專利名稱：光電轉(zhuǎn)換元件模塊和建筑結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換元件模塊和建筑結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及在殼體中容納一個或多個光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件模塊、以及使用光電轉(zhuǎn)換元件模塊的建筑結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
過去已知的太陽能電池的類型有晶體太陽能電池、非晶太陽能電池、化合物半導(dǎo)體太陽能電池、薄膜多晶體太陽能電池以及有機太陽能電池。近年來，關(guān)注具有低制造成本的染料敏化太陽能電池，該染料敏化太陽能電池作為上述類型的太陽能電池的可能替代物。該電池具有光電轉(zhuǎn)換活性物質(zhì)層，其中半導(dǎo)體顆粒保持適合于吸收可見光的染料。太陽能電池可以使用由大量連接在一起的電池元件組成的電池元件模塊，以用于更大的發(fā)電面積。作為這樣的電池元件模塊，例如，已知具有兩片平板玻璃的電池元件模 塊。密封劑片設(shè)置在每片平板玻璃的表面上。這些平板玻璃片的各自具有密封劑片的一側(cè)布置成彼此相對。將電池元件防止在兩個密封劑片之間，使電池元件層疊(例如，參見日本專利早期公開No. 2007-294869)。已知還有具有樹脂襯底或樹脂膜片的電池元件模塊，樹脂襯底或樹脂膜片代替兩片平板玻璃中的任一者或兩者。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在具有層疊結(jié)構(gòu)的電池元件中，施加在電池元件模塊上的外力經(jīng)過密封劑傳播到電池元件，因此導(dǎo)致外力也被施加到電池元件上。與晶體太陽能電池不同，染料敏化太陽能電池通常是內(nèi)部密封有電解溶液的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，施加在電池元件模塊上的外力灰損壞電池元件模塊中的染料敏化太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)。考慮到以上所述，期望提供損壞染料敏化太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的可能性最小的光電轉(zhuǎn)換元件模塊和建筑結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其包括第一基體材料、第二基體材料、光電轉(zhuǎn)換元件、固定層和覆蓋部分。光電轉(zhuǎn)換元件具有光入射側(cè)和密封部分，并設(shè)置在第一基體材料和第二基體材料之間。固定層對光入射側(cè)的主面和與光入射側(cè)相反一側(cè)的主面當(dāng)中的一者、以及第一基體材料的主面和第二基體材料的主面當(dāng)中與上述主面當(dāng)中的一者相對的一者進行固定。覆蓋部分覆蓋密封部分。覆蓋部分的楊氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。在本發(fā)明中，光電轉(zhuǎn)換元件模塊適合用于建筑結(jié)構(gòu)中。此外，例如，光電轉(zhuǎn)換元件模塊適合用于具有光收集部分的建筑結(jié)構(gòu)中。此外，光電轉(zhuǎn)換元件模塊適合用作諸如窗戶材料(例如，窗戶玻璃)和幕墻的構(gòu)造件。作為窗戶材料，優(yōu)選的是環(huán)境友好的玻璃(例如，多層玻璃、夾層玻璃、低E (低輻射)玻璃、低E多層玻璃)。如果將光電轉(zhuǎn)換元件模塊應(yīng)用于這種環(huán)境友好的玻璃，第一基體材料應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是第一玻璃板，第二基體材料應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是第二玻璃板。光電轉(zhuǎn)換元件模塊可以包括位于第一基體材料的周邊部分和第二基體材料的周邊部分之間的密封劑。
在本發(fā)明中，光電轉(zhuǎn)換元件應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有光入射的入射側(cè)、與入射側(cè)相對的主面、和設(shè)置在入射側(cè)的周邊部分和主面的周邊部分之間的側(cè)面、以及密封部分，密封部分設(shè)置在入射側(cè)的周邊部分上、主面的周邊部分上或側(cè)面的周邊部分上。在本發(fā)明中，組成光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)的透明材料和相反的基體材料中的僅一者應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地被固定到殼體的內(nèi)側(cè)。其原因在于施加在光電轉(zhuǎn)換元件模塊上的外力不直接經(jīng)過固定層的介質(zhì)傳播到透明材料和相反的基體材料兩者，因此抑制光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)的開裂。在本發(fā)明中，光電轉(zhuǎn)換元件的密封部分覆蓋有覆蓋部分，因此增強密封部分。此夕卜，可以防止水分從密封部分進入到 光電轉(zhuǎn)換元件中。此外，覆蓋部分由軟質(zhì)材料制成。結(jié)果，覆蓋部分用作緩沖材料，因此即使在外力可以施加在光電轉(zhuǎn)換元件模塊上、或者會產(chǎn)生由水分吸收或熱膨脹引起的應(yīng)力的情況下，也可以防止光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)的開裂。如上所述，本發(fā)明提供損壞染料敏化太陽能電池的密封結(jié)構(gòu)的可能性最小的光電轉(zhuǎn)換元件模塊和建筑結(jié)構(gòu)。


圖IA是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造示例的俯視圖，圖IB是沿著圖IA的線I-I的橫截面圖，圖IC是以放大方式示出光電轉(zhuǎn)換元件的橫截面圖；圖2A是示出光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造示例的橫截面圖，圖2B是示出光電轉(zhuǎn)換元件的密封部分和覆蓋部分的表面之間的位置關(guān)系的示例的橫截面示圖；圖3A至圖3C是示出光電轉(zhuǎn)換元件的密封部分和覆蓋部分的表面之間的位置關(guān)系的構(gòu)造示例的橫截面圖；圖4A至圖4D是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的制造步驟的示例的過程圖；圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第一修改示例的橫截面示圖，圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第二修改示例的橫截面圖；圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第三修改示例的俯視圖，圖6B是沿著圖6A中的線VI-VI的橫截面圖；圖6C是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第四修改示例的橫截面圖；圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造示例的俯視圖，圖7B是沿著圖7A的線VII-VII的橫截面圖，圖7C是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第一修改示例的橫截面示圖；圖8A是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第二修改示例的俯視圖，圖8B是沿著圖8A的線VIII-VIII的橫截面圖；圖9A是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造示例的橫截面圖，圖9B是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第一修改示例的橫截面示圖；圖IOA至圖IOC是示出根據(jù)本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)的示例的示圖；并且
圖IlA是示出使用固定層僅將光電轉(zhuǎn)換元件的相反的基體材料固定到殼體的內(nèi)側(cè)的構(gòu)造示例的橫截面圖，圖IlB是示出使用固定層僅將光電轉(zhuǎn)換元件的透明基體材料固定到殼體的內(nèi)側(cè)的構(gòu)造示例的橫截面圖。
具體實施例方式下面將以下列順序描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例I.第一實施例(光電轉(zhuǎn)換元件的后側(cè)與固定層固定的示例)2.第二實施例(光電轉(zhuǎn)換元件的入射側(cè)與固定層固定的示例)3.第三實施例(光電轉(zhuǎn)換元件由覆蓋部分支撐的示例)4.第四實施例(包括光電轉(zhuǎn)換元件模塊的建筑結(jié)構(gòu)的示例)
〈I.第一實施例>[光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造]圖IA是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造示例的俯視圖。圖IB是沿著圖IA的線I-I的橫截面圖。圖IC是以放大方式示出圖IB中的光電轉(zhuǎn)換元件的橫截面圖。如圖IA和圖IB所示，根據(jù)第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊I包括至少一個光電轉(zhuǎn)換元件101、第一基體材料13、第二基體材料15、覆蓋部分5和固定層7。光電轉(zhuǎn)換元件101具有光入射側(cè)和密封部分。第一基體材料13和第二基體材料15組成適合于容納光電轉(zhuǎn)換元件101的容納空間IS。覆蓋部分5覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分。固定層7固定光電轉(zhuǎn)換元件101在殼體3中的位置。如果存在兩個或更多個光電轉(zhuǎn)換元件101，則這些光電轉(zhuǎn)換元件101電連接在一起。在本發(fā)明中，覆蓋部分5的楊氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。該光電轉(zhuǎn)換元件模塊I是所謂的染料敏化光電轉(zhuǎn)換元件模塊，光電轉(zhuǎn)換元件模塊I將入射光L(例如太陽光)轉(zhuǎn)換成電能并作為電源將該能量供應(yīng)至外部設(shè)備。光電轉(zhuǎn)換元件模塊I具有兩側(cè)，即，入射側(cè)Al和后側(cè)A2，入射光L(例如太陽光)入射在入射側(cè)Al上,后側(cè)A2與入射側(cè)Al相反。如圖IB和IC所示，光電轉(zhuǎn)換元件101具有入射側(cè)al、后側(cè)a2、以及側(cè)面a3。入射光L(例如太陽光)入射在入射側(cè)al上。后側(cè)a2與入射側(cè)al相反。側(cè)面a3設(shè)置在入射側(cè)al和后側(cè)a2之間。多個光電轉(zhuǎn)換元件101通過多個接線(連接構(gòu)件)109以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式電連接在一起，因此將由多個光電轉(zhuǎn)換元件101中每一者產(chǎn)生的電力經(jīng)由多個接線109提供至光電轉(zhuǎn)換元件模塊I以到達外部設(shè)備。盡管在圖IA和IB中示出在之后將描述的殼體3中容納四個光電轉(zhuǎn)換元件101的示例,但是光電轉(zhuǎn)換元件101的數(shù)量不限于此示例。殼體3具有適合于容納光電轉(zhuǎn)換元件101的容納空間IS。通過第一內(nèi)側(cè)SI和第二內(nèi)側(cè)S2形成容納空間IS。第一內(nèi)側(cè)SI與光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al相對。第二內(nèi)側(cè)S2與光電轉(zhuǎn)換兀件101的后側(cè)a2相對。例如，固定層7位于殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2和光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2之間，通過固定層7將光電轉(zhuǎn)換元件101固定到殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖IB示出固定層7設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2的整個表面上的示例，但是固定層7可以設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2的表面的至少一部分上。光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分IOle覆蓋有覆蓋部分5。S卩，在圖IB所示的構(gòu)造示例中，多個光電轉(zhuǎn)換元件101、固定層7以及覆蓋部分5布置在容納空間IS中。例如，覆蓋部分5形成為具有從光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2至少延伸到光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al的高度，因此覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分101e。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖IB示出具有給定寬度的空心層10形成于覆蓋部分5和容納空間IS的第一內(nèi)側(cè)SI之間的示例，但是光電轉(zhuǎn)換元件101的構(gòu)造不限于此示例。當(dāng)然，覆蓋部分5可以形成為填充從光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2延伸到容納空間IS的第一內(nèi)側(cè)SI的空間。可替換地，光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al可以保持對殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI敞開。(光電轉(zhuǎn)換元件)圖2A是示出光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造示例的橫截面圖。光電轉(zhuǎn)換元件101是所謂的染料敏化光電轉(zhuǎn)換元件，其如圖2A所示包括透明基體材料23、透明電極24、相反的基體材料25、相反電極26、密封劑27、多孔半導(dǎo)體層28、以及電解質(zhì)層29。這里，透明電極24、多孔半導(dǎo)體層28、電解質(zhì)層29和相反電極26形成發(fā)電元件部分。該發(fā)電元件部分設(shè)置在透明基體材料23和相反的基體材料25之間。當(dāng)然，透明電極24、多孔半導(dǎo)體層28和相反電極26可以經(jīng)圖案化，以使得單一光電轉(zhuǎn)換元件101具有彼此電連接的多個發(fā)電元件部分。本發(fā)明中的術(shù)語“光電轉(zhuǎn)換元件”包括具有彼此電連接的多個發(fā)電元件部分的光電轉(zhuǎn)換元件。另一方面，術(shù)語“模塊”指的是具有彼此電連接的多個光電轉(zhuǎn)換元件的模塊。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖2A示出所謂的相對的電池結(jié)構(gòu)作為示例，但是單體或Z形電池結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件。相反的基體材料25設(shè)置成與透明基體材料23相對。該基體材料23具有與相反的基體材料25相對的主面。透明電極24形成于該主面上，多孔半導(dǎo)體層28形成于透明電極24的表面上。相反的基體材料25具有與透明基體材料23相對的主面。相反電極26形成于該主面上。電解質(zhì)層29位于布置成彼此相對的多孔半導(dǎo)體層28和相反電極26之間。密封劑27設(shè)置在透明基體材料23和相反的基體材料25的相對側(cè)的周邊部分上。多孔半導(dǎo)體層28和相反電極26之間的間隙應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為O至100 μ m,更優(yōu)選為I至40 μ m。電解質(zhì)層29被密封在由三個組件圍成的空間中，這三個組件首先是透明基體材料23、其次是相反的基體材料25、第三是密封劑27，在透明基體材料23上形成透明電極24和多孔半導(dǎo)體層28，在相反的基體材料25上形成相反電極26。
[透明基體材料]可以用作透明基體材料23的材料不具體限定，只要該材料是透明的，可以使用各種基體材料作為透明基體材料23。例如，可以使用透明無機或塑料基體材料。在所有這些材料當(dāng)中，考慮到可適用性和輕量性，透明塑料材料是優(yōu)選的。對于基體材料的形狀，可以使用透明的膜、片、襯底等。優(yōu)選的是，不僅具有隔離外部水分和空氣的優(yōu)異能力、并且還具有優(yōu)異的耐溶劑性、耐候性和其他特性的材料，否則外部水分和空氣將進入到光電轉(zhuǎn)換元件101中。具有這些特性的無機基體材料有石英、藍寶石和玻璃。具有這些特性的塑料基體材料有眾所周知的聚合物材料。更具體地，眾所周知的聚合物材料有三乙酰纖維素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PA)、酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙?；w維素、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、聚氨酯樹脂、密胺樹脂以及環(huán)烯烴聚合物(COP)。在所有這些無機和塑料基體材料當(dāng)中，在可見光區(qū)中具有高透光度的材料是特別優(yōu)選的。但是，可以用作透明基體材料23的材料不限于此。
[透明電極]透明電極24應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地提供在太陽光的可見光區(qū)至近紅外區(qū)的低光吸收性。透明導(dǎo)電材料可以用作透明電極24。例如，具有優(yōu)異導(dǎo)電性的金屬氧化物或碳優(yōu)選地用作透明導(dǎo)電材料。例如，從由例如銦錫復(fù)合氧化物(ITO)、摻氟SnO2(FTO)、摻銻SnO2(ATO)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅復(fù)合氧化物(IZO)、鋁鋅復(fù)合氧化物(AZO)、和鎵鋅復(fù)合氧化物(GZO)組成的群組中選出的一個或多個可以用作金屬氧化物。還可以將意欲促進彎曲、提供改進的電子傳輸或者防止使電子反向的過程的層設(shè)置在透明電極24和多孔半導(dǎo)體層28之間。
[相反的基體材料]可以用作相反的基體材料25的材料不具體限定為透明的。相反，也可以使用不透明材料。例如，可以使用包括透明和不透明的無機或塑料基體材料的各種基體材料。盡管上述作為透明基體材料23的示例給出的任意材料可以類似地用作無機或塑料基體材料，但是除上述之外還可以使用不透明的基體材料(例如，金屬性材料)。[相反電極]相反電極26用作光電轉(zhuǎn)換兀件101的陰極。用作相反電極26的導(dǎo)電材料有金屬、金屬氧化物和碳。但是，可以用作相反電極26的材料不限于此。可以用作相反電極26的金屬有鉬、金、銀、銅、鋁、銠和銦。但是，用作相反電極26的金屬不限于此?？梢杂米飨喾措姌O26的金屬氧化物有ITO(氧化銦錫)、氧化錫(包括例如摻氟氧化錫)和氧化鋅。但是，用作相反電極26的金屬氧化物不限于此。盡管未具體限定，但是相反電極26的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為大于或等于5nm并小于或等于100 μ m。[密封劑]例如，熱塑性和熱固性樹脂和玻璃粉可以用作密封劑27。但是，可以用作密封劑27的材料不限于此。[多孔半導(dǎo)體層]多孔半導(dǎo)體層28應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為包括多孔半導(dǎo)體層28的多孔層。金屬氧化物半導(dǎo)體細顆粒28a應(yīng)當(dāng)優(yōu)選在其表面上固定敏化染料28b。金屬氧化物半導(dǎo)體細顆粒28a應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地包括包含鈦、鋅、錫和鈮當(dāng)中的至少一者的金屬氧化物。更具體地，從由氧化鈦、氧化錫、氧化鎢、氧化鋅、氧化銦、氧化鈮、氧化鐵、氧化鎳、氧化鈷、氧化鍶、氧化鉭、氧化銻、鑭系氧化物、氧化釔、氧化釩等組成的群組中選出的一個或多個可以用作金屬氧化物半導(dǎo)體細顆粒28a。但是，可以用作金屬氧化物半導(dǎo)體細顆粒28a的材料不限于此。為了通過敏化染料28b使多孔半導(dǎo)體層的表面變得敏化，多孔半導(dǎo)體層28的導(dǎo)帶應(yīng)當(dāng)定位在可以容易地從敏化染料28b的光激發(fā)能級獲得電子的區(qū)域。由此觀點，特別優(yōu)選地是從由所有上述給出的材料當(dāng)中的氧化鈦、氧化鋅、氧化錫和氧化鈮組成的群組中選出一個或多個用作金屬氧化物半導(dǎo)體細顆粒28a。此外，從價格和環(huán)境衛(wèi)生的角度來看，氧化鈦是最優(yōu)選的。特別優(yōu)選的是，金屬氧化物半導(dǎo)體細顆粒28a應(yīng)當(dāng)包含具有銳鈦礦或板鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的氧化鈦。這意味著金屬氧化物半導(dǎo)體細顆粒28a的一次顆粒直徑應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為大于或等于5nm并小于或等于500nm。平均的一次顆粒直徑小于5nm將傾向于引起結(jié)晶度降低，使得很難保持銳鈦礦結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致非晶結(jié)構(gòu)。另一方面，平均的一次顆粒直徑大于500η將傾向于引起比表面積減小，導(dǎo)致將要被多孔半導(dǎo)體層28吸收的用于發(fā)電的敏化染料28b的總量減少。
[敏化染料]可以用作敏化染料28b以進行光電轉(zhuǎn)換的材料不具體限定，只要該材料具有敏化效果。但是，通常使用能夠吸收在可見光區(qū)或近可見光區(qū)中的光的物質(zhì)，例如，聯(lián)吡啶配合物、三聯(lián)批唳配合物、份菁染料、B卜啉或酹菁。作為單獨使用的敏化染料28b，由于優(yōu)異的性能，通常使用順式-雙(異硫氰基)雙(2，2'-聯(lián)吡啶_4，4' - 二羧酸)_釕(II) 二(四丁基銨)配合物(即，一種類型的聯(lián)吡啶配合物)(通常稱作N719)。除上述之外，通常使用順式-雙(異硫氰基)雙(2，2'-聯(lián)吡啶_4，4' - 二羧酸)_釕(11)(即，一種類型的聯(lián)吡啶配合物)(通常稱作N3)和三(異硫氰基)(2，2’ 6’，2”-三聯(lián)吡啶-4，4’，4”-三羧酸)-釕(11)三(四丁基銨)配合物(即，一種類型的三聯(lián)吡啶配合物)(通常稱作黑染料)。具體地，當(dāng)使用N3或黑染料時,還經(jīng)常使用共吸附劑(coabsorbent)。共吸附劑是增加的分子，用于防止染料分子締合在多孔半導(dǎo)體層28上。通常的共吸收劑有鵝去氧膽酸、牛磺去氧膽酸和I-癸基膦酸。這些分子提供這樣的結(jié)構(gòu)特性，即，具有羧基或磷?；鶊F作為易于吸附到組成多孔半導(dǎo)體層28的氧化鈦的官能團并且通過西格瑪(sigma)鍵形成，以防止在染料分子之間并防止染料分子之間的干擾。用作敏化染料28b的其他染料有偶氮基染料、喹吖啶酮基染料、吡咯并吡咯二酮 基染料、方酸基染料、菁基染料、份菁基染料、三苯甲烷基染料、咕噸基染料、葉吩基染料、葉綠素基染料、釕配合物基染料、靛青基染料、二萘嵌苯基染料、惡嗪基染料、蒽醌基染料、酚菁基染料、和萘酚菁基染料、以及它們的衍生物。但是，用作敏化染料28b的染料不限于此，只要該染料能夠吸收光并將激發(fā)的電子射入到多孔半導(dǎo)體層28的導(dǎo)帶中。優(yōu)選的是，這些用作敏化染料28b的染料應(yīng)當(dāng)在它們的結(jié)構(gòu)中具有一個或多個鍵合基團，因為如果這樣的話，染料可以被鍵合到多孔半導(dǎo)體層的表面，因此可以快速地將光致激發(fā)的敏化染料28b的激發(fā)電子傳輸?shù)蕉嗫装雽?dǎo)體層28的導(dǎo)帶。多孔半導(dǎo)體層28的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為大于或等于O. 5 μ m并小于或等于200 μ m。厚度小于O. 5 μ m將傾向于引起不能提供有效的轉(zhuǎn)換效率。另一方面，厚度大于200 μ m將傾向于引起制造中的困難(例如，在形成期間開裂和剝落)。此外，厚度大于200μπι將引起多孔半導(dǎo)體層28在電解質(zhì)層一側(cè)上的表面與多孔半導(dǎo)體層28在透明電極一側(cè)上的表面之間更大的距離。結(jié)果，很難將產(chǎn)生的電荷傳輸?shù)酵该麟姌O24，因此導(dǎo)致實現(xiàn)優(yōu)異的轉(zhuǎn)換效率的可能性降低。[電解質(zhì)層]電解質(zhì)層29應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地由電解質(zhì)、介質(zhì)和附加劑組成?？梢允褂玫碾娊赓|(zhì)有12和碘化物(例如，LiI、NaI、KI、CsI、MgI2、CaI2、CuI、四烷基碘化銨、吡啶翁碘化物和咪唑碘化物)的混合物、以及Br2和溴化物(例如，LiBr)的混合物。在這些電解質(zhì)當(dāng)中，通過使I2和碘化物混合而獲得的作為I2和碘化物(例如，Lil、吡啶翁碘化物和咪唑碘化物)的混合物的電解質(zhì)是優(yōu)選的。但是，它們的組合不限于以上所述。介質(zhì)中的電解質(zhì)的濃度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為O. 05至10M，更優(yōu)選的是O. 05至5M，更加優(yōu)選的是O. 2至3M。I2和Br2的濃度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為O. 0005至1M，更優(yōu)選的是O. 001至O. 5M，更加優(yōu)選的是O. 001至O. 3M。另一方面，可以增加各種附加劑(例如，4-叔丁基吡啶和苯并咪唑)以提供光電轉(zhuǎn)換元件101的開路電壓。
用作電解質(zhì)層29的介質(zhì)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地是可以提供優(yōu)異的離子導(dǎo)電性的化合物?？梢杂米麟娊赓|(zhì)層29的液體形式的介質(zhì)是醚類化合物(例如二惡烷和乙醚)、鏈醚類(例如，乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基醚和聚丙二醇烷基醚)、醇類(例如，甲醇、乙醇、乙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚、聚乙二醇單烷基醚和聚丙二醇單烷基醚)、多價醇類(例如，乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和甘油)、腈類化合物(例如，乙腈、戊二腈、甲氧基乙腈、丙腈和芐腈)、碳酸酯化合物(例如，碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯)、雜環(huán)類化合物(例如,3-甲基-2-惡唑烷酮)和非質(zhì)子極性物質(zhì)(例如，二甲亞砜和環(huán)丁砜)。此外，電解質(zhì)層29可以包括使用固體形式(包括凝膠形式)的介質(zhì)的聚合物。在這種情況下，可以將聚合物(例如，聚丙烯腈和聚乙二烯)增加到溶液形式的介質(zhì)，因此使在溶液形式的介質(zhì)中具有乙烯基不飽和基團多官能團單體聚合、并將介質(zhì)轉(zhuǎn)變成固體形式。除了以上所述之外，不需要CuI或CuSCN介質(zhì)的電解質(zhì)和空穴傳輸材料(例如2，2 ’，7，7 ’ -四(N，N- 二對甲氧基苯胺)9，9 ’ -螺二芴)可以用作電解質(zhì)層29。
(殼體)例如，殼體3包括第一基體材料13和第二基體材料15。殼體3可以包括密封劑17并且必要時還包括屏蔽材料19。具有密封結(jié)構(gòu)的殼體3是優(yōu)選的，因為這可以例如抑制外部水分進入。應(yīng)當(dāng)理解，如果殼體3不具有密封劑17或屏蔽材料19，則殼體3是廉價的。第一基體材料13具有與第二基體材料15相對的第一內(nèi)側(cè)SI，第二基體材料15具有與第一基體材料13相對的第二內(nèi)側(cè)S2。以第一內(nèi)側(cè)SI和第二內(nèi)側(cè)S2彼此分隔開的方式，將第一基體材料13和第二基體材料15布置成彼此相對,因此形成適合于容納光電轉(zhuǎn)換元件101的容納空間IS。如果密封劑17設(shè)置在第一內(nèi)側(cè)SI的周邊部分和第二內(nèi)側(cè)S2的周邊部分之間，則適合于容納光電轉(zhuǎn)換元件101的容納空間IS由第一基體材料13、第二基體材料15、以及密封劑17形成。[第一基體材料]可以用作第一基體材料13的材料不具體限定，只要該材料是透明的，可以使用各種材料作為第一基體材料13。例如，可以使用透明無機或塑料基體材料。在所有這些材料當(dāng)中，考慮到可適用性和輕量性，透明塑料材料是優(yōu)選的。對于第一基體材料13的形狀，可以使用透明的膜、片、襯底等。優(yōu)選的是，不僅具有隔離外部水分和空氣的優(yōu)異能力、并且還具有優(yōu)異的耐溶劑性、耐候性和其他特性的材料，否則外部水分和空氣將進入到光電轉(zhuǎn)換元件模塊I中。具有這些特性的無機材料有石英、藍寶石和玻璃。具有這些特性的塑料材料有眾所周知的聚合物材料。更具體地，眾所周知的聚合物材料有三乙酰纖維素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PA)、酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰基纖維素、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、聚氨酯樹脂、密胺樹脂以及環(huán)烯烴聚合物(COP)。在所有這些無機和塑料材料當(dāng)中，在可見光區(qū)中具有高透光度的材料是特別優(yōu)選的。但是，可以用作第一基體材料13的材料不限于此。如果光電轉(zhuǎn)換元件模塊用作諸如窗戶材料的構(gòu)造件，則第一基體材料13應(yīng)當(dāng)優(yōu)選由玻璃板制成。[第二基體材料]可以用作第二基體材料15的材料不具體限定為透明的。相反，也可以使用不透明材料。例如，可以使用包括不透明或透明的無機或塑料基體材料的各種基體材料。盡管上述作為第一基體材料13的示例給出的任意材料可以類似地用作無機或塑料基體材料，但是除上述之外還可以使用不透明的基體材料(例如，金屬性材料)。如果光電轉(zhuǎn)換元件模塊用作諸如窗戶材料的構(gòu)造件，則第二基體材料15應(yīng)當(dāng)優(yōu)選由玻璃板制成。[密封劑]例如，密封劑17包括作為主要組成部分的粘合劑或附聚劑。如果使用粘合劑，則密封劑17包括作為主要組成部分的從例如由熱塑性粘合劑、熱固性粘合劑、室溫固化粘合劑和能量射線固化粘合劑組成的群組中選出的一種或多種粘合劑，并且必要時還可以包括附加劑。如果使用粘合劑，則從接合強度的角度來看優(yōu)選的是聚硫化合物。如果使用附聚齊U，則密封劑17包括作為主要組成部分的從例如由丙烯酸附聚劑、橡膠基附聚劑和硅基附聚劑，并且必要時還可以包括附加劑(例如交聯(lián)劑)。[屏蔽材料]例如，屏蔽材料19設(shè)置在第一基體材料13的第一內(nèi)側(cè)SI的周邊部分和第二基體材料15的第二內(nèi)側(cè)S2的周邊部分之間。屏蔽材料19以與密封劑17相鄰或分隔開的方式，設(shè)置在密封劑17的內(nèi)側(cè)上(在容納空間IS —側(cè)上)。優(yōu)選地，能夠防止或抑制容納空間IS中容納的材料泄露和/或水分(例如蒸氣)從外部環(huán)境進入到容納空間IS中的材料被用作屏蔽材料19。作為這樣的材料，可以單獨地或結(jié)合地使用提供低蒸氣滲透性的屏蔽材料(例如，聚烯烴和聚異丁烯)和結(jié)合干燥材料的金屬性間隔物。(覆蓋部分)例如，覆蓋部分5包括作為主要組成部分的樹脂材料、合成或天然橡膠，并且還可以包括作為附加劑的塑化劑、防老劑、軟化劑、填充劑或交聯(lián)劑。如果覆蓋部分5位于光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間，則覆蓋部分5應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為透明的。必要時，覆蓋部分5可以包括細顆粒?？梢允褂玫募氼w粒有有機和無機細顆粒。樹脂材料包括有機硅(聚有機硅氧烷)基樹脂、改性有機硅(在末端具有甲硅烷基團的聚醚)基樹脂、聚氨酯基樹脂、聚硫基樹脂、改性聚硫基樹脂、遙爪聚丙烯酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸聚氨酯基樹脂、醋酸乙烯酯基樹脂(例如，聚醋酸乙烯酯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、丙烯腈、烴類樹脂、烷基酚樹脂、松香基樹脂(例如，松香、松香甘油三酯或氫化松香)、和聚乙烯醚。合成橡膠有丁基橡膠、聚異戊二烯、聚異丁烯、聚氯丁烯和苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂?？梢杂米鞲采w部分5的材料不限于上述這些。相反，非固化油基捻縫材料可以用作覆蓋部分5。如果有可能，可以結(jié)合使用上述兩個或更多個材料。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果例如由于柔性的第二基體材料15而使得光電轉(zhuǎn)換元件模塊I是柔性的，則優(yōu)選的是使用低模量材料作為覆蓋部分5以確保覆蓋部分5可以大約與第二基體材料15的柔性相對應(yīng)?？商鎿Q地，覆蓋部分5可以是凝膠形式。應(yīng)當(dāng)理解，如果選擇聚氨基甲酸酯基材料用作覆蓋部分5，則優(yōu)選的是在覆蓋部分5的入射光L入射的一側(cè)的表面上提供紫外反射或吸收層，以保護覆蓋部分5不受紫外線影響。這時，優(yōu)選的是光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al應(yīng)當(dāng)保持對殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI敞開而不是覆蓋有覆蓋部分5，以防止光電轉(zhuǎn)換元件101的轉(zhuǎn)換效率降低。覆蓋部分5的楊氏模量(也稱作拉伸彈性模量或縱向彈性模量)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為大于或等于OMPa并小于或等于20MPa，更優(yōu)選的是大于或等于OMPa并小于或等于lOMPa。其中一個原因是即使在外力施加在光電轉(zhuǎn)換兀件模塊I上時，小于或等于20MPa的楊氏模量確保通過覆蓋部分5使傳播到光電轉(zhuǎn)換元件101的應(yīng)力松弛，因此抑制對光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)造成損壞的可能性。另一原因是小于或等于IOMPa的楊氏模量確保傳播到光電轉(zhuǎn)換元件101的應(yīng)力被進一步松弛。這里，根據(jù)JIS K7161在25°C的環(huán)境中測量覆蓋部分5的楊氏模量。如果可獲得膜形式的樣品，貝1J可以使用拉伸測試機(Shimadzu Corporation的商標(biāo)名AG_X)根據(jù)JISK7127測量楊氏模量。如果不能獲得膜形式的樣品，則可以通過根據(jù)JIS K6253測量樣品的橡膠國際硬度(IRHD)、并使用適于將橡膠國際硬度轉(zhuǎn)換成楊氏模量的圖來轉(zhuǎn)換測量的硬度，而獲得樣品的楊氏模量?？商鎿Q地，可以使用顯微硬度測試機(例如，表面膜物理特性測試機(Fischer Instruments K. K.的 Fischer Scope HM-500))來測量楊氏模量?？商鎿Q地，如果樣品小，則可以使用 AFM(參考 Kyoritsu Shuppan Co. , Ltd 在 Polymer Nanomaterials 中的第81頁至第111頁)來測量楊氏模量。如果在樣品是凝膠形式時楊氏模量可能小于IMPa，則可以通過測量樣品的滲透性、并根據(jù)JIS K2220使用滲透性和楊氏模量之間的相關(guān)性基于測量的滲透性找到楊氏模量，而獲得楊氏模量。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明中的術(shù)語“楊氏模量”包括液體目標(biāo)的虛擬楊氏模量和開放空間的虛擬楊氏模量，我們假定開放空間的虛擬楊氏模量是OMPa?？赡芙?jīng)由密封部分IOle產(chǎn)生水分進入到光電轉(zhuǎn)換元件101中。但是，在本發(fā)明中，光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分IOle覆蓋有覆蓋部分5，因此防止水分經(jīng)由密封部分IOle進入到光電轉(zhuǎn)換元件101中。從更好地抑制水分進入光電轉(zhuǎn)換元件101的角度來看，密封部分IOle與光電轉(zhuǎn)換元件101整體的比例應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為盡可能小。例如，如果密封部分IOle形成于光電轉(zhuǎn)換元件101的側(cè)面上，覆蓋部分5沿著光電轉(zhuǎn)換元件101的厚度方向的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為小，例如，覆蓋部分5的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為Imm或更小。更具體地，例如，覆蓋部分5的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為約0. 4mm至0. 6mm。當(dāng)然,覆蓋部分5的厚度可以是Imm或更大，因為厚的覆蓋部分5可期望提供改進的應(yīng)力吸收性。(固定層)固定層7包括作為主要組成部分的固化粘合劑。例如，粘合劑包括作為主要組成部分的從由熱塑性粘合劑、熱固性粘合劑、室溫固化粘合劑和能量射線固化粘合劑組成的群組中選出的一種或多種粘合劑。從防止光電轉(zhuǎn)換元件101的性能降低的角度來看，粘合劑應(yīng)當(dāng)優(yōu)選至少包括作為主要組成部分的室溫固化粘合劑或能量射線固化粘合劑。必要時，固定層7還可以包括硬化劑、催化劑、加速劑、溶劑、稀釋劑、塑化劑、增粘劑、填充劑、防老劑或粘附力促進劑。必要時，固定層7還可以包括細顆粒。例如，有機和無機細顆粒都可以用作該細顆粒。作為熱塑性粘合劑，例如，可以單獨地使用醋酸乙烯酯基粘合劑、聚乙烯醇基粘合齊Li、聚乙烯醇縮醒基粘合劑、氯乙烯基粘合劑、丙烯酸粘合劑、環(huán)氧基粘合劑、聚乙烯基粘合劑和纖維素基粘合劑，或者可以混合上述各項中的兩者或更多者。更具體地，醋酸乙烯酯(EVA)和聚乙烯醇縮丁醛(PVB)是優(yōu)選的。還可以使用熱熔性粘合劑作為熱塑性粘合劑。作為熱固性粘合劑，例如，可以單獨地使用尿素基粘合劑、雷鎖辛基粘合劑、密胺基粘合劑、苯酌■基粘合劑、環(huán)氧基粘合劑、聚氣酷基粘合劑、聚酷基粘合劑、聚酸亞胺基粘合劑和多環(huán)芳烴基粘合劑，或者可以混合上述各項中的兩者或更多者。作為室溫固化粘合劑，例如，可以單獨地使用厭氧粘合劑、雙液混合物環(huán)氧基粘合齊U、聚酯基粘合劑、丙烯酸粘合劑、改性丙烯酸粘合劑、尿烷基粘合劑和有機硅基粘合劑，或者可以混合上述各項中的兩者或更多者?？商鎿Q地，例如，可以使用液態(tài)玻璃，液體玻璃包括作為主要組成部分的硅溶液、并在室溫下暴露于空氣時固化而改變成固體(即，非晶玻璃)。能量射線固化粘合劑是在用能量射線照射時固化的樹脂成分。這里，術(shù)語“能量射線”指的是可以觸發(fā)涉及基團、陽離子和陰離子的聚合反應(yīng)的能量射線，例如，電子射線、紫外線、紅外線、激光束、可見光、非電離輻射(例如，X-射線、α射線、β射線和Y射線)、微波和高頻射線。此外，能量射線固化樹脂成分可以是有機/無機混合材料。此外，兩種或 更多種能量射線固化樹脂成分可以混合使用。采用紫外線進行固化的紫外線固化粘合劑被優(yōu)選用作能量射線固化粘合劑。(空心層)必要時設(shè)置空心層10，并且空心層10應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地處于干燥空氣、惰性氣體或真空氣氛中，因為這可以抑制光電轉(zhuǎn)換元件101的特性弱化。惰性氣體有Ar (氬)氣和Kr (氪)氣。(光電轉(zhuǎn)換元件和覆蓋部分之間的位置關(guān)系)圖2Β是示出光電轉(zhuǎn)換元件的密封部分和覆蓋部分的表面之間的位置關(guān)系的示例的橫截面示圖。在光電轉(zhuǎn)換元件101的周邊部分的側(cè)面a3上，光電轉(zhuǎn)換元件101具有密封部分101e。更具體地，通過透明基體材料23和相反的基體材料25在它們的周邊部分之間形成間隙部分101b。間隙部分IOlb填充有密封劑27，因此形成光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分101e。在第一實施例中，例如，如圖2B所不，固定層7位于光電轉(zhuǎn)換兀件101的后側(cè)a2和殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2之間，因此使用固定層7將光電轉(zhuǎn)換元件101固定到殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2。此外，在第一實施例中，如圖2B所示，設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的側(cè)面a3的周邊部分上的密封部分IOle覆蓋有覆蓋部分5。覆蓋部分5應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地覆蓋密封部分IOle的至少一部分，更優(yōu)選地覆蓋全部的密封部分101e。例如，如果覆蓋部分5形成為從第二基體材料15延伸到透明基體材料23，則該覆蓋部分5僅需要至少高于密封部分101e，以使得該覆蓋部分5完全覆蓋密封部分101e。覆蓋部分5可以位于透明基體材料23的側(cè)面上。光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al可以覆蓋有覆蓋部分5?？商鎿Q地，光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al保持對空心層10敞開，而不需要覆蓋有覆蓋部分5。圖3A至圖3C是示出光電轉(zhuǎn)換元件的密封部分和覆蓋部分的表面之間的位置關(guān)系的構(gòu)造示例的橫截面圖。圖3A示出覆蓋部分5部分地形成于固定層7的表面上的構(gòu)造示例，排除固定光電轉(zhuǎn)換元件101的區(qū)域。覆蓋部分5僅需要覆蓋設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的側(cè)面a3的周邊部分上的密封部分101e。如圖3A所示，不需要在固定層7的除固定有光電轉(zhuǎn)換元件101的區(qū)域之外的整個表面上形成該覆蓋部分5。圖3B示出固定層7僅位于殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2的、使光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2和殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2彼此相對的區(qū)域中的構(gòu)造示例。這時，覆蓋部分5形成為具有從殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2延伸到光電轉(zhuǎn)換元件101的透明基體材料23的高度。如圖3B —樣，圖3C示出固定層7僅位于殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2的、使光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2和殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2彼此相對的區(qū)域中的構(gòu)造示例。這時，如圖3A中所示的構(gòu)造示例一樣，不需要在殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2的除形成有固定層7的區(qū)域之外的整個表面上形成覆蓋部分5。[光電轉(zhuǎn)換元件模塊的制造方法]圖4A至圖4D是示出根據(jù)本發(fā) 明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的制造步驟的示例的過程圖。首先如圖4A所示，屏蔽材料19形成于第二內(nèi)側(cè)S2的周邊部分上。然后，在由屏蔽材料19圍繞的空間中形成適合于形成固定層7的處于液態(tài)或熔融形式的粘合層7a。該粘合層7a包括作為主要組成部分的上述粘合劑。然后，如圖4B所示，光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2固定到粘合層7a。然后，例如，通過冷卻、加熱、處于室溫下或者通過能量射線使得處于液體或熔融形式的粘合層7a固化，從而在第二內(nèi)側(cè)S2上形成固定層7。這允許將光電轉(zhuǎn)換元件101固定到第二內(nèi)側(cè)S2。如果使用熱塑性或熱固性粘合劑作為粘合劑，則優(yōu)選的是使施加到光電轉(zhuǎn)換元件101的壓力和熱量的影響減至最小。更具體地，如果使用熱塑性粘合劑作為粘合劑，例如，則優(yōu)選的是光電轉(zhuǎn)換元件101應(yīng)當(dāng)放置在熱塑性粘合劑上以在熱塑性粘合劑軟化并液化之后進行連接。其原因是可以減少連續(xù)的加熱應(yīng)力。從減少加熱對光電轉(zhuǎn)換元件101的影響的角度來看，優(yōu)選的是對光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al (即，與結(jié)合側(cè)(后側(cè)a2)相反的一偵D進行冷卻。此外，必要時，可以將小壓力施加到光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al(S卩，與結(jié)合側(cè)(后側(cè)a2)相反的一側(cè))。這能夠更牢固地接合光電轉(zhuǎn)換元件101。如果使用室溫固化粘合劑，則可以通過使用在固化過程中溫度升高最大為80°C的粘合劑將光電轉(zhuǎn)換元件101上的熱應(yīng)力保持到非顯著的水平。如果使用紫外線固化粘合齊U，則可以通過由紫外照射來接合光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2( S卩，對發(fā)電不作出貢獻的一側(cè))而接合光電轉(zhuǎn)換元件101，而不引起光電轉(zhuǎn)換元件101的性能降低。然后，如圖4C所示，在由屏蔽材料19圍成的空間中布置適合于形成覆蓋部分的處于液體或熔融形式的成分。這時，設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的側(cè)面a3上的密封部分IOle覆蓋有適合于形成覆蓋部分的成分。該成分包括作為主要組成部分的上述樹脂材料、合成或天然橡膠。適合于形成覆蓋部分的成分必要時可以受到脫氣處理(例如，真空脫氣)、然后受到干燥或固化，因此形成覆蓋部分5。然后，如圖4D所示，以第一內(nèi)側(cè)SI和第二內(nèi)側(cè)S2彼此相對的方式，將第二基體材料15以及第一基體材料13布置成彼此相對，光電轉(zhuǎn)換元件101固定到第二基體材料15。這時，第一基體材料13和第二基體材料15經(jīng)由設(shè)置在它們的周邊部分之間的密封劑17而固定在一起。必要時，將惰性氣體(例如Ar或Kr氣)填充到由覆蓋部分5、屏蔽材料19和第一內(nèi)側(cè)SI形成的空間中。上述步驟提供根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊
Io[第一修改示例]圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第一修改示例的橫截面示圖。更具體地，朝向透明基體材料23突出的側(cè)壁部分22設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件102的相反的基體材料25的周邊部分上。此外，相反的基體材料25布置在側(cè)壁部分22的頂端部分的內(nèi)側(cè)上，間隙部分102b形成于側(cè)壁部分22的頂端部分和透明基體材料23的邊緣部分之間。間隙部分102b填充有密封劑27，因此形成密封部分102e。與相反的基體材料25相同的材料可以用作側(cè)壁部分22。側(cè)壁部分22和相反的基體材料25分別或整體模制成型。從生產(chǎn)率的角度來看，側(cè)壁部分22和相反的基體材料25應(yīng)當(dāng)優(yōu)選整體模制成型。在光電轉(zhuǎn)換元件102的周邊部分的入射側(cè)al上，光電轉(zhuǎn)換元件102具有密封部分102e。光電轉(zhuǎn)換元件102從其后側(cè)a2到其入射側(cè)al的周邊部分被埋入到覆蓋部分5中，并且設(shè)置在入射側(cè)al的周邊部分上的密封部分102e覆蓋有覆蓋部分5。相反，光電轉(zhuǎn)換元件102的入射側(cè)al的除周邊部分之外的部分(即，對光電轉(zhuǎn)換作出貢獻的部分)暴露于空心層10，而不是覆蓋有覆蓋部分5。[第二修改示例]圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第二修改示例的橫截面圖。在光電轉(zhuǎn)換元件103的周邊部分的側(cè)面a3上，光電轉(zhuǎn)換元件103具有密封部分103e。更具體地，朝向相反的基體材料25突出的側(cè)壁部分23a設(shè)置在透明基體材料23的周邊部分上。朝向透明基體材料23突出的側(cè)壁部分25a設(shè)置在相反的基體材料25的周邊部分上。此外，間隙部分103b形成于側(cè)壁部分23a和25a的頂端部分之間。間隙部分103b填充有密封劑27，因此形成密封部分103e?！?br> 光電轉(zhuǎn)換元件103從其后側(cè)a2到其側(cè)面a3的密封部分103e被埋入在覆蓋部分5中，設(shè)置在側(cè)面a3上的密封部分103e覆蓋有覆蓋部分5。相反，光電轉(zhuǎn)換元件103的入射側(cè)al暴露于空心層10而不是覆蓋有覆蓋部分5。[第三修改示例]圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第三修改示例的俯視圖。圖6B是沿著圖6A中的線VI-VI的橫截面圖。如圖6A和6B所示，固定層7可以是肋狀形式。圖6A和圖6B示出單一固定層連續(xù)地設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2的整個周邊部分上的示例。但是，固定層7的構(gòu)造不限于此示例。相反，柱狀形式的多個固定層7可以例如間斷地設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2的周邊部分上。應(yīng)當(dāng)注意，在圖6A和圖6B中以陰影表示光電轉(zhuǎn)換元件101的固定層7。這時，優(yōu)選的是使用彈性樹脂作為固定層7。如果固定層7可以產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，則即使在操作環(huán)境溫度改變時，光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2也可以由固定層7產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力支撐，因此提供改進光電轉(zhuǎn)換元件模塊的可靠性。[第四修改示例]圖6C是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第四修改示例的橫截面圖。在根據(jù)第四修改示例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊21中，光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al與殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI緊密接觸。這時，優(yōu)選的是，光電轉(zhuǎn)換元件101的透明基體材料23和殼體3的第一基體材料13應(yīng)當(dāng)具有相同或大致相同的折射率。其原因是在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間的界面處可以抑制入射光L的折射。在第四修改示例中，光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al與殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI緊密接觸。這有助于減少光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al的界面的數(shù)量，因此比在覆蓋部分5或空心層10位于光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al與殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間時提供更好的入射光L的利用效率。(效果)如果具有密封結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件被固定到殼體內(nèi)部作為染料敏化太陽能電池，則施加在殼體上的外力經(jīng)由固定構(gòu)件(例如粘合劑)傳播到光電轉(zhuǎn)換元件，導(dǎo)致?lián)p壞光電轉(zhuǎn)換元件。此外，由于水分吸收引起的樹脂材料的膨脹或者由于不同材料的接合引起的熱膨脹系數(shù)的差異，力被施加在光電轉(zhuǎn)換元件上，導(dǎo)致?lián)p壞光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，當(dāng)各自具有密封結(jié)構(gòu)的一個或多個光電轉(zhuǎn)換元件101被裝入到殼體3的容納空間IS中時，只有每個光電轉(zhuǎn)換元件101的透明基體材料23和相反的基體材料25當(dāng)中的一者被固定到殼體3。因此，施加在光電轉(zhuǎn)換元件模塊I上的外力不直接經(jīng)過固定構(gòu)件的介質(zhì)傳播到透明基體材料23和相反的基體材料25，如果使用固定構(gòu)件將每個光電轉(zhuǎn)換元件101的透明基體材料23和相反的基體材料25都固定到殼體3的內(nèi)側(cè)，則情況并非如此。 因此，本發(fā)明防止施加在光電轉(zhuǎn)換元件模塊I上的外力傳播到透明基體材料23和相反的基體材料25兩者而引起對每個光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)的損壞。即，即使在外力施加到光電轉(zhuǎn)換元件模塊I上的情況下，也可以防止光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)裂開。因此，例如在制造光電轉(zhuǎn)換元件模塊I期間，即使外力施加在該光電轉(zhuǎn)換元件模塊I上，本發(fā)明也防止損壞光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)。這提供使用多個光電轉(zhuǎn)換元件101的光電轉(zhuǎn)換元件模塊1，每個光電轉(zhuǎn)換元件101具有密封結(jié)構(gòu)。此外，在本發(fā)明中，覆蓋部分5覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分101e，因此增強密封部分101e。此外，可以抑制水分從密封部分IOle進入到光電轉(zhuǎn)換元件101中。這有助于改進光電轉(zhuǎn)換元件模塊I的耐候性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可以滿足對戶外使用(例如建筑結(jié)構(gòu)和普通住宅)的可靠耐候性的需求的光電轉(zhuǎn)換元件模塊I。此外，在本發(fā)明中，覆蓋部分5的楊氏模量大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。因此，即使由于水分吸收引起的樹脂材料的膨脹或者由于不同材料的接合引起的熱膨脹系數(shù)的差異而產(chǎn)生應(yīng)力，覆蓋部分5用作緩沖材料，因此防止光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)的開裂。如上所述，在本發(fā)明中，如果光電轉(zhuǎn)換元件101被固定或密封在殼體3的容納空間IS中，則在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和與入射側(cè)al相反的后側(cè)a2之間的限制結(jié)構(gòu)存在顯著差異。也就是說，在本發(fā)明中，用于將光電轉(zhuǎn)換元件101固定到容納空間IS的功能、以及適于增強光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分IOle的功能分別由固定層7和覆蓋部分5承擔(dān)。并不是通過該固定構(gòu)件將光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和與入射側(cè)al相反的后側(cè)a2牢固地固定到殼體3的內(nèi)側(cè)，因此防止光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)的開裂。如上所述，應(yīng)當(dāng)理解，空心層10可以設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間，因此向光電轉(zhuǎn)換元件模塊提供次級功能，例如熱絕緣和隔音。如果殼體3的第二基體材料15和第一基體材料13由玻璃板制成，則光電轉(zhuǎn)換元件模塊可以用作環(huán)境友好的玻璃(例如，多層玻璃)。此外，如果至少是室溫固化粘合劑或能量射線固化粘合劑用作適合于形成固定層7的粘合劑，則可以在粘合劑的固化過程中不對光電轉(zhuǎn)換元件101引起熱應(yīng)力的情況下制造光電轉(zhuǎn)換元件模塊。更具體地，可以在對組成光電轉(zhuǎn)換元件101的敏化染料28b、電解質(zhì)層29、密封劑27和由有機物質(zhì)制成的其他構(gòu)件施加的溫度不超過它們的耐熱溫度的情況下制造光電轉(zhuǎn)換元件模塊。這防止性能下降以及防止由熱量引起對構(gòu)件的損壞?！?.第二實施例〉[光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造]圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造示例的俯視圖。圖7B是沿著圖7A的線VII-VII的橫截面圖。第二實施例與第一實施例的共同之處在于每個光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分覆蓋有覆蓋部分5、以及覆蓋部分的楊氏模量大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。第二實施例與第一實施例的不同之處在于固定層7位于一個或多個光電轉(zhuǎn)換元件101中的每一者的入射側(cè)al、與殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間，以及使用固定層7將每個光電轉(zhuǎn)換元件101固定到殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI。這時，固定層7應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為透明的。 如上所述，在本發(fā)明中，如果使用固定層7將每個光電轉(zhuǎn)換元件101固定到殼體3的內(nèi)側(cè)，則固定層7可以形成在入射側(cè)al和第一內(nèi)側(cè)SI之間、或者后側(cè)a2和第二內(nèi)側(cè)S2之間。在本發(fā)明中，使用固定層7僅對每個光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和后側(cè)a2當(dāng)中的一者進行固定。即，在本發(fā)明中，不能使用固定層7同時每個光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和后側(cè)a2進行固定。[第一修改示例]圖7C是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第一修改示例的橫截面示圖。在光電轉(zhuǎn)換元件104的周邊部分的后側(cè)a2上，該光電轉(zhuǎn)換元件104具有密封部分104e。更具體地，朝向相反的基體材料25突出的側(cè)壁部分23b設(shè)置在透明基體材料23的周邊部分上。此外，相反的基體材料25布置在側(cè)壁23b的頂端部分的內(nèi)側(cè)上，間隙部分104b形成于側(cè)壁部分23b的頂端部分和相反的基體材料25的邊緣部分之間。間隙部分104b填充有密封劑27，因此形成密封部分104e。與透明基體材料23相同的材料可以用作側(cè)壁部分23b。側(cè)壁部分23b和透明基體材料23分別或整體模制成型。從生產(chǎn)率的角度來看，側(cè)壁部分23b和透明基體材料23應(yīng)當(dāng)優(yōu)選整體模制成型。光電轉(zhuǎn)換元件104的后側(cè)a2埋入在覆蓋部分5中。結(jié)果，設(shè)置在后側(cè)a2的周邊部分上的密封部分104e覆蓋有覆蓋部分5。在圖7C所示的構(gòu)造示例中，覆蓋部分5不位于光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間。因此，不透明材料可以用作覆蓋部分5。這提供適于形成覆蓋部分5的材料的更寬選擇范圍。[第二修改示例]圖8A是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的第二修改示例的俯視圖。圖8B是沿著圖8A的線VIII-VIII的橫截面圖。如圖8A和8B所示，固定層7可以是肋狀形式。圖8A和圖SB示出單一固定層連續(xù)地設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al的整個周邊部分上的示例。但是，固定層7的構(gòu)造不限于此示例。相反，柱狀形式的多個固定層7可以例如間斷地設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al的周邊部分上。應(yīng)當(dāng)注意，在圖8A和圖SB中以陰影表示光電轉(zhuǎn)換元件模塊41的固定層7。在光電轉(zhuǎn)換元件模塊41中，例如，使用能量射線固化粘合劑將光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI固定在一起。紫外線固化粘合劑優(yōu)選用作能量射線固化粘合劑。
應(yīng)當(dāng)注意，例如，用以抑制到達對發(fā)電作出貢獻的區(qū)域的光的量減少的肋狀形式的固定層7或者柱狀形式的該固定層7應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al的周邊部分上。這時，通過在光電轉(zhuǎn)換元件模塊41的入射側(cè)Al上方設(shè)置光屏蔽掩罩，可以將能量射線(例如紫外線)照射在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al的周邊部分上并使得能量射線固化粘合劑固化?？梢砸灾本€方式照射能量射線(例如紫外線)，而不是使用光屏蔽罩來照射該射線。如果肋狀形式的固定層7和柱狀形式的該固定層7設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的周邊部分上，可以使用不透明材料作為固定層7。這提供適于形成固定層7的粘合劑的更寬選擇范圍?？商鎿Q地，可以使用雙液固化粘合劑，而不是能量射線固化粘合劑。可替換地，可以使用具有粘著層的雙面膠帶，粘著層例如包括作為主要組成部分的丙烯酸樹脂。這使得可以以更簡單更方便的方式將殼體3固定到光電轉(zhuǎn)換元件101。圖8B示出覆蓋部分5位于光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI 之間的示例。但是，空心層10可以設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間，因為這確保暴露出光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al的對發(fā)電作出貢獻的區(qū)域。在第二實施例中，每個光電轉(zhuǎn)換兀件101的密封部分覆蓋有覆蓋部分5,覆蓋部分的楊氏模量是大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。結(jié)果，與第一實施例一樣，第二實施例抑制每個光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)的開裂。<3.第三實施例>[光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造]圖9A是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊的構(gòu)造示例的橫截面圖。第三實施例與第一實施例的共同之處在于每個光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分覆蓋有覆蓋部分5、以及覆蓋部分5的楊氏模量大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。第三實施例與第一實施例的不同之處在于覆蓋部分5還起到第一實施例中固定層7的作用，以及一個或多個光電轉(zhuǎn)換元件101由殼體3內(nèi)側(cè)的覆蓋部分5支撐。圖9A中所示的光電轉(zhuǎn)換元件模塊51在容納空間IS內(nèi)部不包括任意固定層。相反，一個或多個光電轉(zhuǎn)換元件101由殼體3內(nèi)側(cè)的覆蓋部分5支撐。如果覆蓋部分5不是液體形式，則如圖9A所示光電轉(zhuǎn)換元件101埋入在覆蓋部分5中，因此在殼體3內(nèi)部支撐該光電轉(zhuǎn)換元件101。這時，覆蓋部分5柔軟，因此該覆蓋部分5能夠使得施加在光電轉(zhuǎn)換元件模塊上的力松弛。這抑制對光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)的損壞。[第一修改示例]圖9B是不出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊的第一修改不例的橫截面示圖。如圖9B所示，容納空間IS可以填充有覆蓋部分5。這時，光電轉(zhuǎn)換元件101埋入在覆蓋部分5中。如果第一修改示例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊61保持水平，則例如可以使用液體形式的覆蓋部分5。在第三實施例中，每個光電轉(zhuǎn)換兀件101的密封部分覆蓋有覆蓋部分5,覆蓋部分5的楊氏模量是大于或等于OMPa并小于或等于20MPa。結(jié)果，與第一實施例一樣，第三實施例抑制每個光電轉(zhuǎn)換元件101的密封結(jié)構(gòu)的開裂?！?.第四實施例〉圖IOA至圖IOC是示出根據(jù)本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)的示例的示圖。建筑結(jié)構(gòu)有建筑物、共管公寓和其他大尺寸建筑結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)不限于以上所述，基本上可以接受任意建筑結(jié)構(gòu)，只要該建筑結(jié)構(gòu)具有外墻表面。建筑結(jié)構(gòu)的具體示例有獨立式住宅、公寓住宅、站房、學(xué)校建筑、政府辦公建筑、體育場、球場、旅館、教堂、工廠、倉庫、小屋、車庫、橋梁和商店。圖IOA是示出建筑物的示例的示圖，光電轉(zhuǎn)換元件模塊I安裝在該建筑物上。如圖IOA所示，例如，根據(jù)第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊I水平地或在面向東南至西南(如果建筑物91建立在北半球)的傾斜位置上安裝在建筑物91的樓頂上。其原因在于通過以這樣的方向安裝光電轉(zhuǎn)換元件模塊1，可以更有效地接收太陽光R。如圖IOA所示，光電轉(zhuǎn)換元件模塊I可以安裝在光收集部分(例如窗戶)上。如果光電轉(zhuǎn)換元件模塊I安裝在窗戶和其他光收集部分上，優(yōu)選的是光電轉(zhuǎn)換元件和/或光電轉(zhuǎn)換元件模塊應(yīng)當(dāng)布置在兩個透明的基體材料之間?？梢允褂玫耐哥R基體材料有玻璃板。這時，優(yōu)選的是兩個基體材料當(dāng)中的一者應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要被固定，以防止光電轉(zhuǎn)換元件在光電轉(zhuǎn)換兀件模塊I內(nèi)部移動。
例如，光電轉(zhuǎn)換元件模塊I電連接到建筑物的電力系統(tǒng)。例如，由光電轉(zhuǎn)換元件模塊I所獲得的電力被供應(yīng)用于建筑物內(nèi)部以進行照明和空氣調(diào)節(jié)，或者向外饋送以進行出售。根據(jù)需要，電力可以存儲在蓄電裝置中。如果建筑結(jié)構(gòu)是橋梁或其他結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的是包括適合于向外饋送通過光電轉(zhuǎn)換兀件模塊I所獲得的電力的輸出插座。其原因在于由光電轉(zhuǎn)換元件模塊I所獲得的電力可以用于對移動設(shè)備進行充電，并且在出現(xiàn)災(zāi)害時作為應(yīng)急電源。圖IOB是示出房屋的示例的示圖,光電轉(zhuǎn)換元件模塊I安裝在該房屋上。如圖IOB所示，例如，根據(jù)第一實施例的光電轉(zhuǎn)換元件模塊I水平地或在傾斜位置上安裝在房屋93的屋頂上。圖IOC是示出安裝在自行車停放區(qū)中的避雨棚的示例的示圖，該避雨棚具有光電轉(zhuǎn)換元件模塊I。如圖IOC所示，安裝在自行車停放區(qū)中的避雨棚95例如具有設(shè)置在其上的光電轉(zhuǎn)換元件模塊I。避雨棚95可以具有用于電動車和其他目的的充電臺的功能。其他建筑結(jié)構(gòu)有沿著道路和鐵軌的隔音墻和拱廊頂。特別優(yōu)選的是，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)建筑成具有至少一個光收集部分。本發(fā)明可應(yīng)用于稱作人工遮陽的遮陽結(jié)構(gòu)。上面具體描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。但是，本發(fā)明不限于上述實施例，并且可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)原理以各種方式進行修改。例如，具有光漫射特性的多個細顆粒(球珠)可以設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間，作為支撐構(gòu)件。這使得細顆粒能夠?qū)π毕蛉肷涞焦怆娹D(zhuǎn)換元件模塊的入射側(cè)上的入射光L(例如太陽光)進行漫射，因此將光L引導(dǎo)至朝向光電轉(zhuǎn)換元件并提供改進的光利用效率。此外，殼體可以具有從例如由選擇性波長吸收、選擇性波長反射、防沾污、防反射、漫射和硬涂層功能組成的群組中選出的一個或多個功能。更具體地，適合于影響對殼體的表面的上述功能的構(gòu)造有功能層形成于殼體的表面上的一個構(gòu)造、功能結(jié)構(gòu)(精細結(jié)構(gòu))形成于殼體的表面上的另一構(gòu)造。適合于影響對殼體的內(nèi)部的上述功能的構(gòu)造有在殼體內(nèi)部至少包括功能材料或功能結(jié)構(gòu)(精細結(jié)構(gòu))的構(gòu)造。例如，功能層可以設(shè)置在殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI和第二內(nèi)側(cè)S2以及入射側(cè)Al和后側(cè)A2當(dāng)中至少一者的表面上。例如從由選擇性波長吸收層、選擇性波長反射層、防沾污層、防反射層、漫射層和硬涂層組成的群組中選出的一個或多個層可以用作功能層。紫外吸收層(UV削減層)和熱射線吸收層(陽光屏蔽功能層)優(yōu)選地作為選擇性波長吸收層。紫外線反射層(UV削減層)和熱射線反射層(陽光屏蔽功能層)優(yōu)選地作為選擇性波長反射層。具有防水功能、防油功能和自清潔功能當(dāng)中的一項或兩項或三項的層優(yōu)選地作為防沾污層?？梢杂米鞣勒次蹖拥膶拥念愋陀泄獯呋瘜雍头鷺渲瑢?。如果熱射線吸收或反射層用作功能層，則光電轉(zhuǎn)換兀件模塊可以用作窗戶材料(例如環(huán)境友好的玻璃)?？商鎿Q地，功能結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在殼體的表面上。功能結(jié)構(gòu)有適合于對入射光L進行漫射的精細結(jié)構(gòu)(漫射構(gòu)件)和適合于提供減少入射光L的反射和/或提高其透光度的精細結(jié)構(gòu)(亞波長結(jié)構(gòu))?？商鎿Q的，功能材料或結(jié)構(gòu)可以 設(shè)置在殼體內(nèi)部。例如，細顆?？梢栽黾拥綒んw的內(nèi)部，作為功能材料。例如，功能材料或功能結(jié)構(gòu)可以至少設(shè)置在第一或第二基體材料內(nèi)部?？梢杂米鞴δ懿牧系牟牧嫌羞m合于對光進行漫射的光漫射細顆粒、適合于影響對殼體的表面的防沾污特性的氟樹脂材料、和光催化劑。可以用作功能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)有適合于對光進行漫射的空洞(空腔部分)。此外，盡管在上面的實施例中描述將染料敏化光電轉(zhuǎn)換元件用作光電轉(zhuǎn)換元件的示例，但是光電轉(zhuǎn)換元件不限于這些示例。相反，例如，可以使用非晶光電轉(zhuǎn)換元件、化合物半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換元件或薄膜多晶硅光電轉(zhuǎn)換元件。此外，盡管在上面的實施例中描述用密封劑對設(shè)置在透明基體材料的周邊部分和相反的基體材料的周邊部分之間的間隙部分進行密封的示例，但是間隙部分可以用覆蓋部分進行填充和用覆蓋部分進行密封，而不是用密封劑進行密封。此外，在上述實施例中，一個或多個基體材料可以至少設(shè)置在殼體的入射側(cè)Al或后側(cè)A2上。同時，基體材料與殼體3的入射側(cè)Al或后側(cè)A2可以彼此分隔開以形成空心層。例如，與用于根據(jù)第一實施例的基體材料相同的材料可以用作基體材料。應(yīng)當(dāng)理解，從確保施加在光電轉(zhuǎn)換元件模塊上的外力不直接傳播到光電轉(zhuǎn)換元件的透明基體材料和相反的基體材料兩者的角度來看，只需要僅將光電轉(zhuǎn)換元件的透明基體材料或相反的基體材料中的一者固定到殼體的內(nèi)側(cè)。圖IlA是示出使用固定層僅將光電轉(zhuǎn)換元件的相反的基體材料固定到殼體的內(nèi)側(cè)的構(gòu)造示例的橫截面圖。圖IlB是示出使用固定層僅將光電轉(zhuǎn)換元件的透明基體材料固定到殼體的內(nèi)側(cè)的構(gòu)造示例的橫截面圖。在圖IlA所示的光電轉(zhuǎn)換元件模塊71中，固定層7位于每個光電轉(zhuǎn)換元件101的后側(cè)a2與殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2之間，通過固定層7將多個光電轉(zhuǎn)換元件101固定到殼體3的第二內(nèi)側(cè)S2。在圖IlB所示的光電轉(zhuǎn)換元件模塊81中，固定層7位于每個光電轉(zhuǎn)換元件101的入射側(cè)al和殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI之間，通過固定層7將多個光電轉(zhuǎn)換元件101固定到殼體3的第一內(nèi)側(cè)SI。如圖IIA和IlB所示，每個光電轉(zhuǎn)換元件101的密封部分保持敞開，以確保施加在光電轉(zhuǎn)換元件模塊的外力不會直接傳播到每個光電轉(zhuǎn)換元件的透明基體材料和相反的基體材料兩者。另一方面，例如，以上在實施例中所述的構(gòu)造、方法、處理步驟、形狀、材料和數(shù)值僅僅是示例，必要時可以使用不同的構(gòu)造、方法、處理步驟、形狀、材料和數(shù)值.
此外，上述構(gòu)造、方法、處理步驟、形狀、材料和數(shù)值可以組合而不會脫離本發(fā)明的精神。此外，本發(fā)明中還可以使用下列構(gòu)造。(I) 一種光電轉(zhuǎn)換兀件模塊,其包括第一基體材料；第二基體材料；光電轉(zhuǎn)換元件，其具有光入射側(cè)和密封部分，并設(shè)置在第一基體材料和第二基體材料之間；固定層，其適合于對光入射側(cè)的主面和與光入射側(cè)相反一側(cè)的主面當(dāng)中的一者、 以及第一基體材料的主面和第二基體材料的主面當(dāng)中與上述主面當(dāng)中的一者相對的一者進行固定；覆蓋部分，其適合于覆蓋密封部分，其中所述覆蓋部分的楊氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。(2)根據(jù)(I)的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中覆蓋部分包括從由有機硅基樹脂、改性有機硅基樹脂、聚氨酯基樹脂、聚硫基樹月旨、改性聚硫基樹脂、遙爪聚丙烯酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸聚氨酯基樹脂、醋酸乙烯酯基樹脂、丙烯腈、烴類樹脂、烷基酚樹脂、松香基樹脂、聚乙烯醚、合成橡膠和天然橡膠組成的群組中選出的一者或多者。(3)根據(jù)(I)或⑵的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，還包括空心層，其位于第一基體材料和第二基體材料中的一者與光入射側(cè)之間。(4)根據(jù)(I)或⑵的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中光入射側(cè)與第一基體材料和第二基體材料中的一者緊密接觸。(5)根據(jù)(I)或⑵的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，還包括空心層，其位于第一基體材料和第二基體材料中的一者與相對的光入射側(cè)的主面之間。(6)根據(jù)⑴至(5)中任一者的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中固定層形成于光入射側(cè)或與光入射側(cè)相反的主面的至少一部分上。(7)根據(jù)(6)的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊,其中固定層以肋狀形式形成，或者固定層以柱狀形式形成。(8)根據(jù)⑴至(7)中任一者的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中覆蓋部分形成為具有從固定層的表面延伸到光入射側(cè)的高度。(9)根據(jù)⑴至(7)中任一者的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中覆蓋部分形成為具有從第一基體材料的主面和第二基體材料的主面當(dāng)中與上述主面當(dāng)中的一者相對的主面延伸到光入射側(cè)的高度。(10)根據(jù)⑴至(9)中任一者的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中光電轉(zhuǎn)換元件包括透明基體材料，相反的基體材料，和發(fā)電元件部分，并且其中
密封部分設(shè)置在透明基體材料的周邊部分和相反的基體材料的周邊部分之間。(11)根據(jù)(I)至(10)中任一者的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中光電轉(zhuǎn)換元件具有設(shè)置在光入射側(cè)的周邊部分、和與光入射側(cè)相反的主面的周邊部分之間的側(cè)面，并且密封部分設(shè)置在光入射側(cè)的周邊部分上、與光入射側(cè)相反的主面的周邊部分上、或側(cè)面上。(12)根據(jù)⑴至(11)中任一者的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊,還包括密封劑，其設(shè)置在第一基體材料的周邊部分和第二基體材料的周邊部分之間。(13)根據(jù)(I)至(12)中任一者的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中
第一基體材料是第一玻璃板，并且第二基體材料是第二玻璃板。(14)根據(jù)(12)或(13)的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，還包括屏蔽材料，其設(shè)置在第一基體材料的周邊部分和第二基體材料的周邊部分之間。(15)根據(jù)⑴至(14)中任一者的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中固定層包括從由熱塑性粘合劑、熱固性粘合劑、室溫固化粘合劑和能量射線固化粘合劑組成的群組中選出的一種或多種粘合劑。(16)根據(jù)(15)的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中能量射線固化粘合劑是紫外線固化粘合劑。(17) 一種建筑結(jié)構(gòu),其包括根據(jù)(I)至(16)中任一者的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊。[實施示例]通過制備光電轉(zhuǎn)換元件模塊的樣品I至7來執(zhí)行加速惡化試驗，以評價是否存在對每個模塊的密封結(jié)構(gòu)的損壞。根據(jù)實施示例，下面將給出對本發(fā)明的具體描述。但是，本發(fā)明不限于這些實施示例?！礃悠?>首先，制備具有電解質(zhì)層的光電轉(zhuǎn)換元件，電解質(zhì)層被密封在由透明基體材料、相反的基體材料和密封劑圍成的空間中。透明電極和多孔半導(dǎo)體層形成于透明基體材料上。相反的電極形成于相反的基體材料上。應(yīng)當(dāng)理解，玻璃板用作透明基體材料和相反的基體材料，并且使用紫外線固化粘合劑作為密封劑。然后，制備由玻璃襯底制成的基體材料，其中屏蔽材料形成于主面的周邊部分上。然后，處于液體或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯被注入到由屏蔽材料圍成的空間中，因此形成包含乙烯醋酸乙烯酯作為主要組成部分的粘合層。然后，將光電轉(zhuǎn)換元件固定到粘合層，之后對該粘合層進行固化，因此形成由乙烯醋酸乙烯酯制成的固定層，并將光電轉(zhuǎn)換元件固定到基體材料的主面(第二內(nèi)側(cè))。然后，處于液體或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯還被注入到由屏蔽材料圍成的空間中，直到光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面上的密封部分被覆蓋為止。然后，處于液體或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯受到固化，因此形成由乙烯醋酸乙烯酯制成的覆蓋部分。然后，具有固定到基體材料的光電轉(zhuǎn)換元件的基體材料與其他玻璃襯底經(jīng)由設(shè)置在基體材料的周邊部分和玻璃襯底的周邊部分之間的密封劑而固定在一起。作為上述步驟的結(jié)果，獲得樣品I的光電轉(zhuǎn)換元件模塊。
〈樣品2>以與樣品I相同的方式獲得樣品2的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，除了將光電轉(zhuǎn)換元件固定到基體材料的主面、并且由乙烯醋酸乙烯酯制成的覆蓋部分不形成固定層之外。即，在樣品2中，處于液體或熔融形式的乙烯醋酸乙烯酯被注入到由屏蔽材料圍成的空間中，直到光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面上的密封部分被覆蓋為止，光電轉(zhuǎn)換元件布置在該空間中，然后進行固化，因此形成覆蓋部分?！礃悠?>以與樣品I相同的方式獲得樣品3的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，除了使用環(huán)氧樹脂而不是乙烯醋酸乙烯酯來形成固定層和覆蓋部分之外?！礃悠?>
以與樣品2相同的方式獲得樣品4的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，除了使用環(huán)氧樹脂而不是乙烯醋酸乙烯酯來形成覆蓋部分之外?！礃悠?>以與樣品2相同的方式獲得樣品5的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，除了使用丙烯酸樹脂而不是乙烯醋酸乙烯酯來形成覆蓋部分之外。〈樣品6>以與樣品I相同的方式獲得樣品6的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，除了使用丙烯酸樹脂而不是乙烯醋酸乙烯酯來形成固定層、并使用硅膠來形成覆蓋部分之外?！礃悠?>以與樣品I相同的方式獲得樣品7的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，除了使用由丙烯酸樹脂制成的固定層將光電轉(zhuǎn)換元件固定到基體材料的主面、以及不形成覆蓋部分之外。即，在樣品7中，處于液體或熔融形式的丙烯酸樹脂被注入到由屏蔽材料圍成的空間中，因此形成包括作為主要組成部分的丙烯酸樹脂的粘合層。然后，將光電轉(zhuǎn)換元件固定到粘合層，之后使粘合層固化，因此形成由丙烯酸樹脂制成的固定層，并將光電轉(zhuǎn)換元件固定到基體材料的主面(第二內(nèi)側(cè))。然后，樣品I和2的光電轉(zhuǎn)換元件模塊暴露于140°C的溫度持續(xù)約30分鐘。此外，樣品3至7的光電轉(zhuǎn)換元件模塊暴露于85°C的溫度以及85%的濕度持續(xù)約100小時。下列表I針對是否存在對光電轉(zhuǎn)換元件的密封結(jié)構(gòu)的損壞示出樣品I至7的評價結(jié)果。應(yīng)當(dāng)注意，在“評價結(jié)果”下面示出的“〇”和“X”表示下列評價O :在光電轉(zhuǎn)換元件中沒有觀察到電解質(zhì)泄露。X :在光電轉(zhuǎn)換元件中觀察到電解質(zhì)泄露。表I
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換兀件模塊，其包括 第一基體材料； 第二基體材料； 光電轉(zhuǎn)換元件，其具有光入射側(cè)和密封部分，并設(shè)置在所述第一基體材料和所述第二基體材料之間； 固定層，其適合于對光入射側(cè)的主面和與所述光入射側(cè)相反一側(cè)的主面當(dāng)中的一者、以及所述第一基體材料的主面和所述第二基體材料的主面當(dāng)中與上述主面當(dāng)中的一者相對的一者進行固定； 覆蓋部分，其適合于覆蓋所述密封部分，其中 所述覆蓋部分的楊氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中 所述固定層形成于所述光入射側(cè)或與所述光入射側(cè)相反的主面的至少一部分上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中 所述固定層以肋狀形式形成，或者所述固定層以柱狀形式形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中 所述覆蓋部分形成為具有從所述固定層的表面延伸到所述光入射側(cè)的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊，其中 所述覆蓋部分形成為具有從所述第一基體材料的主面和所述第二基體材料的主面當(dāng)中與上述主面當(dāng)中的一者相對的主面延伸到所述光入射側(cè)的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊，其中 所述覆蓋部分包括從由有機硅基樹脂、改性有機硅基樹脂、聚氨酯基樹脂、聚硫基樹月旨、改性聚硫基樹脂、遙爪聚丙烯酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸聚氨酯基樹脂、醋酸乙烯酯基樹脂、丙烯腈、烴類樹脂、烷基酚樹脂、松香基樹脂、聚乙烯醚、合成橡膠和天然橡膠組成的群組中選出的一者或多者。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，還包括 空心層，其位于所述第一基體材料和所述第二基體材料中的一者與所述光入射側(cè)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中 所述光入射側(cè)與所述第一基體材料和所述第二基體材料中的一者緊密接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，還包括 空心層，其位于所述第一基體材料和所述第二基體材料中的一者與相對的所述光入射側(cè)的主面之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中 所述光電轉(zhuǎn)換元件包括 透明基體材料， 相反的基體材料，和 發(fā)電兀件部分，和 所述密封部分設(shè)置在所述透明基體材料的周邊部分和所述相反的基體材料的周邊部分之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中 所述光電轉(zhuǎn)換元件具有設(shè)置在所述光入射側(cè)的周邊部分、和與所述光入射側(cè)相反的主面的周邊部分之間的側(cè)面，并且 所述密封部分設(shè)置在所述光入射側(cè)的周邊部分上、與所述光入射側(cè)相反的主面的周邊部分上、或所述側(cè)面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，還包括 密封劑，其設(shè)置在所述第一基體材料的周邊部分和所述第二基體材料的周邊部分之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，還包括 屏蔽材料，其設(shè)置在所述第一基體材料的周邊部分和所述第二基體材料的周邊部分之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其中 所述第一基體材料是第一玻璃板，并且 所述第二基體材料是第二玻璃板。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊，其中 所述固定層包括從由熱塑性粘合劑、熱固性粘合劑、室溫固化粘合劑和能量射線固化粘合劑組成的群組中選出的一種或多種粘合劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電轉(zhuǎn)換兀件模塊,其中 所述能量射線固化粘合劑是紫外線固化粘合劑。
17.—種建筑結(jié)構(gòu),其包括 光電轉(zhuǎn)換元件模塊，其包括 第一基體材料； 第二基體材料； 光電轉(zhuǎn)換元件，其具有光入射側(cè)和密封部分，并設(shè)置在所述第一基體材料和所述第二基體材料之間； 固定層，其適合于對光入射側(cè)的主面和與所述光入射側(cè)相反一側(cè)的主面當(dāng)中的一者、以及所述第一基體材料的主面和所述第二基體材料的主面當(dāng)中與上述主面當(dāng)中的一者相對的一者進行固定； 覆蓋部分，其適合于覆蓋所述密封部分，其中 所述覆蓋部分的楊氏模量是大于等于OMPa并小于等于20MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換元件模塊和建筑結(jié)構(gòu)。光電轉(zhuǎn)換元件模塊包括第一基體材料；第二基體材料；光電轉(zhuǎn)換元件，其具有光入射側(cè)和密封部分，并設(shè)置在第一基體材料和第二基體材料之間；固定層，其適合于對光入射側(cè)的主面和與光入射側(cè)相反一側(cè)的主面當(dāng)中的一者、以及第一基體材料的主面和第二基體材料的主面當(dāng)中與上述主面當(dāng)中的一者相對的一者進行固定；覆蓋部分，其適合于覆蓋密封部分。覆蓋部分的楊氏模量是大于等于0MPa并小于等于20MPa。
文檔編號H01G9/20GK102891019SQ201210253608
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者江島一行, 小野彰, 杉本啟伍 申請人:索尼公司