專(zhuān)利名稱(chēng)：制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法，并且更具體地涉及可以容易地執(zhí)行選擇性 染料吸附(selective dye absorption)的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)已經(jīng)對(duì)作為下一代替代硅(Si)系列的太陽(yáng)能電池的染料敏化太陽(yáng)能電池廣 泛地進(jìn)行了研究。 染料敏化太陽(yáng)能電池具有包括制造工藝簡(jiǎn)單以及可提供設(shè)計(jì)質(zhì)量的能力的特點(diǎn)。 作為設(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè)示例，具有多種顏色的太陽(yáng)能電池將能夠在不損害太陽(yáng)能電池要被安 裝在其上的裝置、電子設(shè)備、建筑物等的外觀(guān)的情況下被安裝，這被認(rèn)為會(huì)使太陽(yáng)能電池進(jìn)
一步普及。 至于應(yīng)用，染料敏化太陽(yáng)能電池例如可應(yīng)用于諸如便攜式充電器、便攜式音樂(lè)播
放器、個(gè)人電腦、電子相機(jī)、記錄儀、便攜式電話(huà)等的各種電子設(shè)備的電源，常規(guī)使用硅太陽(yáng)
能電池等的鐘表和計(jì)算器、窗玻璃、墻壁以及設(shè)置在戶(hù)外的標(biāo)牌、廣告板等。 作為制造此種染料敏化太陽(yáng)能電池的方法，例如，本申請(qǐng)人在先已經(jīng)提出了專(zhuān)利
文獻(xiàn)1。 另外，決定染料敏化太陽(yáng)能電池中的顏色的元素是染料。制造染料敏化太陽(yáng)能電 池的工藝需要所謂的選擇性染料吸附技術(shù)，選擇性染料吸附技術(shù)可使任意染料被吸附在納 米多孔半導(dǎo)體電極的任意位置上。 已經(jīng)提出利用噴墨打印機(jī)的方法作為制備具有多種顏色的太陽(yáng)能電池的方法。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利特開(kāi)2005-259548號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題 然而，利用包括專(zhuān)利文獻(xiàn)1的傳統(tǒng)技術(shù)，當(dāng)染料要被吸附到半導(dǎo)體電極上時(shí)，難以 執(zhí)行使用染料的選擇性上色。因此，越來(lái)越希望能夠容易地執(zhí)行選擇性染料吸附。
另外，根據(jù)上述利用噴墨打印機(jī)的提議，已經(jīng)報(bào)道能夠像圖畫(huà)那樣精細(xì)地選擇性 上色。然而，例如，因?yàn)閷?shí)際的太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體電極的厚度在5 ii m至lj 30 ii m，所以考慮 到向半導(dǎo)體電極的內(nèi)部施加充分的染料量需要一種重復(fù)執(zhí)行施加的方法。這可能大大加長(zhǎng) 占用設(shè)備的時(shí)間。 本發(fā)明是鑒于這樣的情形而作出的，并且使得在制造諸如染料敏化太陽(yáng)能電池等 的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備中當(dāng)染料要被吸附在半導(dǎo)體電極上時(shí)，能夠容易地執(zhí)行選擇性染料吸附。
技術(shù)方案 根據(jù)本發(fā)明的一方面的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法包括如下步驟將具有預(yù)定形狀的隔離壁的隔離構(gòu)件置于用于光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體電極上，并且通過(guò)向由所述隔離壁分
開(kāi)的各部分中放入不同染料溶液而使預(yù)定染料被吸附；并且在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，從所述
隔離構(gòu)件去除在與所述各部分相對(duì)應(yīng)的預(yù)定區(qū)域中吸附有染料的半導(dǎo)體電極。 所述隔離構(gòu)件為具有底部的容器型形狀，并且在使染料被吸附的步驟中，在染料
溶液被放入所述隔離構(gòu)件的各部分中之后，將半導(dǎo)體電極置于所述隔離構(gòu)件的開(kāi)口側(cè)上，
密封容器型的所述隔離構(gòu)件，倒置此狀態(tài)下的被密封的所述隔離構(gòu)件，從而使染料被吸附
在半導(dǎo)體電極上的預(yù)定區(qū)域中，所述預(yù)定區(qū)域與所述各部分相對(duì)應(yīng)。 所述隔離構(gòu)件具有中空形狀，并且在使染料被吸附的步驟中，所述隔離構(gòu)件被置 于半導(dǎo)體電極上，在所述隔離構(gòu)件的底部是半導(dǎo)體電極的狀態(tài)中，從所述隔離構(gòu)件的開(kāi)口 側(cè)注入染料溶液，從而使染料被吸附在半導(dǎo)體電極上的預(yù)定區(qū)域中，所述預(yù)定區(qū)域與所述 各部分相對(duì)應(yīng)。 所述隔離構(gòu)件由具有第一部分的第一隔離構(gòu)件和具有與所述第一部分不同的第 二部分的第二隔離構(gòu)件形成，并且在使染料被吸附的步驟中，在通過(guò)所述第一隔離構(gòu)件使 染料吸附在半導(dǎo)體電極上的第一區(qū)域之后，通過(guò)所述第二隔離構(gòu)件使染料吸附在半導(dǎo)體電 極上與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域與所述第一部分相對(duì)應(yīng)，所述第二區(qū) 域與所述第二部分相對(duì)應(yīng)。 所述半導(dǎo)體電極和所述隔離構(gòu)件通過(guò)粘合劑彼此粘結(jié)，或者通過(guò)接合墊彼此壓 裝。 所述半導(dǎo)體電極和所述隔離構(gòu)件通過(guò)在所述隔離構(gòu)件被密封的狀態(tài)中通過(guò)真空
泵對(duì)所述隔離構(gòu)件的內(nèi)部空間進(jìn)行減壓而彼此粘結(jié)。 所述光電轉(zhuǎn)換設(shè)備是染料敏化太陽(yáng)能電池。 在根據(jù)本發(fā)明的一方面的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法中，具有預(yù)定形狀的隔離壁的 隔離構(gòu)件被置于用于光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體電極上，通過(guò)向由隔離壁分開(kāi)的各部分放入不 同染料溶液，預(yù)定染料被吸附，并且在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，在與所述各部分相對(duì)應(yīng)的預(yù)定區(qū)域 吸附有染料的半導(dǎo)體電極被從隔離構(gòu)件去除。
有益效果 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一方面，能夠容易地執(zhí)行選擇性染料吸附。


圖1是輔助說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的染料吸附處理的步驟的剖視圖；
圖2是輔助說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的染料吸附處理的步驟的示圖；
圖3是輔助說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的染料吸附處理的步驟的示圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。 制造染料敏化太陽(yáng)能電池的工藝?yán)绺鶕?jù)下面的步驟(1)到(7)來(lái)執(zhí)行。
(1)激光劃片處理
(2)絲網(wǎng)印刷處理
(3)退火處理[OO34] (4)染料吸附處理 [OO35] (5)壓合處理 [OO36] (6)電解溶液注入處理
(7)注入端口密封處理 為了簡(jiǎn)要地進(jìn)行說(shuō)明，在這樣的制造工藝中，首先，(1)由激光劃片處理對(duì)諸如導(dǎo) 電玻璃等的透明基板進(jìn)行激光處理，從而得到圖案化的透明基板。接著，(2)在絲網(wǎng)印刷處 理中，通過(guò)絲網(wǎng)印刷法對(duì)透明基板涂覆預(yù)定膠漿(paste)。然后，(3)通過(guò)退火處理在電爐 中以10(TC到60(TC執(zhí)行加熱和烘烤約一小時(shí)。這樣，得到了半導(dǎo)體電極。
然后，(4)在染料吸附處理中，預(yù)定染料被吸附到半導(dǎo)體電極上。(5)執(zhí)行將半導(dǎo) 體電極壓合到對(duì)向電極、抗反射膜等。之后，(6)通過(guò)電解溶液注入處理注入預(yù)定電解溶液。 (7)密封注入端口。這樣，染料敏化太陽(yáng)能電池就得到了。 通過(guò)經(jīng)受上述制造工藝制得了染料敏化太陽(yáng)能電池。如在[技術(shù)問(wèn)題]中所描述 的，當(dāng)在(4)染料吸附處理的步驟中將染料吸附在半導(dǎo)體電極上時(shí)，難以執(zhí)行選擇性染料 吸附。因此，在應(yīng)用本發(fā)明的制造工藝中執(zhí)行了能夠解決這樣的問(wèn)題的染料吸附處理。下 面將通過(guò)引用[第一實(shí)施例]到[第五實(shí)施例]的具體示例來(lái)描述這樣的染料吸附處理。
第一實(shí)施例 作為(4)染料吸附處理之前的階段的步驟(1)、 (2)和(3)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷處理以 商用Ti02膠漿涂覆商用FTO玻璃(15 Q / □)，并且在50(TC將此FTO玻璃燒結(jié)一小時(shí)。這 樣，具有條形圖案的氧化鈦電極(平均膜厚為20iim)就得到了。 接下來(lái)，處理進(jìn)行到(4)染料吸附處理。在圖1的(4)染料吸附處理步驟的剖視 圖中表示的處理被執(zhí)行。順便提及，在圖1中，在步驟(1)到(3)中得到的條形氧化鈦電極 作為半導(dǎo)體電極12工到123來(lái)描述。 如在圖1的A中所示，原料單元21為具有底部的容器型形狀(槽形狀)。另外，原 料單元21具有預(yù)定形狀的隔離壁。不同染料溶液可以放入由隔離壁分開(kāi)的各部分中。例 如，在圖1的A中，原料單元21被分成三部分，并且三種不同的染料溶液被放入這些部分 中。具體地，例如，N719、黑色染料和D149三種染料各自被溶解在CH3CN/t-BuOH混合溶液 中。這樣，得到了 0. 3-mM的染料溶液(染料溶液S2和S3)。從而，這些染料溶液可被灌 入圖1中的原料單元21的三個(gè)部分的各部分中。 然后，如圖1的B中所示，通過(guò)在原料單元21的隔離壁的上緣部分(開(kāi)口的上緣 部分側(cè))設(shè)置透明基板11來(lái)密封放入了三種不同染料溶液S工到S3的原料單元21，從而使 得形成半導(dǎo)體電極12工到123(氧化鈦電極)的表面的透明基板ll的表面在下側(cè)(原料單 元21側(cè))。此時(shí)，透明基板11和原料單元21通過(guò)在圖中以黑色圓圈表示的粘合劑22而彼 此粘結(jié)。這樣，透明基板11和原料單元21被彼此壓合并固定。 順便提及，作為這樣的壓合法，例如不僅可以使用利用諸如UV硬化粘合劑等 的粘合劑22的方法，而且可以使用利用諸如硅膠之類(lèi)的用作接合墊的材料的壓裝法 (press-fitting method)。在這樣的情況中，硅膠可以被粘結(jié)到原料單元21，或者可以使 用片形硅膠。作為透明基板11，例如導(dǎo)電玻璃等的玻璃基板、透明塑料基板、金屬板等被使 用。 將與透明基板11彼此粘結(jié)的密封原料單元21倒置得到了圖1的C中所示的狀態(tài)。也就是，通過(guò)將原料單元21倒置，處于原料單元21的底部側(cè)的染料溶液S工到S3流到透明 基板11側(cè)，并且同時(shí)，半導(dǎo)體電極A到123分別被以染料溶液S工到Ss填充。這樣，各種染 料被吸附在半導(dǎo)體電極A到123上。此時(shí)，通過(guò)染料溶液S工使染料吸附到半導(dǎo)體電極A 上，通過(guò)染料溶液S2使染料吸附到半導(dǎo)體電極122上，并且通過(guò)染料溶液S3使染料吸附到 半導(dǎo)體電極123上。換句話(huà)，可以說(shuō)，任意染料被吸附到半導(dǎo)體電極上的任意位置，并且還 可以說(shuō)，通過(guò)僅僅準(zhǔn)備此原料單元21就能夠進(jìn)行選擇性染料吸附，因此是很容易的。
然后，在原料單元21被以圖1的C中的狀態(tài)靜置24小時(shí)之后，從透明基板11移 除原料單元21。這樣，如圖1的D中所示，在透明基板11上得到了以染料溶液S工到S3的 不同染料上色的半導(dǎo)體電極12工到123。 順便提及，對(duì)于在(4)染料吸附處理的步驟中使用的原料單元21的形狀，隔離壁 的高度需要至少3mm。這是因?yàn)楫?dāng)隔離壁小于3mm時(shí)，灌入半導(dǎo)體電極12上的染料溶液中 包括的染料量是不夠的。對(duì)隔離壁的高度沒(méi)有特別上限，只要隔離壁的高度在3mm以上。對(duì) 隔離壁的厚度也沒(méi)有特別限制，但是在實(shí)際使用中希望在10mm以下。當(dāng)隔離壁的厚度大于 lOmm時(shí)，太陽(yáng)能電池中對(duì)能量生成作出貢獻(xiàn)的區(qū)域被減小到實(shí)際使用不能容忍的水平。
另外，使原料單元21以圖1的C的狀態(tài)靜置的時(shí)間依賴(lài)于半導(dǎo)體電極A到123 的膜厚而變化。在小膜厚的情況中，能在例如10分鐘、15分鐘、30分鐘等的短時(shí)間內(nèi)吸附。 另一方面，在大膜厚的情況中，吸附花費(fèi)例如48小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。此外，因?yàn)槭乖蠁卧?1 靜置的時(shí)間還受溫度的影響，理想地，通過(guò)考慮膜厚和執(zhí)行作業(yè)的地方的溫度二者來(lái)確定 此時(shí)間。另外，可以按照需要來(lái)使用諸如加熱、攪拌等操作。 然后，在(4)染料吸附處理結(jié)束之后，執(zhí)行隨后的步驟(5) 、 (6)和(7)，以使得通 過(guò)使用UV硬化粘合劑將在步驟(4)中得到的具有染料的半導(dǎo)體電極壓合到鉑金濺射而成 的對(duì)向電極，并且向其中注入電解溶液。這樣，染料敏化太陽(yáng)能電池就得到了。因此，從而 得到了預(yù)定染料被吸附在預(yù)定位置處的染料敏化太陽(yáng)能電池。 順便提及，通過(guò)利用[第一實(shí)施例]的方法，不僅可以執(zhí)行以不同種類(lèi)的染料上 色，而且還可以執(zhí)行以一個(gè)顏色的(一種)染料的不同濃淡度(shade)來(lái)上色。在這樣的 情況中，可以通過(guò)針對(duì)每個(gè)單元改變吸附時(shí)間、染料溶液的濃度、溶劑的種類(lèi)等來(lái)控制濃淡 度。另外，通過(guò)原料單元21以不同顏色進(jìn)行上色，例如表示字符、數(shù)字、符號(hào)或者圖形或者 它們的任意組合的染料被吸附到半導(dǎo)體電極上。這些對(duì)于稍后要描述的其它實(shí)施例也是成 立的。 第二實(shí)施例 在前面所述[第一實(shí)施例]中，利用粘合劑22的示例以及通過(guò)接合墊進(jìn)行壓裝的 示例已經(jīng)作為壓合原料單元21的方法被描述了。然而，壓裝法不僅包括機(jī)械壓裝法，而且 包括利用大氣壓的壓裝法，例如在真空中壓合原料單元21，然后將原料單元21返回到大氣 壓中。 具體地，具有分隔壁并且其中注入了與[第一實(shí)施例]類(lèi)似的三種染料溶液S工到 S3并且在隔離壁的外周設(shè)有硅膠層的原料單元21被機(jī)械地壓合到通過(guò)與[第一實(shí)施例] 類(lèi)似的方法(步驟(1)到(3))制備好的半導(dǎo)體電極12工到123。之后，通過(guò)壓合而被設(shè)置 處于被密封狀態(tài)的原料單元21的內(nèi)部空間由真空泵減壓，從而實(shí)現(xiàn)充分粘結(jié)。如在[第一 實(shí)施例]中那樣，此原料單元21在此狀態(tài)中被倒置，并且然后被靜置24小時(shí)。
之后，倒置的并且位于原料單元21的下側(cè)的半導(dǎo)體電極A到123被返回到上側(cè)， 然后原料單元21的內(nèi)側(cè)返回到大氣壓，并且去除透明基板ll。這樣，得到了以三種染料選 擇性上色的半導(dǎo)體電極12工到123。之后，通過(guò)使用UV硬化粘合劑將具有染料的半導(dǎo)體電極 壓合到鉑金濺射而成的對(duì)向電極，并且通過(guò)與[第一實(shí)施例]類(lèi)似的方法(步驟(5)、 (6) 和(7))注入電解溶液。這樣，染料敏化太陽(yáng)能電池就得到了。
第三實(shí)施例 在前面所述[第一實(shí)施例]中，對(duì)通過(guò)倒置圖1中的原料單元21而使染料吸附到 半導(dǎo)體電極12工到123的構(gòu)造做了描述。然而，可以在利用圖2中的原料單元31而無(wú)需倒 置構(gòu)件的情況下使染料吸附。順便提及，在圖2中，上邊的示圖是原料單元31的透視圖，下 邊的示圖是硅膠32的俯視圖。 具體地，具有中空形狀的原料單元31經(jīng)由具有與原料單元31的中空部分^到H3 相對(duì)應(yīng)的空洞部分^到h3的硅膠32而被機(jī)械地壓裝到通過(guò)與[第一實(shí)施例]類(lèi)似的方法 (步驟(1)到(3))制備好的半導(dǎo)體電極^到123。也就是，此時(shí)，半導(dǎo)體電極12jljl23位 于具有中空形狀的原料單元31的底部。之后，當(dāng)類(lèi)似于[第一實(shí)施例]的三種染料溶液S工 到S3被注入到設(shè)在原料單元31中的三個(gè)中空部分&到H3的各個(gè)中空部分時(shí)，染料被吸附 到經(jīng)由硅膠32而被壓裝作為原料單元31的底部的半導(dǎo)體電極12工到123上。
然后，通過(guò)使原料單元31靜置24小時(shí)，得到了與原料單元31的中空部分相對(duì)應(yīng) 并且以三種不同染料上色的半導(dǎo)體電極12工到123。然后，通過(guò)使用UV硬化粘合劑將具有 染料的半導(dǎo)體電極壓合到鉑金濺射而成的對(duì)向電極，并且通過(guò)與[第一實(shí)施例]類(lèi)似的方 法(步驟(5)、 (6)和(7))注入電解溶液。這樣，染料敏化太陽(yáng)能電池就得到了。
第四實(shí)施例 雖然在前面的[第一實(shí)施例]中所有染料吸附是在一次執(zhí)行的，但是可以分開(kāi) 多次執(zhí)行這些染料吸附。在下面，參考圖3，例如以通過(guò)類(lèi)似于[第一實(shí)施例]的方法在 5cmX5cm的一個(gè)表面上得到氧化鈦電極的情況為例來(lái)做出描述。 順便提及，在圖3中，通過(guò)與[第一實(shí)施例]類(lèi)似的方法(步驟(1)到(3))得到的 氧化鈦電極作為由與氧化鈦電極的5cmX 5cm大小相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格形式的5 X 5個(gè)正方形(一 個(gè)正方形是一平方厘米)而形成的半導(dǎo)體電極12來(lái)描述。圖3示出原料單元41、原料單元 42和半導(dǎo)體電極12的俯視圖。如圖中的箭頭所指示，半導(dǎo)體電極12在從圖的左上側(cè)到圖 的右下側(cè)的方向中按照時(shí)間順序被布置。因此，將分別參考在從圖3的左上側(cè)到圖3的右 下側(cè)的方向中按照時(shí)間順序被布置作為第一狀態(tài)、第二狀態(tài)和第三狀態(tài)的三種狀態(tài)的半導(dǎo) 體電極12、以從圖的左上起的順序做出描述。 如圖3所示，在原料單元41具有第一圖案(在圖3中為空洞部分H4和空洞部分 H5)的形狀并且原料單元42具有與第一圖案不同的第二圖案(在圖3中為空洞部分He)的 形狀的情況中，原料單元41首先被放置在第一狀態(tài)的半導(dǎo)體電極12上。
然后，染料溶液S工和S2分別被注入通過(guò)步驟(1)到(3)得到的第一狀態(tài)的半導(dǎo)體 電極12上的5 X 5個(gè)正方形中位于與原料單元41中設(shè)置的空洞部分H4和空洞部分H5相對(duì) 應(yīng)的位置的、從圖中的左邊起的第一列和第二列的正方形以及從圖中的左邊起的第四列和 第五列的正方形中。更具體地，在原料單元41被壓合到半導(dǎo)體電極12上之后，向空洞部分 H4和空洞部分H5分別注入N719和黑色染料的染料溶液S工和S2，并且使其靜置24小時(shí)。這樣，與原料單元41的空洞部分H4和空洞部分H5相對(duì)應(yīng)的形狀的染料被吸附到半導(dǎo)體電極 12上。 然后，通過(guò)去除原料單元41，如在圖3的第二狀態(tài)中的半導(dǎo)體電極12中所示，通過(guò) 染料溶液S"染料被吸附在第一和第二列的正方形(通過(guò)圖中右下方向的陰影線(xiàn)表示的區(qū) 域)中，并且通過(guò)染料溶液S2，染料被吸附在第四和第五列的正方形(通過(guò)圖中左下方向的 陰影線(xiàn)表示的區(qū)域)中。此時(shí)，如從第二狀態(tài)的半導(dǎo)體電極12還可以理解的，沒(méi)有染料被 吸附到中間的第三列的正方形中。 接著，利用原料單元42，預(yù)定染料被吸附在半導(dǎo)體電極12中的中間的余下的第三 列上。具體地，在使用乙腈(acetonitrile)漂洗之后，原料單元42被壓合到半導(dǎo)體電極12 上。向空洞部分He注入D149的染料溶液S3，并且使其靜置24小時(shí)。這樣，與原料單元42 的空洞部分H6相對(duì)應(yīng)的形狀的染料被吸附到半導(dǎo)體電極12上。 然后，通過(guò)去除原料單元42，如在圖3的第三狀態(tài)中的半導(dǎo)體電極12中所示，通過(guò) 染料溶液S3，染料被吸附在第三列的正方形(通過(guò)圖中右下方向的稀疏陰影線(xiàn)表示的正方 形上的區(qū)域)中。也就是說(shuō)，通過(guò)使用原料單元41和原料單元42在兩個(gè)階段中的選擇性 染料吸附，得到了以三種不同染料上色的半導(dǎo)體電極12。 之后，通過(guò)UV硬化粘合劑將具有染料的半導(dǎo)體電極壓合到鉑金濺射而成的對(duì)向 電極并且通過(guò)與[第一實(shí)施例]類(lèi)似的方法(步驟(5) 、 (6)和(7))注入電解溶液。這樣， 染料敏化太陽(yáng)能電池就得到了 。 因此，當(dāng)染料被吸附時(shí)，不僅能夠一次使全部染料吸附，而且能夠在單獨(dú)階段中使 部分染料吸附。因此，即使在例如用于選擇性上色的部分彼此鄰近或者沒(méi)有被充分隔開(kāi)以 提供隔離壁的情況中，也可以如在[第四實(shí)施例]中那樣通過(guò)若干單獨(dú)階段中的吸附來(lái)容 易地執(zhí)行選擇性染料吸附。
第五實(shí)施例 在前面所述的[第一實(shí)施例]到[第四實(shí)施例]中，已經(jīng)對(duì)在通過(guò)[第一實(shí)施例] 中描述的步驟(1)到(3)制備的氧化鈦電極上執(zhí)行(4)染料吸附處理的步驟的示例做了描 述。然而，可以通過(guò)其它方法來(lái)制備氧化鈦電極。 具體地，在作為(4)染料吸附處理之前的步驟的步驟(1)到(3)中，以20wt^將商 用氧化鈦P25分散到Y(jié)-丁內(nèi)酯(gamma-butyrolactone)中，并且另外30wt^的聚偏氫氟 乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP， polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene)共聚物被 添加到氧化鈦中，在加熱到約6(TC時(shí)進(jìn)行攪拌。這樣，得到了均一的溶液。通過(guò)刮刀涂敷法 將此溶液施加到具有ITO的PEN基板上，并在12(TC烘干1小時(shí)。此外，利用輥壓機(jī)對(duì)此基 板施壓。這樣，在PEN基板上得到了 5cmX5cm的氧化鈦電極。 然后，通過(guò)例如類(lèi)似于前面的[第四實(shí)施例]的方法來(lái)處理此氧化鈦電極。這樣， 得到了以三種不同染料上色的氧化鈦電極。之后，通過(guò)類(lèi)似于[第一實(shí)施例]的方法(步 驟(5)、 (6)和(7))來(lái)處理氧化鈦電極。這樣，得到了染料敏化太陽(yáng)能電池。也就是，在此 [第五實(shí)施例]中，氧化鈦電極例如形成在諸如PEN基板的柔性基板上，并且因此可以制備 出提供更高柔性的染料敏化太陽(yáng)能電池。 如上所述，在制造染料敏化太陽(yáng)能電池的步驟(1)到(7)中的(4)染料吸附處理 中執(zhí)行在前面的[第一實(shí)施例]到[第五實(shí)施例]中描述的處理中的一種處理，并通過(guò)經(jīng)過(guò)這些步驟制造出了染料敏化太陽(yáng)能電池。 因此，根據(jù)本發(fā)明，在制造諸如染料敏化太陽(yáng)能電池等的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備中，當(dāng)向半 導(dǎo)體電極吸附染料時(shí)，能夠容易地執(zhí)行選擇性染料吸附。 應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的實(shí)施例不限于上述實(shí)施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的精神 的情況下做出多種改變。例如，實(shí)施例中所引用的數(shù)值、結(jié)構(gòu)、形狀、材料、原材料、處理等僅 僅是示例，并且按照需要可以使用與實(shí)施例中所引用的數(shù)值、結(jié)構(gòu)、形狀、材料、原材料、處 理不同的數(shù)值、結(jié)構(gòu)、形狀、材料、原材料、處理。 另外，雖然已經(jīng)以染料敏化太陽(yáng)能電池作為光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的示例描述了實(shí)施例， 但是本發(fā)明還可應(yīng)用于染料敏化型以外的太陽(yáng)能電池以及太陽(yáng)能電池以外的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明 11透明基板 到123和12半導(dǎo)體電極21原料單元 22粘合劑 31原料單元 32硅膠 41原料單元 42原料單元 Si到Ss染料溶液
&到H3中空部分^到h3空洞部分 H4到H6空洞部分
權(quán)利要求
一種制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法，所述方法包括如下步驟將具有預(yù)定形狀的隔離壁的隔離構(gòu)件置于用于光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體電極上，并且通過(guò)向由所述隔離壁分開(kāi)的各部分中放入不同染料溶液而使預(yù)定染料被吸附；并且在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，從所述隔離構(gòu)件去除在與所述各部分相對(duì)應(yīng)的預(yù)定區(qū)域中吸附有染料的半導(dǎo)體電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法， 其中，所述隔離構(gòu)件為具有底部的容器型形狀，并且在使染料被吸附的步驟中，在染料溶液被放入所述隔離構(gòu)件的各部分中之后，將半導(dǎo) 體電極置于所述隔離構(gòu)件的開(kāi)口側(cè)上，密封容器型的所述隔離構(gòu)件，倒置此狀態(tài)下的被密 封的所述隔離構(gòu)件，從而使染料被吸附在半導(dǎo)體電極上的預(yù)定區(qū)域中，所述預(yù)定區(qū)域與所 述各部分相對(duì)應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法， 其中，所述隔離構(gòu)件具有中空形狀，并且在使染料被吸附的步驟中，所述隔離構(gòu)件被置于半導(dǎo)體電極上，在所述隔離構(gòu)件的底 部是半導(dǎo)體電極的狀態(tài)中，從所述隔離構(gòu)件的開(kāi)口側(cè)注入染料溶液，從而使染料被吸附在 半導(dǎo)體電極上的預(yù)定區(qū)域中，所述預(yù)定區(qū)域與所述各部分相對(duì)應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法，其中，所述隔離構(gòu)件由具有第一部分的第一隔離構(gòu)件和具有與所述第一部分不同的第 二部分的第二隔離構(gòu)件形成，并且在使染料被吸附的步驟中，在通過(guò)所述第一隔離構(gòu)件使染料吸附在半導(dǎo)體電極上的第 一區(qū)域中之后，通過(guò)所述第二隔離構(gòu)件使染料吸附在半導(dǎo)體電極上與所述第一區(qū)域不同的 第二區(qū)域中，所述第一區(qū)域與所述第一部分相對(duì)應(yīng)，所述第二區(qū)域與所述第二部分相對(duì)應(yīng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法，其中，所述半導(dǎo)體電極和所述隔離構(gòu)件通過(guò)粘合劑彼此粘結(jié)，或者通過(guò)接合墊彼此壓裝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法，其中，所述半導(dǎo)體電極和所述隔離構(gòu)件通過(guò)在所述隔離構(gòu)件被密封的狀態(tài)中通過(guò)真空 泵對(duì)所述隔離構(gòu)件的內(nèi)部空間進(jìn)行減壓而彼此粘結(jié)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法， 其中，所述光電轉(zhuǎn)換設(shè)備是染料敏化太陽(yáng)能電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法，其中選擇性染料吸附可以容易地執(zhí)行。在染料吸附處理的步驟中，具有預(yù)定形狀的隔離壁的原料單元21被置于半導(dǎo)體電極121到123上，這些半導(dǎo)體電極是氧化鈦電極。原料單元21通過(guò)UV硬化粘合劑被壓合。通過(guò)將例如N719、黑色染料和D149的三種染料各自溶解到CH3CN/t-BuOH混合溶液中而得到的染料溶液S1到S3被放入通過(guò)隔離壁分開(kāi)的各部分中。原料單元21在此狀態(tài)中被倒置，并且被靜置24小時(shí)。然后，在經(jīng)過(guò)24小時(shí)后，粘合劑被去除。這樣，得到了具有與所述各部分相對(duì)應(yīng)并且以三種不同染料上色的區(qū)域的半導(dǎo)體電極121到123。本發(fā)明可應(yīng)用于制造染料敏化太陽(yáng)能電池的方法中。
文檔編號(hào)H01L31/04GK101785138SQ200980100176
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者多田圭志, 折橋正樹(shù), 朱誠(chéng), 米屋麗子, 諸岡正浩, 鈴木祐輔, 長(zhǎng)野安則, 高田晴美 申請(qǐng)人:索尼公司