光電変換素子モジュールおよび建築物
【課題】色素増感型太陽電池の封止構造の損傷が抑制された光電変換素子モジュールおよび建築物を提供する。
【解決手段】光電変換素子モジュールは、第１の基材と、第２の基材と、光入射面および封止部を有し、第１の基材と第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、光入射面および光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、第１の基材の一主面および第２の基材の一主面のうち、一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、封止部を覆う被覆部とを備える。被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。
【解決手段】光電変換素子モジュールは、第１の基材と、第２の基材と、光入射面および封止部を有し、第１の基材と第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、光入射面および光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、第１の基材の一主面および第２の基材の一主面のうち、一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、封止部を覆う被覆部とを備える。被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、光電変換素子モジュールおよび建築物に関する。詳しくは、１以上の光電変換素子が収容体に収容された光電変換素子モジュールおよび建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、結晶系の太陽電池、アモルファス型太陽電池、化合物半導体型太陽電池、薄膜多結晶型太陽電池、有機太陽電池などが、従来から知られている。そして、近年、上記太陽電池に替わる製造コストが低い太陽電池として、可視光を吸収する色素を半導体粒子に担持させた光電変換活物質層を有する色素増感型太陽電池が注目されている。
【０００３】
太陽電池は、電池素子を多連接続して発電面積を拡大した電池素子モジュールとして用いられることがある。このような電池素子モジュールとしては、例えば、表面に封止材シートが設けられた２枚の板ガラスを、封止材シートが設けられた面を対向させて配置し、２枚の封止材シートの間に電池素子を介在させて電池素子をラミネートしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。また、板ガラスにかえて、２枚の板ガラスのうちの一方または両方を樹脂基板や樹脂フィルムとしたものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９４８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ラミネート構造を有する電池素子モジュールでは、電池素子モジュールに加わった外力が封止材を介して電池素子に伝わるため、電池素子自体にも応力が加わってしまう。色素増感型太陽電池は、結晶系の太陽電池などとは異なり、電解液が封止された構造体であることが一般的である。そのため、電池素子モジュールに外力などが加わると、電池素子モジュール内部の色素増感型太陽電池の封止構造が損傷を受けてしまう。
【０００６】
したがって、本技術の目的は、色素増感型太陽電池の封止構造の損傷が抑制された光電変換素子モジュールおよび建築物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本技術は、
第１の基材と、
第２の基材と、
光入射面および封止部を有し、第１の基材と第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、
光入射面および光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、第１の基材の一主面および第２の基材の一主面のうち、一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、
封止部を覆う被覆部と
を備え、
被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である光電変換素子モジュールである。
【０００８】
本技術において、光電変換素子モジュールは、建築物に適用して好適なものである。また、光電変換素子モジュールは、例えば採光部を有する建築物に適用して好適なものである。光電変換素子モジュールは、例えば、窓材（例えば窓ガラス）、カーテンウォールなどの建築部材に適用しても好適なものである。窓材としては、複層ガラス、合わせガラス、Ｌｏｗ−Ｅガラス、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスなどのエコガラスが好ましい。このようなエコガラスに光電変換素子モジュールを適用する場合、第１の基材が第１のガラス板であり、第２の基材が第２のガラス板であることが好ましい。光電変換素子モジュールが、第１の基材および第２の基材の周縁部間に封止材を備えていてもよい。
【０００９】
本技術において、光電変換素子は、光が入射する入射面と、入射面とは反対側の主面と、それらの面の周縁部間に設けられた側面とを有し、封止部は、入射面の周縁部、入射面とは反対側の主面の周縁部、または側面に設けられていることが好ましい。
【００１０】
本技術において、光電変換素子の封止構造を構成する透明基材および対向基材のうち、一方のみが、収容体の内側面に固定されることが好ましい。光電変換素子モジュールに加わった外力が、固定層を媒介として、光電変換素子の透明基材および対向基材の両方に直接的に伝わることがなく、光電変換素子の封止構造の劈開を抑制することができるからである。
【００１１】
本技術では、光電変換素子の封止部を被覆部により覆っているので、封止部を補強することができる。また、封止部から光電変換素子内部への水分の浸入を抑制することができる。また、被覆部が軟質の材料から構成されるため、被覆部が緩衝材として機能し、光電変換素子モジュールに外力が加わった場合や、吸湿や熱膨張による応力が発生した場合であっても、光電変換素子の封止構造の劈開を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本技術によれば、色素増感型太陽電池の封止構造の損傷が抑制された光電変換素子モジュールおよび建築物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図１Ｃは、図１Ｂの光電変換素子を拡大して示す断面図である。
【図２】図２Ａは、光電変換素子の一構成例を示す断面図である。図２Ｂは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の一例を示す断面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の構成例を示す断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの製造工程の一例を示す工程図である。
【図５】図５Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。図５Ｂは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す断面図である。
【図６】図６Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第３の変形例を示す平面図である。図６Ｂは、図６ＡのVI−VI線に沿った断面図である。図６Ｃは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第４の変形例を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図７Ｂは、図７ＡのVII−VII線に沿った断面図である。図７Ｃは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。
【図８】図８Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す平面図である。図８Ｂは、図８ＡのVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】図９Ａは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す断面図である。図９Ｂは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｃは、本技術に係る建築物の例を示す図である。
【図１１】図１１Ａは、光電変換素子の対向基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。図１１Ｂは、光電変換素子の透明基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（光電変換素子の裏面側を固定層により固定した例）
２．第２の実施形態（光電変換素子の入射面側を固定層により固定した例）
３．第３の実施形態（光電変換素子を被覆部により支持した例）
４．第４の実施形態（光電変換素子モジュールを備える建築物の例）
【００１５】
＜１．第１の実施形態＞
［光電変換素子モジュールの構成］
図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図１Ｃは、図１Ｂの光電変換素子を拡大して示す断面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１は、光入射面および封止部を有する、少なくとも１個の光電変換素子１０１と、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳを構成する第１の基材１３および第２の基材１５と、光電変換素子１０１の封止部を覆う被覆部５と、収容体３内における光電変換素子１０１の位置を固定する固定層７とを備える。少なくとも１個の光電変換素子１０１は、それぞれが電気的に接続されている。本技術においては、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる。この光電変換素子モジュール１は、いわゆる色素増感型光電変換素子モジュールであり、太陽光などの入射光Ｌを光電変換し、外部に電力として供給する。光電変換素子モジュール１は、太陽光などの入射光Ｌが入射する入射面Ａ１と、それとは反対側の裏面Ａ２とを有している。
【００１６】
図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、光電変換素子１０１は、太陽光などの入射光Ｌが入射する入射面ａ１と、この入射面とは反対側の裏面ａ２と、入射面ａ１と裏面ａ２との周縁部間に設けられた側面ａ３とを有する。複数の光電変換素子１０１は、複数の配線（接続部材）１０９により電気的に直列および／または並列に接続されて、各光電変換素子１０１により発電された電力は複数の配線１０９を介して光電変換素子モジュール１の外部に供給される。なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、後述する収容体３に４個の光電変換素子１０１を収容する例が示されているが、光電変換素子１０１の個数はこの例に限定されるものではない。
【００１７】
収容体３は、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳを有する。収納空間ＩＳは、光電変換素子１０１の入射面ａ１に対向する第１の内側面Ｓ１と、光電変換素子１０１の裏面ａ２に対向する第２の内側面Ｓ２とにより形成される。例えば、収容体３の第２の内側面Ｓ２と光電変換素子１０１の裏面ａ２との間には、固定層７が介在され、光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第２の内側面Ｓ２に固定される。なお、図１Ｂでは、光電変換素子１０１の裏面ａ２の全面に固定層５が設けられる例が示されているが、光電変換素子１０１の裏面ａ２の少なくとも一部に固定層７が設けられるようにしてもよい。
【００１８】
光電変換素子１０１の封止部１０１ｅは、被覆部５により覆われる。すなわち、図１Ｂに示す構成例では、収容空間ＩＳに、複数の光電変換素子１０１、固定層７および被覆部５が配置されている。被覆部５は、例えば、光電変換素子１０１の裏面ａ２側から、少なくとも光電変換素子１０１の入射面ａ１までの高さをもって形成され、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅを覆っている。なお、図１Ｂでは、被覆部５と収納空間ＩＳの第１の内側面Ｓ１との間に、所定幅の中空層１０が形成される構成例が示されているが、この例に限定されるものではない。もちろん、被覆部５が、光電変換素子１０１の裏面ａ２側から、収納空間ＩＳの第１の内側面Ｓ１までの空間を満たすように形成されてもよいし、光電変換素子１０１の入射面ａ１側が、収容体３の第１の内側面Ｓ１に向けて開放されていてもよい。
【００１９】
（光電変換素子）
図２Ａは、光電変換素子の一構成例を示す断面図である。光電変換素子１０１は、いわゆる色素増感型光電変換素子であり、図２Ａに示すように、透明基材２３と、透明電極２４と、対向基材２５と、対向電極２６と、封止材２７と、多孔質半導体層２８と、電解質層２９とを備える。ここで、透明電極２４と、多孔質半導体層２８と、電解質層２９と、対向電極２６とが、発電要素部を形成する。この発電要素部は、透明基材２３と対向基材２５との間に設けられている。もちろん、透明電極２４や多孔質半導体層２８、対向電極２６などがパターニングされるなどして、光電変換素子１０１の単体が複数の発電要素部を有し、該複数の発電要素部が電気的に接続されていてもよい。本技術における「光電変換素子」には、複数の発電要素部を有し、該複数の発電要素部が電気的に接続されたものを含むものとする。また、「モジュール」とは、光電変換素子の複数個が電気的に接続されたものをいうものとする。なお、図２Ａでは、いわゆる対向型と呼ばれるセル構造を例示しているが、本技術における光電変換素子としては、対向型に限定されるものではなく、モノリシック型やＺ型のセル構造なども適用が可能である。
【００２０】
対向基材２５は、透明基材２３に対向して設けられている。透明基材２３は、対向基材２５と対向する一主面を有し、この一主面に透明電極２４が形成され、透明電極２４の表面には多孔質半導体層２８が形成されている。対向基材２５は、透明基材２３と対向する一主面を有し、この一主面に対向電極２６が形成されている。対向配置された多孔質半導体層２８と対向電極２６との間に電解質層２９が介在されている。
【００２１】
透明基材２３と対向基材２５との対向面の周縁部に封止材２７が設けられている。多孔質半導体層２８と対向電極２６との間隔は、好ましくは０〜１００μｍ、より好ましくは１〜４０μｍである。電解質層２９は、透明電極２４および多孔質半導体層２８が形成された透明基材２３と、対向電極２６が形成された対向基材２５と、封止材２７とによって囲まれた空間に封入されている。
【００２２】
「透明基材」
透明基材２３としては、透明性を有するものであれば特に限定されず、種々の基材を用いることができ、例えば、透明性を有する無機基材またはプラスチック基材を用いることができる。これらの基材の中でも、加工性、軽量性などを考慮すると、透明プラスチック基板を用いるのが好ましい。基材の形状としては、例えば、透明性を有するフィルム、シート、基板などを用いることができる。この基材の材料としては、光電変換素子１０１の外部から浸入する水分やガスなどの遮断性、耐溶剤性、耐候性などに優れるものが好ましい。無機基材の材料としては、例えば、石英、サファイア、ガラスなどが挙げられる。プラスチック基材の材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などがあげられる。これらの無機基材の材料およびプラスチック基材の材料の中でも特に可視光領域の透過率が高い基材を用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２３】
「透明電極」
透明電極２４は、太陽光の可視から近赤外領域に対して光吸収が少ないことが好ましい。透明電極２４の材料としては、透明導電性材料を用いることができる。透明導電性材料としては、例えば、導電性の良好な金属酸化物、炭素を用いることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープＳｎＯ2（ＦＴＯ）、アンチモンドープＳｎＯ2（ＡＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム−亜鉛複合酸化物（ＡＺＯ）、およびガリウム−亜鉛複合酸化物（ＧＺＯ）からなる群より選択される１種以上を用いることができる。透明電極２４と多孔質半導体層２８との間に、結着の促進、電子伝達の改善、または逆電子過程の防止などを目的とした層をさらに設けるようにしてもよい。
【００２４】
「対向基材」
対向基材２５としては、透明性を有するものに特に限定されるものではなく、不透明性のものを用いることができ、例えば、不透明性または透明性を有する無機基材またはプラスチック基材などの種々の基材を用いることができる。無機基材またはプラスチック基材の材料としては、例えば、上述の透明基材２３の材料として例示したものを同様に用いることができるが、それ以外にも金属基材などの不透明な基材を用いることも可能である。
【００２５】
「対向電極」
対向電極２６は、光電変換素子１０１の正極として機能するものである。対向電極２６に用いる導電性の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、または炭素などが挙げられるが、これに限定されるものではない。金属としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウムなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、酸化スズ（フッ素などがドープされた物を含む）、酸化亜鉛などを用いることができるが、これに限定されるものではない。対向電極２６の膜厚は、特に制限はないが、５ｎｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
「封止材」
封止材２７の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、ガラスフリットなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００２７】
「多孔質半導体層」
多孔質半導体層２８は、金属酸化物半導体微粒子２８ａを含む多孔質層であることが好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａの表面には、増感色素２８ｂが担持されていることが好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａは、チタン、亜鉛、スズおよびニオブの少なくとも１種を含む金属酸化物を含むことが好ましい。具体的には、金属酸化物半導体微粒子２８ａの材料としては、酸化チタン、酸化スズ、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ストロンチウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、酸化ランタノイド、酸化イットリウム、および酸化バナジウムなどなる群より選ばれる１種以上を用いることができるが、これらの限定されるものではない。多孔質半導体層表面が増感色素２８ｂによって増感されるためには、多孔質半導体層２８の伝導帯が増感色素２８ｂの光励起順位から電子を受け取りやすい位置に存在することが好ましい。この観点からすると、上述した金属酸化物半導体微粒子２８ａの材料の中でも、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、および酸化ニオブからなる群より選ばれる１種以上が特に好ましい。さらに、価格や環境衛生性などの観点から、酸化チタンが最も好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａは、アナターゼ型またはブリュッカイト型の結晶構造を有する酸化チタンを含むことが特に好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａの平均一次粒子径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。５ｎｍ未満であると、結晶性が劣化し、アナターゼ構造を維持できなくアモルファス構造となる傾向がある。一方、５００ｎｍを超えると、比表面積が低下し、多孔質半導体層２８に吸着させる発電に寄与する増感色素２８ｂの総量が減少する傾向がある。
【００２８】
「増感色素」
光電変換用の増感色素２８ｂとしては、増感作用を示すものであれば特に限定はないが、通常、可視光領域付近の光を吸収できる物質、例えば、ビピリジン錯体、テルピリジン錯体、メロシアニン色素、ポルフィリン、およびフタロシアニンなどが用いられる。
【００２９】
単独で用いる増感色素２８ｂとしては、例えば、ビピリジン錯体の１種であるシス−ビス（イソチオシアナト）ビス（２，２’−ビピリジル−４，４’−ジカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）二テトラブチルアンモニウム錯体（通称Ｎ７１９）が、増感色素２８ｂとしての性能に優れており、一般的に用いられている。その他、ビピリジン錯体の１種であるシス−ビス（イソチオシアナト）ビス（２，２’−ビピリジル−４，４’−ジカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）（通称：Ｎ３）や、テルピリジン錯体の１種であるトリス（イソチオシアナト）（２，２’:６’，２”−テルピリジル−４，４’，４”−トリカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）三テトラブチルアンモニウム錯体（通称ブラックダイ）が一般的に用いられる。
【００３０】
特にＮ３やブラックダイを用いる場合には、共吸着剤もよく用いられる。共吸着剤は多孔質半導体層２８上で色素分子が会合するのを防止するために添加される分子であり、代表的な共吸着剤としては、例えば、ケノデオキシコール酸、タウロデオキシコール酸塩、および１−デクリルホスホン酸などが挙げられる。これらの分子の構造的特徴としては、多孔質半導体層２８を構成する酸化チタンに吸着されやすい官能基として、カルボキシル基やホスホノ基などをもつこと、および、色素分子間に介在して色素分子間の干渉を防止するために、σ結合で形成されていることなどが挙げられる。
【００３１】
その他の増感色素２８ｂとしては、例えば、アゾ系色素、キナクリドン系色素、ジケトピロロピロール系色素、スクワリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィン系色素、クロロフィル系色素、ルテニウム錯体系色素、インジゴ系色素、ペリレン系色素、オキサジン系色素、アントラキノン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素など、およびその誘導体が挙げられるが光を吸収し多孔質半導体層２８の伝導帯に励起電子を注入できる増感色素２８ｂであればこれらに限定されない。これらの増感色素２８ｂはその構造中に連結基を１個以上有する場合は、多孔質半導体層表面に連結することができ、光励起された増感色素２８ｂの励起電子を多孔質半導体層２８の伝導帯に迅速に伝えることができるので望ましい。
【００３２】
多孔質半導体層２８の膜厚は、０．５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。膜厚が０．５μｍ未満であると、有効な変換効率が得られなくなる傾向がある。一方、膜厚が２００μｍを超えると、成膜時に割れや剥がれが生じるなど作製が困難になる傾向がある。また、多孔質半導体層２８の電解質層側の表面と、多孔質半導体層２８の透明電極側の表面との距離が増えるために、発生電荷が透明電極２４に有効に伝えられなくなるので、良好な変換効率が得られにくくなる傾向がある。
【００３３】
「電解質層」
電解質層２９は、電解質、媒体、および添加物から構成されることが好ましい。電解質は、Ｉ2とヨウ化物（例としてＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、ＭｇＩ2、ＣａＩ2、ＣｕＩ、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなど）の混合物、Ｂｒ2と臭化物（例としてＬｉＢｒなど）の混合物、この中でもＩ2とヨウ化物の組み合わせとしてＬｉＩ、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなどを混合した電解質が好ましいがこの組み合わせに限定されるものではない。
【００３４】
媒体に対する電解質の濃度は、０．０５〜１０Ｍが好ましく、０．０５〜５Ｍがより好ましく、０．２〜３Ｍがさらに好ましい。Ｉ2やＢｒ2の濃度は０．０００５〜１Ｍが好ましく、０．００１〜０．５Ｍがより好ましく、０．００１〜０．３Ｍがさらに好ましい。また、光電変換素子１０１の開放電圧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。
【００３５】
電解質層２９に用いられる媒体は、良好なイオン電導性を発現できる化合物であることが好ましい。溶液状の媒体としては、例えば、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテルなどの鎖状エーテル類、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、３−メチル−２−オキサゾリジノンなどの複素環化合物、ジメチルスルホキシド、スルホランなど非プロトン極性物質などを用いることができる。
【００３６】
また、固体状（ゲル状を含む）の媒体を用いる目的で、ポリマーを含ませることもできる。この場合、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンなどのポリマーを前記溶液状媒体中に添加することで、エチレン性不飽和基を有した多官能性モノマーを前記溶液状媒体中で重合させて媒体を固体状にする。
【００３７】
電解質層２９としてはこの他、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ媒体を必要としない電解質および、２，２’，７，７’−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−メトキシフェニルアミン）９，９’−スピロビフルオレンのような正孔輸送材料を用いることができる。
【００３８】
（収容体）
収容体３は、例えば、第１の基材１３と、第２の基材１５とを備える。収容体３が、必要に応じて、封止材１７を備えていてもよく、遮蔽材１９をさらに備えていてもよい。収容体３が密閉構造を有していると、外部からの水分の浸入などが抑制され、好ましい。なお、収容体３が、封止材１７および遮蔽材１９を備えない場合には、収容体３を安価なものとすることができる。
【００３９】
第１の基材１３は、第２の基材１５と対向する第１の内側面Ｓ１を有し、第２の基材１５は、第１の基材１３と対向する第２の内側面Ｓ２を有している。第１の基材１３および第２の基材１５が、第１の内側面Ｓ１および第２の内側面Ｓ２が離間するようにして対向配置されることにより、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳが形成されている。第１の内側面Ｓ１および第２の内側面Ｓ２の周縁部間に封止材１７が設けられる場合には、第１の基材１３と第２の基材１５と封止材１７とにより、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳが形成されることになる。
【００４０】
「第１の基材」
第１の基材１３としては、透明性を有するものであれば特に限定されるものではなく、種々の材料を用いることができ、例えば、透明性を有する無機基材またはプラスチック基材を用いることができる。これらの材料の中でも、加工性、軽量性などを考慮すると、透明性を有するプラスチック材料を用いるのが好ましい。第１の基材１３の形状としては、例えば、透明性を有するフィルム、シート、基板などを用いることができる。第１の基材１３の材料としては、光電変換素子モジュール１の外部から浸入する水分やガスなどの遮断性、耐溶剤性、耐候性などに優れるものが好ましい。無機材料としては、例えば、石英、サファイア、ガラスなどが挙げられる。プラスチック材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などがあげられる。これらの無機材料およびプラスチック材料の中でも、特に可視光領域の透過率が高い材料を用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。光電変換素子モジュールを窓材などの建築部材として用いる場合には、第１の基材１３はガラス板であることが好ましい。
【００４１】
「第２の基材」
第２の基材１５としては、透明性を有するものに特に限定されるものではなく、不透明性のものを用いることができ、例えば、不透明性または透明性を有する無機基材またはプラスチック基材などの種々の基材を用いることができる。無機基材またはプラスチック基材の材料としては、例えば、上述の第１の基材１３の材料として例示したものを同様に用いることができるが、それ以外にも金属基材などの不透明な基材を用いることも可能である。光電変換素子モジュールを窓材などの建築部材として用いる場合には、第２の基材１５はガラス板であることが好ましい。
【００４２】
「封止材」
封止材１７は、例えば、接着剤、粘着剤を主成分としている。接着剤としては、例えば、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤などからなる群より選ばれる１種以上を主成分として含み、必要に応じて添加剤をさらに含むようにしてもよい。接着剤としては、接着強度の観点からすると、ポリサルファイドを用いることが好ましい。粘着剤は、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、およびシリコン系粘着剤などからなる群より選ばれる１種以上を主成分として含み、必要に応じて架橋剤などの添加剤をさらに含むようにしてもよい。
【００４３】
「遮蔽材」
遮蔽材１９は、例えば、第１の基材１３の第１の内側面Ｓ１と第２の基材１５の第２の内側面Ｓ２との周縁部間に設けられる。遮蔽材１９は、例えば、封止材１７の内側（収容空間ＩＳの側）に、封止材１７に隣接または離間して設けられる。遮蔽材１９の材料としては、収容空間ＩＳに収容された材料の漏洩、および／または外部環境から収容空間ＩＳへの水蒸気など水分の浸入を防止または抑制可能な材料を用いることが好ましい。このような材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリイソブチレンなどの水蒸気透過率が低い遮蔽材料、乾燥材料内包の金属スペーサなどを単独または組み合わせて用いることができる。
【００４４】
（被覆部）
被覆部５は、例えば、樹脂材料、合成ゴムまたは天然ゴムを主成分として含み、必要に応じて、可塑剤、老化防止剤、軟化剤、充填剤、架橋剤などの添加剤をさらに含む。被覆部５が、光電変換素子１０１の入射面ａ１側と、収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に介在される場合には、被覆部５が、透明性を有することが好ましい。被覆部５が、必要に応じて、微粒子をさらに含むようにしてもよい。微粒子としては、例えば、有機微粒子および無機微粒子のいずれを用いることも可能である。
【００４５】
樹脂材料としては、例えば、シリコン（オルガノポリシロキサン）系樹脂、変性シリコン（シリル基を末端に持つポリエーテル）系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、変性ポリサルファイド系樹脂、テレケリックポリアクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体などの酢酸ビニル系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン、ロジントリグリセリド、水素化ロジンなどのロジン系樹脂、ポリビニルエーテルなどを挙げることができる。合成ゴムとしては、例えば、ブチルゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリクロロプレン、スチレン−ブタジエン共重合樹脂などの合成ゴムなどを挙げることができる。
【００４６】
被覆部５の材料の種類はこれらに限定されるものではなく、被覆部５の材料として、非硬化型の油性コーキングを使用してもよい。可能な場合には、上述した材料を２種以上組み合わせて用いてもよい。なお、例えば、第２の基材１５が可撓性を有しているなど、光電変換素子モジュール１が可撓性を有している場合には、第２の基材１５に対して被覆部５がある程度追従するように、被覆部５を構成する材料として低モジュラスの材料が選択されることが好ましい。または、被覆部５が、ゲル状であってもよい。
【００４７】
なお、被覆部５を構成する材料としてポリウレタン系材料が選択される場合には、被覆部５を紫外線から保護するために、入射光Ｌが入射する側の被覆部５の表面上に、紫外線反射層や紫外線吸収層などが設けられることが好ましい。このとき、光電変換素子１０１の変換効率の低下を防止するために、光電変換素子１０１の入射面ａ１側が被覆部５により覆われず、光電変換素子１０１の入射面ａ１側が、収容体３の第１の内側面Ｓ１に向けて開放されていることが好ましい。
【００４８】
被覆部５のヤング率（引張弾性率または縦弾性率とも呼ばれる。）が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが好ましく、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることがより好ましい。被覆部５のヤング率を２０ＭＰａ以下とすることで、光電変換素子モジュール１に外力が加わった場合にも、光電変換素子１０１に伝達する応力が被覆部５により緩和され、光電変換素子１０１の封止構造の損傷が抑制されるからである。また、被覆部５のヤング率を１０ＭＰａ以下とすることで、応力の伝達がより緩和されるからである。
【００４９】
ここで、被覆部５のヤング率は２５℃の環境下において、ＪＩＳ Ｋ ７１６１に準じて測定したものである。フィルム状の試料が得られる場合、具体的には、引張試験機（株式会社島津製作所製：製品名ＡＧ-Ｘ）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１２７に則って、ヤング率を測定することができる。
【００５０】
フィルム状の試料を得られない場合には、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じて、試料の国際ゴム硬さ(International Rubber Hardness Degree（ＩＲＨＤ）)を測定し、国際ゴム硬さとヤング率とを換算するグラフを利用して、国際ゴム硬さの測定結果からヤング率を求めることが可能である。または、微小硬度計、例えば、表面皮膜物性試験機（株式会社フィッシャー インストルメンツ社製：フィッシャースコープ ＨＭ−５００）を用いてヤング率を測定することも可能である。また、試料が小型の場合には、ＡＦＭによる測定も可能である（共立出版株式会社発行、高分子ナノ材料P.81-P.111参照）。
【００５１】
試料がゲル状であるなど、ヤング率が１ＭＰａ未満であることが見込まれる場合には、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準じて、試料の針入度を測定し、針入度とヤング率との間の相関を利用して、針入度の測定結果からヤング率を求めることが可能である。なお、本技術においてヤング率というときには、測定対象が液体である場合や、開放された空間についての仮想的なヤング率をも含むものとし、開放された空間のヤング率は、０ＭＰａであるものとする。
【００５２】
光電変換素子１０１内部に対する水分の浸入は、封止部１０１ｅにおいて起こりやすいが、本技術では、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅが被覆部５により覆われるので、封止部１０１ｅからの光電変換素子１０１内部への水分の浸入が抑制される。光電変換素子１０１内部に対する水分の浸入をより抑制する観点から、光電変換素子１０１の全体に対する封止部１０１ｅの占める割合がなるべく小さくされることが好ましい。例えば、封止部１０１ｅが光電変換素子１０１の側面に形成される場合には、光電変換素子１０１の厚さ方向に対して、被覆部５の厚さが小さいことが好ましく、例えば、被覆部５の厚さが、１ｍｍ以下とされることが好ましい。具体的には、例えば、被覆部５の厚さが、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ程度とされることが好ましい。もちろん、被覆部５の厚さが、１ｍｍを超えていてもよい。被覆部５が厚く形成されることによる、応力の緩衝効果が期待できるためである。
【００５３】
（固定層）
固定層７は、硬化した接着剤を主成分としている。接着剤としては、例えば、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤からなる群より選ばれる１種以上を主成分として含んでいる。接着剤としては、熱による光電変換素子１０１の性能低下を抑制する観点からすると、常温硬化型接着剤およびエネルギー線硬化型接着剤の少なくとも一方を主成分として含んでいることが好ましい。固定層７が、必要に応じて、硬化剤、触媒、促進剤、溶剤、希釈剤、可塑剤、粘着付与剤、充填剤、老化防止剤、接着促進剤などをさらに含むようにしてもよい。固定層７が、必要に応じて、微粒子をさらに含むようにしてもよい。微粒子としては、例えば、有機微粒子および無機微粒子のいずれを用いることも可能である。
【００５４】
熱可塑性接着剤としては、例えば、酢酸ビニル系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルアセタール系接着剤、塩化ビニル系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエチレン系接着剤、セルロース系接着剤を単独または２種以上混合して用いることができ、具体的には、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を用いることが好ましい。熱可塑性接着剤としては、ホットメルト接着剤を用いるようにしてもよい。
【００５５】
熱硬化型接着剤としては、例えば、ユリア系接着剤、レゾルシノール系接着剤、メラミン系接着剤、フェノール系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリアロマティック系接着剤を単独または２種以上混合して用いることができる。
【００５６】
常温硬化型接着剤としては、例えば、嫌気性接着剤、２液混合エポキシ接着剤、ポリエステル系接着剤、アクリル系接着剤、変性アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコン系接着剤を単独または２種以上混合して用いることができる。または、例えば、主成分が二酸化ケイ素のシリカ溶液で空気にさらしておくと常温で硬化し非晶質のガラスである固体へと変化する液体ガラスなどを用いることもできる。
【００５７】
エネルギー線硬化型接着剤は、エネルギー線を照射することによって硬化させることができる樹脂組成物である。ここで、エネルギー線とは、電子線、紫外線、赤外線、レーザー光線、可視光線、電離放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線など）、マイクロ波、高周波などのラジカル、カチオン、アニオンなどの重合反応の引き金と成りうるエネルギー線をいう。また、エネルギー線硬化性樹脂組成物は、有機無機ハイブリッド材料であってもよい。また、２種以上のエネルギー線硬化性樹脂組成物を混合して用いるようにしてもよい。エネルギー線硬化型接着剤としては、紫外線により硬化する紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。
【００５８】
（中空層）
中空層１０は、必要に応じて設けられ、乾燥空気、不活性ガス、または真空の雰囲気にあることが好ましい。光電変換素子１０１の特性劣化を抑制することができるからである。不活性ガスとしては、例えば、Ａｒ（アルゴン）ガス、Ｋｒ（クリプトン）ガスが挙げられる。
【００５９】
（光電変換素子と被覆部との位置関係）
図２Ｂは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の一例を示す断面図である。光電変換素子１０１は、その周縁部のうち側面ａ３側に封止部１０１ｅを有している。具体的には、透明基材２３と対向基材２５とにより、透明基材２３および対向基材２５の周縁部間に、間隙部１０１ｂが形成され、この間隙部１０１ｂに封止材２７が充填されることにより、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅが形成されている。図２Ｂに示すように、第１の実施形態では、例えば、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２との間には固定層７が介在され、光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第２の内側面Ｓ２に固定される。
【００６０】
また、図２Ｂに示すように、第１の実施形態では、光電変換素子１０１の側面ａ３の周縁部に設けられた封止部１０１ｅが、被覆部５により覆われている。被覆部５が、封止部１０１ｅの少なくとも一部を覆っていることが好ましく、封止部１０１ｅの全体を覆っていることがより好ましい。例えば、第２の基材１５の側から透明基材２３の側に向けて被覆部５が形成される場合、被覆部５が封止部１０１ｅの全体を覆うには、被覆部５の高さが少なくとも封止部１０１ｅの高さを超えていればよく、被覆部５が、透明基材２３の側面にかかっていてもよい。光電変換素子１０１の入射面ａ１は、被覆部５により覆われていてもよいし、光電変換素子１０１の入射面ａ１が被覆部５により覆われず、中空層１０に露出していてもよい。
【００６１】
図３Ａ〜図３Ｃは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の構成例を示す断面図である。図３Ａは、固定層７の表面のうち、光電変換素子１０１が固定される部分を除く領域の一部に被覆部５が形成されている構成例を示している。被覆部５は、光電変換素子１０１の側面ａ３の周縁部に設けられた封止部１０１ｅを覆っていればよく、例えば、図３Ａに示すように、固定層７の表面のうち、光電変換素子１０１が固定される部分を除く領域のすべてに被覆部５が形成されている必要はない。
【００６２】
図３Ｂは、収容体３の第２の内側面Ｓ２のうち、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２とが対向する領域にのみ固定層７が介在されている構成例を示している。このとき、被覆部５は、収容体３の第２の内側面Ｓ２から、光電変換素子１０１の透明基材２３の位置までの高さをもって形成されることになる。
【００６３】
図３Ｃは、図３Ｂと同様に、収容体３の第２の内側面Ｓ２のうち、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２とが対向する領域にのみ固定層７が介在されている構成例を示している。このとき、図３Ａに示す構成例と同様に、収容体３の第２の内側面Ｓ２のうち、固定層７が形成される部分を除く領域のすべてに被覆部５が形成されている必要はない。
【００６４】
［光電変換素子モジュールの製造方法］
図４Ａ〜図４Ｄは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの製造工程の一例を示す工程図である。
【００６５】
まず、図４Ａに示すように、例えば、第２の内側面Ｓ２の周縁部に遮蔽材１９を形成し、この遮蔽材１９により囲まれた空間に、液状または溶融状態にある、固定層７形成用の接着剤層７ａを形成する。この接着剤層７ａは、上述の接着剤を主成分としている。
【００６６】
次に、図４Ｂに示すように、光電変換素子１０１の裏面ａ２を接着剤層７ａに貼りつける。次に、例えば、液状または溶融状態にある接着剤層７ａを冷却硬化、熱硬化、常温硬化、またはエネルギー線硬化させ、第２の内側面Ｓ２に固定層７を形成する。これにより、第２の内側面Ｓ２に光電変換素子１０１が固定される。
【００６７】
接着剤として、熱可塑性接着剤または熱硬化型接着剤を用いる場合には、光電変換素子１０１にかかる加圧および加熱の影響を最小限に留めることが好ましい。より具体的には例えば、接着剤として、熱可塑性接着剤を用いる場合には、熱可塑性接着剤が軟化液化した後、光電変換素子１０１を熱可塑性接着剤上に載置し、接着することが好ましい。継続的な加熱ストレスを低減させることが可能となるからである。光電変換素子１０１への加熱の影響を低減する観点からすると、光電変換素子１０１の接着面（裏面ａ２）とは反対側となる入射面ａ１を冷却することが好ましい。また、必要に応じて、光電変換素子１０１の接着面（裏面ａ２）とは反対側となる入射面ａ１を軽加圧するようにしてもよい。これにより、光電変換素子１０１をより強固に接着することができる。
【００６８】
常温硬化型接着剤を用いる場合には、硬化時に発生する温度上昇が８０℃以下の接着剤を使用することで、光電変換素子１０１に対する熱ストレスを軽微にすることができる。紫外線硬化型接着剤を用いる場合は、光電変換素子１０１の発電に寄与しない裏面ａ２での紫外線照射による接着を施すことで、光電変換素子１０１の性能劣化を引き起こすことなしに、光電変換素子１０１の接着が可能となる。
【００６９】
次に、図４Ｃに示すように、遮蔽材１９により囲まれた空間に、液状または溶融状態にある被覆部形成用組成物を配置する。この際、光電変換素子１０１の側面ａ３に設けられた封止部１０１ｅが被覆部形成用組成物により覆われるようにする。この被覆部形成用組成物は、上述の樹脂材料、合成ゴムまたは天然ゴムを主成分としている。被覆部形成用組成物に対して、必要に応じて、真空脱泡などの脱泡処理を施した後、乾燥処理や硬化処理を行うことにより、被覆部５を形成することができる。
【００７０】
次に、図４Ｄに示すように、第１の内側面Ｓ１と第２の内側面Ｓ２とが対向するようにして、光電変換素子１０１が固定された第２の基材１５と、第１の基材１３とを対向配置するとともに、それらの周縁部に設けられた封止材１７を介して貼り合わせる。必要に応じて、被覆部５、遮蔽材１９および第１の内側面Ｓ１により形成される空間に、例えば、Ａｒガス、Ｋｒガスなどの不活性ガスを充填する。以上の工程により、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１を得ることができる。
【００７１】
［第１の変形例］
図５Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。具体的には、光電変換素子１０２の対向基材２５の周縁部には、透明基材２３の方向に向けて突出する側壁部２２が設けられている。そして、この側壁部２２の先端部の内側に対向基材２５が配置され、側壁部２２の先端部と透明基材２３の端部との間に間隙部１０２ｂが形成されている。この間隙部１０２ｂには、封止材２７が充填されて、封止部１０２ｅが形成されている。側壁部２２の材料としては、対向基材２５と同様の材料を用いることができる。側壁部２２と対向基材２５とは、別成形または一体成形され、生産性の観点からすると、一体成形されていることが好ましい。
【００７２】
光電変換素子１０２は、その周縁部のうち入射面ａ１側に封止部１０２ｅを有している。光電変換素子１０２はその裏面ａ２から入射面ａ１の周縁部まで被覆部５に埋設され、入射面ａ１の周縁部に設けられた封止部１０２ｅは、被覆部５により覆われている。これに対して、光電変換素子１０２の入射面ａ１のうち、周縁部以外の部分、すなわち光電変換に寄与する部分は、被覆部５により覆われず、中空層１０に露出している。
【００７３】
［第２の変形例］
図５Ｂは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す断面図である。光電変換素子１０３は、その周縁部のうち側面ａ３に封止部１０３ｅを有している。具体的には、透明基材２３の周縁部には、対向基材２５の方向に向けて突出する側壁部２３ａが設けられている。対向基材２５の周縁部には、透明基材２３の方向に向けて突出する側壁部２５ａが設けられている。そして、これらの側壁部２３ａおよび側壁部２５ａの先端部間に、間隙部１０３ｂが形成されている。この間隙部１０３ｂには、封止材２７が充填されて、封止部１０３ｅが形成されている。
【００７４】
光電変換素子１０３はその裏面ａ２から側面ａ３の封止部１０３ｅまで被覆部５に埋設され、側面ａ３に設けられた封止部１０３ｅは被覆部５により覆われている。これに対して、光電変換素子１０３の入射面ａ１は、被覆部５により覆われず、中空層１０に露出している。
【００７５】
［第３の変形例］
図６Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第３の変形例を示す平面図である。図６Ｂは、図６ＡのVI−VI線に沿った断面図である。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、固定層７を、リブ状としてもよい。図６Ａおよび図６Ｂでは、光電変換素子１０１の裏面ａ２の周縁部全体に１つの固定層を連続的に設けた例を示しているが、固定層７の構成はこの例に限定されるものではない。例えば、光電変換素子１０１の裏面ａ２の周縁部に、柱状とされた複数の固定層７を断続的に設けるようにしてもよい。なお、図６Ａおよび図６Ｂでは、光電変換素子モジュール１１の固定層７を網掛けで示した。
【００７６】
このとき、固定層７を構成する材料として、弾性樹脂を用いることが好ましい。固定層７が圧縮応力を発現可能であると、使用環境温度が変化した場合にも、光電変換素子１０１の裏面ａ２を固定層７の圧縮応力により支持可能であるため、光電変換素子モジュールの信頼性をより向上させることができる。
【００７７】
［第４の変形例］
図６Ｃは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第４の変形例を示す断面図である。第４の変形例に係る光電変換素子モジュール２１では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１とが密着している。このとき、光電変換素子１０１の透明基材２３と、収容体３の第１の基材１３とが、同一またはほぼ同一の屈折率を有することが好ましい。光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との界面における、入射光Ｌの反射を抑制することができるからである。
【００７８】
第４の変形例では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１とが密着されている。そのため、光電変換素子１０１の入射面ａ１側の界面の数を減らすことができ、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に被覆部５や中空層１０が介在する場合と比較して、入射光Ｌの利用効率を向上させることができる。
【００７９】
（効果）
色素増感太陽電池のような封止構造を持った光電変換素子を収容体の内部に固定する場合、収容体に外力が加わると、接着剤などの固定部材を介して、光電変換素子に力が加わり、光電変換素子の封止構造が損傷してしまう問題があった。また、吸湿による樹脂材料の膨潤や、異種材料接合による熱膨張率差により、光電変換素子に力が加わり、光電変換素子の封止構造が損傷してしまう問題があった。
【００８０】
本技術では、それ自体が封止構造を有する１以上の光電変換素子１０１の、収容体３の収容空間ＩＳへの装着において、光電変換素子１０１の透明基材２３および対向基材２５のうち、一方のみが、収容体３の内側面に固定される。そのため、光電変換素子１０１の透明基材２３および対向基材２５の双方を固定部材により収容体３の内側面に固定した場合と異なり、光電変換素子モジュール１に加わった外力が、固定部材を媒介として、透明基材２３および対向基材２５の両方に直接的に伝わることがない。
【００８１】
したがって、本技術によれば、光電変換素子モジュール１に加わった外力が透明基材２３および対向基材２５の両方に伝わることによる、光電変換素子１０１の封止構造の損傷を防止することができる。すなわち、光電変換素子モジュール１に外力が加わった場合にも、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。そのため、本技術によれば、例えば、光電変換素子モジュール１の製造時において光電変換素子モジュール１に外力が加わった場合にも光電変換素子１０１の封止構造の損傷を防止することができる。これにより、封止構造を有する光電変換素子１０１を複数用いた光電変換素子モジュール１を得ることができる。
【００８２】
また、本技術では、被覆部５が光電変換素子１０１の封止部１０１ｅを覆っているので、封止部１０１ｅを補強することができる。また、封止部１０１ｅから光電変換素子１０１内部へ水分が浸入することを抑制することができる。したがって、光電変換素子モジュール１の耐候性が向上する。これにより、例えば、ビル建築や一般住宅などの室外使用時の耐候信頼性を満足する光電変換素子モジュール１を実現できる。
【００８３】
さらに、本技術では、被覆部５のヤング率が０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる。そのため、吸湿による樹脂材料の膨潤や、異種材料接合による熱膨張率差により応力が発生しても、被覆部５が緩衝材として機能し、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。
【００８４】
上述したように、本技術では、光電変換素子１０１を収容体３の収容空間ＩＳに固定または封止する場合に、光電変換素子１０１の入射面ａ１と、入射面ａ１とは反対側の裏面ａ２との拘束構造に有意差をつけることを特徴とする。言い換えれば、本技術では、光電変換素子１０１を収容空間ＩＳに固定する機能と、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅを補強する機能とを、固定層７および被覆部５にそれぞれ分離して担わせている。光電変換素子１０１の入射面ａ１および入射面ａ１とは反対側の裏面ａ２の双方が、同一の固定部材により収容体３の内側面に強固に固定されていないので、光電変換素子１０１の封止構造の劈開が抑制される。
【００８５】
なお、上述したように、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に、中空層１０を設けることもでき、光電変換素子モジュールに断熱や遮音などの副次的な機能を付与することもできる。収容体３の第２の基材１５および第１の基材１３をガラス板とした場合には、光電変換素子モジュールを複層ガラスなどのエコガラスとして用いることができる。
【００８６】
また、固定層７を形成するための接着剤として、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤の少なくとも一方を用いた場合には、接着剤の硬化工程において、熱的な負荷を光電変換素子１０１に与えずに、光電変換素子モジュールを作製することができる。具体的には、光電変換素子１０１を構成する増感色素２８ｂ、電解質層２９および封止材２７などの、有機物からなる部材に対してそれらの耐熱温度を越える温度を加えることなく、光電変換素子モジュールを作製することができる。したがって、熱による各部材の性能低下、および破壊を防ぐことができる。
【００８７】
＜２．第２の実施形態＞
［光電変換素子モジュールの構成］
図７Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図７Ｂは、図７ＡのVII−VII線に沿った断面図である。第２の実施形態において、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる点は、第１の実施形態と共通している。第２の実施形態では、１以上の光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に固定層７が介在され、光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第１の内側面Ｓ１に固定される点で、第１の実施形態と異なっている。このとき、固定層７が透明性を有していることが好ましい。
【００８８】
このように、本技術においては、固定層７により収容体３の内部に光電変換素子１０１を固定する場合に、入射面ａ１と第１の内側面Ｓ１との間、または裏面ａ２と第２の内側面Ｓ２との間のいずれに固定層７を形成してもよい。本技術は、光電変換素子１０１の入射面ａ１および裏面ａ２のうち、一方のみを固定層７により固定することを特徴とする。すなわち、本技術は、光電変換素子１０１の入射面ａ１および裏面ａ２をともに一の固定層７により固定しないことが特徴である。
【００８９】
［第１の変形例］
図７Ｃは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。光電変換素子１０４は、その周縁部のうち裏面ａ２側に封止部１０４ｅを有している。具体的には、透明基材２３の周縁部には、対向基材２５の方向に向けて突出する側壁部２３ｂが設けられている。そして、この側壁部２３ｂの先端部の内側に対向基材２５が配置され、側壁部２３ｂの先端部と対向基材２５の端部との間に間隙部１０４ｂが形成されている。この間隙部１０４ｂには、封止材２７が充填されて、封止部１０４ｅが形成されている。側壁部２３ｂの材料としては、透明基材２３と同様の材料を用いることができる。側壁部２３ｂと透明基材２３とは、別成形または一体成形され、生産性の観点からすると、一体成形されていることが好ましい。
【００９０】
光電変換素子１０４の裏面ａ２は被覆部５に埋設され、したがって、裏面ａ２の周縁部に設けられた封止部１０４ｅは被覆部５により覆われている。図７Ｃに示す構成例では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に被覆部５が介在しないので、被覆部５の材料として不透明なものを用いることもできる。したがって、被覆部５を形成するための材料の選択範囲を広げることができる。
【００９１】
［第２の変形例］
図８Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す平面図である。図８Ｂは、図８ＡのVIII−VIII線に沿った断面図である。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、固定層７を、リブ状としてもよい。図８Ａおよび図８Ｂでは、光電変換素子１０１の入射面ａ１の周縁部全体に１つの固定層を連続的に設けた例を示しているが、固定層７の構成はこの例に限定されるものではない。例えば、光電変換素子１０１の入射面ａ１の周縁部に、柱状とされた複数の固定層７を断続的に設けるようにしてもよい。なお、図８Ａおよび図８Ｂでは、光電変換素子モジュール４１の固定層７を網掛けで示した。
【００９２】
光電変換素子モジュール４１では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１とが、例えば、エネルギー線硬化型接着剤により貼りあわせられる。エネルギー線硬化型接着剤としては、紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。
【００９３】
なお、光電変換素子１０１の入射面ａ１のうち、発電に寄与する領域に到達する光量の低下を抑制するために、例えばリブ状または柱状とされた固定層７は、光電変換素子１０１の周縁部に設けられることが好ましい。このとき、例えば、光電変換素子モジュール４１の入射面Ａ１上に遮光マスクを配置することにより、光電変換素子１０１の入射面ａ１の周縁部に紫外線などのエネルギー線を照射し、エネルギー線硬化型接着剤を硬化させることができる。遮光マスクを用いたエネルギー線照射にかえて、紫外線などのエネルギー線をライン照射するようにしてもよい。
【００９４】
例えばリブ状または柱状とされた固定層７が、光電変換素子１０１の周縁部に設けられる場合には、固定層７の材料として不透明なものを用いることもできる。したがって、固定層７を形成するための接着剤の選択範囲を広げることができる。また、エネルギー線硬化型接着剤にかえて、２液硬化型接着剤を用いるようにしてもよい。さらには、アクリル系樹脂などを主成分とする粘着層を有する両面テープを用いるようにしてもよい。この場合、より簡便に、光電変換素子１０１を収容体３に対して固定することができる。
【００９５】
図８Ｂでは、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に被覆部５が介在する構成例を示しているが、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間が、中空層１０とされていてもよい。光電変換素子１０１の入射面ａ１のうち、発電に寄与する領域を露出させることができるからである。
【００９６】
第２の実施形態では、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされるので、第１の実施形態と同様に、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。
【００９７】
＜３．第３の実施形態＞
［光電変換素子モジュールの構成］
図９Ａは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す断面図である。第３の実施形態において、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる点は、第１の実施形態と共通している。第３の実施形態では、被覆部５が、第１の実施形態における固定層７の役割を兼ね、１以上の光電変換素子１０１が、被覆部５により収容体３の内部において支持される点で、第１の実施形態と異なっている。
【００９８】
図９Ａに示す光電変換素子モジュール５１は、収容空間ＩＳの内部に固定層を備えず、１以上の光電変換素子１０１が、被覆部５により収容体３の内部において支持されている。被覆部５が液体状でない場合などは、図９Ａに示すように、光電変換素子１０１を被覆部５に埋設することにより、光電変換素子１０１を収容体３の内部において支持することができる。このとき、被覆部５が軟質であるため、被覆部５により、光電変換素子モジュールに加わった外力を緩和することが可能である。したがって、光電変換素子１０１の封止構造の損傷が抑制される。
【００９９】
［第１の変形例］
図９Ｂは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。図９Ｂに示すように、収容空間ＩＳの内部を被覆部５により充填するようにしてもよい。このとき、光電変換素子１０１は、被覆部５に埋設されることとなる。第１の変形例に係る光電変換素子モジュール６１を、例えば、水平に静置する場合などには、液体状の被覆部５を使用することも可能である。
【０１００】
第３の実施形態では、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされるので、第１の実施形態と同様に、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。
【０１０１】
＜４．第４の実施形態＞
図１０Ａ〜図１０Ｃは、本技術に係る建築物の例を示す図である。建築物としては、例えば、ビルディング、マンションなどの大型建築物を挙げることができるが、これに限られず、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建築物であってもよい。建築物としては、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、商店などが挙げられる。
【０１０２】
図１０Ａは、光電変換素子モジュール１が設置されたビルディングの一例を示す図である。図１０Ａに示すように、ビルディング９１の屋上には、例えば、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１が、水平に、または、例えば南東〜南西向き（ビルディング９１が北半球に建築される場合）に傾けられて設置されている。光電変換素子モジュール１をこのような向きに設置することで、より効果的に太陽光Ｒを受光することができるからである。
【０１０３】
図１０Ａに示すように、光電変換素子モジュール１が、窓部などの採光部に設けられてもよい。窓部、採光部などに光電変換素子モジュール１が設けられる場合には、光電変換素子および／または光電変換素子モジュールが、２枚の透明な基材の間に配置されることが好ましい。透明な基材としては、例えば、ガラス板を挙げることができる。このとき、光電変換素子モジュール１の内部で光電変換素子が移動することを防止するため、必要に応じて、光電変換素子が、２枚の基材のうちの一方に固定されることが好ましい。
【０１０４】
光電変換素子モジュール１は、例えば、建築物内の電力系統との電気的接続を有する。光電変換素子モジュール１により得られた電力は、例えば、照明や空調など、建築物内で使用される電力として供給されたり、売電のために外部に送出されたりする。必要に応じて、蓄電装置に蓄電されてもよい。建築物が、例えば、橋などの構造物である場合、光電変換素子モジュール１により得られた電力を外部へ取り出すための出力用のソケットなどを備えることが好ましい。光電変換素子モジュール１により得られた電力を、モバイル機器への充電や、災害時などの緊急用電源として利用することができるからである。
【０１０５】
図１０Ｂは、光電変換素子モジュール１が設置された住宅の一例を示す図である。図１０Ｂに示すように、住宅９３の屋根には、例えば、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１が、水平に、または、傾けられて設置される。
【０１０６】
図１０Ｃは、駐輪場に設置された、光電変換素子モジュール１を備える雨除けの一例を示す図である。図１０Ｃに示すように、駐輪場に設置された雨除け９５には、例えば、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１が配設される。雨除け９５が、電動自転車などの充電スタンドの機能を備えていてもよい。
【０１０７】
建築物としては、そのほかにも、例えば、道路や線路などとともに設置される防音壁や、アーケードの屋根などを挙げることができる。建築物としては、少なくとも一つの採光部を有する建築された構造物であることが特に好ましい。人工木陰と呼ばれる、日除けのための構造物に本技術を適用することもできる。
【０１０８】
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１０９】
例えば、光電変換素子１０１の入射面ａ１と、収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に、支持体として複数の光拡散性を有する微粒子（ビーズ）を配置してもよい。これにより、光電変換素子モジュールの入射面に対して斜め方向から入射する太陽光などの入射光Ｌを、微粒子により拡散させ、光電変換素子の方向に向けさせることができる。したがって、光の利用効率を向上することができる。
【０１１０】
また、例えば、収容体が、波長選択吸収機能、波長選択反射機能、防汚機能、反射防止機能、拡散機能、およびハードコート機能などからなる群より選ばれる１種以上の機能を備えるようにしてもよい。具体的には、例えば、収容体の表面に上記機能を付与する構成としては、収容体の表面に機能層を形成する構成や、収容体の表面に機能性構造体（微細構造体）を形成する構成が挙げられる。収容体の内部に上記機能を付与する構成としては、収容体の内部に機能性材料および機能性構造体（微細構造体）の少なくとも一方を含ませる構成が挙げられる。
【０１１１】
例えば、収容体の第１の内側面Ｓ１、第２の内側面Ｓ２、入射面Ａ１および裏面Ａ２のうちの少なくとも１つの表面に機能層を設けてもよい。機能層としては、例えば、波長選択吸収層、波長選択反射層、防汚層、反射防止層、拡散層、およびハードコート層などからなる群より選ばれる１種以上の層を用いることができる。波長選択吸収層としては、紫外線吸収層（ＵＶカット層）、熱線吸収層（日射遮蔽機能層）が好ましい。波長選択反射層としては、紫外線反射層（ＵＶカット層）、熱線反射層（日射遮蔽機能層）が好ましい。防汚層としては、撥水機能、撥油機能、自己洗浄（self-cleaning）機能を単独または２以上併せ持つものが好ましく、例えば、光触媒層、フッ素樹脂層が挙げられる。機能層として熱線吸収層または熱線反射層を用いることにより、光電変換素子モジュールをエコガラスなどの窓材として適用することもできる。
【０１１２】
また、例えば、収容体の表面に、機能性構造体を設けてもよい。機能性構造体としては、入射光Ｌを拡散するための微細構造体（拡散要素）、入射光Ｌの反射率の低減および／または透過率の向上をするための微細構造体（サブ波長構造体）が挙げられる。
【０１１３】
また、例えば、収容体の内部に機能性材料または機能性構造体を設けるようにしてもよい。例えば、機能性材料として、微粒子を収容体内部に添加してもよい。
【０１１４】
機能性材料または機能性構造体は、例えば、収容体の第１の基材および第２の基材の少なくとも一方の内部に設けることができる。機能性材料としては、例えば、光を拡散するための光拡散性微粒子、収容体の表面に防汚性を付与するためのフッ素樹脂材料、光触媒などが挙げられる。機能性構造体としては、例えば、光を拡散するためのボイド（空洞部）などが挙げられる。
【０１１５】
また、上述の実施形態では、光電変換素子として色素増感型光電変換素子を用いる場合を例として説明したが、光電変換素子はこの例に限定されるものではなく、例えば、アモルファス型光電変換素子、化合物半導体型光電変換素子、薄膜多結晶型光電変換素子を用いるようにしてもよい。
【０１１６】
また、上述の実施形態では、透明基材と対向基材との周縁部間に設けられた間隙部を封止材により封止する構成を例として説明したが、封止材にかえて、間隙部に被覆部を充填し、被覆部により間隙部を封止するようにしてもよい。
【０１１７】
また、上述の実施形態において、収容体の入射面Ａ１側および裏面Ａ２側の少なくとも一方に、１または複数の基材をさらに備えるようにしてもよい。この際、基材と収容体の入射面Ａ１および裏面Ａ２との間を離間させて中空層を形成するようにしてもよい。基材としては、例えば、第１の実施形態における基材と同様のものを用いることができる。
【０１１８】
なお、光電変換素子モジュールに加わった外力が光電変換素子の透明基材および対向基材の両方に直接的に伝わることを防止する観点からは、光電変換素子の透明基材および対向基材のうち、一方のみが、収容体の内側面に固定されていればよい。
【０１１９】
図１１Ａは、光電変換素子の対向基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。図１１Ｂは、光電変換素子の透明基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。図１１Ａに示す光電変換素子モジュール７１では、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２との間に固定層７が介在され、複数の光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第２の内側面Ｓ２に固定されている。図１１Ｂに示す光電変換素子モジュール８１では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に固定層７が介在され、複数の光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第１の内側面Ｓ１に固定されている。
【０１２０】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、光電変換素子１０１の封止部を開放とし、光電変換素子モジュールに加わった外力が光電変換素子の透明基材および対向基材の両方に直接的に伝わることを防止するようにしてもよい。
【０１２１】
また、例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０１２２】
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１２３】
なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
（１）
第１の基材と、
第２の基材と、
光入射面および封止部を有し、上記第１の基材と上記第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、
上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、
上記封止部を覆う被覆部と
を備え、
上記被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である光電変換素子モジュール。
（２）
上記被覆部は、シリコン系樹脂、変性シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、変性ポリサルファイド系樹脂、テレケリックポリアクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン系樹脂、ポリビニルエーテル、合成ゴムおよび天然ゴムからなる群より選ばれる１種以上を含む（１）記載の光電変換素子モジュール。
（３）
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える（１）または（２）記載の光電変換素子モジュール。
（４）
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方とが密着されている（１）または（２）記載の光電変換素子モジュール。
（５）
上記光入射面とは反対側の主面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える（１）または（２）記載の光電変換素子モジュール。
（６）
上記固定層は、上記光入射面または上記光入射面とは反対側の主面の少なくとも一部に形成される（１）ないし（５）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（７）
上記固定層は、リブ状または柱状に形成される（６）記載の光電変換素子モジュール。
（８）
上記被覆部は、上記固定層の表面から、上記光入射面までの高さをもって形成される（１）ないし（７）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（９）
上記被覆部は、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面から、上記光入射面までの高さをもって形成される（１）ないし（７）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１０）
上記少なくとも１個の光電変換素子は、
透明基材と、
対向基材と、
発電要素部と
を備え、
上記封止部は、上記透明基材と上記対向基材との周縁部間に設けられている（１）ないし（９）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１１）
上記少なくとも１個の光電変換素子は、上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面の周縁部間に設けられた側面を有し、
上記封止部は、上記光入射面の周縁部、上記光入射面とは反対側の主面の周縁部または上記側面に設けられている（１）ないし（１０）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１２）
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた封止材をさらに備える（１）ないし（１１）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１３）
上記第１の基材は、第１のガラス板であり、
上記第２の基材は、第２のガラス板である（１）ないし（１２）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１４）
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた遮蔽材をさらに備える（１２）または（１３）記載の光電変換素子モジュール。
（１５）
上記固定層は、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤からなる群より選ばれる１種以上を含んでいる（１）ないし（１４）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１６）
上記エネルギー線硬化型接着剤は、紫外線硬化型接着剤である（１５）記載の光電変換素子モジュール。
（１７）
（１）ないし（１６）のいずれか記載の光電変換素子モジュールを備える建築物。
【実施例】
【０１２４】
サンプル１〜サンプル７の光電変換素子モジュールを作製して加速劣化試験を行い、光電変換素子モジュールにおける、光電変換素子の封止構造の損傷の有無について評価を行った。以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１２５】
＜サンプル１＞
まず、透明電極および多孔質半導体層が形成された透明基材と、対向電極が形成された対向基材と、封止材とによって囲まれた空間に電解質層が封入された光電変換素子を準備した。なお、透明基板および対向基板としては、ガラス板を使用し、封止材としては、紫外線硬化型接着剤を使用した。
【０１２６】
次に、一主面の周縁部に遮蔽材が形成された、ガラス基板からなる基材を準備した。次に、遮蔽材により囲まれた空間に、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートを流し込み、エチレンビニルアセテートを主成分とする接着剤層を形成した。次に、１個の光電変換素子を接着剤層に貼りつけ、接着剤層に硬化処理を施し、エチレンビニルアセテートからなる固定層を形成するとともに、基材の一主面（第２の内側面）に光電変換素子を固定した。
【０１２７】
次に、光電変換素子の側面の封止部が覆われるまで、遮蔽材により囲まれた空間に、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートをさらに流し込んだ。次に、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートに硬化処理を施し、エチレンビニルアセテートからなる被覆部を形成した。
【０１２８】
次に、光電変換素子が固定された基材と、他のガラス基板とを、これらの周縁部に設けられた封止材を介して貼り合わせた。以上の工程により、サンプル１の光電変換素子モジュールを得た。
【０１２９】
＜サンプル２＞
固定層を形成せず、エチレンビニルアセテートからなる被覆部により、基材の一主面に光電変換素子を固定したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル２の光電変換素子モジュールを得た。すなわち、サンプル２では、遮蔽材により囲まれた空間に、１個の光電変換素子を配置した上で、光電変換素子の側面の封止部が覆われるまで、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートを流し込み、硬化処理を施すことにより、被覆部を形成した。
【０１３０】
＜サンプル３＞
エチレンビニルアセテートにかえて、固定層および被覆部の形成にエポキシ樹脂を使用したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル３の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３１】
＜サンプル４＞
エチレンビニルアセテートにかえて、被覆部の形成にエポキシ樹脂を使用したこと以外はサンプル２の場合と同様にして、サンプル４の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３２】
＜サンプル５＞
エチレンビニルアセテートにかえて、被覆部の形成にアクリル樹脂を使用したこと以外はサンプル２の場合と同様にして、サンプル５の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３３】
＜サンプル６＞
エチレンビニルアセテートにかえて、固定層の形成にアクリル樹脂を使用し、被覆部の形成にシリコンゲルを使用したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル６の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３４】
＜サンプル７＞
被覆部を形成せず、アクリル樹脂からなる固定層により、基材の一主面に光電変換素子を固定したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル７の光電変換素子モジュールを得た。すなわち、サンプル７では、遮蔽材により囲まれた空間に、液状または溶融状態にあるアクリル樹脂を流し込み、アクリル樹脂を主成分とする接着剤層を形成した。次に、１個の光電変換素子を接着剤層に貼りつけ、接着剤層に硬化処理を施し、アクリル樹脂からなる固定層を形成するとともに、基材の一主面（第２の内側面）に光電変換素子を固定した。
【０１３５】
次に、サンプル１およびサンプル２の光電変換素子モジュールを３０分程度、１４０℃の温度条件下にさらした。また、サンプル３〜サンプル７の光電変換素子モジュールを１００時間程度、温度８５℃、湿度８５％の環境下にさらした。
【０１３６】
下記の表１に、サンプル１〜サンプル７に関する、光電変換素子の封止構造の損傷の有無についての評価結果を示す。なお、表１中の評価結果欄における「○」印および「×」印は、以下の評価内容を示す。
○：光電変換素子から電解質の漏出が観察されなかった。
×：光電変換素子から電解質の漏出が観察された。
【０１３７】
【表１】
【０１３８】
表１より以下のことがわかった。
【０１３９】
サンプル１〜サンプル５の評価結果から、光電変換素子の封止部を強固に補強してしまうと、光電変換素子モジュールが高温高湿下におかれた場合に、光電変換素子の封止構造が損傷することがわかった。これは、光電変換素子の封止部を強固に補強すると、樹脂材料の吸湿や熱膨張による応力を被覆部が吸収しきれず、光電変換素子の封止部に力が集中してしまうためと推測される。一方、サンプル６の評価結果から、被覆部の材料として、低ヤング率のシリコンゲルを使用した場合には、光電変換素子の封止構造の損傷は確認されなかった。すなわち、被覆部の材料として、低ヤング率の材料を使用することにより、光電変換素子の封止部への力の集中を回避できることがわかった。これは、樹脂材料の吸湿や熱膨張による応力を被覆部が緩衝したためと推測される。なお、サンプル７の評価結果から、光電変換素子の封止部を開放しておくことによっても、光電変換素子の封止部への力の集中を回避できることもわかった。
【０１４０】
以上説明したように、本技術によれば、色素増感型太陽電池の封止構造の損傷が抑制された光電変換素子モジュールおよび建築物を提供することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１、１１、２１、３１、４１、５１、６１ 光電変換素子モジュール
３ 収容体
５ 被覆部
７ 固定層
１０ 中空層
１３ 第１の基材
１５ 第２の基材
１７ 封止材
１９ 遮蔽材
２３ 透明基材
２５ 対向基材
２７ 封止材
９１ ビルディング
９３ 住宅
９５ 雨除け
１０１ 光電変換素子
１０１ｅ 封止部
１０９ 配線
ＩＳ 収容空間
Ａ１、ａ１ 入射面
Ａ２、ａ２ 裏面
Ｓ１ 第１の内側面
Ｓ２ 第２の内側面
【技術分野】
【０００１】
本技術は、光電変換素子モジュールおよび建築物に関する。詳しくは、１以上の光電変換素子が収容体に収容された光電変換素子モジュールおよび建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、結晶系の太陽電池、アモルファス型太陽電池、化合物半導体型太陽電池、薄膜多結晶型太陽電池、有機太陽電池などが、従来から知られている。そして、近年、上記太陽電池に替わる製造コストが低い太陽電池として、可視光を吸収する色素を半導体粒子に担持させた光電変換活物質層を有する色素増感型太陽電池が注目されている。
【０００３】
太陽電池は、電池素子を多連接続して発電面積を拡大した電池素子モジュールとして用いられることがある。このような電池素子モジュールとしては、例えば、表面に封止材シートが設けられた２枚の板ガラスを、封止材シートが設けられた面を対向させて配置し、２枚の封止材シートの間に電池素子を介在させて電池素子をラミネートしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。また、板ガラスにかえて、２枚の板ガラスのうちの一方または両方を樹脂基板や樹脂フィルムとしたものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９４８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ラミネート構造を有する電池素子モジュールでは、電池素子モジュールに加わった外力が封止材を介して電池素子に伝わるため、電池素子自体にも応力が加わってしまう。色素増感型太陽電池は、結晶系の太陽電池などとは異なり、電解液が封止された構造体であることが一般的である。そのため、電池素子モジュールに外力などが加わると、電池素子モジュール内部の色素増感型太陽電池の封止構造が損傷を受けてしまう。
【０００６】
したがって、本技術の目的は、色素増感型太陽電池の封止構造の損傷が抑制された光電変換素子モジュールおよび建築物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本技術は、
第１の基材と、
第２の基材と、
光入射面および封止部を有し、第１の基材と第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、
光入射面および光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、第１の基材の一主面および第２の基材の一主面のうち、一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、
封止部を覆う被覆部と
を備え、
被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である光電変換素子モジュールである。
【０００８】
本技術において、光電変換素子モジュールは、建築物に適用して好適なものである。また、光電変換素子モジュールは、例えば採光部を有する建築物に適用して好適なものである。光電変換素子モジュールは、例えば、窓材（例えば窓ガラス）、カーテンウォールなどの建築部材に適用しても好適なものである。窓材としては、複層ガラス、合わせガラス、Ｌｏｗ−Ｅガラス、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスなどのエコガラスが好ましい。このようなエコガラスに光電変換素子モジュールを適用する場合、第１の基材が第１のガラス板であり、第２の基材が第２のガラス板であることが好ましい。光電変換素子モジュールが、第１の基材および第２の基材の周縁部間に封止材を備えていてもよい。
【０００９】
本技術において、光電変換素子は、光が入射する入射面と、入射面とは反対側の主面と、それらの面の周縁部間に設けられた側面とを有し、封止部は、入射面の周縁部、入射面とは反対側の主面の周縁部、または側面に設けられていることが好ましい。
【００１０】
本技術において、光電変換素子の封止構造を構成する透明基材および対向基材のうち、一方のみが、収容体の内側面に固定されることが好ましい。光電変換素子モジュールに加わった外力が、固定層を媒介として、光電変換素子の透明基材および対向基材の両方に直接的に伝わることがなく、光電変換素子の封止構造の劈開を抑制することができるからである。
【００１１】
本技術では、光電変換素子の封止部を被覆部により覆っているので、封止部を補強することができる。また、封止部から光電変換素子内部への水分の浸入を抑制することができる。また、被覆部が軟質の材料から構成されるため、被覆部が緩衝材として機能し、光電変換素子モジュールに外力が加わった場合や、吸湿や熱膨張による応力が発生した場合であっても、光電変換素子の封止構造の劈開を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本技術によれば、色素増感型太陽電池の封止構造の損傷が抑制された光電変換素子モジュールおよび建築物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図１Ｃは、図１Ｂの光電変換素子を拡大して示す断面図である。
【図２】図２Ａは、光電変換素子の一構成例を示す断面図である。図２Ｂは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の一例を示す断面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の構成例を示す断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの製造工程の一例を示す工程図である。
【図５】図５Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。図５Ｂは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す断面図である。
【図６】図６Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第３の変形例を示す平面図である。図６Ｂは、図６ＡのVI−VI線に沿った断面図である。図６Ｃは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第４の変形例を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図７Ｂは、図７ＡのVII−VII線に沿った断面図である。図７Ｃは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。
【図８】図８Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す平面図である。図８Ｂは、図８ＡのVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】図９Ａは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す断面図である。図９Ｂは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｃは、本技術に係る建築物の例を示す図である。
【図１１】図１１Ａは、光電変換素子の対向基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。図１１Ｂは、光電変換素子の透明基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（光電変換素子の裏面側を固定層により固定した例）
２．第２の実施形態（光電変換素子の入射面側を固定層により固定した例）
３．第３の実施形態（光電変換素子を被覆部により支持した例）
４．第４の実施形態（光電変換素子モジュールを備える建築物の例）
【００１５】
＜１．第１の実施形態＞
［光電変換素子モジュールの構成］
図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図１Ｃは、図１Ｂの光電変換素子を拡大して示す断面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１は、光入射面および封止部を有する、少なくとも１個の光電変換素子１０１と、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳを構成する第１の基材１３および第２の基材１５と、光電変換素子１０１の封止部を覆う被覆部５と、収容体３内における光電変換素子１０１の位置を固定する固定層７とを備える。少なくとも１個の光電変換素子１０１は、それぞれが電気的に接続されている。本技術においては、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる。この光電変換素子モジュール１は、いわゆる色素増感型光電変換素子モジュールであり、太陽光などの入射光Ｌを光電変換し、外部に電力として供給する。光電変換素子モジュール１は、太陽光などの入射光Ｌが入射する入射面Ａ１と、それとは反対側の裏面Ａ２とを有している。
【００１６】
図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、光電変換素子１０１は、太陽光などの入射光Ｌが入射する入射面ａ１と、この入射面とは反対側の裏面ａ２と、入射面ａ１と裏面ａ２との周縁部間に設けられた側面ａ３とを有する。複数の光電変換素子１０１は、複数の配線（接続部材）１０９により電気的に直列および／または並列に接続されて、各光電変換素子１０１により発電された電力は複数の配線１０９を介して光電変換素子モジュール１の外部に供給される。なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、後述する収容体３に４個の光電変換素子１０１を収容する例が示されているが、光電変換素子１０１の個数はこの例に限定されるものではない。
【００１７】
収容体３は、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳを有する。収納空間ＩＳは、光電変換素子１０１の入射面ａ１に対向する第１の内側面Ｓ１と、光電変換素子１０１の裏面ａ２に対向する第２の内側面Ｓ２とにより形成される。例えば、収容体３の第２の内側面Ｓ２と光電変換素子１０１の裏面ａ２との間には、固定層７が介在され、光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第２の内側面Ｓ２に固定される。なお、図１Ｂでは、光電変換素子１０１の裏面ａ２の全面に固定層５が設けられる例が示されているが、光電変換素子１０１の裏面ａ２の少なくとも一部に固定層７が設けられるようにしてもよい。
【００１８】
光電変換素子１０１の封止部１０１ｅは、被覆部５により覆われる。すなわち、図１Ｂに示す構成例では、収容空間ＩＳに、複数の光電変換素子１０１、固定層７および被覆部５が配置されている。被覆部５は、例えば、光電変換素子１０１の裏面ａ２側から、少なくとも光電変換素子１０１の入射面ａ１までの高さをもって形成され、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅを覆っている。なお、図１Ｂでは、被覆部５と収納空間ＩＳの第１の内側面Ｓ１との間に、所定幅の中空層１０が形成される構成例が示されているが、この例に限定されるものではない。もちろん、被覆部５が、光電変換素子１０１の裏面ａ２側から、収納空間ＩＳの第１の内側面Ｓ１までの空間を満たすように形成されてもよいし、光電変換素子１０１の入射面ａ１側が、収容体３の第１の内側面Ｓ１に向けて開放されていてもよい。
【００１９】
（光電変換素子）
図２Ａは、光電変換素子の一構成例を示す断面図である。光電変換素子１０１は、いわゆる色素増感型光電変換素子であり、図２Ａに示すように、透明基材２３と、透明電極２４と、対向基材２５と、対向電極２６と、封止材２７と、多孔質半導体層２８と、電解質層２９とを備える。ここで、透明電極２４と、多孔質半導体層２８と、電解質層２９と、対向電極２６とが、発電要素部を形成する。この発電要素部は、透明基材２３と対向基材２５との間に設けられている。もちろん、透明電極２４や多孔質半導体層２８、対向電極２６などがパターニングされるなどして、光電変換素子１０１の単体が複数の発電要素部を有し、該複数の発電要素部が電気的に接続されていてもよい。本技術における「光電変換素子」には、複数の発電要素部を有し、該複数の発電要素部が電気的に接続されたものを含むものとする。また、「モジュール」とは、光電変換素子の複数個が電気的に接続されたものをいうものとする。なお、図２Ａでは、いわゆる対向型と呼ばれるセル構造を例示しているが、本技術における光電変換素子としては、対向型に限定されるものではなく、モノリシック型やＺ型のセル構造なども適用が可能である。
【００２０】
対向基材２５は、透明基材２３に対向して設けられている。透明基材２３は、対向基材２５と対向する一主面を有し、この一主面に透明電極２４が形成され、透明電極２４の表面には多孔質半導体層２８が形成されている。対向基材２５は、透明基材２３と対向する一主面を有し、この一主面に対向電極２６が形成されている。対向配置された多孔質半導体層２８と対向電極２６との間に電解質層２９が介在されている。
【００２１】
透明基材２３と対向基材２５との対向面の周縁部に封止材２７が設けられている。多孔質半導体層２８と対向電極２６との間隔は、好ましくは０〜１００μｍ、より好ましくは１〜４０μｍである。電解質層２９は、透明電極２４および多孔質半導体層２８が形成された透明基材２３と、対向電極２６が形成された対向基材２５と、封止材２７とによって囲まれた空間に封入されている。
【００２２】
「透明基材」
透明基材２３としては、透明性を有するものであれば特に限定されず、種々の基材を用いることができ、例えば、透明性を有する無機基材またはプラスチック基材を用いることができる。これらの基材の中でも、加工性、軽量性などを考慮すると、透明プラスチック基板を用いるのが好ましい。基材の形状としては、例えば、透明性を有するフィルム、シート、基板などを用いることができる。この基材の材料としては、光電変換素子１０１の外部から浸入する水分やガスなどの遮断性、耐溶剤性、耐候性などに優れるものが好ましい。無機基材の材料としては、例えば、石英、サファイア、ガラスなどが挙げられる。プラスチック基材の材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などがあげられる。これらの無機基材の材料およびプラスチック基材の材料の中でも特に可視光領域の透過率が高い基材を用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２３】
「透明電極」
透明電極２４は、太陽光の可視から近赤外領域に対して光吸収が少ないことが好ましい。透明電極２４の材料としては、透明導電性材料を用いることができる。透明導電性材料としては、例えば、導電性の良好な金属酸化物、炭素を用いることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープＳｎＯ2（ＦＴＯ）、アンチモンドープＳｎＯ2（ＡＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム−亜鉛複合酸化物（ＡＺＯ）、およびガリウム−亜鉛複合酸化物（ＧＺＯ）からなる群より選択される１種以上を用いることができる。透明電極２４と多孔質半導体層２８との間に、結着の促進、電子伝達の改善、または逆電子過程の防止などを目的とした層をさらに設けるようにしてもよい。
【００２４】
「対向基材」
対向基材２５としては、透明性を有するものに特に限定されるものではなく、不透明性のものを用いることができ、例えば、不透明性または透明性を有する無機基材またはプラスチック基材などの種々の基材を用いることができる。無機基材またはプラスチック基材の材料としては、例えば、上述の透明基材２３の材料として例示したものを同様に用いることができるが、それ以外にも金属基材などの不透明な基材を用いることも可能である。
【００２５】
「対向電極」
対向電極２６は、光電変換素子１０１の正極として機能するものである。対向電極２６に用いる導電性の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、または炭素などが挙げられるが、これに限定されるものではない。金属としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウムなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、酸化スズ（フッ素などがドープされた物を含む）、酸化亜鉛などを用いることができるが、これに限定されるものではない。対向電極２６の膜厚は、特に制限はないが、５ｎｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
「封止材」
封止材２７の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、ガラスフリットなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００２７】
「多孔質半導体層」
多孔質半導体層２８は、金属酸化物半導体微粒子２８ａを含む多孔質層であることが好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａの表面には、増感色素２８ｂが担持されていることが好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａは、チタン、亜鉛、スズおよびニオブの少なくとも１種を含む金属酸化物を含むことが好ましい。具体的には、金属酸化物半導体微粒子２８ａの材料としては、酸化チタン、酸化スズ、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ストロンチウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、酸化ランタノイド、酸化イットリウム、および酸化バナジウムなどなる群より選ばれる１種以上を用いることができるが、これらの限定されるものではない。多孔質半導体層表面が増感色素２８ｂによって増感されるためには、多孔質半導体層２８の伝導帯が増感色素２８ｂの光励起順位から電子を受け取りやすい位置に存在することが好ましい。この観点からすると、上述した金属酸化物半導体微粒子２８ａの材料の中でも、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、および酸化ニオブからなる群より選ばれる１種以上が特に好ましい。さらに、価格や環境衛生性などの観点から、酸化チタンが最も好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａは、アナターゼ型またはブリュッカイト型の結晶構造を有する酸化チタンを含むことが特に好ましい。金属酸化物半導体微粒子２８ａの平均一次粒子径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。５ｎｍ未満であると、結晶性が劣化し、アナターゼ構造を維持できなくアモルファス構造となる傾向がある。一方、５００ｎｍを超えると、比表面積が低下し、多孔質半導体層２８に吸着させる発電に寄与する増感色素２８ｂの総量が減少する傾向がある。
【００２８】
「増感色素」
光電変換用の増感色素２８ｂとしては、増感作用を示すものであれば特に限定はないが、通常、可視光領域付近の光を吸収できる物質、例えば、ビピリジン錯体、テルピリジン錯体、メロシアニン色素、ポルフィリン、およびフタロシアニンなどが用いられる。
【００２９】
単独で用いる増感色素２８ｂとしては、例えば、ビピリジン錯体の１種であるシス−ビス（イソチオシアナト）ビス（２，２’−ビピリジル−４，４’−ジカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）二テトラブチルアンモニウム錯体（通称Ｎ７１９）が、増感色素２８ｂとしての性能に優れており、一般的に用いられている。その他、ビピリジン錯体の１種であるシス−ビス（イソチオシアナト）ビス（２，２’−ビピリジル−４，４’−ジカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）（通称：Ｎ３）や、テルピリジン錯体の１種であるトリス（イソチオシアナト）（２，２’:６’，２”−テルピリジル−４，４’，４”−トリカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）三テトラブチルアンモニウム錯体（通称ブラックダイ）が一般的に用いられる。
【００３０】
特にＮ３やブラックダイを用いる場合には、共吸着剤もよく用いられる。共吸着剤は多孔質半導体層２８上で色素分子が会合するのを防止するために添加される分子であり、代表的な共吸着剤としては、例えば、ケノデオキシコール酸、タウロデオキシコール酸塩、および１−デクリルホスホン酸などが挙げられる。これらの分子の構造的特徴としては、多孔質半導体層２８を構成する酸化チタンに吸着されやすい官能基として、カルボキシル基やホスホノ基などをもつこと、および、色素分子間に介在して色素分子間の干渉を防止するために、σ結合で形成されていることなどが挙げられる。
【００３１】
その他の増感色素２８ｂとしては、例えば、アゾ系色素、キナクリドン系色素、ジケトピロロピロール系色素、スクワリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィン系色素、クロロフィル系色素、ルテニウム錯体系色素、インジゴ系色素、ペリレン系色素、オキサジン系色素、アントラキノン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素など、およびその誘導体が挙げられるが光を吸収し多孔質半導体層２８の伝導帯に励起電子を注入できる増感色素２８ｂであればこれらに限定されない。これらの増感色素２８ｂはその構造中に連結基を１個以上有する場合は、多孔質半導体層表面に連結することができ、光励起された増感色素２８ｂの励起電子を多孔質半導体層２８の伝導帯に迅速に伝えることができるので望ましい。
【００３２】
多孔質半導体層２８の膜厚は、０．５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。膜厚が０．５μｍ未満であると、有効な変換効率が得られなくなる傾向がある。一方、膜厚が２００μｍを超えると、成膜時に割れや剥がれが生じるなど作製が困難になる傾向がある。また、多孔質半導体層２８の電解質層側の表面と、多孔質半導体層２８の透明電極側の表面との距離が増えるために、発生電荷が透明電極２４に有効に伝えられなくなるので、良好な変換効率が得られにくくなる傾向がある。
【００３３】
「電解質層」
電解質層２９は、電解質、媒体、および添加物から構成されることが好ましい。電解質は、Ｉ2とヨウ化物（例としてＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、ＭｇＩ2、ＣａＩ2、ＣｕＩ、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなど）の混合物、Ｂｒ2と臭化物（例としてＬｉＢｒなど）の混合物、この中でもＩ2とヨウ化物の組み合わせとしてＬｉＩ、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなどを混合した電解質が好ましいがこの組み合わせに限定されるものではない。
【００３４】
媒体に対する電解質の濃度は、０．０５〜１０Ｍが好ましく、０．０５〜５Ｍがより好ましく、０．２〜３Ｍがさらに好ましい。Ｉ2やＢｒ2の濃度は０．０００５〜１Ｍが好ましく、０．００１〜０．５Ｍがより好ましく、０．００１〜０．３Ｍがさらに好ましい。また、光電変換素子１０１の開放電圧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。
【００３５】
電解質層２９に用いられる媒体は、良好なイオン電導性を発現できる化合物であることが好ましい。溶液状の媒体としては、例えば、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテルなどの鎖状エーテル類、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、３−メチル−２−オキサゾリジノンなどの複素環化合物、ジメチルスルホキシド、スルホランなど非プロトン極性物質などを用いることができる。
【００３６】
また、固体状（ゲル状を含む）の媒体を用いる目的で、ポリマーを含ませることもできる。この場合、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンなどのポリマーを前記溶液状媒体中に添加することで、エチレン性不飽和基を有した多官能性モノマーを前記溶液状媒体中で重合させて媒体を固体状にする。
【００３７】
電解質層２９としてはこの他、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ媒体を必要としない電解質および、２，２’，７，７’−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−メトキシフェニルアミン）９，９’−スピロビフルオレンのような正孔輸送材料を用いることができる。
【００３８】
（収容体）
収容体３は、例えば、第１の基材１３と、第２の基材１５とを備える。収容体３が、必要に応じて、封止材１７を備えていてもよく、遮蔽材１９をさらに備えていてもよい。収容体３が密閉構造を有していると、外部からの水分の浸入などが抑制され、好ましい。なお、収容体３が、封止材１７および遮蔽材１９を備えない場合には、収容体３を安価なものとすることができる。
【００３９】
第１の基材１３は、第２の基材１５と対向する第１の内側面Ｓ１を有し、第２の基材１５は、第１の基材１３と対向する第２の内側面Ｓ２を有している。第１の基材１３および第２の基材１５が、第１の内側面Ｓ１および第２の内側面Ｓ２が離間するようにして対向配置されることにより、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳが形成されている。第１の内側面Ｓ１および第２の内側面Ｓ２の周縁部間に封止材１７が設けられる場合には、第１の基材１３と第２の基材１５と封止材１７とにより、光電変換素子１０１を収容するための収容空間ＩＳが形成されることになる。
【００４０】
「第１の基材」
第１の基材１３としては、透明性を有するものであれば特に限定されるものではなく、種々の材料を用いることができ、例えば、透明性を有する無機基材またはプラスチック基材を用いることができる。これらの材料の中でも、加工性、軽量性などを考慮すると、透明性を有するプラスチック材料を用いるのが好ましい。第１の基材１３の形状としては、例えば、透明性を有するフィルム、シート、基板などを用いることができる。第１の基材１３の材料としては、光電変換素子モジュール１の外部から浸入する水分やガスなどの遮断性、耐溶剤性、耐候性などに優れるものが好ましい。無機材料としては、例えば、石英、サファイア、ガラスなどが挙げられる。プラスチック材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などがあげられる。これらの無機材料およびプラスチック材料の中でも、特に可視光領域の透過率が高い材料を用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。光電変換素子モジュールを窓材などの建築部材として用いる場合には、第１の基材１３はガラス板であることが好ましい。
【００４１】
「第２の基材」
第２の基材１５としては、透明性を有するものに特に限定されるものではなく、不透明性のものを用いることができ、例えば、不透明性または透明性を有する無機基材またはプラスチック基材などの種々の基材を用いることができる。無機基材またはプラスチック基材の材料としては、例えば、上述の第１の基材１３の材料として例示したものを同様に用いることができるが、それ以外にも金属基材などの不透明な基材を用いることも可能である。光電変換素子モジュールを窓材などの建築部材として用いる場合には、第２の基材１５はガラス板であることが好ましい。
【００４２】
「封止材」
封止材１７は、例えば、接着剤、粘着剤を主成分としている。接着剤としては、例えば、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤などからなる群より選ばれる１種以上を主成分として含み、必要に応じて添加剤をさらに含むようにしてもよい。接着剤としては、接着強度の観点からすると、ポリサルファイドを用いることが好ましい。粘着剤は、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、およびシリコン系粘着剤などからなる群より選ばれる１種以上を主成分として含み、必要に応じて架橋剤などの添加剤をさらに含むようにしてもよい。
【００４３】
「遮蔽材」
遮蔽材１９は、例えば、第１の基材１３の第１の内側面Ｓ１と第２の基材１５の第２の内側面Ｓ２との周縁部間に設けられる。遮蔽材１９は、例えば、封止材１７の内側（収容空間ＩＳの側）に、封止材１７に隣接または離間して設けられる。遮蔽材１９の材料としては、収容空間ＩＳに収容された材料の漏洩、および／または外部環境から収容空間ＩＳへの水蒸気など水分の浸入を防止または抑制可能な材料を用いることが好ましい。このような材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリイソブチレンなどの水蒸気透過率が低い遮蔽材料、乾燥材料内包の金属スペーサなどを単独または組み合わせて用いることができる。
【００４４】
（被覆部）
被覆部５は、例えば、樹脂材料、合成ゴムまたは天然ゴムを主成分として含み、必要に応じて、可塑剤、老化防止剤、軟化剤、充填剤、架橋剤などの添加剤をさらに含む。被覆部５が、光電変換素子１０１の入射面ａ１側と、収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に介在される場合には、被覆部５が、透明性を有することが好ましい。被覆部５が、必要に応じて、微粒子をさらに含むようにしてもよい。微粒子としては、例えば、有機微粒子および無機微粒子のいずれを用いることも可能である。
【００４５】
樹脂材料としては、例えば、シリコン（オルガノポリシロキサン）系樹脂、変性シリコン（シリル基を末端に持つポリエーテル）系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、変性ポリサルファイド系樹脂、テレケリックポリアクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体などの酢酸ビニル系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン、ロジントリグリセリド、水素化ロジンなどのロジン系樹脂、ポリビニルエーテルなどを挙げることができる。合成ゴムとしては、例えば、ブチルゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリクロロプレン、スチレン−ブタジエン共重合樹脂などの合成ゴムなどを挙げることができる。
【００４６】
被覆部５の材料の種類はこれらに限定されるものではなく、被覆部５の材料として、非硬化型の油性コーキングを使用してもよい。可能な場合には、上述した材料を２種以上組み合わせて用いてもよい。なお、例えば、第２の基材１５が可撓性を有しているなど、光電変換素子モジュール１が可撓性を有している場合には、第２の基材１５に対して被覆部５がある程度追従するように、被覆部５を構成する材料として低モジュラスの材料が選択されることが好ましい。または、被覆部５が、ゲル状であってもよい。
【００４７】
なお、被覆部５を構成する材料としてポリウレタン系材料が選択される場合には、被覆部５を紫外線から保護するために、入射光Ｌが入射する側の被覆部５の表面上に、紫外線反射層や紫外線吸収層などが設けられることが好ましい。このとき、光電変換素子１０１の変換効率の低下を防止するために、光電変換素子１０１の入射面ａ１側が被覆部５により覆われず、光電変換素子１０１の入射面ａ１側が、収容体３の第１の内側面Ｓ１に向けて開放されていることが好ましい。
【００４８】
被覆部５のヤング率（引張弾性率または縦弾性率とも呼ばれる。）が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが好ましく、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることがより好ましい。被覆部５のヤング率を２０ＭＰａ以下とすることで、光電変換素子モジュール１に外力が加わった場合にも、光電変換素子１０１に伝達する応力が被覆部５により緩和され、光電変換素子１０１の封止構造の損傷が抑制されるからである。また、被覆部５のヤング率を１０ＭＰａ以下とすることで、応力の伝達がより緩和されるからである。
【００４９】
ここで、被覆部５のヤング率は２５℃の環境下において、ＪＩＳ Ｋ ７１６１に準じて測定したものである。フィルム状の試料が得られる場合、具体的には、引張試験機（株式会社島津製作所製：製品名ＡＧ-Ｘ）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１２７に則って、ヤング率を測定することができる。
【００５０】
フィルム状の試料を得られない場合には、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じて、試料の国際ゴム硬さ(International Rubber Hardness Degree（ＩＲＨＤ）)を測定し、国際ゴム硬さとヤング率とを換算するグラフを利用して、国際ゴム硬さの測定結果からヤング率を求めることが可能である。または、微小硬度計、例えば、表面皮膜物性試験機（株式会社フィッシャー インストルメンツ社製：フィッシャースコープ ＨＭ−５００）を用いてヤング率を測定することも可能である。また、試料が小型の場合には、ＡＦＭによる測定も可能である（共立出版株式会社発行、高分子ナノ材料P.81-P.111参照）。
【００５１】
試料がゲル状であるなど、ヤング率が１ＭＰａ未満であることが見込まれる場合には、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準じて、試料の針入度を測定し、針入度とヤング率との間の相関を利用して、針入度の測定結果からヤング率を求めることが可能である。なお、本技術においてヤング率というときには、測定対象が液体である場合や、開放された空間についての仮想的なヤング率をも含むものとし、開放された空間のヤング率は、０ＭＰａであるものとする。
【００５２】
光電変換素子１０１内部に対する水分の浸入は、封止部１０１ｅにおいて起こりやすいが、本技術では、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅが被覆部５により覆われるので、封止部１０１ｅからの光電変換素子１０１内部への水分の浸入が抑制される。光電変換素子１０１内部に対する水分の浸入をより抑制する観点から、光電変換素子１０１の全体に対する封止部１０１ｅの占める割合がなるべく小さくされることが好ましい。例えば、封止部１０１ｅが光電変換素子１０１の側面に形成される場合には、光電変換素子１０１の厚さ方向に対して、被覆部５の厚さが小さいことが好ましく、例えば、被覆部５の厚さが、１ｍｍ以下とされることが好ましい。具体的には、例えば、被覆部５の厚さが、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ程度とされることが好ましい。もちろん、被覆部５の厚さが、１ｍｍを超えていてもよい。被覆部５が厚く形成されることによる、応力の緩衝効果が期待できるためである。
【００５３】
（固定層）
固定層７は、硬化した接着剤を主成分としている。接着剤としては、例えば、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤からなる群より選ばれる１種以上を主成分として含んでいる。接着剤としては、熱による光電変換素子１０１の性能低下を抑制する観点からすると、常温硬化型接着剤およびエネルギー線硬化型接着剤の少なくとも一方を主成分として含んでいることが好ましい。固定層７が、必要に応じて、硬化剤、触媒、促進剤、溶剤、希釈剤、可塑剤、粘着付与剤、充填剤、老化防止剤、接着促進剤などをさらに含むようにしてもよい。固定層７が、必要に応じて、微粒子をさらに含むようにしてもよい。微粒子としては、例えば、有機微粒子および無機微粒子のいずれを用いることも可能である。
【００５４】
熱可塑性接着剤としては、例えば、酢酸ビニル系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルアセタール系接着剤、塩化ビニル系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエチレン系接着剤、セルロース系接着剤を単独または２種以上混合して用いることができ、具体的には、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を用いることが好ましい。熱可塑性接着剤としては、ホットメルト接着剤を用いるようにしてもよい。
【００５５】
熱硬化型接着剤としては、例えば、ユリア系接着剤、レゾルシノール系接着剤、メラミン系接着剤、フェノール系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリアロマティック系接着剤を単独または２種以上混合して用いることができる。
【００５６】
常温硬化型接着剤としては、例えば、嫌気性接着剤、２液混合エポキシ接着剤、ポリエステル系接着剤、アクリル系接着剤、変性アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコン系接着剤を単独または２種以上混合して用いることができる。または、例えば、主成分が二酸化ケイ素のシリカ溶液で空気にさらしておくと常温で硬化し非晶質のガラスである固体へと変化する液体ガラスなどを用いることもできる。
【００５７】
エネルギー線硬化型接着剤は、エネルギー線を照射することによって硬化させることができる樹脂組成物である。ここで、エネルギー線とは、電子線、紫外線、赤外線、レーザー光線、可視光線、電離放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線など）、マイクロ波、高周波などのラジカル、カチオン、アニオンなどの重合反応の引き金と成りうるエネルギー線をいう。また、エネルギー線硬化性樹脂組成物は、有機無機ハイブリッド材料であってもよい。また、２種以上のエネルギー線硬化性樹脂組成物を混合して用いるようにしてもよい。エネルギー線硬化型接着剤としては、紫外線により硬化する紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。
【００５８】
（中空層）
中空層１０は、必要に応じて設けられ、乾燥空気、不活性ガス、または真空の雰囲気にあることが好ましい。光電変換素子１０１の特性劣化を抑制することができるからである。不活性ガスとしては、例えば、Ａｒ（アルゴン）ガス、Ｋｒ（クリプトン）ガスが挙げられる。
【００５９】
（光電変換素子と被覆部との位置関係）
図２Ｂは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の一例を示す断面図である。光電変換素子１０１は、その周縁部のうち側面ａ３側に封止部１０１ｅを有している。具体的には、透明基材２３と対向基材２５とにより、透明基材２３および対向基材２５の周縁部間に、間隙部１０１ｂが形成され、この間隙部１０１ｂに封止材２７が充填されることにより、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅが形成されている。図２Ｂに示すように、第１の実施形態では、例えば、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２との間には固定層７が介在され、光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第２の内側面Ｓ２に固定される。
【００６０】
また、図２Ｂに示すように、第１の実施形態では、光電変換素子１０１の側面ａ３の周縁部に設けられた封止部１０１ｅが、被覆部５により覆われている。被覆部５が、封止部１０１ｅの少なくとも一部を覆っていることが好ましく、封止部１０１ｅの全体を覆っていることがより好ましい。例えば、第２の基材１５の側から透明基材２３の側に向けて被覆部５が形成される場合、被覆部５が封止部１０１ｅの全体を覆うには、被覆部５の高さが少なくとも封止部１０１ｅの高さを超えていればよく、被覆部５が、透明基材２３の側面にかかっていてもよい。光電変換素子１０１の入射面ａ１は、被覆部５により覆われていてもよいし、光電変換素子１０１の入射面ａ１が被覆部５により覆われず、中空層１０に露出していてもよい。
【００６１】
図３Ａ〜図３Ｃは、光電変換素子の封止部と被覆部の表面との位置関係の構成例を示す断面図である。図３Ａは、固定層７の表面のうち、光電変換素子１０１が固定される部分を除く領域の一部に被覆部５が形成されている構成例を示している。被覆部５は、光電変換素子１０１の側面ａ３の周縁部に設けられた封止部１０１ｅを覆っていればよく、例えば、図３Ａに示すように、固定層７の表面のうち、光電変換素子１０１が固定される部分を除く領域のすべてに被覆部５が形成されている必要はない。
【００６２】
図３Ｂは、収容体３の第２の内側面Ｓ２のうち、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２とが対向する領域にのみ固定層７が介在されている構成例を示している。このとき、被覆部５は、収容体３の第２の内側面Ｓ２から、光電変換素子１０１の透明基材２３の位置までの高さをもって形成されることになる。
【００６３】
図３Ｃは、図３Ｂと同様に、収容体３の第２の内側面Ｓ２のうち、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２とが対向する領域にのみ固定層７が介在されている構成例を示している。このとき、図３Ａに示す構成例と同様に、収容体３の第２の内側面Ｓ２のうち、固定層７が形成される部分を除く領域のすべてに被覆部５が形成されている必要はない。
【００６４】
［光電変換素子モジュールの製造方法］
図４Ａ〜図４Ｄは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの製造工程の一例を示す工程図である。
【００６５】
まず、図４Ａに示すように、例えば、第２の内側面Ｓ２の周縁部に遮蔽材１９を形成し、この遮蔽材１９により囲まれた空間に、液状または溶融状態にある、固定層７形成用の接着剤層７ａを形成する。この接着剤層７ａは、上述の接着剤を主成分としている。
【００６６】
次に、図４Ｂに示すように、光電変換素子１０１の裏面ａ２を接着剤層７ａに貼りつける。次に、例えば、液状または溶融状態にある接着剤層７ａを冷却硬化、熱硬化、常温硬化、またはエネルギー線硬化させ、第２の内側面Ｓ２に固定層７を形成する。これにより、第２の内側面Ｓ２に光電変換素子１０１が固定される。
【００６７】
接着剤として、熱可塑性接着剤または熱硬化型接着剤を用いる場合には、光電変換素子１０１にかかる加圧および加熱の影響を最小限に留めることが好ましい。より具体的には例えば、接着剤として、熱可塑性接着剤を用いる場合には、熱可塑性接着剤が軟化液化した後、光電変換素子１０１を熱可塑性接着剤上に載置し、接着することが好ましい。継続的な加熱ストレスを低減させることが可能となるからである。光電変換素子１０１への加熱の影響を低減する観点からすると、光電変換素子１０１の接着面（裏面ａ２）とは反対側となる入射面ａ１を冷却することが好ましい。また、必要に応じて、光電変換素子１０１の接着面（裏面ａ２）とは反対側となる入射面ａ１を軽加圧するようにしてもよい。これにより、光電変換素子１０１をより強固に接着することができる。
【００６８】
常温硬化型接着剤を用いる場合には、硬化時に発生する温度上昇が８０℃以下の接着剤を使用することで、光電変換素子１０１に対する熱ストレスを軽微にすることができる。紫外線硬化型接着剤を用いる場合は、光電変換素子１０１の発電に寄与しない裏面ａ２での紫外線照射による接着を施すことで、光電変換素子１０１の性能劣化を引き起こすことなしに、光電変換素子１０１の接着が可能となる。
【００６９】
次に、図４Ｃに示すように、遮蔽材１９により囲まれた空間に、液状または溶融状態にある被覆部形成用組成物を配置する。この際、光電変換素子１０１の側面ａ３に設けられた封止部１０１ｅが被覆部形成用組成物により覆われるようにする。この被覆部形成用組成物は、上述の樹脂材料、合成ゴムまたは天然ゴムを主成分としている。被覆部形成用組成物に対して、必要に応じて、真空脱泡などの脱泡処理を施した後、乾燥処理や硬化処理を行うことにより、被覆部５を形成することができる。
【００７０】
次に、図４Ｄに示すように、第１の内側面Ｓ１と第２の内側面Ｓ２とが対向するようにして、光電変換素子１０１が固定された第２の基材１５と、第１の基材１３とを対向配置するとともに、それらの周縁部に設けられた封止材１７を介して貼り合わせる。必要に応じて、被覆部５、遮蔽材１９および第１の内側面Ｓ１により形成される空間に、例えば、Ａｒガス、Ｋｒガスなどの不活性ガスを充填する。以上の工程により、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１を得ることができる。
【００７１】
［第１の変形例］
図５Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。具体的には、光電変換素子１０２の対向基材２５の周縁部には、透明基材２３の方向に向けて突出する側壁部２２が設けられている。そして、この側壁部２２の先端部の内側に対向基材２５が配置され、側壁部２２の先端部と透明基材２３の端部との間に間隙部１０２ｂが形成されている。この間隙部１０２ｂには、封止材２７が充填されて、封止部１０２ｅが形成されている。側壁部２２の材料としては、対向基材２５と同様の材料を用いることができる。側壁部２２と対向基材２５とは、別成形または一体成形され、生産性の観点からすると、一体成形されていることが好ましい。
【００７２】
光電変換素子１０２は、その周縁部のうち入射面ａ１側に封止部１０２ｅを有している。光電変換素子１０２はその裏面ａ２から入射面ａ１の周縁部まで被覆部５に埋設され、入射面ａ１の周縁部に設けられた封止部１０２ｅは、被覆部５により覆われている。これに対して、光電変換素子１０２の入射面ａ１のうち、周縁部以外の部分、すなわち光電変換に寄与する部分は、被覆部５により覆われず、中空層１０に露出している。
【００７３】
［第２の変形例］
図５Ｂは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す断面図である。光電変換素子１０３は、その周縁部のうち側面ａ３に封止部１０３ｅを有している。具体的には、透明基材２３の周縁部には、対向基材２５の方向に向けて突出する側壁部２３ａが設けられている。対向基材２５の周縁部には、透明基材２３の方向に向けて突出する側壁部２５ａが設けられている。そして、これらの側壁部２３ａおよび側壁部２５ａの先端部間に、間隙部１０３ｂが形成されている。この間隙部１０３ｂには、封止材２７が充填されて、封止部１０３ｅが形成されている。
【００７４】
光電変換素子１０３はその裏面ａ２から側面ａ３の封止部１０３ｅまで被覆部５に埋設され、側面ａ３に設けられた封止部１０３ｅは被覆部５により覆われている。これに対して、光電変換素子１０３の入射面ａ１は、被覆部５により覆われず、中空層１０に露出している。
【００７５】
［第３の変形例］
図６Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第３の変形例を示す平面図である。図６Ｂは、図６ＡのVI−VI線に沿った断面図である。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、固定層７を、リブ状としてもよい。図６Ａおよび図６Ｂでは、光電変換素子１０１の裏面ａ２の周縁部全体に１つの固定層を連続的に設けた例を示しているが、固定層７の構成はこの例に限定されるものではない。例えば、光電変換素子１０１の裏面ａ２の周縁部に、柱状とされた複数の固定層７を断続的に設けるようにしてもよい。なお、図６Ａおよび図６Ｂでは、光電変換素子モジュール１１の固定層７を網掛けで示した。
【００７６】
このとき、固定層７を構成する材料として、弾性樹脂を用いることが好ましい。固定層７が圧縮応力を発現可能であると、使用環境温度が変化した場合にも、光電変換素子１０１の裏面ａ２を固定層７の圧縮応力により支持可能であるため、光電変換素子モジュールの信頼性をより向上させることができる。
【００７７】
［第４の変形例］
図６Ｃは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第４の変形例を示す断面図である。第４の変形例に係る光電変換素子モジュール２１では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１とが密着している。このとき、光電変換素子１０１の透明基材２３と、収容体３の第１の基材１３とが、同一またはほぼ同一の屈折率を有することが好ましい。光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との界面における、入射光Ｌの反射を抑制することができるからである。
【００７８】
第４の変形例では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１とが密着されている。そのため、光電変換素子１０１の入射面ａ１側の界面の数を減らすことができ、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に被覆部５や中空層１０が介在する場合と比較して、入射光Ｌの利用効率を向上させることができる。
【００７９】
（効果）
色素増感太陽電池のような封止構造を持った光電変換素子を収容体の内部に固定する場合、収容体に外力が加わると、接着剤などの固定部材を介して、光電変換素子に力が加わり、光電変換素子の封止構造が損傷してしまう問題があった。また、吸湿による樹脂材料の膨潤や、異種材料接合による熱膨張率差により、光電変換素子に力が加わり、光電変換素子の封止構造が損傷してしまう問題があった。
【００８０】
本技術では、それ自体が封止構造を有する１以上の光電変換素子１０１の、収容体３の収容空間ＩＳへの装着において、光電変換素子１０１の透明基材２３および対向基材２５のうち、一方のみが、収容体３の内側面に固定される。そのため、光電変換素子１０１の透明基材２３および対向基材２５の双方を固定部材により収容体３の内側面に固定した場合と異なり、光電変換素子モジュール１に加わった外力が、固定部材を媒介として、透明基材２３および対向基材２５の両方に直接的に伝わることがない。
【００８１】
したがって、本技術によれば、光電変換素子モジュール１に加わった外力が透明基材２３および対向基材２５の両方に伝わることによる、光電変換素子１０１の封止構造の損傷を防止することができる。すなわち、光電変換素子モジュール１に外力が加わった場合にも、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。そのため、本技術によれば、例えば、光電変換素子モジュール１の製造時において光電変換素子モジュール１に外力が加わった場合にも光電変換素子１０１の封止構造の損傷を防止することができる。これにより、封止構造を有する光電変換素子１０１を複数用いた光電変換素子モジュール１を得ることができる。
【００８２】
また、本技術では、被覆部５が光電変換素子１０１の封止部１０１ｅを覆っているので、封止部１０１ｅを補強することができる。また、封止部１０１ｅから光電変換素子１０１内部へ水分が浸入することを抑制することができる。したがって、光電変換素子モジュール１の耐候性が向上する。これにより、例えば、ビル建築や一般住宅などの室外使用時の耐候信頼性を満足する光電変換素子モジュール１を実現できる。
【００８３】
さらに、本技術では、被覆部５のヤング率が０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる。そのため、吸湿による樹脂材料の膨潤や、異種材料接合による熱膨張率差により応力が発生しても、被覆部５が緩衝材として機能し、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。
【００８４】
上述したように、本技術では、光電変換素子１０１を収容体３の収容空間ＩＳに固定または封止する場合に、光電変換素子１０１の入射面ａ１と、入射面ａ１とは反対側の裏面ａ２との拘束構造に有意差をつけることを特徴とする。言い換えれば、本技術では、光電変換素子１０１を収容空間ＩＳに固定する機能と、光電変換素子１０１の封止部１０１ｅを補強する機能とを、固定層７および被覆部５にそれぞれ分離して担わせている。光電変換素子１０１の入射面ａ１および入射面ａ１とは反対側の裏面ａ２の双方が、同一の固定部材により収容体３の内側面に強固に固定されていないので、光電変換素子１０１の封止構造の劈開が抑制される。
【００８５】
なお、上述したように、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に、中空層１０を設けることもでき、光電変換素子モジュールに断熱や遮音などの副次的な機能を付与することもできる。収容体３の第２の基材１５および第１の基材１３をガラス板とした場合には、光電変換素子モジュールを複層ガラスなどのエコガラスとして用いることができる。
【００８６】
また、固定層７を形成するための接着剤として、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤の少なくとも一方を用いた場合には、接着剤の硬化工程において、熱的な負荷を光電変換素子１０１に与えずに、光電変換素子モジュールを作製することができる。具体的には、光電変換素子１０１を構成する増感色素２８ｂ、電解質層２９および封止材２７などの、有機物からなる部材に対してそれらの耐熱温度を越える温度を加えることなく、光電変換素子モジュールを作製することができる。したがって、熱による各部材の性能低下、および破壊を防ぐことができる。
【００８７】
＜２．第２の実施形態＞
［光電変換素子モジュールの構成］
図７Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す平面図である。図７Ｂは、図７ＡのVII−VII線に沿った断面図である。第２の実施形態において、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる点は、第１の実施形態と共通している。第２の実施形態では、１以上の光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に固定層７が介在され、光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第１の内側面Ｓ１に固定される点で、第１の実施形態と異なっている。このとき、固定層７が透明性を有していることが好ましい。
【００８８】
このように、本技術においては、固定層７により収容体３の内部に光電変換素子１０１を固定する場合に、入射面ａ１と第１の内側面Ｓ１との間、または裏面ａ２と第２の内側面Ｓ２との間のいずれに固定層７を形成してもよい。本技術は、光電変換素子１０１の入射面ａ１および裏面ａ２のうち、一方のみを固定層７により固定することを特徴とする。すなわち、本技術は、光電変換素子１０１の入射面ａ１および裏面ａ２をともに一の固定層７により固定しないことが特徴である。
【００８９】
［第１の変形例］
図７Ｃは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。光電変換素子１０４は、その周縁部のうち裏面ａ２側に封止部１０４ｅを有している。具体的には、透明基材２３の周縁部には、対向基材２５の方向に向けて突出する側壁部２３ｂが設けられている。そして、この側壁部２３ｂの先端部の内側に対向基材２５が配置され、側壁部２３ｂの先端部と対向基材２５の端部との間に間隙部１０４ｂが形成されている。この間隙部１０４ｂには、封止材２７が充填されて、封止部１０４ｅが形成されている。側壁部２３ｂの材料としては、透明基材２３と同様の材料を用いることができる。側壁部２３ｂと透明基材２３とは、別成形または一体成形され、生産性の観点からすると、一体成形されていることが好ましい。
【００９０】
光電変換素子１０４の裏面ａ２は被覆部５に埋設され、したがって、裏面ａ２の周縁部に設けられた封止部１０４ｅは被覆部５により覆われている。図７Ｃに示す構成例では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に被覆部５が介在しないので、被覆部５の材料として不透明なものを用いることもできる。したがって、被覆部５を形成するための材料の選択範囲を広げることができる。
【００９１】
［第２の変形例］
図８Ａは、本技術の第２の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第２の変形例を示す平面図である。図８Ｂは、図８ＡのVIII−VIII線に沿った断面図である。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、固定層７を、リブ状としてもよい。図８Ａおよび図８Ｂでは、光電変換素子１０１の入射面ａ１の周縁部全体に１つの固定層を連続的に設けた例を示しているが、固定層７の構成はこの例に限定されるものではない。例えば、光電変換素子１０１の入射面ａ１の周縁部に、柱状とされた複数の固定層７を断続的に設けるようにしてもよい。なお、図８Ａおよび図８Ｂでは、光電変換素子モジュール４１の固定層７を網掛けで示した。
【００９２】
光電変換素子モジュール４１では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１とが、例えば、エネルギー線硬化型接着剤により貼りあわせられる。エネルギー線硬化型接着剤としては、紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。
【００９３】
なお、光電変換素子１０１の入射面ａ１のうち、発電に寄与する領域に到達する光量の低下を抑制するために、例えばリブ状または柱状とされた固定層７は、光電変換素子１０１の周縁部に設けられることが好ましい。このとき、例えば、光電変換素子モジュール４１の入射面Ａ１上に遮光マスクを配置することにより、光電変換素子１０１の入射面ａ１の周縁部に紫外線などのエネルギー線を照射し、エネルギー線硬化型接着剤を硬化させることができる。遮光マスクを用いたエネルギー線照射にかえて、紫外線などのエネルギー線をライン照射するようにしてもよい。
【００９４】
例えばリブ状または柱状とされた固定層７が、光電変換素子１０１の周縁部に設けられる場合には、固定層７の材料として不透明なものを用いることもできる。したがって、固定層７を形成するための接着剤の選択範囲を広げることができる。また、エネルギー線硬化型接着剤にかえて、２液硬化型接着剤を用いるようにしてもよい。さらには、アクリル系樹脂などを主成分とする粘着層を有する両面テープを用いるようにしてもよい。この場合、より簡便に、光電変換素子１０１を収容体３に対して固定することができる。
【００９５】
図８Ｂでは、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に被覆部５が介在する構成例を示しているが、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間が、中空層１０とされていてもよい。光電変換素子１０１の入射面ａ１のうち、発電に寄与する領域を露出させることができるからである。
【００９６】
第２の実施形態では、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされるので、第１の実施形態と同様に、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。
【００９７】
＜３．第３の実施形態＞
［光電変換素子モジュールの構成］
図９Ａは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの一構成例を示す断面図である。第３の実施形態において、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされる点は、第１の実施形態と共通している。第３の実施形態では、被覆部５が、第１の実施形態における固定層７の役割を兼ね、１以上の光電変換素子１０１が、被覆部５により収容体３の内部において支持される点で、第１の実施形態と異なっている。
【００９８】
図９Ａに示す光電変換素子モジュール５１は、収容空間ＩＳの内部に固定層を備えず、１以上の光電変換素子１０１が、被覆部５により収容体３の内部において支持されている。被覆部５が液体状でない場合などは、図９Ａに示すように、光電変換素子１０１を被覆部５に埋設することにより、光電変換素子１０１を収容体３の内部において支持することができる。このとき、被覆部５が軟質であるため、被覆部５により、光電変換素子モジュールに加わった外力を緩和することが可能である。したがって、光電変換素子１０１の封止構造の損傷が抑制される。
【００９９】
［第１の変形例］
図９Ｂは、本技術の第３の実施形態に係る光電変換素子モジュールの第１の変形例を示す断面図である。図９Ｂに示すように、収容空間ＩＳの内部を被覆部５により充填するようにしてもよい。このとき、光電変換素子１０１は、被覆部５に埋設されることとなる。第１の変形例に係る光電変換素子モジュール６１を、例えば、水平に静置する場合などには、液体状の被覆部５を使用することも可能である。
【０１００】
第３の実施形態では、光電変換素子１０１の封止部が、被覆部５により覆われ、被覆部５のヤング率が、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下とされるので、第１の実施形態と同様に、光電変換素子１０１の封止構造の劈開を抑制することができる。
【０１０１】
＜４．第４の実施形態＞
図１０Ａ〜図１０Ｃは、本技術に係る建築物の例を示す図である。建築物としては、例えば、ビルディング、マンションなどの大型建築物を挙げることができるが、これに限られず、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建築物であってもよい。建築物としては、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、商店などが挙げられる。
【０１０２】
図１０Ａは、光電変換素子モジュール１が設置されたビルディングの一例を示す図である。図１０Ａに示すように、ビルディング９１の屋上には、例えば、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１が、水平に、または、例えば南東〜南西向き（ビルディング９１が北半球に建築される場合）に傾けられて設置されている。光電変換素子モジュール１をこのような向きに設置することで、より効果的に太陽光Ｒを受光することができるからである。
【０１０３】
図１０Ａに示すように、光電変換素子モジュール１が、窓部などの採光部に設けられてもよい。窓部、採光部などに光電変換素子モジュール１が設けられる場合には、光電変換素子および／または光電変換素子モジュールが、２枚の透明な基材の間に配置されることが好ましい。透明な基材としては、例えば、ガラス板を挙げることができる。このとき、光電変換素子モジュール１の内部で光電変換素子が移動することを防止するため、必要に応じて、光電変換素子が、２枚の基材のうちの一方に固定されることが好ましい。
【０１０４】
光電変換素子モジュール１は、例えば、建築物内の電力系統との電気的接続を有する。光電変換素子モジュール１により得られた電力は、例えば、照明や空調など、建築物内で使用される電力として供給されたり、売電のために外部に送出されたりする。必要に応じて、蓄電装置に蓄電されてもよい。建築物が、例えば、橋などの構造物である場合、光電変換素子モジュール１により得られた電力を外部へ取り出すための出力用のソケットなどを備えることが好ましい。光電変換素子モジュール１により得られた電力を、モバイル機器への充電や、災害時などの緊急用電源として利用することができるからである。
【０１０５】
図１０Ｂは、光電変換素子モジュール１が設置された住宅の一例を示す図である。図１０Ｂに示すように、住宅９３の屋根には、例えば、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１が、水平に、または、傾けられて設置される。
【０１０６】
図１０Ｃは、駐輪場に設置された、光電変換素子モジュール１を備える雨除けの一例を示す図である。図１０Ｃに示すように、駐輪場に設置された雨除け９５には、例えば、第１の実施形態に係る光電変換素子モジュール１が配設される。雨除け９５が、電動自転車などの充電スタンドの機能を備えていてもよい。
【０１０７】
建築物としては、そのほかにも、例えば、道路や線路などとともに設置される防音壁や、アーケードの屋根などを挙げることができる。建築物としては、少なくとも一つの採光部を有する建築された構造物であることが特に好ましい。人工木陰と呼ばれる、日除けのための構造物に本技術を適用することもできる。
【０１０８】
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１０９】
例えば、光電変換素子１０１の入射面ａ１と、収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に、支持体として複数の光拡散性を有する微粒子（ビーズ）を配置してもよい。これにより、光電変換素子モジュールの入射面に対して斜め方向から入射する太陽光などの入射光Ｌを、微粒子により拡散させ、光電変換素子の方向に向けさせることができる。したがって、光の利用効率を向上することができる。
【０１１０】
また、例えば、収容体が、波長選択吸収機能、波長選択反射機能、防汚機能、反射防止機能、拡散機能、およびハードコート機能などからなる群より選ばれる１種以上の機能を備えるようにしてもよい。具体的には、例えば、収容体の表面に上記機能を付与する構成としては、収容体の表面に機能層を形成する構成や、収容体の表面に機能性構造体（微細構造体）を形成する構成が挙げられる。収容体の内部に上記機能を付与する構成としては、収容体の内部に機能性材料および機能性構造体（微細構造体）の少なくとも一方を含ませる構成が挙げられる。
【０１１１】
例えば、収容体の第１の内側面Ｓ１、第２の内側面Ｓ２、入射面Ａ１および裏面Ａ２のうちの少なくとも１つの表面に機能層を設けてもよい。機能層としては、例えば、波長選択吸収層、波長選択反射層、防汚層、反射防止層、拡散層、およびハードコート層などからなる群より選ばれる１種以上の層を用いることができる。波長選択吸収層としては、紫外線吸収層（ＵＶカット層）、熱線吸収層（日射遮蔽機能層）が好ましい。波長選択反射層としては、紫外線反射層（ＵＶカット層）、熱線反射層（日射遮蔽機能層）が好ましい。防汚層としては、撥水機能、撥油機能、自己洗浄（self-cleaning）機能を単独または２以上併せ持つものが好ましく、例えば、光触媒層、フッ素樹脂層が挙げられる。機能層として熱線吸収層または熱線反射層を用いることにより、光電変換素子モジュールをエコガラスなどの窓材として適用することもできる。
【０１１２】
また、例えば、収容体の表面に、機能性構造体を設けてもよい。機能性構造体としては、入射光Ｌを拡散するための微細構造体（拡散要素）、入射光Ｌの反射率の低減および／または透過率の向上をするための微細構造体（サブ波長構造体）が挙げられる。
【０１１３】
また、例えば、収容体の内部に機能性材料または機能性構造体を設けるようにしてもよい。例えば、機能性材料として、微粒子を収容体内部に添加してもよい。
【０１１４】
機能性材料または機能性構造体は、例えば、収容体の第１の基材および第２の基材の少なくとも一方の内部に設けることができる。機能性材料としては、例えば、光を拡散するための光拡散性微粒子、収容体の表面に防汚性を付与するためのフッ素樹脂材料、光触媒などが挙げられる。機能性構造体としては、例えば、光を拡散するためのボイド（空洞部）などが挙げられる。
【０１１５】
また、上述の実施形態では、光電変換素子として色素増感型光電変換素子を用いる場合を例として説明したが、光電変換素子はこの例に限定されるものではなく、例えば、アモルファス型光電変換素子、化合物半導体型光電変換素子、薄膜多結晶型光電変換素子を用いるようにしてもよい。
【０１１６】
また、上述の実施形態では、透明基材と対向基材との周縁部間に設けられた間隙部を封止材により封止する構成を例として説明したが、封止材にかえて、間隙部に被覆部を充填し、被覆部により間隙部を封止するようにしてもよい。
【０１１７】
また、上述の実施形態において、収容体の入射面Ａ１側および裏面Ａ２側の少なくとも一方に、１または複数の基材をさらに備えるようにしてもよい。この際、基材と収容体の入射面Ａ１および裏面Ａ２との間を離間させて中空層を形成するようにしてもよい。基材としては、例えば、第１の実施形態における基材と同様のものを用いることができる。
【０１１８】
なお、光電変換素子モジュールに加わった外力が光電変換素子の透明基材および対向基材の両方に直接的に伝わることを防止する観点からは、光電変換素子の透明基材および対向基材のうち、一方のみが、収容体の内側面に固定されていればよい。
【０１１９】
図１１Ａは、光電変換素子の対向基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。図１１Ｂは、光電変換素子の透明基材のみが、固定層により収容体の内側面に固定された構成例を示す断面図である。図１１Ａに示す光電変換素子モジュール７１では、光電変換素子１０１の裏面ａ２と収容体３の第２の内側面Ｓ２との間に固定層７が介在され、複数の光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第２の内側面Ｓ２に固定されている。図１１Ｂに示す光電変換素子モジュール８１では、光電変換素子１０１の入射面ａ１と収容体３の第１の内側面Ｓ１との間に固定層７が介在され、複数の光電変換素子１０１が、固定層７により収容体３の第１の内側面Ｓ１に固定されている。
【０１２０】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、光電変換素子１０１の封止部を開放とし、光電変換素子モジュールに加わった外力が光電変換素子の透明基材および対向基材の両方に直接的に伝わることを防止するようにしてもよい。
【０１２１】
また、例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０１２２】
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１２３】
なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
（１）
第１の基材と、
第２の基材と、
光入射面および封止部を有し、上記第１の基材と上記第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、
上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、
上記封止部を覆う被覆部と
を備え、
上記被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である光電変換素子モジュール。
（２）
上記被覆部は、シリコン系樹脂、変性シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、変性ポリサルファイド系樹脂、テレケリックポリアクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン系樹脂、ポリビニルエーテル、合成ゴムおよび天然ゴムからなる群より選ばれる１種以上を含む（１）記載の光電変換素子モジュール。
（３）
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える（１）または（２）記載の光電変換素子モジュール。
（４）
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方とが密着されている（１）または（２）記載の光電変換素子モジュール。
（５）
上記光入射面とは反対側の主面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える（１）または（２）記載の光電変換素子モジュール。
（６）
上記固定層は、上記光入射面または上記光入射面とは反対側の主面の少なくとも一部に形成される（１）ないし（５）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（７）
上記固定層は、リブ状または柱状に形成される（６）記載の光電変換素子モジュール。
（８）
上記被覆部は、上記固定層の表面から、上記光入射面までの高さをもって形成される（１）ないし（７）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（９）
上記被覆部は、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面から、上記光入射面までの高さをもって形成される（１）ないし（７）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１０）
上記少なくとも１個の光電変換素子は、
透明基材と、
対向基材と、
発電要素部と
を備え、
上記封止部は、上記透明基材と上記対向基材との周縁部間に設けられている（１）ないし（９）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１１）
上記少なくとも１個の光電変換素子は、上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面の周縁部間に設けられた側面を有し、
上記封止部は、上記光入射面の周縁部、上記光入射面とは反対側の主面の周縁部または上記側面に設けられている（１）ないし（１０）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１２）
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた封止材をさらに備える（１）ないし（１１）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１３）
上記第１の基材は、第１のガラス板であり、
上記第２の基材は、第２のガラス板である（１）ないし（１２）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１４）
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた遮蔽材をさらに備える（１２）または（１３）記載の光電変換素子モジュール。
（１５）
上記固定層は、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤からなる群より選ばれる１種以上を含んでいる（１）ないし（１４）のいずれか記載の光電変換素子モジュール。
（１６）
上記エネルギー線硬化型接着剤は、紫外線硬化型接着剤である（１５）記載の光電変換素子モジュール。
（１７）
（１）ないし（１６）のいずれか記載の光電変換素子モジュールを備える建築物。
【実施例】
【０１２４】
サンプル１〜サンプル７の光電変換素子モジュールを作製して加速劣化試験を行い、光電変換素子モジュールにおける、光電変換素子の封止構造の損傷の有無について評価を行った。以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１２５】
＜サンプル１＞
まず、透明電極および多孔質半導体層が形成された透明基材と、対向電極が形成された対向基材と、封止材とによって囲まれた空間に電解質層が封入された光電変換素子を準備した。なお、透明基板および対向基板としては、ガラス板を使用し、封止材としては、紫外線硬化型接着剤を使用した。
【０１２６】
次に、一主面の周縁部に遮蔽材が形成された、ガラス基板からなる基材を準備した。次に、遮蔽材により囲まれた空間に、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートを流し込み、エチレンビニルアセテートを主成分とする接着剤層を形成した。次に、１個の光電変換素子を接着剤層に貼りつけ、接着剤層に硬化処理を施し、エチレンビニルアセテートからなる固定層を形成するとともに、基材の一主面（第２の内側面）に光電変換素子を固定した。
【０１２７】
次に、光電変換素子の側面の封止部が覆われるまで、遮蔽材により囲まれた空間に、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートをさらに流し込んだ。次に、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートに硬化処理を施し、エチレンビニルアセテートからなる被覆部を形成した。
【０１２８】
次に、光電変換素子が固定された基材と、他のガラス基板とを、これらの周縁部に設けられた封止材を介して貼り合わせた。以上の工程により、サンプル１の光電変換素子モジュールを得た。
【０１２９】
＜サンプル２＞
固定層を形成せず、エチレンビニルアセテートからなる被覆部により、基材の一主面に光電変換素子を固定したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル２の光電変換素子モジュールを得た。すなわち、サンプル２では、遮蔽材により囲まれた空間に、１個の光電変換素子を配置した上で、光電変換素子の側面の封止部が覆われるまで、液状または溶融状態にあるエチレンビニルアセテートを流し込み、硬化処理を施すことにより、被覆部を形成した。
【０１３０】
＜サンプル３＞
エチレンビニルアセテートにかえて、固定層および被覆部の形成にエポキシ樹脂を使用したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル３の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３１】
＜サンプル４＞
エチレンビニルアセテートにかえて、被覆部の形成にエポキシ樹脂を使用したこと以外はサンプル２の場合と同様にして、サンプル４の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３２】
＜サンプル５＞
エチレンビニルアセテートにかえて、被覆部の形成にアクリル樹脂を使用したこと以外はサンプル２の場合と同様にして、サンプル５の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３３】
＜サンプル６＞
エチレンビニルアセテートにかえて、固定層の形成にアクリル樹脂を使用し、被覆部の形成にシリコンゲルを使用したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル６の光電変換素子モジュールを得た。
【０１３４】
＜サンプル７＞
被覆部を形成せず、アクリル樹脂からなる固定層により、基材の一主面に光電変換素子を固定したこと以外はサンプル１の場合と同様にして、サンプル７の光電変換素子モジュールを得た。すなわち、サンプル７では、遮蔽材により囲まれた空間に、液状または溶融状態にあるアクリル樹脂を流し込み、アクリル樹脂を主成分とする接着剤層を形成した。次に、１個の光電変換素子を接着剤層に貼りつけ、接着剤層に硬化処理を施し、アクリル樹脂からなる固定層を形成するとともに、基材の一主面（第２の内側面）に光電変換素子を固定した。
【０１３５】
次に、サンプル１およびサンプル２の光電変換素子モジュールを３０分程度、１４０℃の温度条件下にさらした。また、サンプル３〜サンプル７の光電変換素子モジュールを１００時間程度、温度８５℃、湿度８５％の環境下にさらした。
【０１３６】
下記の表１に、サンプル１〜サンプル７に関する、光電変換素子の封止構造の損傷の有無についての評価結果を示す。なお、表１中の評価結果欄における「○」印および「×」印は、以下の評価内容を示す。
○：光電変換素子から電解質の漏出が観察されなかった。
×：光電変換素子から電解質の漏出が観察された。
【０１３７】
【表１】
【０１３８】
表１より以下のことがわかった。
【０１３９】
サンプル１〜サンプル５の評価結果から、光電変換素子の封止部を強固に補強してしまうと、光電変換素子モジュールが高温高湿下におかれた場合に、光電変換素子の封止構造が損傷することがわかった。これは、光電変換素子の封止部を強固に補強すると、樹脂材料の吸湿や熱膨張による応力を被覆部が吸収しきれず、光電変換素子の封止部に力が集中してしまうためと推測される。一方、サンプル６の評価結果から、被覆部の材料として、低ヤング率のシリコンゲルを使用した場合には、光電変換素子の封止構造の損傷は確認されなかった。すなわち、被覆部の材料として、低ヤング率の材料を使用することにより、光電変換素子の封止部への力の集中を回避できることがわかった。これは、樹脂材料の吸湿や熱膨張による応力を被覆部が緩衝したためと推測される。なお、サンプル７の評価結果から、光電変換素子の封止部を開放しておくことによっても、光電変換素子の封止部への力の集中を回避できることもわかった。
【０１４０】
以上説明したように、本技術によれば、色素増感型太陽電池の封止構造の損傷が抑制された光電変換素子モジュールおよび建築物を提供することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１、１１、２１、３１、４１、５１、６１ 光電変換素子モジュール
３ 収容体
５ 被覆部
７ 固定層
１０ 中空層
１３ 第１の基材
１５ 第２の基材
１７ 封止材
１９ 遮蔽材
２３ 透明基材
２５ 対向基材
２７ 封止材
９１ ビルディング
９３ 住宅
９５ 雨除け
１０１ 光電変換素子
１０１ｅ 封止部
１０９ 配線
ＩＳ 収容空間
Ａ１、ａ１ 入射面
Ａ２、ａ２ 裏面
Ｓ１ 第１の内側面
Ｓ２ 第２の内側面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基材と、
第２の基材と、
光入射面および封止部を有し、上記第１の基材と上記第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、
上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、
上記封止部を覆う被覆部と
を備え、
上記被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である光電変換素子モジュール。
【請求項２】
上記固定層は、上記光入射面または上記光入射面とは反対側の主面の少なくとも一部に形成される請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項３】
上記固定層は、リブ状または柱状に形成される請求項２記載の光電変換素子モジュール。
【請求項４】
上記被覆部は、上記固定層の表面から、上記光入射面までの高さをもって形成される請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項５】
上記被覆部は、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面から、上記光入射面までの高さをもって形成される請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項６】
上記被覆部は、シリコン系樹脂、変性シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、変性ポリサルファイド系樹脂、テレケリックポリアクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン系樹脂、ポリビニルエーテル、合成ゴムおよび天然ゴムからなる群より選ばれる１種以上を含む請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項７】
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項８】
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方とが密着されている請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項９】
上記光入射面とは反対側の主面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１０】
上記少なくとも１個の光電変換素子は、
透明基材と、
対向基材と、
発電要素部と
を備え、
上記封止部は、上記透明基材と上記対向基材との周縁部間に設けられている請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１１】
上記少なくとも１個の光電変換素子は、上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面の周縁部間に設けられた側面を有し、
上記封止部は、上記光入射面の周縁部、上記光入射面とは反対側の主面の周縁部または上記側面に設けられている請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１２】
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた封止材をさらに備える請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１３】
上記第１の基材は、第１のガラス板であり、
上記第２の基材は、第２のガラス板である請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１４】
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた遮蔽材をさらに備える請求項１２記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１５】
上記固定層は、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤からなる群より選ばれる１種以上を含んでいる請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１６】
上記エネルギー線硬化型接着剤は、紫外線硬化型接着剤である請求項１５記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれか記載の光電変換素子モジュールを備える建築物。
【請求項１】
第１の基材と、
第２の基材と、
光入射面および封止部を有し、上記第１の基材と上記第２の基材との間に配置される少なくとも１個の光電変換素子と、
上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面のうちの一方の面と、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面とを固定する固定層と、
上記封止部を覆う被覆部と
を備え、
上記被覆部のヤング率は、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である光電変換素子モジュール。
【請求項２】
上記固定層は、上記光入射面または上記光入射面とは反対側の主面の少なくとも一部に形成される請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項３】
上記固定層は、リブ状または柱状に形成される請求項２記載の光電変換素子モジュール。
【請求項４】
上記被覆部は、上記固定層の表面から、上記光入射面までの高さをもって形成される請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項５】
上記被覆部は、上記第１の基材の一主面および上記第２の基材の一主面のうち、上記一方の面と対向する一主面から、上記光入射面までの高さをもって形成される請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項６】
上記被覆部は、シリコン系樹脂、変性シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、変性ポリサルファイド系樹脂、テレケリックポリアクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン系樹脂、ポリビニルエーテル、合成ゴムおよび天然ゴムからなる群より選ばれる１種以上を含む請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項７】
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項８】
上記光入射面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方とが密着されている請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項９】
上記光入射面とは反対側の主面と、上記第１の基材および上記第２の基材のうちの一方との間に中空層をさらに備える請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１０】
上記少なくとも１個の光電変換素子は、
透明基材と、
対向基材と、
発電要素部と
を備え、
上記封止部は、上記透明基材と上記対向基材との周縁部間に設けられている請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１１】
上記少なくとも１個の光電変換素子は、上記光入射面および上記光入射面とは反対側の主面の周縁部間に設けられた側面を有し、
上記封止部は、上記光入射面の周縁部、上記光入射面とは反対側の主面の周縁部または上記側面に設けられている請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１２】
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた封止材をさらに備える請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１３】
上記第１の基材は、第１のガラス板であり、
上記第２の基材は、第２のガラス板である請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１４】
上記第１の基材および上記第２の基材の周縁部間に設けられた遮蔽材をさらに備える請求項１２記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１５】
上記固定層は、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤、およびエネルギー線硬化型接着剤からなる群より選ばれる１種以上を含んでいる請求項１記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１６】
上記エネルギー線硬化型接着剤は、紫外線硬化型接着剤である請求項１５記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれか記載の光電変換素子モジュールを備える建築物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２６０３０（Ｐ２０１３−２６０３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９７９３（Ｐ２０１１−１５９７９３）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【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２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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