JP2005216692A - Resin molding and its method of manufacture - Google Patents
Resin molding and its method of manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005216692A JP2005216692A JP2004022481A JP2004022481A JP2005216692A JP 2005216692 A JP2005216692 A JP 2005216692A JP 2004022481 A JP2004022481 A JP 2004022481A JP 2004022481 A JP2004022481 A JP 2004022481A JP 2005216692 A JP2005216692 A JP 2005216692A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent conductive
- conductive film
- sheet
- resin
- dye
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、透明導電膜を有する樹脂成形品およびその透明導電膜を利用した色素増感型太陽電池を有する樹脂成形品に関するものである。 The present invention relates to a resin molded product having a transparent conductive film and a resin molded product having a dye-sensitized solar cell using the transparent conductive film.
光を透過するとともに導電性を有する透明導電膜は、透明導電膜を光透過性の基材上に形成して太陽電池に電極として用いたり、液晶ディスプレイの電極、タッチパネルやELランプの電極など、多岐にわたって用いられている。 A transparent conductive film that transmits light and has conductivity is formed on a light-transmitting substrate and used as an electrode for a solar cell, an electrode for a liquid crystal display, an electrode for a touch panel, an EL lamp, etc. Widely used.
透明伝導膜には、様々なものがあり例えば、酸化インジウムスズ(ITO)やフッ素をドープした酸化スズ(FTO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化アルミニウムや酸化ガリウムを添加した酸化亜鉛などが挙げられる。 There are various kinds of transparent conductive films, such as indium tin oxide (ITO), tin oxide doped with fluorine (FTO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide doped with aluminum oxide or gallium oxide, and the like. It is done.
これらの透明導電膜はガラスや透光性樹脂の表面上に真空蒸着、スパッタリング、ゾル・ゲル法、クラスタービーム蒸着等によって形成され、特に真空蒸着が一般的である。 These transparent conductive films are formed on the surface of glass or translucent resin by vacuum deposition, sputtering, sol-gel method, cluster beam deposition or the like, and vacuum deposition is particularly common.
また近年、上記の透明導電膜を利用した太陽電池が注目を浴びている。この太陽電池は色素増感型太陽電池と呼ばれるもので、透光性の導電性薄膜上に酸化チタンなどの金属酸化物半導体を設けるとともにその金属酸化物半導体の表面に光を吸収して半導体に電子を与えることのできる色素を付着させて作用電極とし、この作用電極に相対向して導電性膜からなる対電極を設け、この電極間に電子の授受を行うための電解質を含有する電解質材料を充填してなるものである。 In recent years, solar cells using the transparent conductive film have attracted attention. This solar cell is called a dye-sensitized solar cell. A metal oxide semiconductor such as titanium oxide is provided on a light-transmitting conductive thin film, and light is absorbed on the surface of the metal oxide semiconductor to form a semiconductor. An electrolyte material containing an electrolyte for attaching a dye capable of giving electrons to form a working electrode, providing a counter electrode made of a conductive film opposite to the working electrode, and transferring electrons between the electrodes Is filled.
色素増感太陽電池に、光が照射されると、金属酸化物半導体表面に付着している色素が励起され、電子を金属酸化物半導体に半導体に供与することができる。また金属酸化物半導体は、この電子を授受することができ、この電子が回路を通って発光体や充電装置に送られる。発光体などに送られた電子は回路を通った後、対電極側に戻り、対電極で電解質を還元して系内に戻る。 When the dye-sensitized solar cell is irradiated with light, the dye attached to the surface of the metal oxide semiconductor is excited and electrons can be donated to the metal oxide semiconductor to the semiconductor. In addition, the metal oxide semiconductor can exchange these electrons, and the electrons are sent to the light emitter and the charging device through the circuit. The electrons sent to the illuminant and the like pass through the circuit, then return to the counter electrode side, reduce the electrolyte with the counter electrode, and return to the system.
この色素増感型太陽電池は太陽電池自身を樹脂製とすることもでき、その形状も自由に決めることができたり、電池を形成したあとに曲げ加工を施すことも可能であるなど、非常に形状に対して自由度が高い。また軽量化も図ることができる。 This dye-sensitized solar cell can be made of resin itself, its shape can be freely determined, and bending can be performed after the battery is formed. High degree of freedom for shape. Also, the weight can be reduced.
また、用いる材料も比較的安価であり、製造過程においてもシリコン系の太陽電池ではシリコンの精製などに莫大なエネルギーを必要とするが、色素増感太陽電池ではそのような過程はなく製造コストも比較的小さいため、コスト的にも優れている。 Also, the materials used are relatively inexpensive, and silicon-based solar cells also require enormous energy for the purification of silicon in the manufacturing process, but dye-sensitized solar cells do not have such a process and the manufacturing cost is also high. Since it is relatively small, it is excellent in terms of cost.
また、色素増感型太陽電池はシリコン系の太陽電池などに比べ、曇天時や室内使用時などの低照度時においても発電量の低下が小さい特長もあり、日照不足による発電量の不足などの心配もないなど、優れた特長を持っている。 In addition, dye-sensitized solar cells have a feature that the amount of power generation is less reduced even when the illumination is low, such as during cloudy weather or indoor use, compared to silicon-based solar cells. It has excellent features such as no worries.
しかしながら、上記の太陽電池やEL電極などに用いる透明導電膜は、一般的に工業的には蒸着などの方法で形成するため、シートやフィルム状または平板状などの限定された形状や大きさの物品にしか設けることができない。 However, since the transparent conductive film used for the above solar cell or EL electrode is generally formed by a method such as vapor deposition industrially, it has a limited shape or size such as a sheet, a film, or a flat plate. Can only be provided on goods.
また透明導電膜をフィルム上に形成して、他の物品上に貼り付けることによって、透明導電膜を様々な物品に形成させる方法も行われているが、フィルムと物品との密着性や粘着剤の変性などの問題や、気泡やシワなどが入らないようにするため高い貼り合わせ技術も必要となる。 In addition, a method of forming a transparent conductive film on various articles by forming a transparent conductive film on a film and pasting it on other articles is also performed. A high bonding technique is also required to prevent problems such as denaturation and air bubbles and wrinkles.
そこで本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、透明導電膜が形成された透明導電性シートを一体に成形することによって、透明導電膜を付与する物品の適用範囲を広げることができる製造方法およびそれにより形成された樹脂成形品、またそれを利用して太陽電池を設けた樹脂成形品およびその製造方法を提供せんとするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the scope of application of articles to which a transparent conductive film is imparted is expanded by integrally forming a transparent conductive sheet on which a transparent conductive film is formed. The present invention is to provide a production method capable of producing a resin, a resin molded product formed thereby, a resin molded product provided with a solar cell using the same, and a method for producing the same.
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわち光透過性の樹脂シートの片面に透明導電膜が形成された透明導電性シートを、合成樹脂からなる基材の表面に一体に形成したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, a transparent conductive sheet having a transparent conductive film formed on one side of a light-transmitting resin sheet is integrally formed on the surface of a base material made of synthetic resin.
光透過性の樹脂シートの片面に透明導電膜が形成された透明導電シートを、樹脂成形品を形成する際にその表面に一体にして成形品を形成するようにすれば、容易に樹脂成形品の表面に透明導電膜を設けることができる。その方法として、例えば、射出成形金型内の透明導電膜を設けたい場所に、導電膜を外側向けとなるように載置して、型閉めして金型内に樹脂を流し込み、射出成形品の表面にシートが一体成形されるようにしてもよい。 If a transparent conductive sheet having a transparent conductive film formed on one side of a light-transmitting resin sheet is formed integrally with the surface when forming the resin molded product, the molded product can be easily formed. A transparent conductive film can be provided on the surface. As a method for this, for example, the conductive film is placed on the outside where the transparent conductive film is to be provided in the injection mold, the mold is closed, the mold is closed, and the resin is poured into the mold. A sheet may be integrally formed on the surface.
このように透明導電性膜を有するシートを金型に挿入して射出成形品と一体に成形することによって、非常に簡単に物品の表面に透明導電膜を形成させることができる。この方法によれば、比較的複雑な形状のものにも透明導電膜を付与することもでき、また、必要な箇所のみにシートを挿入するようにすれば、物品の表面の一部のみに透明導電膜を形成することもできる。 Thus, by inserting a sheet having a transparent conductive film into a mold and molding it integrally with an injection molded product, the transparent conductive film can be formed on the surface of the article very easily. According to this method, a transparent conductive film can be applied even to a relatively complicated shape, and if a sheet is inserted only in a necessary portion, only a part of the surface of the article is transparent. A conductive film can also be formed.
また、透明導電膜を有するシートを、成形した物品に貼り合わせるのに比べても、本発明の方法によれば気泡も無く、シートにシワなども入らずに一体化でき、密着や外観も良好に一体化させることができる。また、作業工程も短縮できるとともに、シートを貼り合せる時のような熟練技術も不要である。 Also, compared to pasting a sheet having a transparent conductive film to a molded article, according to the method of the present invention, there is no air bubbles, the sheet can be integrated without wrinkles, and the adhesion and appearance are also good. Can be integrated. In addition, the work process can be shortened, and no skill is required as in the case of bonding sheets.
また、透明導電膜上に金属酸化物半導体が設けられるとともに前記金属酸化物半導体の表面に色素が付着されて色素増感型太陽電池の作用電極とし、前記作用電極に導電性薄膜からなる対電極が相対向して設けられるとともに相対向する電極間に電解質材料が充填されて色素増感型太陽電池が形成されたことを特徴とするものである。 Further, a metal oxide semiconductor is provided on the transparent conductive film, and a dye is attached to the surface of the metal oxide semiconductor to serve as a working electrode of a dye-sensitized solar cell. The working electrode is a counter electrode made of a conductive thin film. Are provided opposite to each other and an electrolyte material is filled between the opposing electrodes to form a dye-sensitized solar cell.
透明導電性膜を有するシートを合成樹脂からなる基材の表面に一体に形成し、その透明導電膜を利用して色素増感型太陽電池を成形品上に設けることができる。このようにすることによって、直接物品に太陽電池を設けることができる。従来であれば、太陽電池を物品に設ける場合、太陽電池モジュールを別に作成しておき、それを物品に取り付ける必要があったが、本発明においては、物品上に直接太陽電池を形成させることが可能である。 A sheet having a transparent conductive film can be integrally formed on the surface of a base material made of a synthetic resin, and a dye-sensitized solar cell can be provided on the molded article using the transparent conductive film. By doing in this way, a solar cell can be directly provided in an article. Conventionally, when a solar cell is provided on an article, a solar cell module must be prepared separately and attached to the article. In the present invention, a solar cell can be directly formed on an article. Is possible.
色素増感型太陽電池は、まず樹脂成形品表面の透明導電膜上に塗装や吹き付け、蒸着、圧着などの方法によって金属酸化物半導体を設け、含浸などによりその金属酸化物半導体の表面に色素を吸着させて作用電極が完成する。その上からもう一方の導電性薄膜からなる対電極を重ねて、電極間に電解質を含んだ電解質材料を充填させればよい。 In a dye-sensitized solar cell, first, a metal oxide semiconductor is provided on a transparent conductive film on the surface of a resin molded article by a method such as painting, spraying, vapor deposition, or pressure bonding, and the dye is applied to the surface of the metal oxide semiconductor by impregnation. The working electrode is completed by adsorption. A counter electrode made of the other conductive thin film is stacked on top of that, and an electrolyte material containing an electrolyte is filled between the electrodes.
また、光透過性の樹脂シートの片面に透明導電膜が形成された透明導電性シートを射出成形用金型内に載置し、射出成形により合成樹脂からなる基材を成型するとともにその表面に透明導電性シートを一体化することを特徴とするものである。 In addition, a transparent conductive sheet having a transparent conductive film formed on one side of a light-transmitting resin sheet is placed in an injection mold, and a base material made of synthetic resin is molded by injection molding on the surface. A transparent conductive sheet is integrated.
また、光透過性の樹脂シートの片面に透明導電膜が形成された透明導電性シートを射出成形用金型内に載置し、射出成形により合成樹脂からなる基材を成型するとともにその表面に透明導電性シートを一体化し、前記一体化された透明導電シート上の透明導電膜上に金属酸化物半導体を設けるとともに金属酸化物半導体の表面に色素を付着させて色素増感型太陽電池の作用電極を形成し、前記作用電極に相対向するように導電性薄膜からなる対電極を設けて、相対向する電極間に電解質材料を充填したことにより射出成形品の表面に色素増感型太陽電池を形成したことを特徴とするものである。 In addition, a transparent conductive sheet having a transparent conductive film formed on one side of a light-transmitting resin sheet is placed in an injection mold, and a base material made of synthetic resin is molded by injection molding on the surface. Operation of a dye-sensitized solar cell by integrating a transparent conductive sheet, providing a metal oxide semiconductor on the transparent conductive film on the integrated transparent conductive sheet, and attaching a dye to the surface of the metal oxide semiconductor A dye-sensitized solar cell is formed on the surface of an injection-molded product by forming an electrode, providing a counter electrode made of a conductive thin film so as to face the working electrode, and filling an electrolyte material between the facing electrodes Is formed.
また、光透過性の樹脂シートの片面に透明導電膜が形成されるとともに前記透明導電膜上に金属酸化物半導体が設けられた透明導電性シートを射出成形用金型内に載置し、射出成形により合成樹脂からなる基材を成型するとともにその表面に透明導電性シートを一体化し、前記透明導電性シート上の金属酸化物半導体の表面に色素を付着させて色素増感型太陽電池の作用電極を形成し、前記作用電極に相対向するように導電性薄膜からなる対電極を設けて、相対向する電極間に電解質材料を充填したことにより射出成形品の表面に色素増感型太陽電池を形成してもよい。 In addition, a transparent conductive film having a transparent conductive film formed on one side of a light-transmitting resin sheet and a metal oxide semiconductor provided on the transparent conductive film is placed in an injection mold and injected. A substrate made of synthetic resin is molded by molding, and a transparent conductive sheet is integrated on the surface, and a dye is attached to the surface of the metal oxide semiconductor on the transparent conductive sheet to function as a dye-sensitized solar cell. A dye-sensitized solar cell is formed on the surface of an injection-molded product by forming an electrode, providing a counter electrode made of a conductive thin film so as to face the working electrode, and filling an electrolyte material between the facing electrodes May be formed.
透明導電性膜を有するシートを合成樹脂からなる基材の表面に一体に形成することによって、非常に簡単に物品の表面に透明導電膜を形成させることができる。その方法として、透明導電性シートを射出成形用金型内に載置し、射出成形により合成樹脂からなる基材を成型するとともにその表面に透明導電性シートを一体化すればよい。この方法によれば、比較的複雑な形状のものにも透明導電膜を付与することもでき、また、必要な箇所のみにシートを挿入するようにすれば、物品の表面の一部のみに透明導電膜を形成することもできる。また、密着や外観も良好に一体化させることができ、作業工程も短縮できる。 By forming the sheet having the transparent conductive film integrally on the surface of the substrate made of synthetic resin, the transparent conductive film can be formed on the surface of the article very easily. As a method for this, a transparent conductive sheet is placed in an injection mold, a base material made of synthetic resin is molded by injection molding, and the transparent conductive sheet is integrated on the surface thereof. According to this method, a transparent conductive film can be applied even to a relatively complicated shape, and if a sheet is inserted only in a necessary portion, only a part of the surface of the article is transparent. A conductive film can also be formed. In addition, adhesion and appearance can be integrated well, and the work process can be shortened.
また、透明導電性膜を有するシートを金型に挿入して射出成形品と一体に成形し、その樹脂成形品表面の透明導電膜を利用して色素増感型太陽電池を成形品上に設けることによって、直接物品に太陽電池を設けることができる。 Also, a sheet having a transparent conductive film is inserted into a mold and molded integrally with an injection molded product, and a dye-sensitized solar cell is provided on the molded product using the transparent conductive film on the surface of the resin molded product. Thus, the solar cell can be directly provided on the article.
本発明に係わる実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。図1は本発明の樹脂成形品の一例を示した断面であって、透明導電膜を有するシートを射出成形品2と一体成形したものである。
Embodiments according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross section showing an example of a resin molded product of the present invention, in which a sheet having a transparent conductive film is integrally molded with an injection molded
図1aは、表面に透明導電膜を有した樹脂成形品の断面の模式図であって、透明導電膜11を表面に有した透明導電性シート1が合成樹脂からなる基材2と一体に形成されることによって、樹脂成形品の表面に透明導電膜を設けたものである。また、図1bは、合成樹脂からなる基材が曲面を有し、その曲面に透明導電膜を11を表面に有した透明導電性シート1が一体に形成された樹脂成形品3の断面の模式図である。
FIG. 1a is a schematic view of a cross section of a resin molded product having a transparent conductive film on the surface, and a transparent
これらの樹脂成形品は例えば図2に示される金型を用いて射出成形により形成されるとよい。すなわち、射出成形用の金型4内に透明導電膜11を表面に有した透明導電性シート1を載置して金型を型締めした後、金型に樹脂を流し込み、冷却した後、金型を開いて取り出すことによって、図1のようにシート1と樹脂からなる基材2とが一体化される。シートを金型に載置する時、シートを真空引きによって固定してもよい。
These resin molded products may be formed by injection molding using, for example, a mold shown in FIG. That is, after placing the transparent
透明導電膜を表面に有したシートの材質は、樹脂からなる基材の成形の際の熱に耐えられて一体に成形でき、表面に透明導電膜を設けることのできるものであれば、特に限定されるものではないが、例えばPET樹脂、PEN樹脂などのポリエステル樹脂フィルム、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。また、透明導電膜を有するシートの厚みは、特に限定されるものではないが、25μm〜1000μm程度のものが好適に用いられる。樹脂からなる基材と透明導電性シートとを一体に成形する際、シートと基材との密着性は成形時の熱による融着で得られるが、さらに密着性を向上させるために、予めシートの接着面に表面処理をおこなっておいてもよい。その密着性を向上させる表面処理には、例えばUV処理、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、火炎処理、サンディングなどの粗面化処理などが挙げられる。また、シートと樹脂からなる基材との間に接着性の樹脂層を設けて、密着性を向上することもできる。このとき、接着性樹脂として例えばエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリビニルブチラール、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等等を用いることができる。 The material of the sheet having the transparent conductive film on the surface is particularly limited as long as it can withstand the heat at the time of molding the base material made of resin and can be integrally molded, and can provide the transparent conductive film on the surface. For example, a polyester resin film such as PET resin or PEN resin, a polyolefin resin film such as polyethylene or polypropylene, a polycarbonate resin, a polyvinyl chloride resin, an acrylic resin, a polyamide resin, or a polyimide resin can be used. . The thickness of the sheet having the transparent conductive film is not particularly limited, but a sheet having a thickness of about 25 μm to 1000 μm is preferably used. When integrally forming a base material made of resin and a transparent conductive sheet, the adhesion between the sheet and the base material is obtained by fusing by heat during molding, but in order to further improve the adhesion, Surface treatment may be performed on the adhesive surface. Examples of the surface treatment for improving the adhesion include surface treatment such as UV treatment, corona discharge treatment, plasma discharge treatment, flame treatment, and sanding. Moreover, an adhesive resin layer may be provided between the sheet and the substrate made of resin to improve the adhesion. At this time, for example, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral, modified polyethylene, modified polypropylene, and the like can be used as the adhesive resin.
また、透明導電膜としては、例えばITO膜やFTO膜、酸化亜鉛膜等があり、その用途に合わせて選定すればよい。ITO膜は、透明でかつ導電性を有している。これは酸化インジウムと少量の酸化スズとからなる薄膜で、In3+の位置に置換したSn4+がキャリア電子を発生して導電性を示すものである。FTOは、酸化スズにフッ素をドープしたものである。また、酸化亜鉛膜は、酸化亜鉛に酸化アルミニウムや酸化ガリウムを添加したもので、若干抵抗は大きいが透明膜を形成できる。上記の膜をシート上に形成させる方法としては、例えば真空蒸着、スパッタリング、ゾル・ゲル法、クラスタービームによる蒸着などが挙げられる。 Moreover, as a transparent conductive film, there exist an ITO film | membrane, a FTO film | membrane, a zinc oxide film | membrane, etc., for example, What is necessary is just to select according to the use. The ITO film is transparent and conductive. This is a thin film composed of indium oxide and a small amount of tin oxide, and Sn4 + substituted at the In3 + position generates carrier electrons and exhibits conductivity. FTO is tin oxide doped with fluorine. Further, the zinc oxide film is obtained by adding aluminum oxide or gallium oxide to zinc oxide, and a transparent film can be formed although the resistance is slightly high. Examples of the method for forming the film on a sheet include vacuum deposition, sputtering, sol-gel method, and deposition by a cluster beam.
合成樹脂からなる基材に用いる樹脂は、その用途や耐久性などを考慮して選定すればよく、例えば、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、アクリル樹脂、PET樹脂やPEN樹脂などのポリエステル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリイミド樹脂などを用いることができる。 The resin used for the base material made of synthetic resin may be selected in consideration of its use and durability. For example, polyolefin resin such as polypropylene resin and polyethylene resin, acrylic resin, polyester such as PET resin and PEN resin, etc. Resin, ABS resin, polystyrene resin, ethylene vinyl acetate resin, polycarbonate resin, polymethylmethacrylic resin, methacrylic resin, polyamide, polyimide resin, and the like can be used.
次に、前記のようにして形成された表面に透明導電膜を有した樹脂成形品の透明導電膜を利用して、射出成形品表面に色素増感型太陽電池を形成した樹脂成形品の断面を示した模式図を図3に示す。 Next, using the transparent conductive film of the resin molded product having a transparent conductive film on the surface formed as described above, a cross section of the resin molded product in which the dye-sensitized solar cell is formed on the surface of the injection molded product FIG. 3 shows a schematic diagram showing the above.
透明導電膜11を表面に有した透明導電性シート1が合成樹脂からなる基材2と一体に成形された成形品の透明導電膜11上に金属酸化物半導体51が設けられる。この金属酸化物半導体51の表面に、光が照射されると励起して電子を金属酸化物半導体に供与することができる色素を付着させる。このように透明導電膜上に色素を付着させた金属酸化物微粒子を設けて色素増感型太陽電池の作用電極5とする。さらにこの作用電極5に対電極6を相対向するようにして設けて、作用電極5と対電極6との間に電解質材料7を充填する。対電極6には、導電性を有し、少なくとも表面に電解質の還元を助けるカソードとしての触媒機能を有するとともに電解質に侵されない導電性物質61を用いる。このようにして色素増感型太陽電池が射出成形品表面に形成される。
The
金属酸化物半導体は、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ストロンチウム、酸化インジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブテン、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化銀などや、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムなど、またこれらの混合物を用いることができ、化学安定性やコスト、発電の起電力を考慮すると酸化チタンを用いるのが好ましい。 Examples of metal oxide semiconductors include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, strontium oxide, indium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, and oxide. Molybdenum, iron oxide, nickel oxide, silver oxide, etc., strontium titanate, calcium titanate, etc., and mixtures thereof can be used, and titanium oxide is used in consideration of chemical stability, cost, and electromotive force of power generation. Is preferred.
またこのとき、酸化チタンは、その活性の高いアナターゼ型の酸化チタンが好ましい。導電性薄膜上の酸化チタンは、微粒子が積層されているとよく、このようになされていることによって、表面積が大きくなり、光の照射される面積が広いとともに、電解質との電子の授受も好適に行われる。このとき、酸化チタンは数十nm〜数百nm程度の微粒子であるとよい。また、粒径の異なる2種類以上の粒子を混在させてもよく、入射した光を好適に散乱させて効率良く光を吸収することが出来る。また、微粒子状でなく、直径が数nm〜数十nmの筒状のナノチューブ型酸化チタンを用いても表面積が広いため効率を上げることができる。 At this time, the titanium oxide is preferably anatase type titanium oxide having high activity. The titanium oxide on the conductive thin film is preferably laminated with fine particles. By doing so, the surface area becomes large, the area irradiated with light is wide, and the exchange of electrons with the electrolyte is also suitable. To be done. At this time, the titanium oxide is preferably fine particles of about several tens nm to several hundreds nm. Further, two or more kinds of particles having different particle diameters may be mixed, and incident light can be suitably scattered to absorb light efficiently. Further, even when a tubular nanotube type titanium oxide having a diameter of several nanometers to several tens of nanometers is used instead of fine particles, the efficiency can be increased because the surface area is large.
導電性薄膜上に酸化チタンの金属酸化物半導体を形成させる方法は、特に限定されるものではないが、たとえば酸化チタン微粉末を適当な溶媒に分散させて薄膜上に塗布して焼付けてもよいし、酸化チタン微粉末を高圧プレスにより融着させてもよい。またゾルーゲル法により、チタンアルコキシドを原料としたコーティング溶液を作成して塗布して焼付けすることによって成膜作成したり、チタンアルコキシドを原料としたゾルーゲル溶液を霧化するとともに熱をかけて、気中で微粒化し、それを電極に吹き付けて固定化させてもよい。また、金属酸化物半導体を形成させる対象物を予め加熱しておき、酸化チタン原料を含む溶液を噴霧して加熱基板上で酸化チタンを析出させるスプレー熱分解法(SPD法)を用いてもよい。 The method of forming the metal oxide semiconductor of titanium oxide on the conductive thin film is not particularly limited. For example, fine titanium oxide powder may be dispersed in an appropriate solvent and applied to the thin film and baked. The fine titanium oxide powder may be fused by a high pressure press. In addition, a coating solution made of titanium alkoxide as a raw material is created and applied and baked by the sol-gel method, or a sol-gel solution made of titanium alkoxide as a raw material is atomized and heated, May be atomized and sprayed onto the electrode to be fixed. Alternatively, a spray pyrolysis method (SPD method) may be used in which an object on which a metal oxide semiconductor is formed is heated in advance, and a solution containing a titanium oxide raw material is sprayed to deposit titanium oxide on a heating substrate. .
上記のように金属酸化物半導体層を形成した後、その金属酸化物半導体の表面に色素を吸着させる。吸着させる色素は、様々な色素が色素増感太陽電池用に提案されており、それらを用いることができる。例えば、金属錯体系ではルテニウム錯体系、コバルト錯体系、有機系色素ではシアニン系、メロシアニン系、フタロシアニン系、クマリン系、リボフラビン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系などのものがよく知られており、これらを用いることができ、特に金属錯体系であればルテニウム錯体、有機系ではメロシアニン系が好ましい。 After the metal oxide semiconductor layer is formed as described above, a dye is adsorbed on the surface of the metal oxide semiconductor. Various dyes have been proposed for dye-sensitized solar cells and can be used. For example, ruthenium complex system, cobalt complex system in metal complex system, cyanine system, merocyanine system, phthalocyanine system, coumarin system, riboflavin system, xanthene system, triphenylmethane system, etc. are well known, These can be used. In particular, ruthenium complexes are preferable for metal complex systems, and merocyanine systems are preferable for organic systems.
電解材料質も、様々な色素増感太陽電池用に提案されており、これらを用いることができる。一般なものとしては、ヨウ化リチウムとヨウ素と常温溶融塩のイミダゾリウム塩であるDMPImIを電解質とし、これらをメトキシアセトニトリルの溶媒に溶解させ、添加剤として電圧調整のための4−tert−ブチルピリジンを加えたものを電解質材料として用いられている。このほか、溶剤としてエチレンカーボネート等を配合しても良く、また、常温溶融塩として、MPrImIやMBuImIなどを用いてもよい。また、さらに希釈剤としてMEImBF4−を添加してもよい。 Electrolytic material quality has also been proposed for various dye-sensitized solar cells, and these can be used. As a general one, lithium iodide, iodine, and DMPImI which is an imidazolium salt of a room temperature molten salt are used as an electrolyte, and these are dissolved in a solvent of methoxyacetonitrile, and 4-tert-butylpyridine for voltage adjustment as an additive. Is used as an electrolyte material. In addition, ethylene carbonate or the like may be blended as a solvent, and MPrImI or MBuImI may be used as a room temperature molten salt. Further, MEImBF4- may be added as a diluent.
また、上記の電解質材料にポリマー化剤を加えゲル化させるようにすると、太陽電池からの電解質材料の液もれなどの事故を未然に防ぐことができる。 また、電解質材料として、固体電解質材料であるCuIを用いることもできる。 Moreover, when a polymerizing agent is added to the above electrolyte material to cause gelation, accidents such as leakage of the electrolyte material from the solar cell can be prevented in advance. Moreover, CuI which is a solid electrolyte material can also be used as an electrolyte material.
対電極は、電解質の還元を助けるカソードとしての触媒機能を有するとともに電解質に侵されない導電性の物質を少なくとも表面に有するものであればよく、例えば白金などの金属シートをそのまま対電極として用いてもよいし、ITOやFTO膜などの導電膜上に白金やカーボン、カーボンナノチューブなどを付着させたものを用いてもよい。 The counter electrode only needs to have a catalytic function as a cathode that assists in the reduction of the electrolyte and at least the surface of a conductive substance that is not affected by the electrolyte. For example, a metal sheet such as platinum can be used as it is as the counter electrode. Alternatively, a material obtained by attaching platinum, carbon, carbon nanotube, or the like on a conductive film such as an ITO or FTO film may be used.
本発明の色素増感型太陽電池を有する樹脂成形品を用いた製品の模式図を図4に示す。図4では、太陽電池を有した樹脂成形品3が製品の一部に使われており、図に示すように色素増感太陽電池8は樹脂成形品の裏側bになるように設けられている。したがって、
太陽光aは合成樹脂からなる基材2を透過して、金属酸化物半導体表面色素に照射され、この場合、樹脂成形品2を形成する樹脂は透光性のものがよい。また、図とは異なり、太陽電池8が製品の外表面に位置するように設けられてもよいが、太陽電池の耐候性などを考慮すると成形品の裏側に設けるのが好ましい。
FIG. 4 shows a schematic diagram of a product using a resin molded product having the dye-sensitized solar cell of the present invention. In FIG. 4, the resin molded product 3 having a solar cell is used as a part of the product, and as shown in the figure, the dye-sensitized solar cell 8 is provided so as to be the back side b of the resin molded product. . Therefore,
Sunlight a passes through the
色素に太陽光が照射されると、色素はその光エネルギーを吸収し、電子を金属酸化物半導体に供与する。このとき色素は電子を電解質から取り出すため、電解質は酸化される。色素から供与された電子は、半導体に授受されて外部回路へ送り出される。作用電極5から送り出され、外部回路を通った電子は対電極6に戻り、カソードとしての触媒機能を有する物質61上で、電解質を還元して系内へ電子が戻る。このようにして一連の電気回路が出来上がる。
When the dye is irradiated with sunlight, the dye absorbs its light energy and donates electrons to the metal oxide semiconductor. At this time, since the dye extracts electrons from the electrolyte, the electrolyte is oxidized. The electrons donated from the dye are transferred to the semiconductor and sent to an external circuit. The electrons sent out from the working
また、色素増感型太陽電池を樹脂成形体に設ける場合、透明導電膜を有するシート上に予め金属酸化物半導体または金属酸化物半導体の原料組成物を設けておき、前記シートを金型に挿入して射出成形により一体に成形するようにしてもよい。このとき、シート上に金属酸化物半導体の原料組成物を設ける場合は、射出成形時の熱により原料から金属酸化物半導体が形成されるようにすることができ、シートの一体化と金属酸化物半導体の形成とを同時に行うことができる。 In addition, when a dye-sensitized solar cell is provided on a resin molded body, a metal oxide semiconductor or a raw material composition of a metal oxide semiconductor is previously provided on a sheet having a transparent conductive film, and the sheet is inserted into a mold. And you may make it shape | mold integrally by injection molding. At this time, when providing the raw material composition of the metal oxide semiconductor on the sheet, the metal oxide semiconductor can be formed from the raw material by the heat at the time of injection molding, and the integration of the sheet and the metal oxide The formation of the semiconductor can be performed simultaneously.
1 透明導電性シート
11 透明導電膜
2 合成樹脂からなる基材
3 樹脂成形品
4 金型
5 作用電極
51 金属酸化物半導体
6 対電極
61 導電性物質
62 導電膜
7 電解質材料
8 色素増感太陽電池部分
9 樹脂成形品を用いた製品
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004022481A JP4575676B2 (en) | 2004-01-30 | 2004-01-30 | Manufacturing method of resin molded products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004022481A JP4575676B2 (en) | 2004-01-30 | 2004-01-30 | Manufacturing method of resin molded products |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005216692A true JP2005216692A (en) | 2005-08-11 |
JP4575676B2 JP4575676B2 (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=34905805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004022481A Expired - Fee Related JP4575676B2 (en) | 2004-01-30 | 2004-01-30 | Manufacturing method of resin molded products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4575676B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006202721A (en) * | 2004-12-22 | 2006-08-03 | Fujikura Ltd | Counter electrode for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61269125A (en) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Transparent conductive film having polarizer |
JPH0266518A (en) * | 1988-09-01 | 1990-03-06 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Phase film integrated type transparent conductive film |
JP2000294042A (en) * | 1999-04-09 | 2000-10-20 | Tosoh Corp | Transparent sheet |
JP2001160426A (en) * | 1999-09-24 | 2001-06-12 | Toshiba Corp | Dye-sensitization type solar battery, its manufacturing method and portable equipment using the same |
JP2002093472A (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | Vehicle power supply |
JP2003151357A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | Bridgestone Corp | Transparent conducting plate, its manufacturing method and touch panel |
-
2004
- 2004-01-30 JP JP2004022481A patent/JP4575676B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61269125A (en) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Transparent conductive film having polarizer |
JPH0266518A (en) * | 1988-09-01 | 1990-03-06 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Phase film integrated type transparent conductive film |
JP2000294042A (en) * | 1999-04-09 | 2000-10-20 | Tosoh Corp | Transparent sheet |
JP2001160426A (en) * | 1999-09-24 | 2001-06-12 | Toshiba Corp | Dye-sensitization type solar battery, its manufacturing method and portable equipment using the same |
JP2002093472A (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | Vehicle power supply |
JP2003151357A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | Bridgestone Corp | Transparent conducting plate, its manufacturing method and touch panel |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006202721A (en) * | 2004-12-22 | 2006-08-03 | Fujikura Ltd | Counter electrode for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4575676B2 (en) | 2010-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007134328A (en) | Solar cell and its manufacturing method | |
US20070068569A1 (en) | Tandem photovoltaic device and fabrication method thereof | |
KR101144038B1 (en) | Curved dye-sensitized solar cell and method for manufacturing the same | |
KR20070059794A (en) | Method for preparing a flexible semiconductor electrode, semiconductor electrode prepared by the same and solar cell using the same | |
JP2002184475A (en) | Method of manufacturing semiconductor electrode and photochemical battery | |
JP2009245782A (en) | Dye-sensitized solar cell | |
CN109166731A (en) | Dye-sensitized solar cells and preparation method thereof | |
JP2011165469A (en) | Semiconductor electrode layer, method of manufacturing the same, and electrochemical device | |
US20100101645A1 (en) | Electrode of dye-sensitized solar cell, manufacturing method thereof and dye-sensitized solar cell | |
EP2394281A2 (en) | Dye-sensitised solar cells | |
JP4575676B2 (en) | Manufacturing method of resin molded products | |
JP2007311243A (en) | Action electrode and photoelectric conversion element | |
JP4848666B2 (en) | Oxide semiconductor electrode transfer material, dye-sensitized solar cell substrate, dye-sensitized solar cell, and methods for producing the same | |
KR101538640B1 (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, manufacturing method thereof and dye-sensitized solar cell using the same | |
TWI500176B (en) | Metal flexible dye-sensitized solar cell using double coating metal substrate and manufacturing method thereof | |
JP2004349129A (en) | Dye-sensitized solar cell | |
TWI500175B (en) | Metal flexible dye-sensitized solar cell and manufacturing method thereof | |
CN100524939C (en) | Laminated film for dye-sensitized solar cell, electrode for dye-sensitized solar cell and process for producing the same | |
JP2009238484A (en) | Method of manufacturing sheet with solar cell, and molding with solar cell | |
JP2005293863A (en) | Solar cell | |
JP3918396B2 (en) | Semiconductor, semiconductor manufacturing method and solar cell | |
JP2018037554A (en) | Photoelectric conversion element | |
KR101422509B1 (en) | Metal flexible dye-sensitized solar cell with texturing azo glass transparent electrode and manufacturing method thereof | |
JP5396757B2 (en) | Coating composition for forming electron reducing layer and method for forming electron reducing layer | |
JP2005293862A (en) | Solar cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060926 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100209 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100326 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100420 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100609 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100810 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100820 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4575676 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140827 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |