光電変換素子
【課題】袋状のシート体に作用極及び対極を収容した光電変換素子において、作用極及び対極から延在する端子と袋状シート体との間の接着性を向上させる。
【解決手段】作用極１１と電気的に接続された金属からなる端子１、及び対極１５と電気的に接続された金属からなる端子１５ａとが袋状のシート体２の内部から外部へ延在する部分において、端子を挟んで袋状のシート体を封止する部位が、端子から外方に向かって、端子に接して、熱融着性樹脂からなる層４と、金属膜又は酸化膜３と、シート体とを順に重ねてなる封止構造を有する光電変換素子を提供する。
【解決手段】作用極１１と電気的に接続された金属からなる端子１、及び対極１５と電気的に接続された金属からなる端子１５ａとが袋状のシート体２の内部から外部へ延在する部分において、端子を挟んで袋状のシート体を封止する部位が、端子から外方に向かって、端子に接して、熱融着性樹脂からなる層４と、金属膜又は酸化膜３と、シート体とを順に重ねてなる封止構造を有する光電変換素子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池等に用いる光電変換素子に係り、特に、作用極と対極とが電解液とともに袋状のシート体に封入されてなる光電変換素子において、電解液の漏出を防止する集電用端子の封止構造を有する光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子デバイスに対しては、軽さ、薄さ、柔軟性などが求められており、これらの要求を満たし、かつ、これら電子デバイスの性能劣化を防止するために、樹脂製の外装体を用いたキャパシタや太陽電池の開発が盛んに行われている。樹脂製の外装体を用いた電子デバイスにおいても、外装体の内部から外部へ集電用端子を延在させることが多いが、外装体を密封する必要がある場合等、樹脂製の外装体と集電用端子とを接着させる必要がある。集電用端子を樹脂製の外装体を接着する際に、これらの接着性を向上させるための技術として、特許文献１〜３に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１には、金属との接着性が良好な樹脂材料を集電用端子の表面に設けることによって、集電用端子と樹脂製の外装体との接着性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２には、外装体として樹脂フィルムを用いた場合の封止方法として、熱可塑性の合成樹脂フィルムなどで集電用端子を被覆する方法が開示されている。特許文献３には、集電用端子と樹脂フィルムとの間に、樹脂被膜を配置する方法が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献４には、ラミネートフィルムを用いて封止を行う際、集電用端子とラミネートフィルムとの接着性を向上させることを目的とした金属接着性樹脂層に加えて、ラミネートフィルムの金属層と集電用端子との短絡防止を目的として、耐熱性樹脂層を設け、２種類の樹脂を用いて封止する技術が開示されている。
その他、特許文献５には、集電用端子の封止方法として、アルミニウム電極表面の酸化膜を剥離させてから水和被膜を形成する処理を行い、極性基を有するアイオノマー樹脂との接着を向上させて熱融着防止する方法が開示されている。
【０００５】
以上、列挙したように、電子デバイスの外装体として樹脂製のフィルムを使用する場合、金属製である集電用端子と樹脂製のフィルムとを接着をする際は、熱可塑性の合成樹脂フィルムなどの熱融着性樹脂を集電用端子とフィルムとの間に介在させることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−００４５０６号公報
【特許文献２】特開平１１−０８７１９５号公報
【特許文献３】特開平１１−１２１０４３号公報
【特許文献４】特開２００７−２４２５４８号公報
【特許文献５】特開２００１−２５６９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、太陽電池などの光電変換デバイスは、光をデバイス内部へ取り込まなくてはならいため、透明性の高い樹脂フィルムを外装に用いる必要があり、金属膜を挟み込んだラミネートフィルムを使用することができない。
透明性が高く、耐久性に優れた樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂などがある。これらの樹脂は、極性基を持たない非極性樹脂であるため、金属との融着性が低く、金属製の集電用端子を直接封止できない。よって、上記従来技術において用いられた手法を用いて、金属やガラスに対して接着性のある熱融着性樹脂などを、樹脂フィルムと集電用端子との間に介在させる必要がある。
【０００８】
一般に、金属やガラスに対して接着性が優れる熱融着性樹脂には、極性基を有する樹脂や極性基を導入した変性樹脂（極性樹脂）がある。しかしながら、このような金属やガラスに対して接着性が優れる樹脂は、極性基を持たないＰＥＴ樹脂やＰＥＮ樹脂などに対しては接着性が乏しい。
つまり、非極性のＰＥＴ樹脂を外装体に用いる必要がある太陽電池のような電子デバイスでは、先述の極性基を有する樹脂を介在させて金属製の集電用端子を封止しても、端子封止部において内容物の浸透や外部からの異物の進入を防ぐことが難しい。
【０００９】
図１１は、袋状にしたラミネートフィルム１０２内に、電子デバイス１１１を封入し、集電用端子１０１を外装体の外に延在させた従来の構造の断面図である。ラミネートフィルム１０２と集電用端子１０１との間には、熱融着性樹脂４が介在しており、この熱融着性樹脂４によって、ラミネートフィルム１０２と集電用端子１０１とを接着している。
しかし、この構成において、符号１０２のフィルムをＰＥＴ樹脂からなるフィルムとした場合、ＰＥＴ樹脂からなるフィルム１０２と熱融着性樹脂４との間の接着性が低くなる。これは上記したように、ＰＥＴ樹脂が極性基を有さない非極性樹脂であるため、熱融着性樹脂との接着性が低いからである。特に、色素増感太陽電池のように、外装体の内部に電解液１９を封入する場合、電解液がない場合と比較して、強度が１０分の１以下になることがわかった。
【００１０】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、透明性の高い樹脂フィルムを外装体として用いる電子デバイスの集電用端子の封止構造において、より強度の高い封止をなし得る封止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る光電変換素子は、作用極と対極とが電解液とともに袋状のシート体に封入されてなる光電変換素子であって、前記作用極と電気的に接続された金属からなる端子、及び前記対極と電気的に接続された金属からなる端子とが前記袋状のシート体の内部から外部へ延在する部分において、前記端子を挟んで前記袋状のシート体を封止する部位が、前記端子から外方に向かって、前記端子に接して、熱融着性樹脂からなる層と、金属膜又は酸化膜と、前記シート体とを順に重ねてなる封止構造を有することを特徴とする。
本発明の請求項２に係る光電変換素子は、請求項１に記載の光電変換素子において、前記シート体が、ポリエステル樹脂であることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る光電変換素子は、請求項１又は２に記載の光電変換素子において、前記熱融着性樹脂が、極性基を有する樹脂、又は極性基を導入した変性樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光電変換素子は、金属からなる端子が袋状のシート体の内部から外部へ延在する部分において、端子を挟んで袋状のシート体を封止する部位が、端子から外方に向かって、端子に接して、熱融着性樹脂からなる層と、金属膜又は酸化膜と、シート体とを順に重ねてなる構造とした。この構造は、シート体がＰＥＴ樹脂やＰＥＮ樹脂などの非極性樹脂であっても、シート体と端子との間に介在する層と膜のそれぞれの界面において極性が合う構造であるため、シート体と端子との接着性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る光電変換素子の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う本発明の封止構造の概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るシート体に金属膜層および熱融着性樹脂層の形成方法を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る集電用端子を熱融着性樹脂で被覆する方法を示す概略図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図９】本発明に係る光電変換素子の別の実施形態を示す平面図である。
【図１０】図１０のＣ−Ｃ線に沿う概略断面図である。
【図１１】従来の封止構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光電変換素子の外観を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、本発明の実施の形態の詳細を示している。
図１及び図２に示すように、本発明の光電変換素子１０は、作用極１１と、対極１５と、これらの間に配置されたセパレータ１８とを２枚のシート体２を袋状にしたものに収容した構成となっている。シート体２は封入した作用極等よりやや大きい矩形をなしており、その四辺において接着され、作用極１１、対極１５、及びセパレータ１８等を封入している。
【００１５】
作用極１１は、基板１２と、対極１５と対向する面に形成された増感色素を担持させた多孔質酸化物半導体層１４から構成されている。基板１２としては光透過性の板材が用いられ、基板１２の多孔質酸化物半導体層１４と接する面には導電性を持たせるために透明導電膜１３が配置されている。
対極１５は板状の導電性基板１６と作用極１１と対向する面に形成された触媒膜１７とから構成されている。触媒膜１７は、導電性基板１６に触媒の機能を持たせるために、Ｐｔより形成されている。
袋状のシート体２内部では、多孔質酸化物半導体層１４と触媒膜１７とが対向するように作用極１１と対極１５とが配置され、これらの間にセパレータ１８が挿入されている。
【００１６】
作用極１１を構成する基板１２としては、光透過性の素材からなる基板が用いられ、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホンなど、通常、太陽電池の透明基板として用いられるものであればいかなるものもでも用いることができる。基板１２は、これらの中から電解液１９への耐性などを考慮して適宜選択されるが、用途上、できる限り光透過性に優れる基板が好ましい。
【００１７】
透明導電膜１３は、基板１２に導電性を付与するための金属、炭素、導電性金属酸化物などからなる薄膜である。透明導電膜１３として金属薄膜や炭素薄膜を形成する場合、基板１２の透明性を著しく損なわない構造とする。透明導電膜１３を形成する導電性金属酸化物としては、例えば、インジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素ドープの酸化スズなどが用いられる。
【００１８】
多孔質酸化物半導体層１４は、透明導電膜１３の上に設けられており、その表面には増感色素が担持されている。多孔質酸化物半導体層１４を形成する半導体としては特に限定されず、通常、太陽電池用の多孔質半導体を形成するのに用いられるものであればいかなるものでも用いることができる。このような半導体としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などを用いることができる。
多孔質酸化物半導体層１４を形成する方法としては、例えば、ゾルゲル法からの膜形成、微粒子の泳動電着、発泡剤による多孔質化、ポリマービーズなどとの混合物塗布後における余剰成分の除去などの方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
増感色素としては、例えば、Ｎ７１９、Ｎ３、ブラックダイなどのルテニウム錯体、ポルフィリン、フタロシアニン等の含金属錯体をはじめ、エオシン、ローダミン、メロシアニン等の有機色素などを適用することができ、これらの中から用途、使用半導体に適した励起挙動をとるものを適宜選択すれば良い。
【００２０】
電解液１９としては、ヨウ素、ヨウ化物イオン、ターシャリーブチルピリジンなどの電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリルなどの有機溶媒やイオン液体に溶解されてなるものが用いられる。
【００２１】
対極１５を構成する導電性基板１６は、導電性を有する板状をなし、本実施形態においてはＴｉ板から構成されるが、導電性を有し、電解液１９への耐性を有するものであればこれに限定されることはない。
触媒膜１７は、導電性基板１６に触媒の機能を持たせるために形成された白金などの金属、炭素などからなる薄膜である。触媒膜１７としては、例えば炭素や白金などの層を、蒸着、スパッタ、塩化白金酸塗布後に熱処理を行ったものが好適に用いられるが、電極として機能するものであれば特に限定されるものではない。
【００２２】
作用極１１と対極１５との間には、作用極１１と対極１５との短絡を防止するために、非導電性の材料からなるセパレータ１８が挿入されている。セパレータ１８の材質は、ポリエチレンなどのポリオレフィンであるが、電解液に耐え、作用極１１と対極１５とを絶縁可能であれば、これらに限定はされない。
【００２３】
さらに、作用極１１、対極１５、およびセパレータ１８は、ＰＥＴ樹脂で形成されたシート体２に挟まれる構成となっており、シート体２の四辺は熱圧着（ヒートシール）によって圧着されている。これにより袋状のシート体２の内部に電解質１９を封止している。
シート体２としては、ＰＥＴ樹脂に限ることはなく、透明性を有した樹脂であれば適宜使用可能であるが、前記ＰＥＴ樹脂及びＰＥＮ樹脂を含むポリエステル樹脂であることが好ましい。
【００２４】
集電のため、作用極１１と電気的に接続された端子１、及び対極１５用の端子１５ａが、封止部Ｓから袋状のシート体２外部へ延在している。端子１はＴｉ箔により形成されているが、導電性を有し、電解液１９への耐性を有するものであればこれに限定されることはない。対極１５用の端子１５ａは、対極１５を構成する導電性基板１６の一部分からなるものである。
【００２５】
次に、封止部について説明する。
封止部Ｓにおいては、作用極１１と接続されている端子１、及び対極１５の端子１５ａがシート体２によって挟まれている。端子１，１５ａの一部分であって、封止部Ｓを構成する部分（図２及び図３において符号Ｓで示す）には、熱融着性樹脂４が貼り付けられており、熱融着性樹脂からなる層を形成している。一方、シート体２の一部分であって、封止部Ｓを構成する部分、つまり端子１，１５ａと接触する面には、金属膜３が形成されている。
よって、封止部Ｓは、端子１，１５ａから、離れる方向に順に、端子１，１５ａ、熱融着性樹脂からなるフィルム４、金属膜３、シート体２が重ねられた構成となっている。
【００２６】
熱融着性樹脂４としては、極性基を有する樹脂や、極性基を導入した変性樹脂のフィルム、例えば、ＥＭＡＡやアイオノマーなどの分子鎖中に極性基を有するエチレン系共重合体や、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンの酸変性物などを使用することができる。具体的には、ハイミラン、ニュクレル（三井デュポンポリケミカル社製）、バイネル（デュポン社製）、アドテックス（日本ポリエチレン社製）、プリマコール（ダウケミカル社製）などが挙げられる。
金属膜３を構成する金属としてはＴｉが好ましいが、組成としては、集電用端子を構成する金属と同一の組成か、または電解液に対する耐食性が同程度の金属であることが好ましい。また、金属膜３の厚さは２０ｎｍ程度が好ましい。
【００２７】
なお、シート体２に形成される膜としては、金属膜のみならず、ガラス（酸化ケイ素）膜であってもよい。ガラス膜としては、緻密なもの、不純物を含まないものが、好ましいが、電解液に対する耐食性を有し、熱融着性樹脂との接着性に優れるものであればこれに限ることはない。
また、シート体２に形成される膜は、酸化金属膜であってもよい。酸化金属膜としては、酸化アルミニウム、酸化チタンなどを採用することができる。なお、前記ガラス膜（酸化ケイ素膜）及び酸化金属膜は、酸化物を含む膜であることから、酸化膜と定義することができる。
【００２８】
シート体２における端子１，１５ａに面する側の封止部Ｓに金属膜３を形成したことによって、熱融着性樹脂からなる層４とシート体２との接着性が向上する。熱融着性樹脂からなる層４と集電用端子１との接着性は元来高いことから、結果的に、封止部における集電用端子１とシート体２の接着性が向上し、電解液１９などの漏出の少ない封止構造となる。
【００２９】
次に、図３を参照して、封止部Ｓの形成方法について説明する。
（１）端子１，１５ａに、熱融着性樹脂からなるフィルム４を貼り付ける。ここで、熱融着性樹脂からなるフィルム４の幅（図３の左右方向）は、端子１，１５ａの幅よりも僅かに広くする。
（２）シート体２の封止部Ｓを構成する部分に、金属膜３を形成する。金属膜３は、スパッタリング法を用いて形成する。
シート体２を真空中に設置し、７×１０−３Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気下で、１分間エッチング（逆スパッタリング）を行い、シート体表面の洗浄を行い、その後、同じ雰囲気下でＴｉを３分間スパッタリングし、２０ｎｍ相当の被膜を形成させる。金属膜３の幅（図３の左右方向）は、熱融着性樹脂４の幅の１．５倍程度とする。
（３）ヒートシーラーを用いて、上下方向より熱融着封止をすることによって、本願の封止構造が完成する（図３（ｂ））。
【００３０】
なお、シート体２に形成する金属膜３の代替として、ガラス膜、酸化金属膜などの酸化膜を蒸着してもよい。蒸着方法としては、抵抗加熱、又は電子線加熱による真空蒸着法が好ましい。
また、スパッタリング、またはイオンプレーティングによる蒸着方法によっても、同様の結果を得ることができる。
【００３１】
このように、ＰＥＴ樹脂からなるシート体２に金属膜３を形成する構造としたことにより、シート体２と熱融着性樹脂からなるフィルム４との接着性が向上した。また、ピール強度は８Ｎ／ｃｍとなり、シート体２に金属膜３を形成しない構成（ピール強度０．２Ｎ／ｃｍ）と比較して強度が向上した。なお、ピール試験を行った際、剥離は、端子１，１５ａと熱融着性樹脂からなるフィルム４との間で発生した。
実際にＰＥＴ樹脂からなるシート体を使用して、色素増感太陽電池を作製しても、電解液の漏れがなくなったことを確認することができた。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、図４を参照して、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成の断面構成を有する封止構造であるが、第１の実施の形態と比較して、製造方法が異なる。以下、その製造方法について説明する。
第２の実施の形態は、端子１，１５ａの周囲に、ＰＥＴ樹脂の被膜２ａを形成することにより、ＰＥＴ樹脂からなる外装シート体２との熱融着性を高めた製造方法である。
【００３３】
以下、第２の実施の形態に係る封止構造の製造方法について説明する。
（１）シート体として用いたＰＥＴ樹脂などの非極性樹脂と同じ組成のシート体２ａを別に用意し、シート体２ａの表面に金属膜３ａを形成する（図４（ａ））。
（２）端子１，１５ａと上記シート体２ａとの間に、熱融着性樹脂からなるフィルム４ａを挟んで、ヒートシーラーを用いて熱融着被覆を行う（図４（ｂ））。これにより、外装フィルムとしてのシート体２と同じ組成のシート体２ａで被覆された集電用端子１ａが完成する。
（３）端子１，１５ａをシート体２の間に挟んで（図４（ｃ））、シートシーラーを用いて熱融着封止を行った（図４（ｄ））。
【００３４】
上記の構成は、同じ組成のシート体同士の熱融着性が優れているため、封止の信頼性が向上する結果となった。また、ピール強度は８Ｎ／ｃｍとなり、シート体２に金属膜３を形成しない構成（０．２Ｎ／ｃｍ）と比較して強度がアップした。なお、ピール試験を行った際、剥離は、集電用端子１と熱融着性樹脂からなるフィルム４との間で発生した。
実際にＰＥＴ樹脂からなるシート体を使用して、色素増感太陽電池を作製しても、電解液の漏れがなくなったことを確認することができた。
【００３５】
（第３の実施の形態）
次に、図５、図６、及び図７を参照して、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成の断面構成を有する封止構造であるが、第１の実施の形態と比較して、製造方法が異なる。以下、その製造方法について説明する。
第３の実施の形態は、端子１，１５ａ、および外装シート体２に対して、それぞれ、熱融着性樹脂の層を設け、これらの層同士を熱融着させる製造方法である。
【００３６】
以下、第３の実施の形態に係る封止構造の製造方法について説明する。
（１）シート体として用いたＰＥＴ樹脂などの非極性樹脂と同じ組成のシート体片２ｂを別に用意し、シート体片２ｂの表面に金属膜３ｂを形成する（図５（ａ））
（２）シート体２と、上記シート体片２ｂとが向かい合うように、シート体２と上記シート体片２ｂとをヒートシーラーを用いて熱融着させる。さらに、上記シート体片２ｂと同じ寸法にカットした熱融着性樹脂からなるフィルム４ｂを、シート体片２ｂに形成された金属膜３ｂ上にヒートシーラーを用いて熱融着し、熱融着性樹脂外装シート体２Ｂを作製した。
（３）端子１，１５ａを、熱融着性樹脂からなるフィルム４ｃで挟み（図６（ａ））、ヒートシーラーを用いて、端子１，１５ａを熱融着性樹脂からなるフィルム４ｃで被覆した端子１ｃを作製した（図６（ｂ））。
（４）（２）で作製した熱融着性樹脂外装シート体２Ｂと、（３）で作製した端子１ｃとを位置合わせし（図７（ａ））、集電用端子１ｃの上下面とシート体２Ｂの熱融着性樹脂面とが合わさるように重ねる（図７（ｂ））。最後に、ヒートシーラーでこれらを熱融着して一体とする。
【００３７】
上記の構成は、熱融着性樹脂と同じ組成のフィルムで端子１，１５ａを被覆し、外装シート体２に対しても、同じ熱融着性樹脂からなる部位を設ける構成とした。同じ組成の熱融着性樹脂同士は熱融着性が優れているため、封止の信頼性が向上した。また、ピール強度は８Ｎ／ｃｍとなり、シート体２に金属膜３を形成しない構成（０．２Ｎ／ｃｍ）と比較して強度がアップした。なお、ピール試験を行った際、剥離は、集電用端子１と熱融着性樹脂からなるフィルム４ｃとの間で発生した。
実際にＰＥＴ樹脂からなるシート体を使用して、色素増感太陽電池を作製しても、電解液の漏れがなくなったことを確認することができた。
【００３８】
（第４の実施の形態）
矩形形状のシート体２の四辺に金属膜３ｄを形成し、この金属膜３ｄに対応する形状の熱融着性樹脂からなるフィルム４ｄを作製し、端子１，１５ａをヒートシールする構成である。第１の実施の形態が、金属膜を端子１，１５ａに当接する部位にのみ形成したことに対し、金属膜３ｄはシート体２の外形に沿って形成されている。スパッタリングによって金属膜を形成する方法などは、第１の実施の形態と同様である。
図８に図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。図８（ａ）は、熱融着前の概略図であり、図８（ｂ）は、熱融着後の概略図である。
図８（ａ）に示すように、金属膜３ｄは、端子１，１５ａの当接する部位のみならず、シート体２の辺に沿って形成されている。熱融着性樹脂からなるフィルム４ｄは、この金属膜３ｄに対応した形状となっている。
【００３９】
上記のような構成を採用することによって、端子１，１５ａがどのような位置にあっても確実な封止を実現することができる。
【００４０】
また、本発明は、メッシュ状（テキスタイル状）の作用極を採用した光電変換素子１０ａ（図９参照）に採用することも可能である。メッシュ状の作用極とすることによって、よりフレキシブル性の高い光電変換素子の製造が可能となる。
図９は光電変換素子１０ａの平面図であり、図１０は図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
この光電変換素子は、導電性を有する線状の基材２０ａ、２０ｂが網状に編みこまれることでメッシュ状の作用極２０を形成している。作用極２０、対極２１、及びセパレータ１８ａと重ねられた状態で、２枚のシート体２ａを袋状にしたものに電解液１９とともに封入されている。
【００４１】
作用極２０を構成する基材２０ａ、又は２０ｂのうち少なくとも１本と接続された端子１ａ、及び対極２１の一部からなる端子２１ａは、袋状のシート体２ａの外に延在している。これら端子１ａ，２１ａの封止部分Ｒには、熱融着性樹脂４が貼り付けられており熱融着性樹脂からなる層を形成している。一方シート体２ａにおける端子１ａ、２１ａに面する側の封止領域Ｒには、金属膜３が形成されている。
この形態においても、金属膜３の代替として、ガラス膜、酸化金属膜などの酸化膜を用いることができるのは言うまでもない。
また、第２実施形態〜第４実施形態の封止形態を採用することも勿論可能である。
【００４２】
なお、ＰＥＴ樹脂に金属膜、またはガラス膜、酸化金属膜などの酸化膜を蒸着する代わりに、シリカ膜がコーティングされているＰＥＴ樹脂フィルム（例えばテックバリア（登録商標）、三菱樹脂製）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…端子、２…シート体、３…金属膜、４…熱融着性樹脂からなる層、１０…光電変換素子、１１…作用極、１２…基板、１３…透明導電膜、１４…多孔質酸化物半導体層、１５…対極、１６…導電性基板、１７…触媒膜、１８…セパレータ、１９…電解液。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池等に用いる光電変換素子に係り、特に、作用極と対極とが電解液とともに袋状のシート体に封入されてなる光電変換素子において、電解液の漏出を防止する集電用端子の封止構造を有する光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子デバイスに対しては、軽さ、薄さ、柔軟性などが求められており、これらの要求を満たし、かつ、これら電子デバイスの性能劣化を防止するために、樹脂製の外装体を用いたキャパシタや太陽電池の開発が盛んに行われている。樹脂製の外装体を用いた電子デバイスにおいても、外装体の内部から外部へ集電用端子を延在させることが多いが、外装体を密封する必要がある場合等、樹脂製の外装体と集電用端子とを接着させる必要がある。集電用端子を樹脂製の外装体を接着する際に、これらの接着性を向上させるための技術として、特許文献１〜３に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１には、金属との接着性が良好な樹脂材料を集電用端子の表面に設けることによって、集電用端子と樹脂製の外装体との接着性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２には、外装体として樹脂フィルムを用いた場合の封止方法として、熱可塑性の合成樹脂フィルムなどで集電用端子を被覆する方法が開示されている。特許文献３には、集電用端子と樹脂フィルムとの間に、樹脂被膜を配置する方法が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献４には、ラミネートフィルムを用いて封止を行う際、集電用端子とラミネートフィルムとの接着性を向上させることを目的とした金属接着性樹脂層に加えて、ラミネートフィルムの金属層と集電用端子との短絡防止を目的として、耐熱性樹脂層を設け、２種類の樹脂を用いて封止する技術が開示されている。
その他、特許文献５には、集電用端子の封止方法として、アルミニウム電極表面の酸化膜を剥離させてから水和被膜を形成する処理を行い、極性基を有するアイオノマー樹脂との接着を向上させて熱融着防止する方法が開示されている。
【０００５】
以上、列挙したように、電子デバイスの外装体として樹脂製のフィルムを使用する場合、金属製である集電用端子と樹脂製のフィルムとを接着をする際は、熱可塑性の合成樹脂フィルムなどの熱融着性樹脂を集電用端子とフィルムとの間に介在させることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−００４５０６号公報
【特許文献２】特開平１１−０８７１９５号公報
【特許文献３】特開平１１−１２１０４３号公報
【特許文献４】特開２００７−２４２５４８号公報
【特許文献５】特開２００１−２５６９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、太陽電池などの光電変換デバイスは、光をデバイス内部へ取り込まなくてはならいため、透明性の高い樹脂フィルムを外装に用いる必要があり、金属膜を挟み込んだラミネートフィルムを使用することができない。
透明性が高く、耐久性に優れた樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂などがある。これらの樹脂は、極性基を持たない非極性樹脂であるため、金属との融着性が低く、金属製の集電用端子を直接封止できない。よって、上記従来技術において用いられた手法を用いて、金属やガラスに対して接着性のある熱融着性樹脂などを、樹脂フィルムと集電用端子との間に介在させる必要がある。
【０００８】
一般に、金属やガラスに対して接着性が優れる熱融着性樹脂には、極性基を有する樹脂や極性基を導入した変性樹脂（極性樹脂）がある。しかしながら、このような金属やガラスに対して接着性が優れる樹脂は、極性基を持たないＰＥＴ樹脂やＰＥＮ樹脂などに対しては接着性が乏しい。
つまり、非極性のＰＥＴ樹脂を外装体に用いる必要がある太陽電池のような電子デバイスでは、先述の極性基を有する樹脂を介在させて金属製の集電用端子を封止しても、端子封止部において内容物の浸透や外部からの異物の進入を防ぐことが難しい。
【０００９】
図１１は、袋状にしたラミネートフィルム１０２内に、電子デバイス１１１を封入し、集電用端子１０１を外装体の外に延在させた従来の構造の断面図である。ラミネートフィルム１０２と集電用端子１０１との間には、熱融着性樹脂４が介在しており、この熱融着性樹脂４によって、ラミネートフィルム１０２と集電用端子１０１とを接着している。
しかし、この構成において、符号１０２のフィルムをＰＥＴ樹脂からなるフィルムとした場合、ＰＥＴ樹脂からなるフィルム１０２と熱融着性樹脂４との間の接着性が低くなる。これは上記したように、ＰＥＴ樹脂が極性基を有さない非極性樹脂であるため、熱融着性樹脂との接着性が低いからである。特に、色素増感太陽電池のように、外装体の内部に電解液１９を封入する場合、電解液がない場合と比較して、強度が１０分の１以下になることがわかった。
【００１０】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、透明性の高い樹脂フィルムを外装体として用いる電子デバイスの集電用端子の封止構造において、より強度の高い封止をなし得る封止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る光電変換素子は、作用極と対極とが電解液とともに袋状のシート体に封入されてなる光電変換素子であって、前記作用極と電気的に接続された金属からなる端子、及び前記対極と電気的に接続された金属からなる端子とが前記袋状のシート体の内部から外部へ延在する部分において、前記端子を挟んで前記袋状のシート体を封止する部位が、前記端子から外方に向かって、前記端子に接して、熱融着性樹脂からなる層と、金属膜又は酸化膜と、前記シート体とを順に重ねてなる封止構造を有することを特徴とする。
本発明の請求項２に係る光電変換素子は、請求項１に記載の光電変換素子において、前記シート体が、ポリエステル樹脂であることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る光電変換素子は、請求項１又は２に記載の光電変換素子において、前記熱融着性樹脂が、極性基を有する樹脂、又は極性基を導入した変性樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光電変換素子は、金属からなる端子が袋状のシート体の内部から外部へ延在する部分において、端子を挟んで袋状のシート体を封止する部位が、端子から外方に向かって、端子に接して、熱融着性樹脂からなる層と、金属膜又は酸化膜と、シート体とを順に重ねてなる構造とした。この構造は、シート体がＰＥＴ樹脂やＰＥＮ樹脂などの非極性樹脂であっても、シート体と端子との間に介在する層と膜のそれぞれの界面において極性が合う構造であるため、シート体と端子との接着性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る光電変換素子の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う本発明の封止構造の概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るシート体に金属膜層および熱融着性樹脂層の形成方法を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る集電用端子を熱融着性樹脂で被覆する方法を示す概略図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す概略図である。
【図９】本発明に係る光電変換素子の別の実施形態を示す平面図である。
【図１０】図１０のＣ−Ｃ線に沿う概略断面図である。
【図１１】従来の封止構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光電変換素子の外観を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、本発明の実施の形態の詳細を示している。
図１及び図２に示すように、本発明の光電変換素子１０は、作用極１１と、対極１５と、これらの間に配置されたセパレータ１８とを２枚のシート体２を袋状にしたものに収容した構成となっている。シート体２は封入した作用極等よりやや大きい矩形をなしており、その四辺において接着され、作用極１１、対極１５、及びセパレータ１８等を封入している。
【００１５】
作用極１１は、基板１２と、対極１５と対向する面に形成された増感色素を担持させた多孔質酸化物半導体層１４から構成されている。基板１２としては光透過性の板材が用いられ、基板１２の多孔質酸化物半導体層１４と接する面には導電性を持たせるために透明導電膜１３が配置されている。
対極１５は板状の導電性基板１６と作用極１１と対向する面に形成された触媒膜１７とから構成されている。触媒膜１７は、導電性基板１６に触媒の機能を持たせるために、Ｐｔより形成されている。
袋状のシート体２内部では、多孔質酸化物半導体層１４と触媒膜１７とが対向するように作用極１１と対極１５とが配置され、これらの間にセパレータ１８が挿入されている。
【００１６】
作用極１１を構成する基板１２としては、光透過性の素材からなる基板が用いられ、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホンなど、通常、太陽電池の透明基板として用いられるものであればいかなるものもでも用いることができる。基板１２は、これらの中から電解液１９への耐性などを考慮して適宜選択されるが、用途上、できる限り光透過性に優れる基板が好ましい。
【００１７】
透明導電膜１３は、基板１２に導電性を付与するための金属、炭素、導電性金属酸化物などからなる薄膜である。透明導電膜１３として金属薄膜や炭素薄膜を形成する場合、基板１２の透明性を著しく損なわない構造とする。透明導電膜１３を形成する導電性金属酸化物としては、例えば、インジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素ドープの酸化スズなどが用いられる。
【００１８】
多孔質酸化物半導体層１４は、透明導電膜１３の上に設けられており、その表面には増感色素が担持されている。多孔質酸化物半導体層１４を形成する半導体としては特に限定されず、通常、太陽電池用の多孔質半導体を形成するのに用いられるものであればいかなるものでも用いることができる。このような半導体としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などを用いることができる。
多孔質酸化物半導体層１４を形成する方法としては、例えば、ゾルゲル法からの膜形成、微粒子の泳動電着、発泡剤による多孔質化、ポリマービーズなどとの混合物塗布後における余剰成分の除去などの方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
増感色素としては、例えば、Ｎ７１９、Ｎ３、ブラックダイなどのルテニウム錯体、ポルフィリン、フタロシアニン等の含金属錯体をはじめ、エオシン、ローダミン、メロシアニン等の有機色素などを適用することができ、これらの中から用途、使用半導体に適した励起挙動をとるものを適宜選択すれば良い。
【００２０】
電解液１９としては、ヨウ素、ヨウ化物イオン、ターシャリーブチルピリジンなどの電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリルなどの有機溶媒やイオン液体に溶解されてなるものが用いられる。
【００２１】
対極１５を構成する導電性基板１６は、導電性を有する板状をなし、本実施形態においてはＴｉ板から構成されるが、導電性を有し、電解液１９への耐性を有するものであればこれに限定されることはない。
触媒膜１７は、導電性基板１６に触媒の機能を持たせるために形成された白金などの金属、炭素などからなる薄膜である。触媒膜１７としては、例えば炭素や白金などの層を、蒸着、スパッタ、塩化白金酸塗布後に熱処理を行ったものが好適に用いられるが、電極として機能するものであれば特に限定されるものではない。
【００２２】
作用極１１と対極１５との間には、作用極１１と対極１５との短絡を防止するために、非導電性の材料からなるセパレータ１８が挿入されている。セパレータ１８の材質は、ポリエチレンなどのポリオレフィンであるが、電解液に耐え、作用極１１と対極１５とを絶縁可能であれば、これらに限定はされない。
【００２３】
さらに、作用極１１、対極１５、およびセパレータ１８は、ＰＥＴ樹脂で形成されたシート体２に挟まれる構成となっており、シート体２の四辺は熱圧着（ヒートシール）によって圧着されている。これにより袋状のシート体２の内部に電解質１９を封止している。
シート体２としては、ＰＥＴ樹脂に限ることはなく、透明性を有した樹脂であれば適宜使用可能であるが、前記ＰＥＴ樹脂及びＰＥＮ樹脂を含むポリエステル樹脂であることが好ましい。
【００２４】
集電のため、作用極１１と電気的に接続された端子１、及び対極１５用の端子１５ａが、封止部Ｓから袋状のシート体２外部へ延在している。端子１はＴｉ箔により形成されているが、導電性を有し、電解液１９への耐性を有するものであればこれに限定されることはない。対極１５用の端子１５ａは、対極１５を構成する導電性基板１６の一部分からなるものである。
【００２５】
次に、封止部について説明する。
封止部Ｓにおいては、作用極１１と接続されている端子１、及び対極１５の端子１５ａがシート体２によって挟まれている。端子１，１５ａの一部分であって、封止部Ｓを構成する部分（図２及び図３において符号Ｓで示す）には、熱融着性樹脂４が貼り付けられており、熱融着性樹脂からなる層を形成している。一方、シート体２の一部分であって、封止部Ｓを構成する部分、つまり端子１，１５ａと接触する面には、金属膜３が形成されている。
よって、封止部Ｓは、端子１，１５ａから、離れる方向に順に、端子１，１５ａ、熱融着性樹脂からなるフィルム４、金属膜３、シート体２が重ねられた構成となっている。
【００２６】
熱融着性樹脂４としては、極性基を有する樹脂や、極性基を導入した変性樹脂のフィルム、例えば、ＥＭＡＡやアイオノマーなどの分子鎖中に極性基を有するエチレン系共重合体や、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンの酸変性物などを使用することができる。具体的には、ハイミラン、ニュクレル（三井デュポンポリケミカル社製）、バイネル（デュポン社製）、アドテックス（日本ポリエチレン社製）、プリマコール（ダウケミカル社製）などが挙げられる。
金属膜３を構成する金属としてはＴｉが好ましいが、組成としては、集電用端子を構成する金属と同一の組成か、または電解液に対する耐食性が同程度の金属であることが好ましい。また、金属膜３の厚さは２０ｎｍ程度が好ましい。
【００２７】
なお、シート体２に形成される膜としては、金属膜のみならず、ガラス（酸化ケイ素）膜であってもよい。ガラス膜としては、緻密なもの、不純物を含まないものが、好ましいが、電解液に対する耐食性を有し、熱融着性樹脂との接着性に優れるものであればこれに限ることはない。
また、シート体２に形成される膜は、酸化金属膜であってもよい。酸化金属膜としては、酸化アルミニウム、酸化チタンなどを採用することができる。なお、前記ガラス膜（酸化ケイ素膜）及び酸化金属膜は、酸化物を含む膜であることから、酸化膜と定義することができる。
【００２８】
シート体２における端子１，１５ａに面する側の封止部Ｓに金属膜３を形成したことによって、熱融着性樹脂からなる層４とシート体２との接着性が向上する。熱融着性樹脂からなる層４と集電用端子１との接着性は元来高いことから、結果的に、封止部における集電用端子１とシート体２の接着性が向上し、電解液１９などの漏出の少ない封止構造となる。
【００２９】
次に、図３を参照して、封止部Ｓの形成方法について説明する。
（１）端子１，１５ａに、熱融着性樹脂からなるフィルム４を貼り付ける。ここで、熱融着性樹脂からなるフィルム４の幅（図３の左右方向）は、端子１，１５ａの幅よりも僅かに広くする。
（２）シート体２の封止部Ｓを構成する部分に、金属膜３を形成する。金属膜３は、スパッタリング法を用いて形成する。
シート体２を真空中に設置し、７×１０−３Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気下で、１分間エッチング（逆スパッタリング）を行い、シート体表面の洗浄を行い、その後、同じ雰囲気下でＴｉを３分間スパッタリングし、２０ｎｍ相当の被膜を形成させる。金属膜３の幅（図３の左右方向）は、熱融着性樹脂４の幅の１．５倍程度とする。
（３）ヒートシーラーを用いて、上下方向より熱融着封止をすることによって、本願の封止構造が完成する（図３（ｂ））。
【００３０】
なお、シート体２に形成する金属膜３の代替として、ガラス膜、酸化金属膜などの酸化膜を蒸着してもよい。蒸着方法としては、抵抗加熱、又は電子線加熱による真空蒸着法が好ましい。
また、スパッタリング、またはイオンプレーティングによる蒸着方法によっても、同様の結果を得ることができる。
【００３１】
このように、ＰＥＴ樹脂からなるシート体２に金属膜３を形成する構造としたことにより、シート体２と熱融着性樹脂からなるフィルム４との接着性が向上した。また、ピール強度は８Ｎ／ｃｍとなり、シート体２に金属膜３を形成しない構成（ピール強度０．２Ｎ／ｃｍ）と比較して強度が向上した。なお、ピール試験を行った際、剥離は、端子１，１５ａと熱融着性樹脂からなるフィルム４との間で発生した。
実際にＰＥＴ樹脂からなるシート体を使用して、色素増感太陽電池を作製しても、電解液の漏れがなくなったことを確認することができた。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、図４を参照して、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成の断面構成を有する封止構造であるが、第１の実施の形態と比較して、製造方法が異なる。以下、その製造方法について説明する。
第２の実施の形態は、端子１，１５ａの周囲に、ＰＥＴ樹脂の被膜２ａを形成することにより、ＰＥＴ樹脂からなる外装シート体２との熱融着性を高めた製造方法である。
【００３３】
以下、第２の実施の形態に係る封止構造の製造方法について説明する。
（１）シート体として用いたＰＥＴ樹脂などの非極性樹脂と同じ組成のシート体２ａを別に用意し、シート体２ａの表面に金属膜３ａを形成する（図４（ａ））。
（２）端子１，１５ａと上記シート体２ａとの間に、熱融着性樹脂からなるフィルム４ａを挟んで、ヒートシーラーを用いて熱融着被覆を行う（図４（ｂ））。これにより、外装フィルムとしてのシート体２と同じ組成のシート体２ａで被覆された集電用端子１ａが完成する。
（３）端子１，１５ａをシート体２の間に挟んで（図４（ｃ））、シートシーラーを用いて熱融着封止を行った（図４（ｄ））。
【００３４】
上記の構成は、同じ組成のシート体同士の熱融着性が優れているため、封止の信頼性が向上する結果となった。また、ピール強度は８Ｎ／ｃｍとなり、シート体２に金属膜３を形成しない構成（０．２Ｎ／ｃｍ）と比較して強度がアップした。なお、ピール試験を行った際、剥離は、集電用端子１と熱融着性樹脂からなるフィルム４との間で発生した。
実際にＰＥＴ樹脂からなるシート体を使用して、色素増感太陽電池を作製しても、電解液の漏れがなくなったことを確認することができた。
【００３５】
（第３の実施の形態）
次に、図５、図６、及び図７を参照して、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成の断面構成を有する封止構造であるが、第１の実施の形態と比較して、製造方法が異なる。以下、その製造方法について説明する。
第３の実施の形態は、端子１，１５ａ、および外装シート体２に対して、それぞれ、熱融着性樹脂の層を設け、これらの層同士を熱融着させる製造方法である。
【００３６】
以下、第３の実施の形態に係る封止構造の製造方法について説明する。
（１）シート体として用いたＰＥＴ樹脂などの非極性樹脂と同じ組成のシート体片２ｂを別に用意し、シート体片２ｂの表面に金属膜３ｂを形成する（図５（ａ））
（２）シート体２と、上記シート体片２ｂとが向かい合うように、シート体２と上記シート体片２ｂとをヒートシーラーを用いて熱融着させる。さらに、上記シート体片２ｂと同じ寸法にカットした熱融着性樹脂からなるフィルム４ｂを、シート体片２ｂに形成された金属膜３ｂ上にヒートシーラーを用いて熱融着し、熱融着性樹脂外装シート体２Ｂを作製した。
（３）端子１，１５ａを、熱融着性樹脂からなるフィルム４ｃで挟み（図６（ａ））、ヒートシーラーを用いて、端子１，１５ａを熱融着性樹脂からなるフィルム４ｃで被覆した端子１ｃを作製した（図６（ｂ））。
（４）（２）で作製した熱融着性樹脂外装シート体２Ｂと、（３）で作製した端子１ｃとを位置合わせし（図７（ａ））、集電用端子１ｃの上下面とシート体２Ｂの熱融着性樹脂面とが合わさるように重ねる（図７（ｂ））。最後に、ヒートシーラーでこれらを熱融着して一体とする。
【００３７】
上記の構成は、熱融着性樹脂と同じ組成のフィルムで端子１，１５ａを被覆し、外装シート体２に対しても、同じ熱融着性樹脂からなる部位を設ける構成とした。同じ組成の熱融着性樹脂同士は熱融着性が優れているため、封止の信頼性が向上した。また、ピール強度は８Ｎ／ｃｍとなり、シート体２に金属膜３を形成しない構成（０．２Ｎ／ｃｍ）と比較して強度がアップした。なお、ピール試験を行った際、剥離は、集電用端子１と熱融着性樹脂からなるフィルム４ｃとの間で発生した。
実際にＰＥＴ樹脂からなるシート体を使用して、色素増感太陽電池を作製しても、電解液の漏れがなくなったことを確認することができた。
【００３８】
（第４の実施の形態）
矩形形状のシート体２の四辺に金属膜３ｄを形成し、この金属膜３ｄに対応する形状の熱融着性樹脂からなるフィルム４ｄを作製し、端子１，１５ａをヒートシールする構成である。第１の実施の形態が、金属膜を端子１，１５ａに当接する部位にのみ形成したことに対し、金属膜３ｄはシート体２の外形に沿って形成されている。スパッタリングによって金属膜を形成する方法などは、第１の実施の形態と同様である。
図８に図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。図８（ａ）は、熱融着前の概略図であり、図８（ｂ）は、熱融着後の概略図である。
図８（ａ）に示すように、金属膜３ｄは、端子１，１５ａの当接する部位のみならず、シート体２の辺に沿って形成されている。熱融着性樹脂からなるフィルム４ｄは、この金属膜３ｄに対応した形状となっている。
【００３９】
上記のような構成を採用することによって、端子１，１５ａがどのような位置にあっても確実な封止を実現することができる。
【００４０】
また、本発明は、メッシュ状（テキスタイル状）の作用極を採用した光電変換素子１０ａ（図９参照）に採用することも可能である。メッシュ状の作用極とすることによって、よりフレキシブル性の高い光電変換素子の製造が可能となる。
図９は光電変換素子１０ａの平面図であり、図１０は図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
この光電変換素子は、導電性を有する線状の基材２０ａ、２０ｂが網状に編みこまれることでメッシュ状の作用極２０を形成している。作用極２０、対極２１、及びセパレータ１８ａと重ねられた状態で、２枚のシート体２ａを袋状にしたものに電解液１９とともに封入されている。
【００４１】
作用極２０を構成する基材２０ａ、又は２０ｂのうち少なくとも１本と接続された端子１ａ、及び対極２１の一部からなる端子２１ａは、袋状のシート体２ａの外に延在している。これら端子１ａ，２１ａの封止部分Ｒには、熱融着性樹脂４が貼り付けられており熱融着性樹脂からなる層を形成している。一方シート体２ａにおける端子１ａ、２１ａに面する側の封止領域Ｒには、金属膜３が形成されている。
この形態においても、金属膜３の代替として、ガラス膜、酸化金属膜などの酸化膜を用いることができるのは言うまでもない。
また、第２実施形態〜第４実施形態の封止形態を採用することも勿論可能である。
【００４２】
なお、ＰＥＴ樹脂に金属膜、またはガラス膜、酸化金属膜などの酸化膜を蒸着する代わりに、シリカ膜がコーティングされているＰＥＴ樹脂フィルム（例えばテックバリア（登録商標）、三菱樹脂製）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…端子、２…シート体、３…金属膜、４…熱融着性樹脂からなる層、１０…光電変換素子、１１…作用極、１２…基板、１３…透明導電膜、１４…多孔質酸化物半導体層、１５…対極、１６…導電性基板、１７…触媒膜、１８…セパレータ、１９…電解液。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用極と対極とが電解液とともに袋状のシート体に封入されてなる光電変換素子であって、
前記作用極と電気的に接続された金属からなる端子、及び前記対極と電気的に接続された金属からなる端子とが前記袋状のシート体の内部から外部へ延在する部分において、前記端子を挟んで前記袋状のシート体を封止する部位が、前記端子から外方に向かって、前記端子に接して、熱融着性樹脂からなる層と、金属膜又は酸化膜と、前記シート体とを順に重ねてなる封止構造を有することを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
前記シート体は、ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記熱融着性樹脂は、極性基を有する樹脂、又は極性基を導入した変性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換素子。
【請求項１】
作用極と対極とが電解液とともに袋状のシート体に封入されてなる光電変換素子であって、
前記作用極と電気的に接続された金属からなる端子、及び前記対極と電気的に接続された金属からなる端子とが前記袋状のシート体の内部から外部へ延在する部分において、前記端子を挟んで前記袋状のシート体を封止する部位が、前記端子から外方に向かって、前記端子に接して、熱融着性樹脂からなる層と、金属膜又は酸化膜と、前記シート体とを順に重ねてなる封止構造を有することを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
前記シート体は、ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記熱融着性樹脂は、極性基を有する樹脂、又は極性基を導入した変性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換素子。
【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２０１１−７６７２７（Ｐ２０１１−７６７２７Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２３７６７（Ｐ２００９−２２３７６７）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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