この記事で分かること
– DSSCで封止が重要な理由（なぜ漏れる？なぜ劣化する？）
– 封止不良がJsc/Voc/FFにどう現れやすいか
– 実験でできる対策（材料・構造・作業・確認方法）関連：DSSC超入門まとめ（全体像）
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関連：安定性（劣化・耐久）
https://haralab.com/dssc-stability/
関連：電解液（I⁻/I₃⁻とCo系）
https://haralab.com/dssc-electrolyte/
導入
DSSC（色素増感太陽電池）で長期安定性を左右しやすい要因の1つが 封止（シール）です。特に液体電解液系では、わずかな隙間や材料の選定ミスで 電解液漏れ や 水分・酸素の侵入 が起こり、性能が徐々に落ちていきます。
この記事では、封止で何が起きるのか、どんな症状が出るのか、そして実験で取り組みやすい対策を整理します。
まず結論（要点）
- 封止の失敗は 漏れ（リーク） と 水分侵入 を招き、DSSCの劣化を加速する
- 症状としては、IVで Jsc低下やFF低下が出やすく、再結合増加でVoc低下が起こることもある
- 封止は「材料」だけでなく、構造（スペーサー）・作業手順・検査までセットで考えると成功率が上がる
1. なぜ封止が重要？（DSSCが漏れやすい理由）
液体電解液系DSSCでは、電解液がセル内部に存在します。
電解液は溶媒を含むため、以下の要因で漏れ・揮発・吸湿が起こりやすくなります。
- 封止材とガラス/基板の密着不良
- スペーサー厚みや隙間設計が不適切
- 端部（角）の応力集中や気泡
- 温度変化による膨張・収縮
- 電解液溶媒の揮発や材料への浸透
2. 封止不良が性能にどう出る？（症状ベース）
2-1. 電解液漏れ（リーク）
- 電解液量が減る → レドックス循環が不安定 → Jsc低下やFF低下につながる
- 外観の変化（にじみ、気泡、端部の濡れ）が出ることも
2-2. 水分・酸素の侵入
- 再結合増加、界面劣化 → Voc低下が目立つ場合がある
- 安定性試験でじわじわ落ちる“典型原因”になりやすい
👉 安定性の全体像：
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3. 封止の構造：スペーサーと封止ライン
封止は、材料だけでなく「どこに」「どの厚みで」「どう閉じるか」が重要です。
- スペーサー：セルギャップ（電解液層の厚み）を決める
- 封止ライン：端部の気密性・液密性を確保する
- 注入孔（ある場合）：最後に塞ぐ工程が弱点になりやすい
4. 実験でできる対策（効く順）
対策A：封止材の選定（溶媒耐性・接着性）
- 電解液溶媒に対する耐性（膨潤・溶解しないか）
- ガラス/基板への接着性
- 長期での劣化（硬化・クラック）を起こしにくいか
対策B：作業の基本（気泡・汚れを減らす）
- 端部の汚れ・油分を避ける（清浄化）
- 気泡を入れない（貼り合わせ時の圧力・順序）
- 角部の“欠け”や段差を避ける
対策C：温度・湿度管理
- 作製・封止作業は乾燥環境で
- 保管は乾燥剤を入れた容器などで吸湿を避ける
対策D：注入孔の封止（最終工程）
- 注入後の封止材硬化条件を最適化
- ここが弱いとリークの原因になりやすい
5. 封止の“簡易チェック”方法
5-1. 外観チェック
- 端部のにじみ、気泡、濡れ
- 時間経過での変化
5-2. 重量変化（簡易）
セル重量を作製直後と一定期間後で比較し、揮発/漏れの兆候を確認する方法です（精密ではないが目安になる）。
5-3. 性能の時系列（IV）
同条件でIVを繰り返し測定し、Jsc/Voc/FFがどう落ちるかを見る。
封止不良は「落ち方」に特徴が出ることがあります。
FAQ
Q. 封止が良ければ安定性は解決しますか？
A. 大きく改善することが多いですが、色素・電解液・界面の耐久性も影響します。封止は“最優先の土台”と考えるのが安全です。
Q. 漏れが無いのに性能が落ちます。封止の問題ですか？
A. 水分侵入や界面劣化は、外観に出にくい場合があります。安定性試験とEIS/吸収/IPCEなどを組み合わせて切り分けるのが確実です。
次に読む（DSSCまとめ）
- DSSC超入門まとめ（全体像）
https://haralab.com/dssc-hub/ - 安定性（劣化・耐久）
https://haralab.com/dssc-stability/ - 電解液（I⁻/I₃⁻とCo系）
https://haralab.com/dssc-electrolyte/ - DSSCの作り方（超入門）
https://haralab.com/dssc-howto/
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