NL1009432C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een vloeistofhoudend foto-voltaïsch element en volgens deze werkwijze vervaardigd element. - Google Patents

Description

WERWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN EEN VLOEISTOFHOUDEND FOTO-VOLTAÏSCH ELEMENT EN VOLGENS DEZE WERKWIJZE VERVAARDIGD ELEMENT

De uitvinding heeft betrekking op werkwijze voor het vervaardigen van een foto-voltaïsch element dat een gelaagde structuur omvat van ten minste een eerste elektrisch geleidende laag, een op de eerste elektrisch geleidende laag 5 gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide- halfgeleidermateriaal, een tweede elektrisch geleidende laag, en een tussen de laag halfgeleidermateriaal en de tweede elektrisch geleidende laag gehouden elektrolytische vloeistof, waarbij ten minste een van de elektrisch 10 geleidende lagen transparant is en gedeponeerd is op een transparant substraat, welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van een op een eerste elektrische geleidende laag gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide-halfgeleidermateriaal en van een elektrisch geleidende laag, 15 (ii) het op de eerste geleidende laag of tweede geleidende laag aanbrengen van een thermoplastisch kleefstofmateriaal in een zodanige vorm dat dit een de gedeponeerde laag halfgeleidermateriaal in omtreksrichting begrenzende randzone verschaft, en 20 (iii) het aanbrengen van de tweede respectievelijk de eerste elektrisch geleidende laag over de genoemde randzone, waarbij het kleefstofmateriaal op die randzone en de daardoor begrensde laag halfgeleidermateriaal tussen de eerste en de tweede elektrisch geleidende laag worden opgenomen.

25 Een dergelijke werkwijze is in het bijzonder van belang voor de vervaardiging van zogeheten en op zich bekende kleurstof-gesensibiliseerde titaandioxide-zonnecellen. Bij deze zonnecellen wordt de foto-elektrode bijvoorbeeld gevormd door een foto-actieve laag van nanokristallijn titaandioxide, 30 voorzien van een organische kleurstof-sensibilisator, gedeponeerd op een transparante eerste geleidende coatinglaag op een eerste glassubstraat. De tegenelektrode wordt 1009432 2 bijvoorbeeld gevormd door een van een tweede geleidende coating voorzien tweede glassubstraat. Het eerste en tweede glassubstraat zijn met behulp van een geschikte kleefstof met elkaar verbonden, waarbij tussen de titaandioxidelaag en het 5 tweede glassubstraat een met een elektrolytische vloeistof gevulde ruimte is gevormd. Eveneens bekend zijn kleurstof-gesensibiliseerde titaandioxide-zonnecellen waarin in plaats van glassubstraten substraten van een polymeerfolie worden toegepast, waarmee een flexibele zonnecel wordt verkregen.

10 Uit de internationale octrooiaanvrage WO 97/15959 is een werkwijze bekend voor het vervaardigen van een foto-voltaïsche cel, welke cel een werkelektrode en een tegenelektrode omvat die zijn gevormd op flexibele polymeersubstraten. De werkelektrode omvat een elektrisch 15 geleidende film, een halfgeleidermateriaal en een elektrolyt. De tegenelektrode bestaat uit een flexibel substraat, een katalysator en een afdichtframe.

Volgens deze bekende werkwijze worden de werkelektrode en de tegenelektrode gemaakt op linten van een geschikte 20 polymeer, waarbij op een van deze linten afdichtframes van een thermoplastische kleefstof zijn aangebracht. De linten worden worden geleid tussen twee verwarmde drukrollen, waarboven een doseerinrichting is opgesteld die in overmaat elektrolyt aanvoert, die wordt opgevangen in de door de twee 25 linten in de drukrollen begrensde ruimte. Tijdens het contact met de drukrollen smelten de afdichtframes, en wordt elektrolyt opgesloten in ruimtes die telkens worden begrensd door op een werkelektrode op het ene lint en een corresponderende tegenelektrode op het andere lint, en door 30 de afdichtframes waarmee beide linten aan elkaar worden gehecht.

Aan de bekende werkwijze is het nadeel verbonden dat voor het afdichten van de foto-voltaische cel het gehele oppervlak daarvan wordt verhit, hetgeen een nadelige invloed op de 35 werking van deze cel kan hebben, in het bijzonder wanneer het een cel betreft waarin op de werkelektrode nog een organische kleurstof-sensibilisator is aangebracht of wanneer de tweede Ί 0 ü 9 4 3 2 3 elektrisch geleidende laag is voorzien van een katalysator die de overdracht van ladingsdragers tussen elektrolyt en tweede elektrische geleider moet bevorderen. Verhitting van een organische kleurstof-sensibilisator of een katalysator 5 kan tot modificatie van deze stoffen en dus tot een afname van de met die stoffen beoogde werking leiden.

Een ander nadeel van het afdichten van een foto-voltaïsche cel volgens de bekende werkwijze is een gevolg van het wegvallen van de druk op de gelaagde structuur van de cel 10 wanneer de twee aan elkaar gehechte linten met de daarop aangebrachte werkelektrode en tegenelektrode uit de drukrollen worden gedreven, op welk moment de verwarmde elektrolyt tussen de beide elektroden een overdruk in het inwendige van de cel en daarmee een spanning op de 15 afdichtranden van de cel veroorzaakt.

Nog een nadeel van de bekende werkwijze voor het afdichten van een foto-voltaische cel is dat deze ongeschikt is voor het afdichten van een cel waarvan de structuur ten minste een niet-flexibele laag omvat: een dergelijke niet-20 flexibele laag is niet bestand tegen het transport tussen twee drukrollen door.

Het is een doel van de uitvinding een werkwijze voor te stellen voor het afdichten van een foto-voltaisch element die geen nadelige werking heeft op de beoogde werking van dat 25 element, die geen overdruk in het inwendige van dat element veroorzaakt, en die geschikt is voor het afdichten van een foto-voltaisch element waarvan de structuur ten minste een niet-flexibele laag omvat.

Deze doelen worden bereikt, en andere voordelen worden 30 gerealiseerd, met een werkwijze van de in de aanhef omschreven soort, welke werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordt gekenmerkt door de stappen van achtereenvolgens (iv) het lokaal verhitten van tenminste een eerste 35 gedeelte van de randzone en het simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van dat eerste gedeelte voor het daar doen hechten van de kleefstof met de eerste en tweede 1009432 4 geleidende laag, voor het vormen van een ruimte die gedeeltelijk wordt begrensd door de laag halfgeleidermateriaal, het eerste gedeelte van de randzone en de tweede elektrisch geleidende laag, 5 (v) het inbrengen van een elektrolytische vloeistof in de gedeeltelijk begrensde ruimte, in een zodanige hoeveelheid dat de tweede elektrisch geleidende laag door die vloeistof ruimtelijk wordt gescheiden van de laag halfgeleidermateriaal, en 10 (vi) het lokaal verhitten van het nog niet in de vierde stap (iv) verhitte resterende gedeelte van de randzone en het simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van dat resterende gedeelte voor het daar doen hechten van de kleefstof met de eerste en tweede geleidende laag en het 15 opsluiten van de vloeistof in een ruimte die geheel wordt begrensd door de laag halfgeleidermateriaal, de randzone en de tweede elektrisch geleidende laag.

In de vierde stap (iv) van de werkwijze volgens de uitvinding worden twee lagen met respectievelijk een 20 werkelektrode en een tegenelektrode gedeeltelijk met elkaar verbonden langs een eerste gedeelte van een randzone die de laag halfgeleidermateriaal omsluit, op zodanige wijze dat een ruimte wordt gevormd voor het daarin opnemen van een elektrolyt. In de vijfde stap (v) van de werkwijze wordt 25 vervolgens deze elektrolyt in genoemde ruimte opgenomen, waarna in de zesde stap (vi) de genoemde ruimte geheel wordt afgesloten door het verbinden van de twee lagen langs het resterende gedeelte van de randzone.

Doordat de randzone lokaal wordt verhit, wordt het 30 materiaal van het actieve gedeelte van de foto-voltaische cel niet verhit, zodat dit materiaal niet degradeert en de beoogde werking ervan niet vermindert, terwijl evenmin een inwendige druk in de cel wordt opgebouwd, zodat gevormde afdichtranden spanningsvrij kunnen afkoelen.

35 Met een geschikt gekozen thermoplastische kleefstof is het mogelijk een vocht- en luchtdichte afdichtrand te maken in een door elektrolyt nat geworden gedeelte van een foto- ' ï u 9 4 3 2 5 voltaïsche cel, door de elektrolyt door het uitoefenen van druk te verdringen en door het verhogen van de temperatuur een goede hechting tussen de te verbinden delen van de cel ter plaatse tot stand te brengen. Derhalve worden in een 5 voordelige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding de vijfde stap (v) en de zesde stap (vi) simultaan uitgevoerd, opdat de productietijd van een cel kan worden verkort en de productiekosten dienovereenkomstig worden verlaagd.

10 Het afdichten van een zonnecel door lokale verhitting van tenminste een gedeelte van een randzone is overeenkomstig de uitvinding ook toepasbaar bij een zonnecel waarbij de elektrolytische vloeistof een zodanig hoge viscositeit heeft, dat de vloeistof als laag van een elektrolytisch medium op 15 een laag halfgeleidermateriaal is opgebracht.

De uitvinding heeft dan ook voorts betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een foto-voltaïsch element dat een gelaagde structuur omvat van ten minste een eerste elektrisch geleidende laag, een op de eerste 20 elektrisch geleidende laag gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide-halfgeleidermateriaal, een tweede elektrisch geleidende laag, en een tussen de laag halfgeleidermateriaal en de tweede elektrisch geleidende laag gehouden elektrolytisch medium, waarbij ten minste een van de 25 elektrisch geleidende lagen transparant is en gedeponeerd is op een transparant substraat, welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van een op een eerste elektrisch geleidende laag gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide- 30 halfgeleidermateriaal, op welke laag halfgeleidermateriaal een laag van een elektrolytisch medium is aangebracht, en het verschaffen van een tweede elektrisch geleidende laag, (ii) het op de eerste geleidende laag of tweede geleidende laag aanbrengen van een thermoplastisch 35 kleefstofmateriaal in een zodanige vorm dat dit een randzone verschaft die de gedeponeerde laag halfgeleidermateriaal en het daarop aangebrachte elektrolytische medium in Ί u υ 9 4 3 2 6 omtreksrichting begrenst, en (iii) het aanbrengen van de tweede respectievelijk de eerste elektrisch geleidende laag over de genoemde randzone, waarbij het kleefstofmateriaal op die randzone en de daardoor 5 begrensde laag halfgeleidermateriaal en het daarop aangebrachte elektrolytische medium tussen de eerste en de tweede elektrisch geleidende laag worden opgenomen, welke werkwijze wordt gekenmerkt door de stap van (iv) het lokaal verhitten van de randzone en het 10 simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van die randzone voor het daar doen hechten van de kleefstof met de eerste en tweede geleidende laag, voor het opsluiten van het elektrolytische medium in een ruimte die geheel wordt begrensd door de laag halfgeleidermateriaal (14), de randzone 15 (3') en de tweede elektrisch geleidende laag (18, 27).

Het afdichten van een zonnecel door lokale verhitting van tenminste een gedeelte van een randzone is overeenkomstig de uitvinding ook toepasbaar bij een zonnecel waarbij de elektrolytische vloeistof een zodanig hoge viscositeit heeft, 20 dat de vloeistof als laag van een elektrolytisch medium op een laag halfgeleidermateriaal is opgebracht.

Het afdichten van een zonnecel door lokale verhitting van tenminste een gedeelte van een randzone is overeenkomstig de uitvinding ook toepasbaar bij een zonnecel waarbij de 25 elektrolytische vloeistof in een laag halfgeleidermateriaal is opgenomen.

De uitvinding heeft dan ook voorts betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een foto-voltaïsch element dat een gelaagde structuur omvat van ten minste een 30 eerste elektrisch geleidende laag, een op de eerste elektrisch geleidende laag gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide-halfgeleidermateriaal, een tweede elektrisch geleidende laag, en een in de laag halfgeleidermateriaal opgenomen elektrolytisch medium, waarbij ten minste een van 35 de elektrisch geleidende lagen transparant is en gedeponeerd is op een transparant substraat, welke werkwijze de stappen omvat van 1 0 0 9 4 3 2 7 (i) het verschaffen van een op een eerste elektrisch geleidende laag gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide-halfgeleidermateriaal, in welke laag halfgeleidermateriaal een elektrolytisch medium is opgenomen, en het verschaffen 5 van een tweede elektrisch geleidende laag, (ii) het op de eerste geleidende laag of tweede geleidende laag aanbrengen van een thermoplastisch kleefstofmateriaal in een zodanige vorm dat dit een randzone verschaft die de gedeponeerde laag halfgeleidermateriaal en 10 het daarin opgenomen elektrlolytische medium in omtreksrichting begrenst, en (iii) het aanbrengen van de tweede respectievelijk de eerste elektrisch geleidende laag over de genoemde randzone, waarbij het kleefstofmateriaal op die randzone en de daardoor 15 begrensde laag halfgeleidermateriaal en het daarin opgenomen elektrolytische medium tussen de eerste en de tweede elektrisch geleidende laag worden opgenomen, welke werkwijze wordt gekenmerkt door de stap van (iv) het lokaal verhitten van de randzone en het 20 simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van die randzone voor het daar doen hechten van de kleefstof met de eerste en tweede geleidende laag, voor het opsluiten van de laag halfgeleidermateriaal en het daarin opgenomen elektrolytische medium in een ruimte die geheel wordt 25 begrensd door de eerste elektrisch geleidende laag, de randzone en de tweede elektrisch geleidende laag.

Het in de tweede stap (ii) aan te brengen thermoplastische kleefstofmateriaal is bijvoorbeeld een overeenkomstig de randzone gevormd folie van een 30 thermoplastisch polymeermateriaal.

In weer een uitvoeringsvorm wordt het lokaal verhitten in de vierde (iv) en zesde (vi) stap uitgevoerd met behulp van een van een temperatuurregeling voorziene stempelinrichting.

Een voorbeeld van een dergelijke stempelinrichting is een 35 onder de naam thermode commercieel verkrijgbaar apparaat, waarvan het belangrijkste onderdeel een metalen stempel is dat met een nauwkeuring geregelde druk op een oppervlak kan j ü 0 9 4 3 2 8 worden neergelaten, en waarvan de temperatuur nauwkeurig regelbaar is.

De uitvinding betreft voorts volgens de hierboven beschreven werkwijze vervaardigde foto-voltaïsche elementen.

5 In een uitvoeringsvorm van een foto-voltaïsch element volgens de uitvinding is de ten minste ene transparante elektrisch geleidende laag gedeponeerd op een folie van transparant kunststofmateriaal.

Doordat de werkwijze volgens de uitvinding niet is 10 beperkt tot de vervaardiging van foto-voltaïsche cellen met een gelaagde structuur van uitsluitend flexibele lagen, is in een andere uitvoeringsvorm van een foto-voltaïsch element volgens de uitvinding de ten minste ene transparante elektrisch geleidende laag gedeponeerd op een glassubstraat. 15 In weer een uitvoeringsvorm van een foto-voltaïsch element volgens de uitvinding is de laag halfgeleidermateriaal gedeponeerd op een transparant substraat en is de tweede elektrisch geleidende laag een metaallaag, bijvoorbeeld een dun metalen folie.

20 In een volgende uitvoeringsvorm van een foto-voltaïsch element volgens de uitvinding is de laag halfgeleidermatriaal gedeponeerd op een metalen substraat, bijvoorbeeld in hoofdzaak een zinkfolie of een titaanfolie, en is de tweede elektrisch geleidende laag transparant en is deze gedeponeerd 25 op een transparant substraat.

In weer een volgende uitvoeringsvorm van een foto-voltaïsch element volgens de uitvinding omvat het transparante substraat een folie van kunststofmateriaal.

In het nu volgende zal de uitvinding worden toegelicht 30 aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen.

In de tekeningen tonen

Fig. 1-4 een schematische weergave van de achtereenvolgende stappen in een werkwijze voor het 35 vervaardigen van een zonnecel volgens de uitvinding,

Fig. 5 een bovenaanzicht van enkele op een lintvormig substraat aangebrachte zonnecellen volgens de uitvinding in i y ü 9 4 3 2 9 een fase voorafgaand aan het opsluiten van de elektrolytische vloeistof in de afzonderlijk cellen,

Fig. 6 een perspectivisch aanzicht van een op een substraat met zonnecellen geplaatste thermode voor het 5 afdichten van die cellen,

Fig. 7 een grafische voorstelling van het de temperatuur en de aandrukkracht van de in Fig. 6 getoonde thermode als functie van de tijd tijdens het afdichten van een zonnecel, Fig. 8 in dwarsdoorsnede een eerste uitvoeringsvorm van 10 een volgens de uitgevonden werkwijze vervaardigde zonnecel, Fig. 9 in dwarsdoorsnede een tweede uitvoeringsvorm van een volgens de uitgevonden werkwijze vervaardigde zonnecel, Fig. 10 in dwarsdoorsnede een derde uitvoeringsvorm van een volgens de uitgevonden werkwijze vervaardigde zonnecel, 15 Fig. 11 in dwarsdoorsnede een vierde uitvoeringsvorm van een volgens de uitgevonden werkwijze vervaardigde zonnecel, Fig. 12 in "plofaanzicht" een schematische weergave van een werkwijze voor het vervaardigen van een vijfde uitvoeringsvorm van een zonnecel, en 20 Fig. 13 in "plofaanzicht" een schematische weergave van een werkwijze voor het vervaardigen van een zesde uitvoeringsvorm van een zonnecel.

Overeenkomstige onderdelen in de figuren worden door dezelfde verwijzingsgetallen aangeduid.

25 Fig. 1(a) toont in bovenaanzicht een flexibel substraat 1 van een transparante kunststof, voorzien van een transparante elektrisch geleidende laag, en een op dat substraat gedeponeerde laag 2 actief materiaal, bijvoorbeeld titaandioxide (Ti02) , voorzien van een organische 30 kleurstofsensibilisator. Op het substraat 1 wordt rondom de laag actief materiaal 2 een passepartout 3 (Fig. 1(b)) van een heet-smeltend folie gelegd, bijvoorbeeld een door Du Pont onder de merknaam Surlyn® commercieel aangeboden polymeer (Fig. 1 (c)).

35 Over substraat 1 en passepartout 3, in doorsnede volgens de lijn Ila-IIa in Fig. 1(c) getoond in Fig. 2(a), wordt een tweede elektrisch geleidende laag 4 (Fig. 2(b)) aangebracht 1009432 10 (Fig. 2(c)). Deze tweede laag 4 kan, in een zonnecel met een flexibel transparant substraat 1, zowel een op een transparante starre of flexibele laag gedeponeerde geleider zijn of bestaan uit een starre of flexibele laag geleidend 5 materiaal.

Het samenstel van substraat 1 en de tweede geleidende laag 4 worden in een eerste afdichtstap gedeeltelijk met elkaar verbonden door met een thermode 5 (Fig. 3(a)) enkele randen van de passepartout 3 onder druk te verwarmen, waarbij 10 randen 3' van gesmolten kleefstofmateriaal een vloeistofdichte hechting van substraat 1 en geleidende laag 4 vormen.

In een volgende stap (Fig. 4, getoond in bovenaanzicht) wordt de cel via een opening tussen substraat 1 en laag 4 15 over een nog niet verlijmde rand 3 van de passepartout gevuld met elektrolytische vloeistof (voorgesteld door de pijl 6), waarna met de thermode de laatste rand 3 onder druk wordt verwarmd, zodat een geheel vloeistofdichte cel wordt verkregen.

20 Fig. 5 toont een lintvormig flexibel substraat 1 van een transparante kunststof, voorzien van een transparante elektrisch geleidende laag, en op dat substraat gedeponeerde gebieden 2 van actief materiaal. Op het substraat 1 is rondom de gebieden actief materiaal 2 een passepartout 3, 3' van een 25 heet-smeltend folie aangebracht, over substraat 1 en passepartout 3, 3' is een flexibele lintvormig folie gedeponeerd dat aan de naar het substraat gerichte zijde voorzien is van een elektrisch geleidende laag. De passepartout 3, 3' heeft de vorm van een ladder, waarvan de 30 "stijlen" 3' onder druk met een thermode zijn verwarmd geweest en thans een vloeistofdichte hechting tussen het substraat 1 en het daarop aangebrachte lintvormige folie vormen, en waarvan de "sporten" 3 nog niet verwarmd zijn geweest. Substraat 1 en het daarmee door de stijlen 3' van de 35 passepartout verbonden folie vormen aldus een langwerpig kanaal, dat via een opening met een elektrolytische vloeistof kan worden gevuld (voorgesteld door de pijl 6), waarbij lucht 10 OS 43 2 11 via de andere opening gemakkelijk kan ontsnappen (voorgesteld door de pijl 7). Nadat aldus het volledige kanaal met elektrolyt is gevuld, worden de respectieve zonnecellen gesloten door met een thermode de "sporten" 3 van de 5 laddervormige passepartout achtereenvolgens onder druk te verwarmen.

Fig. 6 toont een op een gelaagde structuur 8 van een substraat met zonnecellen geplaatste thermode 5 voor het afdichten van die cellen. De thermode 5 omvat in hoofdzaak 10 een metalen strook met een vlakke onderzijde 9 en een inkeping 10 overlangs, die de strook deelt in delen 5', 5", die een elektrische serieschakeling vormen voor een stookstroom I. Het afdichten van een zonnecel in de gelaagde structuur 8 vindt plaats door de thermode 5 met een vooraf 15 bepaalde kracht F op de structuur 8 te drukken en de thermode 5 op te warmen tot een temperatuur die voldoende hoog is om het thermoplastische materiaal tussen de lagen van de structuur 8 te doen smelten. Hiertoe wordt de stookstroom I op nauwkeurge wijze geregeld in een op zich bekende regeling 20 met behulp van de spanning over een nabij de vlakke onderzijde 9 geplaatst thermokoppel 11.

Fig. 7 toont de temperatuur T (curve a) en de aandrukkracht F (curve b) van de in Fig. 6 getoonde thermode 5 als functie van de tijd t (alles in arbitraire eenheden 25 a.u.) tijdens het afdichten van een zonnecel. Uit de figuur is duidelijk dat bij een werkwijze volgens de uitvinding, anders dan volgens de stand der techniek, het afdichten van een zonnecel onder lokaal scherp bepaalde condities voor druk en temperatuur plaats vindt.

30 Fig. 8 toont de gelaagde structuur van een zonnecel 12, die in hoofdzaak is opgebouwd uit een folie 13 van een transparant polymeer waarop op een transparante elektrisch geleidende laag 24 een laag titaandioxide 14 is gedeponeerd, een laag 15 van een geschikte kleurstof-sensibilisator, een 35 lithiumjodide-oplossing 16, en een flexibel polymeer 17 waarop een laag 18 van een transparant geleidend oxide (TCO) is gedeponeerd. De figuur vertoont voorts nog een (niet op 1009432 12 schaal) weergegeven laag 19 van een katalysator voor de omzetting van neutraal I in de lithiumjodide-oplossing tot I' door opname van een elektron uit de tegenelektrode 18. Licht (voorgesteld door de met hv aangeduide pijlen, waarbij h de 5 constante van Planck en v de frequentie van het invallende licht representeert) valt in deze zonnecel 12 in op de kleurstoflaag 15 via het transparante substraat 13 en de laag 14 titaandioxide.

Fig. 9 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van een 10 zonnecel 20 van de in Fig. 8 getoonde zonnecel, waarbij de tegenelektrode wordt gevormd door een dun metalen folie 27.

Fig. 10 toont de gelaagde structuur van een zonnecel 22, die in hoofdzaak is opgebouwd uit een titaanfolie 23, een poreuze laag nano-kristallijn laag titaandioxide 14, een laag 15 15 van een geschikte kleurstof-sensibilisator, een lithiumjodide-oplossing 16, en een glassubstraat 21 waarop een laag 18 van een transparant geleidend oxide (TCO) is gedeponeerd. De laag 15 is sterk vereenvoudigd weergegeven.

In werkelijkheid is de kleurstof-sensibilisator in een 20 oplossing op de halfgeleiderlaag 14 opgebracht, en in de poriën daarvan gepenetreerd, zodat de kleurstof het gehele halfgeleideroppervlak bedekt. De laag titaandioxide 14 is volgens een op zich bekende werkwijze gevormd door het sinteren van een dispersie van colloïdale deeltjes 25 titaandioxide op het titaanfolie 23, waarbij tussen het gesinterde titaandioxide 14 en het titaanfolie 23 een laag titaandioxide 28 is ontstaan, die de onderliggende laag 23 beschermt tegen corrosieve inwerking van het lithiumjodide 16. De figuur vertoont voorts nog een (niet op schaal) 30 weergegeven laag 19 van een katalysator, bijvoorbeeld koolstof, voor de omzetting van neutraal I in de lithiumjodide-oplossing tot I' door opname van een elektron uit de tegenelektrode 18. Licht (voorgesteld door de met hv aangeduide pijlen, waarbij h de constante van Planck en v de 35 frequentie van het invallende licht representeert) valt in deze zonnecel 22 in op de kleurstoflaag 15 via het tegenelektrode-samenstel 21, 18, 19 en de lithiumjodide- 1 Ö ü 9 4 3 2 13 oplossing 16.

Fig. 11 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van een zonnecel 25 van de in Fig. 10 getoonde zonnecel, waarbij de tegenelektrode 18 is gedeponeerd op een buigzaam transparant 5 folie 26 van polyethyleentereftalaat (PET), waarmee een flexibele en zeer dunne zonnecel wordt verkregen.

Fig. 12 illustreert een werkwijze voor het maken van een alternatieve uitvoeringsvorm van een zonnecel 29 van de in Fig. 9 getoonde zonnecel, waarbij op een transparant 10 kunststofsubstraat 13, dat is voorzien van een transparante geleidende laag 24, gebieden nanokristallijn titaandioxide 14 zijn gedeponeerd, waarop een laag van een hoog-visceuze elektrolytische vloeistof 16 is aangebracht. Op het substraat 13 wordt om de lagen 14, 16 een passepartout 3 van een heet-15 smeltend polymeer gelegd, waarop vervolgens een van een katalysatorlaag 19 voorzien titaanfolie 27 wordt gelegd, waarna de cel wordt afgedicht met behulp van een thermode 5, waarvan het werkzame oppervlak correspondeert met de vorm van het passepartout 3.

20 Fig. 13 illustreert een werkwijze voor het maken van nog een alternatieve uitvoeringsvorm van een zonnecel 31 van de in Fig. 11 getoonde zonnecel, waarbij op een substraat 23 van titaanfolie gebieden nanokristallijn titaandioxide 14 zijn gedeponeerd, die met een hoog-visceuze elektrolytische 25 vloeistof 16 zijn verzadigd. Op het titaanfolie 23 wordt om de lagen 2, 16 een passepartout 3 van een heet-smeltend polymeer gelegd, waarop vervolgens een van een transparante katalysatorlaag 19 en een transparante geleidende laag 18 voorzien transparant kunststoffolie 26 wordt gelegd, waarna 30 de cel wordt afgedicht met behulp van een thermode 5, waarvan het werkzame oppervlak correspondeert met de vorm van het passepartout 3.

./ a 4 3 2

Claims (13)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een foto-voltaïsch element dat een gelaagde structuur (12, 20, 22, 25) omvat van ten minste een eerste elektrisch geleidende laag (24, 23), een op de eerste elektrisch geleidende laag (24, 23) 5 gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide- halfgeleidermateriaal (2, 14), een tweede elektrisch geleidende laag (18, 27), en een tussen de laag halfgeleidermateriaal (2, 14) en de tweede elektrisch geleidende laag (18, 27) gehouden elektrolytische vloeistof 10 (16), waarbij ten minste een van de elektrisch geleidende lagen (24, 23, 18, 27) transparant is en gedeponeerd is op een transparant substraat (21, 26, 13), welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van een op een eerste elektrisch 15 geleidende laag (24, 23) gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide-halfgeleidermateriaal (2, 14) en van een tweede elektrisch geleidende laag (18, 27), (ii) het op de eerste geleidende laag (24, 23) of tweede geleidende laag (18, 27) aanbrengen van een thermoplastisch 20 kleefstofmateriaal (3) in een zodanige vorm dat dit een de gedeponeerde laag halfgeleidermateriaal (14) in omtreksrichting begrenzende randzone verschaft, en (iii) het aanbrengen van de tweede (18, 27) respectievelijk de eerste (24) elektrisch geleidende laag 25 over de genoemde randzone, waarbij het kleefstofmateriaal (3) op die randzone en de daardoor begrensde laag halfgeleidermateriaal (14) tussen de eerste (24) en de tweede (18, 27) elektrisch geleidende laag worden opgenomen, gekenmerkt door de stappen van achtereenvolgens 30 (iv) het lokaal verhitten van tenminste een eerste gedeelte van de randzone en het simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van dat eerste gedeelte voor het daar doen hechten van de kleefstof (3) met de eerste (24, 23) en tweede (18, 27) geleidende laag, voor het vormen van een 1009432 ruimte die gedeeltelijk wordt begrensd door de laag halfgeleidermateriaal (14) , het eerste gedeelte van de randzone (3') en de tweede elektrisch geleidende laag (18, 27) , 5 (v) het inbrengen van een elektrolytische vloeistof (16) in de gedeeltelijk begrensde ruimte, in een zodanige hoeveelheid dat de tweede elektrisch geleidende laag (18, 27) door die vloeistof (16) ruimtelijk wordt gescheiden van de laag halfgeleidermateriaal (14), en 10 (vi) het lokaal verhitten van het nog niet in de vierde stap (iv) verhitte resterende gedeelte van de randzone en het simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van dat resterende gedeelte voor het daar doen hechten van de kleefstof (3) met de eerste (24, 23) en tweede (18, 27) 15 geleidende laag en het opsluiten van de vloeistof (16) in een ruimte die geheel wordt begrensd door de laag halfgeleidermateriaal (14), de randzone (3') en de tweede elektrisch geleidende laag (18, 27).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 20 vijfde stap (v) en de zesde stap (vi) simultaan worden uitgevoerd.

3. Werkwijze voor het vervaardigen van een foto-voltaïsch element dat een gelaagde structuur (29) omvat van ten minste een eerste elektrisch geleidende laag (24), een op de eerste 25 elektrisch geleidende laag (24) gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide-halfgeleidermateriaal (14), een tweede elektrisch geleidende laag (27), en een tussen de laag halfgeleidermateriaal (14) en de tweede elektrisch geleidende laag (27) gehouden elektrolytisch medium (16), waarbij ten 30 minste een van de elektrisch geleidende lagen (24) transparant is en gedeponeerd is op een transparant substraat (13), welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van een op een eerste elektrisch geleidende laag (24) gedeponeerde laag kristallijn 35 metaaloxide-halfgeleidermateriaal (14), op welke laag halfgeleidermateriaal (14) een laag van een elektrolytisch medium (16) is aangebracht, en het verschaffen van een tweede ; 0 ö 8 4 3 2 elektrisch geleidende laag (27) , (ii) het op de eerste geleidende laag (24) of tweede geleidende laag (27) aanbrengen van een thermoplastisch kleefstofmateriaal (3) in een zodanige vorm dat dit een 5 randzone verschaft die de gedeponeerde laag halfgeleidermateriaal (14) en het daarop aangebrachte elektrolytische medium (16) in omtreksrichting begrenst, en (iii) het aanbrengen van de tweede (27) respectievelijk de eerste (24) elektrisch geleidende laag over de genoemde 10 randzone, waarbij het kleefstofmateriaal (3) op die randzone en de daardoor begrensde laag halfgeleidermateriaal (14) en het daarop aangebrachte elektrolytische medium (16) tussen de eerste (24) en de tweede (27) elektrisch geleidende laag worden opgenomen, gekenmerkt door de stap van 15 (iv) het lokaal verhitten van de randzone en het simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van die randzone voor het daar doen hechten van de kleefstof (3) met de eerste (24) en tweede (27) geleidende laag, voor het opsluiten van het elektrolytische medium (16) in een ruimte 20 die geheel wordt begrensd door de laag halfgeleidermateriaal (14), de randzone (3) en de tweede elektrisch geleidende laag (27) .

4. Werkwijze voor het vervaardigen van een foto-voltaisch element dat een gelaagde structuur (31) omvat van ten minste 25 een eerste elektrisch geleidende laag (23), een op de eerste elektrisch geleidende laag (23) gedeponeerde laag kristallijn metaaloxide-halfgeleidermateriaal (14), een tweede elektrisch geleidende laag (18), en een in de laag halfgeleidermateriaal (14) opgenomen elektrolytisch medium (16), waarbij ten minste 30 een van de elektrisch geleidende lagen (18) transparant is en gedeponeerd is op een transparant substraat (26), welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van een op een eerste elektrisch geleidende laag (23) gedeponeerde laag kristallijn 35 metaaloxide-halfgeleidermateriaal (14), in welke laag halfgeleidermateriaal (14) een elektrolytisch medium (16) is opgenomen, en het verschaffen van een tweede elektrisch . U 0 9 4 3 2 geleidende laag (18), (ii) het op de eerste geleidende laag (23) of tweede geleidende laag (18) aanbrengen van een thermoplastisch kleefstofmateriaal (3) in een zodanige vorm dat dit een 5 randzone verschaft die de gedeponeerde laag halfgeleidermateriaal (14) en het daarin opgenomen elektrlolytische medium in omtreksrichting begrenst, en (iii) het aanbrengen van de tweede (18) respectievelijk de eerste (23) elektrisch geleidende laag over de genoemde 10 randzone, waarbij het kleefstofmateriaal (3) op die randzone en de daardoor begrensde laag halfgeleidermateriaal (14) en het daarin opgenomen elektrolytische medium tussen de eerste (23) en de tweede (18) elektrisch geleidende laag worden opgenomen, gekenmerkt door de stap van 15 (iv) het lokaal verhitten van de randzone en het simultaan lokaal uitoefenen van druk op het oppervlak van die randzone voor het daar doen hechten van de kleefstof (3) met de eerste (23) en tweede (18) geleidende laag, voor het opsluiten van de laag halfgeleidermateriaal (14) en het 20 daarin opgenomen elektrolytische medium (16) in een ruimte die geheel wordt begrensd door de eerste elektrisch geleidende laag, de randzone (3) en de tweede elektrisch geleidende laag (18).

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 25 het kenmerk, dat het in de tweede stap (ii) aan te brengen thermoplastisch kleefstofmateriaal (3) een overeenkomstig de randzone gevormd folie van een thermoplastisch polymeermateriaal is.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 30 het kenmerk, dat het lokaal verhitten in de vierde (iv) respectievelijk de zesde (vi) stap wordt uitgevoerd met behulp van een van een temperatuurregeling voorziene stempelinrichting.

7. Foto-voltaïsch element, vervaardigd volgens een 35 werkwijze volgens een der conclusies 1-6, waarbij de ten minste ene transparante elektrisch geleidende laag (18) gedeponeerd is op een folie van transparant 1009432 kunststofmateriaal (17).

8. Foto-voltaïsch element, vervaardigd volgens een werkwijze volgens een der conclusies 1-6, waarbij de ten minste ene transparante elektrisch geleidende laag 5 gedeponeerd is op een glassubstraat.

9. Foto-voltaïsch element, vervaardigd volgens een werkwijze volgens een der conclusies 1-6, waarbij de laag halfgeleidermateriaal (14) gedeponeerd is op een transparant substraat (13) en de tweede elektrisch geleidende laag een 10 metaallaag (27) is.

10. Foto-voltaïsch element, vervaardigd volgens een werkwijze volgens een der conclusies 1-6, waarbij de laag halfgeleidermateriaal (14) gedeponeerd is op een metalen substraat (23) en de tweede elektrisch geleidende laag (18) 15 transparant is en gedeponeerd is op een transparant substraat (21, 26).

11. Foto-voltaïsch element volgens conclusie 10, met het kenmerk. dat het metalen substraat (23) in hoofdzaak een zinkfolie is.

12. Foto-voltaïsch element volgens conclusie 10, met het kenmerk. dat het metalen substraat (23) in hoofdzaak een titaanfolie is.

13. Foto-voltaïsch element volgens een der conclusies 10-12, met het kenmerk, dat het transparante substraat een folie 25 van kunststofmateriaal (26) omvat. 1009432