光電変換素子、光電変換素子モジュール、光電変換素子モジュールの製造方法、電子機器および建築物
【課題】色素増感太陽電池などの色素増感光電変換素子を用いた両面に光電変換部を有する低コストな光電変換素子モジュールおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】光電変換素子モジュールは互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子１０を有する。光電変換素子１０は、第１の多孔質電極２を有する第１の透明導電性基板１と、第２の多孔質電極２を有する第２の透明導電性基板５とが互いに対向しており、その間に対極３が設けられ、それぞれの間には第１の電解質層４と第２の電解質層７を有する。端部３ａは第１の透明導電性基板１に対して突出しており、端部１ａおよび５ａが対極３に対して突出している。一つの色素増感光電変換素子１０の端部１ａ上および端部５ａ上にそれぞれ互いに対向して設けられた導電材９と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の端部３ａとが、互いに対向して設けられた２つの導電材９が端部３ａを挟持する形で接続する。
【解決手段】光電変換素子モジュールは互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子１０を有する。光電変換素子１０は、第１の多孔質電極２を有する第１の透明導電性基板１と、第２の多孔質電極２を有する第２の透明導電性基板５とが互いに対向しており、その間に対極３が設けられ、それぞれの間には第１の電解質層４と第２の電解質層７を有する。端部３ａは第１の透明導電性基板１に対して突出しており、端部１ａおよび５ａが対極３に対して突出している。一つの色素増感光電変換素子１０の端部１ａ上および端部５ａ上にそれぞれ互いに対向して設けられた導電材９と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の端部３ａとが、互いに対向して設けられた２つの導電材９が端部３ａを挟持する形で接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光電変換素子、光電変換素子モジュール、光電変換素子モジュールの製造方法、電子機器および建築物に関する。本開示は、より詳細には、例えば色素増感太陽電池モジュールに適用して好適な光電変換素子モジュールおよびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールを用いる電子機器および建築物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を電気エネルギーに変換する光電変換素子である太陽電池は太陽光をエネルギー源としているため、地球環境に対する影響が極めて少なく、より一層の普及が期待されている。
【０００３】
従来より、太陽電池としては、単結晶または多結晶のシリコンを用いた結晶シリコン系太陽電池および非晶質（アモルファス）シリコン系太陽電池が主に用いられている。
【０００４】
一方、１９９１年にグレッツェルらが提案した色素増感太陽電池は、高い光電変換効率を得ることができ、しかも従来のシリコン系太陽電池とは異なり製造の際に大掛かりな装置を必要とせず、低コストで製造することができることなどにより注目されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
この色素増感太陽電池は、一般的に、光増感色素を結合させた酸化チタンなどからなる多孔質電極と白金などからなる対極とを対向させ、それらの間に電解液からなる電解質層が充填された構造を有する。電解液としては、ヨウ素やヨウ化物イオンなどの酸化・還元種を含む電解質を溶媒に溶解したものが多く用いられる。
【０００６】
ところで、一般的に、太陽電池の実際の使用においては複数の太陽電池を組み合わせた形態であるモジュールという単位で使用されることが一般的である。太陽電池モジュールは、例えば、建築物や電子機器などに装備し使用される。その中でも、特に、太陽電池モジュールを窓などの建材一体型として利用する場合に太陽光を受ける面と室内光を受ける面が存在することになる。太陽電池モジュールに照射される光を無駄なく発電電力として利用するためには、太陽電池モジュールの太陽光を受ける面と室内光を受ける面との両面を発電可能とすればよい。そこで、従来においては、完成した太陽電池同士を張り合わせて両面を受光面としたもの、太陽電池自体を透明にして両面に光が透過可能としたもの、これらを組み合わせたものなどを太陽電池モジュールとしていた。しかしながら、太陽電池同士を張り合わせて両面を受光面とするのは、製造コストが非常に高く、また、太陽電池自体を透明にして両面に光が透過可能とするのは、発電効率を大幅に犠牲にすることになる。
【０００７】
これらの問題を解決するために、対極を一対の光電極により挟まれる形で設けた、タンデム型の色素増感太陽電池が提案されている（特許文献１参照。）。しかしながら、このタンデム型の色素増感太陽電池を太陽電池モジュールとして使用するためには色素増感太陽電池同士を繋ぐタブ線などが必要となる。特に、色素増感太陽電池においては電極の取り出しが、正極、負極ともに同じ方向を向いているので、素子を直列に結線する場合のタブ線の引き回しがシリコン系太陽電池と比較して複雑となる。このようなことから、色素増感太陽電池のモジュール化には施工性の悪さやコスト高という新たな課題が生じる。
【０００８】
また、一般的に、太陽電池の能力を表す指標として発電効率が挙げられる。これは単位面積当たりの発電電力を表すもので、実際の使い方においては複数の太陽電池を組み合わせた形態であるモジュールという単位で比較されることが一般的である。このとき、一つのモジュールを構成するに際して、モジュール面積のうち発電に寄与する部分ができるだけ多い方が光電変換効率の向上を図る上では有利となる。つまり、隙間なく太陽電池を敷き詰めることが光電変換効率の向上のポイントといえる。
図２９に、複数の太陽電池を配線材で接続した従来の太陽電池モジュールの一例を示す。図２９に示すように、基板１００上に複数の太陽電池１０１が配置され、これらの太陽電池１０１が配線材１０２により互いに電気的に直列に接続されている。配線材１０２は互いに隣接する二つの太陽電池１０１の一つの太陽電池１０１のアノード電極（図示せず）ともう一つの太陽電池１０１のカソード電極（図示せず）とを接続するように設けられている。実際に、特許文献１に記載されたタンデム型の色素増感太陽電池を太陽電池１０１として太陽電池モジュールとすると、太陽電池１０１には、アノード電極間を接続しているねじや、リップなどの発電に寄与しない無効な面積が相当存在していることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００７−５２１６６８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Nature,353,p.737-740,1991
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１で提案されたタンデム型太陽電池をモジュール化する場合には、太陽電池をタブ線などの配線材で接続することから、互いに隣接する二つの太陽電池の間には配線の取り回しのための大きな隙間ができる。この大きな隙間は発電に寄与しない無効な面積となる。このため、従来のタブ線などの配線材で複数の太陽電池を接続する方法は、発電効率を高めるという観点からは最適な接続方法とは言えなかった。
【００１２】
さらに、複数の両面型太陽電池を接続する場合あっては、配線の取り回しは更に複雑となり、上述した問題は更に大きくなる。
【００１３】
そこで、本開示が解決しようとする課題は、色素増感太陽電池などの色素増感光電変換素子などの光電変換素子において、両面から入射する光を有効に発電利用可能で、構造が簡易かつ低コスト化を図ることができる両面型の光電変換素子およびその製造方法を提供することである。
【００１４】
本開示が解決しようとする他の課題は、両面型の光電変換素子を用いた光電変換素子モジュールにおいて、光電変換素子の脱着が容易で、発電に寄与する有効面積の大幅な増加を図ることができ、しかも低コスト化を図ることができる両面型の光電変換素子モジュールおよびその製造方法を提供することである。
【００１５】
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、上記のような優れた光電変換素子モジュールを用いた高性能の電子機器を提供することである。
【００１６】
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、上記のような優れた光電変換素子モジュールを用いた建築物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本開示は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子である。
【００１８】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールである。
【００１９】
また、本開示は、
一方の主面に第１の多孔質電極が設けられた第１の透明導電性基板の上記第１の多孔質電極が設けられた面と、一方の主面に第２の多孔質電極が設けられた第２の透明導電性基板の上記第２の多孔質電極が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に対極を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間に第１の電解質層と第２の電解質層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法である。
【００２０】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部ともう一つの光電変換素子の上記対極の突出部とが導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法である。
【００２１】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器である。
【００２２】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物である。
【００２３】
本開示において、光電変換素子の平面形状は特に限定されないが、典型的には、長方形の平面形状を有し、上記の導電材は、光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するが、これに限定されるものではない。
【００２４】
導電材は、典型的には少なくとも一種類の導電性材料からなるが、抵抗の低減を図る観点からは導電性材料は体積抵抗率が低いものが好ましく、具体的には、導電材の２０℃における体積抵抗率が６０（μΩ・ｃｍ）以下であることが好ましく、４０（μΩ・ｃｍ）以下であることがより好ましく、２０（μΩ・ｃｍ）以下であることが最も好ましい。これを満たす導電性材料としては、好適には金属材料である。金属材料は単体金属または合金により形成することができ、金属材料を、具体的に挙げると、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、アンチモン（Ｓｂ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属からなり、合金としては、上記に挙げた材料の二元以上の合金などが挙げられる。また、光電変換素子同士の接続において、導電材がある程度の変形を要するという観点からは、導電性材料は柔らかい材質のものが好ましく、具体的には、導電材の２０℃におけるビッカース硬度が、４０（Ｈｖ）以下であることが好ましく、２５（Ｈｖ）以下であることがより好ましく、１５（Ｈｖ）以下であることが最も好ましい。ビッカース硬度は、負荷荷重５０ｇ、負荷時間１５秒における値である。これらの条件を満たす材料は、具体的には、例えば、はんだ、銀、金、鉛、銀合金、金合金、鉛合金、スズ合金などが挙げられる。また、導電材は、上記に挙げた材料の炭化物、窒化物、ホウ化物などであってもよい。また、導電材は、導電性カーボンであってもよく、具体的には、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛、カーボンナノチューブなどが挙げられる。また、導電材は、導電性高分子であってもよく、具体的には、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどが挙げられる。導電材は、必要に応じて、互いに異なる導電材からなる二層以上の導電層を積層した多層構造としてもよい。また、導電材は上記に挙げた材料などからなる少なくとも一種類の導電性粒子を樹脂などに混合させた導電性フィラー、上記に挙げた材料を含有する導電性フィルムなどであってもよいが、上記に挙げたものに限定されるものではない。
【００２５】
光電変換素子は、典型的には、多孔質電極に光増感色素が結合（吸着）した色素増感光電変換素子である。この場合、光電変換素子の製造方法は、多孔質電極に光増感色素を結合（吸着）させる工程を有する。この多孔質電極は、典型的には、半導体からなる微粒子により構成される。半導体は、好適には、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、取り分けアナターゼ型のＴｉＯ2 を含む。
【００２６】
第１の透明導電性基板は、透明基板の一方の主面の少なくとも一部に透明導電層が設けられている構成を有する。第１の透明導電性基板の透明基板上に設けられる透明導電層は導電性の薄膜であって、シート抵抗が小さいほど好ましい。具体的には５００Ω／□以下であることが好ましく、１００Ω／□以下であることがさらに好ましい。これは、シート抵抗が１００Ω／□を超えると、透明導電層の内部抵抗が著しく上昇するからである。また薄膜である透明導電層の厚さは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。これは、厚さが１００ｎｍよりも薄いと表面抵抗値および内部抵抗が上昇し、５００ｎｍを超えると透明導電層に亀裂が入りやすくなるためである。また、透明導電層を構成する材料としては公知の材料を用いることができ、必要に応じて選択され、典型的には、金属酸化物であって、例えば、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化スズ（ＩＶ）ＳｎＯ2（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＩＶ）ＳｎＯ2、酸化亜鉛（ＩＩ）ＺｎＯ、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ）などが挙げられるが、透明導電層を構成する材料は、これらに限定されるものではなく、金属、鉱物の薄膜でもよく、例えば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）などでもよいが、透明導電層を構成する材料は、これらに限定されない。また、上記で挙げたもの二種類以上を組み合わせて用いることもできる。このことは、第２の透明導電性基板５においても同様である。
【００２７】
また、第１の透明導電性基板１は、対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出していることが好ましく、特に、対極の突出部を有する端部の反対側の端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出していることが好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の透明導電性基板５についても同様であり、対向する第１の透明導電性基板１の突出部の長さと第１の透明導電性基板５の突出部の長さとが等しいことが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２８】
第１の多孔質電極としては、いわゆるコア−シェル構造の微粒子により構成されたものを用いてもよい。この多孔質電極としては、好適には、金属からなるコアとこのコアを取り巻く金属酸化物からなるシェルとからなる微粒子により構成されたものが用いられる。このような多孔質電極を用いると、この多孔質電極と対極との間に電解質層を設けた場合、電解液の電解質が金属／金属酸化物微粒子の金属からなるコアと接触することがないことから、電解質による多孔質電極の溶解を防止することができる。このため、金属／金属酸化物微粒子のコアを構成する金属として、従来使用が困難であった、表面プラズモン共鳴の効果が大きい金、銀、銅などを用いることができ、光電変換において表面プラズモン共鳴の効果を十分に得ることができる。また、電解液の電解質としてヨウ素系の電解質を用いることができる。金属／金属酸化物微粒子のコアを構成する金属としては、白金、パラジウムなどを用いることもできる。金属／金属酸化物微粒子のシェルを構成する金属酸化物としては使用する電解質に溶解しない金属酸化物が用いられ、必要に応じて選ばれる。このような金属酸化物としては、好適には、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属酸化物が用いられるが、これらに限定されない。例えば、酸化タングステン（ＷＯ3 ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）などの金属酸化物を用いることもできる。微粒子の粒径は適宜選ばれるが、好適には１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。また、微粒子のコアの粒径も適宜選ばれるが、好適には１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。これは、第２の多孔質電極においても同様である。
【００２９】
光電変換素子モジュールを構成する複数の光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する主面の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、第１の多孔質電極と第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、第１の多孔質電極と第２の多孔質電極と対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子であってもよいし、互いに隣接する二つの光電変換素子以外の一つまたは複数の光電変換素子がこれと異なる構成を有するものであってもよい。
【００３０】
光電変換素子は、最も典型的には、太陽電池として構成される。光電変換素子は、太陽電池以外のもの、例えば光センサーなどであってもよいが、これらに限定されるものではなく、負極と正極とを有し光によって駆動する素子であれば基本的にはどのようなものであってもよい。
【００３１】
光電変換素子モジュールは、最も典型的には、太陽電池モジュールとして構成される。ただし、光電変換素子モジュールは、太陽電池モジュール以外のもの、例えば光センサーモジュールなどであってもよい。
【００３２】
電子機器は、基本的にはどのようなものであってもよく、携帯型のものと据え置き型のものとの双方を含むが、具体例を挙げると、携帯電話、モバイル機器、ロボット、パーソナルコンピュータ、車載機器、各種家庭電気製品などである。この場合、光電変換素子は、例えばこれらの電子機器の電源として用いられる太陽電池である。
【００３３】
建築物は、典型的にはビルディング、マンションなどの大型建築物であるが、これに限定されず、外壁面を有する建築された構造物であれば、基本的にはどのようなものであってもよい。建築物は、具体的には、例えば、戸建住宅、アパート、駅舎、校舎、庁舎、競技場、球場、病院、教会、工場、倉庫、小屋、車庫、橋などが挙げられ、特に、少なくとも１つの窓部（例えばガラス窓）あるいは採光部を有する建築された構造物であることが好ましいが、建築物は上記に挙げたものに限定されるものではない。
【００３４】
建築物に設けられる光電変換素子および／または複数の光電変換素子が電気的に接続されている光電変換素子モジュールのうち、窓部あるいは採光部などに設けられるものは、２枚の透明板の間に挟持し、必要に応じて固定して構成することが好適であって、典型的には、光電変換素子および／または光電変換素子モジュールを２枚のガラス板の間に組み込み必要に応じて固定することによって構成される。
【００３５】
本技術は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子を電気的に直列に接続する場合に限定されない。すなわち、本技術は、透明導電性基板と導電性基板との間に光電変換層を有する各種の光電変換素子を電気的に直列に接続する場合に適用することができ、具体的には次の通りである。
【００３６】
すなわち、本開示は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、
第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子である。
【００３７】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、 互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、
第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールである。
【００３８】
また、本開示は、
一方の主面に透明導電層が設けられた第１の透明導電性基板の上記透明導電層が設けられた面と、一方の主面に透明導電層が設けられた第２の透明導電性基板の上記透明導電層が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、
上記第１の透明導電性基板と第２の透明導電性基板との間に導電性基板を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、
第１の透明導電性基板と上記導電性基板との間および第２の透明導電性基板と上記導電性基板との間に第１の光電変換層と第２の光電変換層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法である。
【００３９】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、 互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、
第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対しても突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において、一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の突出部とを上記導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法である。
【００４０】
また、本開示は、
少なくとも一つの光電変換素子モジュールを有し、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する側にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、導電性基板の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板は、上記導電性基板の突出部以外の少なくとも一部が上記導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器である。
【００４１】
また、本開示は、
少なくとも一つの光電変換素子モジュールを有し、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する側にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、導電性基板の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板は、上記導電性基板の突出部以外の少なくとも一部が上記導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物である。
【００４２】
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の対向する側にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有する光電変換素子には、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と対極との間に、それぞれ第１の電解質層および第２の電解質層とを有する光電変換素子のほかに、例えば、第１の光電変換層および第２の光電変換層としてｐ型半導体層とｎ型半導体層とからなるｐｎ接合を用いる光電変換素子や光電変換層として有機半導体層を用いる光電変換素子などが含まれる。光電変換素子によっては、透明導電性基板および導電性基板の一方または双方が光電変換層に対する電極の役割を果たす。その他のことは、その性質に反しない限り、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と対極との間に、それぞれ第１の電解質層および第２の電解質層とを有する光電変換素子を用いる上記の光電変換素子モジュール、光電変換素子モジュールの製造方法および電子機器に関連して説明したことが成立する。
【００４３】
上述の本開示によれば、光電変換素子を両面に発電素子を配置し対極を共通な構成としたので、簡易な構成で両面から入射する光を有効に発電利用可能することができるとともに、低コスト化を図ることができる。さらに、両面に受光部を有する光電変換素子の透明導電性基板の一端部ともう一つの両面に受光部を有する光電変換素子の光電変換素子の対極の一端部とを接続する構成としたので、接続に配線部材を必要としない。このことにより、従来と異なり、光電変換素子モジュールにおいて配線のための無効な面積が発生しない。また、光電変換素子同士の接続に必要なものは透明導電性基板に設けられた導電材だけであり、取り回しの為に配線を長くする必要が無いので配線抵抗が低減する。さらに、配線抵抗低減のために一般的に実施されている高コストの方法を用いる必要もないので、接続コストの大幅な低減が可能である。
【発明の効果】
【００４４】
本開示によれば、色素増感光電変換素子やその他の光電変換素子において、簡易な構造で低コストに製造することができ、両面から入射する光を有効に発電利用可能とすることができる。さらに、色素増感光電変換素子やその他の光電変換素子を用いた光電変換素子モジュールの有効面積の大幅な増加を図ることができ、しかも接続コストの大幅な低減を図ることができる。そして、この優れた光電変換素子モジュールを用いることにより、高性能の電子機器および建築物を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図２】第１の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図である。
【図４】第２の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図５】第２の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図である。
【図６】第３の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図７】第４の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図８】第５の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図９】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図および断面図である。
【図１０】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図１１】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１２】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１３】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１４】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１５】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１６】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１７】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図および断面図である。
【図２０】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図２１】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法を説明するための断面図である
【図２２】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの設置後における素子の脱着を説明するための断面図である
【図２３】第８の実施の形態による光電変換素子を示す断面図である。
【図２４】第８の実施の形態による光電変換素子モジュールを構成する光電変換素子の別の具体例を示す断面図である。
【図２５】第９の実施の形態による光電変換素子を示す断面図である。
【図２６】第１０の実施の形態による光電変換素子を示す断面図である。
【図２７】第１１の実施の形態による光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図２８】第１２の実施の形態による光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図２９】従来の太陽電池モジュールを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
２．第２の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
３．第３の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
４．第４の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
５．第５の実施の形態（色素増感光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
６．第６の実施の形態（色素増感光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
７．第７の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
８．第８の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
９．第９の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
１０．第１０の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
１１．第１１の実施の形態（光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
１２．第１２の実施の形態（光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
【００４７】
＜１．第１の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図１Ａは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。図１Ｂは第３の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の図３Ａに直交する方向の色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
【００４８】
図１Ａに示すように、この色素増感光電変換素子１０は、対極３の両面に第１の色素増感光電変換部および第２の色素増感光電変換部を有する両面型の色素増感光電変換素子であって、対極３の端部３ａの少なくとも一部は、透明導電性基板より突出し、透明導電性基板の端部のうち対極３が突出した端部とは逆側の端部の少なくとも一部は、対極３よりも突出している。
【００４９】
第１の色素増感光電変換部は、第１の多孔質電極２と、対極３の第１の触媒層３ｃとの間に第１の電解質層４が設けられている構成を有する。また、第２の色素増感光電変換部は、第１の多孔質電極６と、対極３の第２の触媒層３ｄとの間に第２の電解質層７が設けられている構成を有する。
【００５０】
第１の多孔質電極２は、第１の透明導電性基板１の透明導電層１ｃの側の少なくとも一部に設けられ、第２の多孔質電極６は、第２の透明導電性基板５の透明導電層１ｃの側の少なくとも一部に設けられる。第１の透明導電性基板１と第２の多孔質電極６とは、それぞれの多孔質電極同士が互いに対向するように設けられ、その間に一定間隔を置いて対極３が設けられる。第１の多孔質電極２と対極３との間および第２の多孔質電極２と対極の間には、それぞれ電解液が充填された第１の電解質層４と第２の電解質層７とが設けられている。対極３の端部３ａは、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出している。また、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部３ａが突出している端部と反対側の端部である端部１ａおよび端部５ａが対極３に対して突出している。光は、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５にそれぞれ入射する。
【００５１】
対極３は、金属基板３ｂ上の、一方の主面の少なくとも一部に第１の触媒層３ｃが設けられ、もう一方の主面の少なくとも一部に第２の触媒層３ｄが設けられる。第１の触媒層３と第１の多孔質電極２とは互いに対向するように設けられている、第２の触媒層３ｄも同様に第２の多孔質電極６と対向して設けられている。また、対極３の端部３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出する場所は、色素増感光電変換素子１０の、側面の任意の場所の少なくとも一部であればよい。また、第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａが対極３から突出する場所は、対極３の端部３ａが突出している場所に対向する場所であることが好ましいが、これに限定されるものではなく、色素増感光電変換素子１０の側面の任意の位置のうち対極３の端部３ａが突出している場所以外の少なくとも一部であればよい。
【００５２】
第１の多孔質電極２と第１の対極３との間、第２の多孔質電極６と第２の対極３との間には電解液などが充填されており、これらがそれぞれ第１の電解質層４および第２の電解質層７を形成している。第１の透明導電性基板と対極３との間、第２の透明導電性基板と対極３との間および／または第１の透明導電性基板と第２の透明導電性基板との間には、第１の電解質層４と、第２の電解質層７とをそれぞれ囲むようにして封止材８が設けられている。
【００５３】
第１の多孔質電極２と対極３との間隔は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の多孔質電極２と対極３との間隔においても同様である。第１の多孔質電極２および第２の多孔質電極６には、それぞれ一種又は複数種の光増感色素（図示せず）が結合している。
【００５４】
また、第１の透明導電性基板１を構成する透明基板１ｂと対極３を構成する金属基板３ｂとの距離は、例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の透明導電性基板５を構成する透明基板５ｂと対極３を構成する金属基板３ｂとの距離も同様である。
【００５５】
第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とは、好適には、互いにほぼ同じ大きさの長方形の形状を有し、平行かつ平行線に関し線対称な位置に設けられるが、これに限定されるものではない。第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５と、対極３とは、対極３の端部３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出するように設けられ、第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａとが対極３に対して突出するような配置で設けられる。具体的には、例えば、第１の透明導電性基板１、第２の透明導電性基板５および対極３のそれぞれの主面が同じ大きさである場合には、それらの面に平行な方向に互いにずれて配置される。そうすると、対極３の一方の端部３ａが素子本体から突出し、対極３の端部３ａとは反対方向の、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａが対極３に対してそれぞれ突出する。端部１ａの透明導電層１ｃ上および端部５ａの透明導電層５ｃ上には、それぞれに少なくとも１つの銀などからなる電極が一定間隔を置いて互いに対向して設けられ、この場合においては導電材９が設けられる。
【００５６】
対極３の端部３ａの、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から突出する部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第１の透明導電性基板１の端部１ａの対極３から突出している部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第２の透明導電性基板５の端部５ａの対極３から突出している部分の長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、対向する第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａとの突出部の長さは等しいことが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００５７】
導電材９は、色素増感光電変換素子１０の一辺に平行にほぼその全長に渡って延在する長尺形状を有する。また、導電材９は、好適には、例えば、対極３の断面長手方向に関して線対称な位置にそれぞれ設けられるが、これに限定されるものではない。導電材９の厚さは、３０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが最も好ましい。また、互いに対向して設けられた導電材９の間隔は、例えば、対極３の金属基板３ｂの断面短手方向の長さの８５％以上９９％以下であることが好ましく、９０％以上９９％以下であることがより好ましく、９５％以上９９％以下であることが最も好ましい。互いに対向して設けられた導電材９の具体的な間隔としては、例えば、０．３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００５８】
また、図１Ｂに示すように、図１Ａに示した色素増感光電変換素子１０の断面とは直交する方向の断面においては、第１の透明導電性基板１の両側の端部１ｄおよび１ｅと第２の透明導電性基板５の両側の端部５ｄおよび５ｅとが、対極３に対して突出しており、突出部には上述したものと同様に導電材９が設けられている。第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の上記突出部は、いずれか一方の対向する端部のみであってもよい。
【００５９】
導電材９は、上記に挙げた導電性材料を適宜選択して構成することができる。特に、導電材９を厚く構成する場合においては、導電材９を多層構造とすることが好ましい。
【００６０】
第１の多孔質電極２としては、典型的には、半導体微粒子を焼結させた多孔質半導体層が用いられる。光増感色素はこの半導体微粒子の表面に結合（吸着）している。半導体微粒子の材料としては、シリコンに代表される元素半導体、化合物半導体、ペロブスカイト構造を有する半導体などを用いることができる。これらの半導体は、光励起下で伝導帯電子がキャリアとなり、アノード電流を生じるｎ型半導体であることが好ましい。具体的には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）などの半導体が用いられる。これらの半導体の中でも、ＴｉＯ2 、取り分けアナターゼ型のＴｉＯ2 を用いることが好ましい。ただし、半導体の種類はこれらに限定されるものではなく、必要に応じて、二種以上の半導体を混合または複合化して用いることができる。また、半導体微粒子の形態は粒状、チューブ状、棒状などのいずれであってもよい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００６１】
上記の半導体微粒子の粒径に特に制限はないが、一次粒子の平均粒径で１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、特に好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。また、半導体微粒子よりも大きいサイズの粒子を混合し、この粒子で入射光を散乱させ、量子収率を向上させることも可能である。この場合、別途混合する粒子の平均サイズは２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００６２】
第１の多孔質電極２は、できるだけ多くの光増感色素を結合させることができるように、半導体微粒子からなる多孔質半導体層の内部の空孔に面する微粒子表面も含めた実表面積の大きいものが好ましい。このため、第１の多孔質電極２を第１の透明導電性基板１の上に形成した状態での実表面積は、第１の多孔質電極２の外側表面の面積（投影面積）に対して１０倍以上であることが好ましく、１００倍以上であることがさらに好ましい。この比に特に上限はないが、通常１０００倍程度である。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００６３】
一般に、第１の多孔質電極２の厚さが増し、単位投影面積当たりに含まれる半導体微粒子の数が増加するほど、実表面積が増加し、単位投影面積に保持することができる光増感色素の量が増加するため、光吸収率が高くなる。一方、第１の多孔質電極２の厚さが増加すると、光増感色素から第１の多孔質電極２に移行した電子が第１の透明導電性基板１に達するまでに拡散する距離が増加するため、第１の多孔質電極２内での電荷再結合による電子の損失も大きくなる。従って、第１の多孔質電極２には好ましい厚さが存在するが、この厚さは一般的には０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００６４】
第１の電解質層４を構成する電解液としては、酸化還元系（レドックス対）を含む溶液が挙げられる。酸化還元系としては、適切な酸化還元電位を有する物質であれば、特に制限はない。具体的には、酸化還元系としては、例えば、ヨウ素（Ｉ2 ）と金属または有機物のヨウ化物塩との組み合わせや、臭素（Ｂｒ2 ）と金属または有機物の臭化物塩との組み合わせなどが用いられる。金属塩を構成するカチオンは、例えば、リチウム（Ｌｉ+ ）、ナトリウム（Ｎａ+ ）、カリウム（Ｋ+ ）、セシウム（Ｃｓ+ ）、マグネシウム（Ｍｇ2+）、カルシウム（Ｃａ2+）などである。また、有機物塩を構成するカチオンとしては、テトラアルキルアンモニウムイオン類、ピリジニウムイオン類、イミダゾリウムイオン類などの第四級アンモニウムイオンが好適なものであり、これらを単独に、あるいは二種以上を混合して用いることができる。このことは、第２の電解質層７においても同様である。
【００６５】
第１の電解質層４を構成する電解液としては、上記のほかに、コバルト、鉄、銅、ニッケル、白金などの遷移金属からなる有機金属錯体の酸化体・還元体の組み合わせ、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオールとアルキルジスルフィドとの組み合わせなどのイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノンとキノンとの組み合わせなどを用いることもできる。このことは、第２の電解質層７においても同様である。
【００６６】
第１の電解質層４を構成する電解液の電解質としては、上記の中でも特に、ヨウ素（Ｉ2 ）と、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、イミダゾリウムヨーダイドなどの第四級アンモニウム化合物とを組み合わせた電解質が好ましい。電解質塩の濃度は溶媒に対して０．０５Ｍ以上１０Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．２Ｍ以上３Ｍ以下である。ヨウ素（Ｉ2 ）または臭素（Ｂｒ2 ）の濃度は０．０００５Ｍ以上１Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．００１Ｍ以上０．５Ｍ以下である。このことは、第２の電解質層７においても同様である。
【００６７】
電解液の電解質としては、上記の中でも特に、ヨウ素（Ｉ2 ）と、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、イミダゾリウムヨーダイドなどの第４級アンモニウム化合物とを組み合わせた電解質が好適なものである。電解質塩の濃度は溶媒に対して０．０５Ｍ以上１０Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．２Ｍ以上３Ｍ以下である。ヨウ素Ｉ2 または臭素Ｂｒ2 の濃度は０．０００５Ｍ以上１Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．００１Ｍ以上０．５Ｍ以下である。また、開放電圧や短絡電流を向上させる目的で４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンやベンズイミダゾリウム類などの各種添加剤を加えることもできる。
【００６８】
電解液を構成する溶媒としては、一般的には、水、アルコール類、エーテル類、エステル類、炭酸エステル類、ラクトン類、カルボン酸エステル類、リン酸トリエステル類、複素環化合物類、ニトリル類、ケトン類、アミド類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、炭化水素などが用いられる。
【００６９】
電解液を構成する溶媒としてはイオン液体を用いてもよく、こうすることで電解液の揮発の問題を改善することができる。イオン液体としては従来公知のものを用いることができ、必要に応じて選ばれる。
【００７０】
第１の多孔質電極２に結合させる光増感色素は、増感作用を示すものであれば特に制限はなく、有機金属錯体、有機色素、金属・半導体ナノ粒子などを用いることができるが、この第１の多孔質電極２の表面に吸着する酸官能基を有するものが好ましい。この光増感色素は、一般的には、カルボキシ基、リン酸基などを有するものが好ましく、この中でも特にカルボキシ基を有するものが好ましい。光増感色素の具体例を挙げると、例えば、ローダミンＢ、ローズベンガル、エオシン、エリスロシンなどのキサンテン系色素、メロシアニン、キノシアニン、クリプトシアニンなどのシアニン系色素、フェノサフラニン、カブリブルー、チオシン、メチレンブルーなどの塩基性染料、クロロフィル、亜鉛ポルフィリン、マグネシウムポルフィリンなどのポルフィリン系化合物が挙げられ、その他のものとしてはアゾ色素、フタロシアニン化合物、クマリン系化合物、ピリジン錯化合物、アントラキノン系色素、多環キノン系色素、トリフェニルメタン系色素、インドリン系色素、ペリレン系色素、ポリチオフェンなどのπ共役系高分子やそのモノマーの２量体以上２０量体以下、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどの量子ドットなどが挙げられる。これらの中でも、リガンド（配位子）がピリジン環またはイミダゾリウム環を含み、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣｕからなる群より選ばれた少なくとも一種類の金属の錯体の色素は量子収率が高く好ましい。特に、シス−ビス（イソチオシアナート）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，２’−ジピリジル−４，４’−ジカルボン酸）−ルテニウム（II）またはトリス（イソチオシアナート）−ルテニウム（II）−２，２' ：６' ，２" −ターピリジン−４，４' ，４" −トリカルボン酸を基本骨格とする色素分子は吸収波長域が広く好ましい。ただし、光増感色素は、これらに限定されるものではない。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００７１】
光増感色素の第１の多孔質電極２への吸着方法に特に制限はないが、上記の光増感色素を例えばアルコール類、ニトリル類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、アミド類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、水などの溶媒に溶解させ、これに第１の多孔質電極２を浸漬したり、光増感色素を含む溶液を第１の多孔質電極２上に塗布したりすることができる。また、光増感色素の分子同士の会合を低減する目的でデオキシコール酸などを添加してもよい。必要に応じて紫外線吸収剤を併用することもできる。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００７２】
第１の多孔質電極２に光増感色素を吸着させた後に、過剰に吸着した光増感色素の除去を促進する目的で、アミン類を用いて第１の多孔質電極２の表面を処理してもよい。アミン類の例としてはピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、ポリビニルピリジンなどが挙げられ、これらが液体の場合はそのまま用いてもよいし、有機溶媒に溶解して用いてもよい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００７３】
第１の触媒層３ｃの材料としては、導電性物質または還元反応に対する触媒作用を有する構成であれば基本的にはどのようなものであってもよいが、絶縁性材料の、第１の電解質層４に面している側に導電層が形成されていれば、これも用いることが可能である。第１の触媒層３ｃの材料としては、電気化学的に安定な材料を用いることが好ましく、具体的には、白金、金、カーボン、導電性ポリマーなどを用いることが望ましい。
【００７４】
特にカーボンを用いる場合には、第１の触媒層３ｃは、カーボンと無機バインダとを有する構成が好適である。カーボンは、炭素単体からなる物質であれば基本的にはどのようなものであってもよい。カーボンは、好適には、カーボン粒子が挙げられる。カーボン粒子の具体例としては、カーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックは比表面積の大きなものが好適である。また、カーボンブラックは電気電導率の高いものが好適である。また、カーボンブラックはストラクチャ構造を形成しやすいものが好適である。また、カーボンブラックの一次粒子径の平均粒径は、３ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上２４ｎｍ以下であることがより好ましく、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが最も好ましい。カーボンブラックは、具体的には、例えば、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、チャネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックなどが挙げられ、この中でも安価で比表面積の大きいケッチェンブラックが好適であるが、カーボンブラックはこれらのものに限定されるものではない。また、カーボンは上記で挙げたものの他に、線状または棒状のカーボン、グラファイト、黒鉛、アモルファスカーボン（ガラス状カーボン）、カーボン繊維、活性炭、石油コークス、Ｃ60 、Ｃ70 などのフラーレン類、単層または多重層のカーボンナノチューブなどであってもよい。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７５】
無機バインダは、電解質に侵されず、電気化学的に安定であり、カーボンを結着できる無機材料であれば基本的にはどのようなものであってもよく、具体的には、金属半導体、金属酸化物、ガラス組成物などであって、金属半導体であれば、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化スズ(ＳｎＯ2)、酸化インジウム(Ｉｎ2Ｏ3)などであって、金属酸化物であれば、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ジルコニア（ＺｒＯ2）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）などであって、ガラス組成物であれば、例えば、ガラスフリット、ケイ酸ナトリウム（水ガラス）などが挙げられる。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７６】
カーボンと無機バインダとの含有量の比率は特に限定されるものではないが、触媒層６の全体質量を１００％としたときに、無機バインダが１０％以上６０％以下含有されていることが好適であって、１５％以上３５％以下含有されていることがより好適である。触媒層６に含有される無機バインダが１０％より少ないと触媒層６の結着力が著しく低くなってしまうからである。また触媒層６に含有される無機バインダが６０％を超えると、触媒層６中のカーボンが減少することで触媒活性点が減少し、還元反応における触媒作用が低下し、ひいては光電変換効率の低下を招いてしまうからである。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７７】
また、第１の触媒層３ｃでの還元反応に対する触媒作用を向上させるために、第１の電解質層４に接している第１の触媒層３ｃの表面は、微細構造が形成され、実表面積が増大するように形成されていることが好ましい。例えば、第１の触媒層３ｃの表面は、白金であれば白金黒の状態に、導電性カーボンであれば多孔質カーボンの状態に形成されていることが好ましい。白金黒は、白金の陽極酸化法や塩化白金酸処理などによって、また多孔質カーボンは、導電性カーボン微粒子の焼結や有機ポリマーの焼成などの方法によって形成することができる。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７８】
金属基板３ｂの材料としては、金属であれば任意のものを用いることができ、特に導電性に優れたものであることが好適である。金属は、金属単体、合金などが挙げられ、金属単体であれば、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられ、合金であれば、上記で挙げた金属材料の二元合金、三元合金などが挙げられ、例えば、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル合金など挙げられる。特に、上記で挙げた金属の中でも耐電解液性を有するものが好ましく、典型的には、チタン（Ｔｉ）およびその合金などを材料として用いるが、金属基板３ｂの材料は、これらのものに限定されるものではない。また、金属基板３ｂの板厚は０．３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが最も好ましいが、これらのものに限定されるものではない。
【００７９】
封止材６の材料としては、耐光性、絶縁性、防湿性などを備えた材料を用いることが好ましい。封止材の材料の具体例を挙げると、エポキシ樹脂、紫外線硬化樹脂、アクリル樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート) 、アイオノマー樹脂、セラミック、各種熱融着フィルムなどである。
【００８０】
次に、この色素増感光電変換素子１０の具体的に形態例について説明する。
【００８１】
図２Ａ〜Ｃおよび図３Ａ〜Ｂは、色素増感光電変換素子１０の具体的な形態の例を第２の透明導電性基板５の主面上方から見た平面図である。図２Ａ〜Ｃに示すように、この例においては、長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出しており、それ以外の少なくとも一辺は、対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が突出している形態を有する。
【００８２】
図３Ａ〜Ｂに示すように、この例においては、主面が長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する二辺に渡る部分から対極３が突出しており、それ以外の少なくとも一辺、典型的には対極３の突出部とは反対側の隣接する二辺の少なくとも一辺は、対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が突出している形態を有するが、色素増感光電変換素子１０の形態は上記のものには限定されず、適宜形態を選択することができ、具体的には、例えば、円形、楕円形、雲形、星形、ｎ角形（ｎ≧３）などであってもよい。
【００８３】
また、第１の多孔質電極２、第１の触媒層３および第１の電解質層４で構成される第１の色素増感光電変換部と、第２の多孔質電極６、第２の触媒層３ｄおよび第２の電解質層７とで構成される第２の色素増感光電変換部とは、同一の材料、構成であっても良いし、別の材料、構成であってもよく、使用用途に応じて、上記に挙げた材料、構成などから適宜選択される。また、第１の色素増感光電変換部を
【００８４】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子の動作について説明する。この説明においては、光が第１の透明導電性基板１のみに入射したことを想定する。
【００８５】
この色素増感光電変換素子１０は、光が第１の透明導電性基板１に入射すると、対極３を正極、第１の透明導電性基板１を負極とする電池として動作する。その原理は次の通りである。なお、ここでは、第１の多孔質電極２の材料としてＴｉＯ2 を用い、レドックス対としてＩ- ／Ｉ3 - の酸化還元種を用いることを想定しているが、これに限定されるものではない。
【００８６】
第１の透明導電性基板１を透過し、第１の多孔質電極２に入射した光子を第１の多孔質電極２に結合した光増感色素が吸収すると、この光増感色素中の電子が基底状態（ＨＯＭＯ）から励起状態（ＬＵＭＯ）へ励起される。こうして励起された電子は、光増感色素と第１の多孔質電極２との間の電気的結合を介して、第１の多孔質電極２を構成するＴｉＯ2 の伝導帯に引き出され、第１の多孔質電極２を通って第１の透明導電性基板１に到達する。
【００８７】
一方、電子を失った光増感色素は、第１の電解質層４中の還元剤、例えばＩ- から下記の反応によって電子を受け取り、第１の電解質層４中に酸化剤、例えばＩ3 - （Ｉ2 とＩ- との結合体）を生成する。
２Ｉ- → Ｉ2 ＋ ２ｅ-
Ｉ2 ＋ Ｉ- → Ｉ3 -
【００８８】
こうして生成された酸化剤は拡散によって対極３に到達し、上記の反応の逆反応によって対極３から電子を受け取り、もとの還元剤に還元される。
Ｉ3 - → Ｉ2 ＋ Ｉ-
Ｉ2 ＋ ２ｅ- → ２Ｉ-
【００８９】
色素増感光電変換素子モジュールの一方の末端の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１から外部回路へ送り出された電子は、外部回路で電気的仕事をした後、色素増感光電変換素子モジュールの他方の末端の色素増感光電変換素子１０の対極３に戻る。このようにして、光増感色素にも第１の電解質層４にも何の変化も残さず、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。このことは、第２の透明導電性基板５に光が入射した場合においても同様に光エネルギーが電気エネルギーに変換され、上記の説明において、第１の透明導電性基板１が第２の透明導電性基板５に、第１の多孔質電極２が第２の多孔質電極６に、第１の電解質層４が第２の電解質層７にそれぞれ置き換えられる。
【００９０】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
まず、透明基板１ｂを用意する。次に、透明基板１ｂの一主面にスパッタリング法などにより透明導電層１ｃを形成して、これを第１の透明導電性基板１とする。同様に、透明基板５ｂに透明導電層５ｃを形成して、これを第２の透明導電性基板５とする。
【００９１】
次に、第１の透明導電性基板１の透明導電層１ｃ上の少なくとも一部に、第１の多孔質電極２を形成する。同様に、第２の透明導電性基板５の透明導電層５ｃ上の少なくとも一部に、第２の多孔質電極６を形成する。第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６とは、第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とを互いに対向させて配置した時に、第１の透明導電性基板１の長手方向に平行な線に関して線対称な位置となるように形成することが好ましい。また、第１の透明導電性基板１の端部を突出させるために、第１の透明導電性基板１の少なくとも一方の端部には第１の多孔質電極２を形成しないことが好ましく、同様に、第２の透明導電性基板５の少なくとも一方の端部には第２の多孔質電極６を形成しないことが好ましい。第１の透明導電性基板１における第１の多孔質電極２を形成する位置は、具体的には、例えば、第１の透明導電性基板１の主面上の少なくとも１方向において、第１の透明導電性基板１の断面長手方向における中心から所定の距離ずれた位置が第１の多孔質電極２の中心線となるように形成する。第２の多孔質電極６も、第１の多孔質電極２と同様に第２の透明導電性基板５の中心からずらして形成するが、これに限定されるものではない。
【００９２】
第１の多孔質電極２の形成方法に特に制限はないが、物性、利便性、製造コストなどを考慮した場合、湿式製膜法を用いるのが好ましい。湿式製膜法では、半導体微粒子の粉末あるいはゾルを水などの溶媒に均一に分散させたペースト状の分散液を調製し、この分散液を透明基板１の透明導電層１ｃ上に塗布または印刷する方法が好ましい。分散液の塗布方法または印刷方法に特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。塗布方法としては、具体的には、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などを用いることができる。また、印刷方法としては、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９３】
半導体微粒子の材料としてアナターゼ型ＴｉＯ2 を用いる場合、このアナターゼ型ＴｉＯ2 は、粉末状、ゾル状、またはスラリー状の市販品を用いてもよいし、酸化チタンアルコキシドを加水分解するなどの公知の方法によって所定の粒径のものを形成してもよい。市販の粉末を使用する際には粒子の二次凝集を解消することが好ましく、ペースト状分散液の調製時に、乳鉢やボールミルなどを使用して粒子の粉砕を行うことが好ましい。このとき、二次凝集が解消された粒子が再度凝集するのを防ぐために、アセチルアセトン、塩酸、硝酸、界面活性剤、キレート剤などをペースト状分散液に添加することができる。また、ペースト状分散液の粘性を増すために、ポリエチレンオキシドやポリビニルアルコールなどの高分子、あるいはセルロース系の増粘剤などの各種増粘剤をペースト状分散液に添加することもできる。のことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９４】
第１の多孔質電極２は、半導体微粒子を透明導電層１ｃ上に塗布または印刷した後に、半導体微粒子同士を電気的に接続し、第１の多孔質電極２の機械的強度を向上させ、透明導電層１ｃとの密着性を向上させるために、焼成させて形成することが好ましい。焼成温度の範囲に特に制限はないが、温度を上げ過ぎると、透明導電層１ｃの電気抵抗が高くなり、さらには透明導電層１ｃが溶融することもあるため、通常は４０℃以上７００℃以下が好ましく、４０℃以上６５０℃以下がより好ましい。また、焼成時間にも特に制限はないが、通常は１０分以上１０時間以下程度である。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９５】
第１の多孔質電極２を焼成後、半導体微粒子の表面積を増加させたり、半導体微粒子間のネッキングを高めたりする目的で、例えば、四塩化チタン水溶液や直径１０ｎｍ以下の酸化チタン超微粒子ゾルによるディップ処理を行ってもよい。透明導電層１ｃを支持する透明基板１としてプラスチック基板を用いる場合には、結着剤を含むペースト状分散液を用いて透明導電層１ｃ上に第１の多孔質電極２を製膜し、加熱プレスによって透明導電層１ｃに圧着することも可能である。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９６】
次に、第１の多孔質電極２が形成された第１の透明導電性基板１を、光増感色素を所定の溶媒に溶解した溶液中に浸漬することにより、第１の多孔質電極２に光増感色素を結合させる。同様に第２の多孔質電極６にも光増感色素を結合させる。
【００９７】
光増感色素の第１の多孔質電極２への吸着方法に特に制限はないが、上記の光増感色素を、例えば、アルコール類、ニトリル類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、アミド類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、水などの溶媒に溶解させ、これに第１の多孔質電極２を浸漬したり、光増感色素を含む溶液を第１の多孔質電極２上に塗布したりすることができる。また、光増感色素の分子同士の会合を低減する目的でデオキシコール酸などを添加してもよい。また、必要に応じて紫外線吸収剤を併用することもできる。また、第１の多孔質電極２に光増感色素を吸着させた後に、過剰に吸着した光増感色素の除去を促進する目的で、アミン類を用いて第１の多孔質電極２の表面を処理してもよい。アミン類の例としてはピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、ポリビニルピリジンなどが挙げられ、これらが液体の場合はそのまま用いてもよいし、有機溶媒に溶解して用いてもよい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９８】
次に、金属基板３ｂである金属板を用意し、金属基板３ｂの両主面上に、それぞれ第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄを形成する。第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄは、金属基板３ｂの両主面の任意の場所にそれぞれ形成できるが、第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄは、金属基板３ｂの断面短手方向における中心線に関して線対称な位置に形成することが好ましい。また、対極３の端部３ａを突出させるために、対極３の少なくとも一端部には第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄを形成しないことが好ましい。対極３の突出部である端部３ａを形成するために、具体的には、例えば、第１の触媒層３ｃを、主面上の少なくとも１方向において、対極３の断面長手方向における中心から所定の距離ずれた位置が第１の触媒層３ｃの中心線となるように形成し、第２の触媒層３ｄも、同様に、第２の透明導電性基板５の中心からずらして形成するが、第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄを形成する位置は、これに限定されるものではない。
【００９９】
第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄの形成方法は湿式製膜法を用いる。湿式製膜法ではペースト状の分散液を調製し、この分散液を金属基板３ｂの一方の主面上の少なくとも一部に塗布または印刷する方法が好ましい。塗布方法としては、具体的には、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などを用いることができ、また、印刷方法としては、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。これらの湿式製膜法の中でも、第１の触媒層３ｃは、パターン塗布による成膜を行う必要がある。これは、金属基板３ｂの一方の主面上のうち端部３ａ以外の場所に選択的に形成することが好ましいためだからである。パターン塗布による成膜は、スクリーン印刷法を用いることが好適である。触媒層６の形成方法は、具体的には、例えば、カーボンと、有機バインダと、無機バインダとを溶媒に均一に分散させたペースト状の分散液を調製し印刷用ペーストとする。
【０１００】
次に、金属基板３ｂの一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの一方の主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。次に、金属基板３ｂのもう一方の主面にも同様に、金属基板３ｂのもう一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの両主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。
【０１０１】
上記スクリーン印刷用ペーストに配合するカーボンおよび無機バインダは上記に挙げた材料を適宜選択することができるが、好適には、カーボンとしてカーボンブラック、無機バインダとして酸化チタン（ＴｉＯ2）が選ばれる。
【０１０２】
有機バインダは、具体的には、例えば、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、カルボキシルビニルポリマなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、配合する有機バインダの分量を変えることによって、スクリーン印刷用ペーストのレオロジーを適宜制御することが可能である。
【０１０３】
また、溶媒としては、スクリーン印刷において良好な印刷を実現するために、高沸点溶媒が好適である。溶媒は、具体的には、例えば、テルピネオール、２−（２−ｎ−ブトキシ）エタノール、１−フェノキシプロパン−２−オール、ブチルカルビトールなどが挙げられる。溶媒の沸点は２００℃以上のものが好適であるが、これに限定されるものではない。また、高沸点の溶媒に、カーボン材料や有機バインダなどを高分散に維持する目的や、スクリーン印刷の塗布性を改善する目的で、低沸点の溶媒を混合させて用いてもよい。
【０１０４】
また、焼成温度の範囲には特に制限は無いが、有機バインダを消失させる必要性から、焼成温度は２００℃以上８００℃以下であることが好適であって、３００℃以上５００℃以下であることがより好適である。焼成温度が２００℃よりも低いと、有機バインダを消失させることができず、また、焼成温度が８００℃を超えると金属基板３ｂなどに物質変化や変形が起きる恐れがあるからである。また、焼成時間にも特に制限はないが、通常は１０分以上１０時間以下程度である。
【０１０５】
次に、得られた塗膜を焼成する。これは、塗膜を焼成することによって、カーボン同士が電気的に接続しており、機械的強度が高く、さらに金属基板３ｂと第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄとの結着性の高い対極３得られるからである。また、塗膜を焼成することによって、上記塗膜中の有機バインダが消失し、得られる対極３の第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄ中には細孔が形成され実表面積が大きくなるからである。
【０１０６】
また、対極３は、例えば、金属基板３ｂの両面の全面に例えばスパッタリング法などにより第１の触媒層３ｃまたは第１の触媒層３ｄの材料となる白金などの膜を形成した後、この膜をエッチングによりパターニングすることにより形成することもできる。
【０１０７】
次に、第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とを、所定の間隔を置いて互いに対向させて配置する。このとき対向する面は、それぞれ、第１の多孔質電極２が設けられている面、第２の多孔質電極６が設けられている面とする。第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とは、典型的には平行かつ平行線に関し線対称な位置に設けられるが、これに限定されるものではない。
【０１０８】
次に、第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６との間に一定間隔を置いて対極３を設ける。第１の多孔質電極２と対極３との間隔は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好適であって、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好適である。これは、第２の多孔質電極においても同様である。
【０１０９】
対極３は、典型的には、第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６とに平行に、第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６との間に一定距離を置いて設けられるが、これに限定されるものではない。また、対極３は、端部３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から突出し、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａが対極３に対して突出するように設けられる。対極３は、具体的には、例えば、第１の透明導電性基板１の断面長手方向における中心線または第２の透明導電性基板５の断面長手方向における中心線に関して、直交する方向に一定距離ずらして設けられるが、これに限定されるものではない。
【０１１０】
そして、第１の透明導電性基板と対極３との間、第２の透明導電性基板と対極３との間および／または第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５との間をそれぞれ囲むようにして封止材８を形成し、第１の電解質層４および第２の電解質層７を構成する電解液が封入される空間を作り、この空間に例えば第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とにそれぞれ予め形成された注液口（図示せず）から電解液を注入し、第１の電解質層４および第２の電解質層７をそれぞれ形成する。その後、この注液口を塞ぐ。封止材８は、対極３の端部３ａの内側、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａの内側にそれぞれ形成される。
【０１１１】
次に、端部１ａにおける透明導電層１ｃの面上および端部５ａにおける透明導電層５ｃの面上に、銀などからなる電極である導電材９をそれぞれ形成する。互いに対向して形成された導電材９は接触しないように所定の間隔が設けられている。また、導電材９は、好適には、対極３の断面長手方向の中心線に関して線対称な位置にそれぞれ形成し、色素増感光電変換素子１０の一辺に平行にほぼその全長に渡って延在する長尺形状となるように形成する。
【０１１２】
また、導電材９を多層構造とすることも好ましく、具体的には、上述した体積抵抗率の値を満たす導電性材料からなる導電部材を第１の透明導電層１ｃおよび第２の透明導電層５ｃの面上にそれぞれ接合し、上記導電部材の互いに対向する面に、上述したビッカース硬度の値を満たす柔らかい導電性材料を積層して導電層を形成し、これを導電材９とするが、これに限定されるものではなく、単一の導電性材料で導電材９を構成しても良いし、３層以上の多層構造で導電材９を構成してもよい。上記導電層の厚さは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。また、導電部材は、例えば、上記に挙げた導電性材料などから適宜選ばれるが、これらのものに限定されるものではない。
以上により、目的とする色素増感光電変換素子１０が製造される。
【０１１３】
＜実施例１＞
色素増感光電変換素子を以下のようにして製造した。
第１の多孔質電極２および第２の多孔質電極６を形成する際の原料であるＴｉＯ2 のペースト状分散液は、「色素増感太陽電池の最新技術」（荒川裕則監修、２００１年、（株）シーエムシー）を参考にして作製した。すなわち、まず、室温で撹拌しながらチタンイソプロポキシド１２５ｍｌを０．１Ｍの硝酸水溶液７５０ｍｌに徐々に滴下した。滴下後、８０℃の恒温槽に移し、８時間撹拌を続けたところ、白濁した半透明のゾル溶液が得られた。このゾル溶液を室温になるまで放冷し、ガラスフィルタでろ過した後、溶媒を加えて溶液の体積を７００ｍｌにした。得られたゾル溶液をオートクレーブへ移し、２２０℃で１２時間水熱反応を行わせた後、１時間超音波処理して分散化処理を行った。次に、この溶液をエバポレータを用いて４０℃で濃縮し、ＴｉＯ2 の含有量が２０ｗｔ％になるように調製した。この濃縮ゾル溶液に、ＴｉＯ2 の質量の２０％分のポリエチレングリコール（分子量５０万）と、ＴｉＯ2 の質量の３０％分の粒子直径２００ｎｍのアナターゼ型ＴｉＯ2 とを添加し、撹拌脱泡機で均一に混合し、粘性を増加させたＴｉＯ2 のペースト状分散液を得た。
【０１１４】
次に、透明基板１ｂの一主面の全面に透明導電層１ｃが設けられた第１の透明導電性基板１として、日本板硝子製アモルファス太陽電池用ＦＴＯ基板（シート抵抗１０Ω／□）を用意した。次に、このＦＴＯ基板を０．２ｍｏｌ／ｌの四塩化チタン溶液に７０℃、４０分間浸漬した。その後、純水で洗浄しエタノールを用いてリンスを行い十分に乾燥させた。第１の透明導電性基板１は、大きさ１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ４ｍｍである。第２の透明導電性基板５も第１の透明導電性基板１と同じものを用意する。
【０１１５】
次に、上記のＴｉＯ2 のペースト状分散液を、第１の透明導電性基板１である第１のＦＴＯ基板上の透明導電層１ｃであるＦＴＯ層の上にブレードコーティング法によって塗布し、大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍ、厚さ２０μｍの微粒子層を形成した。微粒子層は、第１のＦＴＯ基板上の断面長手方向の中心から右方向に１．５ｍｍずれた位置を微粒子層の中心として、直交する方向に関して左右対称となるように形成した。また、第２のＦＴＯ基板上には、断面長手方向の中心から左方向に１．５ｍｍずれた位置を微粒子層の中心として、直交する方向に関して左右対称となるように形成した。その後、５００℃に３０分間保持して、ＴｉＯ2 微粒子をＦＴＯ層上に焼結した。焼結されたＴｉＯ2 膜へ０．１Ｍの塩化チタン（ＩＶ）ＴｉＣｌ4 水溶液を滴下し、室温下で１５時間保持した後、洗浄し、再び５００℃で３０分間焼成を行った。この後、紫外光照射装置を用いてＴｉＯ2 焼結体に紫外光を３０分間照射し、このＴｉＯ2 焼結体に含まれる有機物などの不純物をＴｉＯ2 の光触媒作用によって酸化分解して除去し、ＴｉＯ2 焼結体の活性を高める処理を行い、第１の酸化チタン層を得た。第２の酸化チタン層も上記と同様に、第２のＦＴＯ基板上のＦＴＯ層上に形成することで得た。
【０１１６】
光増感色素として、十分に精製したＺ９９１色素２３．８ｍｇを、アセトニトリルとｔｅｒｔ−ブタノールとを１：１の体積比で混合した混合溶媒５０ｍｌに溶解させ、光増感色素溶液を調製した。
【０１１７】
次に、第１の酸化チタン層をこの光増感色素溶液に室温下で２４時間浸漬し、ＴｉＯ2 微粒子表面に光増感色素を保持させた。次に、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンのアセトニトリル溶液およびアセトニトリルを順に用いて第１の多孔質電極２を洗浄した後、暗所で溶媒を蒸発させ、乾燥させた。第２の酸化チタン層においても同様の処理を行った。こうして、第１のＦＴＯ基板上に形成された第１の多孔質電極と、第２のＦＴＯ基板上に形成された第２の多孔質電極とを得た。
【０１１８】
一方、溶媒としての３−メトキシプロピオニトリル（ＭＰＮ）に、１．０Ｍの１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド（ＭＰＩｍＩ）、０．１Ｍのヨウ素Ｉ2 、そして添加剤として０．３ＭのＮ−ブチルベンズミダゾール（ＮＢＢ）を溶解させ、電解液を調製した。
【０１１９】
次に、金属基板３ｂとして大きさ１１５ｍｍ×１２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの純チタン板を用意した。次に、上記チタン板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍの塗膜を形成した。塗膜は、上記チタン板の主面上の任意の一端から６ｍｍ形成し、上記一端と直交する方向の上記チタン板の中心線に関して線対称に形成した。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、上記チタン板上に第１のカーボン層を有する対極を得た。同様に、上記チタン板上の第１のカーボン層が形成されている側とは逆側の主面に第２のカーボン層を形成した。第２のカーボン層は、第１のカーボン層が形成されている位置と、上記チタン板の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に形成した。また、第１および第２のカーボン層をチタン板に形成する場合において、上記チタン板の両面にそれぞれ塗膜を形成してから、加熱、乾燥することによって第１および第２のカーボン層を形成してもよい。
【０１２０】
次に、得られた第１のカーボン層および第２のカーボン層の焼成を行った。１時間３０分で４００℃にまで昇温させ、４００℃で３０分保持し焼成した。この工程により、完全にエチルセルロースを分解し消失させることで、チタン板の両主面に第１の触媒層と第２の触媒層とを有する対極が得られた。得られた第１の触媒層と第２の触媒層の厚みは約４５μｍであった。また、対極３を製造する場合において、チタン板の主面上に第１の触媒層を形成してから、反対側の主面上に第２の触媒層を形成してもよい。
【０１２１】
次に、第１のＦＴＯ基板の第１の多孔質電極が設けられている面と第２のＦＴＯ基板５の第１の多孔質電極が設けられている面とを、所定の間隔を置いて互いに対向させる。
【０１２２】
次に、第１の多孔質電極と第２の多孔質電極との間に一定間隔を置いて対極を設ける。第１の多孔質電極と対極との間隔は２５μｍとした。第２の多孔質電極と対極との間隔も同様に２５μｍとした。このことは、第２の多孔質電極においても同様である。
【０１２３】
第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板とは、対極３の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に設けられ、対極は、第１の触媒層と第１の多孔質電極とが、それぞれの断面長手方向の中心線が共通となるように設けられる。これにより、対極は、対極の端部が第１のＦＴＯ基板および第２のＦＴＯ基板から突出し、第１のＦＴＯ基板の端部および第２のＦＴＯ基板の端部が対極に対して突出するように設けられる。突出部の長さは、それぞれのＦＴＯ基板の端部、対極の端部がともに３ｍｍであった。
【０１２４】
そして、第１のＦＴＯ基板と対極との間、第２のＦＴＯ基板と対極との間、第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板との間をそれぞれ囲むようにして厚さ３０μｍのアイオノマー樹脂フィルムとアクリル系紫外線硬化樹脂で封止する。
【０１２５】
次に、電解液を、予め第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板とに設けた注液口から送液ポンプを用いてそれぞれ注入し、減圧することで素子内部の気泡を追い出した。こうして第１の電解質層と第２の電解質層とが形成される。この後、注液口をアイオノマー樹脂フィルム、アクリル樹脂およびガラス基板で封止した。次に、第１のＦＴＯ基板の端部におけるＦＴＯ層の面上および第２のＦＴＯ基板の端部におけるＦＴＯ層の面上に、銀合金からなる導電材をそれぞれ形成する。導電材９の厚さは５０μｍであって、奥行き方向に平行に延在する長尺形状を有する。互いに対向する導電材９の間隔は０．４ｍｍであった。こうして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１２６】
この第１の実施の形態によれば、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、この色素増感光電変換素子においては、両主面に触媒層３ｃを有する対極３に関して対向する位置に、一定間隔をおいて第１の多孔質電極２および第２の多孔質電極６が設けられ、それぞれの間には電解液が充填された第１の電解質層４と第２の電解質層７を有する。このため、この色素増感光電変換素子１０においては、両主面に入射した光を有効に発電利用することが出来る。また、対極３を共通化したので、色素増感光電変換素子１０の構成部材を削減することができ、製造工程も省略することが出来る。これによって、両面から照射される光を有効に発電利用可能であって、光電変換特性が優れた色素増感光電変換素子を低コストで製造することができる。
【０１２７】
＜２．第２の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図４Ａは第２の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。図４Ｂは第２の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の図２Ａに直交する方向の色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図４Ａに示すように、この色素増感光電変換素子１０は、対極３の両側の端部３ｅおよび３ｆが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出している。また、図４Ｂに示すように、端部３ｅおよび３ｆが突出する方向とは直交する方向には、第１の透明導電性基板１の両側の端部である１ｄおよび５ｄと、第２の透明導電性基板５の両側の端部である１ｅおよび５ｅとが対極３に対して突出しており、それぞれの透明導電性基板の突出部には上述したものと同様に導電材９が設けられている。また、透明導電性基板の突出部は、一方の対向する端部のみであってもよい。
【０１２８】
図５Ａ〜Ｃは、この色素増感光電変換素子１０の具体的な形態例を第２の透明導電性基板５の主面上方から見た平面図である。図５ＡおよびＢに示すように、この例においては、主面が長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の対向する２辺のそれぞれ少なくとも一部から対極３が突出しており、それ以外の少なくとも一辺は、対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５が突出している形態を有する。また、図５Ｃに示すように、この例においては、長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する三辺に渡る部分から対極３が突出しており、それ以外一辺は対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５が突出している形態を有するが、色素増感光電変換素子１０の形態は上記のものには限定されず、適宜形態を選択することができ、具体的には、例えば、円形、楕円形、雲形、星形、ｎ角形（ｎ≧３）などであってもよい。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１２９】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１３０】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から両端部が突出可能な大きさの金属基板３ｂを用いて対極３を形成し、対極３の両側の端部３ｅ、３ｆを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出するように色素増感光電変換素子１０を形成する。第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄは、対極３の両側の端部３ｅ、３ｆを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出可能で、かつ第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の直交する端部の少なくとも一方が突出可能な位置および大きさで形成する。また、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５と対極３とを、対極３の両側の端部３ａ、３ｈを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出させ、かつ第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の直交する端部の少なくとも一方が突出するように配置する。上記以外のことは、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１３１】
＜実施例２＞
金属基板３ｂとして大きさ１３１ｍｍ×１１２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの純チタン板を用意した。
次に、上記チタン板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍの塗膜を形成した。塗膜は、チタン板の中央部に形成した。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、チタン板上にカーボン層である第１の触媒層を有する対極を得た。同様に、チタン板上の第１の触媒層３が形成されている側とは逆側の主面に第２の触媒層を形成した。第２の触媒層も、同様にチタン板の中央部に形成した。
【０１３２】
次に、第１のＦＴＯ基板の第１の多孔質電極が設けられている面と第２のＦＴＯ基板の第１の多孔質電極が設けられている面とを、所定の間隔を置いて互いに対向させる。このとき、対極３の両端部が第１のＦＴＯ基板および第２のＦＴＯ基板から突出するように設けられ、対極３の両端部の突出部の長さはともに３ｍｍであった。上記以外のことは実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１３３】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることが出来る。
【０１３４】
＜３．第３の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図６は第３の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図６に示すように、この色素増感光電変換素子１０は、第１および第２の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０の対極３における金属基板３ｂに代えて導電性基板３ｇとしたものである。導電性基板３ｇは、基板３ｈ上に導電層３ｉが設けられている。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１３５】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１３６】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法は、対極３を金属基板３ｂに代えて導電性基板３ｇとして形成した。導電性基板３ｇは、基板３ｈの全面に例えばスパッタリング法などにより導電層３iを形成する。上記以外のことは第１および第２の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１３７】
＜実施例３＞
導電性基板３ｇとして大きさ１１５ｍｍ×１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス板を用意した。次に、上記ガラス板の両主面の全面にスパッタリング法によってＦＴＯ層を形成し導電性基板であるＦＴＯ基板とした。次に、上記ＦＴＯ基板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍの塗膜を形成した。上記塗膜は、上記ＦＴＯ基板の主面上の任意の一端から形成し、一端とは直交する方向の上記ＦＴＯ基板の中心線に関して線対称に形成した。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、上記ＦＴＯ基板上に第１のカーボン層を有する対極３を得た。同様に、上記ＦＴＯ基板３上の第１のカーボン層が形成されている側とは逆側の主面に第２のカーボン層を形成した。第２のカーボン層は、第１のカーボン層が形成されている位置と、チタン板の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に形成した。上記以外のことは実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１３８】
この第３の実施の形態によれば、第１および２の実施の形態と同様な利点を得ることが出来る。
【０１３９】
＜４．第４の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図７は第４の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図７に示すように、この色素増感光電変換素子１０は、第１〜第３の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０の対極３に、両主面に貫通する貫通孔１１を少なくとも１つ設けたものである。貫通孔１１は、第１電解質層４と第２の電解質層７とを繋ぐ形態で設けられている。貫通孔１１の表面には第１の触媒層３ｃまたは第２の触媒層３ｄと同じ構成の触媒層３ｈが設けられている。また、必要に応じて貫通孔１１には触媒層３ｈを形成しない形態としてもよい。また、貫通孔１１の形状は、どのようなものであってもよく、具体的には、例えば、円柱形状、楕円柱形状、ｎ角柱形状（ｎは３以上の自然数）、円錐台形状、楕円錐台形状、ｎ角錐台形状（ｎは３以上の自然数）、多面体形状、これらを組み合わせた形状などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。対極３の第１の触媒層３ｃと接する面の面積に対する、貫通孔１１の占める面積は、０．０１％以上５０％以下であることが好ましく、０．０１％以上２０％以下であることがより好ましく０．０１％以上１％以下であることが最も好ましい。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１４０】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１４１】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
対極３を作製する場合に、まず、金属基板３ｂに、両主面に通じる貫通孔１１を少なくとも１つ形成する。貫通孔１１の形成方法は従来公知の方法を適宜選択する。次に、金属基板３ｂの一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの一方の主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。次に、金属基板３ｂのもう一方の主面にも同様に、金属基板３ｂのもう一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの両主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。このとき、貫通孔１１が、上記スクリーン印刷用ペーストによって塞がっている状態とする。次に、貫通孔１１よりも細い金属棒などを、上記スクリーン印刷用ペーストによって塞がった貫通孔１１に挿入し、金属棒が貫通した状態とする。貫通孔１１が複数あるときは、それぞれの貫通孔１１に金属棒を挿入し、金属棒が貫通した状態とする。次に、得られた塗膜を有する金属基板を、金属棒ごと焼成する。焼成後に、金属棒を除去する。こうして、貫通孔１１内部にも触媒層３ｈが形成された対極３が得られた。また、金属棒に代えて、１５０℃以上４００℃以下で消失する材料からなる棒を貫通孔１１に挿入しても良い。１５０℃以上４００℃以下で消失する材料としては、樹脂などが挙げられる。この場合においては、焼成することによって貫通孔１１に挿入された棒が消失するので、棒を除去する工程を必要としない。また、貫通孔１１を別の方法としては、第１の実施の形態による製造方法で得られた対極３に従来公知の方法で貫通孔１１を形成する。この場合においては貫通孔１１の内部に触媒層３ｈが形成されない。
【０１４２】
また、第１の電解質層４と第２の電解質層７とが形成する場合に、第１の電解質層４および第２の電解質層７を構成する電解液が封入される空間には、例えば、第１の透明導電性基板１にのみ予め形成された注液口（図示せず）から電解液を注入することで、第１の電解質層４および第２の電解質層７を一度に形成する。その後、この注液口を塞ぐ。封止材８は、対極３の端部３ａの内側、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａの内側にそれぞれ形成される。上記以外のことは第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１４３】
＜実施例４＞
金属基板３ｂとして大きさ１１５ｍｍ×１２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのチタン板を用意した。次に、上記チタン板に、両主面を貫通する直径１．５ｍｍの貫通孔１１を設ける。貫通孔１１は、の位置は、上記チタン板の任意の角部から、横方向に６０ｍｍ、縦方向に５７．５ｍｍ進んだ上記チタン板上の点を中心として、１０ｍｍ間隔で千鳥格子状に２５つ形成した。
【０１４４】
次に、上記チタン板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し塗膜を形成した。塗膜は、上記チタン板の上記角部から横に５５ｍｍ、縦に５７．５ｍｍ進んだ上記チタン板上の点を中心として、縦１１３ｍｍ、横１１０ｍｍの大きさで形成した。同様に、上記チタン板上の第１のカーボン層が形成されている側とは逆側の主面に第２のカーボン層を形成した。第２のカーボン層は、第１のカーボン層が形成されている位置と、上記チタン板の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に形成した。次に、直径１ｍｍのポリカーボネート棒を、それぞれ貫通孔１１に挿入し貫通させる。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、上記チタン板の両主面上に第１のカーボン層と第２のカーボン層とを有する対極を得た。
【０１４５】
次に、得られた第１のカーボン層および第２のカーボン層の焼成を行った。１時間３０分で４００℃にまで昇温させ、４００℃で３０分保持し焼成した。この工程により、完全にエチルセルロースおよびポリカーボネートを分解し消失させることで、金属基板３ｂの両主面に第１の触媒層３ｃと第２の触媒層３ｄとを有し、両主面を貫通する貫通孔を有する対極が得られた。得られた第１の触媒層と第２の触媒層の厚みは約４５μｍであった。
【０１４６】
第１の電解質層と第２の電解質層は、電解液を、予め第１のＦＴＯ基板に設けた注液口から送液ポンプを用いて注入し、減圧することで素子内部の気泡を追い出した。こうして第１の電解質層と第２の電解質層とが一度に形成される。この後、注液口をアイオノマー樹脂フィルム、アクリル樹脂およびガラス基板で封止し、色素増感光電変換素子を完成した。その他のことは実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１４７】
この第４の実施の形態によれば、第１〜第３の実施の形態と同様な利点に加えて、次のような利点を得ることができる。すなわち、対極３に貫通孔１１を設けたので、第１の電解質層４と第２の電解質層７を形成する場合に、注液口が１箇所のみの１回の注液で、第１の電解質層４と第２の電解質層７が形成可能となり、製造工程が省略されることで製造コストを低減させることができる。また、第１の触媒層３ｃと第２の触媒層３ｄに加えて、さらに貫通孔内部に触媒層３ｈを形成したので触媒層の表面積が増加し、正極側の触媒作用が増大するので、素子全体の直流抵抗が低減され、光電変換効率が向上する。これによって、両面から照射される光を有効に発電利用可能であって、光電変換特性が優れた色素増感光電変換素子を低コストで製造することができる。
【０１４８】
＜５．第５の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図８は第５の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図８に示すように、この色素増感光電変換素子１０は第１〜第４の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０において、それぞれ突出している第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方が、もう一方に対して突出している。端部１ａと端部５ａとは導電材９で電気的に接続されている。端部１ａと端部５ａのうち、突出部が短い方の端部によって形成された空間は導電材９によって少なくとも一部が埋められていることが好ましく、完全に埋められていることがより好ましい。また、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方のみが突出している構成であってもよい。このとき、導電材９は透明導電層の側部に設けられる。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１４９】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１５０】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５と対極３とを配置する場合において、対極３の端部３ａを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一方の側から突出するように設け、それとは反対のもう一方の側は、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａがともに突出するように設ける。このとき、端部１ａおよび端部５ａのうち、いずれか一方はもう一方よりも突出するように設けられている。例えば、端部１ａが端部５ａよりも突出して設けるとき、一方の透明導電性基板の主面がもう一方の透明導電性基板よりも大きいことが好ましい。また、端部１ａおよび端部５ａのうち、いずれか一方のみが突出するように設けてもよい。次に、第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａとの間に導電材９を設け、第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とを電気的に接続する。こうして、色素増感光電変換素子１０を形成する。
【０１５１】
また、別の製造方法としては、第１の実施の形態の製造方法で色素増感光電変換素子１０を作成し、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第１の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方の端部の突出部の少なくとも一部を切除する。上記以外のことは第１〜第４のいずれかの実施の形態の色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１５２】
＜実施例５＞
第１の透明導電性基板１として、大きさ１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ４ｍｍのＦＴＯ基板を用意し、第２の透明導電性基板５として大きさ１２５ｍｍ×１２２ｍｍ、厚さ４ｍｍのＦＴＯ基板を用意する。
【０１５３】
次に、上記のＴｉＯ2 のペースト状分散液を、第１のＦＴＯ基板上のＦＴＯ層の上にブレードコーティング法によって塗布し、大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍ、厚さ２００μｍの微粒子層を形成した。微粒子層は、第１のＦＴＯ基板の断面長手方向の中心から右方向に１．５ｍｍ移動し、奥行き方向に０ｍｍ移動した位置を微粒子層の中心として形成した。また、第２のＦＴＯ基板には、断面長手方向の中心から左方向に０ｍｍ移動し、奥行き方向に０ｍｍ移動した位置を微粒子層の中心として形成した。
【０１５４】
第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板と対極とを設ける場合には、第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板とを、対極の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に設け、対極は、第１の触媒層と第１の多孔質電極とを、それぞれの断面長手方向の中心線が共通となるように設ける。これにより、対極は、対極の端部が第１のＦＴＯ基板および第２のＦＴＯ基板から突出し、第１のＦＴＯ基板の端部および第２のＦＴＯ基板の端部が対極に対して突出するように設けられる。突出部の長さは、対極の端部が３ｍｍ、第１のＦＴＯ基板の端部が３ｍｍ、第２のＦＴＯ基板の端部が０ｍｍであった。
【０１５５】
次に、第１のＦＴＯ基板の端部と第１のＦＴＯ基板の端部とを銀合金からなる導電材９で接続する。導電材９は第２のＦＴＯ基板の端部の突出部を埋める形態で設けられ、さらに、第１のＦＴＯ基板の端部上の全面に設けられる。導電材９の断面形状は略Ｌ字形状であり、奥行き方向に平行に延在する長尺形状を有する。その他のことは、実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１５６】
この第５の実施の形態によれば、第１〜第４の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０１５７】
＜６．第６の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子モジュール］
図９Ａは第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図、図９Ｂは図９ＡのＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。
図９ＡおよびＢに示すように、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、複数の色素増感光電変換素子１０が互いに電気的に直列に接続されている。色素増感光電変換素子１０は、第１〜第４の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０である。色素増感光電変換素子モジュールは、第１〜第４の実施の形態のいずれか１種類の色素増感光電変換素子１０のみで構成してもよいし、第１〜第４の実施の形態のいずれか２種類以上の色素増感光電変換素子１０を組み合わせて構成してもよい。これらの色素増感光電変換素子１０は、典型的には同一平面内に配置される。また、この色素増感光電変換素子モジュールは、一般的には基板（図示せず）上に配置される。この色素増感光電変換素子モジュールの大きさは特に限定されず、必要に応じて選ばれるが、小さいものでは例えば数ｃｍ程度、大きいものでは例えば１ｍ以上である。
【０１５８】
図１０Ａは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態を示す要部断面図である。図１０Ｂは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第１の例を示す平面図である。
図１０ＡおよびＢに示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、それとは反対側の辺においては、対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。
【０１５９】
互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、一つの色素増感光電変換素子１０の端部１ａ上および端部５ａ上にそれぞれ互いに対向して設けられた導電材９と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の端部３ａとが、互いに対向して設けられた２つの導電材９が端部３ａを挟持する形態で接続され、互いに電気的に直列に接続されている。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０に設けられた２つの導電材９の接続界面は、もう一つの色素増感光電変換素子１０の端部３ａによってそれぞれ若干削られ、これにより端部３ａと導電材９とが密着した形態で接続されている。
【０１６０】
図１１は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第２の例を示す斜視図である。図１１に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０素子の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３から突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。
互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６１】
図１２は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第２の例を示す斜視図である。図１２に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する二辺に渡る部分から対極３が突出し、残りの二辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３から突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６２】
図１３は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第３の例を示す斜視図である。図１３に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第３の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の対向する２辺のそれぞれ少なくとも一部から対極３が突出し、残りの二辺にいては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６３】
図１４は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第４の例を示す斜視図である。図１４に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０のうち、一つを、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、もう一つを、上記一つの色素増感光電変換素子１０もしくは第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する二辺に渡る部分から対極３が突出し、残りの二辺における透明導電性基板の端部が対極３から突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６４】
図１５は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第５の例を示す斜視図である。図１５に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０のうち、一つを、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、もう一つを、上記一つの色素増感光電変換素子１０もしくは第３の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の対向する２辺のそれぞれ少なくとも一部から対極３が突出し、残りの二辺における透明導電性基板の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６５】
図１６は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第６の例を示す斜視図である。
図１６に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０のうち、一つを、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺における透明導電性基板の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、もう一つを、上記一つの色素増感光電変換素子１０もしくは第３の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する三辺に渡る部分から対極３が突出し、残りの一辺における透明導電性基板の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６６】
このように、この色素増感光電変換素子モジュールは、構成する色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの突出のさせ方、接続のしかたによって、発電電力を効率よく取り出せる接続レイアウトを適宜選択することができる。特に、上述した接続形態の例の中でも、接続形態の第２の例が最もレイアウトの自由度があり、また、色素増感光電変換素子モジュールの出力電流電圧の調整が容易なレイアウトとすることができる。
【０１６７】
［色素増感光電変換素子モジュールの動作］
この色素増感光電変換素子モジュールの動作について説明する。
この色素増感光電変換素子モジュールを構成する各色素増感光電変換素子１０の動作は、第１〜第４実施の形態によるいずれかの色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１６８】
［色素増感光電変換素子モジュールの製造方法］
この色素増感光電変換素子モジュールの製造方法について説明する。
図１７および図１８は、色素増感光電変換素子モジュールの製造工程を示す要部断面図である。
図１７に示すように、まず、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの側面と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５にそれぞれ設けられた導電材９と封止材８とで囲まれる空間とを互いに平行に保持し対向させる。
【０１６９】
次に、図１８に示すように、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の断面短手方向の中心線と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間の断面短手方向の中心線とが同一の線上となるように保持し、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａを、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間に挿入して両素子を接続する。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０に設けられた対極３の端部３ａによって、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板にそれぞれ設けられた導電材９の対向する面の一部が削りとられることで圧着することが好ましい。一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９との接触面積は基本的にはどのような大きさであっても良いが、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の一方の導電材９との接触面積は、透明導電性基板の主面の面積の３％以上２０％以下であることが好ましく、５％以上１５％以下であることがより好ましく、５％以上１０％以下であることが最も好ましい。これは、透明導電性基板の主面の３％以下であると接触抵抗が増大し、また、２０％以上であると、モジュールとした時の単位面積当たりの発電効率が低くなる。
【０１７０】
また、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａを、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間に挿入する場合に、別の方法として、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａを加熱した後に、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間に挿入して接続することもできる。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０に設けられた対極３の端部３ａによって、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板にそれぞれ設けられた導電材９の対向する面の一部が溶融することで接合することが好ましい。そのため、導電材９を構成する導電材料は融点が低いものであることが好ましく、具体的には、例えば、はんだ、銀合金、導電性高分子などが挙げられる。また、導電材９の対向する面のみを融点が低い導電材料で構成することもでき、具体的には、例えば、導電材９の対向する面に導電性フィルムなどを貼付して設けた構成などが挙げられる。対極３の端部３ａの加熱温度は、導電材９の融点などにもよるが、一般的には１００℃以上２００℃以下に選ばれる。例えば、導電材９をはんだで形成する場合には、加熱温度は例えば１５０℃以上１９０℃以下である。以上のようにして、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士が互いに電気的に直列に接続され、目的とする色素増感光電変換素子モジュールが製造される。
【０１７１】
＜実施例６＞
実施例１の製造方法により色素増感光電変換素子を製造した。
次に、一つの色素増感光電変換素子のチタン板の端部と、もう一つの色素増感光電変換素子の互いに対向して設けられたＦＴＯ基板の端部上にそれぞれ設けられた銀電極とを、上記銀電極の間の空間にチタン板の端部をチタン板の断面長手方向に３ｍｍ挿入することで接続した。上記チタン板の厚さは０．５ｍｍ、上記銀電極の間隔は０．４ｍｍであるので、上記銀電極の対向する面はそれぞれ０．０５ｍｍずつ削られる。接続条件は、加圧圧力５０ＫＰａ、時間２０秒とした。以上のようにして、二つの色素増感光電変換素子を互いに電気的に直列に接続し、同様に複数接続することによって色素増感光電変換素子モジュールを完成した。
【０１７２】
＜実施例７＞
一つの色素増感光電変換素子のチタン板の端部をあらかじめ熱し、もう一つの色素増感光電変換素子に対向して設けられたＦＴＯ基板の端部上に対向してそれぞれ設けられたはんだ電極とを、上記銀電極の間の空間にチタン板の端部をチタン板の断面長手方向に３ｍｍ挿入することで接続した。チタン板の端部の加熱温度は２５０℃とした。上記チタン板の厚さは０．５ｍｍ、上記銀電極の間隔は０．４ｍｍであるので、上記銀電極の対向する面はそれぞれ０．０５ｍｍずつ溶融する。接合条件は、加圧圧力５０ＫＰａ、温度２５０℃、時間２０秒とした。その他のことは、実施例６と同様にして色素増感光電変換素子モジュールを完成した。
【０１７３】
この第５の実施の形態によれば、第１〜第４の実施の形態と同様な利点に加えて、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１および第２の透明導電性基板５の端部１ａおよび５ａとを導電材９を介して互いに接続することにより互いに電気的に直列に接続している。このため、複数の色素増感光電変換素子１０の接続にタブ線や導電性接着剤などによる配線を必要としない。これにより、配線抵抗による電極低下を飛躍的に抑えることができる。また、色素増感光電変換素子１０同士が互いに密接して配置されており、発電に寄与しない無効な面積が実質的に存在しない。これによって、色素増感光電変換素子モジュールの有効面積の大幅な増加を図ることができる。さらに、互いに密接して配置されているので意匠性が高い。また、色素増感光電変換素子１０同士の接続の自由度が高く、様々な接続形態を容易に構築可能であるので、使用環境に応じて色素増感光電変換素子モジュールを個別に設計する必要が無く、さらに、色素増感光電変換素子１０同士の接続に、新たな部材を必要としないので、色素増感光電変換素子モジュールの製造工程を大幅に簡略化でき、ひいては色素増感光電変換素子モジュールの大幅な低コスト化を図ることができる。また、色素増感光電変換素子１０の接続には熱を要しなくても可能なことから、例えば、熱接合による封止材１６、第１の多孔質電極２、対極３などの素子本体の構造に悪影響が生じるのを防止することができる。このため、色素増感光電変換素子１０の特性や信頼性の劣化を防止することができ、特性や信頼性が優れた色素増感光電変換素子モジュールを得ることができる。
【０１７４】
＜７．第７の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子モジュール］
図１９Ａは第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図、図９Ｂは図１９ＡのＣ−Ｃ線に沿っての断面図である。
図１９ＡおよびＢに示すように、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、複数の色素増感光電変換素子１０が互いに電気的に直列に接続されている。色素増感光電変換素子１０は、第５の実施の形態の色素増感光電変換素子１０である。隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、互いに逆向きに接続されている。
【０１７５】
図２０Ａは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態を示す要部断面図である。図２０Ｂは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の例を示す平面図である。 図２０ＡおよびＢに示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第５の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、それとは反対側の辺においては、透明導電性基板１の端部１ａが対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０に第１の接続端子１２ａおよび第２の接続端子１２ｂからなる接続機構を設けて互いに接続したものである。
【０１７６】
互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの側面には第１の接続端子１２ａが設けられており、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板１の端部１ａ上には導電材９を介して、第２の接続端子１２ｂが設けられている。対極３の端部３ａと第１の接続端子１２ａとおよび導電材９と第２の接続端子１２ｂとは電気的に接続されている。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、互いに逆向きに配置され、第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ｂとが嵌合することによって接続され、互いに電気的に直列に接続されている。これにより一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板１の端部１ａとが電気的に接続されている。
【０１７７】
接続機構は、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を電気的に接続可能であれば、基本的にはどのようなものであってもよいが、接続部が外力に対し安定であることが好ましく、一定の操作で脱着が可能であるものが好ましい。接続機構を構成する第一の接続端子１２ａおよび第２の接続端子１２ｂは、典型的には、例えば、第１の接続端子９ａをオス、第２の接続端子９ｂをメスとしたコネクタなどの着脱機構が挙げられるが、これに限定されるものではなく、従来公知の接続機構を適宜選択することができる。
【０１７８】
第１の接続端子１２ａが設けられる位置は、対極３の端部３ａ上であれば基本的にはどこであってもよいが、特に、対極３の側面を含んだ少なくとも一部に設けられることが好ましい。また、第２の接続端子１２ｂが設けられる位置は、導電材９上であれば基本的にはどこであってもよいが、導電材９の側部の主面を含んだ少なくとも一部に設けられることが好ましい。また、第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ｂとは、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０において、それぞれ対応した位置に設けられることが好ましい。また、第２の接続端子１２ｂは透明導電性基板１の端部１ａの透明導電層１ｃ上に設けてもよい。
【０１７９】
上記以外のことは第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様である。
【０１８０】
［色素増感光電変換素子モジュールの動作］
この色素増感光電変換素子モジュールの動作は、第５の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの動作と同様である。
【０１８１】
［色素増感光電変換素子モジュールの製造方法］
この色素増感光電変換素子モジュールの製造方法について説明する。
図２１Ａは、色素増感光電変換素子モジュールの製造工程を示す要部断面図である。図２１Ｂは接続機構である第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ｂの平面図、図２１Ｃは図２１ＢのＤ−Ｄ線に沿っての断面図である。
図２１Ａに示すように、まず、第５の実施の形態の製造方法で色素増感光電変換素子１０を複数製造する。次に、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの側面に第１の接続端子１２ａを電気的に接続して設ける。次に、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９の側部主面に第２の接続端子１２ｂを設ける。図２１ＢおよびＣに示すように、第１の接続端子１２ａと、第２の接続端子１２ｂとは互いに嵌合可能な形状を有している。次に、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１の端部１ａとを互いに平行に保持して対向させる。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０ともう一つの色素増感光電変換素子１０とは端部の突出部が小さい方の透明導電性基板が互いに対向する向きに配置する。次に、図２２に示すように、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａをもう一つの色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１の端部１ａ上に垂直に下ろすことで、一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板１１の対極３の端部３ａに設けられた第１の接続端子１２ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９に設けられた第２の接続端子１２ａとを嵌合させ両素子を接続する。
【０１８２】
接続機構である第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ａとは、接続後であっても一定の操作で着脱が自由にできることが好ましい。着脱機構は従来公知のものを適宜選択することができるが、具体的には、例えば、ラッチ着脱機構、ピン着脱機構、エッジコネクタなどが挙げられる。第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ａとの着脱が可能となることによって、色素増感光電変換素子モジュールを構成する全ての色素増感光電変換素子１０が素子単独での着脱可能となる。
【０１８３】
図２２Ａは完成後の色素増感光電変換素子モジュールの一例を示した要部断面図である。図２２Ｂは完成後の色素増感光電変換素子モジュールから色素増感光電変換素子１０を着脱する一例を示した要部断面図である。
【０１８４】
図２２Ａに示すように、この色素増感光電変換素子モジュールは、３つの色素増感光電変換素子１０を上述した製造方法によって製造し完成したものである。ここで、色素増感光電変換素子モジュールを構成する３つの色素増感光電変換素子１０のうち、中央に接続された色素増感光電変換素子１０のみを交換する場合、従来の色素増感光電変換素子モジュールは、両端に接続されたいずれかの色素増感光電変換素子１０を取り外して交換していたが、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、図２２Ｂに示すように、隣り合う色素増感光電変換素子１０の第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ａとの接続をそれぞれ解除することによって容易に中央に接続された色素増感光電変換素子１０のみを取り外すことができる。
【０１８５】
上記以外のことは第５の実施の形態の色素増感光電変換素子モジュールの製造方法と同様である。
【０１８６】
＜実施例８＞
実施例５の製造方法により色素増感光電変換素子を製造した。
次に、一つの色素増感光電変換素子のチタン板の端部の側面にメス型金属端子を設け、もう一つの色素増感光電変換素子の互いに対向して設けられた２枚のＦＴＯ基板の端部に設けられた銀電極の側部主面に上記メス型金属端子に対応するオス型金属端子を設けた。次に、一つの色素増感光電変換素子１０のチタン板と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１のＦＴＯ基板の端部とを互いに平行に保持して対向させた。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０ともう一つの色素増感光電変換素子１０とは端部の突出部が小さい方のＦＴＯ基板が互いに対向する向きに配置した。次に、一つの色素増感光電変換素子１０のチタン板の端部をもう一つの色素増感光電変換素子１０の第１のＦＴＯ基板の端部１ａ上に垂直に下ろすことで、一つの色素増感光電変換素子に設けられたメス型金属端子と、もう一つの色素増感光電変換素子１０に設けられたオス型金属端子とが嵌合し両素子が接続された。さらに、同様に複数接続することによって色素増感光電変換素子モジュールを完成した。
【０１８７】
この第７の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な利点に加えて、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、構成する色素増感光電変換素子１０を透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方が、もう一方よりも突出している構成とし、隣り合う色素増感光電変換素子１０を互いに上下を逆転して配置し、一つの色素増感光電変換素子の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９とに着脱自在な接続機構を設けて両素子を接続したので、色素増感光電変換素子モジュールの完成後においても、色素増感光電変換素子モジュールを構成する色素増感光電変換素子１０のうち、目的の色素増感光電変換素子１０のみを着脱し交換することができる。これにより、例えば、多数の色素増感光電変換素子１０を接続した大型の色素増感光電変換素子モジュールにおいて、一部の色素増感光電変換素子１０に故障が生じても、周辺の色素増感光電変換素子１０を取り外すことなく、故障が生じた色素増感光電変換素子１０のみを取り外すことができる。これは、色素増感光電変換素子モジュールを設置した状態での作業が可能であるので、整備、修理工程の簡略化によって整備の大幅な低コスト化を図ることができる。また、色素増感光電変換素子モジュールを設置したままで、色素増感光電変換素子１０の構成や接続回路を変えることができるので、使用用途、季節などに応じた色素増感光電変換素子モジュールの仕様を容易に変更することができる。このため、設置後においても仕様変更が容易であり、信頼性が優れた色素増感光電変換素子モジュールを得ることができる。
【０１８８】
＜８．第８の実施の形態＞
［光電変換素子］
図２３Ａは第８の実施の形態による光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。図２３Ｂは第８の実施の形態による光電変換素子２０の図２３Ａに直交する方向の光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。
【０１８９】
図２３Ａに示すように、この光電変換素子は、第１の透明導電性基板２１と、第２の透明導電性基板２５とが、それぞれの透明導電層が互いに対向するように設けられ、その間に一定の間隔を置いて導電性基板２３が設けられ、それぞれの透明導電性基板と導電性基板２３との間には第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７とが設けられている構成を有する。必要に応じて絶縁層２８をそれぞれの光電変換層および対極３と導電材９との間に設ける。光は、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５にそれぞれ入射する。
【０１９０】
第１の光電変換層２２は、順次積層された透明導電層２２ａ、有機半導体層２２ｂおよび中間層２２ｃを含む。透明導電層２２ａの材料としては、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］のような導電性高分子が用いられる。有機半導体層２２ｂの材料としては、例えば、共役系高分子Ｐ３ＨＴとフラーレン誘導体ＰＣＢＭとを混合した半導体（Ｐ３ＨＴ：ＰＣＢＭ）などが用いられる。中間層２２ｃとしては、導電性基板２３への電子輸送を円滑に行い、かつ、正孔（ホール）の輸送を阻止する機能を有するもの、例えば、ＴｉＯ2 膜などが用いられる。
【０１９１】
第１の透明導電性基板２１は、透明基板２１ｂ上に透明導電層２１ｃが設けられている構成を有し、第２の透明導電性基板２５は透明基板２５ｂ上に透明導電層２５ｃが設けられている構成を有する。第１の透明導電性基板２１と、第２の透明導電性基板２５とは、透明導電層２１ｃと透明導電層２５ｃとが互いに対向するようにして設けられている。さらに、透明導電層２１ｃと透明導電層２５ｃとの間には、一定距離を置いて導電性基板２３が設けられている。
【０１９２】
また、第１の透明導電性基板２１と導電性基板２３を構成する金属基板３ｂとの距離は、例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の透明導電性基板２と導電性基板２３との距離も同様である。
【０１９３】
第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とは、好適には、互いにほぼ同じ大きさの長方形の形状を有し、平行かつ平行線に関し線対称な位置に設けられるが、これに限定されるものではない。第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５と、導電性基板２３とは、導電性基板２３の端部２３ａが光電変換素子２０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出するように設けられ、第１の透明導電性基板２１の端部２１ａと第２の透明導電性基板２５の端部２５ａとが導電性基板２３に対して突出するような配置で設けられる。具体的には、例えば、第１の透明導電性基板２１、第２の透明導電性基板２５および導電性基板２３のそれぞれの主面が同じ大きさである場合には、それらの面に平行な方向に互いにずれて配置される。そうすると、導電性基板２３の一方の端部２３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出し、導電性基板２３の端部２３ａとは反対方向の、第１の透明導電性基板２１の端部２１ａおよび第２の透明導電性基板２５の端部２５ａが導電性基板２３に対してそれぞれ突出する。端部２１ａの透明導電層２１ｃ上および端部２５ａの透明導電層２５ｃ上には、それぞれに少なくとも１つの銀などからなる電極が一定間隔を置いて互いに対向して設けられ、この場合においては導電材２９が設けられる。
【０１９４】
導電性基板２３の端部２３ａの、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から突出している部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第１の透明導電性基板２１の端部１ａの導電性基板２３から突出している部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第２の透明導電性基板２５の端部２５ａの導電性基板２３から突出している部分の長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、対向する第１の透明導電性基板２１の端部２１ａと第２の透明導電性基板２５の端部２５ａとの突出部の長さは等しいことが好ましいが、これに限定されるものではない。
【０１９５】
また、図２３Ｂに示すように、図２３Ａに示した光電変換素子２０の断面とは直交する方向の断面においては、第１の透明導電性基板２１の両側の端部２１ｄおよび２１ｅと第２の透明導電性基板２５の両側の端部２５ｄおよび２５ｅとが、導電性基板２３に対して突出しており、突出部には上述したものと同様に導電材２９が設けられている。第１の透明導電性基板２１および第２の透明導電性基板２５の上記突出部は、いずれか一方の対向する端部のみであってもよい。また、必要に応じて絶縁層２８をそれぞれの光電変換層および対極３と導電材９との間に設ける。
【０１９６】
第１の透明導電性基板２１、第２の透明導電性基板２５を形成する材料は、使用する光電変換層に応じて適宜選ばれ、第１の透明導電性基板１、第２の透明導電性基板５を形成する材料として上記に挙げた材料を適宜選択することができ、特に好適には、抵抗率が小さい導電材料、例えばＩＴＯなどの透明導電性金属酸化物や金属などが用いられる。
【０１９７】
また、導電性基板２３は、使用する光電変換層に応じて適宜選ばれ、第１の透明導電性基板１、第２の透明導電性基板５および金属基板３ｂを形成する材料として上記に挙げた材料を適宜選択することができ、特に好適には、抵抗率が小さい導電材料、例えばＩＴＯなどの透明導電性金属酸化物やアルミニウムなどの金属などが用いられる。
【０１９８】
また、絶縁層２８は、各種の絶縁体を用いることができ、固体の絶縁体とすることが好ましいが、これに限定されず、例えば、空気であってもよい。
【０１９９】
また、第１の光電変換層２２および第２の光電変換層２７は、例えば、無機半導体または有機半導体により形成されたｐ型半導体層とｎ型半導体層とからなるｐｎ接合や有機光電変換材料などにより形成される。
【０２００】
図２４に光電変換素子２０の他の具体的な構成例を示す。図２４に示すように、この例では、第１の光電変換層２２は、ｎ型半導体層２２ｄとｐ型半導体層２２ｅとからなるｐｎ接合により形成されている。ｎ型半導体層２２ｄおよびｐ型半導体層２２ｅは、各種の無機半導体または有機半導体からなり、形態も単結晶、多結晶、非晶質のいずれであってもよい。無機半導体としては、例えば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰなどが挙げられる。有機半導体としては、ポリアセチレン（好ましくは二置換型ポリアセチレン）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリピロール、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−co−ビチオフェン）（Ｆ８Ｔ２）、ポリ（１−ヘキシル−２−フェニルアセチレン）（ＰＨＸ ＰＡ）（発光材料としては青色の発光を示す）、ポリ（ジフェニルアセチレン）誘導体（ＰＤＰＡ−ｎ Ｂｕ）（発光材料としては緑色の発光を示す）、ポリ（ピリジン）（ＰＰｙ）、ポリ（ピリジルビニレン）（ＰＰｙＶ）、シアノ置換型ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＣＮＰＰＶ）、ポリ（３，９−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルインデノ［１，２−ｂ］フルオレン（ＰＩＦ）などが挙げられる。必要に応じて絶縁層２８をそれぞれの光電変換層および対極３と導電材９との間に設ける。
【０２０１】
また、第１の光電変換層２２と、第２の光電変換層２７とは、同一の材料、構成であっても良いし、別の材料、構成であってもよく、使用用途に応じて、上記に挙げた材料、構成などから適宜選択される。また、第１の光電変換層２２または第２の光電変換層２７を上述した色素増感光電変換部としてもよく、具体的には、例えば、太陽光が照射される面側をｐｎ接合型の光電変換層とし、室内光が照射される面側を色素増感光電変換部として光電変換素子２０を構成するハイブリッド型の太陽電池が挙げられるが、これに限定されるものではない。
上記以外のことは、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子の第１および第２の色素増感光電変換部以外のことと同様である。
【０２０２】
［光電変換素子の製造方法］
この光電変換素子は、第１の実施の形態における色素増感光電変換素子１０の第１および第２の色素増感光電変換部を第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７として、従来公知の方法で光電変換素子２０を製造した。
【０２０３】
この第８の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２０４】
＜９．第９の実施の形態＞
［光電変換素子］
【０２０５】
図２５Ａは第９の実施の形態による光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。図２５Ｂは第９の実施の形態による光電変換素子２０の図２５Ａに直交する方向の光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。
図２５Ａに示すように、この光電変換素子２０は、導電性基板２３の両側の端部２３ｅおよび２３ｆが光電変換素子２０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出している。また、図２５Ｂに示すように、端部２３ｅおよび２３ｆが突出する方向とは直交する方向には、第１の透明導電性基板２１の両側の端部である２１ｄおよび２５ｄと、第２の透明導電性基板５の両側の端部である２１ｅおよび２５ｅとが導電性基板２３に対して突出しており、それぞれの透明導電性基板の突出部には上述したものと同様に導電材２９が設けられている。また、透明導電性基板の突出部は、一方の対向する端部のみであってもよい。
【０２０６】
［光電変換素子の製造方法］
この光電変換素子は、第２の実施の形態における色素増感光電変換素子１０の第１および第２の色素増感光電変換部を第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７として、従来公知の方法で光電変換素子２０を製造した。
【０２０７】
この第９の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２０８】
＜１０．第１０の実施の形態＞
［光電変換素子］
図２６は第１０の実施の形態による光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。
図２６に示すように、この光電変換素子２０は第８および第９の実施の形態のいずれかの光電変換素子２０において、それぞれ突出している第１の透明導電性基板２１の端部２１ａおよび第２の透明導電性基板２５の端部２５ａのいずれか一方が、もう一方よりも突出している。端部２１ａと端部２５ａとは導電材２９で電気的に接続されている。端部２１ａと端部２５ａのうち、突出部が短い方の端部によって形成された空間は導電材２９によって少なくとも一部が埋められていることが好ましく、完全に埋められていることがより好ましい。また、第１の透明導電性基板２１の端部２１ａおよび第２の透明導電性基板２５の端部２５ａのいずれか一方のみが突出している構成であってもよい。このとき、導電材２９は透明導電層の側部に設けられる。上記以外のことは、第５の実施の形態による色素増感光電変換素子の第１および第２の色素増感光電変換部以外のことと同様である。
【０２０９】
［光電変換素子の製造方法］
この光電変換素子は、第２の実施の形態における色素増感光電変換素子１０の第１および第２の色素増感光電変換部を第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７として、従来公知の方法で光電変換素子２０を製造した。
【０２１０】
この第１０の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２１１】
＜１１．第１１の実施の形態＞
［光電変換素子モジュール］
【０２１２】
図２７は第１１の実施の形態の光電変換素子モジュールのうち、互いに隣接する二つの光電変換素子２０同士の接続形態を示す要部断面図である。
図２７に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の代わりに、第８および／または第９の実施の形態の光電変換素子２０を用いて、第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様に接続したものである。その他のことは第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様である。
【０２１３】
［光電変換素子モジュールの製造方法］
この光電変換素子モジュールは、色素増感光電変換素子１０の代わりに光電変換素子２０を用いることを除いて、第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法と同様にして製造することができる。
【０２１４】
この第１１の実施の形態によれば、第６の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２１５】
＜１２．第１２の実施の形態＞
［光電変換素子モジュール］
【０２１６】
図２８は第１２の実施の形態の光電変換素子モジュールのうち、互いに隣接する二つの光電変換素子２０同士の接続形態を示す要部断面図である。
図２８に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の代わりに、第１０の実施の形態の光電変換素子２０を用いて、第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様に接続したものである。その他のことは第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様である。
【０２１７】
［光電変換素子モジュールの製造方法］
この光電変換素子モジュールは、色素増感光電変換素子１０の代わりに光電変換素子２０を用いることを除いて、第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法と同様にして製造することができる。
【０２１８】
この第１２の実施の形態によれば、第７の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２１９】
以上、実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いてもよい。
【０２２０】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子。
（２）上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられている（１）に記載の光電変換素子。
（３）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する（１）または（２）に記載の光電変換素子。
（４）上記導電材は、はんだまたは銀合金である（１）〜（３）のいずれか一項に記載の光電変換素子。
（５）上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１の電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる（１）〜（４）のいずれか一項に記載の光電変換素子。
（６）互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュール。
（７）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する（６）に記載の光電変換素子モジュール。
（８）上記導電材は、はんだ、銀合金および導電性フィラーのいずれかである（６）または（７）に記載の光電変換素子モジュール。
（９）上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる（６）〜（８）のいずれか一項に記載の光電変換素子モジュール。
（１０）一方の主面に第１の多孔質電極が設けられた第１の透明導電性基板の上記第１の多孔質電極が設けられた面と、一方の主面に第２の多孔質電極が設けられた第２の透明導電性基板の上記第２の多孔質電極が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に対極を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間に第１の電解質層と第２の電解質層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法。
（１１）上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部を、上記対極に対して突出させて設け、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にそれぞれ導電材を設ける（１０）に記載の光電変換素子の製造方法。
（１２）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成した（１０）または（１１）に記載の光電変換素子の製造方法。
（１３）上記導電材は、はんだまたは銀合金である（１０）〜（１２）のいずれか一項に記載の光電変換素子の製造方法。
（１４）互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部ともう一つの光電変換素子の上記対極の突出部とが導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法。
（１５）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成する（１４）に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
（１６）上記導電材は、はんだまたは銀合金である（１４）または（１５）に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
（１７）光電変換素子モジュールを用い、上記光電変換素子モジュールが、互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器。
（１８） 光電変換素子モジュールを用い、上記光電変換素子モジュールが、互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物。
（１９）上記光電変換素子および／または上記光電変換素子モジュールのうち、少なくとも１つは２枚の透明板の間に挟持されている（１８）に記載の建築物。
【符号の説明】
【０２２１】
１０…色素増感光電変換素子、１…第１の透明導電性基板、１ａ…端部、２…第１の多孔質電極、３…対極、３ａ…端部、４…第１の電解質層、５…第２の透明導電性基板、５ａ…端部、６…第２の多孔質電極、７…第２の電解質層、８…封止材、２０…光電変換素子、２１…第１の透明導電性基板、２１ａ…端部、２２…第１の光電変換層、３…導電性基板、２３ａ…端部、２８…絶縁層、２５…第２の透明導電性基板、２５ａ…端部、２６…第２の光電変換層。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光電変換素子、光電変換素子モジュール、光電変換素子モジュールの製造方法、電子機器および建築物に関する。本開示は、より詳細には、例えば色素増感太陽電池モジュールに適用して好適な光電変換素子モジュールおよびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールを用いる電子機器および建築物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を電気エネルギーに変換する光電変換素子である太陽電池は太陽光をエネルギー源としているため、地球環境に対する影響が極めて少なく、より一層の普及が期待されている。
【０００３】
従来より、太陽電池としては、単結晶または多結晶のシリコンを用いた結晶シリコン系太陽電池および非晶質（アモルファス）シリコン系太陽電池が主に用いられている。
【０００４】
一方、１９９１年にグレッツェルらが提案した色素増感太陽電池は、高い光電変換効率を得ることができ、しかも従来のシリコン系太陽電池とは異なり製造の際に大掛かりな装置を必要とせず、低コストで製造することができることなどにより注目されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
この色素増感太陽電池は、一般的に、光増感色素を結合させた酸化チタンなどからなる多孔質電極と白金などからなる対極とを対向させ、それらの間に電解液からなる電解質層が充填された構造を有する。電解液としては、ヨウ素やヨウ化物イオンなどの酸化・還元種を含む電解質を溶媒に溶解したものが多く用いられる。
【０００６】
ところで、一般的に、太陽電池の実際の使用においては複数の太陽電池を組み合わせた形態であるモジュールという単位で使用されることが一般的である。太陽電池モジュールは、例えば、建築物や電子機器などに装備し使用される。その中でも、特に、太陽電池モジュールを窓などの建材一体型として利用する場合に太陽光を受ける面と室内光を受ける面が存在することになる。太陽電池モジュールに照射される光を無駄なく発電電力として利用するためには、太陽電池モジュールの太陽光を受ける面と室内光を受ける面との両面を発電可能とすればよい。そこで、従来においては、完成した太陽電池同士を張り合わせて両面を受光面としたもの、太陽電池自体を透明にして両面に光が透過可能としたもの、これらを組み合わせたものなどを太陽電池モジュールとしていた。しかしながら、太陽電池同士を張り合わせて両面を受光面とするのは、製造コストが非常に高く、また、太陽電池自体を透明にして両面に光が透過可能とするのは、発電効率を大幅に犠牲にすることになる。
【０００７】
これらの問題を解決するために、対極を一対の光電極により挟まれる形で設けた、タンデム型の色素増感太陽電池が提案されている（特許文献１参照。）。しかしながら、このタンデム型の色素増感太陽電池を太陽電池モジュールとして使用するためには色素増感太陽電池同士を繋ぐタブ線などが必要となる。特に、色素増感太陽電池においては電極の取り出しが、正極、負極ともに同じ方向を向いているので、素子を直列に結線する場合のタブ線の引き回しがシリコン系太陽電池と比較して複雑となる。このようなことから、色素増感太陽電池のモジュール化には施工性の悪さやコスト高という新たな課題が生じる。
【０００８】
また、一般的に、太陽電池の能力を表す指標として発電効率が挙げられる。これは単位面積当たりの発電電力を表すもので、実際の使い方においては複数の太陽電池を組み合わせた形態であるモジュールという単位で比較されることが一般的である。このとき、一つのモジュールを構成するに際して、モジュール面積のうち発電に寄与する部分ができるだけ多い方が光電変換効率の向上を図る上では有利となる。つまり、隙間なく太陽電池を敷き詰めることが光電変換効率の向上のポイントといえる。
図２９に、複数の太陽電池を配線材で接続した従来の太陽電池モジュールの一例を示す。図２９に示すように、基板１００上に複数の太陽電池１０１が配置され、これらの太陽電池１０１が配線材１０２により互いに電気的に直列に接続されている。配線材１０２は互いに隣接する二つの太陽電池１０１の一つの太陽電池１０１のアノード電極（図示せず）ともう一つの太陽電池１０１のカソード電極（図示せず）とを接続するように設けられている。実際に、特許文献１に記載されたタンデム型の色素増感太陽電池を太陽電池１０１として太陽電池モジュールとすると、太陽電池１０１には、アノード電極間を接続しているねじや、リップなどの発電に寄与しない無効な面積が相当存在していることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００７−５２１６６８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Nature,353,p.737-740,1991
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１で提案されたタンデム型太陽電池をモジュール化する場合には、太陽電池をタブ線などの配線材で接続することから、互いに隣接する二つの太陽電池の間には配線の取り回しのための大きな隙間ができる。この大きな隙間は発電に寄与しない無効な面積となる。このため、従来のタブ線などの配線材で複数の太陽電池を接続する方法は、発電効率を高めるという観点からは最適な接続方法とは言えなかった。
【００１２】
さらに、複数の両面型太陽電池を接続する場合あっては、配線の取り回しは更に複雑となり、上述した問題は更に大きくなる。
【００１３】
そこで、本開示が解決しようとする課題は、色素増感太陽電池などの色素増感光電変換素子などの光電変換素子において、両面から入射する光を有効に発電利用可能で、構造が簡易かつ低コスト化を図ることができる両面型の光電変換素子およびその製造方法を提供することである。
【００１４】
本開示が解決しようとする他の課題は、両面型の光電変換素子を用いた光電変換素子モジュールにおいて、光電変換素子の脱着が容易で、発電に寄与する有効面積の大幅な増加を図ることができ、しかも低コスト化を図ることができる両面型の光電変換素子モジュールおよびその製造方法を提供することである。
【００１５】
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、上記のような優れた光電変換素子モジュールを用いた高性能の電子機器を提供することである。
【００１６】
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、上記のような優れた光電変換素子モジュールを用いた建築物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本開示は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子である。
【００１８】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールである。
【００１９】
また、本開示は、
一方の主面に第１の多孔質電極が設けられた第１の透明導電性基板の上記第１の多孔質電極が設けられた面と、一方の主面に第２の多孔質電極が設けられた第２の透明導電性基板の上記第２の多孔質電極が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に対極を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間に第１の電解質層と第２の電解質層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法である。
【００２０】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部ともう一つの光電変換素子の上記対極の突出部とが導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法である。
【００２１】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器である。
【００２２】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物である。
【００２３】
本開示において、光電変換素子の平面形状は特に限定されないが、典型的には、長方形の平面形状を有し、上記の導電材は、光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するが、これに限定されるものではない。
【００２４】
導電材は、典型的には少なくとも一種類の導電性材料からなるが、抵抗の低減を図る観点からは導電性材料は体積抵抗率が低いものが好ましく、具体的には、導電材の２０℃における体積抵抗率が６０（μΩ・ｃｍ）以下であることが好ましく、４０（μΩ・ｃｍ）以下であることがより好ましく、２０（μΩ・ｃｍ）以下であることが最も好ましい。これを満たす導電性材料としては、好適には金属材料である。金属材料は単体金属または合金により形成することができ、金属材料を、具体的に挙げると、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、アンチモン（Ｓｂ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属からなり、合金としては、上記に挙げた材料の二元以上の合金などが挙げられる。また、光電変換素子同士の接続において、導電材がある程度の変形を要するという観点からは、導電性材料は柔らかい材質のものが好ましく、具体的には、導電材の２０℃におけるビッカース硬度が、４０（Ｈｖ）以下であることが好ましく、２５（Ｈｖ）以下であることがより好ましく、１５（Ｈｖ）以下であることが最も好ましい。ビッカース硬度は、負荷荷重５０ｇ、負荷時間１５秒における値である。これらの条件を満たす材料は、具体的には、例えば、はんだ、銀、金、鉛、銀合金、金合金、鉛合金、スズ合金などが挙げられる。また、導電材は、上記に挙げた材料の炭化物、窒化物、ホウ化物などであってもよい。また、導電材は、導電性カーボンであってもよく、具体的には、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛、カーボンナノチューブなどが挙げられる。また、導電材は、導電性高分子であってもよく、具体的には、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどが挙げられる。導電材は、必要に応じて、互いに異なる導電材からなる二層以上の導電層を積層した多層構造としてもよい。また、導電材は上記に挙げた材料などからなる少なくとも一種類の導電性粒子を樹脂などに混合させた導電性フィラー、上記に挙げた材料を含有する導電性フィルムなどであってもよいが、上記に挙げたものに限定されるものではない。
【００２５】
光電変換素子は、典型的には、多孔質電極に光増感色素が結合（吸着）した色素増感光電変換素子である。この場合、光電変換素子の製造方法は、多孔質電極に光増感色素を結合（吸着）させる工程を有する。この多孔質電極は、典型的には、半導体からなる微粒子により構成される。半導体は、好適には、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、取り分けアナターゼ型のＴｉＯ2 を含む。
【００２６】
第１の透明導電性基板は、透明基板の一方の主面の少なくとも一部に透明導電層が設けられている構成を有する。第１の透明導電性基板の透明基板上に設けられる透明導電層は導電性の薄膜であって、シート抵抗が小さいほど好ましい。具体的には５００Ω／□以下であることが好ましく、１００Ω／□以下であることがさらに好ましい。これは、シート抵抗が１００Ω／□を超えると、透明導電層の内部抵抗が著しく上昇するからである。また薄膜である透明導電層の厚さは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。これは、厚さが１００ｎｍよりも薄いと表面抵抗値および内部抵抗が上昇し、５００ｎｍを超えると透明導電層に亀裂が入りやすくなるためである。また、透明導電層を構成する材料としては公知の材料を用いることができ、必要に応じて選択され、典型的には、金属酸化物であって、例えば、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化スズ（ＩＶ）ＳｎＯ2（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＩＶ）ＳｎＯ2、酸化亜鉛（ＩＩ）ＺｎＯ、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ）などが挙げられるが、透明導電層を構成する材料は、これらに限定されるものではなく、金属、鉱物の薄膜でもよく、例えば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）などでもよいが、透明導電層を構成する材料は、これらに限定されない。また、上記で挙げたもの二種類以上を組み合わせて用いることもできる。このことは、第２の透明導電性基板５においても同様である。
【００２７】
また、第１の透明導電性基板１は、対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出していることが好ましく、特に、対極の突出部を有する端部の反対側の端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出していることが好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の透明導電性基板５についても同様であり、対向する第１の透明導電性基板１の突出部の長さと第１の透明導電性基板５の突出部の長さとが等しいことが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２８】
第１の多孔質電極としては、いわゆるコア−シェル構造の微粒子により構成されたものを用いてもよい。この多孔質電極としては、好適には、金属からなるコアとこのコアを取り巻く金属酸化物からなるシェルとからなる微粒子により構成されたものが用いられる。このような多孔質電極を用いると、この多孔質電極と対極との間に電解質層を設けた場合、電解液の電解質が金属／金属酸化物微粒子の金属からなるコアと接触することがないことから、電解質による多孔質電極の溶解を防止することができる。このため、金属／金属酸化物微粒子のコアを構成する金属として、従来使用が困難であった、表面プラズモン共鳴の効果が大きい金、銀、銅などを用いることができ、光電変換において表面プラズモン共鳴の効果を十分に得ることができる。また、電解液の電解質としてヨウ素系の電解質を用いることができる。金属／金属酸化物微粒子のコアを構成する金属としては、白金、パラジウムなどを用いることもできる。金属／金属酸化物微粒子のシェルを構成する金属酸化物としては使用する電解質に溶解しない金属酸化物が用いられ、必要に応じて選ばれる。このような金属酸化物としては、好適には、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属酸化物が用いられるが、これらに限定されない。例えば、酸化タングステン（ＷＯ3 ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）などの金属酸化物を用いることもできる。微粒子の粒径は適宜選ばれるが、好適には１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。また、微粒子のコアの粒径も適宜選ばれるが、好適には１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。これは、第２の多孔質電極においても同様である。
【００２９】
光電変換素子モジュールを構成する複数の光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する主面の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、第１の多孔質電極と第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、第１の多孔質電極と第２の多孔質電極と対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子であってもよいし、互いに隣接する二つの光電変換素子以外の一つまたは複数の光電変換素子がこれと異なる構成を有するものであってもよい。
【００３０】
光電変換素子は、最も典型的には、太陽電池として構成される。光電変換素子は、太陽電池以外のもの、例えば光センサーなどであってもよいが、これらに限定されるものではなく、負極と正極とを有し光によって駆動する素子であれば基本的にはどのようなものであってもよい。
【００３１】
光電変換素子モジュールは、最も典型的には、太陽電池モジュールとして構成される。ただし、光電変換素子モジュールは、太陽電池モジュール以外のもの、例えば光センサーモジュールなどであってもよい。
【００３２】
電子機器は、基本的にはどのようなものであってもよく、携帯型のものと据え置き型のものとの双方を含むが、具体例を挙げると、携帯電話、モバイル機器、ロボット、パーソナルコンピュータ、車載機器、各種家庭電気製品などである。この場合、光電変換素子は、例えばこれらの電子機器の電源として用いられる太陽電池である。
【００３３】
建築物は、典型的にはビルディング、マンションなどの大型建築物であるが、これに限定されず、外壁面を有する建築された構造物であれば、基本的にはどのようなものであってもよい。建築物は、具体的には、例えば、戸建住宅、アパート、駅舎、校舎、庁舎、競技場、球場、病院、教会、工場、倉庫、小屋、車庫、橋などが挙げられ、特に、少なくとも１つの窓部（例えばガラス窓）あるいは採光部を有する建築された構造物であることが好ましいが、建築物は上記に挙げたものに限定されるものではない。
【００３４】
建築物に設けられる光電変換素子および／または複数の光電変換素子が電気的に接続されている光電変換素子モジュールのうち、窓部あるいは採光部などに設けられるものは、２枚の透明板の間に挟持し、必要に応じて固定して構成することが好適であって、典型的には、光電変換素子および／または光電変換素子モジュールを２枚のガラス板の間に組み込み必要に応じて固定することによって構成される。
【００３５】
本技術は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子を電気的に直列に接続する場合に限定されない。すなわち、本技術は、透明導電性基板と導電性基板との間に光電変換層を有する各種の光電変換素子を電気的に直列に接続する場合に適用することができ、具体的には次の通りである。
【００３６】
すなわち、本開示は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、
第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子である。
【００３７】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、 互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、
第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールである。
【００３８】
また、本開示は、
一方の主面に透明導電層が設けられた第１の透明導電性基板の上記透明導電層が設けられた面と、一方の主面に透明導電層が設けられた第２の透明導電性基板の上記透明導電層が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、
上記第１の透明導電性基板と第２の透明導電性基板との間に導電性基板を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、
第１の透明導電性基板と上記導電性基板との間および第２の透明導電性基板と上記導電性基板との間に第１の光電変換層と第２の光電変換層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法である。
【００３９】
また、本開示は、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、 互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、
第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対しても突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において、一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の突出部とを上記導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法である。
【００４０】
また、本開示は、
少なくとも一つの光電変換素子モジュールを有し、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する側にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、導電性基板の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板は、上記導電性基板の突出部以外の少なくとも一部が上記導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器である。
【００４１】
また、本開示は、
少なくとも一つの光電変換素子モジュールを有し、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する側にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有し、導電性基板の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板は、上記導電性基板の突出部以外の少なくとも一部が上記導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記導電性基板の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物である。
【００４２】
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の対向する側にそれぞれ設けられた第１の光電変換層および第２の光電変換層と、第１の光電変換層と第２の光電変換層との間に設けられた導電性基板とを有する光電変換素子には、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と対極との間に、それぞれ第１の電解質層および第２の電解質層とを有する光電変換素子のほかに、例えば、第１の光電変換層および第２の光電変換層としてｐ型半導体層とｎ型半導体層とからなるｐｎ接合を用いる光電変換素子や光電変換層として有機半導体層を用いる光電変換素子などが含まれる。光電変換素子によっては、透明導電性基板および導電性基板の一方または双方が光電変換層に対する電極の役割を果たす。その他のことは、その性質に反しない限り、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と対極との間に、それぞれ第１の電解質層および第２の電解質層とを有する光電変換素子を用いる上記の光電変換素子モジュール、光電変換素子モジュールの製造方法および電子機器に関連して説明したことが成立する。
【００４３】
上述の本開示によれば、光電変換素子を両面に発電素子を配置し対極を共通な構成としたので、簡易な構成で両面から入射する光を有効に発電利用可能することができるとともに、低コスト化を図ることができる。さらに、両面に受光部を有する光電変換素子の透明導電性基板の一端部ともう一つの両面に受光部を有する光電変換素子の光電変換素子の対極の一端部とを接続する構成としたので、接続に配線部材を必要としない。このことにより、従来と異なり、光電変換素子モジュールにおいて配線のための無効な面積が発生しない。また、光電変換素子同士の接続に必要なものは透明導電性基板に設けられた導電材だけであり、取り回しの為に配線を長くする必要が無いので配線抵抗が低減する。さらに、配線抵抗低減のために一般的に実施されている高コストの方法を用いる必要もないので、接続コストの大幅な低減が可能である。
【発明の効果】
【００４４】
本開示によれば、色素増感光電変換素子やその他の光電変換素子において、簡易な構造で低コストに製造することができ、両面から入射する光を有効に発電利用可能とすることができる。さらに、色素増感光電変換素子やその他の光電変換素子を用いた光電変換素子モジュールの有効面積の大幅な増加を図ることができ、しかも接続コストの大幅な低減を図ることができる。そして、この優れた光電変換素子モジュールを用いることにより、高性能の電子機器および建築物を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図２】第１の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図である。
【図４】第２の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図５】第２の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図である。
【図６】第３の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図７】第４の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図８】第５の実施の形態による色素増感光電変換素子を示す平面図および断面図である。
【図９】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図および断面図である。
【図１０】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図１１】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１２】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１３】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１４】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１５】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１６】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの接続の一例を示す斜視図である。
【図１７】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図および断面図である。
【図２０】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図２１】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法を説明するための断面図である
【図２２】第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの設置後における素子の脱着を説明するための断面図である
【図２３】第８の実施の形態による光電変換素子を示す断面図である。
【図２４】第８の実施の形態による光電変換素子モジュールを構成する光電変換素子の別の具体例を示す断面図である。
【図２５】第９の実施の形態による光電変換素子を示す断面図である。
【図２６】第１０の実施の形態による光電変換素子を示す断面図である。
【図２７】第１１の実施の形態による光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図２８】第１２の実施の形態による光電変換素子モジュールにおける互いに隣接する二つの光電変換素子の接続部を拡大して示す断面図である。
【図２９】従来の太陽電池モジュールを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
２．第２の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
３．第３の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
４．第４の実施の形態（色素増感光電変換素子およびその製造方法）
５．第５の実施の形態（色素増感光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
６．第６の実施の形態（色素増感光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
７．第７の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
８．第８の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
９．第９の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
１０．第１０の実施の形態（光電変換素子およびその製造方法）
１１．第１１の実施の形態（光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
１２．第１２の実施の形態（光電変換素子モジュールおよびその製造方法）
【００４７】
＜１．第１の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図１Ａは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。図１Ｂは第３の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の図３Ａに直交する方向の色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
【００４８】
図１Ａに示すように、この色素増感光電変換素子１０は、対極３の両面に第１の色素増感光電変換部および第２の色素増感光電変換部を有する両面型の色素増感光電変換素子であって、対極３の端部３ａの少なくとも一部は、透明導電性基板より突出し、透明導電性基板の端部のうち対極３が突出した端部とは逆側の端部の少なくとも一部は、対極３よりも突出している。
【００４９】
第１の色素増感光電変換部は、第１の多孔質電極２と、対極３の第１の触媒層３ｃとの間に第１の電解質層４が設けられている構成を有する。また、第２の色素増感光電変換部は、第１の多孔質電極６と、対極３の第２の触媒層３ｄとの間に第２の電解質層７が設けられている構成を有する。
【００５０】
第１の多孔質電極２は、第１の透明導電性基板１の透明導電層１ｃの側の少なくとも一部に設けられ、第２の多孔質電極６は、第２の透明導電性基板５の透明導電層１ｃの側の少なくとも一部に設けられる。第１の透明導電性基板１と第２の多孔質電極６とは、それぞれの多孔質電極同士が互いに対向するように設けられ、その間に一定間隔を置いて対極３が設けられる。第１の多孔質電極２と対極３との間および第２の多孔質電極２と対極の間には、それぞれ電解液が充填された第１の電解質層４と第２の電解質層７とが設けられている。対極３の端部３ａは、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出している。また、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部３ａが突出している端部と反対側の端部である端部１ａおよび端部５ａが対極３に対して突出している。光は、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５にそれぞれ入射する。
【００５１】
対極３は、金属基板３ｂ上の、一方の主面の少なくとも一部に第１の触媒層３ｃが設けられ、もう一方の主面の少なくとも一部に第２の触媒層３ｄが設けられる。第１の触媒層３と第１の多孔質電極２とは互いに対向するように設けられている、第２の触媒層３ｄも同様に第２の多孔質電極６と対向して設けられている。また、対極３の端部３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出する場所は、色素増感光電変換素子１０の、側面の任意の場所の少なくとも一部であればよい。また、第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａが対極３から突出する場所は、対極３の端部３ａが突出している場所に対向する場所であることが好ましいが、これに限定されるものではなく、色素増感光電変換素子１０の側面の任意の位置のうち対極３の端部３ａが突出している場所以外の少なくとも一部であればよい。
【００５２】
第１の多孔質電極２と第１の対極３との間、第２の多孔質電極６と第２の対極３との間には電解液などが充填されており、これらがそれぞれ第１の電解質層４および第２の電解質層７を形成している。第１の透明導電性基板と対極３との間、第２の透明導電性基板と対極３との間および／または第１の透明導電性基板と第２の透明導電性基板との間には、第１の電解質層４と、第２の電解質層７とをそれぞれ囲むようにして封止材８が設けられている。
【００５３】
第１の多孔質電極２と対極３との間隔は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の多孔質電極２と対極３との間隔においても同様である。第１の多孔質電極２および第２の多孔質電極６には、それぞれ一種又は複数種の光増感色素（図示せず）が結合している。
【００５４】
また、第１の透明導電性基板１を構成する透明基板１ｂと対極３を構成する金属基板３ｂとの距離は、例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の透明導電性基板５を構成する透明基板５ｂと対極３を構成する金属基板３ｂとの距離も同様である。
【００５５】
第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とは、好適には、互いにほぼ同じ大きさの長方形の形状を有し、平行かつ平行線に関し線対称な位置に設けられるが、これに限定されるものではない。第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５と、対極３とは、対極３の端部３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出するように設けられ、第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａとが対極３に対して突出するような配置で設けられる。具体的には、例えば、第１の透明導電性基板１、第２の透明導電性基板５および対極３のそれぞれの主面が同じ大きさである場合には、それらの面に平行な方向に互いにずれて配置される。そうすると、対極３の一方の端部３ａが素子本体から突出し、対極３の端部３ａとは反対方向の、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａが対極３に対してそれぞれ突出する。端部１ａの透明導電層１ｃ上および端部５ａの透明導電層５ｃ上には、それぞれに少なくとも１つの銀などからなる電極が一定間隔を置いて互いに対向して設けられ、この場合においては導電材９が設けられる。
【００５６】
対極３の端部３ａの、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から突出する部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第１の透明導電性基板１の端部１ａの対極３から突出している部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第２の透明導電性基板５の端部５ａの対極３から突出している部分の長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、対向する第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａとの突出部の長さは等しいことが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００５７】
導電材９は、色素増感光電変換素子１０の一辺に平行にほぼその全長に渡って延在する長尺形状を有する。また、導電材９は、好適には、例えば、対極３の断面長手方向に関して線対称な位置にそれぞれ設けられるが、これに限定されるものではない。導電材９の厚さは、３０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが最も好ましい。また、互いに対向して設けられた導電材９の間隔は、例えば、対極３の金属基板３ｂの断面短手方向の長さの８５％以上９９％以下であることが好ましく、９０％以上９９％以下であることがより好ましく、９５％以上９９％以下であることが最も好ましい。互いに対向して設けられた導電材９の具体的な間隔としては、例えば、０．３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００５８】
また、図１Ｂに示すように、図１Ａに示した色素増感光電変換素子１０の断面とは直交する方向の断面においては、第１の透明導電性基板１の両側の端部１ｄおよび１ｅと第２の透明導電性基板５の両側の端部５ｄおよび５ｅとが、対極３に対して突出しており、突出部には上述したものと同様に導電材９が設けられている。第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の上記突出部は、いずれか一方の対向する端部のみであってもよい。
【００５９】
導電材９は、上記に挙げた導電性材料を適宜選択して構成することができる。特に、導電材９を厚く構成する場合においては、導電材９を多層構造とすることが好ましい。
【００６０】
第１の多孔質電極２としては、典型的には、半導体微粒子を焼結させた多孔質半導体層が用いられる。光増感色素はこの半導体微粒子の表面に結合（吸着）している。半導体微粒子の材料としては、シリコンに代表される元素半導体、化合物半導体、ペロブスカイト構造を有する半導体などを用いることができる。これらの半導体は、光励起下で伝導帯電子がキャリアとなり、アノード電流を生じるｎ型半導体であることが好ましい。具体的には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）などの半導体が用いられる。これらの半導体の中でも、ＴｉＯ2 、取り分けアナターゼ型のＴｉＯ2 を用いることが好ましい。ただし、半導体の種類はこれらに限定されるものではなく、必要に応じて、二種以上の半導体を混合または複合化して用いることができる。また、半導体微粒子の形態は粒状、チューブ状、棒状などのいずれであってもよい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００６１】
上記の半導体微粒子の粒径に特に制限はないが、一次粒子の平均粒径で１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、特に好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。また、半導体微粒子よりも大きいサイズの粒子を混合し、この粒子で入射光を散乱させ、量子収率を向上させることも可能である。この場合、別途混合する粒子の平均サイズは２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００６２】
第１の多孔質電極２は、できるだけ多くの光増感色素を結合させることができるように、半導体微粒子からなる多孔質半導体層の内部の空孔に面する微粒子表面も含めた実表面積の大きいものが好ましい。このため、第１の多孔質電極２を第１の透明導電性基板１の上に形成した状態での実表面積は、第１の多孔質電極２の外側表面の面積（投影面積）に対して１０倍以上であることが好ましく、１００倍以上であることがさらに好ましい。この比に特に上限はないが、通常１０００倍程度である。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００６３】
一般に、第１の多孔質電極２の厚さが増し、単位投影面積当たりに含まれる半導体微粒子の数が増加するほど、実表面積が増加し、単位投影面積に保持することができる光増感色素の量が増加するため、光吸収率が高くなる。一方、第１の多孔質電極２の厚さが増加すると、光増感色素から第１の多孔質電極２に移行した電子が第１の透明導電性基板１に達するまでに拡散する距離が増加するため、第１の多孔質電極２内での電荷再結合による電子の損失も大きくなる。従って、第１の多孔質電極２には好ましい厚さが存在するが、この厚さは一般的には０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００６４】
第１の電解質層４を構成する電解液としては、酸化還元系（レドックス対）を含む溶液が挙げられる。酸化還元系としては、適切な酸化還元電位を有する物質であれば、特に制限はない。具体的には、酸化還元系としては、例えば、ヨウ素（Ｉ2 ）と金属または有機物のヨウ化物塩との組み合わせや、臭素（Ｂｒ2 ）と金属または有機物の臭化物塩との組み合わせなどが用いられる。金属塩を構成するカチオンは、例えば、リチウム（Ｌｉ+ ）、ナトリウム（Ｎａ+ ）、カリウム（Ｋ+ ）、セシウム（Ｃｓ+ ）、マグネシウム（Ｍｇ2+）、カルシウム（Ｃａ2+）などである。また、有機物塩を構成するカチオンとしては、テトラアルキルアンモニウムイオン類、ピリジニウムイオン類、イミダゾリウムイオン類などの第四級アンモニウムイオンが好適なものであり、これらを単独に、あるいは二種以上を混合して用いることができる。このことは、第２の電解質層７においても同様である。
【００６５】
第１の電解質層４を構成する電解液としては、上記のほかに、コバルト、鉄、銅、ニッケル、白金などの遷移金属からなる有機金属錯体の酸化体・還元体の組み合わせ、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオールとアルキルジスルフィドとの組み合わせなどのイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノンとキノンとの組み合わせなどを用いることもできる。このことは、第２の電解質層７においても同様である。
【００６６】
第１の電解質層４を構成する電解液の電解質としては、上記の中でも特に、ヨウ素（Ｉ2 ）と、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、イミダゾリウムヨーダイドなどの第四級アンモニウム化合物とを組み合わせた電解質が好ましい。電解質塩の濃度は溶媒に対して０．０５Ｍ以上１０Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．２Ｍ以上３Ｍ以下である。ヨウ素（Ｉ2 ）または臭素（Ｂｒ2 ）の濃度は０．０００５Ｍ以上１Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．００１Ｍ以上０．５Ｍ以下である。このことは、第２の電解質層７においても同様である。
【００６７】
電解液の電解質としては、上記の中でも特に、ヨウ素（Ｉ2 ）と、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、イミダゾリウムヨーダイドなどの第４級アンモニウム化合物とを組み合わせた電解質が好適なものである。電解質塩の濃度は溶媒に対して０．０５Ｍ以上１０Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．２Ｍ以上３Ｍ以下である。ヨウ素Ｉ2 または臭素Ｂｒ2 の濃度は０．０００５Ｍ以上１Ｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．００１Ｍ以上０．５Ｍ以下である。また、開放電圧や短絡電流を向上させる目的で４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンやベンズイミダゾリウム類などの各種添加剤を加えることもできる。
【００６８】
電解液を構成する溶媒としては、一般的には、水、アルコール類、エーテル類、エステル類、炭酸エステル類、ラクトン類、カルボン酸エステル類、リン酸トリエステル類、複素環化合物類、ニトリル類、ケトン類、アミド類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、炭化水素などが用いられる。
【００６９】
電解液を構成する溶媒としてはイオン液体を用いてもよく、こうすることで電解液の揮発の問題を改善することができる。イオン液体としては従来公知のものを用いることができ、必要に応じて選ばれる。
【００７０】
第１の多孔質電極２に結合させる光増感色素は、増感作用を示すものであれば特に制限はなく、有機金属錯体、有機色素、金属・半導体ナノ粒子などを用いることができるが、この第１の多孔質電極２の表面に吸着する酸官能基を有するものが好ましい。この光増感色素は、一般的には、カルボキシ基、リン酸基などを有するものが好ましく、この中でも特にカルボキシ基を有するものが好ましい。光増感色素の具体例を挙げると、例えば、ローダミンＢ、ローズベンガル、エオシン、エリスロシンなどのキサンテン系色素、メロシアニン、キノシアニン、クリプトシアニンなどのシアニン系色素、フェノサフラニン、カブリブルー、チオシン、メチレンブルーなどの塩基性染料、クロロフィル、亜鉛ポルフィリン、マグネシウムポルフィリンなどのポルフィリン系化合物が挙げられ、その他のものとしてはアゾ色素、フタロシアニン化合物、クマリン系化合物、ピリジン錯化合物、アントラキノン系色素、多環キノン系色素、トリフェニルメタン系色素、インドリン系色素、ペリレン系色素、ポリチオフェンなどのπ共役系高分子やそのモノマーの２量体以上２０量体以下、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどの量子ドットなどが挙げられる。これらの中でも、リガンド（配位子）がピリジン環またはイミダゾリウム環を含み、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣｕからなる群より選ばれた少なくとも一種類の金属の錯体の色素は量子収率が高く好ましい。特に、シス−ビス（イソチオシアナート）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，２’−ジピリジル−４，４’−ジカルボン酸）−ルテニウム（II）またはトリス（イソチオシアナート）−ルテニウム（II）−２，２' ：６' ，２" −ターピリジン−４，４' ，４" −トリカルボン酸を基本骨格とする色素分子は吸収波長域が広く好ましい。ただし、光増感色素は、これらに限定されるものではない。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００７１】
光増感色素の第１の多孔質電極２への吸着方法に特に制限はないが、上記の光増感色素を例えばアルコール類、ニトリル類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、アミド類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、水などの溶媒に溶解させ、これに第１の多孔質電極２を浸漬したり、光増感色素を含む溶液を第１の多孔質電極２上に塗布したりすることができる。また、光増感色素の分子同士の会合を低減する目的でデオキシコール酸などを添加してもよい。必要に応じて紫外線吸収剤を併用することもできる。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００７２】
第１の多孔質電極２に光増感色素を吸着させた後に、過剰に吸着した光増感色素の除去を促進する目的で、アミン類を用いて第１の多孔質電極２の表面を処理してもよい。アミン類の例としてはピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、ポリビニルピリジンなどが挙げられ、これらが液体の場合はそのまま用いてもよいし、有機溶媒に溶解して用いてもよい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００７３】
第１の触媒層３ｃの材料としては、導電性物質または還元反応に対する触媒作用を有する構成であれば基本的にはどのようなものであってもよいが、絶縁性材料の、第１の電解質層４に面している側に導電層が形成されていれば、これも用いることが可能である。第１の触媒層３ｃの材料としては、電気化学的に安定な材料を用いることが好ましく、具体的には、白金、金、カーボン、導電性ポリマーなどを用いることが望ましい。
【００７４】
特にカーボンを用いる場合には、第１の触媒層３ｃは、カーボンと無機バインダとを有する構成が好適である。カーボンは、炭素単体からなる物質であれば基本的にはどのようなものであってもよい。カーボンは、好適には、カーボン粒子が挙げられる。カーボン粒子の具体例としては、カーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックは比表面積の大きなものが好適である。また、カーボンブラックは電気電導率の高いものが好適である。また、カーボンブラックはストラクチャ構造を形成しやすいものが好適である。また、カーボンブラックの一次粒子径の平均粒径は、３ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上２４ｎｍ以下であることがより好ましく、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが最も好ましい。カーボンブラックは、具体的には、例えば、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、チャネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックなどが挙げられ、この中でも安価で比表面積の大きいケッチェンブラックが好適であるが、カーボンブラックはこれらのものに限定されるものではない。また、カーボンは上記で挙げたものの他に、線状または棒状のカーボン、グラファイト、黒鉛、アモルファスカーボン（ガラス状カーボン）、カーボン繊維、活性炭、石油コークス、Ｃ60 、Ｃ70 などのフラーレン類、単層または多重層のカーボンナノチューブなどであってもよい。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７５】
無機バインダは、電解質に侵されず、電気化学的に安定であり、カーボンを結着できる無機材料であれば基本的にはどのようなものであってもよく、具体的には、金属半導体、金属酸化物、ガラス組成物などであって、金属半導体であれば、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化スズ(ＳｎＯ2)、酸化インジウム(Ｉｎ2Ｏ3)などであって、金属酸化物であれば、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ジルコニア（ＺｒＯ2）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）などであって、ガラス組成物であれば、例えば、ガラスフリット、ケイ酸ナトリウム（水ガラス）などが挙げられる。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７６】
カーボンと無機バインダとの含有量の比率は特に限定されるものではないが、触媒層６の全体質量を１００％としたときに、無機バインダが１０％以上６０％以下含有されていることが好適であって、１５％以上３５％以下含有されていることがより好適である。触媒層６に含有される無機バインダが１０％より少ないと触媒層６の結着力が著しく低くなってしまうからである。また触媒層６に含有される無機バインダが６０％を超えると、触媒層６中のカーボンが減少することで触媒活性点が減少し、還元反応における触媒作用が低下し、ひいては光電変換効率の低下を招いてしまうからである。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７７】
また、第１の触媒層３ｃでの還元反応に対する触媒作用を向上させるために、第１の電解質層４に接している第１の触媒層３ｃの表面は、微細構造が形成され、実表面積が増大するように形成されていることが好ましい。例えば、第１の触媒層３ｃの表面は、白金であれば白金黒の状態に、導電性カーボンであれば多孔質カーボンの状態に形成されていることが好ましい。白金黒は、白金の陽極酸化法や塩化白金酸処理などによって、また多孔質カーボンは、導電性カーボン微粒子の焼結や有機ポリマーの焼成などの方法によって形成することができる。このことは、第２の触媒層３ｄにおいても同様である。
【００７８】
金属基板３ｂの材料としては、金属であれば任意のものを用いることができ、特に導電性に優れたものであることが好適である。金属は、金属単体、合金などが挙げられ、金属単体であれば、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられ、合金であれば、上記で挙げた金属材料の二元合金、三元合金などが挙げられ、例えば、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル合金など挙げられる。特に、上記で挙げた金属の中でも耐電解液性を有するものが好ましく、典型的には、チタン（Ｔｉ）およびその合金などを材料として用いるが、金属基板３ｂの材料は、これらのものに限定されるものではない。また、金属基板３ｂの板厚は０．３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが最も好ましいが、これらのものに限定されるものではない。
【００７９】
封止材６の材料としては、耐光性、絶縁性、防湿性などを備えた材料を用いることが好ましい。封止材の材料の具体例を挙げると、エポキシ樹脂、紫外線硬化樹脂、アクリル樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート) 、アイオノマー樹脂、セラミック、各種熱融着フィルムなどである。
【００８０】
次に、この色素増感光電変換素子１０の具体的に形態例について説明する。
【００８１】
図２Ａ〜Ｃおよび図３Ａ〜Ｂは、色素増感光電変換素子１０の具体的な形態の例を第２の透明導電性基板５の主面上方から見た平面図である。図２Ａ〜Ｃに示すように、この例においては、長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出しており、それ以外の少なくとも一辺は、対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が突出している形態を有する。
【００８２】
図３Ａ〜Ｂに示すように、この例においては、主面が長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する二辺に渡る部分から対極３が突出しており、それ以外の少なくとも一辺、典型的には対極３の突出部とは反対側の隣接する二辺の少なくとも一辺は、対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が突出している形態を有するが、色素増感光電変換素子１０の形態は上記のものには限定されず、適宜形態を選択することができ、具体的には、例えば、円形、楕円形、雲形、星形、ｎ角形（ｎ≧３）などであってもよい。
【００８３】
また、第１の多孔質電極２、第１の触媒層３および第１の電解質層４で構成される第１の色素増感光電変換部と、第２の多孔質電極６、第２の触媒層３ｄおよび第２の電解質層７とで構成される第２の色素増感光電変換部とは、同一の材料、構成であっても良いし、別の材料、構成であってもよく、使用用途に応じて、上記に挙げた材料、構成などから適宜選択される。また、第１の色素増感光電変換部を
【００８４】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子の動作について説明する。この説明においては、光が第１の透明導電性基板１のみに入射したことを想定する。
【００８５】
この色素増感光電変換素子１０は、光が第１の透明導電性基板１に入射すると、対極３を正極、第１の透明導電性基板１を負極とする電池として動作する。その原理は次の通りである。なお、ここでは、第１の多孔質電極２の材料としてＴｉＯ2 を用い、レドックス対としてＩ- ／Ｉ3 - の酸化還元種を用いることを想定しているが、これに限定されるものではない。
【００８６】
第１の透明導電性基板１を透過し、第１の多孔質電極２に入射した光子を第１の多孔質電極２に結合した光増感色素が吸収すると、この光増感色素中の電子が基底状態（ＨＯＭＯ）から励起状態（ＬＵＭＯ）へ励起される。こうして励起された電子は、光増感色素と第１の多孔質電極２との間の電気的結合を介して、第１の多孔質電極２を構成するＴｉＯ2 の伝導帯に引き出され、第１の多孔質電極２を通って第１の透明導電性基板１に到達する。
【００８７】
一方、電子を失った光増感色素は、第１の電解質層４中の還元剤、例えばＩ- から下記の反応によって電子を受け取り、第１の電解質層４中に酸化剤、例えばＩ3 - （Ｉ2 とＩ- との結合体）を生成する。
２Ｉ- → Ｉ2 ＋ ２ｅ-
Ｉ2 ＋ Ｉ- → Ｉ3 -
【００８８】
こうして生成された酸化剤は拡散によって対極３に到達し、上記の反応の逆反応によって対極３から電子を受け取り、もとの還元剤に還元される。
Ｉ3 - → Ｉ2 ＋ Ｉ-
Ｉ2 ＋ ２ｅ- → ２Ｉ-
【００８９】
色素増感光電変換素子モジュールの一方の末端の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１から外部回路へ送り出された電子は、外部回路で電気的仕事をした後、色素増感光電変換素子モジュールの他方の末端の色素増感光電変換素子１０の対極３に戻る。このようにして、光増感色素にも第１の電解質層４にも何の変化も残さず、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。このことは、第２の透明導電性基板５に光が入射した場合においても同様に光エネルギーが電気エネルギーに変換され、上記の説明において、第１の透明導電性基板１が第２の透明導電性基板５に、第１の多孔質電極２が第２の多孔質電極６に、第１の電解質層４が第２の電解質層７にそれぞれ置き換えられる。
【００９０】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
まず、透明基板１ｂを用意する。次に、透明基板１ｂの一主面にスパッタリング法などにより透明導電層１ｃを形成して、これを第１の透明導電性基板１とする。同様に、透明基板５ｂに透明導電層５ｃを形成して、これを第２の透明導電性基板５とする。
【００９１】
次に、第１の透明導電性基板１の透明導電層１ｃ上の少なくとも一部に、第１の多孔質電極２を形成する。同様に、第２の透明導電性基板５の透明導電層５ｃ上の少なくとも一部に、第２の多孔質電極６を形成する。第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６とは、第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とを互いに対向させて配置した時に、第１の透明導電性基板１の長手方向に平行な線に関して線対称な位置となるように形成することが好ましい。また、第１の透明導電性基板１の端部を突出させるために、第１の透明導電性基板１の少なくとも一方の端部には第１の多孔質電極２を形成しないことが好ましく、同様に、第２の透明導電性基板５の少なくとも一方の端部には第２の多孔質電極６を形成しないことが好ましい。第１の透明導電性基板１における第１の多孔質電極２を形成する位置は、具体的には、例えば、第１の透明導電性基板１の主面上の少なくとも１方向において、第１の透明導電性基板１の断面長手方向における中心から所定の距離ずれた位置が第１の多孔質電極２の中心線となるように形成する。第２の多孔質電極６も、第１の多孔質電極２と同様に第２の透明導電性基板５の中心からずらして形成するが、これに限定されるものではない。
【００９２】
第１の多孔質電極２の形成方法に特に制限はないが、物性、利便性、製造コストなどを考慮した場合、湿式製膜法を用いるのが好ましい。湿式製膜法では、半導体微粒子の粉末あるいはゾルを水などの溶媒に均一に分散させたペースト状の分散液を調製し、この分散液を透明基板１の透明導電層１ｃ上に塗布または印刷する方法が好ましい。分散液の塗布方法または印刷方法に特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。塗布方法としては、具体的には、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などを用いることができる。また、印刷方法としては、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９３】
半導体微粒子の材料としてアナターゼ型ＴｉＯ2 を用いる場合、このアナターゼ型ＴｉＯ2 は、粉末状、ゾル状、またはスラリー状の市販品を用いてもよいし、酸化チタンアルコキシドを加水分解するなどの公知の方法によって所定の粒径のものを形成してもよい。市販の粉末を使用する際には粒子の二次凝集を解消することが好ましく、ペースト状分散液の調製時に、乳鉢やボールミルなどを使用して粒子の粉砕を行うことが好ましい。このとき、二次凝集が解消された粒子が再度凝集するのを防ぐために、アセチルアセトン、塩酸、硝酸、界面活性剤、キレート剤などをペースト状分散液に添加することができる。また、ペースト状分散液の粘性を増すために、ポリエチレンオキシドやポリビニルアルコールなどの高分子、あるいはセルロース系の増粘剤などの各種増粘剤をペースト状分散液に添加することもできる。のことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９４】
第１の多孔質電極２は、半導体微粒子を透明導電層１ｃ上に塗布または印刷した後に、半導体微粒子同士を電気的に接続し、第１の多孔質電極２の機械的強度を向上させ、透明導電層１ｃとの密着性を向上させるために、焼成させて形成することが好ましい。焼成温度の範囲に特に制限はないが、温度を上げ過ぎると、透明導電層１ｃの電気抵抗が高くなり、さらには透明導電層１ｃが溶融することもあるため、通常は４０℃以上７００℃以下が好ましく、４０℃以上６５０℃以下がより好ましい。また、焼成時間にも特に制限はないが、通常は１０分以上１０時間以下程度である。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９５】
第１の多孔質電極２を焼成後、半導体微粒子の表面積を増加させたり、半導体微粒子間のネッキングを高めたりする目的で、例えば、四塩化チタン水溶液や直径１０ｎｍ以下の酸化チタン超微粒子ゾルによるディップ処理を行ってもよい。透明導電層１ｃを支持する透明基板１としてプラスチック基板を用いる場合には、結着剤を含むペースト状分散液を用いて透明導電層１ｃ上に第１の多孔質電極２を製膜し、加熱プレスによって透明導電層１ｃに圧着することも可能である。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９６】
次に、第１の多孔質電極２が形成された第１の透明導電性基板１を、光増感色素を所定の溶媒に溶解した溶液中に浸漬することにより、第１の多孔質電極２に光増感色素を結合させる。同様に第２の多孔質電極６にも光増感色素を結合させる。
【００９７】
光増感色素の第１の多孔質電極２への吸着方法に特に制限はないが、上記の光増感色素を、例えば、アルコール類、ニトリル類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、アミド類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、水などの溶媒に溶解させ、これに第１の多孔質電極２を浸漬したり、光増感色素を含む溶液を第１の多孔質電極２上に塗布したりすることができる。また、光増感色素の分子同士の会合を低減する目的でデオキシコール酸などを添加してもよい。また、必要に応じて紫外線吸収剤を併用することもできる。また、第１の多孔質電極２に光増感色素を吸着させた後に、過剰に吸着した光増感色素の除去を促進する目的で、アミン類を用いて第１の多孔質電極２の表面を処理してもよい。アミン類の例としてはピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、ポリビニルピリジンなどが挙げられ、これらが液体の場合はそのまま用いてもよいし、有機溶媒に溶解して用いてもよい。このことは、第２の多孔質電極６においても同様である。
【００９８】
次に、金属基板３ｂである金属板を用意し、金属基板３ｂの両主面上に、それぞれ第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄを形成する。第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄは、金属基板３ｂの両主面の任意の場所にそれぞれ形成できるが、第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄは、金属基板３ｂの断面短手方向における中心線に関して線対称な位置に形成することが好ましい。また、対極３の端部３ａを突出させるために、対極３の少なくとも一端部には第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄを形成しないことが好ましい。対極３の突出部である端部３ａを形成するために、具体的には、例えば、第１の触媒層３ｃを、主面上の少なくとも１方向において、対極３の断面長手方向における中心から所定の距離ずれた位置が第１の触媒層３ｃの中心線となるように形成し、第２の触媒層３ｄも、同様に、第２の透明導電性基板５の中心からずらして形成するが、第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄを形成する位置は、これに限定されるものではない。
【００９９】
第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄの形成方法は湿式製膜法を用いる。湿式製膜法ではペースト状の分散液を調製し、この分散液を金属基板３ｂの一方の主面上の少なくとも一部に塗布または印刷する方法が好ましい。塗布方法としては、具体的には、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などを用いることができ、また、印刷方法としては、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。これらの湿式製膜法の中でも、第１の触媒層３ｃは、パターン塗布による成膜を行う必要がある。これは、金属基板３ｂの一方の主面上のうち端部３ａ以外の場所に選択的に形成することが好ましいためだからである。パターン塗布による成膜は、スクリーン印刷法を用いることが好適である。触媒層６の形成方法は、具体的には、例えば、カーボンと、有機バインダと、無機バインダとを溶媒に均一に分散させたペースト状の分散液を調製し印刷用ペーストとする。
【０１００】
次に、金属基板３ｂの一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの一方の主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。次に、金属基板３ｂのもう一方の主面にも同様に、金属基板３ｂのもう一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの両主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。
【０１０１】
上記スクリーン印刷用ペーストに配合するカーボンおよび無機バインダは上記に挙げた材料を適宜選択することができるが、好適には、カーボンとしてカーボンブラック、無機バインダとして酸化チタン（ＴｉＯ2）が選ばれる。
【０１０２】
有機バインダは、具体的には、例えば、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、カルボキシルビニルポリマなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、配合する有機バインダの分量を変えることによって、スクリーン印刷用ペーストのレオロジーを適宜制御することが可能である。
【０１０３】
また、溶媒としては、スクリーン印刷において良好な印刷を実現するために、高沸点溶媒が好適である。溶媒は、具体的には、例えば、テルピネオール、２−（２−ｎ−ブトキシ）エタノール、１−フェノキシプロパン−２−オール、ブチルカルビトールなどが挙げられる。溶媒の沸点は２００℃以上のものが好適であるが、これに限定されるものではない。また、高沸点の溶媒に、カーボン材料や有機バインダなどを高分散に維持する目的や、スクリーン印刷の塗布性を改善する目的で、低沸点の溶媒を混合させて用いてもよい。
【０１０４】
また、焼成温度の範囲には特に制限は無いが、有機バインダを消失させる必要性から、焼成温度は２００℃以上８００℃以下であることが好適であって、３００℃以上５００℃以下であることがより好適である。焼成温度が２００℃よりも低いと、有機バインダを消失させることができず、また、焼成温度が８００℃を超えると金属基板３ｂなどに物質変化や変形が起きる恐れがあるからである。また、焼成時間にも特に制限はないが、通常は１０分以上１０時間以下程度である。
【０１０５】
次に、得られた塗膜を焼成する。これは、塗膜を焼成することによって、カーボン同士が電気的に接続しており、機械的強度が高く、さらに金属基板３ｂと第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄとの結着性の高い対極３得られるからである。また、塗膜を焼成することによって、上記塗膜中の有機バインダが消失し、得られる対極３の第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄ中には細孔が形成され実表面積が大きくなるからである。
【０１０６】
また、対極３は、例えば、金属基板３ｂの両面の全面に例えばスパッタリング法などにより第１の触媒層３ｃまたは第１の触媒層３ｄの材料となる白金などの膜を形成した後、この膜をエッチングによりパターニングすることにより形成することもできる。
【０１０７】
次に、第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とを、所定の間隔を置いて互いに対向させて配置する。このとき対向する面は、それぞれ、第１の多孔質電極２が設けられている面、第２の多孔質電極６が設けられている面とする。第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とは、典型的には平行かつ平行線に関し線対称な位置に設けられるが、これに限定されるものではない。
【０１０８】
次に、第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６との間に一定間隔を置いて対極３を設ける。第１の多孔質電極２と対極３との間隔は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好適であって、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好適である。これは、第２の多孔質電極においても同様である。
【０１０９】
対極３は、典型的には、第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６とに平行に、第１の多孔質電極２と第２の多孔質電極６との間に一定距離を置いて設けられるが、これに限定されるものではない。また、対極３は、端部３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から突出し、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａが対極３に対して突出するように設けられる。対極３は、具体的には、例えば、第１の透明導電性基板１の断面長手方向における中心線または第２の透明導電性基板５の断面長手方向における中心線に関して、直交する方向に一定距離ずらして設けられるが、これに限定されるものではない。
【０１１０】
そして、第１の透明導電性基板と対極３との間、第２の透明導電性基板と対極３との間および／または第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５との間をそれぞれ囲むようにして封止材８を形成し、第１の電解質層４および第２の電解質層７を構成する電解液が封入される空間を作り、この空間に例えば第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とにそれぞれ予め形成された注液口（図示せず）から電解液を注入し、第１の電解質層４および第２の電解質層７をそれぞれ形成する。その後、この注液口を塞ぐ。封止材８は、対極３の端部３ａの内側、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａの内側にそれぞれ形成される。
【０１１１】
次に、端部１ａにおける透明導電層１ｃの面上および端部５ａにおける透明導電層５ｃの面上に、銀などからなる電極である導電材９をそれぞれ形成する。互いに対向して形成された導電材９は接触しないように所定の間隔が設けられている。また、導電材９は、好適には、対極３の断面長手方向の中心線に関して線対称な位置にそれぞれ形成し、色素増感光電変換素子１０の一辺に平行にほぼその全長に渡って延在する長尺形状となるように形成する。
【０１１２】
また、導電材９を多層構造とすることも好ましく、具体的には、上述した体積抵抗率の値を満たす導電性材料からなる導電部材を第１の透明導電層１ｃおよび第２の透明導電層５ｃの面上にそれぞれ接合し、上記導電部材の互いに対向する面に、上述したビッカース硬度の値を満たす柔らかい導電性材料を積層して導電層を形成し、これを導電材９とするが、これに限定されるものではなく、単一の導電性材料で導電材９を構成しても良いし、３層以上の多層構造で導電材９を構成してもよい。上記導電層の厚さは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。また、導電部材は、例えば、上記に挙げた導電性材料などから適宜選ばれるが、これらのものに限定されるものではない。
以上により、目的とする色素増感光電変換素子１０が製造される。
【０１１３】
＜実施例１＞
色素増感光電変換素子を以下のようにして製造した。
第１の多孔質電極２および第２の多孔質電極６を形成する際の原料であるＴｉＯ2 のペースト状分散液は、「色素増感太陽電池の最新技術」（荒川裕則監修、２００１年、（株）シーエムシー）を参考にして作製した。すなわち、まず、室温で撹拌しながらチタンイソプロポキシド１２５ｍｌを０．１Ｍの硝酸水溶液７５０ｍｌに徐々に滴下した。滴下後、８０℃の恒温槽に移し、８時間撹拌を続けたところ、白濁した半透明のゾル溶液が得られた。このゾル溶液を室温になるまで放冷し、ガラスフィルタでろ過した後、溶媒を加えて溶液の体積を７００ｍｌにした。得られたゾル溶液をオートクレーブへ移し、２２０℃で１２時間水熱反応を行わせた後、１時間超音波処理して分散化処理を行った。次に、この溶液をエバポレータを用いて４０℃で濃縮し、ＴｉＯ2 の含有量が２０ｗｔ％になるように調製した。この濃縮ゾル溶液に、ＴｉＯ2 の質量の２０％分のポリエチレングリコール（分子量５０万）と、ＴｉＯ2 の質量の３０％分の粒子直径２００ｎｍのアナターゼ型ＴｉＯ2 とを添加し、撹拌脱泡機で均一に混合し、粘性を増加させたＴｉＯ2 のペースト状分散液を得た。
【０１１４】
次に、透明基板１ｂの一主面の全面に透明導電層１ｃが設けられた第１の透明導電性基板１として、日本板硝子製アモルファス太陽電池用ＦＴＯ基板（シート抵抗１０Ω／□）を用意した。次に、このＦＴＯ基板を０．２ｍｏｌ／ｌの四塩化チタン溶液に７０℃、４０分間浸漬した。その後、純水で洗浄しエタノールを用いてリンスを行い十分に乾燥させた。第１の透明導電性基板１は、大きさ１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ４ｍｍである。第２の透明導電性基板５も第１の透明導電性基板１と同じものを用意する。
【０１１５】
次に、上記のＴｉＯ2 のペースト状分散液を、第１の透明導電性基板１である第１のＦＴＯ基板上の透明導電層１ｃであるＦＴＯ層の上にブレードコーティング法によって塗布し、大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍ、厚さ２０μｍの微粒子層を形成した。微粒子層は、第１のＦＴＯ基板上の断面長手方向の中心から右方向に１．５ｍｍずれた位置を微粒子層の中心として、直交する方向に関して左右対称となるように形成した。また、第２のＦＴＯ基板上には、断面長手方向の中心から左方向に１．５ｍｍずれた位置を微粒子層の中心として、直交する方向に関して左右対称となるように形成した。その後、５００℃に３０分間保持して、ＴｉＯ2 微粒子をＦＴＯ層上に焼結した。焼結されたＴｉＯ2 膜へ０．１Ｍの塩化チタン（ＩＶ）ＴｉＣｌ4 水溶液を滴下し、室温下で１５時間保持した後、洗浄し、再び５００℃で３０分間焼成を行った。この後、紫外光照射装置を用いてＴｉＯ2 焼結体に紫外光を３０分間照射し、このＴｉＯ2 焼結体に含まれる有機物などの不純物をＴｉＯ2 の光触媒作用によって酸化分解して除去し、ＴｉＯ2 焼結体の活性を高める処理を行い、第１の酸化チタン層を得た。第２の酸化チタン層も上記と同様に、第２のＦＴＯ基板上のＦＴＯ層上に形成することで得た。
【０１１６】
光増感色素として、十分に精製したＺ９９１色素２３．８ｍｇを、アセトニトリルとｔｅｒｔ−ブタノールとを１：１の体積比で混合した混合溶媒５０ｍｌに溶解させ、光増感色素溶液を調製した。
【０１１７】
次に、第１の酸化チタン層をこの光増感色素溶液に室温下で２４時間浸漬し、ＴｉＯ2 微粒子表面に光増感色素を保持させた。次に、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンのアセトニトリル溶液およびアセトニトリルを順に用いて第１の多孔質電極２を洗浄した後、暗所で溶媒を蒸発させ、乾燥させた。第２の酸化チタン層においても同様の処理を行った。こうして、第１のＦＴＯ基板上に形成された第１の多孔質電極と、第２のＦＴＯ基板上に形成された第２の多孔質電極とを得た。
【０１１８】
一方、溶媒としての３−メトキシプロピオニトリル（ＭＰＮ）に、１．０Ｍの１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド（ＭＰＩｍＩ）、０．１Ｍのヨウ素Ｉ2 、そして添加剤として０．３ＭのＮ−ブチルベンズミダゾール（ＮＢＢ）を溶解させ、電解液を調製した。
【０１１９】
次に、金属基板３ｂとして大きさ１１５ｍｍ×１２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの純チタン板を用意した。次に、上記チタン板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍの塗膜を形成した。塗膜は、上記チタン板の主面上の任意の一端から６ｍｍ形成し、上記一端と直交する方向の上記チタン板の中心線に関して線対称に形成した。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、上記チタン板上に第１のカーボン層を有する対極を得た。同様に、上記チタン板上の第１のカーボン層が形成されている側とは逆側の主面に第２のカーボン層を形成した。第２のカーボン層は、第１のカーボン層が形成されている位置と、上記チタン板の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に形成した。また、第１および第２のカーボン層をチタン板に形成する場合において、上記チタン板の両面にそれぞれ塗膜を形成してから、加熱、乾燥することによって第１および第２のカーボン層を形成してもよい。
【０１２０】
次に、得られた第１のカーボン層および第２のカーボン層の焼成を行った。１時間３０分で４００℃にまで昇温させ、４００℃で３０分保持し焼成した。この工程により、完全にエチルセルロースを分解し消失させることで、チタン板の両主面に第１の触媒層と第２の触媒層とを有する対極が得られた。得られた第１の触媒層と第２の触媒層の厚みは約４５μｍであった。また、対極３を製造する場合において、チタン板の主面上に第１の触媒層を形成してから、反対側の主面上に第２の触媒層を形成してもよい。
【０１２１】
次に、第１のＦＴＯ基板の第１の多孔質電極が設けられている面と第２のＦＴＯ基板５の第１の多孔質電極が設けられている面とを、所定の間隔を置いて互いに対向させる。
【０１２２】
次に、第１の多孔質電極と第２の多孔質電極との間に一定間隔を置いて対極を設ける。第１の多孔質電極と対極との間隔は２５μｍとした。第２の多孔質電極と対極との間隔も同様に２５μｍとした。このことは、第２の多孔質電極においても同様である。
【０１２３】
第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板とは、対極３の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に設けられ、対極は、第１の触媒層と第１の多孔質電極とが、それぞれの断面長手方向の中心線が共通となるように設けられる。これにより、対極は、対極の端部が第１のＦＴＯ基板および第２のＦＴＯ基板から突出し、第１のＦＴＯ基板の端部および第２のＦＴＯ基板の端部が対極に対して突出するように設けられる。突出部の長さは、それぞれのＦＴＯ基板の端部、対極の端部がともに３ｍｍであった。
【０１２４】
そして、第１のＦＴＯ基板と対極との間、第２のＦＴＯ基板と対極との間、第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板との間をそれぞれ囲むようにして厚さ３０μｍのアイオノマー樹脂フィルムとアクリル系紫外線硬化樹脂で封止する。
【０１２５】
次に、電解液を、予め第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板とに設けた注液口から送液ポンプを用いてそれぞれ注入し、減圧することで素子内部の気泡を追い出した。こうして第１の電解質層と第２の電解質層とが形成される。この後、注液口をアイオノマー樹脂フィルム、アクリル樹脂およびガラス基板で封止した。次に、第１のＦＴＯ基板の端部におけるＦＴＯ層の面上および第２のＦＴＯ基板の端部におけるＦＴＯ層の面上に、銀合金からなる導電材をそれぞれ形成する。導電材９の厚さは５０μｍであって、奥行き方向に平行に延在する長尺形状を有する。互いに対向する導電材９の間隔は０．４ｍｍであった。こうして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１２６】
この第１の実施の形態によれば、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、この色素増感光電変換素子においては、両主面に触媒層３ｃを有する対極３に関して対向する位置に、一定間隔をおいて第１の多孔質電極２および第２の多孔質電極６が設けられ、それぞれの間には電解液が充填された第１の電解質層４と第２の電解質層７を有する。このため、この色素増感光電変換素子１０においては、両主面に入射した光を有効に発電利用することが出来る。また、対極３を共通化したので、色素増感光電変換素子１０の構成部材を削減することができ、製造工程も省略することが出来る。これによって、両面から照射される光を有効に発電利用可能であって、光電変換特性が優れた色素増感光電変換素子を低コストで製造することができる。
【０１２７】
＜２．第２の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図４Ａは第２の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。図４Ｂは第２の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の図２Ａに直交する方向の色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図４Ａに示すように、この色素増感光電変換素子１０は、対極３の両側の端部３ｅおよび３ｆが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出している。また、図４Ｂに示すように、端部３ｅおよび３ｆが突出する方向とは直交する方向には、第１の透明導電性基板１の両側の端部である１ｄおよび５ｄと、第２の透明導電性基板５の両側の端部である１ｅおよび５ｅとが対極３に対して突出しており、それぞれの透明導電性基板の突出部には上述したものと同様に導電材９が設けられている。また、透明導電性基板の突出部は、一方の対向する端部のみであってもよい。
【０１２８】
図５Ａ〜Ｃは、この色素増感光電変換素子１０の具体的な形態例を第２の透明導電性基板５の主面上方から見た平面図である。図５ＡおよびＢに示すように、この例においては、主面が長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の対向する２辺のそれぞれ少なくとも一部から対極３が突出しており、それ以外の少なくとも一辺は、対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５が突出している形態を有する。また、図５Ｃに示すように、この例においては、長方形の形状を有する色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する三辺に渡る部分から対極３が突出しており、それ以外一辺は対極３に対して第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５が突出している形態を有するが、色素増感光電変換素子１０の形態は上記のものには限定されず、適宜形態を選択することができ、具体的には、例えば、円形、楕円形、雲形、星形、ｎ角形（ｎ≧３）などであってもよい。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１２９】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１３０】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から両端部が突出可能な大きさの金属基板３ｂを用いて対極３を形成し、対極３の両側の端部３ｅ、３ｆを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出するように色素増感光電変換素子１０を形成する。第１の触媒層３ｃおよび第２の触媒層３ｄは、対極３の両側の端部３ｅ、３ｆを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出可能で、かつ第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の直交する端部の少なくとも一方が突出可能な位置および大きさで形成する。また、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５と対極３とを、対極３の両側の端部３ａ、３ｈを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出させ、かつ第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の直交する端部の少なくとも一方が突出するように配置する。上記以外のことは、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１３１】
＜実施例２＞
金属基板３ｂとして大きさ１３１ｍｍ×１１２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの純チタン板を用意した。
次に、上記チタン板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍの塗膜を形成した。塗膜は、チタン板の中央部に形成した。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、チタン板上にカーボン層である第１の触媒層を有する対極を得た。同様に、チタン板上の第１の触媒層３が形成されている側とは逆側の主面に第２の触媒層を形成した。第２の触媒層も、同様にチタン板の中央部に形成した。
【０１３２】
次に、第１のＦＴＯ基板の第１の多孔質電極が設けられている面と第２のＦＴＯ基板の第１の多孔質電極が設けられている面とを、所定の間隔を置いて互いに対向させる。このとき、対極３の両端部が第１のＦＴＯ基板および第２のＦＴＯ基板から突出するように設けられ、対極３の両端部の突出部の長さはともに３ｍｍであった。上記以外のことは実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１３３】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることが出来る。
【０１３４】
＜３．第３の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図６は第３の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図６に示すように、この色素増感光電変換素子１０は、第１および第２の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０の対極３における金属基板３ｂに代えて導電性基板３ｇとしたものである。導電性基板３ｇは、基板３ｈ上に導電層３ｉが設けられている。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１３５】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１３６】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法は、対極３を金属基板３ｂに代えて導電性基板３ｇとして形成した。導電性基板３ｇは、基板３ｈの全面に例えばスパッタリング法などにより導電層３iを形成する。上記以外のことは第１および第２の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１３７】
＜実施例３＞
導電性基板３ｇとして大きさ１１５ｍｍ×１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス板を用意した。次に、上記ガラス板の両主面の全面にスパッタリング法によってＦＴＯ層を形成し導電性基板であるＦＴＯ基板とした。次に、上記ＦＴＯ基板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍの塗膜を形成した。上記塗膜は、上記ＦＴＯ基板の主面上の任意の一端から形成し、一端とは直交する方向の上記ＦＴＯ基板の中心線に関して線対称に形成した。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、上記ＦＴＯ基板上に第１のカーボン層を有する対極３を得た。同様に、上記ＦＴＯ基板３上の第１のカーボン層が形成されている側とは逆側の主面に第２のカーボン層を形成した。第２のカーボン層は、第１のカーボン層が形成されている位置と、チタン板の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に形成した。上記以外のことは実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１３８】
この第３の実施の形態によれば、第１および２の実施の形態と同様な利点を得ることが出来る。
【０１３９】
＜４．第４の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図７は第４の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図７に示すように、この色素増感光電変換素子１０は、第１〜第３の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０の対極３に、両主面に貫通する貫通孔１１を少なくとも１つ設けたものである。貫通孔１１は、第１電解質層４と第２の電解質層７とを繋ぐ形態で設けられている。貫通孔１１の表面には第１の触媒層３ｃまたは第２の触媒層３ｄと同じ構成の触媒層３ｈが設けられている。また、必要に応じて貫通孔１１には触媒層３ｈを形成しない形態としてもよい。また、貫通孔１１の形状は、どのようなものであってもよく、具体的には、例えば、円柱形状、楕円柱形状、ｎ角柱形状（ｎは３以上の自然数）、円錐台形状、楕円錐台形状、ｎ角錐台形状（ｎは３以上の自然数）、多面体形状、これらを組み合わせた形状などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。対極３の第１の触媒層３ｃと接する面の面積に対する、貫通孔１１の占める面積は、０．０１％以上５０％以下であることが好ましく、０．０１％以上２０％以下であることがより好ましく０．０１％以上１％以下であることが最も好ましい。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１４０】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１４１】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
対極３を作製する場合に、まず、金属基板３ｂに、両主面に通じる貫通孔１１を少なくとも１つ形成する。貫通孔１１の形成方法は従来公知の方法を適宜選択する。次に、金属基板３ｂの一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの一方の主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。次に、金属基板３ｂのもう一方の主面にも同様に、金属基板３ｂのもう一方の主面上のうち端部３ａ以外の少なくとも一部に、上記スクリーン印刷用ペーストを塗料としてスクリーン印刷し、金属基板３ｂの両主面上の少なくとも一部に塗膜を有する金属基板３ｂを得る。このとき、貫通孔１１が、上記スクリーン印刷用ペーストによって塞がっている状態とする。次に、貫通孔１１よりも細い金属棒などを、上記スクリーン印刷用ペーストによって塞がった貫通孔１１に挿入し、金属棒が貫通した状態とする。貫通孔１１が複数あるときは、それぞれの貫通孔１１に金属棒を挿入し、金属棒が貫通した状態とする。次に、得られた塗膜を有する金属基板を、金属棒ごと焼成する。焼成後に、金属棒を除去する。こうして、貫通孔１１内部にも触媒層３ｈが形成された対極３が得られた。また、金属棒に代えて、１５０℃以上４００℃以下で消失する材料からなる棒を貫通孔１１に挿入しても良い。１５０℃以上４００℃以下で消失する材料としては、樹脂などが挙げられる。この場合においては、焼成することによって貫通孔１１に挿入された棒が消失するので、棒を除去する工程を必要としない。また、貫通孔１１を別の方法としては、第１の実施の形態による製造方法で得られた対極３に従来公知の方法で貫通孔１１を形成する。この場合においては貫通孔１１の内部に触媒層３ｈが形成されない。
【０１４２】
また、第１の電解質層４と第２の電解質層７とが形成する場合に、第１の電解質層４および第２の電解質層７を構成する電解液が封入される空間には、例えば、第１の透明導電性基板１にのみ予め形成された注液口（図示せず）から電解液を注入することで、第１の電解質層４および第２の電解質層７を一度に形成する。その後、この注液口を塞ぐ。封止材８は、対極３の端部３ａの内側、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａの内側にそれぞれ形成される。上記以外のことは第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１４３】
＜実施例４＞
金属基板３ｂとして大きさ１１５ｍｍ×１２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのチタン板を用意した。次に、上記チタン板に、両主面を貫通する直径１．５ｍｍの貫通孔１１を設ける。貫通孔１１は、の位置は、上記チタン板の任意の角部から、横方向に６０ｍｍ、縦方向に５７．５ｍｍ進んだ上記チタン板上の点を中心として、１０ｍｍ間隔で千鳥格子状に２５つ形成した。
【０１４４】
次に、上記チタン板の一主面のうちの少なくとも一部に、スクリーン印刷用ペーストを塗料として、スクリーン印刷機（ニューロング：ＬＳ−１００）で印刷し塗膜を形成した。塗膜は、上記チタン板の上記角部から横に５５ｍｍ、縦に５７．５ｍｍ進んだ上記チタン板上の点を中心として、縦１１３ｍｍ、横１１０ｍｍの大きさで形成した。同様に、上記チタン板上の第１のカーボン層が形成されている側とは逆側の主面に第２のカーボン層を形成した。第２のカーボン層は、第１のカーボン層が形成されている位置と、上記チタン板の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に形成した。次に、直径１ｍｍのポリカーボネート棒を、それぞれ貫通孔１１に挿入し貫通させる。その後、得られた塗膜中の溶液を蒸発させる目的で１００℃のホットプレートで加熱し乾燥させ、上記チタン板の両主面上に第１のカーボン層と第２のカーボン層とを有する対極を得た。
【０１４５】
次に、得られた第１のカーボン層および第２のカーボン層の焼成を行った。１時間３０分で４００℃にまで昇温させ、４００℃で３０分保持し焼成した。この工程により、完全にエチルセルロースおよびポリカーボネートを分解し消失させることで、金属基板３ｂの両主面に第１の触媒層３ｃと第２の触媒層３ｄとを有し、両主面を貫通する貫通孔を有する対極が得られた。得られた第１の触媒層と第２の触媒層の厚みは約４５μｍであった。
【０１４６】
第１の電解質層と第２の電解質層は、電解液を、予め第１のＦＴＯ基板に設けた注液口から送液ポンプを用いて注入し、減圧することで素子内部の気泡を追い出した。こうして第１の電解質層と第２の電解質層とが一度に形成される。この後、注液口をアイオノマー樹脂フィルム、アクリル樹脂およびガラス基板で封止し、色素増感光電変換素子を完成した。その他のことは実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１４７】
この第４の実施の形態によれば、第１〜第３の実施の形態と同様な利点に加えて、次のような利点を得ることができる。すなわち、対極３に貫通孔１１を設けたので、第１の電解質層４と第２の電解質層７を形成する場合に、注液口が１箇所のみの１回の注液で、第１の電解質層４と第２の電解質層７が形成可能となり、製造工程が省略されることで製造コストを低減させることができる。また、第１の触媒層３ｃと第２の触媒層３ｄに加えて、さらに貫通孔内部に触媒層３ｈを形成したので触媒層の表面積が増加し、正極側の触媒作用が増大するので、素子全体の直流抵抗が低減され、光電変換効率が向上する。これによって、両面から照射される光を有効に発電利用可能であって、光電変換特性が優れた色素増感光電変換素子を低コストで製造することができる。
【０１４８】
＜５．第５の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子］
図８は第５の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の構成を示す要部断面図である。
図８に示すように、この色素増感光電変換素子１０は第１〜第４の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０において、それぞれ突出している第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方が、もう一方に対して突出している。端部１ａと端部５ａとは導電材９で電気的に接続されている。端部１ａと端部５ａのうち、突出部が短い方の端部によって形成された空間は導電材９によって少なくとも一部が埋められていることが好ましく、完全に埋められていることがより好ましい。また、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方のみが突出している構成であってもよい。このとき、導電材９は透明導電層の側部に設けられる。上記以外のことは第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０と同様である。
【０１４９】
［色素増感光電変換素子の動作］
この色素増感光電変換素子１０の動作は、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１５０】
［色素増感光電変換素子の製造方法］
この色素増感光電変換素子１０の製造方法について説明する。
第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５と対極３とを配置する場合において、対極３の端部３ａを色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一方の側から突出するように設け、それとは反対のもう一方の側は、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａがともに突出するように設ける。このとき、端部１ａおよび端部５ａのうち、いずれか一方はもう一方よりも突出するように設けられている。例えば、端部１ａが端部５ａよりも突出して設けるとき、一方の透明導電性基板の主面がもう一方の透明導電性基板よりも大きいことが好ましい。また、端部１ａおよび端部５ａのうち、いずれか一方のみが突出するように設けてもよい。次に、第１の透明導電性基板１の端部１ａと第２の透明導電性基板５の端部５ａとの間に導電材９を設け、第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とを電気的に接続する。こうして、色素増感光電変換素子１０を形成する。
【０１５１】
また、別の製造方法としては、第１の実施の形態の製造方法で色素増感光電変換素子１０を作成し、第１の透明導電性基板１の端部１ａおよび第１の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方の端部の突出部の少なくとも一部を切除する。上記以外のことは第１〜第４のいずれかの実施の形態の色素増感光電変換素子１０の製造方法と同様である。
【０１５２】
＜実施例５＞
第１の透明導電性基板１として、大きさ１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ４ｍｍのＦＴＯ基板を用意し、第２の透明導電性基板５として大きさ１２５ｍｍ×１２２ｍｍ、厚さ４ｍｍのＦＴＯ基板を用意する。
【０１５３】
次に、上記のＴｉＯ2 のペースト状分散液を、第１のＦＴＯ基板上のＦＴＯ層の上にブレードコーティング法によって塗布し、大きさ１１３ｍｍ×１１０ｍｍ、厚さ２００μｍの微粒子層を形成した。微粒子層は、第１のＦＴＯ基板の断面長手方向の中心から右方向に１．５ｍｍ移動し、奥行き方向に０ｍｍ移動した位置を微粒子層の中心として形成した。また、第２のＦＴＯ基板には、断面長手方向の中心から左方向に０ｍｍ移動し、奥行き方向に０ｍｍ移動した位置を微粒子層の中心として形成した。
【０１５４】
第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板と対極とを設ける場合には、第１のＦＴＯ基板と第２のＦＴＯ基板とを、対極の断面短手方向の中心線に関して線対称な位置に設け、対極は、第１の触媒層と第１の多孔質電極とを、それぞれの断面長手方向の中心線が共通となるように設ける。これにより、対極は、対極の端部が第１のＦＴＯ基板および第２のＦＴＯ基板から突出し、第１のＦＴＯ基板の端部および第２のＦＴＯ基板の端部が対極に対して突出するように設けられる。突出部の長さは、対極の端部が３ｍｍ、第１のＦＴＯ基板の端部が３ｍｍ、第２のＦＴＯ基板の端部が０ｍｍであった。
【０１５５】
次に、第１のＦＴＯ基板の端部と第１のＦＴＯ基板の端部とを銀合金からなる導電材９で接続する。導電材９は第２のＦＴＯ基板の端部の突出部を埋める形態で設けられ、さらに、第１のＦＴＯ基板の端部上の全面に設けられる。導電材９の断面形状は略Ｌ字形状であり、奥行き方向に平行に延在する長尺形状を有する。その他のことは、実施例１と同様にして色素増感光電変換素子を完成した。
【０１５６】
この第５の実施の形態によれば、第１〜第４の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０１５７】
＜６．第６の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子モジュール］
図９Ａは第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図、図９Ｂは図９ＡのＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。
図９ＡおよびＢに示すように、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、複数の色素増感光電変換素子１０が互いに電気的に直列に接続されている。色素増感光電変換素子１０は、第１〜第４の実施の形態のいずれかの色素増感光電変換素子１０である。色素増感光電変換素子モジュールは、第１〜第４の実施の形態のいずれか１種類の色素増感光電変換素子１０のみで構成してもよいし、第１〜第４の実施の形態のいずれか２種類以上の色素増感光電変換素子１０を組み合わせて構成してもよい。これらの色素増感光電変換素子１０は、典型的には同一平面内に配置される。また、この色素増感光電変換素子モジュールは、一般的には基板（図示せず）上に配置される。この色素増感光電変換素子モジュールの大きさは特に限定されず、必要に応じて選ばれるが、小さいものでは例えば数ｃｍ程度、大きいものでは例えば１ｍ以上である。
【０１５８】
図１０Ａは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態を示す要部断面図である。図１０Ｂは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第１の例を示す平面図である。
図１０ＡおよびＢに示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、それとは反対側の辺においては、対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。
【０１５９】
互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、一つの色素増感光電変換素子１０の端部１ａ上および端部５ａ上にそれぞれ互いに対向して設けられた導電材９と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の端部３ａとが、互いに対向して設けられた２つの導電材９が端部３ａを挟持する形態で接続され、互いに電気的に直列に接続されている。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０に設けられた２つの導電材９の接続界面は、もう一つの色素増感光電変換素子１０の端部３ａによってそれぞれ若干削られ、これにより端部３ａと導電材９とが密着した形態で接続されている。
【０１６０】
図１１は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第２の例を示す斜視図である。図１１に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０素子の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３から突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。
互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６１】
図１２は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第２の例を示す斜視図である。図１２に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する二辺に渡る部分から対極３が突出し、残りの二辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３から突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６２】
図１３は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第３の例を示す斜視図である。図１３に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第３の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の対向する２辺のそれぞれ少なくとも一部から対極３が突出し、残りの二辺にいては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６３】
図１４は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第４の例を示す斜視図である。図１４に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０のうち、一つを、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、もう一つを、上記一つの色素増感光電変換素子１０もしくは第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する二辺に渡る部分から対極３が突出し、残りの二辺における透明導電性基板の端部が対極３から突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６４】
図１５は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第５の例を示す斜視図である。図１５に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０のうち、一つを、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺においては対向して設けられた第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、もう一つを、上記一つの色素増感光電変換素子１０もしくは第３の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の対向する２辺のそれぞれ少なくとも一部から対極３が突出し、残りの二辺における透明導電性基板の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６５】
図１６は互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の第６の例を示す斜視図である。
図１６に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０のうち、一つを、第１の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、残りの三辺における透明導電性基板の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、もう一つを、上記一つの色素増感光電変換素子１０もしくは第３の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の隣接する三辺に渡る部分から対極３が突出し、残りの一辺における透明導電性基板の端部が対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０としたものである。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の接続形態は第１の例と同様である。
【０１６６】
このように、この色素増感光電変換素子モジュールは、構成する色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの突出のさせ方、接続のしかたによって、発電電力を効率よく取り出せる接続レイアウトを適宜選択することができる。特に、上述した接続形態の例の中でも、接続形態の第２の例が最もレイアウトの自由度があり、また、色素増感光電変換素子モジュールの出力電流電圧の調整が容易なレイアウトとすることができる。
【０１６７】
［色素増感光電変換素子モジュールの動作］
この色素増感光電変換素子モジュールの動作について説明する。
この色素増感光電変換素子モジュールを構成する各色素増感光電変換素子１０の動作は、第１〜第４実施の形態によるいずれかの色素増感光電変換素子１０の動作と同様である。
【０１６８】
［色素増感光電変換素子モジュールの製造方法］
この色素増感光電変換素子モジュールの製造方法について説明する。
図１７および図１８は、色素増感光電変換素子モジュールの製造工程を示す要部断面図である。
図１７に示すように、まず、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの側面と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５にそれぞれ設けられた導電材９と封止材８とで囲まれる空間とを互いに平行に保持し対向させる。
【０１６９】
次に、図１８に示すように、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の断面短手方向の中心線と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間の断面短手方向の中心線とが同一の線上となるように保持し、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａを、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間に挿入して両素子を接続する。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０に設けられた対極３の端部３ａによって、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板にそれぞれ設けられた導電材９の対向する面の一部が削りとられることで圧着することが好ましい。一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９との接触面積は基本的にはどのような大きさであっても良いが、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の一方の導電材９との接触面積は、透明導電性基板の主面の面積の３％以上２０％以下であることが好ましく、５％以上１５％以下であることがより好ましく、５％以上１０％以下であることが最も好ましい。これは、透明導電性基板の主面の３％以下であると接触抵抗が増大し、また、２０％以上であると、モジュールとした時の単位面積当たりの発電効率が低くなる。
【０１７０】
また、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａを、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間に挿入する場合に、別の方法として、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａを加熱した後に、もう一つの色素増感光電変換素子１０の上記空間に挿入して接続することもできる。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０に設けられた対極３の端部３ａによって、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板にそれぞれ設けられた導電材９の対向する面の一部が溶融することで接合することが好ましい。そのため、導電材９を構成する導電材料は融点が低いものであることが好ましく、具体的には、例えば、はんだ、銀合金、導電性高分子などが挙げられる。また、導電材９の対向する面のみを融点が低い導電材料で構成することもでき、具体的には、例えば、導電材９の対向する面に導電性フィルムなどを貼付して設けた構成などが挙げられる。対極３の端部３ａの加熱温度は、導電材９の融点などにもよるが、一般的には１００℃以上２００℃以下に選ばれる。例えば、導電材９をはんだで形成する場合には、加熱温度は例えば１５０℃以上１９０℃以下である。以上のようにして、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士が互いに電気的に直列に接続され、目的とする色素増感光電変換素子モジュールが製造される。
【０１７１】
＜実施例６＞
実施例１の製造方法により色素増感光電変換素子を製造した。
次に、一つの色素増感光電変換素子のチタン板の端部と、もう一つの色素増感光電変換素子の互いに対向して設けられたＦＴＯ基板の端部上にそれぞれ設けられた銀電極とを、上記銀電極の間の空間にチタン板の端部をチタン板の断面長手方向に３ｍｍ挿入することで接続した。上記チタン板の厚さは０．５ｍｍ、上記銀電極の間隔は０．４ｍｍであるので、上記銀電極の対向する面はそれぞれ０．０５ｍｍずつ削られる。接続条件は、加圧圧力５０ＫＰａ、時間２０秒とした。以上のようにして、二つの色素増感光電変換素子を互いに電気的に直列に接続し、同様に複数接続することによって色素増感光電変換素子モジュールを完成した。
【０１７２】
＜実施例７＞
一つの色素増感光電変換素子のチタン板の端部をあらかじめ熱し、もう一つの色素増感光電変換素子に対向して設けられたＦＴＯ基板の端部上に対向してそれぞれ設けられたはんだ電極とを、上記銀電極の間の空間にチタン板の端部をチタン板の断面長手方向に３ｍｍ挿入することで接続した。チタン板の端部の加熱温度は２５０℃とした。上記チタン板の厚さは０．５ｍｍ、上記銀電極の間隔は０．４ｍｍであるので、上記銀電極の対向する面はそれぞれ０．０５ｍｍずつ溶融する。接合条件は、加圧圧力５０ＫＰａ、温度２５０℃、時間２０秒とした。その他のことは、実施例６と同様にして色素増感光電変換素子モジュールを完成した。
【０１７３】
この第５の実施の形態によれば、第１〜第４の実施の形態と同様な利点に加えて、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１および第２の透明導電性基板５の端部１ａおよび５ａとを導電材９を介して互いに接続することにより互いに電気的に直列に接続している。このため、複数の色素増感光電変換素子１０の接続にタブ線や導電性接着剤などによる配線を必要としない。これにより、配線抵抗による電極低下を飛躍的に抑えることができる。また、色素増感光電変換素子１０同士が互いに密接して配置されており、発電に寄与しない無効な面積が実質的に存在しない。これによって、色素増感光電変換素子モジュールの有効面積の大幅な増加を図ることができる。さらに、互いに密接して配置されているので意匠性が高い。また、色素増感光電変換素子１０同士の接続の自由度が高く、様々な接続形態を容易に構築可能であるので、使用環境に応じて色素増感光電変換素子モジュールを個別に設計する必要が無く、さらに、色素増感光電変換素子１０同士の接続に、新たな部材を必要としないので、色素増感光電変換素子モジュールの製造工程を大幅に簡略化でき、ひいては色素増感光電変換素子モジュールの大幅な低コスト化を図ることができる。また、色素増感光電変換素子１０の接続には熱を要しなくても可能なことから、例えば、熱接合による封止材１６、第１の多孔質電極２、対極３などの素子本体の構造に悪影響が生じるのを防止することができる。このため、色素増感光電変換素子１０の特性や信頼性の劣化を防止することができ、特性や信頼性が優れた色素増感光電変換素子モジュールを得ることができる。
【０１７４】
＜７．第７の実施の形態＞
［色素増感光電変換素子モジュール］
図１９Ａは第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールを示す平面図、図９Ｂは図１９ＡのＣ−Ｃ線に沿っての断面図である。
図１９ＡおよびＢに示すように、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、複数の色素増感光電変換素子１０が互いに電気的に直列に接続されている。色素増感光電変換素子１０は、第５の実施の形態の色素増感光電変換素子１０である。隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、互いに逆向きに接続されている。
【０１７５】
図２０Ａは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態を示す要部断面図である。図２０Ｂは互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０同士の接続形態の例を示す平面図である。 図２０ＡおよびＢに示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を、ともに、第５の実施の形態の色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の一辺の少なくとも一部から対極３が突出し、それとは反対側の辺においては、透明導電性基板１の端部１ａが対極３に対して突出している色素増感光電変換素子１０とし、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０に第１の接続端子１２ａおよび第２の接続端子１２ｂからなる接続機構を設けて互いに接続したものである。
【０１７６】
互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの側面には第１の接続端子１２ａが設けられており、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板１の端部１ａ上には導電材９を介して、第２の接続端子１２ｂが設けられている。対極３の端部３ａと第１の接続端子１２ａとおよび導電材９と第２の接続端子１２ｂとは電気的に接続されている。互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０は、互いに逆向きに配置され、第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ｂとが嵌合することによって接続され、互いに電気的に直列に接続されている。これにより一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板１の端部１ａとが電気的に接続されている。
【０１７７】
接続機構は、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０を電気的に接続可能であれば、基本的にはどのようなものであってもよいが、接続部が外力に対し安定であることが好ましく、一定の操作で脱着が可能であるものが好ましい。接続機構を構成する第一の接続端子１２ａおよび第２の接続端子１２ｂは、典型的には、例えば、第１の接続端子９ａをオス、第２の接続端子９ｂをメスとしたコネクタなどの着脱機構が挙げられるが、これに限定されるものではなく、従来公知の接続機構を適宜選択することができる。
【０１７８】
第１の接続端子１２ａが設けられる位置は、対極３の端部３ａ上であれば基本的にはどこであってもよいが、特に、対極３の側面を含んだ少なくとも一部に設けられることが好ましい。また、第２の接続端子１２ｂが設けられる位置は、導電材９上であれば基本的にはどこであってもよいが、導電材９の側部の主面を含んだ少なくとも一部に設けられることが好ましい。また、第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ｂとは、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０において、それぞれ対応した位置に設けられることが好ましい。また、第２の接続端子１２ｂは透明導電性基板１の端部１ａの透明導電層１ｃ上に設けてもよい。
【０１７９】
上記以外のことは第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様である。
【０１８０】
［色素増感光電変換素子モジュールの動作］
この色素増感光電変換素子モジュールの動作は、第５の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの動作と同様である。
【０１８１】
［色素増感光電変換素子モジュールの製造方法］
この色素増感光電変換素子モジュールの製造方法について説明する。
図２１Ａは、色素増感光電変換素子モジュールの製造工程を示す要部断面図である。図２１Ｂは接続機構である第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ｂの平面図、図２１Ｃは図２１ＢのＤ−Ｄ線に沿っての断面図である。
図２１Ａに示すように、まず、第５の実施の形態の製造方法で色素増感光電変換素子１０を複数製造する。次に、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａの側面に第１の接続端子１２ａを電気的に接続して設ける。次に、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９の側部主面に第２の接続端子１２ｂを設ける。図２１ＢおよびＣに示すように、第１の接続端子１２ａと、第２の接続端子１２ｂとは互いに嵌合可能な形状を有している。次に、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１の端部１ａとを互いに平行に保持して対向させる。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０ともう一つの色素増感光電変換素子１０とは端部の突出部が小さい方の透明導電性基板が互いに対向する向きに配置する。次に、図２２に示すように、一つの色素増感光電変換素子１０の対極３の端部３ａをもう一つの色素増感光電変換素子１０の第１の透明導電性基板１の端部１ａ上に垂直に下ろすことで、一つの色素増感光電変換素子１０の透明導電性基板１１の対極３の端部３ａに設けられた第１の接続端子１２ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９に設けられた第２の接続端子１２ａとを嵌合させ両素子を接続する。
【０１８２】
接続機構である第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ａとは、接続後であっても一定の操作で着脱が自由にできることが好ましい。着脱機構は従来公知のものを適宜選択することができるが、具体的には、例えば、ラッチ着脱機構、ピン着脱機構、エッジコネクタなどが挙げられる。第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ａとの着脱が可能となることによって、色素増感光電変換素子モジュールを構成する全ての色素増感光電変換素子１０が素子単独での着脱可能となる。
【０１８３】
図２２Ａは完成後の色素増感光電変換素子モジュールの一例を示した要部断面図である。図２２Ｂは完成後の色素増感光電変換素子モジュールから色素増感光電変換素子１０を着脱する一例を示した要部断面図である。
【０１８４】
図２２Ａに示すように、この色素増感光電変換素子モジュールは、３つの色素増感光電変換素子１０を上述した製造方法によって製造し完成したものである。ここで、色素増感光電変換素子モジュールを構成する３つの色素増感光電変換素子１０のうち、中央に接続された色素増感光電変換素子１０のみを交換する場合、従来の色素増感光電変換素子モジュールは、両端に接続されたいずれかの色素増感光電変換素子１０を取り外して交換していたが、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、図２２Ｂに示すように、隣り合う色素増感光電変換素子１０の第１の接続端子１２ａと第２の接続端子１２ａとの接続をそれぞれ解除することによって容易に中央に接続された色素増感光電変換素子１０のみを取り外すことができる。
【０１８５】
上記以外のことは第５の実施の形態の色素増感光電変換素子モジュールの製造方法と同様である。
【０１８６】
＜実施例８＞
実施例５の製造方法により色素増感光電変換素子を製造した。
次に、一つの色素増感光電変換素子のチタン板の端部の側面にメス型金属端子を設け、もう一つの色素増感光電変換素子の互いに対向して設けられた２枚のＦＴＯ基板の端部に設けられた銀電極の側部主面に上記メス型金属端子に対応するオス型金属端子を設けた。次に、一つの色素増感光電変換素子１０のチタン板と、もう一つの色素増感光電変換素子１０の第１のＦＴＯ基板の端部とを互いに平行に保持して対向させた。このとき、一つの色素増感光電変換素子１０ともう一つの色素増感光電変換素子１０とは端部の突出部が小さい方のＦＴＯ基板が互いに対向する向きに配置した。次に、一つの色素増感光電変換素子１０のチタン板の端部をもう一つの色素増感光電変換素子１０の第１のＦＴＯ基板の端部１ａ上に垂直に下ろすことで、一つの色素増感光電変換素子に設けられたメス型金属端子と、もう一つの色素増感光電変換素子１０に設けられたオス型金属端子とが嵌合し両素子が接続された。さらに、同様に複数接続することによって色素増感光電変換素子モジュールを完成した。
【０１８７】
この第７の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な利点に加えて、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、この色素増感光電変換素子モジュールにおいては、構成する色素増感光電変換素子１０を透明導電性基板１の端部１ａおよび第２の透明導電性基板５の端部５ａのいずれか一方が、もう一方よりも突出している構成とし、隣り合う色素増感光電変換素子１０を互いに上下を逆転して配置し、一つの色素増感光電変換素子の対極３の端部３ａと、もう一つの色素増感光電変換素子１０の導電材９とに着脱自在な接続機構を設けて両素子を接続したので、色素増感光電変換素子モジュールの完成後においても、色素増感光電変換素子モジュールを構成する色素増感光電変換素子１０のうち、目的の色素増感光電変換素子１０のみを着脱し交換することができる。これにより、例えば、多数の色素増感光電変換素子１０を接続した大型の色素増感光電変換素子モジュールにおいて、一部の色素増感光電変換素子１０に故障が生じても、周辺の色素増感光電変換素子１０を取り外すことなく、故障が生じた色素増感光電変換素子１０のみを取り外すことができる。これは、色素増感光電変換素子モジュールを設置した状態での作業が可能であるので、整備、修理工程の簡略化によって整備の大幅な低コスト化を図ることができる。また、色素増感光電変換素子モジュールを設置したままで、色素増感光電変換素子１０の構成や接続回路を変えることができるので、使用用途、季節などに応じた色素増感光電変換素子モジュールの仕様を容易に変更することができる。このため、設置後においても仕様変更が容易であり、信頼性が優れた色素増感光電変換素子モジュールを得ることができる。
【０１８８】
＜８．第８の実施の形態＞
［光電変換素子］
図２３Ａは第８の実施の形態による光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。図２３Ｂは第８の実施の形態による光電変換素子２０の図２３Ａに直交する方向の光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。
【０１８９】
図２３Ａに示すように、この光電変換素子は、第１の透明導電性基板２１と、第２の透明導電性基板２５とが、それぞれの透明導電層が互いに対向するように設けられ、その間に一定の間隔を置いて導電性基板２３が設けられ、それぞれの透明導電性基板と導電性基板２３との間には第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７とが設けられている構成を有する。必要に応じて絶縁層２８をそれぞれの光電変換層および対極３と導電材９との間に設ける。光は、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５にそれぞれ入射する。
【０１９０】
第１の光電変換層２２は、順次積層された透明導電層２２ａ、有機半導体層２２ｂおよび中間層２２ｃを含む。透明導電層２２ａの材料としては、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］のような導電性高分子が用いられる。有機半導体層２２ｂの材料としては、例えば、共役系高分子Ｐ３ＨＴとフラーレン誘導体ＰＣＢＭとを混合した半導体（Ｐ３ＨＴ：ＰＣＢＭ）などが用いられる。中間層２２ｃとしては、導電性基板２３への電子輸送を円滑に行い、かつ、正孔（ホール）の輸送を阻止する機能を有するもの、例えば、ＴｉＯ2 膜などが用いられる。
【０１９１】
第１の透明導電性基板２１は、透明基板２１ｂ上に透明導電層２１ｃが設けられている構成を有し、第２の透明導電性基板２５は透明基板２５ｂ上に透明導電層２５ｃが設けられている構成を有する。第１の透明導電性基板２１と、第２の透明導電性基板２５とは、透明導電層２１ｃと透明導電層２５ｃとが互いに対向するようにして設けられている。さらに、透明導電層２１ｃと透明導電層２５ｃとの間には、一定距離を置いて導電性基板２３が設けられている。
【０１９２】
また、第１の透明導電性基板２１と導電性基板２３を構成する金属基板３ｂとの距離は、例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。このことは、第２の透明導電性基板２と導電性基板２３との距離も同様である。
【０１９３】
第１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板５とは、好適には、互いにほぼ同じ大きさの長方形の形状を有し、平行かつ平行線に関し線対称な位置に設けられるが、これに限定されるものではない。第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５と、導電性基板２３とは、導電性基板２３の端部２３ａが光電変換素子２０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出するように設けられ、第１の透明導電性基板２１の端部２１ａと第２の透明導電性基板２５の端部２５ａとが導電性基板２３に対して突出するような配置で設けられる。具体的には、例えば、第１の透明導電性基板２１、第２の透明導電性基板２５および導電性基板２３のそれぞれの主面が同じ大きさである場合には、それらの面に平行な方向に互いにずれて配置される。そうすると、導電性基板２３の一方の端部２３ａが第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５に対して突出し、導電性基板２３の端部２３ａとは反対方向の、第１の透明導電性基板２１の端部２１ａおよび第２の透明導電性基板２５の端部２５ａが導電性基板２３に対してそれぞれ突出する。端部２１ａの透明導電層２１ｃ上および端部２５ａの透明導電層２５ｃ上には、それぞれに少なくとも１つの銀などからなる電極が一定間隔を置いて互いに対向して設けられ、この場合においては導電材２９が設けられる。
【０１９４】
導電性基板２３の端部２３ａの、第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５から突出している部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第１の透明導電性基板２１の端部１ａの導電性基板２３から突出している部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、第２の透明導電性基板２５の端部２５ａの導電性基板２３から突出している部分の長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが最も好ましい。また、対向する第１の透明導電性基板２１の端部２１ａと第２の透明導電性基板２５の端部２５ａとの突出部の長さは等しいことが好ましいが、これに限定されるものではない。
【０１９５】
また、図２３Ｂに示すように、図２３Ａに示した光電変換素子２０の断面とは直交する方向の断面においては、第１の透明導電性基板２１の両側の端部２１ｄおよび２１ｅと第２の透明導電性基板２５の両側の端部２５ｄおよび２５ｅとが、導電性基板２３に対して突出しており、突出部には上述したものと同様に導電材２９が設けられている。第１の透明導電性基板２１および第２の透明導電性基板２５の上記突出部は、いずれか一方の対向する端部のみであってもよい。また、必要に応じて絶縁層２８をそれぞれの光電変換層および対極３と導電材９との間に設ける。
【０１９６】
第１の透明導電性基板２１、第２の透明導電性基板２５を形成する材料は、使用する光電変換層に応じて適宜選ばれ、第１の透明導電性基板１、第２の透明導電性基板５を形成する材料として上記に挙げた材料を適宜選択することができ、特に好適には、抵抗率が小さい導電材料、例えばＩＴＯなどの透明導電性金属酸化物や金属などが用いられる。
【０１９７】
また、導電性基板２３は、使用する光電変換層に応じて適宜選ばれ、第１の透明導電性基板１、第２の透明導電性基板５および金属基板３ｂを形成する材料として上記に挙げた材料を適宜選択することができ、特に好適には、抵抗率が小さい導電材料、例えばＩＴＯなどの透明導電性金属酸化物やアルミニウムなどの金属などが用いられる。
【０１９８】
また、絶縁層２８は、各種の絶縁体を用いることができ、固体の絶縁体とすることが好ましいが、これに限定されず、例えば、空気であってもよい。
【０１９９】
また、第１の光電変換層２２および第２の光電変換層２７は、例えば、無機半導体または有機半導体により形成されたｐ型半導体層とｎ型半導体層とからなるｐｎ接合や有機光電変換材料などにより形成される。
【０２００】
図２４に光電変換素子２０の他の具体的な構成例を示す。図２４に示すように、この例では、第１の光電変換層２２は、ｎ型半導体層２２ｄとｐ型半導体層２２ｅとからなるｐｎ接合により形成されている。ｎ型半導体層２２ｄおよびｐ型半導体層２２ｅは、各種の無機半導体または有機半導体からなり、形態も単結晶、多結晶、非晶質のいずれであってもよい。無機半導体としては、例えば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰなどが挙げられる。有機半導体としては、ポリアセチレン（好ましくは二置換型ポリアセチレン）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリピロール、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−co−ビチオフェン）（Ｆ８Ｔ２）、ポリ（１−ヘキシル−２−フェニルアセチレン）（ＰＨＸ ＰＡ）（発光材料としては青色の発光を示す）、ポリ（ジフェニルアセチレン）誘導体（ＰＤＰＡ−ｎ Ｂｕ）（発光材料としては緑色の発光を示す）、ポリ（ピリジン）（ＰＰｙ）、ポリ（ピリジルビニレン）（ＰＰｙＶ）、シアノ置換型ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＣＮＰＰＶ）、ポリ（３，９−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルインデノ［１，２−ｂ］フルオレン（ＰＩＦ）などが挙げられる。必要に応じて絶縁層２８をそれぞれの光電変換層および対極３と導電材９との間に設ける。
【０２０１】
また、第１の光電変換層２２と、第２の光電変換層２７とは、同一の材料、構成であっても良いし、別の材料、構成であってもよく、使用用途に応じて、上記に挙げた材料、構成などから適宜選択される。また、第１の光電変換層２２または第２の光電変換層２７を上述した色素増感光電変換部としてもよく、具体的には、例えば、太陽光が照射される面側をｐｎ接合型の光電変換層とし、室内光が照射される面側を色素増感光電変換部として光電変換素子２０を構成するハイブリッド型の太陽電池が挙げられるが、これに限定されるものではない。
上記以外のことは、第１の実施の形態による色素増感光電変換素子の第１および第２の色素増感光電変換部以外のことと同様である。
【０２０２】
［光電変換素子の製造方法］
この光電変換素子は、第１の実施の形態における色素増感光電変換素子１０の第１および第２の色素増感光電変換部を第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７として、従来公知の方法で光電変換素子２０を製造した。
【０２０３】
この第８の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２０４】
＜９．第９の実施の形態＞
［光電変換素子］
【０２０５】
図２５Ａは第９の実施の形態による光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。図２５Ｂは第９の実施の形態による光電変換素子２０の図２５Ａに直交する方向の光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。
図２５Ａに示すように、この光電変換素子２０は、導電性基板２３の両側の端部２３ｅおよび２３ｆが光電変換素子２０の第１の透明導電性基板１および第２の透明導電性基板５の両側から突出している。また、図２５Ｂに示すように、端部２３ｅおよび２３ｆが突出する方向とは直交する方向には、第１の透明導電性基板２１の両側の端部である２１ｄおよび２５ｄと、第２の透明導電性基板５の両側の端部である２１ｅおよび２５ｅとが導電性基板２３に対して突出しており、それぞれの透明導電性基板の突出部には上述したものと同様に導電材２９が設けられている。また、透明導電性基板の突出部は、一方の対向する端部のみであってもよい。
【０２０６】
［光電変換素子の製造方法］
この光電変換素子は、第２の実施の形態における色素増感光電変換素子１０の第１および第２の色素増感光電変換部を第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７として、従来公知の方法で光電変換素子２０を製造した。
【０２０７】
この第９の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２０８】
＜１０．第１０の実施の形態＞
［光電変換素子］
図２６は第１０の実施の形態による光電変換素子２０の構成を示す要部断面図である。
図２６に示すように、この光電変換素子２０は第８および第９の実施の形態のいずれかの光電変換素子２０において、それぞれ突出している第１の透明導電性基板２１の端部２１ａおよび第２の透明導電性基板２５の端部２５ａのいずれか一方が、もう一方よりも突出している。端部２１ａと端部２５ａとは導電材２９で電気的に接続されている。端部２１ａと端部２５ａのうち、突出部が短い方の端部によって形成された空間は導電材２９によって少なくとも一部が埋められていることが好ましく、完全に埋められていることがより好ましい。また、第１の透明導電性基板２１の端部２１ａおよび第２の透明導電性基板２５の端部２５ａのいずれか一方のみが突出している構成であってもよい。このとき、導電材２９は透明導電層の側部に設けられる。上記以外のことは、第５の実施の形態による色素増感光電変換素子の第１および第２の色素増感光電変換部以外のことと同様である。
【０２０９】
［光電変換素子の製造方法］
この光電変換素子は、第２の実施の形態における色素増感光電変換素子１０の第１および第２の色素増感光電変換部を第１の光電変換層２２と第２の光電変換層２７として、従来公知の方法で光電変換素子２０を製造した。
【０２１０】
この第１０の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２１１】
＜１１．第１１の実施の形態＞
［光電変換素子モジュール］
【０２１２】
図２７は第１１の実施の形態の光電変換素子モジュールのうち、互いに隣接する二つの光電変換素子２０同士の接続形態を示す要部断面図である。
図２７に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の代わりに、第８および／または第９の実施の形態の光電変換素子２０を用いて、第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様に接続したものである。その他のことは第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様である。
【０２１３】
［光電変換素子モジュールの製造方法］
この光電変換素子モジュールは、色素増感光電変換素子１０の代わりに光電変換素子２０を用いることを除いて、第６の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法と同様にして製造することができる。
【０２１４】
この第１１の実施の形態によれば、第６の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２１５】
＜１２．第１２の実施の形態＞
［光電変換素子モジュール］
【０２１６】
図２８は第１２の実施の形態の光電変換素子モジュールのうち、互いに隣接する二つの光電変換素子２０同士の接続形態を示す要部断面図である。
図２８に示すように、この例においては、互いに隣接する二つの色素増感光電変換素子１０の代わりに、第１０の実施の形態の光電変換素子２０を用いて、第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様に接続したものである。その他のことは第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールと同様である。
【０２１７】
［光電変換素子モジュールの製造方法］
この光電変換素子モジュールは、色素増感光電変換素子１０の代わりに光電変換素子２０を用いることを除いて、第７の実施の形態による色素増感光電変換素子モジュールの製造方法と同様にして製造することができる。
【０２１８】
この第１２の実施の形態によれば、第７の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【０２１９】
以上、実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いてもよい。
【０２２０】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子。
（２）上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられている（１）に記載の光電変換素子。
（３）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する（１）または（２）に記載の光電変換素子。
（４）上記導電材は、はんだまたは銀合金である（１）〜（３）のいずれか一項に記載の光電変換素子。
（５）上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１の電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる（１）〜（４）のいずれか一項に記載の光電変換素子。
（６）互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュール。
（７）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する（６）に記載の光電変換素子モジュール。
（８）上記導電材は、はんだ、銀合金および導電性フィラーのいずれかである（６）または（７）に記載の光電変換素子モジュール。
（９）上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる（６）〜（８）のいずれか一項に記載の光電変換素子モジュール。
（１０）一方の主面に第１の多孔質電極が設けられた第１の透明導電性基板の上記第１の多孔質電極が設けられた面と、一方の主面に第２の多孔質電極が設けられた第２の透明導電性基板の上記第２の多孔質電極が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に対極を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間に第１の電解質層と第２の電解質層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法。
（１１）上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部を、上記対極に対して突出させて設け、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にそれぞれ導電材を設ける（１０）に記載の光電変換素子の製造方法。
（１２）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成した（１０）または（１１）に記載の光電変換素子の製造方法。
（１３）上記導電材は、はんだまたは銀合金である（１０）〜（１２）のいずれか一項に記載の光電変換素子の製造方法。
（１４）互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部ともう一つの光電変換素子の上記対極の突出部とが導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法。
（１５）上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成する（１４）に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
（１６）上記導電材は、はんだまたは銀合金である（１４）または（１５）に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
（１７）光電変換素子モジュールを用い、上記光電変換素子モジュールが、互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器。
（１８） 光電変換素子モジュールを用い、上記光電変換素子モジュールが、互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物。
（１９）上記光電変換素子および／または上記光電変換素子モジュールのうち、少なくとも１つは２枚の透明板の間に挟持されている（１８）に記載の建築物。
【符号の説明】
【０２２１】
１０…色素増感光電変換素子、１…第１の透明導電性基板、１ａ…端部、２…第１の多孔質電極、３…対極、３ａ…端部、４…第１の電解質層、５…第２の透明導電性基板、５ａ…端部、６…第２の多孔質電極、７…第２の電解質層、８…封止材、２０…光電変換素子、２１…第１の透明導電性基板、２１ａ…端部、２２…第１の光電変換層、３…導電性基板、２３ａ…端部、２８…絶縁層、２５…第２の透明導電性基板、２５ａ…端部、２６…第２の光電変換層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子。
【請求項２】
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられている請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
上記導電材は、はんだまたは銀合金である請求項３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１の電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュール。
【請求項７】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する請求項６に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項８】
上記導電材は、はんだ、銀合金および導電性フィラーのいずれかである請求項７に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項９】
上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる請求項６に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１０】
一方の主面に第１の多孔質電極が設けられた第１の透明導電性基板の上記第１の多孔質電極が設けられた面と、一方の主面に第２の多孔質電極が設けられた第２の透明導電性基板の上記第２の多孔質電極が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に対極を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間に第１の電解質層と第２の電解質層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法。
【請求項１１】
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部を、上記対極に対して突出させて設け、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にそれぞれ導電材を設ける請求項１０に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１２】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成した請求項１１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１３】
上記導電材は、はんだまたは銀合金である請求項１２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１４】
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部ともう一つの光電変換素子の上記対極の突出部とが導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法。
【請求項１５】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成する請求項１４に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
【請求項１６】
上記導電材は、はんだまたは銀合金である請求項１５に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
【請求項１７】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器。
【請求項１８】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物。
【請求項１９】
上記光電変換素子および／または上記光電変換素子モジュールのうち、少なくとも１つは２枚の透明板の間に挟持されている請求項１８に記載の建築物。
【請求項１】
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出している光電変換素子。
【請求項２】
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられている請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
上記導電材は、はんだまたは銀合金である請求項３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１の電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュール。
【請求項７】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材は上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有する請求項６に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項８】
上記導電材は、はんだ、銀合金および導電性フィラーのいずれかである請求項７に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項９】
上記対極には貫通孔がさらに設けられ、上記貫通孔は上記第１電解質層と上記第２の電解質層とを繋いでいる請求項６に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１０】
一方の主面に第１の多孔質電極が設けられた第１の透明導電性基板の上記第１の多孔質電極が設けられた面と、一方の主面に第２の多孔質電極が設けられた第２の透明導電性基板の上記第２の多孔質電極が設けられた面とを互いに対向させて設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に対極を、少なくともその一部が上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出するように設ける工程と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間に第１の電解質層と第２の電解質層とをそれぞれ形成する工程とを有する光電変換素子の製造方法。
【請求項１１】
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部を、上記対極に対して突出させて設け、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にそれぞれ導電材を設ける請求項１０に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１２】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成した請求項１１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１３】
上記導電材は、はんだまたは銀合金である請求項１２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１４】
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されている光電変換素子モジュールを製造する場合に、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の突出部ともう一つの光電変換素子の上記対極の突出部とが導電材を介して互いに接続する光電変換素子モジュールの製造方法。
【請求項１５】
上記光電変換素子は長方形の平面形状を有し、上記導電材を上記光電変換素子の一辺に平行に延在する長尺形状を有するように形成する請求項１４に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
【請求項１６】
上記導電材は、はんだまたは銀合金である請求項１５に記載の光電変換素子モジュールの製造方法。
【請求項１７】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである電子機器。
【請求項１８】
光電変換素子モジュールを用い、
上記光電変換素子モジュールが、
互いに電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有し、
上記複数の光電変換素子のうちの少なくとも互いに隣接する二つの光電変換素子は、
互いに対向して設けられた第１の透明導電性基板および第２の透明導電性基板と、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の互いに対向する主面上の少なくとも一部にそれぞれ設けられた第１の多孔質電極および第２の多孔質電極と、
上記第１の多孔質電極と上記第２の多孔質電極との間に設けられた対極と、
上記第１の多孔質電極と上記対極との間および上記第２の多孔質電極と上記対極との間にそれぞれ設けられた第１の電解質層および第２の電解質層とを有し、
上記対極の少なくとも一部は、上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の端部のうち、上記対極の突出部を有する端部以外の少なくとも一端部の少なくとも一部が、上記対極に対して突出しており、
上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出した端部の互いに対向する面にはそれぞれ導電材が設けられ、
上記互いに隣接する二つの光電変換素子の間の部分において一つの光電変換素子の上記第１の透明導電性基板および上記第２の透明導電性基板の上記突出部と、もう一つの光電変換素子の上記対極の上記突出部とが上記導電材を介して互いに接続されているものである建築物。
【請求項１９】
上記光電変換素子および／または上記光電変換素子モジュールのうち、少なくとも１つは２枚の透明板の間に挟持されている請求項１８に記載の建築物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１３−１１４７７８（Ｐ２０１３−１１４７７８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７３３７（Ｐ２０１１−２５７３３７）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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