール方式等により連続的に供給される電気モジュール２１を搬送しながら任意の形状の太陽電池モジュールに分割できる。

【0040】

続いて、各発電部Ｃを構成する複数の第二電極８のうち、平面視で第一電極５と重なっていない部分を導通させる。具体的には、第二基板６の板面６ａとは反対側の面から平面視で第一電極５と重なっていない第二電極８に連通する導電部（図示略）を形成し、電極部としてもよい。このような導電部は、予め第二電極形成工程において形成してもよい。また、平面視で第一電極５と重なっていない第二電極８を含む第二基板６の一部を板面６ａとは反対側の面側にめくり、電極部を形成してもよい。この後、各発電部Ｃを構成する複数の第二電極８の電極部を互いに接続する。
同様の電極部形成方法を用いて、各発電部Ｃを構成する第一電極５についても電極部を形成することができる。

【0041】

以上の工程により、板面方向Ｐに複数の発電部Ｃが配置され、第一及び第二の電極５，８に電極部が設けられると共に各発電部Ｃを構成する複数の第一電極５及び第二電極８の電極部がそれぞれ導通された太陽電池モジュール（図示略）が得られる。

【0042】

上述のように、本実施形態の電気モジュール２１では、平面視において封止材９と第一基板１に成膜された絶縁部２と第二基板６に成膜された少なくとも１箇所の絶縁部７が重なって配置されている。そのため、隣接する発電部Ｃの短絡が確実に回避される。また、第二電極８が板面方向Ｐに細かく分割されているため、電気モジュール２１の曲げに対する耐性が向上する。更に、第二電極８が電気モジュール２１に照射される光に対して不透明な材質で構成されている場合であっても電気モジュール２１がシースルーとなり、デザイン性の向上が期待できる。

【0043】

また、本実施形態の電気モジュール２１の製造方法によれば、第二電極８の板面方向Ｐの寸法Ｗ１が発電部Ｃ間を区画する封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２よりも小さく設定され、且つ封止材９が絶縁部２に当接して配置される。これにより、基板貼り合わせ工程を行うに際して、封止材９が前記のように配置された第一基板１と第二基板６との位置合わせを行わずとも、平面視において封止材９と絶縁部２と少なくとも１箇所の絶縁部７が重なる。従って、隣接する発電部Ｃ間の短絡を確実に回避することができる。基板等を搬送するロールにより電極を始めとする電気モジュール２１の構成要素の伸縮が発生しても、構成要素は相対的に大きさが同率で変化すると考えられ、上記のように平面視において封止材９と絶縁部２と少なくとも１箇所の絶縁部７を重ねて、隣接する発電部Ｃの短絡を回避することができる。そのため、搬送方向に発電部Ｃが複数形成された電気モジュール２１をロール・ツー・ロール方式等で容易に連続生産することができる。

【0044】

なお、上記説明した各工程は、電気モジュール２１の連続生産の効率向上のために必要に応じて順序を入れ替えて実施してもよい。また、電気モジュール２１の設計仕様に合わせて各構成要素の配置や形状及び数は変更することができる。例えば、電気モジュール２１の正極端子及び負極端子として用いるための電極部の形成方法を変更し、第一及び第二の基板１，６にそれぞれ、平面視で互いに重なるように第一及び第二の電極５，８を成膜してもよい。

【0045】

なおまた、上記説明した手順や使用する材質等は、電気モジュール２１として色素増感太陽電池を採用した場合の製造方法における一例であり、これらの例に限定されるものではなく、連続生産可能な太陽電池を作製できれば変更して構わない。

【0046】

（第２実施形態）
次いで、本発明の第２実施形態の電気モジュールについて説明する。尚、図７及び図８に示す本実施形態の電気モジュール２２の構成要素において、図１及び図２に示す第１実施形態の電気モジュール２１の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0047】

図７及び図８に示すように、電気モジュール２２は、電気モジュール２１の構成要素のうち、第二基板６に成膜されている絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔が板面方向Ｐで不均一に設定されてなるものである。

【0048】

図８に示すように、電気モジュール２２においては、隣接する封止材９間に位置する絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ２は、封止材９が当接する絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ１より大きく設定されている。即ち、隣接する封止材９間に位置する第二電極８Ｂの板面方向Ｐの寸法Ｗ１は、封止材９が当接する第二電極８Ａの板面方向Ｐの寸法Ｗ４より大きい。なお、封止材９が当接する第二電極８Ａの板面方向Ｐの寸法Ｗ４は、封止材９が当接する絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ１に等しい。

【0049】

電気モジュール２２の発電部Ｃは、電解液１０と、電解液１０を挟んで対向する第一電極５と電気モジュール２１よりも少数の第二電極８から構成されてなる。隣接する封止材９間に位置する絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ２（即ち、第二電極８Ｂの板面方向Ｐの寸法）が発電部Ｃの板面方向Ｐの寸法と同程度であれば、電気モジュール２２の発電部Ｃは１個の第二電極８Ｂから構成され得る。

【0050】

続いて、本実施形態の電気モジュール２２の製造方法について説明する。
電気モジュール２２の製造方法は、第１実施形態の電気モジュール２１の製造方法と同様に、第一電極形成工程と、第二電極形成工程と、基板貼り合わせ工程と、を少なくとも備えて構成され、基板貼り合わせ工程後に、電解液注入工程と、接続工程と、を備えている。以下、電気モジュール２２の製造方法の説明において、電気モジュール２１の製造方法と同一の内容については、その説明を省略する。

【0051】

＜第一電極形成工程＞
図９に示すように、電気モジュール２１の製造方法と同様にして、第一基板１の板面１ａに複数の第一電極５と第一電極５間に介在する複数の絶縁部２とを形成する。

【0052】

＜第二電極形成工程＞
次に、第二基板６の板面６ａに、ＩＴＯやＦＴＯ等をスパッタリングすることにより複数の第二電極８を成膜する。その後、図１０に示すように、第二電極８に絶縁パターニングを施して絶縁部７を形成する。本工程の絶縁パターニングでは、後に封止材９が当接する位置付近における絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ１を、隣接する封止材９間に位置する絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ２よりも小さく設定する。また、後の基板貼り合わせ工程において、平面視で第一電極５と第二電極８とが互いにずれるように、第二電極８を成膜する。本工程により、板面６ａに複数の第二電極８と第二電極８間に介在する複数の絶縁部７が設けられた第二基板６が完成する。

【0053】

＜基板貼り合わせ工程＞
次に、図１１に示すように、半導体層４を囲繞し且つ絶縁部２に接触させて第一基板１に封止材９を配置する。この際、絶縁部２に接触する封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２は、後に封止材９が当接する第二電極８Ａの板面方向Ｐの寸法Ｗ４よりも大きくする。また、電気モジュール２１の正極端子及び負極端子として使用する部分（平面視で互いに重ならない部分）の第一電極５及び第二電極８にはそれぞれ封止材９を配置する。更に、後の電解液注入工程において、図１２に示す構成の内部空間Ｓに電解液１０を注入するための注液部（図示略）を設けておく。

【0054】

封止材９を介して第一基板１と第二基板６を貼り合わせる工程以降は、電気モジュール２１の製造方法と同様に作業を行う。但し、各発電部Ｃを構成する第二電極８が１つの第二電極８Ｂである場合は、本実施形態の接続工程において、第１実施形態の電気モジュール２１の接続工程のように各発電部Ｃを構成する複数の第二電極８の電極部を互いに接続する必要はない。

【0055】

以上の工程により、板面方向Ｐに複数の発電部Ｃが配置され、第１及び第二電極５，８に電極部が設けられた電気モジュール２２、及び、各発電部Ｃを構成する複数の第一電極５及び第二電極８それぞれの電極部が導通された太陽電池モジュール（図示略）が得られる。

【0056】

上述のように、本実施形態の電気モジュール２２においては、平面視において封止材９と第一基板１に成膜された絶縁部２と第二基板６に成膜された少なくとも１箇所の絶縁部７が重なって配置されている。そのため、第１実施形態の電気モジュール２１と同様の効果が得られる。

【0057】

また、本実施形態の電気モジュール２２の製造方法によれば、隣接する封止材９間に位置する絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ２は封止材９が当接する位置付近における絶縁部７の板面方向Ｐの離間間隔Ｄ１より大とされている。即ち、封止材９に当接する第二電極８の板面方向Ｐの寸法Ｗ４が封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２よりも小さく設定され、且つ封止材９が絶縁部２に当接して配置される。これにより、電気モジュール２１の製造方法と同様の効果が得られる。更に、各発電部Ｃを第１実施形態の電気モジュール２１より少数の第二電極８で構成できるため、接続工程において互いに接続する第二電極８の電極部の数を減らして導通処理を簡易化すると共に、電気モジュール２２の連続生産における生産性をより高めることができる。

【0058】

なお、本実施形態の電気モジュール２２においては、第二電極８の板面方向Ｐの寸法が板面方向Ｐにおいて部分的に封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２よりも小さく設定される。従って、本実施形態の電気モジュール２２及びその製造方法は、第一及び第二の基板１，６の伸縮による第一又は第二の電極５，８の大きさの変化、並びに、第一又は第二の電極５，８の平面視での相対位置の変化が比較的小さい場合に適用されることが好ましい。

【0059】

（第３実施形態）
次いで、本発明の第３実施形態の電気モジュールについて説明する。尚、図１３及び図１４に示す本実施形態の電気モジュール２３の構成要素において、図１及び図２に示す第１実施形態の電気モジュール２１の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0060】

図１３及び図１４に示すように、電気モジュール２３は、第一基板１に成膜されている第一電極５の板面方向Ｐの寸法Ｗ６が、第１実施形態の電気モジュール２１の第一電極５の板面方向Ｐの寸法Ｗ３より小さく、第二電極８の板面方向Ｐの寸法Ｗ１と同程度の大きさに設定されてなるものである。従って、電気モジュール２３の発電部Ｃは、電解液１０と、電解液１０を挟んで対向する複数の第一電極５と複数の第二電極８から構成されてなる。

【0061】

続いて、本実施形態の電気モジュール２３の製造方法について説明する。
電気モジュール２３の製造方法は、第１実施形態の電気モジュール２１の製造方法と同様に、第一電極形成工程と、第二電極形成工程と、基板貼り合わせ工程と、を少なくとも備えて構成され、基板貼り合わせ工程後に、電解液注入工程と、接続工程と、を備えている。電気モジュール２３の製造方法の以下説明において、電気モジュール２１の製造方法と同一の内容については、詳しい説明を省略する。

【0062】

＜第一電極形成工程＞
先ず、電気モジュール２１の製造方法と同様に、ＰＥＮフィルム、ＰＥＴフィルム等からなり、ロール等で連続的に供給されるシート状の第一基板１の板面１ａに、ＩＴＯやＦＴＯ等をスパッタリングすることにより透明導電膜３を成膜する。次に、低温焼成法又はＡＤ法等によって透明導電膜３の表面上に半導体層４を積層し、透明導電膜３と半導体層４からなる第一電極５を形成する。その後、図１５に示すように、第一電極５に絶縁パターニングを施し、板面方向Ｐに所定の間隔をあけて第一電極５に絶縁部２を形成する。この際、第一電極５は、板面方向Ｐの寸法をＷ６とし、等間隔に形成する。これにより、板面１ａに複数の第一電極５と第一電極５間に介在する複数の絶縁部２が設けられた第一基板１が完成する。

【0063】

＜第二電極形成工程＞
次に、図１６に示すように、電気モジュール２１の製造方法と同様にして、第二基板６の板面６ａに複数の第二電極８と第二電極８間に介在する複数の絶縁部７とを形成する。

【0064】

＜基板貼り合わせ工程＞
次に、図１７に示すように、半導体層４を囲繞し且つ絶縁部２に接触させて第一基板１に封止材９を配置する。この際、絶縁部２に接触する封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２は、後に封止材９が当接する第一及び第二の電極５，８のそれぞれの板面方向Ｐの寸法Ｗ６，Ｗ１よりも大きくする。また、電気モジュール２１の正極端子及び負極端子として使用する部分（平面視で互いに重ならない部分）の第一電極５及び第二電極８にはそれぞれ封止材９を配置する。更に、後の電解液注入工程において、内部空間Ｓに電解液１０を注入するための注液部（図示略）を設けておく。

【0065】

続いて、第一電極５と第二電極８を対向させ、熱プレス等の方法を用いて封止材９を硬化させながら、封止材９を介して第一基板１と第二基板６を貼り合わせる。本工程により、図１８に示すように、複数の第一電極５と複数の第二電極８と封止材９で囲まれた内部空間Ｓを形成する。

【0066】

＜電解液注入工程＞
続いて、電気モジュール２１の製造方法と同様に、予め形成しておいた注液部から内部空間Ｓに電解液１０を注入し、注液部を封止する。

【0067】

上記工程により、図１３及び図１４に示すような板面方向Ｐに複数の発電部Ｃが配置された電気モジュール２３が完成する。

【0068】

＜接続工程＞
次に、太陽電池モジュールの面積を勘案し、必要に応じて１つ以上の発電部Ｃを含むように電気モジュール２３を複数に分割してもよい。続いて、各発電部Ｃを構成する複数の第一電極５のうち、平面視で第二電極８と重なっていない部分を導通させる。同様に、各発電部Ｃを構成する複数の第二電極８のうち、平面視で第一電極５と重なっていない部分を導通させる。具体的な導通処理の方法については、電気モジュール２１の製造方法で説明した方法を用いることができる。この後、各発電部Ｃを構成する複数の第一電極５の電極部同士、複数の第二電極８の電極部同士をそれぞれ接続する。

【0069】

以上の工程により、板面方向Ｐに複数の発電部Ｃが配置され、第一及び第二電極５，８に電極部が設けられた電気モジュール２３、及び、各発電部Ｃを構成する複数の第一電極５及び複数の第二電極８の電極部がそれぞれ導通された太陽電池モジュール（図示略）が得られる。

【0070】

上述のように、本実施形態の電気モジュール２３においては、平面視において封止材９と第一基板１に成膜された少なくとも１箇所の絶縁部２と第二基板６に成膜された少なくとも１箇所の絶縁部７が重なって配置されている。そのため、第１実施形態の電気モジュール２１と同様の効果が得られる。また、第二電極８に加えて第一電極５が板面方向Ｐに細かく分割されているため、電気モジュール２３の曲げに対する耐性がより一層向上する。更に、電気モジュール２３がよりシースルーとなりデザイン性の更なる向上が期待できる。

【0071】

また、本実施形態の電気モジュール２３の製造方法によれば、封止材９に当接する第一及び第二の電極５，８のそれぞれの板面方向Ｐの寸法Ｗ６，Ｗ１が封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２よりも小さく設定され、且つ封止材９が少なくとも１箇所の絶縁部２，７に当接して配置される。これにより、電気モジュール２１の製造方法と同様の効果が得られる。

【0072】

（第４実施形態）
次いで、本発明の第４実施形態の電気モジュールについて説明する。尚、図１９及び図２０に示す本実施形態の電気モジュール２４の構成要素において、図１及び図２に示す第１実施形態の電気モジュール２１の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0073】

電気モジュール２４は、第一電極５の板面方向Ｐの寸法が第１実施形態における電気モジュール２１の第二電極８の板面方向Ｐの寸法Ｗ１と同程度に設定され、第二電極８の板面方向Ｐの寸法が第１実施形態における電気モジュール２１の第一電極５の板面方向Ｐの寸法Ｗ３と同程度に設定されてなるものである。第１実施形態の電気モジュール２１及び本実施形態の電気モジュール２４に示すように、本発明の電気モジュールでは、第一及び第二の電極５，８のうち少なくとも一方の電極が板面方向Ｐに細かく分割されて、その寸法が封止材９の板面方向Ｐの寸法Ｗ２よりも小さく設定されていればよい。

【0074】

電気モジュール２４の製造方法においては、第一電極５の板面方向Ｐの寸法をＷ１とすると共に、第二電極８の板面方向Ｐの寸法をＷ３とする。また、接続工程では、各発電部Ｃを構成する複数の第一電極５の電極部を互いに接続する。その他の工程については、第１実施形態の電気モジュール２１の製造方法と同様であるため、説明を省略する。

【0075】

電気モジュール２４及びその製造方法では、平面視において封止材９と第一基板１に形成された少なくとも１箇所の絶縁部２と第二基板６に形成された絶縁部７が重なって配置されていることにより、電気モジュール２１及びその製造方法と同様の効果が得られる。 また、半導体層４をＡＤ法で成膜する場合は、半導体層４と透明導電膜３との密着性よりも半導体層４と絶縁部２との密着性が高くなる。本実施形態の電気モジュール２４では第一電極５が板面方向Ｐに細かく分割されているため、板面方向Ｐの単位長さあたりの半導体層４と絶縁部２との接触箇所を増やし、半導体層４の第一基板１に対する密着性を高めることができる。

【0076】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、太陽電池等の電気モジュールに関する分野で利用可能である。

【符号の説明】

【0078】

１…第一基板、１ａ，６ａ…板面、２，７…絶縁部、５…第一電極、６…第二基板、８，８Ａ，８Ｂ…第二電極、９…封止材、２１，２２，２３，２４…電気モジュール、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ６…寸法、Ｄ１，Ｄ２…離間間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】