フレキシブル太陽電池素子モジュール
【課題】本発明は、各々の太陽電池素子における内部短絡を防止することが可能なフレキシブル太陽電池素子モジュールを提供することを主目的とする。
【解決手段】フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成された機能層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、および上記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とが電気的に接続されており、上記第１電極基材が、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールにより、上記課題を解決する。
【解決手段】フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成された機能層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、および上記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とが電気的に接続されており、上記第１電極基材が、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル太陽電池素子モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の増加が原因とされる地球温暖化等の環境問題が深刻となり、世界的にその対策が進められている。中でも環境に対する負荷が小さく、クリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを利用した太陽電池に関する積極的な研究開発が進められている。また、最近では、高機能化や低コスト化が可能な太陽電池として、フレキシブル太陽電池が注目され、研究開発が進められている。
【０００３】
このようなフレキシブル太陽電池を実用化するためには、より大きな出力電圧が必要であることから、複数の太陽電池素子を接続してモジュール化することが試みられており、このようなフレキシブル太陽電池素子モジュールにおいては、変形性や加工性を向上させるために、より高いフレキシブル性を付与することが可能な構成が求められている。
【０００４】
特許文献１においては、色素増感型太陽電池素子モジュールの構成として、１枚の第１基材上に複数の第１電極層が形成された第１電極基材と、第２電極層を有する複数の第２電極基材と、１枚の第１電極基材上に形成された複数の第１電極層および各々の第２電極基材の第２電極層の間に形成された複数の多孔質層と、上記複数の第１電極層および複数の第２電極層の周囲に配置された複数の封止部材と、上記第１電極層、第２電極層、および封止部材で構成される空間に液状の電解質を封入して形成された複数の電解質層とを有する色素増感型太陽電池素子モジュールの構成が開示されている。
【０００５】
しかしながら、上記構成を有する色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、高いフレキシブル性を付与することは可能であるものの、使用時において、各々の色素増感型太陽電池素子の電極層同士、特に第２電極層の端部を含む側面が第１電極層に接触し、内部短絡が発生してしまうといった問題がある。
上記内部短絡の問題は、各種太陽電池素子モジュールにおいて、上記のモジュール構造を採用した場合も同様に生じる問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、各々の太陽電池素子における内部短絡を防止することができるフレキシブル太陽電池素子モジュールを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成された機能層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、および上記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とが電気的に接続されているフレキシブル太陽電池素子モジュールであって、上記第１電極基材が、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールを提供する。
【０００９】
本発明によれば、太陽電池素子の第２電極層の端部に対向する位置に短絡防止層が形成されていることから、各々の太陽電池素子の短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。また、短絡防止層が第１電極層と同一の導電材料から構成されることから、フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造時において、上記短絡防止層および第１電極層を同時に形成することが可能となるため、製造工程を簡略な工程とすることができ、生産性の高いフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。
【００１０】
本発明は、第１基材上に複数の第１電極層と、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層とを形成することによりフレキシブル性を有する第１電極基材を形成する第１電極基材形成工程と、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する第２電極基材用基板準備工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側に機能層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う機能層形成工程と、上記第２電極基材用基板を切断することにより、上記複数の第２電極基材を形成する切断工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側と上記第２電極基材の上記第２電極層側とを上記第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層が位置するように対向させ、上記機能層を界面として密着させることにより上記第１電極基材および上記第２電極基材を貼合し、上記第１電極層、上記第２電極層および上記機能層を有する複数の太陽電池素子を形成する貼合工程と、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と、他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とを電気的に接続する接続工程とを有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明によれば、第１電極基材形成工程では上記短絡防止層を有する第１電極基材を形成することができ、貼合工程では第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層を配置することが可能となることから、各々の太陽電池素子の内部短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールを製造することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各々の太陽電池素子における内部短絡を防止することが可能なフレキシブル太陽電池素子モジュールを得ることができるといった作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールに用いられる第１電極基材の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略図である。
【図４】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールに用いられる第１電極基材の他の例を示す概略図である。
【図５】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略平面図である。
【図６】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略図である。
【図７】本発明の有機薄膜太陽電池素子モジュールの例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第１電極基材用基板準備工程の一例を示す工程図である。
【図９】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第１電極基材用基板準備工程の他の例を示す工程図である。
【図１０】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第２電極基材用基板準備工程、多孔質層形成工程、固体電解質層形成工程、および切断工程の一例を示す工程図である。
【図１１】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第２電極基材用基板準備工程、多孔質層形成工程、固体電解質層形成工程、および切断工程の他の例を示す工程図である。
【図１２】本発明の有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法における第１電極基材用基板準備工程の一例を示す工程図である。
【図１３】本発明の有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法における第２電極基材用基板準備工程、多孔質層形成工程、固体電解質層形成工程、および切断工程の一例を示す工程図である。
【図１４】比較例において形成された第１電極基材を説明する概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュール、およびフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法について説明する。
【００１５】
Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール
まず、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールについて説明する。
本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成された機能層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、および上記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とが電気的に接続されているものであって、上記第１電極基材が、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするものである。
【００１６】
なお、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールにフレキシブル性を付与するために、第１電極基材および第２電極基材はフレキシブル性を有するものである。ここで、第１電極基材および第２電極基材のフレキシブル性としては、本態様のフレキシブル太陽電池モジュールに所望の変形性や加工性を付与することができる程度であれば、特に限定されるものではないが、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−１（塗料−般試験方法−第５部：塗膜の機械的性質−第１節：耐屈曲性（円筒形マンドレル法））に準じた試験（電極基材の厚みが０．３ｍｍ以下である場合は直径３２ｍｍのマンドレルを用い、電極基材の厚みが０．３ｍｍ以上である場合は直径１３ｍｍのマンドレルを用いる。約１００ｍｍ×５０ｍｍの電極基材を試験片として用いる）で、２０°以上の折り曲げても電極基材として使用可能な程度であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、第１電極基材または第２電極基材の少なくとも一方が太陽光の受光面となることから、本発明においては、通常、第１電極基材または第２電極基材の少なくとも一方に透明性を有する基材が用いられる。「透明性を有する基材」の透明性としては、太陽光を受光できる程度であれば特に限定されるものではないが、全光線透過率５０％以上であることが望ましい。なお、上記透明性は、ＪＩＳ Ｋ７３６１-１:１９９７に準拠した測定方法により測定した値である。
【００１８】
また、本発明における「機能層」とは、太陽電池素子が受光した太陽光の光エネルギーを、電気エネルギーに変換する機能を有する層をいう。
【００１９】
また、本発明における「一の太陽電池素子」と「他の太陽電池素子」との電気的な接続関係等は、フレキシブル太陽電池素子モジュールにおける隣接する二の太陽電池素子同士についての接続関係等を指す。
また、以下の説明において「一の太陽電池素子の第１電極層」については、「一の第１電極層」と略して説明する場合がある。また、一の太陽電池素子の第１電極層以外の層、および他の太陽電池素子の各層についても同様に略して説明する場合がある。
【００２０】
本発明によれば、太陽電池素子の第２電極層の端部に対向する位置に短絡防止層が形成されていることから、各々の太陽電池素子の内部短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。また、短絡防止層が第１電極層と同一の導電材料から構成されていることにより、第１電極層をパターン状に形成する際に同時に形成することができるため、生産性の高いフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。また、樹脂等の絶縁材料を用いる場合に比べて短絡防止層の厚みを薄く形成することができ、第１電極層と短絡防止の厚みを同等とすることができることから、第１電極層上に形成される固体電解質層等の層を薄膜に形成した場合も、第１電極基材表面の凹凸に由来する各層の剥がれ等を抑制することができる。
【００２１】
ここで、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの具体例としては、色素増感型太陽電池素子モジュール（第一態様）と、有機薄膜太陽電池素子モジュール（第二態様）と、化合物半導体型太陽電池素子モジュール（第三態様）と、シリコン薄膜太陽電池素子モジュール（第四態様）とが挙げられる。以下、各態様について説明する。
【００２２】
Ｉ．第一態様
第一態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記第１電極層または上記第２電極層のうちいずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ上記機能層が酸化還元対を含有する固体電解質層である色素増感型太陽電池素子である色素増感型太陽電池素子モジュールである。なお、以下の第一態様の説明においては、「色素増感型太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、「色素増感型太陽電池素子」を「素子」という。
【００２３】
なお、本態様において、「電極層上に形成される」とは、第１電極層または第２電極層上に直接形成される場合だけではなく、他の層を介して形成される場合を含む概念である。
【００２４】
また、本態様のモジュールにおいては、通常、第１電極層または第２電極層のうち、多孔質層が形成されている電極層は酸化物半導体電極層として用いられ、多孔質層が形成されていない電極層は対向電極層として用いられる。
【００２５】
本態様のモジュールについて図を用いて説明する。図１（ａ）は本態様のモジュールの一例を示す概略平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図２（ａ）は図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュールに用いられる第１電極基材の例を示す概略平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２６】
図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュール１００は、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材１１、第１基材１１上にパターン状に形成された複数の第１電極層１２、および短絡防止層１３を有する第１電極基材１０と、フレキシブル性を有し、第２電極層２２からなる複数の第２電極基材２０と、第２電極層２２上に形成された複数の多孔質層３と、多孔質層３および第１電極層１２の間に形成された複数の固体電解質層４とを有する。また、本態様においては、第１電極層１２上に触媒層５が形成されていてもよい。なお、図１（ａ）においては、第２電極基材２０の下層に配置される第１電極層および短絡防止層を点線を用いて示している。
また、図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュール１００は、第１電極層１２、触媒層５、固体電解質層４、多孔質層３、および第２電極層２２を有する素子１が複数連結されて構成されるものであり、一の第１電極層１２と他の第２電極層２２が電気的に接続されている。また、モジュール１００には、第１電極層１２と第２電極層２２の端部とが対向する位置に接触防止層１６が形成されていてもよい。
【００２７】
図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュール１００においては、図２（ａ）、（ｂ）に例示されるように、第１電極基材１０が、第１基材１１上の第２電極層の端部に対向する位置に形成され、第１電極層１２と同一の導電材料から構成され、かつ、第１電極層１２と絶縁されている短絡防止層１３を有することを特徴とするものである。なお、図２（ａ）においては、第２電極層が対向する位置を一点鎖線を用いて示している。
【００２８】
図３（ａ）は本態様のモジュールの他の例を示す概略平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。また、図４（ａ）は図３（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュールに用いられる第１電極基材の例を示す概略平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。なお、図３および図４における符号については、図１および図２と同様とすることができる。
【００２９】
本態様においては、各々の素子の内部短絡が生じにくいモジュールを得ることができる。
以下、本態様のモジュールの詳細について説明する。
【００３０】
１．第１電極基材
（１）短絡防止層
本態様における短絡防止層について説明する。
本態様における短絡防止層の形成位置としては、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置であれば特に限定されない。なお、本態様において「第２電極層の端部と対向する」とは、少なくとも第２電極層の一部の端部に対向することを指す。
【００３１】
上記短絡防止層の形成位置としては、通常、第２電極層の形状等により適宜選択される。例えば、本態様における第２電極層の形状としては、短冊状であることが好ましい。上記第２電極層の形状が短冊状である場合は、上記第２電極層を有する短冊状の第２電極基材を備えた四辺形状の素子をストライプ状に配列させたモジュールを得ることができるからである。このような形状のモジュールは、優れたフレキシブル性を示すことができ、発電面積等の調整が容易であり、また製造時において各層の形成位置の位置合わせが容易であるといった利点を有する。
そこで以下、第２電極層の形状が短冊状である場合における短絡防止層の形成位置について説明する。
【００３２】
短絡防止層の形成位置としては、第２電極層の短冊の４つの辺のうち、少なくとも一辺の端部に対向する位置であれば特に限定されないが、なかでも短冊の長辺の端部に対向する位置であることがより好ましい。
短冊状の第２電極基材をストライプ状に配列させたモジュールにおいては、ストライプの配列方向におけるフレキシブル性が高くなる。よって、この場合、第２電極層の長辺の端部と第１電極層との間の距離が変化しやすくなることから、第２電極層の長辺の端部の近傍において内部短絡が発生しやすいものとなる。よって、短冊状の第２電極層の長辺の端部に対向する位置に短絡防止層を設けることにより、各々の素子の内部短絡を好適に抑制することができる。
【００３３】
ここで、本態様のモジュールにおいては、一の第１電極層と他の第２電極層との一部分を直接接触、もしくは導電性層を介して積層させることにより電気的に接続させる（以下、内部接続と称して説明する場合がある。）ことが好ましいことから、上記短絡防止層の形成位置は、一の第２電極層において他の第１電極層と接続させる第２接続領域の位置によっても、適宜選択される。例えば、図１（ａ）に例示されるように、短冊状の第２電極層２２が短冊の１つの短辺の端部を含む第２接続領域２２ｂを有する場合は、図２（ａ）に例示されるように、短絡防止層１３を第２電極層の短冊の２つの長辺の端部に対向する位置に設けてもよく、図示はしないが、短絡防止層を第２電極層の短冊の１つの長辺の端部に対向する位置に設けてもよい。
一方、例えば、図３（ａ）に例示されるように、短冊状の第２電極層２２が短冊の１つ長辺の端部を含む第２接続領域２２ｂを有する場合は、図４（ａ）に例示されるように、短絡防止層１３は第２電極層２２の短冊の２つの長辺の端部のうち第２接続領域側とは反対側の長辺の端部に対向する位置に設けられる。また、この場合、第２電極層の短冊の短辺の端部に対向する位置にも短絡防止層１３を設けてもよい。
【００３４】
本態様における短絡防止層は、図２（ａ）に例示するように、隣り合う二の第２電極層の間に複数個形成されていてもよく、図４（ａ）に例示するように、隣り合う二の第２電極層の間に１個形成されていてもよい。なお、隣り合う二の第２電極層の間に複数個の短絡防止層を形成する場合は、図５に示すように、隣り合う二の第１電極層の幅方向に２個以上（図５においては２個）の短絡防止層１３を形成することが好ましい。第１電極層１２と短絡防止層１３との絶縁をより確実に行うことができるからである。
【００３５】
上記短絡防止層は、第２電極層の端部に対向する位置に設けられていれば特に限定されないが、短絡防止層の形成工程の簡便さ、モジュールの製造時における位置合わせ等を考慮すると、ある程度の幅を有する領域であることが好ましい。
このような短絡防止層の幅としては、２００μｍ〜１０ｍｍの範囲内、なかでも５００μｍ〜５ｍｍの範囲内、特に１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。短絡防止層の幅が上記範囲に満たない場合は、モジュールの製造時における位置合わせに高い精度が要求されることから、本態様のモジュールの製造効率が低下する恐れがあるからである。一方、短絡防止層の幅が上記範囲を超える場合は、モジュールにおいて発電に寄与する面積が小さくなり、発電効率が低下する可能性があるからである。
なお、短絡防止層の幅とは、一の第１電極層と他の第１電極層との間に形成されている短絡防止層の幅を指し、短絡防止層が複数個形成されている場合は、一の第１電極層に隣接する短絡防止層の端部から他の第１電極層に隣接する短絡防止層の端部までの距離を指す。
【００３６】
上述の説明においては、主に短冊状の第２電極層を用いた場合における第１電極層の形状について説明したが、本態様における短絡防止層はこれに限定されるものではなく、第２電極層の形状や、素子の形状に応じて適宜選択することができる。
【００３７】
短絡防止層の材料、物性、および形成方法については、後述する第１電極層の材料、物性および形成方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００３８】
（２）第１電極層の形状
次に、本態様における第１電極層の形状について説明する。
上記第１電極層の形状としては、素子を構成することができる形状であれば特に限定されない。本態様においては第１基材の第２電極層の端部に対向する位置には上記短絡防止層が形成されることから、上記第１電極層の形状としては、第２電極層の端部の内側に形成され、固体電解質層および多孔質層が積層される発電領域を有する形状であれば特に限定されない。なお、「第２電極層の端部の内側に形成される」とは、少なくとも第２電極層の一部の端部の内側に形成されることを指す。
【００３９】
本態様のモジュールにおいては、一の第１電極層と他の第２電極層とを内部接続させることが好ましいことから、上記第１電極層の形状としては、上記発電領域と、上記発電領域から延長され、他の第２電極層と接続させる接続領域とを有する形状であることが好ましい。
【００４０】
上記発電領域は、第２電極層の一部の端部の内側に配置することができ、固体電解質層等を配置することが可能な形状であれば特に限定されず、通常、第２電極層の形状等により適宜選択される。第２電極層の形状が短冊状である場合、上記発電領域の形状としては、四辺形状であることが好ましい。発電面積等の調整が容易であり、また製造時において各層の形成位置の位置合わせが容易であるといった利点を有する。
【００４１】
上記接続領域としては、上記発電領域から延長して形成することができ、他の第２電極層と電気的に接続することが可能な位置であれば特に限定されず、他の第２電極層の第２接続領域に応じて適宜選択される。例えば、図１（ａ）に示されるように、短冊状の第２電極層２２において短冊の１つの短辺の端部を含む第２接続領域２２ｂと接続させる場合には、図２（ｃ）に示されるように発電領域１２ａの長辺方向ｙに対して略直行方向ｘに接続領域１２ｂを設けることが好ましい。
【００４２】
また、例えば、図３（ａ）に示すように、短冊状の第２電極層２２において短冊の１つの長辺の端部を含む第２接続領域２２ｂと接続させる場合には、図４（ｃ）に示されるように発電領域１２ａの長辺方向ｙに対して略平行方向に接続領域１２ｂを設けることが好ましい。
【００４３】
また、上記第１電極層１２が発電領域１２ａおよび接続領域１２ｂを有する場合は、図２（ｃ）および図４（ｃ）に例示するように、通常、各領域をつなぐ延長領域１２ｃを有する。なお、図２（ｃ）は図２（ａ）に例示される第１電極層１２の形状を説明する図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）に例示される第１電極層１２の形状を説明する図である。
【００４４】
なお、上記の説明においては、主に短冊状の第２電極層を用いた場合における、第１電極層の形状について説明したが、これに限定されるものではない。
【００４５】
（３）第１電極基材
本態様における第１電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、本態様のモジュールの受光面により適宜選択されるものである。本態様においては、後述するように第２電極基材が金属基材であることが好ましいことから、第１電極基材は透明性を有する基材であることが好ましい。
【００４６】
（ａ）透明性を有する基材
透明性を有する基材は、第１基材として透明基材と、第１電極層として上記透明基材上に形成された透明電極層とを有する。
【００４７】
第１基材に用いられる透明基材としては、具体的には、透明無機物製基材や透明樹脂製基材を用いることができる。上記透明樹脂製基材としては、一般的な樹脂から構成される基材を用いることができ、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエステルナフタレート、ポリカーボネート等の樹脂から構成される基材を挙げることができる。また、上記透明無機物製基材としては、合成石英基材やガラス基板等を挙げることができる。透明基材の厚みは、５μｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００４８】
第１電極層としては透明電極層が用いられる。本態様に用いられる透明電極層としては、透明性を有し、所定の導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。上記透明電極層に用いられる材料としては、金属酸化物、導電性高分子材料等を挙げることができる。上記金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、酸化インジウムにスズを添加した化合物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛を添加した化合物（ＩＺＯ）等を挙げることができる。上記導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン（ＰＡ）、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、およびこれらの誘導体等を挙げることができる。また、これらを２種以上混合して用いることもできる。
透明電極層の全光線透過率は、８５％以上であることが好ましく、なかでも９０％以上、特に９２％以上であることが好ましい。なお、上記全光線透過率は、可視光領域において、スガ試験機株式会社製 ＳＭカラーコンピュータ（型番：ＳＭ−Ｃ）を用いて測定した値である。
透明電極層のシート抵抗は、５００Ω／□以下であることが好ましく、なかでも３００Ω／□以下、特に５０Ω／□以下であることが好ましい。シート抵抗が上記範囲より大きいと、発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があるからである。なお、上記シート抵抗は、三菱化学株式会社製 表面抵抗計（ロレスタＭＣＰ：四端子プローブ）を用い、ＪＩＳ Ｒ１６３７（ファインセラミックス薄膜の抵抗率試験方法：４探針法による測定方法）に基づき、測定した値である。
透明電極層は、単一の層からなる構成であってもよく、また、複数の層が積層された構成であってもよい。透明電極層の膜厚としては、通常、５ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内が好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００４９】
第１電極基材の形成方法としては、第１基材上に所望の形状を有する第１電極層および短絡防止層を形成することができる方法であれば特に限定されない。
上記第１電極層および短絡防止層の形成方法としては、例えば、透明電極層材料膜を透明基材上に全面形成した後にレーザースクライブ法を用いて所定のパターン状に切り込みを入れることにより形成する方法、上記透明電極層材料膜を透明基材上に全面形成した後に所定のパターン状にエッチングして形成する方法、金属マスクを用いてスパッタ法等の蒸着法を用いて形成する方法や、金属ペーストとした透明電極層材料を用いて透明基材上に透明電極層を印刷する方法等を挙げることができる。本態様においては、なかでも、レーザースクライブ法を用いた方法が好ましい。第１電極層および短絡防止層を所望のパターン形状に容易に形成することができるからである。なお、レーザースクライブ法やエッチング法等により第１電極層を形成する場合は、必要に応じて形成される補助電極、もしくは後述の触媒層等を第１基材全面に形成したのち、パターン形状に加工する処理を行うことが好ましい。
【００５０】
（ｂ）透明性を有さない基材
上記第１電極基材が透明性を有さない基材としては、通常、第１基材と第１電極層として金属層とを有する。また、上記金属層と同一の金属から構成される短絡防止層を有する。
【００５１】
上記第１基材としては、透明基材であってもよく、透明性を有さない第１基材であってもよい。透明基材については、上述した「（１）透明性を有する基材」の項で記載したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
一方、透明性を有さない第１基材としては、一般的な樹脂から構成される基材を用いることができる。
【００５２】
第１電極層としては、金属層が用いられる。金属層に用いられる金属としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｚｎ、ステンレス鋼（ＳＵＳ）およびそれらの合金等が挙げられる。金属層の厚みとしては、通常、０．０１μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、０．１μｍ〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。金属層の形成方法としては、透明電極層の形成方法と同様とすることができる。
【００５３】
第１電極基材の形成方法に用いられる上記金属層および短絡防止層の形成方法としては、上述した透明電極層および短絡防止層の形成方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００５４】
（ｃ）その他の構成
第１電極基材としては、第１基材および第１電極層を有するものであれば特に限定されず、必要に応じて他の構成を有していてもよい。
【００５５】
例えば、後述する第２電極基材側に後述する多孔質層が形成される場合は、第１電極基材の第１電極層上に触媒層が形成されていることが好ましい。触媒層は、モジュールの発光効率の向上に寄与する働きを有するものであれば特に限定されない。触媒層の膜厚としては、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００５６】
本態様における第１電極基材においては、図２（ａ）等に示されるように、通常、末端に配置されるモジュールから電気を取り出すための配線取り出し層１４が設けられる。上記配線取り出し層としては、第１電極層と同一の材料から構成されるものを好適に用いることができるがこの限りではない。
【００５７】
本発明においては、図２（ａ）等に示すように、第２電極層の端部に対向しない位置であって、隣り合う二の第１電極層の間に絶縁層１５を設けてもよい。上記絶縁層１５を設けることにより、隣り合う第１電極層同士の導通を防止することができる。このような絶縁層１５としては、絶縁性を有していれば特に限定されないが、第１電極層１２および短絡防止層１３と同一の材料から形成され、かつ、第１電極層１２および短絡防止層１３と導通しない導電材料層１５’であることが好ましい。
また、図示はしないが、本発明においては、短絡防止層と導電材料層とが連続的に形成されていてもよい。
【００５８】
２．第２電極基材
（１）第２電極層の形状
本態様における第２電極層の形状としては、隣接する第２電極層同士が接触しない形状であれば特に限定されない。また、第２電極層の形状としては、一の太陽電池素子の第１電極層の発電領域上に配置される第２発電領域を有するものであれば特に限定されないが、上記第２発電領域と、他の第１電極層の接続領域と電気的に接続される第２接続領域とを有することが好ましい。
【００５９】
このような第２電極層の形状としては、正方形状、短冊状等の四辺形状、多角形状、円形状、楕円形状、連続した曲線からなる端辺を有する形状等を挙げることができる。本態様においては、なかでも短冊形状であることが好ましい。なお、本態様において通常、第２電極層の形状と第２電極基材の形状とは同一の形状となる。
【００６０】
また、第２電極層の形状が短冊状である場合、上記第２接続領域としては、上述した第１電極層の接続領域と電気的に接続させることが可能であれば特に限定されないが、図１（ａ）に示されるように短冊の１つの短辺の端部を含む位置や、図３（ａ）に示すように短冊の１つの長辺の端部を含む位置に第２接続領域２２ｂが設けられることが好ましく、なかでも、図３（ａ）のように短冊の１つの長辺の端部を含む位置に第２接続領域２２ｂが設けられることが好ましい。第１電極層および第２電極層の接触面積を大きくすることができ、各々の素子の接続不良を効果的に防止することができるからである。
【００６１】
また、第２発電領域は、少なくとも第１電極層の発電領域と対向するように設けられていれば特に限定されず、通常は、第２電極層における第２接続領域以外の領域であって、第２電極層の端部の内側に設けられる。また、第２発電領域は、図１（ａ）、図３（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域と対向しないように設けられてもよく、図６（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域と対向するように設けられてもよい。
【００６２】
（２）第２電極基材
第２電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、モジュールの受光面により適宜選択される。
【００６３】
このような第２電極基材としては、電極としての機能を有するものであれば限定されず、第２電極層からなるものであってもよく、第２電極層と、第２電極層を支持するための第２基材とを有するものであってもよい。
【００６４】
第２電極基材が、第２電極層からなるものである場合、第２電極基材としては、具体的には、単一の金属層、すなわち金属基材が用いられる。金属基材に用いられる金属や金属基材の厚みについては第１電極基材に用いられる金属層と同様とすることができる。
【００６５】
一方、第２電極基材が、第２電極層と、第２基材とを有するものである場合は、第１電極基材と同様とすることができる。
【００６６】
第２電極基材としては、必要に応じて他の構成を有することができる。例えば、後述する多孔質層が第１電極基材の第１電極層上に形成される場合、第２電極層上に上述した触媒層を形成することが好ましい。
【００６７】
本態様における第２電極基材としては、第２電極層からなるもの、すなわち金属基材であることがより好ましい。第２電極基材として金属基材を用いることで、第２電極基材の第２電極層上に多孔質層を焼成して形成することが可能となるからである。
【００６８】
第２電極基材の形成方法としては、所望の形状の第２電極層を有する第２電極基材を形成することが可能な方法であれば特に限定されない。例えば、後述する「Ｂ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法」の項で説明する方法を好適に用いることができる。
【００６９】
３．固体電解質層
本態様における固体電解質層について説明する。ここで、本態様における上記固体電解質層は、酸化還元対を含有するものであり、流動性を示さないものである。なお、本態様では、固体電解質層は疑固体電解質（ゲル電解質層）を含む概念である。
【００７０】
（１）固体電解質層の構成
上記固体電解質層としては、第１電極層の発電領域上に形成することが可能であれば特に限定されない。本態様においては上記固体電解質層がパターン状に形成されていることが好ましい。
【００７１】
また、上記固体電解質層のパターン形状としては、上記第１電極層の発電領域上に上記固体電解質層を形成することが可能なパターンであれば特に限定されない。例えば、図６（ｂ）に例示されるように、固体電解質層４の幅と第１電極層１２の幅とが同等であってもよく、図１（ａ）、図３（ａ）に例示されるように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅より大きくてもよく、図示しないが、固体電解質層の幅が第１電極層の幅よりも小さくてもよいが、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅と同等、または第１電極層１２の幅よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。各々の素子１において発電に寄与する面積を大きくすることができるからである。また、図１（ａ）等に示すように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅よりも大きい場合は、一の第２電極層２２の端部と、短絡防止層１３上に固体電解質層４を配置することができるため、内部短絡の発生をより好適に防止することが可能となる。なお、第1電極層が接続領域を有する形状である場合、通常、第１電極層の上記接続領域には固体電解質層は形成されない。
なお、図６（ａ）は本態様のモジュールの他の例を示す概略平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ’−Ａ’線断面図である。また、説明していない符号については図１（ａ）、（ｂ）と同様とすることができる。
【００７２】
また、上記固体電解質層のパターン形状としては、一の素子の第１電極層における発電領域と第２電極層との間に形成することが可能であれば特に限定されないが、第２電極層と同一形状であることが好ましい。後述する「Ｃ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法」の項で説明するように、固体電解質層を簡便な方法でパターン状に形成することができるからである。
【００７３】
また、上記固体電解質層４は、図６（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域に形成されてもよく、図１（ａ）、図３（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域に形成されていなくてもよい。上記固体電解質層の膜厚としては、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７４】
（２）固体電解質層
上記固体電解質層は酸化還元対を有する。上記酸化還元対としては、色素増感型太陽電池で用いられるものであれば特に限定はされない。例えば、ヨウ素およびヨウ化物の組合せが挙げられる。酸化還元対の含有量としては、固体電解質層に占める酸化還元対の割合が、１質量％〜５０質量％の範囲内、中でも、５質量％〜３５質量％の範囲内であることが好ましい。
【００７５】
固体電解質としては、色素増感型太陽電池で用いられるものであれば特に限定はされない。例えば、酸化還元対および金属固溶体を含有する固体電解質、酸化還元対、有機溶剤および／またはイオン液体、および無機物微粒子を含有する固体電解質、ならびに酸化還元対、有機溶剤および／またはイオン性液体、および高分子化合物を含有する固体電解質が挙げられる。高分子化合物を含有する固体電解質は、多孔質層や対向電極層との密着性が良好なので、好ましい。電解質を固体化するための無機物微粒子や高分子化合物の含有量としては、固体電解質層を構成する材料中に５質量％〜６０質量％含有させることが好ましい。
【００７６】
固体電解質層の形成方法としては、所望の固体電解質層を形成することが可能であれば特に限定されず、一般的な塗布方法を用いて固体電解質層の材料を塗布する方法を挙げることができる。また、固体電解質層は、第１電極基材の第１電極層側に形成されていてもよく、第２電極基材の第２電極層側に形成されていてもよい。なかでも、第２電極基材の第２電極層側に形成されていることが好ましい。後述する「Ｂ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法」の項で示すように、固体電解質層を簡便な方法でパターン状に形成することができるからである。
【００７７】
４．多孔質層
本態様における上記多孔質層は、第１電極基材の複数の第１電極層上、または第２電極基材の第２電極層上のいずれか一方に形成される。また、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する。
【００７８】
上記多孔質層については、第１電極層の発電領域に積層させることができれば特に限定いされないが、パターン状に形成されることが好ましい。多孔質層のパターン形状については、上述した固体電解質層の項で記載した固体電解質層のパターン形状と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。多孔質層の膜厚は、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７９】
上記金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではない。例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等が挙げられる。
【００８０】
上記色素増感剤としては、光を吸収して起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定されない。上記色素増感剤としては、例えば、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系、インドリン系、カルバゾール系の有機色素や、ルテニウム系の金属錯体色素が挙げられる。
【００８１】
本態様における多孔質層の形成方法としては、第１電極基材の複数の第１電極層上または第２電極基材の第２電極層上に所望の厚みで多孔質層を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではない。例えば、上記金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層用組成物を焼成処理、もしくは乾燥処理することにより多孔質層形成用層を形成し、次いで多孔質層形成用層の表面に上記色素増感剤を付着することにより形成することができる。なかでも焼成処理を含む形成方法が好ましい。
【００８２】
５．その他の構成
本態様のモジュールは、上述した各構成を有するものであれば特に限定されず、他にも必要な構成を適宜選択して追加することができる。このような構成としては、例えば図１（ａ）に例示されるように、一の素子１において、第１電極層１２の端部または第２電極層１２の端部の少なくとも一方に対向する位置に配置された接触防止層１６を有していてもよい。
上記接触防止層は、第１電極基材上に形成されてもよく、第２電極基材上に形成されていてもよい。接触防止層の材料としては、一般的な樹脂等の絶縁性材料と同様とすることができる。また、接触防止層の厚みについては、素子を構成する各層の厚み等に応じて適宜選択することができる。
【００８３】
６．モジュール
本態様のモジュールは素子から構成されるものであり、一の素子の上記第１電極層と他の素子の上記第２電極層とが電気的に接続されているものである。
【００８４】
本態様のモジュールは、複数の素子のうち、少なくとも一の素子が第１電極層を有するものであれば特に限定されないが、通常は、モジュールを構成する複数の素子のうち、末端に形成される素子以外の素子が上述した第１電極層を有する。
【００８５】
また、モジュールにおいて、一の素子の第１電極層と他の素子の第２電極層との接続方法としては、直接、電極層同士を接触させることにより電気的に接続させてもよく、電極層間に導電性層を形成することにより電気的に接続させてもよいが、導電性層を形成して電気的に接続させることがより好ましい。これによりモジュールにおける接続不良をより好適に防止することができるからである。なお、導電性層の材料としては、一般的な導電性接着剤等を用いることができる。
【００８６】
ＩＩ．第二態様
第二態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層である有機薄膜太陽電池素子である有機薄膜太陽電池素子モジュールである。なお、以下の第２態様の説明では、「有機薄膜太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、［有機薄膜太陽電池素子］を「素子」という。
【００８７】
図７（ａ）、（ｂ）は、本態様のモジュールの一例を示す概略断面図である。図７（ａ）、（ｂ）に例示されるように、本態様のモジュール２００は、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材１１、第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層１２を有する第１電極基材１０と、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層２２を有する複数の第２電極基材２０と、第１電極基材１０の第１電極層１２との間に形成された光電変換層６とを有するものである。また、モジュール２００は、第１電極層１２上に正孔取出し層７が、第２電極層２２上に電子取出し層８が形成されている。
また、モジュール２００は、第１電極層１２、正孔取出し層７、光電変換層６、電子取出し層８、および第２電極層２２を有する素子２が複数連結されて構成されるものである。
なお、図７（ａ）、（ｂ）に示されるモジュールに用いられる第１電極基材の第１電極層の形状については、図２、および図４に示される形状と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８８】
本態様によれば、各々の素子の内部短絡が生じにくいモジュールを得ることができる。
以下、本態様のモジュールの詳細について説明する。
【００８９】
１．第１電極基材
本態様における第１電極基材は、第１基材と、第１基材上にパターン状に形成された第１電極層と、短絡防止層とを有するものである。
【００９０】
本態様における短絡防止層については上述した「Ｉ．第一態様」の項で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
【００９１】
第１電極基材における第１電極層は、光電変換層で発生した正孔を取り出すための電極（正孔取出し電極）であってもよく、光電変換層で発生した電子を取り出すための電極（電子取出し電極）であってもよい。
【００９２】
第１電極層の形状については、「Ｉ．第一態様」の項で説明した形状と同様とすることができる。
【００９３】
第１電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、本態様により製造される素子モジュールの受光面により適宜選択されるものである。
【００９４】
第１電極基材が透明性を有する基材である場合は、「Ｉ．第一態様」の項で説明した透明性を有する基材と同様とすることができる。
【００９５】
第１電極基材が透明性を有さない基材である場合は、第１基材としては、「Ｉ．第一態様」の項で説明した第１基材が用いられ、第１電極層としては、導電層が用いられる。導電層の構成材料としては、第２電極層の構成材料の仕事関数等を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば第２電極層の構成材料を仕事関数が低い材料とした場合には、第１電極層の構成材料は仕事関数が高い材料であることが好ましい。仕事関数が高い材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、フッ素をドープしたＳｎＯ２、ＺｎＯ等を挙げることができる。一方、第２電極層の構成材料を仕事関数が高い材料とした場合には、第１電極層の構成材料は仕事関数が低い材料であることが好ましい。仕事関数が低い材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｚｒ、ＬｉＦ等を挙げることができる。導電層の厚み、形成方法等については透明電極層と同様とすることができる。
【００９６】
本態様における第１電極基材としては、第１基材と、第１電極層とを有するものであれば特に限定されず、他にも必要な構成を有することができる。
【００９７】
第１電極基材の第１電極層を正孔取出し電極として用いる場合は、第１電極層上に正孔取出し層を形成することが好ましい。正孔取出し層は、光電変換層から正孔取出し電極への正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層である。正孔取出し層に用いられる材料としては、導電性高分子が好ましく用いられる。導電性高分子としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸、ポリアニリン、ポリピロールが挙げられる。正孔取出し層の膜厚としては、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００９８】
第１電極基材の第１電極層を電子取出し電極として用いる場合は、第１電極層上に電子取出し層を形成することが好ましい。電子取出し層は、光電変換層から電子取出し電極への正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層である。電子取出し層に用いられる材料としては、例えば、ＴｉＯ２や導電性高分子を用いたものを好適に用いることができる。電子取出し層の膜厚としては、５０ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００９９】
配線取り出し層および絶縁層については、「Ｉ．第一態様」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１００】
２．第２電極基材
第２電極基材における第２電極層は、光電変換層で発生した正孔を取り出すための電極（正孔取出し電極）であってもよく、光電変換層で発生した電子を取り出すための電極（電子取出し電極）であってもよい。
【０１０１】
第２電極層の形状については、「Ｉ．第一態様」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１０２】
第２電極基材は、透明性を有していてもよく有さなくてもよく、モジュールの受光面に応じて適宜選択される。上記第２電極基材としては第２電極層からなるものであってもよく、第２電極層および第２基材を有するものであってもよい。上記第２電極基材が第２電極層および第２基材を有するものである場合、第２電極層および第２基材としては、第１電極層および第１基材と同様のものを用いることができる。上記第２電極基材が第２電極層からなる場合、通常、単一の金属層、すなわち金属基材が用いられる。上記金属基材に用いられる金属については、第１電極基材の項で説明した金属と同様とすることができる。
【０１０３】
第２電極基材は構成以外の構成を有することができる。例えば、上記第２電極層を正孔取出し電極として用いる場合は第２電極層上に上述の正孔取出し層を形成することが好ましい。一方、上記第２電極層を電子取出し電極として用いる場合は第２電極層上に上述の電子取出し層を形成することが好ましい。
【０１０４】
３．光電変換層
本態様に用いられる光電変換層は、素子の電荷分離に寄与し、生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向かって輸送する部材である。光電変換層としては、第１電極層の発電領域上に形成することが可能であり、かつ第１電極層の接続領域に形成されないように形成されていれば特に限定されない。本態様においては光電変換層が第１電極層上にパターン状に形成されていることが好ましい。なお、光電変換層のパターン形状については「Ｉ．第一態様」の項で説明した固体電解質層のパターン形状と同様とすることができる。
【０１０５】
本態様に用いられる光電変換層としては、電子受容性および電子供与性の両機能を有する単一の層であってもよく、また電子受容性の機能を有する電子受容性層と電子供与性の機能を有する電子供与性層とが積層されたものであっても良い。
【０１０６】
光電変換層が、電子受容性および電子供与性の両機能を有する単一の層であるときは、光電変換層内で形成されるｐｎ接合を利用して電荷分離が生じるため、単独で光電変換層として機能する。光電変換層の電子供与性材料および上記電子受容性材料の混合比は、使用する材料の種類により最適な混合比に適宜調整される。
【０１０７】
電子供与性材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されず、例えば、ポリ−３−ヘキシルチオフェン等の電子供与性の導電性高分子を好適に用いることができるが、これに限定されない。
【０１０８】
電子受容性材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェニルＣ６１酪酸メチルエステル等の電子受容性の導電性高分子を好適に用いることができるが、これに限定されない。
【０１０９】
光電変換層の膜厚としては、０．２ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内で設定されることが好ましい。光電変換層の形成方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されるものではない。
【０１１０】
４．モジュール
モジュールについて、上記以外の点については、「Ｉ．第一態様」の項で説明した色素増感型太陽電池素子モジュールの場合と同様とすることができる。
【０１１１】
ＩＩＩ．第三態様
第三態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層である化合物半導体型太陽電池素子である化合物半導体型太陽電池素子モジュールである。化合物半導体型太陽電池素子の光電変換層としては、フレキシブル太陽電池モジュールに用いることができれば、特に限定されないが、例えば、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｅ、Ｓ等から構成されるカルコパイライト系化合物や、Ｃｄ−Ｔｅ系化合物を用いた光電変換層が挙げられる。本態様については、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの場合と同様とすることができる。
【０１１２】
ＩＶ．第四態様
第四態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層であるシリコン薄膜太陽電池素子であるシリコン薄膜太陽電池素子モジュールである。シリコン薄膜の光電変換層としては、フレキシブル太陽電池モジュールに用いることができれば、特に限定されないが、例えば、微結晶のＳｉや、アモルファスのＳｉを用いた光電変換層が挙げられる。本態様については、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの場合と同様とすることができる。
【０１１３】
Ｖ．その他
本発明における第１電極基材は、種々のフレキシブル太陽電池素子モジュール用電極基材（以下、この項目においては電極基材と称する。）として用いることができる。このような電極基材は、フレキシブル性を有し、１枚の基材、上記基材上にパターン状に形成された複数の電極層、および上記フレキシブル太陽電池素子モジュールに用いられた場合に上記基材の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とする。上記電極基材は、短絡防止層を有することから、フレキシブル太陽電池素子モジュールに用いた場合、第２電極層の端部に短絡防止層を配置することが可能となるため、各々の太陽電池素子の内部短絡を防止することが可能となる。
【０１１４】
Ｂ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法
本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、第１基材上に複数の第１電極層と、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層とを形成することによりフレキシブル性を有する第１電極基材を形成する第１電極基材形成工程と、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する第２電極基材用基板準備工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側に機能層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う機能層形成工程と、上記第２電極基材用基板を切断することにより、上記複数の第２電極基材を形成する切断工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側と上記第２電極基材の上記第２電極層側とを上記第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層が位置するように対向させ、上記機能層を界面として密着させることにより上記第１電極基材および上記第２電極基材を貼合し、上記第１電極層、上記第２電極層および上記機能層を有する複数の太陽電池素子を形成する貼合工程と、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と、他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とを電気的に接続する接続工程とを有することを特徴とする製造方法である。
【０１１５】
本発明における機能層形成工程において、「第１電極層側に機能層を形成する」または「第２電極層側に機能層を形成する」とは、第１電極層または第２電極層の表面に、直接機能層を形成する場合だけではなく、他の層を介して機能層を形成する場合を含む概念である。また、本発明における機能層形成工程は、上記第１電極基材の上記第１電極層側に有機物を含む機能層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方のみを行う場合だけではなく、第１電極層側および第２電極層側の両方に機能層を形成する場合を含む工程とする。
【０１１６】
また、本発明における貼合工程において、「第１電極基材の第１電極層側と第２電極基材の第２電極層側とを対向させ、機能層を界面として密着させる」とは、機能層を界面にして第１電極層と第２電極層とを密着させる場合だけではなく、第１電極層または第２電極層の表面に他の層が形成されている場合は、機能層を界面にして第１電極層の最表面の層と第２電極層の最表面の層とを密着させる場合を含む概念である。
【０１１７】
本発明では、界面となる機能層が高分子化合物を含有することが好ましい。他の層や基材との密着性を良好にすることができるからである。
【０１１８】
本発明によれば、第１電極基材形成工程では上記短絡防止層を有する第１電極基材を形成することができ、貼合工程では第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層を配置することが可能となることから、各々の太陽電池素子の内部短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールを製造することができる。
【０１１９】
ここで、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法の具体例としては、色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法（第一態様）と、有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法（第二態様）と、化合物半導体型太陽電池モジュールの製造方法（第三態様）と、シリコン薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法（第四態様）とが挙げられる。以下、各態様について説明する。
【０１２０】
Ｉ．第一態様
第１態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記第１電極層または上記第２電極層のいずれか一方の表面上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ上記機能層が酸化還元対および高分子化合物を含む固体電解質層である色素増感型太陽電池素子である色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法である。なお、以下の第一態様の説明では、「色素増感型太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、「色素増感型太陽電池素子」を「素子」という。
【０１２１】
上記モジュールは、多孔質層を必須の構成とすることから、本態様においては、上述の各工程の他に、第１電極層または第２電極層のいずれか一方の表面上に多孔質層を形成する多孔質層形成工程を必須の工程とする。
【０１２２】
ここで、本態様のモジュールの製造方法について図を用いて説明する。図８（ａ）〜（ｄ）、図１０（ａ）〜（ｅ）は、本態様のモジュールの製造方法の一例を示す工程図であり、図１（ａ）、（ｂ）に示すモジュールを製造する例について示す図である。また、図９（ａ）〜（ｄ）、図１１（ａ）〜（ｅ）は、本態様のモジュールの製造方法の他の一例を示す工程図であり、図３（ａ）、（ｂ）に示す色素増感型モジュールを製造する例について示す図である。
【０１２３】
本態様における第１電極基材形成工程について説明する。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基材１１上に連続的に導電材料膜１２３を形成する。また、第１電極基材形成工程においては、触媒層５を形成してもよい。この場合、導電材料膜１２３上に連続的に触媒層５を形成して積層させる。なお、図８（ａ）では、導電材料膜１２３および触媒層５が連続的に形成された第１基材１１の一例を上面から示しており、図８（ｂ）では、図８（ａ）のＥ−Ｅ線断面を示している。
次に、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、導電材料膜１２３および触媒層５をレーザースクライブ法等により所定の形状にパターニングすることで、１枚の第１基材１１上に、パターン状に形成された複数の第１電極層１２と第１電極層１２と絶縁されている短絡防止層１３を有する第１電極基材１０を形成する。図８（ｃ）において示される第１電極層の形状および短絡防止層の形成位置等については、上述した図２で説明したため、ここでの説明は省略する。
なお、図８（ｃ）では、第１電極基材１０の一例を上面から示しており、図８（ｄ）では、図８（ｃ）のＥ’−Ｅ’線断面を示している。
【０１２４】
また、第１電極基材形成工程においては、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基材１１上に、例えば金属マスク等を用いた蒸着法等により、複数の第１電極層１２および短絡防止層１３を直接所定のパターン状に形成してもよい。図９（ａ）において示される第１電極層の形状、および短絡防止層の形成位置等については、上述した図４で説明したため、ここでの説明は省略する。
なお、図９（ａ）では、第１電極層１２および短絡防止層１３がパターン状に形成された第１電極基材１０の一例を上面から示しており、図９（ｂ）では図９（ａ）のＦ−Ｆ線断面を示している。
また、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１電極層１２上には触媒層５を第１電極層１２とは異なるパターンで形成してもよい。
なお、図９（ｃ）では、第１電極基材１０の他の例を上面から示しており、図９（ｄ）では、図９（ｃ）のＦ’−Ｆ’線断面を示している。
【０１２５】
次に、本態様における第２電極基材用基板準備工程、および多孔質層形成工程について説明する。図１０（ａ）、（ｂ）、および図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極基材用基板準備工程においては、第２電極層２２を有する第２電極基材用基板２０’を準備する。次に、多孔質層形成工程においては、第２電極層２２上に色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層３を連続的に形成する。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極基材用基板２０’から切り出される第２電極基材２２（図１０（ｅ）参照）において上述した第１電極層の接続領域と接続される第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとなる領域２２ｂ’（以下、第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’と称して説明する場合がある。）以外の部分に多孔質層３を連続的に形成することが好ましい。
なお、図１０（ａ）では、多孔質層３が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１０（ｂ）では、図１０（ａ）のＧ−Ｇ線断面を示している。
【０１２６】
また、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔質層形成工程においては、所定のパターン形状に多孔質層３を連続的に形成してもよい。なお、図１１（ａ）においては、多孔質層３が第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’以外の部分にストライプ状に連続的に形成されている例について示している。
なお、図１１（ａ）では、多孔質層３が形成された第２電極基材用基板２０’の他の例を上面から示しており、図１１（ｂ）では、図１１（ａ）のＨ−Ｈ線断面を示している。
【０１２７】
なお、図示はしないが、多孔質層形成工程においては、第1電極層上に多孔質層を形成してもよい。
【０１２８】
次に、本態様における機能層形成工程について説明する。
図１０（ｃ）、（ｄ）および図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、機能層形成工程においては、上述した第２電極基材用基板２０’の多孔質層３上に、高分子化合物および酸化還元対を含む固体電解質層４を連続的に形成する。
なお、図１０（ｃ）、図１１（ｃ）では、固体電解質層４が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１０（ｄ）では、図１０（ｃ）のＧ’−Ｇ’線断面を、図１１（ｄ）では、図１１（ｃ）のＨ’−Ｈ’線断面を示している。
【０１２９】
なお、図示はしないが、機能層形成工程においては、第１電極基材の第１電極層上に固体電解質層を第１電極層のパターンに対応するパターンで形成してもよい。
【０１３０】
次に、本態様における切断工程について説明する。
図１０（ｅ）および図１１（ｅ）に示すように、切断工程においては、第２電極基材用基板２０’を所望の形状に切断することにより、第２電極基材２０を形成する。なお、図１０（ｅ）および図１１（ｅ）においては、いずれも、モジュールとした際に、隣接する第２電極基材２０が接触しない形状となるように第２電極基材２０が形成される例について示している。
【０１３１】
次に、本態様における貼合工程、および接続工程について説明する。図８（ｄ）に示される第１電極基材１０の複数の第１電極層１２上に形成された触媒層５と、図１０（ｅ）に示される複数の第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層３とを第２電極層２２の端部に対向する位置に短絡防止層１３が位置するように対向させて、固体電解質層４を界面として密着させることにより第１電極基材１０および第２電極基材２０を貼合し、第１電極層１２、第２電極層２２、多孔質層３および固体電解質層４を有する複数の素子を形成する。また、この際、第１電極層１２の接続領域１２ｂと第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとを導電性層等を介して電気的に接続させる。これにより、本工程においては図１（ａ）、（ｂ）に示されるモジュール１００の構成を得ることができる。
また本工程においては、例えば図９（ｄ）に示される第１電極基材１０の第１電極層１２上に形成された触媒層５と、図１１（ｅ）に示される複数の第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層３とを第２電極層２２の端部に対向する位置に短絡防止層１３が位置するように対向させて、固体電解質層４を界面として密着させることにより第１電極基材１０および第２電極基材２０を貼合して、複数の素子を形成する。また、この際、第１電極層１２の接続領域１２ｂと第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとを導電性層等を介して電気的に接続させる。これにより、本工程においては図３（ａ）、（ｂ）に示されるモジュール１００の構成を得ることができる。
【０１３２】
以下、本態様のモジュールの製造方法の各工程について説明する。
第１電極基材形成工程において形成される第１電極基材については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、第２電極基材準備工程において準備される第２電極基材用基板については、第２電極基材に用いられるものと同様とすることができる。なお、必要に応じて、第1電極基材上または第２電極基材用基板上に接触防止層を形成してもよい。接触防止層については上述した「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１３３】
多孔質層形成工程において形成される多孔質層、およびその形成方法については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。多孔質層は、第１電極基材の複数の第１電極層上、または第２電極基材用基板の第２電極層上のいずれか一方に形成される。多孔質層が第２電極基材用基板の第２電極層上に形成される場合、第２電極基材用基板から切り出された第２電極基材において、第１電極層の接続領域と電気的に接続可能な第２接続領域を有するように、多孔質層を形成する必要がある。よって、この場合は、図１０（ａ）および図１１（ａ）に示すように、第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’以外の部分に多孔質層３を連続的に形成することが好ましい。また、図１１（ａ）に示すように、第２電極基材用基板２０’上に所定のパターン状に多孔質層３を連続的に形成してもよい。一方、多孔質層が第１電極基材の複数の第１電極層上に形成される場合、多孔質層は、通常、第１電極層のパターンに対応するパターンで形成される。具体的な多孔質層のパターン形状については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１３４】
機能層形成工程において形成される固体電解質層、およびその形成方法については、「Ａ.フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、図１１（ｃ）に示すように、第２電極基材用基板２０’上に所定のパターン状に固体電解質層４を形成してもよい。また、上記固体電解質層は、第1電極層側または第２電極層側の少なくとも一方に形成されていればよく、両方に形成されていてもよい。
【０１３５】
切断工程により形成される第２電極基材の形状としては、モジュールにおいて、隣接する第２電極基材同士が接触しない形状であれば特に限定されず、モジュールの用途等により適宜選択して決定することができる。具体的な第２電極基材の形状については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明した第２電極基材の形状と同様とすることができる。また、第２電極基材用基板上に多孔質層や固体電解質層が形成されている場合は、通常、本工程により形成される第２電極基材が有する多孔質層や固体電解質層が第１電極層のパターンに対応するパターンを有するように、第２電極基材用基板が切断される。第２電極基材用基板の切断方法としては、公知の方法とすることができる。
【０１３６】
貼合工程においては、例えば第１電極基材の複数の第１電極層上に多孔質層が形成されている場合は、多孔質層と第２電極層とを対向させて、固体電解質層を界面として密着させる。一方、第２電極基材の第２電極層上に多孔質層が形成されている場合は、第１電極層と上記多孔質層とを対向させて、固体電解質層を界面として密着させる。また、例えば多孔質層が形成されていない側の電極層上に触媒層が形成されている場合は、多孔質層と触媒層とを対向させて固体電解質層を界面として密着させる。貼合方法は、公知の方法を用いることができる。
【０１３７】
接続工程においては、隣接する素子の第１電極層と第２電極層とをモジュールの内部で電気的に接続させることができれば特に限定されず、直接接触させてもよく、第１電極層の接続領域および第２電極層の第２接続領域の間に導電性層を形成して接続させてもよい。本態様においては、導電性層を形成して接続させる方法を用いることが好ましい。これによりモジュールにおける接続不良をより好適に防止することができるからである。なお、導電性層の材料としては、一般的な導電性接着剤等を用いることができる。
【０１３８】
ＩＩ．第二態様
第二態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記第１電極層および上記第２電極層の間に光電変換層を有する有機薄膜太陽電池素子であり、上記機能層が上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成される層である有機薄膜太陽電池素子モジュールを製造する製造方法である。なお、下記の第二態様の説明では、「有機薄膜太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、「有機薄膜太陽電池素子」を「素子」という。
【０１３９】
本態様により製造されるモジュールにおける機能層としては、第１電極層および第２電極層の間に形成される層であり、第１電極基材および第２電極基材を貼合する際の界面とすることにより、第１電極基材および第２電極基材を良好に密着させることが可能な層であれば特に限定されない。上記機能層としては、具体的には、光電変換層、または正孔取出し層、電子取出し層を挙げることができる。機能層は導電性高分子を含有することが好ましい。機能層と他の層や基材との密着が良好になるからである。
【０１４０】
なお、上記モジュールは、光電変換層を必須の構成とするものである。よって、本態様のモジュールの製造方法においては、上記機能層形成工程において光電変換層を形成しない場合は、別途、第１電極層または第２電極層のいずれか一方の表面に光電変換層を形成する工程を有するものとする。
【０１４１】
ここで、本態様のモジュールの製造方法について図を用いて説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）、図１３（ａ）〜（ｅ）は、本態様のモジュールの製造方法の一例を示す工程図であり、図７（ａ）に示すモジュールを製造する例について示す図である。
【０１４２】
まず、本態様における第１電極基材形成工程について説明する。図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１電極基材形成工程においては、第１基材１１上に連続的に導電材料膜１２３を形成する。また、第１電極基材形成工程においては、第1電極層の用途に応じて正孔取出し層または電子取出し層のいずれか一方を形成してもよい。なお、図１２（ａ）、（ｂ）においては正孔取出し層７を形成する例について示す。この場合、導電材料膜１２３上に連続的に正孔取出し層７を形成して積層させる。なお、図１２（ａ）では、正孔取出し層７が連続的に形成された第１基材１１の一例を上面から示しており、図１２（ｂ）では、図１２（ａ）のＩ−Ｉ線断面を示している。
次に、図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、導電材料膜１２３および正孔取出し層７をレーザースクライブ法等により所定のパターンにパターニングすることで、１枚の第１基材１１上に、パターン状に形成された複数の第１電極層１２および短絡防止層１３を有する第１電極基材１０を形成する。なお、第１電極層１２および短絡防止層１３の形状については、図２で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
なお、図１２（ｃ）では、第１電極基材形成工程により形成された第１電極基材１０の一例を上面から示しており、図１２（ｄ）では、図１２（ｃ）のＩ’−Ｉ’線断面を示している。
【０１４３】
次に、本態様における第２電極基材用基板準備工程について説明する。図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極基材用基板準備工程においては、第２電極層２２を有する第２電極基材用基板２０’を準備する。なお、準備される第２電極基材用基板２０’には、第２電極層２２の用途に応じて、第２電極層２２上に正孔取出し層または電子取出し層が形成されていてもよい。図１３（ａ）、（ｂ）では、電子取出し層８が形成されている例について示している。
なお、図１３（ａ）は、電子取出し層８が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＪ−Ｊ線断面を示している。
【０１４４】
次に、本態様における機能層形成工程について説明する。
図１３（ｃ）、（ｄ）に示すように、機能層形成工程においては、上述した第２電極基材用基板２０’の電子取出し層８上に、光電変換層６を連続的に形成する。なお、本工程においては、図１３（ｃ）に示すように、第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’以外の部分に光電変換層６を連続的に形成することが好ましい。
なお、図１３（ｃ）では、光電変換層６が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１３（ｄ）では、図１３（ｃ）のＪ’−Ｊ’線断面を示している。
なお、図示はしないが、機能層形成工程においては、第１電極基材の第１電極層側に光電変換層をパターン状に連続的に形成してもよい。
【０１４５】
次に、本態様における切断工程について説明する。
図１３（ｅ）に示すように、切断工程においては、第２電極基材用基板２０’を所望の大きさに切断することにより、第２電極基材２０を形成する。なお、図１１（ｅ）においては、モジュールとした際に、隣接する第２電極基材２０が接触しない形状となるように、第２電極基材２０が形成される例について示している。
【０１４６】
次に、本態様における貼合工程、および接続工程について説明する。および接続工程について説明する。図１２（ｄ）に示される第１電極基材１０の複数の第１電極層１２上に形成された正孔取り出し層７と、図１３（ｅ）に示される複数の第２電極基材の第２電極層上に形成された電子取り出し層８とを、第２電極層２２の端部に対向する位置に短絡防止層１３が位置するように、光電変換層６を界面として密着させることにより、第１電極基材１０と第２電極基材２０とを貼合し、第１電極層１２、第２電極層２２、光電変換層６、正孔取り出し層、および電子取り出し層８を有する複数の素子を形成する。また、この際、第１電極層１２の接続領域１２ｂと第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとを導電性層等を介して電気的に接続させる。これにより、本工程においては図７（ａ）に示されるモジュール２００の構成を得ることができる。
【０１４７】
以下、本態様のモジュールの製造方法の各工程について説明する。
第１電極基材形成工程により形成される第１電極基材、および第２電極基材準備工程により準備される第２電極基材用基板については「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、これらの工程において、正孔取り出し層、または電子取り出し層のいずれかを形成してもよい。また、必要に応じて第１電極基材上または第２電極基材用基板上に接触防止層を形成してもよい。
【０１４８】
機能層形成工程により形成される機能層は、第１電極層と第２電極層との間に形成される層である。より具体的には、光電変換層、正孔取出し層、電子取出し層を挙げることができる。機能層形成工程で光電変換層を形成する場合は、第１電極基材の第１電極層側に光電変換層を形成する工程、または第２電極基材用基板の第２電極層側に光電変換層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う。本工程において形成される光電変換層については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、機能層形成工程で正孔取出し層または電子取出し層を形成する場合は、第１電極基材の第１電極層側に正孔取出し層もしくは電子取出し層を形成する工程、または第２電極基材用基板の第２電極層側に正孔取出し層もしくは電子取出し層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う。なお、光電変換層を第１電極層または第２電極層のいずれか一方の表面上に形成する工程が別途行われる。本工程により形成される正孔取出し層または電子取出し層については「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。正孔取出し層または電子取出し層は、第１電極基材の第１電極層または第２電極基材用基板の第２電極層のうち、正孔取出し電極または電子取出し電極に用いられる電極層上に形成されてもよく、また、第１電極層または第２電極層のうち、正孔取出し電極または電子取出し電極に用いられない電極層上に光電変換層が形成されている場合は、光電変換層上に形成されてもよい。
【０１４９】
切断工程については、第一態様の項で記載した工程と同様とすることができる。
貼合工程においては、例えば機能層として光電変換層を界面とする場合は、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の表面に形成された光電変換層と、上記光電変換層が形成されていない側の電極層とを対向させて、第１電極基材および第２電極基材を貼合する。なお、第１電極層または第２電極層には、正孔取出し層または電子取出し層のいずれかが形成されていてもよい。また、例えば機能層として正孔取出し層または電子取出し層を界面とする場合は、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の表面に形成された光電変換層上に形成された正孔取出し層または電子取出し層と、上正孔取出し層または電子取出し層が形成されていない側の電極層とを対向させて、第１電極基材および第２電極基材を貼合する。また、例えば機能層として光電変換層および正孔取出し層または電子取出し層を界面とする場合は、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の表面に形成された光電変換層と、上記光電変換層が形成されていない側の電極層上に形成された正孔取出し層電子取出し層とを対向させて、第１電極基材および第２電極基材を貼合する。本工程に用いられる第１電極基材および第２電極基材の貼合方法としては、公知の方法を用いることができる。なお、上記の説明においては、第1電極層または第２電極層のいずれか一方の電極層の表面のみに機能層が形成されている例について説明したが、両方の電極層の表面に機能層が形成されていてもよい。
接続工程については、「Ｉ．第一態様」の項で説明した工程と同様とすることができる。
【０１５０】
ＩＩＩ．第三態様
第三態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層である化合物半導体型太陽電池素子であり、上記機能層が上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成される層である化合物半導体型太陽電池素子モジュールの製造方法である。本態様の光電変換層としては、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができ、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法の場合と同様とすることができる。
【０１５１】
ＩＶ．第四態様
第四態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層であるシリコン薄膜太陽電池素子であり、上記機能層が上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成される層であるシリコン薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法である。シリコン薄膜の光電変換層としては、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができ、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法の場合と同様とすることができる。
【０１５２】
Ｖ．その他
本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法においては、例えば第１基材、または第２電極基材用基板としてロール状に巻回された長尺状の形態を有するものを用いることにより、上述した第１電極基材形成工程、機能層形成工程等をロール・ツー・ロール（Roll・to・Roll）プロセスで行うことができる。
【０１５３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１５４】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１５５】
［実施例１］
＜第１電極基材の作製＞
ＰＥＮフィルム（第１基材）上にＩＴＯ膜（第１電極層）が形成された透明導電フィルムを用意し、そのＩＴＯ膜上に白金を厚み１３Å（透過率７２％）で積層して触媒層を形成した。上記触媒層が形成された透明導電フィルムに対し、レーザースクライブにて絶縁部を形成し、ＩＴＯ膜および触媒層の積層体を図８（ｃ）に示すように、パターニングした。以上の手順により第１電極基材（対向電極基材）を得た。
【０１５６】
＜多孔質層形成用インキの調製＞
多孔質酸化チタン微粒子（日本エアロジル社製、商品名：Ｐ２５）５ｇをエタノール１６．７ｇに投入し、さらにアセチルアセトン０．２５ｇ、及びジルコニアビーズ（φ１．０ｍｍ）２０ｇを添加した混合液を、ペイントシェーカーにより攪拌し、さらにバインダーとしてポリビニルピロリドン（日本触媒社製、商品名：Ｋ−３０）を０．２５ｇ添加して多孔質層形成用のインキを調製した。
【０１５７】
＜多孔質層の形成＞
上記作製した多孔質層形成用インキを、第２電極基材用基板であるチタン箔上にドクターブレード法により１０cm幅の面積で塗布して、多孔質層形成用層を形成した。多孔質層形成用層の周囲には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔質形成用インキが塗工されず、チタン箔のみが存在している未塗工部（第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’）を設けた。
その後、１２０℃で乾燥させることで、多数の酸化チタン微粒子を含む膜厚９μｍの層を形成した。その酸化チタン微粒子の層にプレス機で０．１ｔ／ｃｍ２の圧力を加えた。プレス後、５００℃で３０分間焼成した。
【０１５８】
次に、色素増感剤として有機色素（三菱製紙社製、商品名：Ｄ３５８）を、濃度が３．０×１０−４ｍｏｌ／ｌとなるようにアセトニトリル及びｔｅｒｔ−ブチルアルコールの体積比１：１溶液に溶解させて色素担持用塗工液を調製した。この塗工液に対し、上述の第２電極基材用基板上に形成した酸化チタン微粒子の層を３時間浸漬させた。その後、色素担持用塗工液から引き上げ、酸化チタン微粒子に付着した色素担持用塗工液をアセトニトリルにより洗浄後、風乾した。これにより、酸化チタン微粒子の細孔表面に増感色素を担持させて多孔質層を形成した。
【０１５９】
＜固体電解質層形成用塗工液の調製＞
カチオン性ヒドロキシセルロース（ダイセル化学社製、商品名：ジェルナーＱＨ２００）０．１４ｇをエタノール２．７２ｇに溶解させた溶液に、ヨウ化カリウムを０．０４３ｇ加え、攪拌して溶解させた。次いで、その溶液に１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート（ＥＭＩｍ−Ｂ（ＣＮ）４）０．１８ｇ、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド（ＰＭＩｍ−Ｉ）０．５ｇ、及びＩ２を０．０２５ｇ加えて、撹拌して溶解させた。これにより、コーティング可能な固体電解質層形成用塗工液を調製した。
【０１６０】
＜固体電解質層の形成＞
上述の多孔質層（１０ｃｍ幅）上に、固体電解質層形成用塗工液をドクターブレード法により塗布し、１００℃で乾燥して固体電解質層を形成した。
【０１６１】
＜第２電極基材用基板の切断＞
電解質層付き基板を図１０（ｅ）に示すように、短冊状であり、かつ第２電極層の短冊の短辺の端部を含む第２接続領域２２ｂを有するように切断した。なお、短冊の幅は１０ｍｍとした。
これにより、第２電極基材（導電基材）を得た。
【０１６２】
＜色素増感太陽電池素子モジュールの作製＞
短冊上に切り出した第２電極基材のうち、第２接続領域に導電性接着剤を形成した。また、第１電極基材上の第２電極層の端部に対向する位置（図１（ａ）における１６の位置）に接触防止層（厚み５μｍ、幅１．５ｍｍのアクリル系粘着シート）を配置した。第２電極層上の導電性接着剤が隣接する第１電極層の接続領域と接続するように、第１電極基材と、第２電極基材の貼り合わせを行い、図１（ａ）、（ｂ）に例示される色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。作製した色素増感型太陽電池素子モジュールを充填材で挟み、１５０℃でラミネートすることにより、封止した。
【０１６３】
［実施例２］
固体電解質層形成用塗工液として、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート（ＥＭＩｍ−Ｂ（ＣＮ）４）０．１８ｇ、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド（ＰＭＩｍ−Ｉ）０．５ｇ、及びＩ２を０．０２５ｇを混合した液に粒径２０ｎｍのシリカ粒子を５質量％加えて、攪拌したものを用いて、多孔質層（１０ｃｍ幅）上に、ドクターブレード法により塗布して膜厚１２μｍの固体電解質層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。
【０１６４】
［比較例］
第１電極層のパターンを図１４に示されるようにパターニングし、短絡防止層を有さない第１電極基材としたこと以外は、実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作成した。
【０１６５】
＜電池性能の評価＞
作製したモジュールについて、擬似太陽光（ＡＭ１．５、入射光強度１００ｍＷ／ｃｍ２）を光源として、対向電極側から入射させ、ソースメジャーユニット（ケースレー２４００型）を用いて電圧印加による電流電圧特性を測定した。その結果、実施例１では、短絡電流２０ｍＡ、開放電圧６．５Ｖ、曲線因子０．２４、最大出力３７ｍＷの特性を示し、蛍光灯（５００ｌｕｘ）を光源とした場合、短絡電流０．２７ｍＡ、開放電圧４．８Ｖ、曲線因子０．７１、最大出力０．９ｍＷの特性を得た。また、実施例２では、短絡電流３０ｍＡ、開放電圧６．１Ｖ、曲線因子０．３５、最大出力６４ｍＷの特性を示し、蛍光灯を光源とした場合、短絡電流０．３ｍＡ、開放電圧４．８Ｖ、曲線因子０．７０、最大出力１ｍＷの特性を得た。
なお、実施例１および実施例２で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールを、充填材で封止せずに、１５０ｍｍφのプラスチック芯に１０回程度巻き付ける試験をおこなった結果、実施例１で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールでは特段の問題は生じなかったが、実施例２で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールでは第１電極基材と第２電極基材の間で剥離が生じた。実施例１で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールでは、高分子化合物を有する固体電解質層を界面として密着させることで、第１電極基材と第２電極基材の密着が良好になったものと考えられる。
一方、比較例１では短絡電流２７ｍＡ、開放電圧３．１Ｖ、曲線因子０．２５、最大出力２１ｍＷの特性を示し、蛍光灯を光源とした場合、短絡電流０．２８ｍＡ、開放電圧２．５Ｖ、曲線因子０．７１、最大出力０．５ｍＷの特性を得た。電圧が大幅に低下していることから、一部で短絡が生じたと考えられる。
【符号の説明】
【０１６６】
１ … 色素増感型太陽電池素子
２ … 有機薄膜太陽電池素子
３ … 多孔質層
４ … 固体電解質層
５ … 触媒層
６ … 光電変換層
７ … 正孔取り出し層
８ … 電子取り出し層
１０ … 第１電極基材
１１ … 第１基材
１２ … 第１電極層
１３ … 短絡防止層
２０ … 第２電極基材
２０’ … 第２電極基材用基板
１００ … 色素増感型太陽電池素子モジュール
２００ … 有機薄膜太陽電池素子モジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル太陽電池素子モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の増加が原因とされる地球温暖化等の環境問題が深刻となり、世界的にその対策が進められている。中でも環境に対する負荷が小さく、クリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを利用した太陽電池に関する積極的な研究開発が進められている。また、最近では、高機能化や低コスト化が可能な太陽電池として、フレキシブル太陽電池が注目され、研究開発が進められている。
【０００３】
このようなフレキシブル太陽電池を実用化するためには、より大きな出力電圧が必要であることから、複数の太陽電池素子を接続してモジュール化することが試みられており、このようなフレキシブル太陽電池素子モジュールにおいては、変形性や加工性を向上させるために、より高いフレキシブル性を付与することが可能な構成が求められている。
【０００４】
特許文献１においては、色素増感型太陽電池素子モジュールの構成として、１枚の第１基材上に複数の第１電極層が形成された第１電極基材と、第２電極層を有する複数の第２電極基材と、１枚の第１電極基材上に形成された複数の第１電極層および各々の第２電極基材の第２電極層の間に形成された複数の多孔質層と、上記複数の第１電極層および複数の第２電極層の周囲に配置された複数の封止部材と、上記第１電極層、第２電極層、および封止部材で構成される空間に液状の電解質を封入して形成された複数の電解質層とを有する色素増感型太陽電池素子モジュールの構成が開示されている。
【０００５】
しかしながら、上記構成を有する色素増感型太陽電池素子モジュールにおいては、高いフレキシブル性を付与することは可能であるものの、使用時において、各々の色素増感型太陽電池素子の電極層同士、特に第２電極層の端部を含む側面が第１電極層に接触し、内部短絡が発生してしまうといった問題がある。
上記内部短絡の問題は、各種太陽電池素子モジュールにおいて、上記のモジュール構造を採用した場合も同様に生じる問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、各々の太陽電池素子における内部短絡を防止することができるフレキシブル太陽電池素子モジュールを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成された機能層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、および上記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とが電気的に接続されているフレキシブル太陽電池素子モジュールであって、上記第１電極基材が、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールを提供する。
【０００９】
本発明によれば、太陽電池素子の第２電極層の端部に対向する位置に短絡防止層が形成されていることから、各々の太陽電池素子の短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。また、短絡防止層が第１電極層と同一の導電材料から構成されることから、フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造時において、上記短絡防止層および第１電極層を同時に形成することが可能となるため、製造工程を簡略な工程とすることができ、生産性の高いフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。
【００１０】
本発明は、第１基材上に複数の第１電極層と、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層とを形成することによりフレキシブル性を有する第１電極基材を形成する第１電極基材形成工程と、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する第２電極基材用基板準備工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側に機能層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う機能層形成工程と、上記第２電極基材用基板を切断することにより、上記複数の第２電極基材を形成する切断工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側と上記第２電極基材の上記第２電極層側とを上記第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層が位置するように対向させ、上記機能層を界面として密着させることにより上記第１電極基材および上記第２電極基材を貼合し、上記第１電極層、上記第２電極層および上記機能層を有する複数の太陽電池素子を形成する貼合工程と、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と、他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とを電気的に接続する接続工程とを有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明によれば、第１電極基材形成工程では上記短絡防止層を有する第１電極基材を形成することができ、貼合工程では第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層を配置することが可能となることから、各々の太陽電池素子の内部短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールを製造することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各々の太陽電池素子における内部短絡を防止することが可能なフレキシブル太陽電池素子モジュールを得ることができるといった作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールに用いられる第１電極基材の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略図である。
【図４】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールに用いられる第１電極基材の他の例を示す概略図である。
【図５】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略平面図である。
【図６】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの他の例を示す概略図である。
【図７】本発明の有機薄膜太陽電池素子モジュールの例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第１電極基材用基板準備工程の一例を示す工程図である。
【図９】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第１電極基材用基板準備工程の他の例を示す工程図である。
【図１０】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第２電極基材用基板準備工程、多孔質層形成工程、固体電解質層形成工程、および切断工程の一例を示す工程図である。
【図１１】本発明の色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法における第２電極基材用基板準備工程、多孔質層形成工程、固体電解質層形成工程、および切断工程の他の例を示す工程図である。
【図１２】本発明の有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法における第１電極基材用基板準備工程の一例を示す工程図である。
【図１３】本発明の有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法における第２電極基材用基板準備工程、多孔質層形成工程、固体電解質層形成工程、および切断工程の一例を示す工程図である。
【図１４】比較例において形成された第１電極基材を説明する概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュール、およびフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法について説明する。
【００１５】
Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール
まず、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールについて説明する。
本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および上記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成された機能層を有し、上記第１電極層、上記第２電極層、および上記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とが電気的に接続されているものであって、上記第１電極基材が、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするものである。
【００１６】
なお、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールにフレキシブル性を付与するために、第１電極基材および第２電極基材はフレキシブル性を有するものである。ここで、第１電極基材および第２電極基材のフレキシブル性としては、本態様のフレキシブル太陽電池モジュールに所望の変形性や加工性を付与することができる程度であれば、特に限定されるものではないが、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−１（塗料−般試験方法−第５部：塗膜の機械的性質−第１節：耐屈曲性（円筒形マンドレル法））に準じた試験（電極基材の厚みが０．３ｍｍ以下である場合は直径３２ｍｍのマンドレルを用い、電極基材の厚みが０．３ｍｍ以上である場合は直径１３ｍｍのマンドレルを用いる。約１００ｍｍ×５０ｍｍの電極基材を試験片として用いる）で、２０°以上の折り曲げても電極基材として使用可能な程度であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、第１電極基材または第２電極基材の少なくとも一方が太陽光の受光面となることから、本発明においては、通常、第１電極基材または第２電極基材の少なくとも一方に透明性を有する基材が用いられる。「透明性を有する基材」の透明性としては、太陽光を受光できる程度であれば特に限定されるものではないが、全光線透過率５０％以上であることが望ましい。なお、上記透明性は、ＪＩＳ Ｋ７３６１-１:１９９７に準拠した測定方法により測定した値である。
【００１８】
また、本発明における「機能層」とは、太陽電池素子が受光した太陽光の光エネルギーを、電気エネルギーに変換する機能を有する層をいう。
【００１９】
また、本発明における「一の太陽電池素子」と「他の太陽電池素子」との電気的な接続関係等は、フレキシブル太陽電池素子モジュールにおける隣接する二の太陽電池素子同士についての接続関係等を指す。
また、以下の説明において「一の太陽電池素子の第１電極層」については、「一の第１電極層」と略して説明する場合がある。また、一の太陽電池素子の第１電極層以外の層、および他の太陽電池素子の各層についても同様に略して説明する場合がある。
【００２０】
本発明によれば、太陽電池素子の第２電極層の端部に対向する位置に短絡防止層が形成されていることから、各々の太陽電池素子の内部短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。また、短絡防止層が第１電極層と同一の導電材料から構成されていることにより、第１電極層をパターン状に形成する際に同時に形成することができるため、生産性の高いフレキシブル太陽電池素子モジュールとすることができる。また、樹脂等の絶縁材料を用いる場合に比べて短絡防止層の厚みを薄く形成することができ、第１電極層と短絡防止の厚みを同等とすることができることから、第１電極層上に形成される固体電解質層等の層を薄膜に形成した場合も、第１電極基材表面の凹凸に由来する各層の剥がれ等を抑制することができる。
【００２１】
ここで、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの具体例としては、色素増感型太陽電池素子モジュール（第一態様）と、有機薄膜太陽電池素子モジュール（第二態様）と、化合物半導体型太陽電池素子モジュール（第三態様）と、シリコン薄膜太陽電池素子モジュール（第四態様）とが挙げられる。以下、各態様について説明する。
【００２２】
Ｉ．第一態様
第一態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記第１電極層または上記第２電極層のうちいずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ上記機能層が酸化還元対を含有する固体電解質層である色素増感型太陽電池素子である色素増感型太陽電池素子モジュールである。なお、以下の第一態様の説明においては、「色素増感型太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、「色素増感型太陽電池素子」を「素子」という。
【００２３】
なお、本態様において、「電極層上に形成される」とは、第１電極層または第２電極層上に直接形成される場合だけではなく、他の層を介して形成される場合を含む概念である。
【００２４】
また、本態様のモジュールにおいては、通常、第１電極層または第２電極層のうち、多孔質層が形成されている電極層は酸化物半導体電極層として用いられ、多孔質層が形成されていない電極層は対向電極層として用いられる。
【００２５】
本態様のモジュールについて図を用いて説明する。図１（ａ）は本態様のモジュールの一例を示す概略平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図２（ａ）は図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュールに用いられる第１電極基材の例を示す概略平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２６】
図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュール１００は、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材１１、第１基材１１上にパターン状に形成された複数の第１電極層１２、および短絡防止層１３を有する第１電極基材１０と、フレキシブル性を有し、第２電極層２２からなる複数の第２電極基材２０と、第２電極層２２上に形成された複数の多孔質層３と、多孔質層３および第１電極層１２の間に形成された複数の固体電解質層４とを有する。また、本態様においては、第１電極層１２上に触媒層５が形成されていてもよい。なお、図１（ａ）においては、第２電極基材２０の下層に配置される第１電極層および短絡防止層を点線を用いて示している。
また、図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュール１００は、第１電極層１２、触媒層５、固体電解質層４、多孔質層３、および第２電極層２２を有する素子１が複数連結されて構成されるものであり、一の第１電極層１２と他の第２電極層２２が電気的に接続されている。また、モジュール１００には、第１電極層１２と第２電極層２２の端部とが対向する位置に接触防止層１６が形成されていてもよい。
【００２７】
図１（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュール１００においては、図２（ａ）、（ｂ）に例示されるように、第１電極基材１０が、第１基材１１上の第２電極層の端部に対向する位置に形成され、第１電極層１２と同一の導電材料から構成され、かつ、第１電極層１２と絶縁されている短絡防止層１３を有することを特徴とするものである。なお、図２（ａ）においては、第２電極層が対向する位置を一点鎖線を用いて示している。
【００２８】
図３（ａ）は本態様のモジュールの他の例を示す概略平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。また、図４（ａ）は図３（ａ）、（ｂ）に例示されるモジュールに用いられる第１電極基材の例を示す概略平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。なお、図３および図４における符号については、図１および図２と同様とすることができる。
【００２９】
本態様においては、各々の素子の内部短絡が生じにくいモジュールを得ることができる。
以下、本態様のモジュールの詳細について説明する。
【００３０】
１．第１電極基材
（１）短絡防止層
本態様における短絡防止層について説明する。
本態様における短絡防止層の形成位置としては、上記第１基材上の上記第２電極層の端部に対向する位置であれば特に限定されない。なお、本態様において「第２電極層の端部と対向する」とは、少なくとも第２電極層の一部の端部に対向することを指す。
【００３１】
上記短絡防止層の形成位置としては、通常、第２電極層の形状等により適宜選択される。例えば、本態様における第２電極層の形状としては、短冊状であることが好ましい。上記第２電極層の形状が短冊状である場合は、上記第２電極層を有する短冊状の第２電極基材を備えた四辺形状の素子をストライプ状に配列させたモジュールを得ることができるからである。このような形状のモジュールは、優れたフレキシブル性を示すことができ、発電面積等の調整が容易であり、また製造時において各層の形成位置の位置合わせが容易であるといった利点を有する。
そこで以下、第２電極層の形状が短冊状である場合における短絡防止層の形成位置について説明する。
【００３２】
短絡防止層の形成位置としては、第２電極層の短冊の４つの辺のうち、少なくとも一辺の端部に対向する位置であれば特に限定されないが、なかでも短冊の長辺の端部に対向する位置であることがより好ましい。
短冊状の第２電極基材をストライプ状に配列させたモジュールにおいては、ストライプの配列方向におけるフレキシブル性が高くなる。よって、この場合、第２電極層の長辺の端部と第１電極層との間の距離が変化しやすくなることから、第２電極層の長辺の端部の近傍において内部短絡が発生しやすいものとなる。よって、短冊状の第２電極層の長辺の端部に対向する位置に短絡防止層を設けることにより、各々の素子の内部短絡を好適に抑制することができる。
【００３３】
ここで、本態様のモジュールにおいては、一の第１電極層と他の第２電極層との一部分を直接接触、もしくは導電性層を介して積層させることにより電気的に接続させる（以下、内部接続と称して説明する場合がある。）ことが好ましいことから、上記短絡防止層の形成位置は、一の第２電極層において他の第１電極層と接続させる第２接続領域の位置によっても、適宜選択される。例えば、図１（ａ）に例示されるように、短冊状の第２電極層２２が短冊の１つの短辺の端部を含む第２接続領域２２ｂを有する場合は、図２（ａ）に例示されるように、短絡防止層１３を第２電極層の短冊の２つの長辺の端部に対向する位置に設けてもよく、図示はしないが、短絡防止層を第２電極層の短冊の１つの長辺の端部に対向する位置に設けてもよい。
一方、例えば、図３（ａ）に例示されるように、短冊状の第２電極層２２が短冊の１つ長辺の端部を含む第２接続領域２２ｂを有する場合は、図４（ａ）に例示されるように、短絡防止層１３は第２電極層２２の短冊の２つの長辺の端部のうち第２接続領域側とは反対側の長辺の端部に対向する位置に設けられる。また、この場合、第２電極層の短冊の短辺の端部に対向する位置にも短絡防止層１３を設けてもよい。
【００３４】
本態様における短絡防止層は、図２（ａ）に例示するように、隣り合う二の第２電極層の間に複数個形成されていてもよく、図４（ａ）に例示するように、隣り合う二の第２電極層の間に１個形成されていてもよい。なお、隣り合う二の第２電極層の間に複数個の短絡防止層を形成する場合は、図５に示すように、隣り合う二の第１電極層の幅方向に２個以上（図５においては２個）の短絡防止層１３を形成することが好ましい。第１電極層１２と短絡防止層１３との絶縁をより確実に行うことができるからである。
【００３５】
上記短絡防止層は、第２電極層の端部に対向する位置に設けられていれば特に限定されないが、短絡防止層の形成工程の簡便さ、モジュールの製造時における位置合わせ等を考慮すると、ある程度の幅を有する領域であることが好ましい。
このような短絡防止層の幅としては、２００μｍ〜１０ｍｍの範囲内、なかでも５００μｍ〜５ｍｍの範囲内、特に１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。短絡防止層の幅が上記範囲に満たない場合は、モジュールの製造時における位置合わせに高い精度が要求されることから、本態様のモジュールの製造効率が低下する恐れがあるからである。一方、短絡防止層の幅が上記範囲を超える場合は、モジュールにおいて発電に寄与する面積が小さくなり、発電効率が低下する可能性があるからである。
なお、短絡防止層の幅とは、一の第１電極層と他の第１電極層との間に形成されている短絡防止層の幅を指し、短絡防止層が複数個形成されている場合は、一の第１電極層に隣接する短絡防止層の端部から他の第１電極層に隣接する短絡防止層の端部までの距離を指す。
【００３６】
上述の説明においては、主に短冊状の第２電極層を用いた場合における第１電極層の形状について説明したが、本態様における短絡防止層はこれに限定されるものではなく、第２電極層の形状や、素子の形状に応じて適宜選択することができる。
【００３７】
短絡防止層の材料、物性、および形成方法については、後述する第１電極層の材料、物性および形成方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００３８】
（２）第１電極層の形状
次に、本態様における第１電極層の形状について説明する。
上記第１電極層の形状としては、素子を構成することができる形状であれば特に限定されない。本態様においては第１基材の第２電極層の端部に対向する位置には上記短絡防止層が形成されることから、上記第１電極層の形状としては、第２電極層の端部の内側に形成され、固体電解質層および多孔質層が積層される発電領域を有する形状であれば特に限定されない。なお、「第２電極層の端部の内側に形成される」とは、少なくとも第２電極層の一部の端部の内側に形成されることを指す。
【００３９】
本態様のモジュールにおいては、一の第１電極層と他の第２電極層とを内部接続させることが好ましいことから、上記第１電極層の形状としては、上記発電領域と、上記発電領域から延長され、他の第２電極層と接続させる接続領域とを有する形状であることが好ましい。
【００４０】
上記発電領域は、第２電極層の一部の端部の内側に配置することができ、固体電解質層等を配置することが可能な形状であれば特に限定されず、通常、第２電極層の形状等により適宜選択される。第２電極層の形状が短冊状である場合、上記発電領域の形状としては、四辺形状であることが好ましい。発電面積等の調整が容易であり、また製造時において各層の形成位置の位置合わせが容易であるといった利点を有する。
【００４１】
上記接続領域としては、上記発電領域から延長して形成することができ、他の第２電極層と電気的に接続することが可能な位置であれば特に限定されず、他の第２電極層の第２接続領域に応じて適宜選択される。例えば、図１（ａ）に示されるように、短冊状の第２電極層２２において短冊の１つの短辺の端部を含む第２接続領域２２ｂと接続させる場合には、図２（ｃ）に示されるように発電領域１２ａの長辺方向ｙに対して略直行方向ｘに接続領域１２ｂを設けることが好ましい。
【００４２】
また、例えば、図３（ａ）に示すように、短冊状の第２電極層２２において短冊の１つの長辺の端部を含む第２接続領域２２ｂと接続させる場合には、図４（ｃ）に示されるように発電領域１２ａの長辺方向ｙに対して略平行方向に接続領域１２ｂを設けることが好ましい。
【００４３】
また、上記第１電極層１２が発電領域１２ａおよび接続領域１２ｂを有する場合は、図２（ｃ）および図４（ｃ）に例示するように、通常、各領域をつなぐ延長領域１２ｃを有する。なお、図２（ｃ）は図２（ａ）に例示される第１電極層１２の形状を説明する図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）に例示される第１電極層１２の形状を説明する図である。
【００４４】
なお、上記の説明においては、主に短冊状の第２電極層を用いた場合における、第１電極層の形状について説明したが、これに限定されるものではない。
【００４５】
（３）第１電極基材
本態様における第１電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、本態様のモジュールの受光面により適宜選択されるものである。本態様においては、後述するように第２電極基材が金属基材であることが好ましいことから、第１電極基材は透明性を有する基材であることが好ましい。
【００４６】
（ａ）透明性を有する基材
透明性を有する基材は、第１基材として透明基材と、第１電極層として上記透明基材上に形成された透明電極層とを有する。
【００４７】
第１基材に用いられる透明基材としては、具体的には、透明無機物製基材や透明樹脂製基材を用いることができる。上記透明樹脂製基材としては、一般的な樹脂から構成される基材を用いることができ、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエステルナフタレート、ポリカーボネート等の樹脂から構成される基材を挙げることができる。また、上記透明無機物製基材としては、合成石英基材やガラス基板等を挙げることができる。透明基材の厚みは、５μｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００４８】
第１電極層としては透明電極層が用いられる。本態様に用いられる透明電極層としては、透明性を有し、所定の導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。上記透明電極層に用いられる材料としては、金属酸化物、導電性高分子材料等を挙げることができる。上記金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、酸化インジウムにスズを添加した化合物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛を添加した化合物（ＩＺＯ）等を挙げることができる。上記導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン（ＰＡ）、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、およびこれらの誘導体等を挙げることができる。また、これらを２種以上混合して用いることもできる。
透明電極層の全光線透過率は、８５％以上であることが好ましく、なかでも９０％以上、特に９２％以上であることが好ましい。なお、上記全光線透過率は、可視光領域において、スガ試験機株式会社製 ＳＭカラーコンピュータ（型番：ＳＭ−Ｃ）を用いて測定した値である。
透明電極層のシート抵抗は、５００Ω／□以下であることが好ましく、なかでも３００Ω／□以下、特に５０Ω／□以下であることが好ましい。シート抵抗が上記範囲より大きいと、発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があるからである。なお、上記シート抵抗は、三菱化学株式会社製 表面抵抗計（ロレスタＭＣＰ：四端子プローブ）を用い、ＪＩＳ Ｒ１６３７（ファインセラミックス薄膜の抵抗率試験方法：４探針法による測定方法）に基づき、測定した値である。
透明電極層は、単一の層からなる構成であってもよく、また、複数の層が積層された構成であってもよい。透明電極層の膜厚としては、通常、５ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内が好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００４９】
第１電極基材の形成方法としては、第１基材上に所望の形状を有する第１電極層および短絡防止層を形成することができる方法であれば特に限定されない。
上記第１電極層および短絡防止層の形成方法としては、例えば、透明電極層材料膜を透明基材上に全面形成した後にレーザースクライブ法を用いて所定のパターン状に切り込みを入れることにより形成する方法、上記透明電極層材料膜を透明基材上に全面形成した後に所定のパターン状にエッチングして形成する方法、金属マスクを用いてスパッタ法等の蒸着法を用いて形成する方法や、金属ペーストとした透明電極層材料を用いて透明基材上に透明電極層を印刷する方法等を挙げることができる。本態様においては、なかでも、レーザースクライブ法を用いた方法が好ましい。第１電極層および短絡防止層を所望のパターン形状に容易に形成することができるからである。なお、レーザースクライブ法やエッチング法等により第１電極層を形成する場合は、必要に応じて形成される補助電極、もしくは後述の触媒層等を第１基材全面に形成したのち、パターン形状に加工する処理を行うことが好ましい。
【００５０】
（ｂ）透明性を有さない基材
上記第１電極基材が透明性を有さない基材としては、通常、第１基材と第１電極層として金属層とを有する。また、上記金属層と同一の金属から構成される短絡防止層を有する。
【００５１】
上記第１基材としては、透明基材であってもよく、透明性を有さない第１基材であってもよい。透明基材については、上述した「（１）透明性を有する基材」の項で記載したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
一方、透明性を有さない第１基材としては、一般的な樹脂から構成される基材を用いることができる。
【００５２】
第１電極層としては、金属層が用いられる。金属層に用いられる金属としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｚｎ、ステンレス鋼（ＳＵＳ）およびそれらの合金等が挙げられる。金属層の厚みとしては、通常、０．０１μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、０．１μｍ〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。金属層の形成方法としては、透明電極層の形成方法と同様とすることができる。
【００５３】
第１電極基材の形成方法に用いられる上記金属層および短絡防止層の形成方法としては、上述した透明電極層および短絡防止層の形成方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００５４】
（ｃ）その他の構成
第１電極基材としては、第１基材および第１電極層を有するものであれば特に限定されず、必要に応じて他の構成を有していてもよい。
【００５５】
例えば、後述する第２電極基材側に後述する多孔質層が形成される場合は、第１電極基材の第１電極層上に触媒層が形成されていることが好ましい。触媒層は、モジュールの発光効率の向上に寄与する働きを有するものであれば特に限定されない。触媒層の膜厚としては、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００５６】
本態様における第１電極基材においては、図２（ａ）等に示されるように、通常、末端に配置されるモジュールから電気を取り出すための配線取り出し層１４が設けられる。上記配線取り出し層としては、第１電極層と同一の材料から構成されるものを好適に用いることができるがこの限りではない。
【００５７】
本発明においては、図２（ａ）等に示すように、第２電極層の端部に対向しない位置であって、隣り合う二の第１電極層の間に絶縁層１５を設けてもよい。上記絶縁層１５を設けることにより、隣り合う第１電極層同士の導通を防止することができる。このような絶縁層１５としては、絶縁性を有していれば特に限定されないが、第１電極層１２および短絡防止層１３と同一の材料から形成され、かつ、第１電極層１２および短絡防止層１３と導通しない導電材料層１５’であることが好ましい。
また、図示はしないが、本発明においては、短絡防止層と導電材料層とが連続的に形成されていてもよい。
【００５８】
２．第２電極基材
（１）第２電極層の形状
本態様における第２電極層の形状としては、隣接する第２電極層同士が接触しない形状であれば特に限定されない。また、第２電極層の形状としては、一の太陽電池素子の第１電極層の発電領域上に配置される第２発電領域を有するものであれば特に限定されないが、上記第２発電領域と、他の第１電極層の接続領域と電気的に接続される第２接続領域とを有することが好ましい。
【００５９】
このような第２電極層の形状としては、正方形状、短冊状等の四辺形状、多角形状、円形状、楕円形状、連続した曲線からなる端辺を有する形状等を挙げることができる。本態様においては、なかでも短冊形状であることが好ましい。なお、本態様において通常、第２電極層の形状と第２電極基材の形状とは同一の形状となる。
【００６０】
また、第２電極層の形状が短冊状である場合、上記第２接続領域としては、上述した第１電極層の接続領域と電気的に接続させることが可能であれば特に限定されないが、図１（ａ）に示されるように短冊の１つの短辺の端部を含む位置や、図３（ａ）に示すように短冊の１つの長辺の端部を含む位置に第２接続領域２２ｂが設けられることが好ましく、なかでも、図３（ａ）のように短冊の１つの長辺の端部を含む位置に第２接続領域２２ｂが設けられることが好ましい。第１電極層および第２電極層の接触面積を大きくすることができ、各々の素子の接続不良を効果的に防止することができるからである。
【００６１】
また、第２発電領域は、少なくとも第１電極層の発電領域と対向するように設けられていれば特に限定されず、通常は、第２電極層における第２接続領域以外の領域であって、第２電極層の端部の内側に設けられる。また、第２発電領域は、図１（ａ）、図３（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域と対向しないように設けられてもよく、図６（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域と対向するように設けられてもよい。
【００６２】
（２）第２電極基材
第２電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、モジュールの受光面により適宜選択される。
【００６３】
このような第２電極基材としては、電極としての機能を有するものであれば限定されず、第２電極層からなるものであってもよく、第２電極層と、第２電極層を支持するための第２基材とを有するものであってもよい。
【００６４】
第２電極基材が、第２電極層からなるものである場合、第２電極基材としては、具体的には、単一の金属層、すなわち金属基材が用いられる。金属基材に用いられる金属や金属基材の厚みについては第１電極基材に用いられる金属層と同様とすることができる。
【００６５】
一方、第２電極基材が、第２電極層と、第２基材とを有するものである場合は、第１電極基材と同様とすることができる。
【００６６】
第２電極基材としては、必要に応じて他の構成を有することができる。例えば、後述する多孔質層が第１電極基材の第１電極層上に形成される場合、第２電極層上に上述した触媒層を形成することが好ましい。
【００６７】
本態様における第２電極基材としては、第２電極層からなるもの、すなわち金属基材であることがより好ましい。第２電極基材として金属基材を用いることで、第２電極基材の第２電極層上に多孔質層を焼成して形成することが可能となるからである。
【００６８】
第２電極基材の形成方法としては、所望の形状の第２電極層を有する第２電極基材を形成することが可能な方法であれば特に限定されない。例えば、後述する「Ｂ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法」の項で説明する方法を好適に用いることができる。
【００６９】
３．固体電解質層
本態様における固体電解質層について説明する。ここで、本態様における上記固体電解質層は、酸化還元対を含有するものであり、流動性を示さないものである。なお、本態様では、固体電解質層は疑固体電解質（ゲル電解質層）を含む概念である。
【００７０】
（１）固体電解質層の構成
上記固体電解質層としては、第１電極層の発電領域上に形成することが可能であれば特に限定されない。本態様においては上記固体電解質層がパターン状に形成されていることが好ましい。
【００７１】
また、上記固体電解質層のパターン形状としては、上記第１電極層の発電領域上に上記固体電解質層を形成することが可能なパターンであれば特に限定されない。例えば、図６（ｂ）に例示されるように、固体電解質層４の幅と第１電極層１２の幅とが同等であってもよく、図１（ａ）、図３（ａ）に例示されるように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅より大きくてもよく、図示しないが、固体電解質層の幅が第１電極層の幅よりも小さくてもよいが、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅と同等、または第１電極層１２の幅よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。各々の素子１において発電に寄与する面積を大きくすることができるからである。また、図１（ａ）等に示すように、固体電解質層４の幅が第１電極層１２の幅よりも大きい場合は、一の第２電極層２２の端部と、短絡防止層１３上に固体電解質層４を配置することができるため、内部短絡の発生をより好適に防止することが可能となる。なお、第1電極層が接続領域を有する形状である場合、通常、第１電極層の上記接続領域には固体電解質層は形成されない。
なお、図６（ａ）は本態様のモジュールの他の例を示す概略平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ’−Ａ’線断面図である。また、説明していない符号については図１（ａ）、（ｂ）と同様とすることができる。
【００７２】
また、上記固体電解質層のパターン形状としては、一の素子の第１電極層における発電領域と第２電極層との間に形成することが可能であれば特に限定されないが、第２電極層と同一形状であることが好ましい。後述する「Ｃ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法」の項で説明するように、固体電解質層を簡便な方法でパターン状に形成することができるからである。
【００７３】
また、上記固体電解質層４は、図６（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域に形成されてもよく、図１（ａ）、図３（ａ）に例示されるように、第１電極層１２の延長領域に形成されていなくてもよい。上記固体電解質層の膜厚としては、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７４】
（２）固体電解質層
上記固体電解質層は酸化還元対を有する。上記酸化還元対としては、色素増感型太陽電池で用いられるものであれば特に限定はされない。例えば、ヨウ素およびヨウ化物の組合せが挙げられる。酸化還元対の含有量としては、固体電解質層に占める酸化還元対の割合が、１質量％〜５０質量％の範囲内、中でも、５質量％〜３５質量％の範囲内であることが好ましい。
【００７５】
固体電解質としては、色素増感型太陽電池で用いられるものであれば特に限定はされない。例えば、酸化還元対および金属固溶体を含有する固体電解質、酸化還元対、有機溶剤および／またはイオン液体、および無機物微粒子を含有する固体電解質、ならびに酸化還元対、有機溶剤および／またはイオン性液体、および高分子化合物を含有する固体電解質が挙げられる。高分子化合物を含有する固体電解質は、多孔質層や対向電極層との密着性が良好なので、好ましい。電解質を固体化するための無機物微粒子や高分子化合物の含有量としては、固体電解質層を構成する材料中に５質量％〜６０質量％含有させることが好ましい。
【００７６】
固体電解質層の形成方法としては、所望の固体電解質層を形成することが可能であれば特に限定されず、一般的な塗布方法を用いて固体電解質層の材料を塗布する方法を挙げることができる。また、固体電解質層は、第１電極基材の第１電極層側に形成されていてもよく、第２電極基材の第２電極層側に形成されていてもよい。なかでも、第２電極基材の第２電極層側に形成されていることが好ましい。後述する「Ｂ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法」の項で示すように、固体電解質層を簡便な方法でパターン状に形成することができるからである。
【００７７】
４．多孔質層
本態様における上記多孔質層は、第１電極基材の複数の第１電極層上、または第２電極基材の第２電極層上のいずれか一方に形成される。また、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する。
【００７８】
上記多孔質層については、第１電極層の発電領域に積層させることができれば特に限定いされないが、パターン状に形成されることが好ましい。多孔質層のパターン形状については、上述した固体電解質層の項で記載した固体電解質層のパターン形状と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。多孔質層の膜厚は、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７９】
上記金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではない。例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等が挙げられる。
【００８０】
上記色素増感剤としては、光を吸収して起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定されない。上記色素増感剤としては、例えば、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系、インドリン系、カルバゾール系の有機色素や、ルテニウム系の金属錯体色素が挙げられる。
【００８１】
本態様における多孔質層の形成方法としては、第１電極基材の複数の第１電極層上または第２電極基材の第２電極層上に所望の厚みで多孔質層を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではない。例えば、上記金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層用組成物を焼成処理、もしくは乾燥処理することにより多孔質層形成用層を形成し、次いで多孔質層形成用層の表面に上記色素増感剤を付着することにより形成することができる。なかでも焼成処理を含む形成方法が好ましい。
【００８２】
５．その他の構成
本態様のモジュールは、上述した各構成を有するものであれば特に限定されず、他にも必要な構成を適宜選択して追加することができる。このような構成としては、例えば図１（ａ）に例示されるように、一の素子１において、第１電極層１２の端部または第２電極層１２の端部の少なくとも一方に対向する位置に配置された接触防止層１６を有していてもよい。
上記接触防止層は、第１電極基材上に形成されてもよく、第２電極基材上に形成されていてもよい。接触防止層の材料としては、一般的な樹脂等の絶縁性材料と同様とすることができる。また、接触防止層の厚みについては、素子を構成する各層の厚み等に応じて適宜選択することができる。
【００８３】
６．モジュール
本態様のモジュールは素子から構成されるものであり、一の素子の上記第１電極層と他の素子の上記第２電極層とが電気的に接続されているものである。
【００８４】
本態様のモジュールは、複数の素子のうち、少なくとも一の素子が第１電極層を有するものであれば特に限定されないが、通常は、モジュールを構成する複数の素子のうち、末端に形成される素子以外の素子が上述した第１電極層を有する。
【００８５】
また、モジュールにおいて、一の素子の第１電極層と他の素子の第２電極層との接続方法としては、直接、電極層同士を接触させることにより電気的に接続させてもよく、電極層間に導電性層を形成することにより電気的に接続させてもよいが、導電性層を形成して電気的に接続させることがより好ましい。これによりモジュールにおける接続不良をより好適に防止することができるからである。なお、導電性層の材料としては、一般的な導電性接着剤等を用いることができる。
【００８６】
ＩＩ．第二態様
第二態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層である有機薄膜太陽電池素子である有機薄膜太陽電池素子モジュールである。なお、以下の第２態様の説明では、「有機薄膜太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、［有機薄膜太陽電池素子］を「素子」という。
【００８７】
図７（ａ）、（ｂ）は、本態様のモジュールの一例を示す概略断面図である。図７（ａ）、（ｂ）に例示されるように、本態様のモジュール２００は、フレキシブル性を有し、１枚の第１基材１１、第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層１２を有する第１電極基材１０と、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層２２を有する複数の第２電極基材２０と、第１電極基材１０の第１電極層１２との間に形成された光電変換層６とを有するものである。また、モジュール２００は、第１電極層１２上に正孔取出し層７が、第２電極層２２上に電子取出し層８が形成されている。
また、モジュール２００は、第１電極層１２、正孔取出し層７、光電変換層６、電子取出し層８、および第２電極層２２を有する素子２が複数連結されて構成されるものである。
なお、図７（ａ）、（ｂ）に示されるモジュールに用いられる第１電極基材の第１電極層の形状については、図２、および図４に示される形状と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８８】
本態様によれば、各々の素子の内部短絡が生じにくいモジュールを得ることができる。
以下、本態様のモジュールの詳細について説明する。
【００８９】
１．第１電極基材
本態様における第１電極基材は、第１基材と、第１基材上にパターン状に形成された第１電極層と、短絡防止層とを有するものである。
【００９０】
本態様における短絡防止層については上述した「Ｉ．第一態様」の項で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
【００９１】
第１電極基材における第１電極層は、光電変換層で発生した正孔を取り出すための電極（正孔取出し電極）であってもよく、光電変換層で発生した電子を取り出すための電極（電子取出し電極）であってもよい。
【００９２】
第１電極層の形状については、「Ｉ．第一態様」の項で説明した形状と同様とすることができる。
【００９３】
第１電極基材としては、透明性を有する基材であってもよく、透明性を有さない基材であってもよく、本態様により製造される素子モジュールの受光面により適宜選択されるものである。
【００９４】
第１電極基材が透明性を有する基材である場合は、「Ｉ．第一態様」の項で説明した透明性を有する基材と同様とすることができる。
【００９５】
第１電極基材が透明性を有さない基材である場合は、第１基材としては、「Ｉ．第一態様」の項で説明した第１基材が用いられ、第１電極層としては、導電層が用いられる。導電層の構成材料としては、第２電極層の構成材料の仕事関数等を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば第２電極層の構成材料を仕事関数が低い材料とした場合には、第１電極層の構成材料は仕事関数が高い材料であることが好ましい。仕事関数が高い材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、フッ素をドープしたＳｎＯ２、ＺｎＯ等を挙げることができる。一方、第２電極層の構成材料を仕事関数が高い材料とした場合には、第１電極層の構成材料は仕事関数が低い材料であることが好ましい。仕事関数が低い材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｚｒ、ＬｉＦ等を挙げることができる。導電層の厚み、形成方法等については透明電極層と同様とすることができる。
【００９６】
本態様における第１電極基材としては、第１基材と、第１電極層とを有するものであれば特に限定されず、他にも必要な構成を有することができる。
【００９７】
第１電極基材の第１電極層を正孔取出し電極として用いる場合は、第１電極層上に正孔取出し層を形成することが好ましい。正孔取出し層は、光電変換層から正孔取出し電極への正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層である。正孔取出し層に用いられる材料としては、導電性高分子が好ましく用いられる。導電性高分子としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸、ポリアニリン、ポリピロールが挙げられる。正孔取出し層の膜厚としては、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００９８】
第１電極基材の第１電極層を電子取出し電極として用いる場合は、第１電極層上に電子取出し層を形成することが好ましい。電子取出し層は、光電変換層から電子取出し電極への正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層である。電子取出し層に用いられる材料としては、例えば、ＴｉＯ２や導電性高分子を用いたものを好適に用いることができる。電子取出し層の膜厚としては、５０ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００９９】
配線取り出し層および絶縁層については、「Ｉ．第一態様」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１００】
２．第２電極基材
第２電極基材における第２電極層は、光電変換層で発生した正孔を取り出すための電極（正孔取出し電極）であってもよく、光電変換層で発生した電子を取り出すための電極（電子取出し電極）であってもよい。
【０１０１】
第２電極層の形状については、「Ｉ．第一態様」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１０２】
第２電極基材は、透明性を有していてもよく有さなくてもよく、モジュールの受光面に応じて適宜選択される。上記第２電極基材としては第２電極層からなるものであってもよく、第２電極層および第２基材を有するものであってもよい。上記第２電極基材が第２電極層および第２基材を有するものである場合、第２電極層および第２基材としては、第１電極層および第１基材と同様のものを用いることができる。上記第２電極基材が第２電極層からなる場合、通常、単一の金属層、すなわち金属基材が用いられる。上記金属基材に用いられる金属については、第１電極基材の項で説明した金属と同様とすることができる。
【０１０３】
第２電極基材は構成以外の構成を有することができる。例えば、上記第２電極層を正孔取出し電極として用いる場合は第２電極層上に上述の正孔取出し層を形成することが好ましい。一方、上記第２電極層を電子取出し電極として用いる場合は第２電極層上に上述の電子取出し層を形成することが好ましい。
【０１０４】
３．光電変換層
本態様に用いられる光電変換層は、素子の電荷分離に寄与し、生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向かって輸送する部材である。光電変換層としては、第１電極層の発電領域上に形成することが可能であり、かつ第１電極層の接続領域に形成されないように形成されていれば特に限定されない。本態様においては光電変換層が第１電極層上にパターン状に形成されていることが好ましい。なお、光電変換層のパターン形状については「Ｉ．第一態様」の項で説明した固体電解質層のパターン形状と同様とすることができる。
【０１０５】
本態様に用いられる光電変換層としては、電子受容性および電子供与性の両機能を有する単一の層であってもよく、また電子受容性の機能を有する電子受容性層と電子供与性の機能を有する電子供与性層とが積層されたものであっても良い。
【０１０６】
光電変換層が、電子受容性および電子供与性の両機能を有する単一の層であるときは、光電変換層内で形成されるｐｎ接合を利用して電荷分離が生じるため、単独で光電変換層として機能する。光電変換層の電子供与性材料および上記電子受容性材料の混合比は、使用する材料の種類により最適な混合比に適宜調整される。
【０１０７】
電子供与性材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されず、例えば、ポリ−３−ヘキシルチオフェン等の電子供与性の導電性高分子を好適に用いることができるが、これに限定されない。
【０１０８】
電子受容性材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されず、例えば、フェニルＣ６１酪酸メチルエステル等の電子受容性の導電性高分子を好適に用いることができるが、これに限定されない。
【０１０９】
光電変換層の膜厚としては、０．２ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内で設定されることが好ましい。光電変換層の形成方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されるものではない。
【０１１０】
４．モジュール
モジュールについて、上記以外の点については、「Ｉ．第一態様」の項で説明した色素増感型太陽電池素子モジュールの場合と同様とすることができる。
【０１１１】
ＩＩＩ．第三態様
第三態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層である化合物半導体型太陽電池素子である化合物半導体型太陽電池素子モジュールである。化合物半導体型太陽電池素子の光電変換層としては、フレキシブル太陽電池モジュールに用いることができれば、特に限定されないが、例えば、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｅ、Ｓ等から構成されるカルコパイライト系化合物や、Ｃｄ−Ｔｅ系化合物を用いた光電変換層が挙げられる。本態様については、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの場合と同様とすることができる。
【０１１２】
ＩＶ．第四態様
第四態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールは、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層であるシリコン薄膜太陽電池素子であるシリコン薄膜太陽電池素子モジュールである。シリコン薄膜の光電変換層としては、フレキシブル太陽電池モジュールに用いることができれば、特に限定されないが、例えば、微結晶のＳｉや、アモルファスのＳｉを用いた光電変換層が挙げられる。本態様については、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの場合と同様とすることができる。
【０１１３】
Ｖ．その他
本発明における第１電極基材は、種々のフレキシブル太陽電池素子モジュール用電極基材（以下、この項目においては電極基材と称する。）として用いることができる。このような電極基材は、フレキシブル性を有し、１枚の基材、上記基材上にパターン状に形成された複数の電極層、および上記フレキシブル太陽電池素子モジュールに用いられた場合に上記基材の上記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、上記電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、上記電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とする。上記電極基材は、短絡防止層を有することから、フレキシブル太陽電池素子モジュールに用いた場合、第２電極層の端部に短絡防止層を配置することが可能となるため、各々の太陽電池素子の内部短絡を防止することが可能となる。
【０１１４】
Ｂ．フレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法
本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、第１基材上に複数の第１電極層と、上記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ上記第１電極層と絶縁されている短絡防止層とを形成することによりフレキシブル性を有する第１電極基材を形成する第１電極基材形成工程と、フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する第２電極基材用基板準備工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側に機能層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う機能層形成工程と、上記第２電極基材用基板を切断することにより、上記複数の第２電極基材を形成する切断工程と、上記第１電極基材の上記第１電極層側と上記第２電極基材の上記第２電極層側とを上記第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層が位置するように対向させ、上記機能層を界面として密着させることにより上記第１電極基材および上記第２電極基材を貼合し、上記第１電極層、上記第２電極層および上記機能層を有する複数の太陽電池素子を形成する貼合工程と、一の上記太陽電池素子の上記第１電極層と、他の上記太陽電池素子の上記第２電極層とを電気的に接続する接続工程とを有することを特徴とする製造方法である。
【０１１５】
本発明における機能層形成工程において、「第１電極層側に機能層を形成する」または「第２電極層側に機能層を形成する」とは、第１電極層または第２電極層の表面に、直接機能層を形成する場合だけではなく、他の層を介して機能層を形成する場合を含む概念である。また、本発明における機能層形成工程は、上記第１電極基材の上記第１電極層側に有機物を含む機能層を形成する工程、または上記第２電極基材用基板の上記第２電極層側に上記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方のみを行う場合だけではなく、第１電極層側および第２電極層側の両方に機能層を形成する場合を含む工程とする。
【０１１６】
また、本発明における貼合工程において、「第１電極基材の第１電極層側と第２電極基材の第２電極層側とを対向させ、機能層を界面として密着させる」とは、機能層を界面にして第１電極層と第２電極層とを密着させる場合だけではなく、第１電極層または第２電極層の表面に他の層が形成されている場合は、機能層を界面にして第１電極層の最表面の層と第２電極層の最表面の層とを密着させる場合を含む概念である。
【０１１７】
本発明では、界面となる機能層が高分子化合物を含有することが好ましい。他の層や基材との密着性を良好にすることができるからである。
【０１１８】
本発明によれば、第１電極基材形成工程では上記短絡防止層を有する第１電極基材を形成することができ、貼合工程では第２電極層の端部に対向する位置に上記短絡防止層を配置することが可能となることから、各々の太陽電池素子の内部短絡が生じにくいフレキシブル太陽電池素子モジュールを製造することができる。
【０１１９】
ここで、本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法の具体例としては、色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法（第一態様）と、有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法（第二態様）と、化合物半導体型太陽電池モジュールの製造方法（第三態様）と、シリコン薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法（第四態様）とが挙げられる。以下、各態様について説明する。
【０１２０】
Ｉ．第一態様
第１態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記第１電極層または上記第２電極層のいずれか一方の表面上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ上記機能層が酸化還元対および高分子化合物を含む固体電解質層である色素増感型太陽電池素子である色素増感型太陽電池素子モジュールの製造方法である。なお、以下の第一態様の説明では、「色素増感型太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、「色素増感型太陽電池素子」を「素子」という。
【０１２１】
上記モジュールは、多孔質層を必須の構成とすることから、本態様においては、上述の各工程の他に、第１電極層または第２電極層のいずれか一方の表面上に多孔質層を形成する多孔質層形成工程を必須の工程とする。
【０１２２】
ここで、本態様のモジュールの製造方法について図を用いて説明する。図８（ａ）〜（ｄ）、図１０（ａ）〜（ｅ）は、本態様のモジュールの製造方法の一例を示す工程図であり、図１（ａ）、（ｂ）に示すモジュールを製造する例について示す図である。また、図９（ａ）〜（ｄ）、図１１（ａ）〜（ｅ）は、本態様のモジュールの製造方法の他の一例を示す工程図であり、図３（ａ）、（ｂ）に示す色素増感型モジュールを製造する例について示す図である。
【０１２３】
本態様における第１電極基材形成工程について説明する。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基材１１上に連続的に導電材料膜１２３を形成する。また、第１電極基材形成工程においては、触媒層５を形成してもよい。この場合、導電材料膜１２３上に連続的に触媒層５を形成して積層させる。なお、図８（ａ）では、導電材料膜１２３および触媒層５が連続的に形成された第１基材１１の一例を上面から示しており、図８（ｂ）では、図８（ａ）のＥ−Ｅ線断面を示している。
次に、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、導電材料膜１２３および触媒層５をレーザースクライブ法等により所定の形状にパターニングすることで、１枚の第１基材１１上に、パターン状に形成された複数の第１電極層１２と第１電極層１２と絶縁されている短絡防止層１３を有する第１電極基材１０を形成する。図８（ｃ）において示される第１電極層の形状および短絡防止層の形成位置等については、上述した図２で説明したため、ここでの説明は省略する。
なお、図８（ｃ）では、第１電極基材１０の一例を上面から示しており、図８（ｄ）では、図８（ｃ）のＥ’−Ｅ’線断面を示している。
【０１２４】
また、第１電極基材形成工程においては、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基材１１上に、例えば金属マスク等を用いた蒸着法等により、複数の第１電極層１２および短絡防止層１３を直接所定のパターン状に形成してもよい。図９（ａ）において示される第１電極層の形状、および短絡防止層の形成位置等については、上述した図４で説明したため、ここでの説明は省略する。
なお、図９（ａ）では、第１電極層１２および短絡防止層１３がパターン状に形成された第１電極基材１０の一例を上面から示しており、図９（ｂ）では図９（ａ）のＦ−Ｆ線断面を示している。
また、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１電極層１２上には触媒層５を第１電極層１２とは異なるパターンで形成してもよい。
なお、図９（ｃ）では、第１電極基材１０の他の例を上面から示しており、図９（ｄ）では、図９（ｃ）のＦ’−Ｆ’線断面を示している。
【０１２５】
次に、本態様における第２電極基材用基板準備工程、および多孔質層形成工程について説明する。図１０（ａ）、（ｂ）、および図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極基材用基板準備工程においては、第２電極層２２を有する第２電極基材用基板２０’を準備する。次に、多孔質層形成工程においては、第２電極層２２上に色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層３を連続的に形成する。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極基材用基板２０’から切り出される第２電極基材２２（図１０（ｅ）参照）において上述した第１電極層の接続領域と接続される第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとなる領域２２ｂ’（以下、第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’と称して説明する場合がある。）以外の部分に多孔質層３を連続的に形成することが好ましい。
なお、図１０（ａ）では、多孔質層３が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１０（ｂ）では、図１０（ａ）のＧ−Ｇ線断面を示している。
【０１２６】
また、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔質層形成工程においては、所定のパターン形状に多孔質層３を連続的に形成してもよい。なお、図１１（ａ）においては、多孔質層３が第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’以外の部分にストライプ状に連続的に形成されている例について示している。
なお、図１１（ａ）では、多孔質層３が形成された第２電極基材用基板２０’の他の例を上面から示しており、図１１（ｂ）では、図１１（ａ）のＨ−Ｈ線断面を示している。
【０１２７】
なお、図示はしないが、多孔質層形成工程においては、第1電極層上に多孔質層を形成してもよい。
【０１２８】
次に、本態様における機能層形成工程について説明する。
図１０（ｃ）、（ｄ）および図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、機能層形成工程においては、上述した第２電極基材用基板２０’の多孔質層３上に、高分子化合物および酸化還元対を含む固体電解質層４を連続的に形成する。
なお、図１０（ｃ）、図１１（ｃ）では、固体電解質層４が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１０（ｄ）では、図１０（ｃ）のＧ’−Ｇ’線断面を、図１１（ｄ）では、図１１（ｃ）のＨ’−Ｈ’線断面を示している。
【０１２９】
なお、図示はしないが、機能層形成工程においては、第１電極基材の第１電極層上に固体電解質層を第１電極層のパターンに対応するパターンで形成してもよい。
【０１３０】
次に、本態様における切断工程について説明する。
図１０（ｅ）および図１１（ｅ）に示すように、切断工程においては、第２電極基材用基板２０’を所望の形状に切断することにより、第２電極基材２０を形成する。なお、図１０（ｅ）および図１１（ｅ）においては、いずれも、モジュールとした際に、隣接する第２電極基材２０が接触しない形状となるように第２電極基材２０が形成される例について示している。
【０１３１】
次に、本態様における貼合工程、および接続工程について説明する。図８（ｄ）に示される第１電極基材１０の複数の第１電極層１２上に形成された触媒層５と、図１０（ｅ）に示される複数の第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層３とを第２電極層２２の端部に対向する位置に短絡防止層１３が位置するように対向させて、固体電解質層４を界面として密着させることにより第１電極基材１０および第２電極基材２０を貼合し、第１電極層１２、第２電極層２２、多孔質層３および固体電解質層４を有する複数の素子を形成する。また、この際、第１電極層１２の接続領域１２ｂと第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとを導電性層等を介して電気的に接続させる。これにより、本工程においては図１（ａ）、（ｂ）に示されるモジュール１００の構成を得ることができる。
また本工程においては、例えば図９（ｄ）に示される第１電極基材１０の第１電極層１２上に形成された触媒層５と、図１１（ｅ）に示される複数の第２電極基材の第２電極層上に形成された多孔質層３とを第２電極層２２の端部に対向する位置に短絡防止層１３が位置するように対向させて、固体電解質層４を界面として密着させることにより第１電極基材１０および第２電極基材２０を貼合して、複数の素子を形成する。また、この際、第１電極層１２の接続領域１２ｂと第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとを導電性層等を介して電気的に接続させる。これにより、本工程においては図３（ａ）、（ｂ）に示されるモジュール１００の構成を得ることができる。
【０１３２】
以下、本態様のモジュールの製造方法の各工程について説明する。
第１電極基材形成工程において形成される第１電極基材については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、第２電極基材準備工程において準備される第２電極基材用基板については、第２電極基材に用いられるものと同様とすることができる。なお、必要に応じて、第1電極基材上または第２電極基材用基板上に接触防止層を形成してもよい。接触防止層については上述した「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１３３】
多孔質層形成工程において形成される多孔質層、およびその形成方法については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。多孔質層は、第１電極基材の複数の第１電極層上、または第２電極基材用基板の第２電極層上のいずれか一方に形成される。多孔質層が第２電極基材用基板の第２電極層上に形成される場合、第２電極基材用基板から切り出された第２電極基材において、第１電極層の接続領域と電気的に接続可能な第２接続領域を有するように、多孔質層を形成する必要がある。よって、この場合は、図１０（ａ）および図１１（ａ）に示すように、第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’以外の部分に多孔質層３を連続的に形成することが好ましい。また、図１１（ａ）に示すように、第２電極基材用基板２０’上に所定のパターン状に多孔質層３を連続的に形成してもよい。一方、多孔質層が第１電極基材の複数の第１電極層上に形成される場合、多孔質層は、通常、第１電極層のパターンに対応するパターンで形成される。具体的な多孔質層のパターン形状については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。
【０１３４】
機能層形成工程において形成される固体電解質層、およびその形成方法については、「Ａ.フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、図１１（ｃ）に示すように、第２電極基材用基板２０’上に所定のパターン状に固体電解質層４を形成してもよい。また、上記固体電解質層は、第1電極層側または第２電極層側の少なくとも一方に形成されていればよく、両方に形成されていてもよい。
【０１３５】
切断工程により形成される第２電極基材の形状としては、モジュールにおいて、隣接する第２電極基材同士が接触しない形状であれば特に限定されず、モジュールの用途等により適宜選択して決定することができる。具体的な第２電極基材の形状については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明した第２電極基材の形状と同様とすることができる。また、第２電極基材用基板上に多孔質層や固体電解質層が形成されている場合は、通常、本工程により形成される第２電極基材が有する多孔質層や固体電解質層が第１電極層のパターンに対応するパターンを有するように、第２電極基材用基板が切断される。第２電極基材用基板の切断方法としては、公知の方法とすることができる。
【０１３６】
貼合工程においては、例えば第１電極基材の複数の第１電極層上に多孔質層が形成されている場合は、多孔質層と第２電極層とを対向させて、固体電解質層を界面として密着させる。一方、第２電極基材の第２電極層上に多孔質層が形成されている場合は、第１電極層と上記多孔質層とを対向させて、固体電解質層を界面として密着させる。また、例えば多孔質層が形成されていない側の電極層上に触媒層が形成されている場合は、多孔質層と触媒層とを対向させて固体電解質層を界面として密着させる。貼合方法は、公知の方法を用いることができる。
【０１３７】
接続工程においては、隣接する素子の第１電極層と第２電極層とをモジュールの内部で電気的に接続させることができれば特に限定されず、直接接触させてもよく、第１電極層の接続領域および第２電極層の第２接続領域の間に導電性層を形成して接続させてもよい。本態様においては、導電性層を形成して接続させる方法を用いることが好ましい。これによりモジュールにおける接続不良をより好適に防止することができるからである。なお、導電性層の材料としては、一般的な導電性接着剤等を用いることができる。
【０１３８】
ＩＩ．第二態様
第二態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記第１電極層および上記第２電極層の間に光電変換層を有する有機薄膜太陽電池素子であり、上記機能層が上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成される層である有機薄膜太陽電池素子モジュールを製造する製造方法である。なお、下記の第二態様の説明では、「有機薄膜太陽電池素子モジュール」を「モジュール」といい、「有機薄膜太陽電池素子」を「素子」という。
【０１３９】
本態様により製造されるモジュールにおける機能層としては、第１電極層および第２電極層の間に形成される層であり、第１電極基材および第２電極基材を貼合する際の界面とすることにより、第１電極基材および第２電極基材を良好に密着させることが可能な層であれば特に限定されない。上記機能層としては、具体的には、光電変換層、または正孔取出し層、電子取出し層を挙げることができる。機能層は導電性高分子を含有することが好ましい。機能層と他の層や基材との密着が良好になるからである。
【０１４０】
なお、上記モジュールは、光電変換層を必須の構成とするものである。よって、本態様のモジュールの製造方法においては、上記機能層形成工程において光電変換層を形成しない場合は、別途、第１電極層または第２電極層のいずれか一方の表面に光電変換層を形成する工程を有するものとする。
【０１４１】
ここで、本態様のモジュールの製造方法について図を用いて説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）、図１３（ａ）〜（ｅ）は、本態様のモジュールの製造方法の一例を示す工程図であり、図７（ａ）に示すモジュールを製造する例について示す図である。
【０１４２】
まず、本態様における第１電極基材形成工程について説明する。図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１電極基材形成工程においては、第１基材１１上に連続的に導電材料膜１２３を形成する。また、第１電極基材形成工程においては、第1電極層の用途に応じて正孔取出し層または電子取出し層のいずれか一方を形成してもよい。なお、図１２（ａ）、（ｂ）においては正孔取出し層７を形成する例について示す。この場合、導電材料膜１２３上に連続的に正孔取出し層７を形成して積層させる。なお、図１２（ａ）では、正孔取出し層７が連続的に形成された第１基材１１の一例を上面から示しており、図１２（ｂ）では、図１２（ａ）のＩ−Ｉ線断面を示している。
次に、図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、導電材料膜１２３および正孔取出し層７をレーザースクライブ法等により所定のパターンにパターニングすることで、１枚の第１基材１１上に、パターン状に形成された複数の第１電極層１２および短絡防止層１３を有する第１電極基材１０を形成する。なお、第１電極層１２および短絡防止層１３の形状については、図２で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
なお、図１２（ｃ）では、第１電極基材形成工程により形成された第１電極基材１０の一例を上面から示しており、図１２（ｄ）では、図１２（ｃ）のＩ’−Ｉ’線断面を示している。
【０１４３】
次に、本態様における第２電極基材用基板準備工程について説明する。図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極基材用基板準備工程においては、第２電極層２２を有する第２電極基材用基板２０’を準備する。なお、準備される第２電極基材用基板２０’には、第２電極層２２の用途に応じて、第２電極層２２上に正孔取出し層または電子取出し層が形成されていてもよい。図１３（ａ）、（ｂ）では、電子取出し層８が形成されている例について示している。
なお、図１３（ａ）は、電子取出し層８が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＪ−Ｊ線断面を示している。
【０１４４】
次に、本態様における機能層形成工程について説明する。
図１３（ｃ）、（ｄ）に示すように、機能層形成工程においては、上述した第２電極基材用基板２０’の電子取出し層８上に、光電変換層６を連続的に形成する。なお、本工程においては、図１３（ｃ）に示すように、第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’以外の部分に光電変換層６を連続的に形成することが好ましい。
なお、図１３（ｃ）では、光電変換層６が形成された第２電極基材用基板２０’の一例を上面から示しており、図１３（ｄ）では、図１３（ｃ）のＪ’−Ｊ’線断面を示している。
なお、図示はしないが、機能層形成工程においては、第１電極基材の第１電極層側に光電変換層をパターン状に連続的に形成してもよい。
【０１４５】
次に、本態様における切断工程について説明する。
図１３（ｅ）に示すように、切断工程においては、第２電極基材用基板２０’を所望の大きさに切断することにより、第２電極基材２０を形成する。なお、図１１（ｅ）においては、モジュールとした際に、隣接する第２電極基材２０が接触しない形状となるように、第２電極基材２０が形成される例について示している。
【０１４６】
次に、本態様における貼合工程、および接続工程について説明する。および接続工程について説明する。図１２（ｄ）に示される第１電極基材１０の複数の第１電極層１２上に形成された正孔取り出し層７と、図１３（ｅ）に示される複数の第２電極基材の第２電極層上に形成された電子取り出し層８とを、第２電極層２２の端部に対向する位置に短絡防止層１３が位置するように、光電変換層６を界面として密着させることにより、第１電極基材１０と第２電極基材２０とを貼合し、第１電極層１２、第２電極層２２、光電変換層６、正孔取り出し層、および電子取り出し層８を有する複数の素子を形成する。また、この際、第１電極層１２の接続領域１２ｂと第２電極層２２の第２接続領域２２ｂとを導電性層等を介して電気的に接続させる。これにより、本工程においては図７（ａ）に示されるモジュール２００の構成を得ることができる。
【０１４７】
以下、本態様のモジュールの製造方法の各工程について説明する。
第１電極基材形成工程により形成される第１電極基材、および第２電極基材準備工程により準備される第２電極基材用基板については「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、これらの工程において、正孔取り出し層、または電子取り出し層のいずれかを形成してもよい。また、必要に応じて第１電極基材上または第２電極基材用基板上に接触防止層を形成してもよい。
【０１４８】
機能層形成工程により形成される機能層は、第１電極層と第２電極層との間に形成される層である。より具体的には、光電変換層、正孔取出し層、電子取出し層を挙げることができる。機能層形成工程で光電変換層を形成する場合は、第１電極基材の第１電極層側に光電変換層を形成する工程、または第２電極基材用基板の第２電極層側に光電変換層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う。本工程において形成される光電変換層については、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。また、機能層形成工程で正孔取出し層または電子取出し層を形成する場合は、第１電極基材の第１電極層側に正孔取出し層もしくは電子取出し層を形成する工程、または第２電極基材用基板の第２電極層側に正孔取出し層もしくは電子取出し層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う。なお、光電変換層を第１電極層または第２電極層のいずれか一方の表面上に形成する工程が別途行われる。本工程により形成される正孔取出し層または電子取出し層については「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができる。正孔取出し層または電子取出し層は、第１電極基材の第１電極層または第２電極基材用基板の第２電極層のうち、正孔取出し電極または電子取出し電極に用いられる電極層上に形成されてもよく、また、第１電極層または第２電極層のうち、正孔取出し電極または電子取出し電極に用いられない電極層上に光電変換層が形成されている場合は、光電変換層上に形成されてもよい。
【０１４９】
切断工程については、第一態様の項で記載した工程と同様とすることができる。
貼合工程においては、例えば機能層として光電変換層を界面とする場合は、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の表面に形成された光電変換層と、上記光電変換層が形成されていない側の電極層とを対向させて、第１電極基材および第２電極基材を貼合する。なお、第１電極層または第２電極層には、正孔取出し層または電子取出し層のいずれかが形成されていてもよい。また、例えば機能層として正孔取出し層または電子取出し層を界面とする場合は、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の表面に形成された光電変換層上に形成された正孔取出し層または電子取出し層と、上正孔取出し層または電子取出し層が形成されていない側の電極層とを対向させて、第１電極基材および第２電極基材を貼合する。また、例えば機能層として光電変換層および正孔取出し層または電子取出し層を界面とする場合は、第１電極基材の第１電極層と第２電極基材の第２電極層のうち、いずれか一方の表面に形成された光電変換層と、上記光電変換層が形成されていない側の電極層上に形成された正孔取出し層電子取出し層とを対向させて、第１電極基材および第２電極基材を貼合する。本工程に用いられる第１電極基材および第２電極基材の貼合方法としては、公知の方法を用いることができる。なお、上記の説明においては、第1電極層または第２電極層のいずれか一方の電極層の表面のみに機能層が形成されている例について説明したが、両方の電極層の表面に機能層が形成されていてもよい。
接続工程については、「Ｉ．第一態様」の項で説明した工程と同様とすることができる。
【０１５０】
ＩＩＩ．第三態様
第三態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層である化合物半導体型太陽電池素子であり、上記機能層が上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成される層である化合物半導体型太陽電池素子モジュールの製造方法である。本態様の光電変換層としては、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができ、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法の場合と同様とすることができる。
【０１５１】
ＩＶ．第四態様
第四態様のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子が、上記機能層が光電変換層であるシリコン薄膜太陽電池素子であり、上記機能層が上記第１電極層および上記第２電極層の間に形成される層であるシリコン薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法である。シリコン薄膜の光電変換層としては、「Ａ．フレキシブル太陽電池素子モジュール」の項で説明したものと同様とすることができ、光電変換層以外の点については、「ＩＩ．第二態様」の項で説明した有機薄膜太陽電池素子モジュールの製造方法の場合と同様とすることができる。
【０１５２】
Ｖ．その他
本発明のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法においては、例えば第１基材、または第２電極基材用基板としてロール状に巻回された長尺状の形態を有するものを用いることにより、上述した第１電極基材形成工程、機能層形成工程等をロール・ツー・ロール（Roll・to・Roll）プロセスで行うことができる。
【０１５３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１５４】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１５５】
［実施例１］
＜第１電極基材の作製＞
ＰＥＮフィルム（第１基材）上にＩＴＯ膜（第１電極層）が形成された透明導電フィルムを用意し、そのＩＴＯ膜上に白金を厚み１３Å（透過率７２％）で積層して触媒層を形成した。上記触媒層が形成された透明導電フィルムに対し、レーザースクライブにて絶縁部を形成し、ＩＴＯ膜および触媒層の積層体を図８（ｃ）に示すように、パターニングした。以上の手順により第１電極基材（対向電極基材）を得た。
【０１５６】
＜多孔質層形成用インキの調製＞
多孔質酸化チタン微粒子（日本エアロジル社製、商品名：Ｐ２５）５ｇをエタノール１６．７ｇに投入し、さらにアセチルアセトン０．２５ｇ、及びジルコニアビーズ（φ１．０ｍｍ）２０ｇを添加した混合液を、ペイントシェーカーにより攪拌し、さらにバインダーとしてポリビニルピロリドン（日本触媒社製、商品名：Ｋ−３０）を０．２５ｇ添加して多孔質層形成用のインキを調製した。
【０１５７】
＜多孔質層の形成＞
上記作製した多孔質層形成用インキを、第２電極基材用基板であるチタン箔上にドクターブレード法により１０cm幅の面積で塗布して、多孔質層形成用層を形成した。多孔質層形成用層の周囲には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔質形成用インキが塗工されず、チタン箔のみが存在している未塗工部（第２電極基材用基板２０’の接続領域２２ｂ’）を設けた。
その後、１２０℃で乾燥させることで、多数の酸化チタン微粒子を含む膜厚９μｍの層を形成した。その酸化チタン微粒子の層にプレス機で０．１ｔ／ｃｍ２の圧力を加えた。プレス後、５００℃で３０分間焼成した。
【０１５８】
次に、色素増感剤として有機色素（三菱製紙社製、商品名：Ｄ３５８）を、濃度が３．０×１０−４ｍｏｌ／ｌとなるようにアセトニトリル及びｔｅｒｔ−ブチルアルコールの体積比１：１溶液に溶解させて色素担持用塗工液を調製した。この塗工液に対し、上述の第２電極基材用基板上に形成した酸化チタン微粒子の層を３時間浸漬させた。その後、色素担持用塗工液から引き上げ、酸化チタン微粒子に付着した色素担持用塗工液をアセトニトリルにより洗浄後、風乾した。これにより、酸化チタン微粒子の細孔表面に増感色素を担持させて多孔質層を形成した。
【０１５９】
＜固体電解質層形成用塗工液の調製＞
カチオン性ヒドロキシセルロース（ダイセル化学社製、商品名：ジェルナーＱＨ２００）０．１４ｇをエタノール２．７２ｇに溶解させた溶液に、ヨウ化カリウムを０．０４３ｇ加え、攪拌して溶解させた。次いで、その溶液に１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート（ＥＭＩｍ−Ｂ（ＣＮ）４）０．１８ｇ、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド（ＰＭＩｍ−Ｉ）０．５ｇ、及びＩ２を０．０２５ｇ加えて、撹拌して溶解させた。これにより、コーティング可能な固体電解質層形成用塗工液を調製した。
【０１６０】
＜固体電解質層の形成＞
上述の多孔質層（１０ｃｍ幅）上に、固体電解質層形成用塗工液をドクターブレード法により塗布し、１００℃で乾燥して固体電解質層を形成した。
【０１６１】
＜第２電極基材用基板の切断＞
電解質層付き基板を図１０（ｅ）に示すように、短冊状であり、かつ第２電極層の短冊の短辺の端部を含む第２接続領域２２ｂを有するように切断した。なお、短冊の幅は１０ｍｍとした。
これにより、第２電極基材（導電基材）を得た。
【０１６２】
＜色素増感太陽電池素子モジュールの作製＞
短冊上に切り出した第２電極基材のうち、第２接続領域に導電性接着剤を形成した。また、第１電極基材上の第２電極層の端部に対向する位置（図１（ａ）における１６の位置）に接触防止層（厚み５μｍ、幅１．５ｍｍのアクリル系粘着シート）を配置した。第２電極層上の導電性接着剤が隣接する第１電極層の接続領域と接続するように、第１電極基材と、第２電極基材の貼り合わせを行い、図１（ａ）、（ｂ）に例示される色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。作製した色素増感型太陽電池素子モジュールを充填材で挟み、１５０℃でラミネートすることにより、封止した。
【０１６３】
［実施例２］
固体電解質層形成用塗工液として、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート（ＥＭＩｍ−Ｂ（ＣＮ）４）０．１８ｇ、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド（ＰＭＩｍ−Ｉ）０．５ｇ、及びＩ２を０．０２５ｇを混合した液に粒径２０ｎｍのシリカ粒子を５質量％加えて、攪拌したものを用いて、多孔質層（１０ｃｍ幅）上に、ドクターブレード法により塗布して膜厚１２μｍの固体電解質層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作製した。
【０１６４】
［比較例］
第１電極層のパターンを図１４に示されるようにパターニングし、短絡防止層を有さない第１電極基材としたこと以外は、実施例１と同様にして色素増感型太陽電池素子モジュールを作成した。
【０１６５】
＜電池性能の評価＞
作製したモジュールについて、擬似太陽光（ＡＭ１．５、入射光強度１００ｍＷ／ｃｍ２）を光源として、対向電極側から入射させ、ソースメジャーユニット（ケースレー２４００型）を用いて電圧印加による電流電圧特性を測定した。その結果、実施例１では、短絡電流２０ｍＡ、開放電圧６．５Ｖ、曲線因子０．２４、最大出力３７ｍＷの特性を示し、蛍光灯（５００ｌｕｘ）を光源とした場合、短絡電流０．２７ｍＡ、開放電圧４．８Ｖ、曲線因子０．７１、最大出力０．９ｍＷの特性を得た。また、実施例２では、短絡電流３０ｍＡ、開放電圧６．１Ｖ、曲線因子０．３５、最大出力６４ｍＷの特性を示し、蛍光灯を光源とした場合、短絡電流０．３ｍＡ、開放電圧４．８Ｖ、曲線因子０．７０、最大出力１ｍＷの特性を得た。
なお、実施例１および実施例２で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールを、充填材で封止せずに、１５０ｍｍφのプラスチック芯に１０回程度巻き付ける試験をおこなった結果、実施例１で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールでは特段の問題は生じなかったが、実施例２で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールでは第１電極基材と第２電極基材の間で剥離が生じた。実施例１で作製した色素増感型太陽電池素子モジュールでは、高分子化合物を有する固体電解質層を界面として密着させることで、第１電極基材と第２電極基材の密着が良好になったものと考えられる。
一方、比較例１では短絡電流２７ｍＡ、開放電圧３．１Ｖ、曲線因子０．２５、最大出力２１ｍＷの特性を示し、蛍光灯を光源とした場合、短絡電流０．２８ｍＡ、開放電圧２．５Ｖ、曲線因子０．７１、最大出力０．５ｍＷの特性を得た。電圧が大幅に低下していることから、一部で短絡が生じたと考えられる。
【符号の説明】
【０１６６】
１ … 色素増感型太陽電池素子
２ … 有機薄膜太陽電池素子
３ … 多孔質層
４ … 固体電解質層
５ … 触媒層
６ … 光電変換層
７ … 正孔取り出し層
８ … 電子取り出し層
１０ … 第１電極基材
１１ … 第１基材
１２ … 第１電極層
１３ … 短絡防止層
２０ … 第２電極基材
２０’ … 第２電極基材用基板
１００ … 色素増感型太陽電池素子モジュール
２００ … 有機薄膜太陽電池素子モジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および前記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、
フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、
前記第１電極層および前記第２電極層の間に形成された機能層を有し、
前記第１電極層、前記第２電極層、および前記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、
一の前記太陽電池素子の前記第１電極層と他の前記太陽電池素子の前記第２電極層とが電気的に接続されているフレキシブル太陽電池素子モジュールであって、
前記第１電極基材が、前記第１基材上の前記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、前記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、前記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュール。
【請求項２】
前記太陽電池素子が、前記第１電極層または前記第２電極層のうちいずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ前記機能層が酸化還元対を含有する固体電解質層である色素増感型太陽電池素子であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池素子が、前記機能層が光電変換層である有機薄膜太陽電池素子、化合物半導体型太陽電池素子、またはシリコン薄膜太陽電池素子のいずれかの太陽電池素子であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュール。
【請求項４】
第１基材上に複数の第１電極層と、前記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ前記第１電極層と絶縁されている短絡防止層とを形成することによりフレキシブル性を有する第１電極基材を形成する第１電極基材形成工程と、
フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する第２電極基材用基板準備工程と、
前記第１電極基材の前記第１電極層側に機能層を形成する工程、または前記第２電極基材用基板の前記第２電極層側に前記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う機能層形成工程と、
前記第２電極基材用基板を切断することにより、前記複数の第２電極基材を形成する切断工程と、
前記第１電極基材の前記第１電極層側と前記第２電極基材の前記第２電極層側とを前記第２電極層の端部に対向する位置に前記短絡防止層が位置するように対向させ、前記機能層を界面として密着させることにより前記第１電極基材および前記第２電極基材を貼合し、前記第１電極層、前記第２電極層および前記機能層を有する複数の太陽電池素子を形成する貼合工程と、
一の前記太陽電池素子の前記第１電極層と、他の前記太陽電池素子の前記第２電極層とを電気的に接続する接続工程とを有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記太陽電池素子が、前記第１電極層または前記第２電極層のいずれか一方の表面上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ前記機能層が酸化還元対を含む固体電解質層である色素増感型太陽電池素子であることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池素子が、前記第１電極層および前記第２電極層の間に光電変換層を有する有機薄膜太陽電池素子、化合物半導体型太陽電池素子、またはシリコン薄膜太陽電池素子のいずれかの太陽電池素子であり、前記機能層が前記第１電極層および前記第２電極層の間に形成される層であることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法。
【請求項１】
フレキシブル性を有し、１枚の第１基材および前記第１基材上にパターン状に形成された複数の第１電極層を有する第１電極基材、
フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材、並びに、
前記第１電極層および前記第２電極層の間に形成された機能層を有し、
前記第１電極層、前記第２電極層、および前記機能層を有する太陽電池素子が複数連結されて構成されており、
一の前記太陽電池素子の前記第１電極層と他の前記太陽電池素子の前記第２電極層とが電気的に接続されているフレキシブル太陽電池素子モジュールであって、
前記第１電極基材が、前記第１基材上の前記第２電極層の端部に対向する位置に形成され、前記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ、前記第１電極層と絶縁されている短絡防止層を有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュール。
【請求項２】
前記太陽電池素子が、前記第１電極層または前記第２電極層のうちいずれか一方の電極層上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ前記機能層が酸化還元対を含有する固体電解質層である色素増感型太陽電池素子であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池素子が、前記機能層が光電変換層である有機薄膜太陽電池素子、化合物半導体型太陽電池素子、またはシリコン薄膜太陽電池素子のいずれかの太陽電池素子であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュール。
【請求項４】
第１基材上に複数の第１電極層と、前記第１電極層と同一の導電材料から構成され、かつ前記第１電極層と絶縁されている短絡防止層とを形成することによりフレキシブル性を有する第１電極基材を形成する第１電極基材形成工程と、
フレキシブル性を有し、少なくとも第２電極層を有する複数の第２電極基材を切り出すことが可能な１枚の第２電極基材用基板を準備する第２電極基材用基板準備工程と、
前記第１電極基材の前記第１電極層側に機能層を形成する工程、または前記第２電極基材用基板の前記第２電極層側に前記機能層を連続的に形成する工程のいずれか一方を行う機能層形成工程と、
前記第２電極基材用基板を切断することにより、前記複数の第２電極基材を形成する切断工程と、
前記第１電極基材の前記第１電極層側と前記第２電極基材の前記第２電極層側とを前記第２電極層の端部に対向する位置に前記短絡防止層が位置するように対向させ、前記機能層を界面として密着させることにより前記第１電極基材および前記第２電極基材を貼合し、前記第１電極層、前記第２電極層および前記機能層を有する複数の太陽電池素子を形成する貼合工程と、
一の前記太陽電池素子の前記第１電極層と、他の前記太陽電池素子の前記第２電極層とを電気的に接続する接続工程とを有することを特徴とするフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記太陽電池素子が、前記第１電極層または前記第２電極層のいずれか一方の表面上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を有し、かつ前記機能層が酸化還元対を含む固体電解質層である色素増感型太陽電池素子であることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池素子が、前記第１電極層および前記第２電極層の間に光電変換層を有する有機薄膜太陽電池素子、化合物半導体型太陽電池素子、またはシリコン薄膜太陽電池素子のいずれかの太陽電池素子であり、前記機能層が前記第１電極層および前記第２電極層の間に形成される層であることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル太陽電池素子モジュールの製造方法。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１０９９５２（Ｐ２０１３−１０９９５２Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４０１７（Ｐ２０１１−２５４０１７）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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