有機光電池及び当該電池を含むモジュール
本発明は、基材、基材上に形成した第１の電極、１つの電子ドナー材料と１つの電子アクセプター材料とを含む有機光能動媒体、及び導電性グリッドを含む第２の電極を含み、第１の電極が基材と第２の電極との間に位置している有機光電池に関する。この電池は第１の電極上に形成した絶縁性グリッドを含む。導電性グリッドは絶縁性グリッド上に形成される。絶縁性グリッドと導電性グリッドとで、光能動媒体を受け入れるための開口部を画定しており、そしてそれらは、基材上に第１の電極、絶縁性グリッド、及び導電性グリッドを被着後に光能動媒体を受け入れるのに適合している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電池の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電池は、光にさらされたときに電気を発生する電子部品である。
【０００３】
「第１世代」の電池は、厚さがほぼ百ミクロン程度でありｐ−ｎ接合を作るためにｐ型ドープ領域とｎ型ドープ領域とを有するバルクの半導体ウエハ（一般にシリコンで製作される）が間に挿入された２つの電極からなる。この半導体は、内部に光が吸収されて電子−正孔対を生じさせる、光能動媒体と呼ばれるものを形成する。これらの電子と正孔がそれぞれの電極に向かって移動すると、電極をまたいで電位が発生して、電流源が生み出される。
【０００４】
電池効率と呼ばれる、受け取る太陽エネルギーと発生する電気エネルギーとの比率は、最上の電池の場合で約２５％である。
【０００５】
しかし、シリコンウエハを製造するのに用いられる方法は大変にエネルギー集約的である。更に、シリコンは希少である。従って、シリコンの使用量が少なくそれほどエネルギー集約的でない製造方法を見いだすことが非常に有利なことであった。
【０００６】
「第２世代」の電池は、使用する材料がより少ないという主要な利点を有している。それらは「薄膜」を使用する。薄膜（厚さがミクロン程度）の材料が基材、例えばガラス基材の上に被着される。薄膜を使って、電極と半導体層とが形成される。半導体は、例えば非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、二セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）、あるいはテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）である。
【０００７】
第２世代の電池を製造するのはそれほど費用がかからない。ＣＩＳ電池の場合で１９％に達することがあるそれらの効率は、第１世代の電池のそれより低いが、効率と製造コストとの比率はより良好である。
【０００８】
「第３世代」の電池はこの比率をさらに向上させようとしている。
【０００９】
第３世代の電池の中では、有機光電池と呼ばれるものが特に優れている。これらの電池は、有機の（ポリマー又は「小分子」の）半導体を基礎材料とする光能動媒体を使用する。
【００１０】
これらの電池は、特に２つの利点を有する。光能動媒体は費用のかからない方法を使用する液剤塗布によって被着させることができ、また選ばれる基材は軟質であることができて、それによりロール・ツー・ロール法などの特に経済的な製造技術を用いることを可能にする。
【００１１】
本発明は、より詳しく言えば、
・基材、
・基材上に形成した第１の電極、
・電子ドナーと電子アクセプターとを含む有機光能動媒体、及び、
・導電性メッシュ材料を含む第２の電極、
を含み、第１の電極が基材と第２の電極との間に位置している、有機光電池に関する。
【００１２】
国際公開第２００７／００２３７６号パンフレットには、図２を参照して、連続膜により形成したアノードが上に被着している基材と、アノード上に被着されてそれ自体が続けて光能動媒体により覆われた電子遮断材料の膜と、正孔遮断材料の膜と、メッシュのカソードと、接着膜と、基材とを含む光電池が記載されている。
【００１３】
このような電池を製作するためには、第１の電極と遮断膜が基材上に、例えば第１の製造現場で被着される。第１の電極を設けた基材は、その後、光能動媒体を液剤塗布により被着させ、この光能動媒体の被着後に第２の電極を被着させるため、例えば別の製造現場へ送られる。第２の電極は、光能動媒体を被着させる以前には、一部分でも基材上に被着させることができない。
【００１４】
光能動媒体には、特に液剤塗布による被着が簡単であり使用する材料の量が少ないために、費用がかからないという利点があるが、電池の値段は、特に２つの電極を製作するのに使用される工程のために、依然として比較的高いままである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第２００７／００２３７６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の一つの目的は、エネルギー効率と製造費との比率を良好にするため、製造コストが相対的に低い有機光電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的のために、本発明の一つの対象は、前述のタイプの光電池であって、当該電池は第１の電極の上に形成された絶縁性メッシュを含むこと、絶縁性メッシュの上に導電性メッシュが形成されていて、絶縁性メッシュと導電性メッシュは一緒になって光能動媒体を受け入れるための開口部を画定し、当該開口部は第１の電極、絶縁性メッシュ及び導電性メッシュを基材上に被着後に光能動媒体を受け入れることができることを特徴とする光電池である。
【００１８】
絶縁性メッシュは、第２の電極を第１のものから電気的に絶縁するように第１の電極上に形成される。
【００１９】
このような電池は、絶縁性メッシュのため、及び絶縁性メッシュと導電性メッシュとのこの特別な配置のために、光能動媒体を被着させる以前に第１の電極と少なくとも第２の電極の一部分とを所定の基材上に被着させるのを可能にする。その結果、光能動媒体を被着させる以前の基材の付加価値が高くなる。更に、製造工程が実施するのに容易であり、且つ、電極の製造コストを、例えば第１の電極と導電性メッシュとを同じ被着チャンバーで形成することにより、最適化することができる。
【００２０】
本発明による光電池は更に、光能動媒体を費用のかからない方法を使用して液剤塗布により被着するのを可能にし、そして選ばれる基材は軟質でよく、それによりロール・ツー・ロール法などのような特に経済的な製造技術を用いることを可能にする。
【００２１】
従って、このような電池の製造コストは比較的低い。
【００２２】
本発明の特定の実施形態によれば、電池は、個別に又は任意の技術的に可能な組み合わせで適用される、次の構成要件のうちの１つ以上を含む。その構成要件とは、
・受け入れ用の開口部を第１の電極により又は第１の電極と絶縁性メッシュとの間に挿入した膜によりふさぐこと、
・導電性メッシュを少なくとも１つの電気的に導電性の膜により形成すること、
・導電性メッシュがマスクを介して被着することにより得るのを可能にする形態を有すること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュが同じマスクを介して被着することにより得るのを可能にする形態を有すること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュが不規則且つランダムな開口部のパターンを画定すること、
・導電性メッシュにより画定される受け入れ用開口部が絶縁性メッシュにより画定される受け入れ用開口部に達していること、
・受け入れ用開口部が不連続で間隔を開けていること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュの開口部の平均径が５〜１００μｍ、好ましくは６〜２０μｍであること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュの開口部の境界となるストランドの平均幅が５００ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは６００ｎｍ〜２μｍであること、
・絶縁性メッシュのストランドが平均高さを有し、絶縁性メッシュの膜が第１の電極と第２の電極との短絡を防ぐのに十分な、絶縁性メッシュのストランドの厚さについての抵抗を得るのに適切な抵抗率を有すること、
・開口部の平均径、ストランドの平均幅、ストランドの平均高さ、及び導電性メッシュの導電性膜の抵抗率を、例えば、導電性メッシュが１〜２０Ω／□、好ましくは５〜１５Ω／□、より好ましくは８〜１０Ω／□のシート抵抗を有するように選ぶこと、
・第２の電極が電気伝導性の有機材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を含み、この導電性有機膜は光能動媒体を覆っていること、
・導電性有機膜が導電性メッシュの開口部を少なくとも部分的に充填していること、
・導電性有機膜が絶縁性メッシュの開口部を少なくとも部分的に充填していること、
・光能動媒体が絶縁性メッシュの開口部を少なくとも部分的に充填していること、
・光能動媒体が導電性メッシュの開口部を部分的にでさえ充填していないこと、
・電池が光能動媒体と導電性メッシュとの間に、第２の電極がカソードの場合には正孔遮断膜を含み、第２の電極がアノードの場合には電子遮断膜を含むこと、
・第２の電極が導電体製の少なくとも１つの導電性膜を含み、導電性メッシュが当該少なくとも１つの導電性膜を含んでいること、
・第１の電極が導電体製の少なくとも１つの導電性膜を含むこと、
・導電性メッシュの導電性膜が例えば、１０-3Ω・ｃｍ以下の、例として１０-5Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有すること、
・導電性メッシュの厚さが例えば１００〜２０００ｎｍであること、
・絶縁性メッシュが誘電体製の絶縁性膜を少なくとも１つ含むこと、
・絶縁性メッシュの絶縁性膜が１０5Ω・ｃｍ以上の、例えば１０7Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有すること、
・第１の電極の前記少なくとも１つの導電性膜が連続であること、
である。
【００２３】
本発明のもう一つの対象は、直列に接続した複数の光電池を含む光起電力モジュールであって、光電池が上述したとおりのものであり、光電池ｋの第２の電極が直接隣接した光電池ｋ＋１の第１の電極と電気的に連絡し、そして光電池ｋ＋１の第２の電極が直接隣接した光電池ｋ＋２の第１の電極と電気的に連絡しており、ｋは１〜Ｎ−２の数、Ｎは当該モジュール中の光電池の数であることを特徴とする光起電力モジュールである。
【００２４】
本発明のもう一つの対象は、次の工程、すなわち、
・第１の電極を形成するよう、基材上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の膜上にマスクを形成する工程、
・絶縁性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜を被着させる工程、
・第２の電極の導電性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜を被着させる工程、
・前記マスクを除去する工程、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュとで画定される開口部を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体を被着させる工程、
を連続して含む光電池を製造するための方法である。
【００２５】
本発明の特定の実施形態によれば、前記方法は、個別に又は任意の技術的に可能な組み合わせで適用される、次の構成要件のうちの１つ以上を含む。その構成要件とは、
・マスクを形成する工程が、
・・溶媒中に分散した安定コロイド粒子の液剤を基礎材料とする膜を被着させる工程、及び、
・・メッシュを被着させるためのマスクを形成する間隙の網状組織が得られるまで、前記膜を乾燥させる工程、
を含むこと、
・コロイド粒子の液剤を浸漬塗布により被着させること、
・当該方法が、第２の電極を前記少なくとも１つの第２の導電性膜で形成するよう、光能動媒体上及び導電性メッシュ上に導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を被着させる工程を含むこと、
である。
【００２６】
本発明のもう一つの対象は、次の工程、すなわち、
・第１の電極を形成するよう、基材上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の導電性膜上にマスクを形成する工程、
・絶縁性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜を被着させる工程、
・第２の電極の導電性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜を被着させる工程、
・前記マスクを除去する工程、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュとで画定される開口部を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体を被着させる工程、
を連続して含む光起電力モジュールを製造するための方法である。
【００２７】
本発明の特定の実施形態によれば、前記方法は、個別に又は任意の技術的に可能な組み合わせで適用される、次の構成要件のうちの１つ以上を含む。その構成要件とは、
・当該方法が更に、第２の電極を導電性メッシュで形成するよう、光能動媒体上に、そして任意選択的に導電性メッシュ上に、導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を被着させる工程を含むこと、
・当該方法が更に、
・・前記少なくとも１つの第２の導電性膜を被着後且つ前記光能動媒体の被着前に、モジュールを複数の光電池に分割するため、事前に被着させた膜を基材の長さに沿った複数の第１の平行な線に沿ってレーザーアブレーションし、前記少なくとも１つの第１の導電性膜、前記少なくとも１つの絶縁性膜、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜を、第１の線に沿って除去するようレーザーを設定し、第１のレーザーアブレーションにより第１の線に沿って形成したスリットを光能動媒体で充填する第１のレーザーアブレーション工程、
・・前記光能動媒体を被着後且つ前記少なくとも１つの導電性有機膜の被着前に、第１の線に隣接した第２の平行な線に沿って行う第２のレーザーアブレーション工程であり、光能動媒体、前記少なくとも１つの絶縁性膜、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜を、第２の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜は除去しないようレーザーを設定し、第２のレーザーアブレーションにより第２の線に沿って形成したスリットを前記少なくとも１つの導電性有機膜で充填する第２のレーザーアブレーション工程、及び、
・・前記少なくとも１つの導電性有機膜の被着後、第１の線の反対側の第２の線に隣接した第３の平行な線に沿って行う第３のレーザーアブレーション工程であり、前記少なくとも１つの導電性有機膜、光能動媒体、前記少なくとも１つの第２の導電性膜、及び前記少なくとも１つの絶縁性膜を、第３の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜は除去しないようレーザーを設定する第３のレーザーアブレーション工程、
を含むこと、
である。
【００２８】
本発明は、添付の図面を参照して単に一例として記載する以下の説明を読むことでよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による光電池の部分模式断面図である。
【図２】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図３】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図４】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図４ａ】典型的なマスクの上面図である。
【図４ｂ】典型的なマスクの上面図である。
【図５】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図６】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図７】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図８】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図９】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図１０】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１１】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１２】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１３】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１４】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１５】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明による光電池１は、有機光電池である。
【００３１】
「有機光電池」という表現は一般に、有機の光能動媒体、すなわち有機半導体から主として構成された光能動媒体を有する光電池を意味するものと理解される。しかし、本発明は、言うまでもなく、以下に記載する有機及び無機の半導体に限定されない。
【００３２】
有機半導体は、単結合と二重結合とが規則正しく交代し、電子が主鎖に沿って非局在化するのを可能にしていることを特徴とし、それらは共役系と称される。有機半導体は、低モル質量の分子、一般に「小分子」と呼ばれるものと、ポリマーとの、２つのカテゴリーに分類することが可能である。「有機半導体」という表現は、ガリウム、シリコンなどを基礎材料とする通常の無機半導体を除いて、全ての有機半導体を意味し、また有機／無機混成半導体も意味するものと理解される。
【００３３】
本発明による有機光電池１は、図１に例示したように、基材２、第１の電極４、第２の電極６、第１の電極４と第２の電極６とを分離する絶縁性メッシュ８、そして第１の電極４及び第２の電極６と電気的に連絡するよう配置された有機光能動媒体１０を含む。
【００３４】
図面は、基材２とその他の膜４、６、８、１０との厚さの違いがかなりあり、例えば約５００倍異なるので、より明確にするため、一定の縮尺にはなっていない。更に、図面は模式的であり、電池のメッシュとモジュールは、言うまでもなくもっと多くのストランドを含む。
【００３５】
基材２は、電池１の様々な構成要素を形成する材料膜を被着するための支持体として働く。基材２の上面２Ａに、被着した種々の膜が上面２Ａの平面に平行な膜を形成する。
【００３６】
第１の電極４は、電気伝導性材料の連続膜１２により形成され、この材料は基材２上に直接被着させるか、あるいは１以上の膜、例えばＳｉ3Ｎ4又はＳｎＺｎＯを挿入して、被着させる。
【００３７】
「膜Ｂ上に形成した（又は被着した）膜Ａ」という表現は、本書全体を通して、膜Ｂ上に直接形成した、従って膜Ｂと接触している膜Ａを意味するか、あるいは膜Ａと膜Ｂとの間に１以上の膜を挿入して膜Ｂ上に形成した膜Ａを意味するものと理解される。
【００３８】
膜１２はその範囲の全体にわたり連続である。
【００３９】
絶縁性メッシュ８は、第１の電極４上に、誘電体製でありメッシュの形をした絶縁性膜１３を被着させることにより得られる。被着は、下記でより詳しく説明するように、マスクを通して行われる。こうして、第１の電極は基材２と絶縁性メッシュ８との間に位置する。
【００４０】
「メッシュ」という用語は、ストランドにより形成された所定材料の配列を意味するものと理解され、ストランドはそれらの間に貫通開口部を画定するとともに互いに接合する。各ストランドはメッシュの任意の他のストランドに、それら２つのストランドがそれぞれ接合する場合には直接接続され、あるいはメッシュの他のストランドを通して接続される。
【００４１】
第２の電極６は、導電性メッシュ１４と、液剤塗布によって被着される、任意選択的である導電性有機膜１６とを含む。
【００４２】
導電性メッシュ１４は、絶縁性メッシュ８の上に、その絶縁性メッシュを形成するのに使用した同じマスクを介して、電気伝導性材料製の膜１５を、あるいは多層積重体を被着させることにより得られる。
【００４３】
絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４は、第１の電極４上に並列して被着される。絶縁性メッシュ８は、第１の電極４と導電性メッシュ１４との間に挟まれる。
【００４４】
導電性メッシュ１４を被着後、そして導電性有機膜１６の被着前に、光能動媒体１０を被着させる。
【００４５】
光能動媒体１０は、導電性メッシュ１４の開口部１４Ａを通してそれを被着させることによって絶縁性メッシュ８の開口部８Ａに配置される。こうして開口部８Ａは、第１の電極４、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４を被着後に、開口部１４Ａとともに、光能動媒体１０を受け入れるための光能動媒体受け入れ用開口部を画定する。
【００４６】
導電性有機膜１６は、光能動媒体１０の上と導電性メッシュ１４の上に被着される。こうして導電性有機膜１６は光能動媒体１０を覆い、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４との間に電気伝導性媒体を供給する。
【００４７】
それらは同じマスクを通して被着されるので、メッシュ８と１４は同一の断面を持ち、すなわちそれらは基材２の上面２Ａの平面に平行な面を通して断面が同一であり、そしてメッシュ８と１４はそれらのそれぞれの開口部８Ａ、１４Ａが相互に向き合い、相互に達するように揃えられる。
【００４８】
メッシュ８と１４はおのおの、受け入れ用開口部を画定するそれぞれの開口部８Ａと１４Ａを多数有する。
【００４９】
受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａは、不連続であり間隔をあけている。それらは第１の電極４によりふさがれ、すなわち第１の電極が開口部の底を画定している。しかし、別の実施形態として、受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａは絶縁性メッシュ８と第１の電極４との間に挿入された連続膜によりふさがれる。
【００５０】
導電性有機膜１６は、第１の電極４の反対側で受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａをふさぐ。別の実施形態として、中間膜を挿入することもできる。光能動媒体と導電性有機膜１６を被着させる前には、受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａは盲開口部であるということに注目すべきである。その後それらは、導電性有機膜１６又は中間膜の被着によってふさがれる。
【００５１】
メッシュ８、１４のそれぞれのストランド８Ｂ、１４Ｂは、電池１の厚さ“ｈ”に沿って延在する。こうしてメッシュ８と１４は、厚さ“ｈ”に沿って一緒に連続のメッシュパターンを形成する。
【００５２】
メッシュ８と１４のストランド８Ｂ、１４Ｂによって形成されるパターンは、下記でより詳しく説明するようにマスクがコロイド懸濁液を乾燥させひびを入れさせて作られるので、不規則でランダムである。
【００５３】
開口部８Ａ、１４Ａは、例えば５〜１００μｍ、好ましくは６〜２０μｍの平均径“Ｄ”を有する。ストランド８Ｂと１４Ｂは、例えば５００ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは６００ｎｍ〜２μｍの平均幅“Ｌ”を有する。（本書の全体を通して、範囲はそれらの境界を含むということに注意すべきである）。
【００５４】
開口部の平均径Ｄとストランドの平均幅Ｌとの比は、例えば５〜２０、好ましくは１０〜２０である。
【００５５】
絶縁性メッシュ８は、例えば５０ｎｍ〜２μｍの厚さを有する。
【００５６】
導電性メッシュ１４は、例えば１００ｎｍ〜２μｍの厚さを有する。
【００５７】
開口部８Ａ、１４Ａの平均径Ｄとストランド８Ｂ、１４Ｂの平均幅Ｌ及び高さＨの寸法は、いくつかのパラメーター、すなわち電極６のエネルギー透過率、第２の電極６の抵抗、絶縁性メッシュ８のストランド８Ｂの厚さについての抵抗、及び製造コスト、の折衷の結果である。
【００５８】
開口部の平均径Ｄとストランドの平均幅Ｌとの比を最大にすると、第２の電極６を通り抜けるエネルギーの透過率が最大になる。
【００５９】
しかし、第２の電極６の抵抗はストランドの幅Ｌが減少するにつれて増大する。この場合、この抵抗は、ストランドの断面積を増加させてそれにより抵抗を減少させるように、ストランドの平均高さＨ、すなわち導電性メッシュ１４の厚さを増加させることで低下させてもよい。
【００６０】
とは言え、ストランドの平均高さＨが増加すると、それを被着させるのに要する時間が増加するので、導電性メッシュの製造コストの上昇を招くことがある（使用する製造技術に依存して）。
【００６１】
電極パラメーターを最適化するこの例は、メッシュの様々な幾何学的パラメーター間の必要な妥協を説明するものである。
【００６２】
絶縁性メッシュ８のストランド８Ｂは平均高さＨを有し、絶縁性メッシュ８の膜は、絶縁性メッシュ８のストランド８Ｂの厚さについて、第１の電極４と第２の電極６との短絡を防ぐのに十分な抵抗を得るのに適した抵抗率を有する。
【００６３】
例えば、絶縁性メッシュ８の絶縁膜は１０5Ω・ｃｍ以上の、例えば１０7Ω・ｃｍ以上の、抵抗率を有する。
【００６４】
開口部１４Ａの平均径Ｄ、ストランド１４Ｂの平均幅Ｌ、ストランド１４Ｂの平均高さＨ、及び導電性メッシュ１４の導電性膜１５の抵抗率は、例えば、導電性メッシュ１４が１〜２０Ω／□、好ましくは５〜１５Ω／□、より好ましくは８〜１０Ω／□のシート抵抗を持つように選ばれる。（シート抵抗は、定義により基材２に対して平行に測定されることに注目すべきである）。
【００６５】
例えば、導電性メッシュ１４の導電性膜１５は、１０-3Ω・ｃｍ以下、例えば１０-5Ω・ｃｍ以下の、抵抗率を有する。
【００６６】
説明した例において、光能動媒体１０は絶縁性メッシュ８の開口部８Ａに配置されて、メッシュ８の開口部８Ａを部分的に充填する。
【００６７】
上で説明したように、導電性有機膜１６は、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４との電気的連絡を確実にする。
【００６８】
しかし、別の実施形態として、光能動媒体は絶縁性メッシュ８の開口部８Ａを完全に充填し、そして導電性メッシュ１４の開口部１４Ａを少なくとも部分的に充填する。この場合、光能動媒体が導電性メッシュ１４と接触するので、導電性有機膜１６は任意選択的なものとなる。
【００６９】
一般に、光電池１は、光能動媒体１０が第１の電極４及び第２の電極６と接触するように構成される。
【００７０】
「電気的に連絡」という表現は、必ずしも「接触」を意味せず、例えば正孔及び／又は電子遮断膜が光能動媒体１０と電極４、６との間に挿入されることに注目すべきである。
【００７１】
光能動媒体１０は、ここでは、電子ドナーと電子アクセプターとの混合物を含む単一の光媒体膜で形成される。とは言え、別の実施形態として、それは例えば、一方が電子ドナーであり他方が電子アクセプターである２つの膜であることができよう。
【００７２】
第２の電極６の導電性有機膜１６は、絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４の開口部８Ａ、１４Ａの残りの容積を、少なくとも部分的に充填する。
【００７３】
上で説明したように、こうして導電性膜１６は、光能動媒体１０及び導電性メッシュ１４とを電気的に接続するために配置される。この構成は、電荷の抽出を向上させる効果を有し、そしてそれは特に、第２の電極６を導電性有機膜１６のない別の実施形態と比べより透明にするのを可能にするという利点を有する。
【００７４】
導電性有機膜１６は、例えば、導電性メッシュ１４の開口部を完全に充填し導電性メッシュ１４を覆うのに十分厚い。この場合、それは、電池１の範囲の全体にわたり連続である上面１８を画定する。
【００７５】
次に、本発明による電池１と、膜の特定の特性を作るのに用いられる好ましい材料を、より詳しく説明する。
【００７６】
光が基材２の反対側から説明した電池１に入るようにする。従って第１の電極４は、「反射性」であるように選ばれ、それに対し第２の電極６は「透明」であるように選ばれる。とは言え、特定の用途については、例えば光電池を含み、半透明であることが望まれるグレージングユニットでは、第１の電極４と第２の電極６は両方とも透明であるように選ぶことができよう。
【００７７】
説明した例では、第１の電極４はカソードであり、それに対し第２の電極はアノードである。
【００７８】
この場合、第１の電極４は、第２の電極６より仕事関数が小さい金属で作られる。これは、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｍｇ（マグネシウム）、あるいはＣａ（カルシウム）でよい。
【００７９】
説明した第１の電極４は、単一の膜１２により形成されるが、別の実施形態としては、それは２以上の膜（例えば上述の金属から選ばれた種々の金属の多層）の多層積重体（多層とも呼ばれる）を含む。
【００８０】
第１の電極４は、例えば、０．０１〜１Ω／□のシート抵抗を有する。
【００８１】
第１の電極４の膜は、例えば、マグネトロンスパッタリングで被着される。
【００８２】
絶縁性メッシュ８は、好ましくは、マグネトロンスパッタリングで被着させることのできる誘電体で製作される。これは、例えば、ＳｉＯ2（酸化ケイ素）あるいはＳｉ3Ｎ4（窒化ケイ素）であることができる。
【００８３】
説明した絶縁性メッシュ８は、単一の膜１３を含むが、別の実施形態としては、絶縁性メッシュ８は２以上の膜の多層からなる。
【００８４】
絶縁性メッシュ８の膜１３は、例えば、マグネトロンスパッタリングにより、例として反応性マグネトロンスパッタリングにより、被着される。
【００８５】
導電性メッシュ１４は、例えば、単一の、例えばＩＴＯ（酸化スズインジウム）で製作される、膜からなり、あるいは２以上の膜の多層、例えば銀ベースの多層からなる。
【００８６】
導電性メッシュ１４の厚さは、例えば１００〜２０００ｎｍである。
【００８７】
導電性メッシュ１４の膜は、例えばマグネトロンスパッタリング、例として反応性マグネトロンスパッタリングにより被着される。
【００８８】
導電性有機膜１６は、例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））膜又はＩＴＯナノ粒子のコロイド懸濁液である。導電性膜１６は、例えば、スロットコーティングで被着される。これはまた、高い仕事関数を有し、マグネトロンスパッタリングで被着される、透明な導電性膜（又は多層）、例えばＩＴＯ又はＺｎＯ：Ａｌであることができ、あるいは光能動媒体１０と直接接触する下層として例えばＩＴＯ又はＺｎＯ：Ａｌなどの高仕事関数材料の膜を有するＡｇベースの多層であることができる。
【００８９】
別の実施形態として、電池１は２以上の有機膜１６の多層を含む。
【００９０】
導電性有機膜１６（又は導電性有機膜の多層）は、例えば、１０〜２０００ｎｍの厚さを有する。
【００９１】
有機の光能動媒体１０は、例えば、電子ドナーと電子アクセプターとの混合物の溶液である。これは、例えば、Ｐ３ＨＴ（ポリ（３−ヘキシルチオフェン））とＰＣＢＭ（［６，６］−フェニル−Ｃ61酪酸メチルエステル）の溶液でよい。
【００９２】
有機光能動媒体１０の厚さは、例えば１〜２０００ｎｍ、例として１〜３００ｎｍ、である。
【００９３】
基材２は、例えばガラス、プラスチック又は金属で製作される。それは好ましくは軟質である。それは、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はＰＩ（ポリイミド）から製作される。別の実施形態としては、それは複数の材料の膜を含む。
【００９４】
光電池１が透明であることが所望される用途では、基材２は、例えば、透明でありそして透明な電極４、６と結合されるように選ばれる。
【００９５】
本発明による有機光電池には多数の利点がある。
【００９６】
上で説明したように、光電池１は、有機光能動媒体１０を被着させる以前に第２の電極の全部又は一部を被着させることを可能にする。
【００９７】
こうして、第１の電極４、絶縁性膜８、及び第２の電極６の少なくとも一部を、所定の被着チャンバー内で被着させ、それにより必要な工具の数を減らし製造コストを低下させることができる。
【００９８】
第２の電極６のうちの第２の部分、すなわち導電性有機膜１６（これな任意選択的なものである）は、マグネトロンスパッタリングを必要とせず、これの被着は液剤塗布により行われる、ということに注目すべきである。
【００９９】
導電性有機膜１６だけ、すなわち導電性メッシュなしでは、十分でなく、その導電率は十分高くない、ということにも注目すべきである。
【０１００】
これには、光能動媒体１０が後に被着される基材２の付加価値を増大させるという利点もある。
【０１０１】
第２の電極６の構造も、良好な透明性と良好な伝導性を可能にし、これは少なくとも一部がメッシュである第２の電極６の構造のためであり、絶縁性メッシュ８の開口部に光能動媒体１０が配置されているためである。
【０１０２】
測定されるシート抵抗は現実に９Ω／□未満であり、光源Ｄ６５下での光透過率は８５％より大きい。
【０１０３】
導電性有機膜１６は、第２の電極６と光能動媒体１０との接触面積を増加させる。それは電荷の抽出を向上させる。
【０１０４】
電池１は、もう一つ別の実施形態では、アノード４と光能動媒体１０との間に電子遮断材料の１以上の膜（例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ又はＭｏＯ3を基礎材料とする）を含み、及び／又はカソード６と光能動媒体１０との間に正孔遮断材料の１以上の膜（例えばＴｉＯ2又はＺｎＯを基礎材料とする）を含む。しかし、第２の電極６と光能動媒体との間に遮断膜を挿入することは、光能動媒体１０が導電性メッシュ１４と接触しない場合にだけ予想されることに注目すべきである。
【０１０５】
正孔遮断膜と電子遮断膜とが挿入される場合、光能動媒体１０は第１の電極４及び第２の電極６と直接接触しない。一般には、上で説明したように、電池１を、電子が光能動媒体１０からカソードに向かって流れてそこに入り込むのを可能にするように、そして正孔が光能動媒体１０からアノードに向かって流れてそこに入り込むのを可能にするように、すなわち光能動媒体が第１及び第２の電極と「電気的に連絡」するように、構成することが単純に必要である。
【０１０６】
別の実施形態としては、第１の電極４がアノードであり、第２の電極６がカソードである。この場合、アノードは、例えば透明であり、光が例えば基材側から電池に入るように選ばれる。この実施形態によれば、第１の電極は好ましくは、例えばＩＴＯ又はＺｎＯ：Ａｌなどの、膜又は、最後の膜が高い仕事関数を有するような多層である。電極はまた、Ａｇ（又は任意の他の導電性金属）を基礎材料とし前記高仕事関数の膜で終えていて、Ａｇ膜と高仕事関数膜との間の膜が全て導電性である多層からなることができる。
【０１０７】
この実施形態によると、第２の電極は、例えばＡｌ又はＭｇなどの低仕事関数の金属からなることができる。この場合、光電池は、カソードとして働く金属メッシュの被覆度が光が通過することができるのに十分低いので、半透明となる。
【０１０８】
更に別の実施形態として、メッシュ８と１４の少なくとも一方は、マスクを通しての被着では得られない。例えば、絶縁性メッシュ８に対応する材料と導電性メッシュ１４に対応する材料を表面全体に被着させ、そして次に例えばスクリーン印刷により、絶縁性メッシュ８の材料と導電性メッシュ１４の材料により覆われない領域にエッチャントペーストを被着させるというものであるスクリーン印刷エッチング技術を使用することができる。
【０１０９】
やはり別の実施形態として、第１の電極の導電性膜１２は連続でない。
【０１１０】
本発明のもう一つの対象は、光電池を製造するための方法である。
【０１１１】
図２〜９に例示したように、この方法は、基材２を所定の位置に配置し、電気伝導性材料製の導電性膜１２を基材２上に被着させて第１の電極４を形成する第１の工程（図２）を含む。この膜は、基材２の上面２Ａに直接被着させるか、あるいは基材２と第１の電極４との間に膜を挿入する。
【０１１２】
次に、安定化コロイド粒子が溶媒中に分散した液剤をベースとする膜を液剤塗布により被着させ、この膜はマスクを通しての被着によりメッシュを形成するのを可能にするマスク２０を形成するように設計される。
【０１１３】
これは、例えばスピンコーティング、カーテン塗布、浸漬塗布又はスプレーコーティングでよく、例として安定化したアクリルコポリマーベースのコロイド粒子の単純な水中エマルジョンのスピンコーティングでよい。これらは、例えば、特性寸法が８０〜１００ｎｍであるコロイド粒子でよく、例としてＤＳＭ社によりＮｅｏｃｒｙｌ ＸＫ ５２のブランド名で販売されているものでよい。
【０１１４】
例えば国際公開第２００８／１３２３９７号パンフレットを参照することができ、それには好適なマスクの例が記載されている。
【０１１５】
次に、コロイド粒子が混入している膜を、溶媒を蒸散させるよう乾燥させる（図４）。この乾燥は、任意の好適な方法（例えば温風乾燥）を使って行われる。
【０１１６】
この乾燥工程の間に、系は自己組織化して、その具体例を図４ａと４ｂに示したパターンを形成する。ストランドの幅とストランド間の空間とにより特徴づけられる構造を有する安定したマスク２０が、アニールなしに得られる。ストランドのパターンは不規則で且つランダムである。
【０１１７】
次に、本方法は、マスク２０を通して、すなわちマスク２０の割れ目により画定される隙間２２に、絶縁性メッシュ８を被着させる工程（図５）を含む。これらの隙間２２は、例えば、マスク２０の厚さの５０％まで、あるいはそれ未満まで、充填される。
【０１１８】
この被着工程は、例えばマグネトロンスパッタリングにより、例として反応性マグネトロンスパッタリングにより、あるいは蒸着により、行うことができる。
【０１１９】
マスク２０の上に被着した材料の部分はマスクとともに除去され、従って絶縁性メッシュ８の一部を形成しない。
【０１２０】
次に、本方法は、第２の電極６の第１の部分を形成するため、絶縁性メッシュ８と同じように、マスク２０を通して導電性材料製の第２の導電性膜１５を被着させる工程（図６）を含む。
【０１２１】
次に、絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４のメッシュ構造をあらわにするため、マスク２０をリフトオフする（図７）。
【０１２２】
この作業は、弱いファンデルワールス力（アニールの結果として生じるバインダー又は結合がない）の結果としてコロイドが凝集していることによってより容易にされる。この場合、コロイドのマスク２０を水とアセトンとを含有している溶液（コロイド粒子の特性に応じて選定される洗浄液）中に浸漬し、コロイドで被覆された全ての部分をきれいにするようリンスする。この工程は、超音波振動を使ってコロイド粒子のマスクを崩壊させ、そしてメッシュ８、１４がそれに従う相補的部分（材料が充填された隙間２２の網状組織）が現れるのを可能にすることにより加速することができる。
【０１２３】
マスク２０を除去後、一緒になった絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４とにより画定される開口部を少なくとも部分的に充填するように、液剤塗布により光能動媒体１０を被着させる（図８）。これは、例えばスピンコーティングでよい。
【０１２４】
次に、本方法は、第２の電極６の第２の部分を形成するように、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４の上に導電性有機材料製の導電性有機膜１６を被着させる工程を含む。
【０１２５】
次に、電池１を、例えば、それ自体は周知であるように、１以上の熱硬化した酢酸ビニル（ＥＶＡ）膜とともに積層してカプセル封入する。
【０１２６】
本発明のもう一つの対象は、上述のように、直列に接続した複数の光電池１を含む光起電力モジュールと、その製造方法である。
【０１２７】
図１０〜１５は、本発明によるモジュール３０を製造するための方法における様々な工程を例示している。
【０１２８】
最初に、図２〜７に示した工程を、第１の電極４、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４を形成するよう、単一の基材２の上で実施する（図１０参照）。
【０１２９】
例えば、この方法は、
・基材２上に、第１の電極４を形成するよう、電気伝導性材料製の導電性膜１２を被着させる工程、
・第１の膜１２の上にマスク２０を形成する工程、
・絶縁性メッシュ８を形成するよう、マスク２０を通して誘電体製の絶縁性膜１３を被着させる工程、
・導電性メッシュ１４を形成するよう、マスク２０を通して導電性材料製の膜１５を被着させる工程、及び
・マスク２０を除去する工程、
を連続して含む。
【０１３０】
次に、本方法は、モジュール３０を分割して複数の光電池１にするため、事前に被着させた膜１２、１３、１５を、例えばレーザーを使用して基材２の長さに沿った複数の第１の平行線に沿ってアブレーションする第１のアブレーション工程を含む（図１１と１２参照）。
【０１３１】
レーザーは、第１の線に沿って、第１の電極４、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４の種々の層１２、１３、１５を除去するように設定される。これは、例えば、５３２ｎｍで放射する１０６４ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧの倍周波数レーザーでよい。
【０１３２】
次に、絶縁性メッシュ８の開口部８Ａと導電性メッシュ１４の開口部１４Ａとが一緒になって画定される受け入れ用開口部を少なくとも部分的に充填するよう、光能動媒体１０を液剤塗布により被着させる（図１２）。光能動媒体１０は、第１の線に沿っての第１のレーザーアブレーションにより第１の電極４に形成されたスリットを充填する。
【０１３３】
次に、第１の線に隣接した第２の平行な線に沿って、第２のレーザーアブレーションを行う（図１２と１３）。
【０１３４】
レーザーは、第２の線に沿って光能動媒体１０、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４の種々の膜を除去するが、第１の導電性膜１２は除去しないように設定される。これは、例えば、５３２ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧレーザーでよい。
【０１３５】
次に、導電性メッシュ１４とともに第２の電極を形成するように、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４の上に導電性有機膜１６を被着させる。
【０１３６】
導電性有機膜１６は、第２の線に沿っての第２のレーザーアブレーションによって形成されたスリットを充填する。
【０１３７】
次に、本方法は、第１の線と反対側の、第２の線に隣接した第３の平行な線に沿っての第３のレーザーアブレーションを含む。
【０１３８】
レーザーは、第３の線に沿って導電性有機膜１６、光能動媒体１０、そして導電性メッシュ４と絶縁性メッシュ８の種々の膜１３、１５を除去するが、第１の導電性膜１２は除去しないように、第２のレーザーアブレーションと同じように設定される（例えば５３２ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧレーザー）。
【０１３９】
本発明による方法には、様々な光電池１をモジュール３０上で、それらを直列に接続しながら、低いコストで製造するのを可能にするという利点がある。
【０１４０】
こうして製造される光起電力モジュール３０は、直列に接続した複数の光電池を含み、そのモジュールでは光電池ｋの第２の電極が直接隣接した光電池ｋ＋１の第１の電極と電気的に連絡し、光電池ｋ＋１の第２に電極が直接隣接した光電池ｋ＋２の第１の電極と電気的に連絡していて、ｋは１〜Ｎ−２の数であり、Ｎはモジュール中の光電池の数である。
【０１４１】
本発明によるモジュールは、電池１について上で説明したのと同じ利点を有する。
【０１４２】
本発明によるモジュールと電池は更に、ロール・ツー・ロール法を使用する製造に適しており、すなわちそれらをロールに巻取ることができる軟質の基材上で製造することができる。これは、生産速度と物流の容易さの点からみて重要な利点である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電池の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電池は、光にさらされたときに電気を発生する電子部品である。
【０００３】
「第１世代」の電池は、厚さがほぼ百ミクロン程度でありｐ−ｎ接合を作るためにｐ型ドープ領域とｎ型ドープ領域とを有するバルクの半導体ウエハ（一般にシリコンで製作される）が間に挿入された２つの電極からなる。この半導体は、内部に光が吸収されて電子−正孔対を生じさせる、光能動媒体と呼ばれるものを形成する。これらの電子と正孔がそれぞれの電極に向かって移動すると、電極をまたいで電位が発生して、電流源が生み出される。
【０００４】
電池効率と呼ばれる、受け取る太陽エネルギーと発生する電気エネルギーとの比率は、最上の電池の場合で約２５％である。
【０００５】
しかし、シリコンウエハを製造するのに用いられる方法は大変にエネルギー集約的である。更に、シリコンは希少である。従って、シリコンの使用量が少なくそれほどエネルギー集約的でない製造方法を見いだすことが非常に有利なことであった。
【０００６】
「第２世代」の電池は、使用する材料がより少ないという主要な利点を有している。それらは「薄膜」を使用する。薄膜（厚さがミクロン程度）の材料が基材、例えばガラス基材の上に被着される。薄膜を使って、電極と半導体層とが形成される。半導体は、例えば非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、二セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）、あるいはテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）である。
【０００７】
第２世代の電池を製造するのはそれほど費用がかからない。ＣＩＳ電池の場合で１９％に達することがあるそれらの効率は、第１世代の電池のそれより低いが、効率と製造コストとの比率はより良好である。
【０００８】
「第３世代」の電池はこの比率をさらに向上させようとしている。
【０００９】
第３世代の電池の中では、有機光電池と呼ばれるものが特に優れている。これらの電池は、有機の（ポリマー又は「小分子」の）半導体を基礎材料とする光能動媒体を使用する。
【００１０】
これらの電池は、特に２つの利点を有する。光能動媒体は費用のかからない方法を使用する液剤塗布によって被着させることができ、また選ばれる基材は軟質であることができて、それによりロール・ツー・ロール法などの特に経済的な製造技術を用いることを可能にする。
【００１１】
本発明は、より詳しく言えば、
・基材、
・基材上に形成した第１の電極、
・電子ドナーと電子アクセプターとを含む有機光能動媒体、及び、
・導電性メッシュ材料を含む第２の電極、
を含み、第１の電極が基材と第２の電極との間に位置している、有機光電池に関する。
【００１２】
国際公開第２００７／００２３７６号パンフレットには、図２を参照して、連続膜により形成したアノードが上に被着している基材と、アノード上に被着されてそれ自体が続けて光能動媒体により覆われた電子遮断材料の膜と、正孔遮断材料の膜と、メッシュのカソードと、接着膜と、基材とを含む光電池が記載されている。
【００１３】
このような電池を製作するためには、第１の電極と遮断膜が基材上に、例えば第１の製造現場で被着される。第１の電極を設けた基材は、その後、光能動媒体を液剤塗布により被着させ、この光能動媒体の被着後に第２の電極を被着させるため、例えば別の製造現場へ送られる。第２の電極は、光能動媒体を被着させる以前には、一部分でも基材上に被着させることができない。
【００１４】
光能動媒体には、特に液剤塗布による被着が簡単であり使用する材料の量が少ないために、費用がかからないという利点があるが、電池の値段は、特に２つの電極を製作するのに使用される工程のために、依然として比較的高いままである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第２００７／００２３７６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の一つの目的は、エネルギー効率と製造費との比率を良好にするため、製造コストが相対的に低い有機光電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的のために、本発明の一つの対象は、前述のタイプの光電池であって、当該電池は第１の電極の上に形成された絶縁性メッシュを含むこと、絶縁性メッシュの上に導電性メッシュが形成されていて、絶縁性メッシュと導電性メッシュは一緒になって光能動媒体を受け入れるための開口部を画定し、当該開口部は第１の電極、絶縁性メッシュ及び導電性メッシュを基材上に被着後に光能動媒体を受け入れることができることを特徴とする光電池である。
【００１８】
絶縁性メッシュは、第２の電極を第１のものから電気的に絶縁するように第１の電極上に形成される。
【００１９】
このような電池は、絶縁性メッシュのため、及び絶縁性メッシュと導電性メッシュとのこの特別な配置のために、光能動媒体を被着させる以前に第１の電極と少なくとも第２の電極の一部分とを所定の基材上に被着させるのを可能にする。その結果、光能動媒体を被着させる以前の基材の付加価値が高くなる。更に、製造工程が実施するのに容易であり、且つ、電極の製造コストを、例えば第１の電極と導電性メッシュとを同じ被着チャンバーで形成することにより、最適化することができる。
【００２０】
本発明による光電池は更に、光能動媒体を費用のかからない方法を使用して液剤塗布により被着するのを可能にし、そして選ばれる基材は軟質でよく、それによりロール・ツー・ロール法などのような特に経済的な製造技術を用いることを可能にする。
【００２１】
従って、このような電池の製造コストは比較的低い。
【００２２】
本発明の特定の実施形態によれば、電池は、個別に又は任意の技術的に可能な組み合わせで適用される、次の構成要件のうちの１つ以上を含む。その構成要件とは、
・受け入れ用の開口部を第１の電極により又は第１の電極と絶縁性メッシュとの間に挿入した膜によりふさぐこと、
・導電性メッシュを少なくとも１つの電気的に導電性の膜により形成すること、
・導電性メッシュがマスクを介して被着することにより得るのを可能にする形態を有すること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュが同じマスクを介して被着することにより得るのを可能にする形態を有すること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュが不規則且つランダムな開口部のパターンを画定すること、
・導電性メッシュにより画定される受け入れ用開口部が絶縁性メッシュにより画定される受け入れ用開口部に達していること、
・受け入れ用開口部が不連続で間隔を開けていること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュの開口部の平均径が５〜１００μｍ、好ましくは６〜２０μｍであること、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュの開口部の境界となるストランドの平均幅が５００ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは６００ｎｍ〜２μｍであること、
・絶縁性メッシュのストランドが平均高さを有し、絶縁性メッシュの膜が第１の電極と第２の電極との短絡を防ぐのに十分な、絶縁性メッシュのストランドの厚さについての抵抗を得るのに適切な抵抗率を有すること、
・開口部の平均径、ストランドの平均幅、ストランドの平均高さ、及び導電性メッシュの導電性膜の抵抗率を、例えば、導電性メッシュが１〜２０Ω／□、好ましくは５〜１５Ω／□、より好ましくは８〜１０Ω／□のシート抵抗を有するように選ぶこと、
・第２の電極が電気伝導性の有機材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を含み、この導電性有機膜は光能動媒体を覆っていること、
・導電性有機膜が導電性メッシュの開口部を少なくとも部分的に充填していること、
・導電性有機膜が絶縁性メッシュの開口部を少なくとも部分的に充填していること、
・光能動媒体が絶縁性メッシュの開口部を少なくとも部分的に充填していること、
・光能動媒体が導電性メッシュの開口部を部分的にでさえ充填していないこと、
・電池が光能動媒体と導電性メッシュとの間に、第２の電極がカソードの場合には正孔遮断膜を含み、第２の電極がアノードの場合には電子遮断膜を含むこと、
・第２の電極が導電体製の少なくとも１つの導電性膜を含み、導電性メッシュが当該少なくとも１つの導電性膜を含んでいること、
・第１の電極が導電体製の少なくとも１つの導電性膜を含むこと、
・導電性メッシュの導電性膜が例えば、１０-3Ω・ｃｍ以下の、例として１０-5Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有すること、
・導電性メッシュの厚さが例えば１００〜２０００ｎｍであること、
・絶縁性メッシュが誘電体製の絶縁性膜を少なくとも１つ含むこと、
・絶縁性メッシュの絶縁性膜が１０5Ω・ｃｍ以上の、例えば１０7Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有すること、
・第１の電極の前記少なくとも１つの導電性膜が連続であること、
である。
【００２３】
本発明のもう一つの対象は、直列に接続した複数の光電池を含む光起電力モジュールであって、光電池が上述したとおりのものであり、光電池ｋの第２の電極が直接隣接した光電池ｋ＋１の第１の電極と電気的に連絡し、そして光電池ｋ＋１の第２の電極が直接隣接した光電池ｋ＋２の第１の電極と電気的に連絡しており、ｋは１〜Ｎ−２の数、Ｎは当該モジュール中の光電池の数であることを特徴とする光起電力モジュールである。
【００２４】
本発明のもう一つの対象は、次の工程、すなわち、
・第１の電極を形成するよう、基材上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の膜上にマスクを形成する工程、
・絶縁性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜を被着させる工程、
・第２の電極の導電性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜を被着させる工程、
・前記マスクを除去する工程、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュとで画定される開口部を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体を被着させる工程、
を連続して含む光電池を製造するための方法である。
【００２５】
本発明の特定の実施形態によれば、前記方法は、個別に又は任意の技術的に可能な組み合わせで適用される、次の構成要件のうちの１つ以上を含む。その構成要件とは、
・マスクを形成する工程が、
・・溶媒中に分散した安定コロイド粒子の液剤を基礎材料とする膜を被着させる工程、及び、
・・メッシュを被着させるためのマスクを形成する間隙の網状組織が得られるまで、前記膜を乾燥させる工程、
を含むこと、
・コロイド粒子の液剤を浸漬塗布により被着させること、
・当該方法が、第２の電極を前記少なくとも１つの第２の導電性膜で形成するよう、光能動媒体上及び導電性メッシュ上に導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を被着させる工程を含むこと、
である。
【００２６】
本発明のもう一つの対象は、次の工程、すなわち、
・第１の電極を形成するよう、基材上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の導電性膜上にマスクを形成する工程、
・絶縁性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜を被着させる工程、
・第２の電極の導電性メッシュを形成するよう、前記マスクを介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜を被着させる工程、
・前記マスクを除去する工程、
・絶縁性メッシュと導電性メッシュとで画定される開口部を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体を被着させる工程、
を連続して含む光起電力モジュールを製造するための方法である。
【００２７】
本発明の特定の実施形態によれば、前記方法は、個別に又は任意の技術的に可能な組み合わせで適用される、次の構成要件のうちの１つ以上を含む。その構成要件とは、
・当該方法が更に、第２の電極を導電性メッシュで形成するよう、光能動媒体上に、そして任意選択的に導電性メッシュ上に、導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を被着させる工程を含むこと、
・当該方法が更に、
・・前記少なくとも１つの第２の導電性膜を被着後且つ前記光能動媒体の被着前に、モジュールを複数の光電池に分割するため、事前に被着させた膜を基材の長さに沿った複数の第１の平行な線に沿ってレーザーアブレーションし、前記少なくとも１つの第１の導電性膜、前記少なくとも１つの絶縁性膜、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜を、第１の線に沿って除去するようレーザーを設定し、第１のレーザーアブレーションにより第１の線に沿って形成したスリットを光能動媒体で充填する第１のレーザーアブレーション工程、
・・前記光能動媒体を被着後且つ前記少なくとも１つの導電性有機膜の被着前に、第１の線に隣接した第２の平行な線に沿って行う第２のレーザーアブレーション工程であり、光能動媒体、前記少なくとも１つの絶縁性膜、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜を、第２の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜は除去しないようレーザーを設定し、第２のレーザーアブレーションにより第２の線に沿って形成したスリットを前記少なくとも１つの導電性有機膜で充填する第２のレーザーアブレーション工程、及び、
・・前記少なくとも１つの導電性有機膜の被着後、第１の線の反対側の第２の線に隣接した第３の平行な線に沿って行う第３のレーザーアブレーション工程であり、前記少なくとも１つの導電性有機膜、光能動媒体、前記少なくとも１つの第２の導電性膜、及び前記少なくとも１つの絶縁性膜を、第３の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜は除去しないようレーザーを設定する第３のレーザーアブレーション工程、
を含むこと、
である。
【００２８】
本発明は、添付の図面を参照して単に一例として記載する以下の説明を読むことでよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による光電池の部分模式断面図である。
【図２】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図３】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図４】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図４ａ】典型的なマスクの上面図である。
【図４ｂ】典型的なマスクの上面図である。
【図５】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図６】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図７】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図８】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図９】電池製造方法の工程を説明する、図１に類似した図である。
【図１０】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１１】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１２】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１３】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１４】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【図１５】ともに直列に接続した複数の図１に示した光電池を含む光起電力モジュールの製造を説明する部分模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明による光電池１は、有機光電池である。
【００３１】
「有機光電池」という表現は一般に、有機の光能動媒体、すなわち有機半導体から主として構成された光能動媒体を有する光電池を意味するものと理解される。しかし、本発明は、言うまでもなく、以下に記載する有機及び無機の半導体に限定されない。
【００３２】
有機半導体は、単結合と二重結合とが規則正しく交代し、電子が主鎖に沿って非局在化するのを可能にしていることを特徴とし、それらは共役系と称される。有機半導体は、低モル質量の分子、一般に「小分子」と呼ばれるものと、ポリマーとの、２つのカテゴリーに分類することが可能である。「有機半導体」という表現は、ガリウム、シリコンなどを基礎材料とする通常の無機半導体を除いて、全ての有機半導体を意味し、また有機／無機混成半導体も意味するものと理解される。
【００３３】
本発明による有機光電池１は、図１に例示したように、基材２、第１の電極４、第２の電極６、第１の電極４と第２の電極６とを分離する絶縁性メッシュ８、そして第１の電極４及び第２の電極６と電気的に連絡するよう配置された有機光能動媒体１０を含む。
【００３４】
図面は、基材２とその他の膜４、６、８、１０との厚さの違いがかなりあり、例えば約５００倍異なるので、より明確にするため、一定の縮尺にはなっていない。更に、図面は模式的であり、電池のメッシュとモジュールは、言うまでもなくもっと多くのストランドを含む。
【００３５】
基材２は、電池１の様々な構成要素を形成する材料膜を被着するための支持体として働く。基材２の上面２Ａに、被着した種々の膜が上面２Ａの平面に平行な膜を形成する。
【００３６】
第１の電極４は、電気伝導性材料の連続膜１２により形成され、この材料は基材２上に直接被着させるか、あるいは１以上の膜、例えばＳｉ3Ｎ4又はＳｎＺｎＯを挿入して、被着させる。
【００３７】
「膜Ｂ上に形成した（又は被着した）膜Ａ」という表現は、本書全体を通して、膜Ｂ上に直接形成した、従って膜Ｂと接触している膜Ａを意味するか、あるいは膜Ａと膜Ｂとの間に１以上の膜を挿入して膜Ｂ上に形成した膜Ａを意味するものと理解される。
【００３８】
膜１２はその範囲の全体にわたり連続である。
【００３９】
絶縁性メッシュ８は、第１の電極４上に、誘電体製でありメッシュの形をした絶縁性膜１３を被着させることにより得られる。被着は、下記でより詳しく説明するように、マスクを通して行われる。こうして、第１の電極は基材２と絶縁性メッシュ８との間に位置する。
【００４０】
「メッシュ」という用語は、ストランドにより形成された所定材料の配列を意味するものと理解され、ストランドはそれらの間に貫通開口部を画定するとともに互いに接合する。各ストランドはメッシュの任意の他のストランドに、それら２つのストランドがそれぞれ接合する場合には直接接続され、あるいはメッシュの他のストランドを通して接続される。
【００４１】
第２の電極６は、導電性メッシュ１４と、液剤塗布によって被着される、任意選択的である導電性有機膜１６とを含む。
【００４２】
導電性メッシュ１４は、絶縁性メッシュ８の上に、その絶縁性メッシュを形成するのに使用した同じマスクを介して、電気伝導性材料製の膜１５を、あるいは多層積重体を被着させることにより得られる。
【００４３】
絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４は、第１の電極４上に並列して被着される。絶縁性メッシュ８は、第１の電極４と導電性メッシュ１４との間に挟まれる。
【００４４】
導電性メッシュ１４を被着後、そして導電性有機膜１６の被着前に、光能動媒体１０を被着させる。
【００４５】
光能動媒体１０は、導電性メッシュ１４の開口部１４Ａを通してそれを被着させることによって絶縁性メッシュ８の開口部８Ａに配置される。こうして開口部８Ａは、第１の電極４、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４を被着後に、開口部１４Ａとともに、光能動媒体１０を受け入れるための光能動媒体受け入れ用開口部を画定する。
【００４６】
導電性有機膜１６は、光能動媒体１０の上と導電性メッシュ１４の上に被着される。こうして導電性有機膜１６は光能動媒体１０を覆い、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４との間に電気伝導性媒体を供給する。
【００４７】
それらは同じマスクを通して被着されるので、メッシュ８と１４は同一の断面を持ち、すなわちそれらは基材２の上面２Ａの平面に平行な面を通して断面が同一であり、そしてメッシュ８と１４はそれらのそれぞれの開口部８Ａ、１４Ａが相互に向き合い、相互に達するように揃えられる。
【００４８】
メッシュ８と１４はおのおの、受け入れ用開口部を画定するそれぞれの開口部８Ａと１４Ａを多数有する。
【００４９】
受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａは、不連続であり間隔をあけている。それらは第１の電極４によりふさがれ、すなわち第１の電極が開口部の底を画定している。しかし、別の実施形態として、受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａは絶縁性メッシュ８と第１の電極４との間に挿入された連続膜によりふさがれる。
【００５０】
導電性有機膜１６は、第１の電極４の反対側で受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａをふさぐ。別の実施形態として、中間膜を挿入することもできる。光能動媒体と導電性有機膜１６を被着させる前には、受け入れ用開口部８Ａ、１４Ａは盲開口部であるということに注目すべきである。その後それらは、導電性有機膜１６又は中間膜の被着によってふさがれる。
【００５１】
メッシュ８、１４のそれぞれのストランド８Ｂ、１４Ｂは、電池１の厚さ“ｈ”に沿って延在する。こうしてメッシュ８と１４は、厚さ“ｈ”に沿って一緒に連続のメッシュパターンを形成する。
【００５２】
メッシュ８と１４のストランド８Ｂ、１４Ｂによって形成されるパターンは、下記でより詳しく説明するようにマスクがコロイド懸濁液を乾燥させひびを入れさせて作られるので、不規則でランダムである。
【００５３】
開口部８Ａ、１４Ａは、例えば５〜１００μｍ、好ましくは６〜２０μｍの平均径“Ｄ”を有する。ストランド８Ｂと１４Ｂは、例えば５００ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは６００ｎｍ〜２μｍの平均幅“Ｌ”を有する。（本書の全体を通して、範囲はそれらの境界を含むということに注意すべきである）。
【００５４】
開口部の平均径Ｄとストランドの平均幅Ｌとの比は、例えば５〜２０、好ましくは１０〜２０である。
【００５５】
絶縁性メッシュ８は、例えば５０ｎｍ〜２μｍの厚さを有する。
【００５６】
導電性メッシュ１４は、例えば１００ｎｍ〜２μｍの厚さを有する。
【００５７】
開口部８Ａ、１４Ａの平均径Ｄとストランド８Ｂ、１４Ｂの平均幅Ｌ及び高さＨの寸法は、いくつかのパラメーター、すなわち電極６のエネルギー透過率、第２の電極６の抵抗、絶縁性メッシュ８のストランド８Ｂの厚さについての抵抗、及び製造コスト、の折衷の結果である。
【００５８】
開口部の平均径Ｄとストランドの平均幅Ｌとの比を最大にすると、第２の電極６を通り抜けるエネルギーの透過率が最大になる。
【００５９】
しかし、第２の電極６の抵抗はストランドの幅Ｌが減少するにつれて増大する。この場合、この抵抗は、ストランドの断面積を増加させてそれにより抵抗を減少させるように、ストランドの平均高さＨ、すなわち導電性メッシュ１４の厚さを増加させることで低下させてもよい。
【００６０】
とは言え、ストランドの平均高さＨが増加すると、それを被着させるのに要する時間が増加するので、導電性メッシュの製造コストの上昇を招くことがある（使用する製造技術に依存して）。
【００６１】
電極パラメーターを最適化するこの例は、メッシュの様々な幾何学的パラメーター間の必要な妥協を説明するものである。
【００６２】
絶縁性メッシュ８のストランド８Ｂは平均高さＨを有し、絶縁性メッシュ８の膜は、絶縁性メッシュ８のストランド８Ｂの厚さについて、第１の電極４と第２の電極６との短絡を防ぐのに十分な抵抗を得るのに適した抵抗率を有する。
【００６３】
例えば、絶縁性メッシュ８の絶縁膜は１０5Ω・ｃｍ以上の、例えば１０7Ω・ｃｍ以上の、抵抗率を有する。
【００６４】
開口部１４Ａの平均径Ｄ、ストランド１４Ｂの平均幅Ｌ、ストランド１４Ｂの平均高さＨ、及び導電性メッシュ１４の導電性膜１５の抵抗率は、例えば、導電性メッシュ１４が１〜２０Ω／□、好ましくは５〜１５Ω／□、より好ましくは８〜１０Ω／□のシート抵抗を持つように選ばれる。（シート抵抗は、定義により基材２に対して平行に測定されることに注目すべきである）。
【００６５】
例えば、導電性メッシュ１４の導電性膜１５は、１０-3Ω・ｃｍ以下、例えば１０-5Ω・ｃｍ以下の、抵抗率を有する。
【００６６】
説明した例において、光能動媒体１０は絶縁性メッシュ８の開口部８Ａに配置されて、メッシュ８の開口部８Ａを部分的に充填する。
【００６７】
上で説明したように、導電性有機膜１６は、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４との電気的連絡を確実にする。
【００６８】
しかし、別の実施形態として、光能動媒体は絶縁性メッシュ８の開口部８Ａを完全に充填し、そして導電性メッシュ１４の開口部１４Ａを少なくとも部分的に充填する。この場合、光能動媒体が導電性メッシュ１４と接触するので、導電性有機膜１６は任意選択的なものとなる。
【００６９】
一般に、光電池１は、光能動媒体１０が第１の電極４及び第２の電極６と接触するように構成される。
【００７０】
「電気的に連絡」という表現は、必ずしも「接触」を意味せず、例えば正孔及び／又は電子遮断膜が光能動媒体１０と電極４、６との間に挿入されることに注目すべきである。
【００７１】
光能動媒体１０は、ここでは、電子ドナーと電子アクセプターとの混合物を含む単一の光媒体膜で形成される。とは言え、別の実施形態として、それは例えば、一方が電子ドナーであり他方が電子アクセプターである２つの膜であることができよう。
【００７２】
第２の電極６の導電性有機膜１６は、絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４の開口部８Ａ、１４Ａの残りの容積を、少なくとも部分的に充填する。
【００７３】
上で説明したように、こうして導電性膜１６は、光能動媒体１０及び導電性メッシュ１４とを電気的に接続するために配置される。この構成は、電荷の抽出を向上させる効果を有し、そしてそれは特に、第２の電極６を導電性有機膜１６のない別の実施形態と比べより透明にするのを可能にするという利点を有する。
【００７４】
導電性有機膜１６は、例えば、導電性メッシュ１４の開口部を完全に充填し導電性メッシュ１４を覆うのに十分厚い。この場合、それは、電池１の範囲の全体にわたり連続である上面１８を画定する。
【００７５】
次に、本発明による電池１と、膜の特定の特性を作るのに用いられる好ましい材料を、より詳しく説明する。
【００７６】
光が基材２の反対側から説明した電池１に入るようにする。従って第１の電極４は、「反射性」であるように選ばれ、それに対し第２の電極６は「透明」であるように選ばれる。とは言え、特定の用途については、例えば光電池を含み、半透明であることが望まれるグレージングユニットでは、第１の電極４と第２の電極６は両方とも透明であるように選ぶことができよう。
【００７７】
説明した例では、第１の電極４はカソードであり、それに対し第２の電極はアノードである。
【００７８】
この場合、第１の電極４は、第２の電極６より仕事関数が小さい金属で作られる。これは、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｍｇ（マグネシウム）、あるいはＣａ（カルシウム）でよい。
【００７９】
説明した第１の電極４は、単一の膜１２により形成されるが、別の実施形態としては、それは２以上の膜（例えば上述の金属から選ばれた種々の金属の多層）の多層積重体（多層とも呼ばれる）を含む。
【００８０】
第１の電極４は、例えば、０．０１〜１Ω／□のシート抵抗を有する。
【００８１】
第１の電極４の膜は、例えば、マグネトロンスパッタリングで被着される。
【００８２】
絶縁性メッシュ８は、好ましくは、マグネトロンスパッタリングで被着させることのできる誘電体で製作される。これは、例えば、ＳｉＯ2（酸化ケイ素）あるいはＳｉ3Ｎ4（窒化ケイ素）であることができる。
【００８３】
説明した絶縁性メッシュ８は、単一の膜１３を含むが、別の実施形態としては、絶縁性メッシュ８は２以上の膜の多層からなる。
【００８４】
絶縁性メッシュ８の膜１３は、例えば、マグネトロンスパッタリングにより、例として反応性マグネトロンスパッタリングにより、被着される。
【００８５】
導電性メッシュ１４は、例えば、単一の、例えばＩＴＯ（酸化スズインジウム）で製作される、膜からなり、あるいは２以上の膜の多層、例えば銀ベースの多層からなる。
【００８６】
導電性メッシュ１４の厚さは、例えば１００〜２０００ｎｍである。
【００８７】
導電性メッシュ１４の膜は、例えばマグネトロンスパッタリング、例として反応性マグネトロンスパッタリングにより被着される。
【００８８】
導電性有機膜１６は、例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））膜又はＩＴＯナノ粒子のコロイド懸濁液である。導電性膜１６は、例えば、スロットコーティングで被着される。これはまた、高い仕事関数を有し、マグネトロンスパッタリングで被着される、透明な導電性膜（又は多層）、例えばＩＴＯ又はＺｎＯ：Ａｌであることができ、あるいは光能動媒体１０と直接接触する下層として例えばＩＴＯ又はＺｎＯ：Ａｌなどの高仕事関数材料の膜を有するＡｇベースの多層であることができる。
【００８９】
別の実施形態として、電池１は２以上の有機膜１６の多層を含む。
【００９０】
導電性有機膜１６（又は導電性有機膜の多層）は、例えば、１０〜２０００ｎｍの厚さを有する。
【００９１】
有機の光能動媒体１０は、例えば、電子ドナーと電子アクセプターとの混合物の溶液である。これは、例えば、Ｐ３ＨＴ（ポリ（３−ヘキシルチオフェン））とＰＣＢＭ（［６，６］−フェニル−Ｃ61酪酸メチルエステル）の溶液でよい。
【００９２】
有機光能動媒体１０の厚さは、例えば１〜２０００ｎｍ、例として１〜３００ｎｍ、である。
【００９３】
基材２は、例えばガラス、プラスチック又は金属で製作される。それは好ましくは軟質である。それは、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はＰＩ（ポリイミド）から製作される。別の実施形態としては、それは複数の材料の膜を含む。
【００９４】
光電池１が透明であることが所望される用途では、基材２は、例えば、透明でありそして透明な電極４、６と結合されるように選ばれる。
【００９５】
本発明による有機光電池には多数の利点がある。
【００９６】
上で説明したように、光電池１は、有機光能動媒体１０を被着させる以前に第２の電極の全部又は一部を被着させることを可能にする。
【００９７】
こうして、第１の電極４、絶縁性膜８、及び第２の電極６の少なくとも一部を、所定の被着チャンバー内で被着させ、それにより必要な工具の数を減らし製造コストを低下させることができる。
【００９８】
第２の電極６のうちの第２の部分、すなわち導電性有機膜１６（これな任意選択的なものである）は、マグネトロンスパッタリングを必要とせず、これの被着は液剤塗布により行われる、ということに注目すべきである。
【００９９】
導電性有機膜１６だけ、すなわち導電性メッシュなしでは、十分でなく、その導電率は十分高くない、ということにも注目すべきである。
【０１００】
これには、光能動媒体１０が後に被着される基材２の付加価値を増大させるという利点もある。
【０１０１】
第２の電極６の構造も、良好な透明性と良好な伝導性を可能にし、これは少なくとも一部がメッシュである第２の電極６の構造のためであり、絶縁性メッシュ８の開口部に光能動媒体１０が配置されているためである。
【０１０２】
測定されるシート抵抗は現実に９Ω／□未満であり、光源Ｄ６５下での光透過率は８５％より大きい。
【０１０３】
導電性有機膜１６は、第２の電極６と光能動媒体１０との接触面積を増加させる。それは電荷の抽出を向上させる。
【０１０４】
電池１は、もう一つ別の実施形態では、アノード４と光能動媒体１０との間に電子遮断材料の１以上の膜（例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ又はＭｏＯ3を基礎材料とする）を含み、及び／又はカソード６と光能動媒体１０との間に正孔遮断材料の１以上の膜（例えばＴｉＯ2又はＺｎＯを基礎材料とする）を含む。しかし、第２の電極６と光能動媒体との間に遮断膜を挿入することは、光能動媒体１０が導電性メッシュ１４と接触しない場合にだけ予想されることに注目すべきである。
【０１０５】
正孔遮断膜と電子遮断膜とが挿入される場合、光能動媒体１０は第１の電極４及び第２の電極６と直接接触しない。一般には、上で説明したように、電池１を、電子が光能動媒体１０からカソードに向かって流れてそこに入り込むのを可能にするように、そして正孔が光能動媒体１０からアノードに向かって流れてそこに入り込むのを可能にするように、すなわち光能動媒体が第１及び第２の電極と「電気的に連絡」するように、構成することが単純に必要である。
【０１０６】
別の実施形態としては、第１の電極４がアノードであり、第２の電極６がカソードである。この場合、アノードは、例えば透明であり、光が例えば基材側から電池に入るように選ばれる。この実施形態によれば、第１の電極は好ましくは、例えばＩＴＯ又はＺｎＯ：Ａｌなどの、膜又は、最後の膜が高い仕事関数を有するような多層である。電極はまた、Ａｇ（又は任意の他の導電性金属）を基礎材料とし前記高仕事関数の膜で終えていて、Ａｇ膜と高仕事関数膜との間の膜が全て導電性である多層からなることができる。
【０１０７】
この実施形態によると、第２の電極は、例えばＡｌ又はＭｇなどの低仕事関数の金属からなることができる。この場合、光電池は、カソードとして働く金属メッシュの被覆度が光が通過することができるのに十分低いので、半透明となる。
【０１０８】
更に別の実施形態として、メッシュ８と１４の少なくとも一方は、マスクを通しての被着では得られない。例えば、絶縁性メッシュ８に対応する材料と導電性メッシュ１４に対応する材料を表面全体に被着させ、そして次に例えばスクリーン印刷により、絶縁性メッシュ８の材料と導電性メッシュ１４の材料により覆われない領域にエッチャントペーストを被着させるというものであるスクリーン印刷エッチング技術を使用することができる。
【０１０９】
やはり別の実施形態として、第１の電極の導電性膜１２は連続でない。
【０１１０】
本発明のもう一つの対象は、光電池を製造するための方法である。
【０１１１】
図２〜９に例示したように、この方法は、基材２を所定の位置に配置し、電気伝導性材料製の導電性膜１２を基材２上に被着させて第１の電極４を形成する第１の工程（図２）を含む。この膜は、基材２の上面２Ａに直接被着させるか、あるいは基材２と第１の電極４との間に膜を挿入する。
【０１１２】
次に、安定化コロイド粒子が溶媒中に分散した液剤をベースとする膜を液剤塗布により被着させ、この膜はマスクを通しての被着によりメッシュを形成するのを可能にするマスク２０を形成するように設計される。
【０１１３】
これは、例えばスピンコーティング、カーテン塗布、浸漬塗布又はスプレーコーティングでよく、例として安定化したアクリルコポリマーベースのコロイド粒子の単純な水中エマルジョンのスピンコーティングでよい。これらは、例えば、特性寸法が８０〜１００ｎｍであるコロイド粒子でよく、例としてＤＳＭ社によりＮｅｏｃｒｙｌ ＸＫ ５２のブランド名で販売されているものでよい。
【０１１４】
例えば国際公開第２００８／１３２３９７号パンフレットを参照することができ、それには好適なマスクの例が記載されている。
【０１１５】
次に、コロイド粒子が混入している膜を、溶媒を蒸散させるよう乾燥させる（図４）。この乾燥は、任意の好適な方法（例えば温風乾燥）を使って行われる。
【０１１６】
この乾燥工程の間に、系は自己組織化して、その具体例を図４ａと４ｂに示したパターンを形成する。ストランドの幅とストランド間の空間とにより特徴づけられる構造を有する安定したマスク２０が、アニールなしに得られる。ストランドのパターンは不規則で且つランダムである。
【０１１７】
次に、本方法は、マスク２０を通して、すなわちマスク２０の割れ目により画定される隙間２２に、絶縁性メッシュ８を被着させる工程（図５）を含む。これらの隙間２２は、例えば、マスク２０の厚さの５０％まで、あるいはそれ未満まで、充填される。
【０１１８】
この被着工程は、例えばマグネトロンスパッタリングにより、例として反応性マグネトロンスパッタリングにより、あるいは蒸着により、行うことができる。
【０１１９】
マスク２０の上に被着した材料の部分はマスクとともに除去され、従って絶縁性メッシュ８の一部を形成しない。
【０１２０】
次に、本方法は、第２の電極６の第１の部分を形成するため、絶縁性メッシュ８と同じように、マスク２０を通して導電性材料製の第２の導電性膜１５を被着させる工程（図６）を含む。
【０１２１】
次に、絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４のメッシュ構造をあらわにするため、マスク２０をリフトオフする（図７）。
【０１２２】
この作業は、弱いファンデルワールス力（アニールの結果として生じるバインダー又は結合がない）の結果としてコロイドが凝集していることによってより容易にされる。この場合、コロイドのマスク２０を水とアセトンとを含有している溶液（コロイド粒子の特性に応じて選定される洗浄液）中に浸漬し、コロイドで被覆された全ての部分をきれいにするようリンスする。この工程は、超音波振動を使ってコロイド粒子のマスクを崩壊させ、そしてメッシュ８、１４がそれに従う相補的部分（材料が充填された隙間２２の網状組織）が現れるのを可能にすることにより加速することができる。
【０１２３】
マスク２０を除去後、一緒になった絶縁性メッシュ８と導電性メッシュ１４とにより画定される開口部を少なくとも部分的に充填するように、液剤塗布により光能動媒体１０を被着させる（図８）。これは、例えばスピンコーティングでよい。
【０１２４】
次に、本方法は、第２の電極６の第２の部分を形成するように、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４の上に導電性有機材料製の導電性有機膜１６を被着させる工程を含む。
【０１２５】
次に、電池１を、例えば、それ自体は周知であるように、１以上の熱硬化した酢酸ビニル（ＥＶＡ）膜とともに積層してカプセル封入する。
【０１２６】
本発明のもう一つの対象は、上述のように、直列に接続した複数の光電池１を含む光起電力モジュールと、その製造方法である。
【０１２７】
図１０〜１５は、本発明によるモジュール３０を製造するための方法における様々な工程を例示している。
【０１２８】
最初に、図２〜７に示した工程を、第１の電極４、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４を形成するよう、単一の基材２の上で実施する（図１０参照）。
【０１２９】
例えば、この方法は、
・基材２上に、第１の電極４を形成するよう、電気伝導性材料製の導電性膜１２を被着させる工程、
・第１の膜１２の上にマスク２０を形成する工程、
・絶縁性メッシュ８を形成するよう、マスク２０を通して誘電体製の絶縁性膜１３を被着させる工程、
・導電性メッシュ１４を形成するよう、マスク２０を通して導電性材料製の膜１５を被着させる工程、及び
・マスク２０を除去する工程、
を連続して含む。
【０１３０】
次に、本方法は、モジュール３０を分割して複数の光電池１にするため、事前に被着させた膜１２、１３、１５を、例えばレーザーを使用して基材２の長さに沿った複数の第１の平行線に沿ってアブレーションする第１のアブレーション工程を含む（図１１と１２参照）。
【０１３１】
レーザーは、第１の線に沿って、第１の電極４、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４の種々の層１２、１３、１５を除去するように設定される。これは、例えば、５３２ｎｍで放射する１０６４ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧの倍周波数レーザーでよい。
【０１３２】
次に、絶縁性メッシュ８の開口部８Ａと導電性メッシュ１４の開口部１４Ａとが一緒になって画定される受け入れ用開口部を少なくとも部分的に充填するよう、光能動媒体１０を液剤塗布により被着させる（図１２）。光能動媒体１０は、第１の線に沿っての第１のレーザーアブレーションにより第１の電極４に形成されたスリットを充填する。
【０１３３】
次に、第１の線に隣接した第２の平行な線に沿って、第２のレーザーアブレーションを行う（図１２と１３）。
【０１３４】
レーザーは、第２の線に沿って光能動媒体１０、絶縁性メッシュ８及び導電性メッシュ１４の種々の膜を除去するが、第１の導電性膜１２は除去しないように設定される。これは、例えば、５３２ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧレーザーでよい。
【０１３５】
次に、導電性メッシュ１４とともに第２の電極を形成するように、光能動媒体１０と導電性メッシュ１４の上に導電性有機膜１６を被着させる。
【０１３６】
導電性有機膜１６は、第２の線に沿っての第２のレーザーアブレーションによって形成されたスリットを充填する。
【０１３７】
次に、本方法は、第１の線と反対側の、第２の線に隣接した第３の平行な線に沿っての第３のレーザーアブレーションを含む。
【０１３８】
レーザーは、第３の線に沿って導電性有機膜１６、光能動媒体１０、そして導電性メッシュ４と絶縁性メッシュ８の種々の膜１３、１５を除去するが、第１の導電性膜１２は除去しないように、第２のレーザーアブレーションと同じように設定される（例えば５３２ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧレーザー）。
【０１３９】
本発明による方法には、様々な光電池１をモジュール３０上で、それらを直列に接続しながら、低いコストで製造するのを可能にするという利点がある。
【０１４０】
こうして製造される光起電力モジュール３０は、直列に接続した複数の光電池を含み、そのモジュールでは光電池ｋの第２の電極が直接隣接した光電池ｋ＋１の第１の電極と電気的に連絡し、光電池ｋ＋１の第２に電極が直接隣接した光電池ｋ＋２の第１の電極と電気的に連絡していて、ｋは１〜Ｎ−２の数であり、Ｎはモジュール中の光電池の数である。
【０１４１】
本発明によるモジュールは、電池１について上で説明したのと同じ利点を有する。
【０１４２】
本発明によるモジュールと電池は更に、ロール・ツー・ロール法を使用する製造に適しており、すなわちそれらをロールに巻取ることができる軟質の基材上で製造することができる。これは、生産速度と物流の容易さの点からみて重要な利点である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・基材（２）、
・前記基材（２）上に形成した第１の電極（４）、
・電子ドナーと電子アクセプターとを含む有機光能動媒体（１０）、及び、
・導電性メッシュ（１４）を含む第２の電極（６）、
を含み、前記第１の電極（４）が前記基材（２）と前記第２の電極（６）との間に位置している有機光電池（１）であって、当該電池（１）は前記第１の電極（４）の上に形成された絶縁性メッシュ（８）を含むこと、この絶縁性メッシュ（８）の上に前記導電性メッシュ（１４）が形成されていて、前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）は一緒になって前記光能動媒体（１０）を受け入れるための開口部（８Ａ、１４Ａ）を画定し、当該開口部は前記第１の電極（４）、前記絶縁性メッシュ（８）及び前記導電性メッシュ（１４）を前記基材（２）上に被着後に前記光能動媒体（１０）を受け入れることができることを特徴とする有機光電池（１）。
【請求項２】
前記受け入れのための開口部（８Ａ、１４Ａ）が、前記第１の電極（４）により、又は前記第１の電極（４）と前記絶縁性メッシュ（８）との間に挿入された膜により、閉じられている、請求項１記載の光電池（１）。
【請求項３】
前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とが、それらを同じマスク（２０）を介しての被着により得るのを可能にする形態を有する、請求項１又は２記載の光電池（１）。
【請求項４】
前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とが、不規則でランダムな開口部（８Ａ、１４Ａ）のパターンを画定している、請求項１〜３のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項５】
前記絶縁性メッシュ（８）及び前記導電性メッシュ（１４）の開口部（８Ａ、１４Ａ）が５〜１００μｍ、好ましくは６〜２０μｍの平均径を有する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項６】
前記絶縁性メッシュ（８）及び前記導電性メッシュ（１４）の開口部（８Ａ、１４Ａ）を画定しているストランド（８Ｂ、１４Ｂ）が５００ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは６００ｎｍ〜２μｍの平均幅を有する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項７】
前記第２の電極（６）が電気伝導性有機材料製の少なくとも１つの導電性有機膜（１６）を含み、当該導電性有機膜（１６）が前記光能動媒体（１０）を覆っている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項８】
前記導電性有機膜（１６）が前記導電性メッシュ（１４）の前記開口部（１４Ａ）を少なくとも部分的に充填している、請求項７記載の光電池（１）。
【請求項９】
前記導電性有機膜（１６）が前記絶縁性メッシュ（８）の前記開口部（８Ａ）を少なくとも部分的に充填している、請求項８記載の光電池（１）。
【請求項１０】
前記光能動媒体（１０）が前記絶縁性メッシュ（８）の前記開口部（８Ａ）を少なくとも部分的に充填している、請求項１〜９のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項１１】
前記光能動媒体（１０）が前記導電性メッシュ（１４）の前記開口部（１４Ａ）を部分的にも充填していない、請求項１０記載の光電池（１）。
【請求項１２】
前記光能動媒体（１０）と前記導電性メッシュ（１４）との間に、前記第２の電極（６）がカソードである場合は正孔遮断膜を含み、あるいは前記第２の電極（６）がアノードである場合は電子遮断膜を含む、請求項１１記載の光電池（１）。
【請求項１３】
直列に接続した複数の光電池（１）を含む光起電力モジュール（３０）であって、前記光電池（１）が請求項１〜１２のいずれか１つに記載したとおりのものであり、光電池ｋの第２の電極（６）が直接隣接した光電池ｋ＋１の第１の電極（４）と電気的に連絡し、そして光電池ｋ＋１の第２の電極（６）が直接隣接した光電池ｋ＋２の第１の電極（４）と電気的に連絡しており、ｋは１〜Ｎ−２の数、Ｎは当該モジュール（３０）中の光電池の数であることを特徴とする光起電力モジュール（３０）。
【請求項１４】
次の工程、すなわち、
・第１の電極（４）を形成するよう、基材（２）上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の膜（１２）上にマスク（２０）を形成する工程、
・絶縁性メッシュ（８）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜（１３）を被着させる工程、
・第２の電極（６）の導電性メッシュ（１４）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を被着させる工程、
・前記マスク（２０）を除去する工程、及び、
・前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とで画定される開口部（８Ａ、１４Ａ）を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体（１０）を被着させる工程、
を連続して含む、光電池（１）の製造方法。
【請求項１５】
前記マスク（２０）を形成する工程が、
・安定コロイド粒子が溶媒中に分散した液剤を基礎材料とする膜を被着させる工程、及び、
・メッシュを被着させるためのマスク（２０）を形成する間隙（２２）の網状組織が得られるまで、前記膜を乾燥させる工程、
を含む、請求項１４記載の製造方法。
【請求項１６】
前記コロイド粒子の液剤を浸漬塗布により被着させる、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の電極を前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）で形成するよう、前記光能動媒体（１０）上及び前記導電性メッシュ（１４）上に導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜（１６）を被着させる工程を含む、請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１８】
次の工程、すなわち、
・第１の電極（４）を形成するよう、基材（２）上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）上にマスク（２０）を形成する工程、
・絶縁性メッシュ（８）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜（１３）を被着させる工程、
・第２の電極（６）の導電性メッシュ（１４）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を被着させる工程、
・前記マスク（２０）を除去する工程、及び、
・前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とで画定される開口部（８Ａ、１４Ａ）を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体（１０）を被着させる工程、
を連続して含む、光起電力モジュール（３０）の製造方法。
【請求項１９】
前記第２の電極（６）を前記導電性メッシュ（１４）で形成するよう、前記光能動媒体（１０）上に、そして任意選択的に前記導電性メッシュ（１４）上に、導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を被着させる工程を更に含む、請求項１８記載の製造方法。
【請求項２０】
・前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を被着後且つ前記光能動媒体（１０）の被着前に、前記モジュール（３０）を複数の光電池（１）に分割するため、事前に被着させた膜（１２、１３、１５）を前記基材（２）の長さに沿った複数の第１の平行な線に沿ってレーザーアブレーションし、前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）、前記少なくとも１つの絶縁性膜（１３）、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を、前記第１の線に沿って除去するようレーザーを設定し、前記第１の線に沿っての第１のレーザーアブレーションにより形成したスリットを前記光能動媒体（１０）で充填する第１のレーザーアブレーション工程、
・前記光能動媒体（１０）を被着後且つ前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）の被着前に、前記第１の線に隣接した第２の平行な線に沿って行う第２のレーザーアブレーション工程であり、前記光能動媒体（１０）、前記少なくとも１つの絶縁性膜（１３）、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を、前記第２の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）は除去しないようレーザーを設定し、前記第２の線に沿っての第２のレーザーアブレーションにより形成したスリットを前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）で充填する第２のレーザーアブレーション工程、及び、
・前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）の被着後、前記第１の線の反対側の前記第２の線に隣接した第３の平行な線に沿って行う第３のレーザーアブレーション工程であり、前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）、前記光能動媒体（１０）、前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）、及び前記少なくとも１つの絶縁性膜（１３）を、前記第３の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）は除去しないようレーザーを設定する第３のレーザーアブレーション工程、
を含む、請求項１９記載の製造方法。
【請求項１】
・基材（２）、
・前記基材（２）上に形成した第１の電極（４）、
・電子ドナーと電子アクセプターとを含む有機光能動媒体（１０）、及び、
・導電性メッシュ（１４）を含む第２の電極（６）、
を含み、前記第１の電極（４）が前記基材（２）と前記第２の電極（６）との間に位置している有機光電池（１）であって、当該電池（１）は前記第１の電極（４）の上に形成された絶縁性メッシュ（８）を含むこと、この絶縁性メッシュ（８）の上に前記導電性メッシュ（１４）が形成されていて、前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）は一緒になって前記光能動媒体（１０）を受け入れるための開口部（８Ａ、１４Ａ）を画定し、当該開口部は前記第１の電極（４）、前記絶縁性メッシュ（８）及び前記導電性メッシュ（１４）を前記基材（２）上に被着後に前記光能動媒体（１０）を受け入れることができることを特徴とする有機光電池（１）。
【請求項２】
前記受け入れのための開口部（８Ａ、１４Ａ）が、前記第１の電極（４）により、又は前記第１の電極（４）と前記絶縁性メッシュ（８）との間に挿入された膜により、閉じられている、請求項１記載の光電池（１）。
【請求項３】
前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とが、それらを同じマスク（２０）を介しての被着により得るのを可能にする形態を有する、請求項１又は２記載の光電池（１）。
【請求項４】
前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とが、不規則でランダムな開口部（８Ａ、１４Ａ）のパターンを画定している、請求項１〜３のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項５】
前記絶縁性メッシュ（８）及び前記導電性メッシュ（１４）の開口部（８Ａ、１４Ａ）が５〜１００μｍ、好ましくは６〜２０μｍの平均径を有する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項６】
前記絶縁性メッシュ（８）及び前記導電性メッシュ（１４）の開口部（８Ａ、１４Ａ）を画定しているストランド（８Ｂ、１４Ｂ）が５００ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは６００ｎｍ〜２μｍの平均幅を有する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項７】
前記第２の電極（６）が電気伝導性有機材料製の少なくとも１つの導電性有機膜（１６）を含み、当該導電性有機膜（１６）が前記光能動媒体（１０）を覆っている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項８】
前記導電性有機膜（１６）が前記導電性メッシュ（１４）の前記開口部（１４Ａ）を少なくとも部分的に充填している、請求項７記載の光電池（１）。
【請求項９】
前記導電性有機膜（１６）が前記絶縁性メッシュ（８）の前記開口部（８Ａ）を少なくとも部分的に充填している、請求項８記載の光電池（１）。
【請求項１０】
前記光能動媒体（１０）が前記絶縁性メッシュ（８）の前記開口部（８Ａ）を少なくとも部分的に充填している、請求項１〜９のいずれか１つに記載の光電池（１）。
【請求項１１】
前記光能動媒体（１０）が前記導電性メッシュ（１４）の前記開口部（１４Ａ）を部分的にも充填していない、請求項１０記載の光電池（１）。
【請求項１２】
前記光能動媒体（１０）と前記導電性メッシュ（１４）との間に、前記第２の電極（６）がカソードである場合は正孔遮断膜を含み、あるいは前記第２の電極（６）がアノードである場合は電子遮断膜を含む、請求項１１記載の光電池（１）。
【請求項１３】
直列に接続した複数の光電池（１）を含む光起電力モジュール（３０）であって、前記光電池（１）が請求項１〜１２のいずれか１つに記載したとおりのものであり、光電池ｋの第２の電極（６）が直接隣接した光電池ｋ＋１の第１の電極（４）と電気的に連絡し、そして光電池ｋ＋１の第２の電極（６）が直接隣接した光電池ｋ＋２の第１の電極（４）と電気的に連絡しており、ｋは１〜Ｎ−２の数、Ｎは当該モジュール（３０）中の光電池の数であることを特徴とする光起電力モジュール（３０）。
【請求項１４】
次の工程、すなわち、
・第１の電極（４）を形成するよう、基材（２）上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の膜（１２）上にマスク（２０）を形成する工程、
・絶縁性メッシュ（８）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜（１３）を被着させる工程、
・第２の電極（６）の導電性メッシュ（１４）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を被着させる工程、
・前記マスク（２０）を除去する工程、及び、
・前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とで画定される開口部（８Ａ、１４Ａ）を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体（１０）を被着させる工程、
を連続して含む、光電池（１）の製造方法。
【請求項１５】
前記マスク（２０）を形成する工程が、
・安定コロイド粒子が溶媒中に分散した液剤を基礎材料とする膜を被着させる工程、及び、
・メッシュを被着させるためのマスク（２０）を形成する間隙（２２）の網状組織が得られるまで、前記膜を乾燥させる工程、
を含む、請求項１４記載の製造方法。
【請求項１６】
前記コロイド粒子の液剤を浸漬塗布により被着させる、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の電極を前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）で形成するよう、前記光能動媒体（１０）上及び前記導電性メッシュ（１４）上に導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜（１６）を被着させる工程を含む、請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１８】
次の工程、すなわち、
・第１の電極（４）を形成するよう、基材（２）上に電気伝導性材料製の少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）を被着させる工程、
・前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）上にマスク（２０）を形成する工程、
・絶縁性メッシュ（８）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して誘電体製の少なくとも１つの絶縁性膜（１３）を被着させる工程、
・第２の電極（６）の導電性メッシュ（１４）を形成するよう、前記マスク（２０）を介して導電性材料製の少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を被着させる工程、
・前記マスク（２０）を除去する工程、及び、
・前記絶縁性メッシュ（８）と前記導電性メッシュ（１４）とで画定される開口部（８Ａ、１４Ａ）を少なくとも部分的に充填するよう、液剤塗布により光能動媒体（１０）を被着させる工程、
を連続して含む、光起電力モジュール（３０）の製造方法。
【請求項１９】
前記第２の電極（６）を前記導電性メッシュ（１４）で形成するよう、前記光能動媒体（１０）上に、そして任意選択的に前記導電性メッシュ（１４）上に、導電性材料製の少なくとも１つの導電性有機膜を被着させる工程を更に含む、請求項１８記載の製造方法。
【請求項２０】
・前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を被着後且つ前記光能動媒体（１０）の被着前に、前記モジュール（３０）を複数の光電池（１）に分割するため、事前に被着させた膜（１２、１３、１５）を前記基材（２）の長さに沿った複数の第１の平行な線に沿ってレーザーアブレーションし、前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）、前記少なくとも１つの絶縁性膜（１３）、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を、前記第１の線に沿って除去するようレーザーを設定し、前記第１の線に沿っての第１のレーザーアブレーションにより形成したスリットを前記光能動媒体（１０）で充填する第１のレーザーアブレーション工程、
・前記光能動媒体（１０）を被着後且つ前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）の被着前に、前記第１の線に隣接した第２の平行な線に沿って行う第２のレーザーアブレーション工程であり、前記光能動媒体（１０）、前記少なくとも１つの絶縁性膜（１３）、及び前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）を、前記第２の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）は除去しないようレーザーを設定し、前記第２の線に沿っての第２のレーザーアブレーションにより形成したスリットを前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）で充填する第２のレーザーアブレーション工程、及び、
・前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）の被着後、前記第１の線の反対側の前記第２の線に隣接した第３の平行な線に沿って行う第３のレーザーアブレーション工程であり、前記少なくとも１つの導電性有機膜（１６）、前記光能動媒体（１０）、前記少なくとも１つの第２の導電性膜（１５）、及び前記少なくとも１つの絶縁性膜（１３）を、前記第３の線に沿って除去するが、前記少なくとも１つの第１の導電性膜（１２）は除去しないようレーザーを設定する第３のレーザーアブレーション工程、
を含む、請求項１９記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４ｂｉｓ】
【図４ｔｅｒ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４ｂｉｓ】
【図４ｔｅｒ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２０１３−５１６７５６（Ｐ２０１３−５１６７５６Ａ）
【公表日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４６４８９（Ｐ２０１２−５４６４８９）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５２８７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８０４７０
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（５００３７４１４６）サン−ゴバン グラス フランス (388)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５２８７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８０４７０
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（５００３７４１４６）サン−ゴバン グラス フランス (388)
【Ｆターム（参考）】
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