色素増感太陽電池
【課題】高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保できる色素増感太陽電池を提供すること。
【解決手段】互いに対向する一対の電極１，２と、一対の電極１，２を連結する封止部４と、一対の電極１，２と封止部４とによって形成されるセル空間Ｓに充填される電解質３とを備えており、封止部４が、樹脂を含む樹脂封止部４Ａを有し、樹脂封止部４Ａが、電解質３から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部１４ａを有し、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃに沿って、一対の電極１，２のうち傾斜面１４ｃに対向する電極２に接触する色素増感太陽電池１００。
【解決手段】互いに対向する一対の電極１，２と、一対の電極１，２を連結する封止部４と、一対の電極１，２と封止部４とによって形成されるセル空間Ｓに充填される電解質３とを備えており、封止部４が、樹脂を含む樹脂封止部４Ａを有し、樹脂封止部４Ａが、電解質３から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部１４ａを有し、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃに沿って、一対の電極１，２のうち傾斜面１４ｃに対向する電極２に接触する色素増感太陽電池１００。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子として、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感太陽電池が注目されており、色素増感太陽電池に関して種々の開発が行われている。
【０００３】
色素増感太陽電池は一般に、多孔質酸化物半導体層を有する作用極と、対極と、作用極の多孔質酸化物半導体層に担持される光増感色素と、作用極と対極とを連結する封止部と、作用極、対極及び封止部によって包囲される空間（以下、「セル空間」と呼ぶ）に配置される電解質とを備えている。
【０００４】
このような色素増感太陽電池においては、封止部は樹脂で構成されることが多く、その封止部の厚さは一般には一定とされている（例えば下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５３１８０号公報
【特許文献２】特開２００６−４８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献１に記載の色素増感太陽電池は、高温環境下で使用される場合、耐久性の点で未だ改善の余地があった。
【０００７】
即ち、色素増感太陽電池は、高温環境下で使用されると、電解質が揮発し、セル空間の圧力が上昇する。このとき、特許文献１記載の色素増感太陽電池において、封止部の厚さが大きいと、電解質が通過する通過断面積が大きくなるため、封止部を通して電解質が漏洩する可能性が高まる。
【０００８】
一方、封止部において電解質の通過断面積を小さくするためには、封止部の厚さを小さくすればよい。しかし、この場合、封止部全体の厚さが小さくなるため、作用極及び対極に対する封止部の接着力が弱くなる。このため、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の圧力が上昇すると、作用極または対極と封止部との間で剥離が起こり、電解質が漏洩する可能性がある。
【０００９】
従って、電解質の漏洩を十分に抑制でき、十分な耐久性を確保することができる色素増感太陽電池が望まれていた。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保できる色素増感太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は上記課題を解決するため、樹脂を含む樹脂封止部の厚さに着目して鋭意検討を重ねた。ここで、上記課題を解決するには、樹脂封止部の厚さを厚すぎず薄すぎない値に調整することも考えられるが、それでも十分な耐久性を確保できなかった。そこで、本発明者は、樹脂封止部の厚さを一定にするのではなく、樹脂封止部において電解質からの位置によって厚さを変えることにより上記課題を解決し得るのではないかと考えた。そして、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により上記課題を効果的に解決し得ることを見出した。
【００１２】
即ち本発明は、互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極を連結する封止部と、前記一対の電極と前記封止部とによって囲まれるセル空間に充填される電解質とを備えており、前記封止部が、樹脂を含む樹脂封止部を有し、前記樹脂封止部が、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触することを特徴とする色素増感太陽電池である。
【００１３】
この色素増感太陽電池によれば、樹脂封止部が、電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有し、厚さ増大部の傾斜面に沿って、一対の電極のうち傾斜面に対向する電極に接触している。このため、厚さ増大部の電解質側で厚さを十分に小さくして電解質の通過断面積を小さくすることが可能となる。その結果、電解質の漏洩を抑制することができる。一方、厚さ増大部では電解質から離れるにつれて厚さが増大しているため、厚さ増大部により電極に対する樹脂封止部の接着力が十分に強化される。従って、本発明の色素増感太陽電池が高温環境下で使用されセル空間の圧力が上昇して厚さ増大部と電極との界面に過大な応力が加わっても、電極からの樹脂封止部の剥離を十分に抑制することができ、電解質の漏洩を十分に抑制することができる。よって、本発明の色素増感太陽電池によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。
【００１４】
なお、前記厚さ増大部は、樹脂封止部中の少なくとも一部にあればよい。即ち、樹脂封止部は、厚さ増大部よりも電解質側に厚さが一定で且つ電解質に接触する部分や、電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部を有していてもよい。換言すれば、厚さ増大部は樹脂封止部内のいかなる位置にあってもよい。この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。これは以下の理由によるものである。すなわち、樹脂封止部が厚さ増大部を有してさえいれば、厚さ増大部により、厚さ増大部の電解質側で厚さが十分に小さくされ、電解質に対する樹脂封止部の露出面積をより小さくすることができ、電解質の漏洩を十分に抑制することができる。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、電解質の漏洩を十分に抑制することができる。一方、厚さ増大部では電解質から離れるにつれて厚さが増大している。即ち、電解質とは反対側（電解質が届きにくい側）に厚さが大きい部分がある。別言すると、電解質の影響が小さい位置で厚さを確保することができる。このため、厚さ増大部により電極に対する樹脂封止部の接着力が十分に強化される。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、電極に対する樹脂封止部の接着力の低下を十分に抑制することができる。
【００１５】
また上記色素増感太陽電池においては、前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部を更に有し、前記厚さ減少部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触することが好ましい。
【００１６】
この場合、厚さ減少部のうち、電解質から最も離れた位置で厚さが十分に小さくなる。即ち厚さ減少部のうち、電解質から最も離れた位置で、外部から侵入する酸素や水分の通過断面積を狭めることができる。このため、外部からの酸素や水分の侵入を十分に抑制することができる。
【００１７】
ここで、前記樹脂封止部が、前記厚さ減少部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を更に有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触することが好ましい。
【００１８】
この色素増感太陽電池によれば、厚さ減少部に対して前記電解質と反対側に設けられる厚さ増大部により、電極に対する樹脂封止部の接着力がさらに強化される。
【００１９】
上記色素増感太陽電池において、前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部をそれぞれ複数有し、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部が、前記電解質から離れる方向に向かって交互に配列され、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部のうち前記厚さ増大部が前記樹脂封止部において最も前記電解質に近い位置に設けられていることが好ましい。
【００２０】
この場合、封止部が複数の厚さ増大部と複数の厚さ減少部とを有することになるため、より十分な耐久性を確保できる。また色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇することにより、樹脂封止部に対してその内周面から外周面に向かう方向の応力が加わっても、複数の厚さ増大部と複数の厚さ減少部によって、その方向への樹脂封止部の動きをより十分に規制することができる。また、電解質に最も近い位置で、電解質の漏洩断面積を小さくすることが可能となり、電解質の外部への漏洩を効果的に抑制することができる。
【００２１】
上記色素増感太陽電池においては、前記厚さ増大部が前記電解質に接触していることが好ましい。
【００２２】
この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇する際、最も大きな応力が加えられ封止部が最も剥離しやすい箇所が、電解質に接触する位置であり、その位置に厚さ増大部が設けられる。このため、電極に対する樹脂封止部の十分な接着力が確保され、電極からの樹脂封止部の剥離をより効果的に抑制することができる。また、厚さ増大部が前記電解質に接触しているため、電解質に対する樹脂封止部の露出面積をより小さくすることが可能となり、電解質の漏洩断面積を小さくすることが可能となる。従って、電解質の漏洩をより十分に抑制できる。
【００２３】
上記色素増感太陽電池では、前記厚さ増大部と前記電極との接触面と、前記厚さ減少部と前記電極との接触面とにより、前記電解質から離れる方向に交差するように延びる溝が形成されていることが好ましい。
【００２４】
この色素増感太陽電池では、厚さ増大部と電極との接触面、厚さ減少部と電極との接触面とにより溝が形成されている。即ち厚さ増大部および厚さ減少部は一体となって溝に食い込んでいる。このため、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇することにより、樹脂封止部に対して、その内周面から外周面に向かう方向の応力が加わっても、その方向への樹脂封止部の動きを十分に規制することができる。さらに電極に溝が形成されることにより、セル空間から電極と樹脂封止部との界面を通って外部に向かう電解質、外部から侵入してセル空間に向かう酸素や水分の通過経路をより長くすることができる。また電解質や外部からの水分が溝を通過する際、電解質又は外部からの酸素や水分の一部が溝に入り込み、溝に沿って進みやすくなる。その結果、樹脂封止部からセル空間への酸素や水分の侵入、樹脂封止部から外部への電解質の漏洩が十分に抑制される。また、温度変化に伴い、夕方から夜間にかけてなどのように温度が低下するような環境下では、セル空間の内圧が下降することにより、樹脂封止部に対して、その外周面から内周面に向かう方向の応力が加わる。この場合にも、外周面から内周面に向かう方向への樹脂封止部の動きを十分に規制することができる。
【００２５】
上記色素増感太陽電池では、前記樹脂封止部の最大厚さが１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
この場合、樹脂封止部の最大厚さが１０μｍ以上になることで、樹脂封止部の厚さが十分に確保され、電極に対する樹脂封止部の接着力が十分に確保される。このため、電解質の漏洩を効果的に抑制することができる。
【００２７】
前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極が可撓性を有することが好ましい。
【００２８】
この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇しても、一対の電極のうち少なくとも一方の電極は撓むことが可能である。このため、樹脂封止部と、可撓性を有する電極との界面にかかる応力を十分に緩和することができる。
【００２９】
上記色素増感太陽電池では、例えば前記一対の電極のうち一方の電極が、導電性基板と、前記導電性基板上に設けられる多孔質酸化物半導体層とを有し、前記導電性基板の前記多孔質酸化物半導体層側の表面が平坦面であり、前記厚さ増大部と前記一対の電極のうち他方の電極との接触面が前記平坦面に対して傾斜していてもよい。
【００３０】
上記色素増感太陽電池は、前記封止部に対して前記電解質と反対側に、前記封止部と前記一対の電極との境界を少なくとも覆う被覆部を更に備え、前記被覆部が樹脂を含むことが好ましい。
【００３１】
この場合、電解質の漏洩又は外部からの電解質への酸素や水分の侵入が、封止部のみならず被覆部によっても抑制されることになる。特に、封止部と一方の電極との界面、封止部と他方の電極との界面での漏洩又は外部から電解質への酸素や水分の侵入が被覆部によって効果的に抑制される。
【００３２】
また本発明は、互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極を連結する封止部と、前記一対の電極と前記封止部とによって囲まれるセル空間に充填される電解質とを備えており、前記封止部が、樹脂を含む樹脂封止部を有し、前記樹脂封止部が、前記一対の電極の少なくとも一方の電極に接触し且つ前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有することを特徴とする色素増感太陽電池であってもよい。
【００３３】
なお、本発明において、電極について「可撓性を有する」とは、２０℃の環境下で５０ｍｍ×２００ｍｍのシート状電極の長辺側の両縁部（それぞれ幅５ｍｍ）を張力１Ｎで水平に固定し、電極の中央に２０ｇ重の荷重をかけた際の電極の撓みの最大変形率が２０％を超えるものを言うものとする。ここで、最大変形率とは、下記式：
最大変形率（％）＝１００×（最大変位量／シート状電極の厚さ）
に基づいて算出される値を言う。従って、例えば厚さ０．０４ｍｍのシート状電極が上記のようにして荷重をかけることにより撓み、最大変位量が０．０１ｍｍとなった場合、最大変形率は２５％となり、このシート状電極は「可撓性を有する」こととなる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保できる色素増感太陽電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の色素増感太陽電池の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２の厚さ増大部を示す部分拡大図である。
【図４】図２の厚さ減少部を示す部分拡大図である。
【図５】図１の作用極を示す断面図である。
【図６】図１の対極を示す断面図である。
【図７】図５の作用極を示す平面図である。
【図８】図１の色素増感太陽電池の製造工程における無機封止部形成工程を示す断面図である。
【図９】図６の対極を示す平面図である。
【図１０】図１の色素増感太陽電池の製造工程における樹脂封止部形成工程を示す断面図である。
【図１１】図１の色素増感太陽電池の製造工程における電解質配置工程を示す断面図である。
【図１２】図１の色素増感太陽電池の製造工程における重合せ工程を示す断面図である。
【図１３】図１の色素増感太陽電池の製造工程における封止部形成工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の色素増感太陽電池の第２実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図１５】本発明の色素増感太陽電池の第３実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図１６】本発明の色素増感太陽電池の第４実施形態を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
＜第１実施形態＞
まず本発明に係る色素増感太陽電池の第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は、本発明に係る色素増感太陽電池の第１実施形態を示す断面図、図２は、図１の部分拡大断面図、図３は、図２の厚さ増大部を示す部分拡大図、図４は、図２の厚さ減少部を示す部分拡大図である。
【００３８】
図１及び図２に示すように、色素増感太陽電池１００は、作用極１と、作用極１に対向するように配置される対極２とを備えている。作用極１と対極２とは封止部４によって連結されている。そして、作用極１と対極２と封止部４とによって包囲されるセル空間Ｓ内には電解質３が充填されている。
【００３９】
作用極１は、透明基板６と、透明基板６の対極２側に設けられる透明導電膜７と、透明導電膜７の上に設けられる多孔質酸化物半導体層８とを備えている。ここで、封止部４は、透明導電膜７の表面１ａに接着されている。なお、透明導電膜７の表面１ａは、透明導電膜７を構成する材料の結晶の大きさ程度の凹凸（概ね１μｍ程度）を有していてもよいが、そのような凹凸を有していなくてもよい。以下、結晶の大きさ程度以上の凹凸を有していない表面１ａについては平坦面として記述する。
【００４０】
また作用極１のうちの多孔質酸化物半導体層８には光増感色素が担持されている。なお、色素増感太陽電池１００においては、透明基板６と透明導電膜７とにより導電性基板が構成されている。
【００４１】
対極２は、対極基板と、対極基板のうち作用極１側に設けられて対極２の表面における還元反応を促進する導電性の触媒膜とを備えており、可撓性を有している。
【００４２】
封止部４は、対極２に接着される樹脂封止部４Ａと、樹脂封止部４Ａと作用極１とを連結する無機封止部４Ｂとから構成されている。樹脂封止部４Ａは、対極２の第２環状部位Ｃ２で対極２に接着され、無機封止部４Ｂは、作用極１の第１環状部位Ｃ１に接着されている。無機封止部４Ｂは、透明導電膜７上に固定される集電配線１１と、集電配線１１を覆って保護する配線保護層１２とを備えている。
【００４３】
樹脂封止部４Ａは、電解質３から離れるにつれて厚さが増大する複数（例えば４つ）の環状の厚さ増大部１４ａと、複数の厚さ増大部１４ａの各々に対して電解質３と反対側に設けられ、電解質３から離れるにつれて厚さが減少する複数（例えば４つ）の環状の厚さ減少部１４ｂとを有している。即ち、樹脂封止部４Ａは、その最も外側に厚さ減少部１４ｂを有し、その最も内側に電解質３と接触するように厚さ増大部１４ａを有している。なお、厚さ増大部１４ａ及び厚さ減少部１４ｂは図２〜図４において二点鎖線で示されるものである。
【００４４】
厚さ増大部１４ａの厚さは、図３に示すように、電解質３側でＨＡ０となっており、ＨＡ０が厚さ増大部１４ａの最小厚さである。そして、厚さ増大部１４ａの厚さは、電解質３から離れるにつれて増加し、電解質３から最も離れた位置でＨＡ１となっている。このＨＡ１は厚さ増大部１４ａの最大の厚さとなる。
【００４５】
一方、厚さ減少部１４ｂの厚さは、図４に示すように、電解質３側でＨＡ１となっており、ＨＡ１が厚さ減少部１４ｂの最大厚さである。そして、厚さ減少部１４ｂの厚さは、電解質３から離れるにつれて減少し、電解質３から最も離れた位置でＨＡ０となっている。このＨＡ０は厚さ減少部１４ｂの最小の厚さとなる。
【００４６】
複数の環状の厚さ増大部１４ａおよび複数の環状の厚さ減少部１４ｂはそれぞれ、封止部４に沿って連続状に形成されており、電解質３から離れる方向に向かって交互に配列されている。ここで、樹脂封止部４Ａのうち最も内側にあるのが厚さ増大部１４ａであり、最も外側にあるのが厚さ減少部１４ｂであり、最も内側にある厚さ増大部１４ａは電解質３と接触している。
【００４７】
色素増感太陽電池１００では、厚さ増大部１４ａは、電解質３からの距離の増加に比例するように厚さが増大している。即ち厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃは平坦面となっている。そして、樹脂封止部４Ａは、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃに沿って対極２の厚さ増大部対向接触面２ａに接触している。このため、厚さ増大部対向接触面２ａも平坦面となっている。厚さ減少部１４ｂは、電解質３からの距離の増加に比例するように厚さが減少している。即ち厚さ減少部１４ｂの傾斜面１４ｄは平坦面となっている。そして、樹脂封止部４Ａは、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｄに沿って対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂに接触している。このため、厚さ減少部対向接触面２ｂも平坦面となっている。
【００４８】
厚さ増大部１４ａ及び厚さ減少部１４ｂの厚さが上記のように変化しており、樹脂封止部４Ａは、複数の厚さ増大部１４ａ及び複数の厚さ減少部１４ｂを有する。このため、樹脂封止部４Ａの対極２側の表面においては、複数の環状突起部が電解質３から離れる方向に向かって配列され、各環状突起部は、電解質３から離れる方向に交差するように形成されることになる。このため、対極２の第２環状部位Ｃ２は、複数の突起部に対して相補的な形状を有している。即ち、対極２の第２環状部位Ｃ２には、複数の環状溝１５が電解質３から離れる方向に向かって配列され、各環状溝１５は、電解質３から離れる方向に交差するように形成されている。言い換えると、各環状溝１５は、対極２の第２環状部位Ｃ２において、環状の厚さ増大部１４ａに沿って延びている。
【００４９】
なお、厚さ増大部１４a、厚さ減少部１４ｂは、それらの厚さの増減のみを規定する。従って、厚さ増大部１４a、厚さ減少部１４ｂがそれぞれ複数存在する場合には、複数の厚さ増大部１４a同士、及び厚さ減少部１４ｂ同士の形状は必ずしも同一である必要はない。
【００５０】
ここで、環状溝１５は、厚さ増大部１４ａに対向して接触する対極２の厚さ増大部対向接触面２ａと、厚さ減少部１４ｂに対向して接触する対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂとによって形成されている。厚さ増大部対向接触面２ａは、作用極１の平坦な表面１ａに対して、電解質３から離れるにつれて樹脂封止部４Ａの厚さを増大させるように傾斜している。厚さ減少部対向接触面２ｂは、作用極１の平坦な表面１ａに対して、樹脂封止部４Ａの厚さを減少させるように傾斜している。
【００５１】
上述した色素増感太陽電池１００によれば、樹脂封止部４Ａが、電解質３から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部１４ａを有し、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃに沿って、傾斜面１４ｃに対向する対極２に接触している。このため、厚さ増大部１４ａはその電解質３側で厚さを十分に小さくして電解質３の通過断面積を小さくすることが可能となる。その結果、電解質３の漏洩を抑制することができる。また色素増感太陽電池１００では、封止部４が、樹脂封止部４Ａと、樹脂封止部４Ａよりも高い封止能を有する無機封止部４Ｂとで構成されているため、封止部４において無機封止部４Ｂが樹脂封止部に置換される場合に比べて、電解質３の漏洩をより十分に抑制することができる。一方、厚さ増大部１４ａは電解質３から離れるにつれて厚さが増大しているため、厚さ増大部１４ａにより対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力が強化される。従って、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されセル空間Ｓの圧力が上昇して厚さ増大部１４ａと対極２との界面に過大な応力が加わっても、対極２からの樹脂封止部４Ａの剥離を十分に抑制することができ、電解質３の漏洩を十分に抑制することができる。よって、色素増感太陽電池１００によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。
【００５２】
特に、色素増感太陽電池１００では、樹脂封止部４Ａの最も内側に厚さ増大部１４ａが設けられ、この厚さ増大部１４ａが電解質３に接触している。即ち、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されてセル空間Ｓの内圧が上昇する際、最も大きな応力が加えられ樹脂封止部４Ａが最も剥離しやすい箇所が、電解質３に接触する位置であり、この位置に厚さ増大部１４ａが設けられる。このため、対極２に対する樹脂封止部４Ａの十分な接着力が確保され、厚さ増大部１４ａが電解質３に接触していない場合と比べて、対極２からの樹脂封止部４Ａの剥離をより効果的に抑制することができる。また、厚さ増大部１４ａが電解質３に接触しているため、電解質３に対する樹脂封止部４Ａの露出面積をより小さくすることが可能となり、電解質３の漏洩断面積を小さくすることが可能となる。従って、電解質３の外部への漏洩をより十分に抑制できる。
【００５３】
また色素増感太陽電池１００においては、封止部４が、厚さ増大部１４ａの各々に対して電解質３と反対側に、電解質３から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部１４ｂを更に有し、厚さ減少部１４ｂの傾斜面１４ｄに沿って、傾斜面１４ｄに対向する対極２に接触する。このため、厚さ減少部１４ｂにおいては、電解質３から最も離れた位置で厚さが十分に小さくなる。即ち厚さ減少部１４ｂのうち、電解質３から最も離れた位置で、外部から侵入する酸素や水分の通過断面積を狭めることができる。このため、外部からの酸素や水分の侵入を十分に抑制することができる。またこの色素増感太陽電池１００では、対極２の厚さ増大部対向接触面２ａと、対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂとにより環状溝１５が形成されている。即ち厚さ増大部１４ａおよび厚さ減少部１４ｂは、一体となって環状溝１５に食い込んでいる。このため、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されてセル空間Ｓの内圧が上昇することにより、樹脂封止部４Ａに対して、その内周面から外周面に向かう方向の応力が加わっても、内周面から外周面に向かう方向への樹脂封止部４Ａの動きを十分に規制することができる。また、温度変化に伴い、夕方から夜間にかけてなどのように温度が低下するような環境下では、セル空間Ｓの内圧が下降することにより、樹脂封止部４Ａに対して、その外周面から内周面に向かう方向の応力が加わる。この場合にも、外周面から内周面に向かう方向への樹脂封止部４Ａの動きを十分に規制することができる。また、電解質３に最も近い位置で、電解質３の漏洩断面積を小さくすることが可能となり、電解質３の外部への漏洩を効果的に抑制することができる。
【００５４】
さらに対極２に環状溝１５が形成されることにより、セル空間Ｓから対極２と樹脂封止部４Ａとの界面を通って外部に向かう電解質３、外部から対極２と樹脂封止部４Ａとの界面を通って侵入する酸素や水分の通過経路をより長くすることができる。しかも、電解質３又は外部からの酸素や水分が環状溝１５を通過する際、電解質３又は外部からの酸素や水分の一部が環状溝１５に入り込み、環状溝１５に沿って進みやすくなる。その結果、封止部４からセル空間Ｓへの酸素や水分の侵入、封止部４から外部への電解質Ｓの漏洩が十分に抑制される。特に外部からの水分については、環状溝１５で捕捉され易くなり、捕捉された水分は環状溝１５に沿って進みやすくなるため、電解質３に向かう水分の量を十分に低減させることができる。しかも、色素増感太陽電池１００では、対極２の表面に形成されているのは、連続状に形成された環状溝１５であるため、水分が環状溝１５に捕捉されると、環状溝１５に沿って進むことになる。このため、捕捉された水分を環状溝１５に閉じ込めることができる。
【００５５】
また色素増感太陽電池１００では、樹脂封止部４Ａの最も外側に厚さ減少部１４ｂが配置されている。このため、樹脂封止部４Ａの最も外側に厚さ増大部１４ａを配置する場合に比べて、樹脂封止部４Ａの厚さをより小さくすることができ、外部雰囲気に対する樹脂封止部４Ａの露出面積をより小さくすることができる。従って、色素増感太陽電池１００が高湿環境下で使用されても、水分の侵入をより十分に抑制することができ、色素増感太陽電池１００において、より十分な耐久性を確保することができる。
【００５６】
さらに本実施形態では、対極２が可撓性を有している。このため、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されてセル空間Ｓの内圧が上昇しても、対極２が撓むため、樹脂封止部４Ａと対極２との界面にかかる応力を十分に緩和することができる。
【００５７】
なお、色素増感太陽電池１００では、樹脂封止部４Ａの最大厚さ、即ちＨＡ１は特に制限されるものではないが、１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましく、３０μｍ以上であることがさらに好ましい。樹脂封止部４Ａの最大厚さが１０μｍ以上になると、樹脂封止部４Ａの厚さが十分に確保され、対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力が十分に確保される。このため、電解質３の漏洩を効果的に抑制することができ、色素増感太陽電池１００の耐久性をより十分に向上させることができる。
【００５８】
但し、樹脂封止部４Ａの最大厚さは、１０００μｍ以下であることが、電解質３の透過断面積を小さくするという理由から好ましい。
【００５９】
また樹脂封止部４Ａの厚さの最大値と最小値との差、即ち、（ＨＡ１−ＨＡ０）は０μ
ｍより大きければいかなる値でもよいが、１〜９５μｍであることが好ましく、５〜９０μｍであることがより好ましい。
【００６０】
この場合、（ＨＡ１−ＨＡ０）が上記範囲を外れる場合に比べて、色素増感太陽電池１００の耐久性をより向上させることができる。
【００６１】
次に、色素増感太陽電池１００の製造方法について図５〜図１３を用いて説明する。
【００６２】
［準備工程］
まず作用極１及び対極２を準備する。
【００６３】
（作用極）
作用極１は以下のようにして得ることができる（図５）。
【００６４】
はじめに透明基板６の上に透明導電膜７を形成して積層体を形成する。透明導電膜７の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis Deposition）及びＣＶＤ法などが用いられる。これらのうちスプレー熱分解法が装置コストの点から好ましい。
【００６５】
透明基板６を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板６の厚さは、色素増感太陽電池１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば５０μｍ〜１００００μｍの範囲にすればよい。
【００６６】
透明導電膜７を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜７は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電膜７が単層で構成される場合、透明導電膜７は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。また透明導電膜７として、複数の層で構成される積層体を用いると、各層の特性を反映させることが可能となることから好ましい。中でも、ＩＴＯで構成される層と、ＦＴＯで構成される層との積層体を用いることが好ましい。この場合、高い導電性、耐熱性及び耐薬品性を持つ透明導電膜７が実現できる。透明導電膜７の厚さは例えば０．０１μｍ〜２μｍの範囲にすればよい。
【００６７】
次に、上記のようにして得られた透明導電膜７上に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷する。多孔質酸化物半導体層形成用ペーストは、酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テレピネオールなどの溶媒を含む。酸化物半導体粒子としては、例えば酸化チタン（ＴiＯ2）、酸化亜鉛（ＺnＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ニオブ（Ｎb2Ｏ5）、チタン酸ストロンチウム（ＳrＴiＯ3）、酸化スズ（ＳnＯ2）、酸化インジウム（Ｉｎ３Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タリウム（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることが可能である。多孔質酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、バーコート法などを用いることができる。
【００６８】
次に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを焼成して透明導電膜７上に多孔質酸化物半導体層８を形成する。焼成温度は酸化物半導体粒子により異なるが、通常は３５０℃〜６００℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子により異なるが、通常は１〜５時間である。
【００６９】
多孔質酸化物半導体層８は、多孔質酸化物半導体で構成される。多孔質酸化物半導体は、例えば上述した酸化物半導体粒子で構成される。これら酸化物半導体粒子の平均粒径は１〜１０００ｎｍであることが、色素で覆われた酸化物半導体の表面積が大きくなり、即ち光電変換を行う場が広くなり、より多くの電子を生成することができることから好ましい。ここで、多孔質酸化物半導体層８が、粒度分布の異なる酸化物半導体粒子を積層させてなる積層体で構成されることが好ましい。この場合、積層体内で繰り返し光の反射を起こさせることが可能となり、入射光を積層体の外部へ逃がすことなく効率よく光を電子に変換することができる。多孔質酸化物半導体層８の厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。なお、多孔質酸化物半導体層８は、異なる材料からなる複数の半導体層の積層体で構成することもできる。
【００７０】
（対極）
一方、対極２は、以下のようにして得ることができる（図６）。
【００７１】
即ちまず対極基板を準備する。そして、対極基板の上に触媒膜を形成する。触媒膜の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法などが用いられる。これらのうちスパッタ法が膜の均一性の点から好ましい。
【００７２】
対極基板としては、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン等の耐食性の金属材料や、ＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物や、炭素、導電性高分子を用いることができる。
【００７３】
触媒膜は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。
【００７４】
対極２の厚さは例えば０．００５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内で、対極２が可撓性を有する厚さを適宜決定すればよい。
【００７５】
例えば対極基板が金属材料である場合には、対極２に可撓性を付与しうる対極基板の厚さは通常５００μｍ以下であり、好ましくは２００μｍ以下である。下限は、ピンホールの発生が十分少ない厚みであればよく、この厚みは箔を製造する方法や金属の種類により異なる。例えば、圧延チタン箔を対極基板として用いる場合には対極基板の厚さは通常、２０μｍ以上であればよいが、ピンホールの発生が十分少ない薄い箔が得られる場合にはこの限りではない。
【００７６】
［無機封止部形成工程］
次に、図７及び図８に示すように、作用極１のうち透明導電膜７の表面上の部位であって多孔質酸化物半導体層８を包囲する第１環状部位Ｃ１に無機封止部４Ｂを形成する。具体的には、無機封止部４Ｂは、透明導電膜７の第１環状部位Ｃ１に集電配線１１を形成した後、集電配線１１を配線保護層１２で被覆することによって得ることができる。
【００７７】
ここで、集電配線１１は、銀などの金属材料を含むペーストを塗布し焼成することによって得ることができる。配線保護層１２は、例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料を含むペーストを集電配線１１に塗布し焼成することによって得ることができる。
【００７８】
［樹脂封止部形成工程］
一方、図９及び図１０に示すように、対極２の表面上の部位である第２環状部位Ｃ２に樹脂封止部４Ａを形成する。樹脂封止部４Ａを構成する樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などが挙げられる。樹脂封止部４Ａが熱可塑性樹脂からなる場合には、例えば熱可塑性樹脂からなる環状のシートを準備し、このシートを第２環状部位Ｃ２に配置し加熱溶融させることによって得ることができる。樹脂封止部４Ａが紫外線硬化樹脂である場合には、樹脂封止部４Ａは、紫外線硬化樹脂の前駆体である紫外線硬化性樹脂を対極２の第２環状部位Ｃ２に塗布することによって得ることができる。
【００７９】
［色素担持工程］
次に、作用極１の多孔質酸化物半導体層８に光増感色素を担持させる。このためには、作用極１を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その色素を多孔質酸化物半導体層８に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を多孔質酸化物半導体層８に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を多孔質酸化物半導体層８に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体多孔層８に吸着させることによっても、光増感色素を多孔質酸化物半導体層８に担持させることが可能である。
【００８０】
光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素が挙げられる。
【００８１】
［電解質層配置工程］
次に、図１１に示すように、作用極１上であって無機封止部４Ｂの内側に電解質３を配置する。電解質３は、作用極１上であって無機封止部４Ｂの内側に注入したり、印刷したりすることによって得ることができる。
【００８２】
ここで、電解質３が液状である場合は、電解質３を、無機封止部４Ｂを超えて無機封止部４Ｂの外側に溢れるまで注入することができる。この場合、無機封止部４Ｂの内側に電解質３を十分に注入することが可能となる。また無機封止部４Ｂと樹脂封止部４Ａとを接着して封止部４を形成するに際し、作用極１と対極２と封止部４とによって囲まれるセル空間Ｓから空気を十分に排除することができ、光電変換効率を十分に向上させることができる。
【００８３】
電解質３は通常、電解液で構成され、この電解液は例えばＩ−／Ｉ３−などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどを用いることができる。酸化還元対としては、例えばＩ−／Ｉ３−のほか、臭素／臭化物イオンなどの対が挙げられる。色素増感太陽電池１００は、酸化還元対としてＩ−／Ｉ３−のような揮発性溶質及び、高温下で揮発しやすいアセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリルのような有機溶媒を含む電解液を電解質として用いた場合に特に有効である。この場合、色素増感太陽電池１００の周囲の環境温度の変化によりセル空間Ｓの内圧の変化が特に大きくなり、封止部４と対極２との界面、および封止部４と作用極1との界面から電解質３が漏洩しやすくなるからである。なお、上記揮発性溶媒にはゲル化剤を加えてもよい。また電解質３は、イオン液体と揮発性成分との混合物からなるイオン液体電解質で構成されてもよい。この場合も、色素増感太陽電池１００の周囲の環境温度の変化によりセル空間Ｓの内圧の変化が大きくなるためである。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドが好適に用いられる。また揮発性成分としては、上記の有機溶媒や、１−メチル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド、ＬｉＩ、Ｉ２、４−ｔ−ブチルピリジンなどが挙げられる。さらに電解質３としては、上記イオン液体電解質にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットイオンゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化したイオン液体電解質を用いてもよい。
【００８４】
［重合せ工程］
次に、図１２に示すように、作用極１と対極２とを対向させて、無機封止部４Ｂと樹脂封止部４Ａとを重ね合わせる。
【００８５】
［封止部形成工程］
次に、樹脂封止部４Ａを、無機封止部４Ｂ及び対極２に接着させる。
【００８６】
このとき、樹脂封止部４Ａを構成する樹脂として、例えば熱可塑性樹脂を用いる場合は、樹脂封止部４Ａを加圧しながら溶融させる。具体的には図１３に示すように、枠状部材２０を用い、対極２を介して樹脂封止部４Ａを加圧しながら加熱して溶融させる。ここで、枠状部材２０としては、その環状の加圧面２１に、対極２に形成しようとする環状溝１５と同様の形状の環状溝２１ａが形成されたものを用いる。具体的には、複数の環状溝２１ａが加圧面２１に沿って形成されたものを用いる。ここで、枠状部材２０の材料は、良好な熱伝導性を有するものであることが好ましく、このような材料としては、例えば真鍮、銅などが挙げられる。このような加圧面２１を有する枠状部材２０を用いて樹脂封止部４Ａを加熱及び加圧すると、対極２は可撓性を有するため、対極２の周縁部は容易に変形し、ジグザグ構造を有することとなる。
【００８７】
即ち、対極２の第２環状部位Ｃ２に、複数の環状溝１５が、電解質３から離れる方向に沿って形成され、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側の表面にも、複数の環状溝１５が形成される。このとき、各環状溝１５は、電解質３から離れる方向に交差するように延びることになる。そして、対極２の第２環状部位Ｃ２に複数の環状溝１５が形成されると同時に、樹脂封止部４Ａには、対極２側に複数の環状突起部が形成されることになる。
【００８８】
なお、上記ジグザグ構造は、対極２を介して加圧面２１の形状が転写される。このため、加圧面２１の形状が必ずしもそのまま転写されて形成されるのではなく、通常は加圧面２１の形状を基に変形した形状となる。例えば、加圧面２１の環状溝２１ａが先端角度６０°の規則正しい形状を有していても、そのまま先端角度６０°の溝形状が対極２の第２環状部位Ｃ２に転写されるものではない。例えば第２環状部位Ｃ２が、先端角度が少し大きくなった溝形状、例えば、先端角度が６３°程度の溝を有する場合がある。さらにこの先端角度は、場所により異なり、６２°の溝や７０°の溝が第２環状部位Ｃ２に形成されることも起こり得る。また加圧面２１には溝ではなく、曲面が形成されていてもよい。この場合、第２環状部位Ｃ２には、加圧面２１の形状を基に変形した形状が形成される。加圧面２１に溝、曲面のいずれが形成されている場合でも、厚さ増大部１４ａと厚さ減少部１４ｂを形成することが可能である。
【００８９】
こうして、作用極１と対極２とを貼り合せ、作用極１と対極２との間に封止部４を形成する。このとき、封止部４は、樹脂封止部４Ａと無機封止部４Ｂとからなり、樹脂封止部４Ａが最も外側に厚さ減少部１４ｂを有し、電解質３から離れる方向に向かって、厚さ増大部１４ａと厚さ減少部１４ｂとを交互に配置させ、樹脂封止部４Ａの最も内側に厚さ増大部１４ａを有するものとなる。無機封止部４Ｂと樹脂封止部４Ａとの貼合せは、例えば大気圧下で行うことができる。
【００９０】
このとき、無機封止部４Ｂ及び樹脂封止部４Ａの加圧は通常、１〜５０ＭＰａで行い、好ましくは２〜３０ＭＰａ、より好ましくは３〜２０ＭＰａで行う。
【００９１】
樹脂封止部４Ａを構成する樹脂として、例えば熱可塑性樹脂を用いる場合は、樹脂封止部４Ａを溶融させるときの温度は、樹脂封止部４Ａの融点以上とする。
【００９２】
但し、樹脂封止部４Ａを溶融させるときの温度は、（樹脂封止部４Ａに含まれる樹脂の融点＋２００℃）以下であることが好ましい。上記温度が（樹脂封止部４Ａに含まれる樹脂の融点＋２００℃）を超えると、樹脂封止部４Ａに含まれる樹脂が熱によって分解するおそれがある。
【００９３】
なお、樹脂封止部４Ａが紫外線硬化樹脂である場合は、樹脂封止部４Ａを加圧しながら紫外線を照射することによって樹脂封止部４Ａを、無機封止部４Ｂ及び対極２に接着させる。このとき、枠状部材２０と同様の形状を有する枠状部材を用い、対極２を介して樹脂封止部４Ａを加圧しながら、枠状部材を通して樹脂封止部４Ａに紫外線を照射する。ここで、枠状部材を構成する材料としては、紫外線を透過するガラス等が用いられる。この枠状部材を用いて樹脂封止部４Ａを加圧すると、対極２は可撓性を有するため、対極２の周縁部は容易に変形し、ジグザグ構造を有することとなる。即ち、対極２の第２環状部位Ｃ２に、複数の環状溝１５が、電解質３から離れる方向に沿って形成され、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側の表面にも、複数の環状溝１５が形成される。このとき、各環状溝１５は、電解質３から離れる方向に交差するように延びることとなる。そして、対極２の第２環状部位Ｃ２に複数の環状溝１５が形成されると同時に、樹脂封止部４Ａには、対極２側に複数の環状突起部が形成されることになる。
【００９４】
こうして、色素増感太陽電池１００が得られ、色素増感太陽電池１００の製造が完了する。
【００９５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る色素増感太陽電池の第２実施形態について図１４を用いて説明する。図１４は、本発明に係る色素増感太陽電池の第２実施形態を示す部分拡大断面図である。なお、図１４において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９６】
図１４に示すように、本実施形態の色素増感太陽電池２００は、封止部４及び作用極１の境界１３と、封止部４及び対極２の境界１４と、封止部４の外周面と、対極２のうち封止部４と反対側の表面とを覆う被覆部５を更に備える点で第１実施形態の色素増感太陽電池１００と相違する。
【００９７】
この場合、電解質３の漏洩又は外部からの電解質３への酸素や水分の侵入が、封止部４のみならず被覆部５によっても抑制されることになる。特に、封止部４と対極２との境界１４、封止部４と作用極１との境界１３での漏洩又は外部からの電解質３への酸素や水分の侵入が被覆部５によって効果的に抑制される。また被覆部５は、対極２のうち封止部４と反対側の表面をも覆っているため、封止部４と対極２との界面および被覆部５と対極２との界面を通る電解質３の漏洩、外部から封止部４と対極２との界面および被覆部５と対極２との界面を通ってくる水分や酸素の侵入をも抑制することもできる。特に対極２の封止部４と反対側の表面には環状溝が形成されているため、対極２の封止部４と反対側の表面には環状溝が形成されていない場合に比べて、電解質３や水分、酸素等の通過距離がより長くなる。このため、電解質３の界面漏洩や、外部からの水分や酸素の侵入をより効果的に抑制できる。
【００９８】
ここで、被覆部５は樹脂を含む。樹脂としては、酸変性ポリオレフィン、紫外線硬化樹脂、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂またはエチレン−ビニルアルコール共重合体を用いることができる。特に、樹脂として、酸変性ポリオレフィンまたは紫外線硬化樹脂を用いた場合、被覆部５と作用極１、対極２、封止部４との接着が強固になり、それぞれの界面において、電解質３の漏洩及び外部からの電解質３への酸素や水分の侵入をより十分に抑制できる。
【００９９】
なお、被覆部５は樹脂のほか、金属、ガラスなどの無機材料を含んでもよい。この場合、被覆部５は、樹脂中に無機材料を分散させたものであってもよく、樹脂からなる樹脂層と、無機材料からなる無機層との積層体で構成するようにしてもよい。
【０１００】
本発明は、上記第１及び第２実施形態に限定されるものではない。例えば上記第１及び第２実施形態では、封止部４が樹脂封止部４Ａと無機封止部４Ｂとによって構成され、樹脂封止部４Ａは対極２のみに接着されているが、図１５に示す色素増感太陽電池３００のように、封止部３０４が樹脂封止部４Ａのみからなり、樹脂封止部４Ａが作用極１及び対極２の両方に接着されていてもよい。即ち、色素増感太陽電池３００においては、封止部３０４が無機封止部４Ｂを有していなくてもよい。この場合、厚さ増大部１４ａの厚さがそのまま封止部３０４の厚さとなり、この厚さは電解質３から離れるにつれて増大することになる。
【０１０１】
また上記第１及び第２実施形態においては、作用極１の第１環状部位Ｃ１が平坦面となっているが、第１環状部位Ｃ１は必ずしも平坦面である必要はない。例えば第１環状部位Ｃ１に、第２環状部位Ｃ２と同様に環状溝１５が１つ又は複数形成されていてもよい。
【０１０２】
また上記第１及び第２実施形態では、厚さ増大部１４ａが電解質３に接触しているが、厚さ増大部１４ａは電解質３に接触していなくてもよい。即ち、封止部４は、厚さ増大部１４ａよりも電解質３側に、厚さが一定で且つ電解質３に接触する部分や、電解質３から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部１４ｂを有していてもよい。換言すれば、厚さ増大部１４ａは樹脂封止部４Ａ内のいかなる位置にあってもよい。この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。これは以下の理由によるものである。すなわち、樹脂封止部４Ａが厚さ増大部１４ａを有してさえいれば、厚さ増大部１４ａにより、厚さ増大部１４ａの電解質３側で厚さが十分に小さくされ、電解質に対する樹脂封止部４Ａの露出面積をより小さくすることができ、電解質３の漏洩を十分に抑制することができる。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、電解質３の漏洩を十分に抑制することができる。一方、厚さ増大部１４ａでは電解質３から離れるにつれて厚さが増大している。即ち、電解質３とは反対側（電解質３が届きにくい側）に厚さが大きい部分がある。別言すると、電解質３の影響が小さい位置で厚さを確保することができる。このため、厚さ増大部１４ａにより対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力が十分に強化される。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力の低下を十分に抑制することができる。
【０１０３】
また上記第１及び第２実施形態では、対極２の第２環状部位Ｃ２のみならず、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側にも環状溝１５が形成されているが、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側の環状溝１５は必ずしも必要なものでない。例えば対極２が可撓性を有しない場合には、樹脂封止部４Ａを加圧する前に、対極２の第２環状部位Ｃ２に予め環状溝１５を形成しておき、樹脂封止部４Ａの加圧は、平坦な加圧面を有する枠状部材を用いて行えばよい。なお、この場合には、対極２の第２環状部位Ｃ２の構成要素である、対極２の厚さ増大部対向接触面２ａと対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂを予め形成する必要があるが、これらは、サンドブラストまたはウォータブラスト等により対極２の表面を切削することにより形成することができる。
【０１０４】
さらに上記第１及び第２実施形態では、樹脂封止部４Ａは、複数の厚さ増大部１４ａと複数の厚さ減少部１４ｂを有しているが、樹脂封止部４Ａは、図１６に示す色素増感太陽電池４００のように、厚さ増大部１４ａを１つのみ有していればよく、必ずしも厚さ減少部１４ｂを有していなくてもよい。
【０１０５】
また上記第１及び第２実施形態では、厚さ増大部１４ａと対極２の厚さ増大部対向接触面２ａ、及び厚さ減少部１４ｂと対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂは平坦面となっているが、この厚さ増大部対向接触面２ａ、厚さ減少部対向接触面２ｂは必ずしも平坦面である必要はなく、電解質３から離れるにつれて厚さ増大部１４ａの厚さを増大させ又は厚さ減少部１４ｂの厚さを減少させることが可能であれば曲面であってもよい。
【０１０６】
また上記第１および第２実施形態では、環状の厚さ増大部１４ａおよび環状の厚さ減少部１４ｂはそれぞれ連続状に形成されているが、不連続に形成されていてもよい。
【０１０７】
さらに上記第１および第２実施形態では、対極２のみならず、作用極１が可撓性を有していてもよい。あるいは、対極２に代えて、作用極１が可撓性を有していてもよい。
【実施例】
【０１０８】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【０１０９】
（実施例１）
はじめに、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍのＦＴＯ基板を準備した。続いて、ＦＴＯ基板の上に、ドクターブレード法によって酸化チタンペースト（Solaronix社製、Ti nanoixide
T/sp）を、その厚さが１０μｍとなるように塗布した後、熱風循環タイプのオーブンに入れて５００℃で３時間焼成し、ＦＴＯ基板上に多孔質酸化物半導体層を形成し、５ｃｍ×５ｃｍの作用極を得た。
【０１１０】
一方、６ｃｍ×６ｃｍ×２ｍｍのチタンからなる対極基板を準備した。そして、対極基板上に、スパッタリング法により、厚さ１０ｎｍの白金触媒膜を形成し、対極を得た。
【０１１１】
こうして作用極及び対極を準備した。
【０１１２】
次に、アイオノマーであるハイミラン（商品名、三井・デュポンポリケミカル社製）からなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する環状の部位に配置した。この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって環状部位に接着し、ＦＴＯ基板上における環状部位に第１樹脂封止部を形成した。
【０１１３】
次に、この作用極を、光増感色素であるＮ７１９色素を０．２ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。
【０１１４】
一方、上記と同一の樹脂シートを準備し、この樹脂シートを対極の白金触媒膜上における環状の部位に配置した。そして、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させる
ことによって環状部位に接着し、対極の白金触媒膜上における環状部位に第２樹脂封止部を形成した。
【０１１５】
次いで、第１樹脂封止部を設けた作用極を、ＦＴＯ基板の多孔質酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、第１樹脂封止部の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。
【０１１６】
次に、第２樹脂封止部を設けた対極を、作用極に対向させ、大気圧下で、第１樹脂封止部と第２樹脂封止部とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、第１樹脂封止部と同じ大きさの真鍮製の枠状部材を加熱し、この枠状部材を対極の第２樹脂封止部とは反対側に配置し、プレス機を用いて、５ＭＰａで第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部を加圧しながら１４８℃で加熱して溶融させ、１つの厚さ増大部からなる封止部を得た。このとき、枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が切欠き面となっているものを用いた。具体的には、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁が平坦面に接し、環状の加圧面の最外周縁の平坦面からの高さが５μｍとなるように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。またこのとき、厚さ増大部は、最小厚さが１０μｍで、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように形成した。こうして色素増感太陽電池を得た。
【０１１７】
（実施例２）
厚さ増大部に対して電解質と反対側に、電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部をさらに設け、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１及び第２樹脂封止部として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍ、幅５０μｍの１つのＶ字状の溝で構成されているものを用いた。
【０１１８】
（実施例３）
２つの厚さ増大部と１つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が、深さ５μｍで幅５０μｍの１つのＶ字状の環状溝とその外側に環状溝に沿って形成された１つの切欠き面とで構成されているものを用いた。
【０１１９】
（実施例４）
２つの厚さ増大部と２つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され且つ厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの２つのＶ字状の環状溝で構成されているものを用いた。
【０１２０】
（実施例５）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの３つのＶ字状の環状溝で構成されているものを用いた。
【０１２１】
（実施例６）
５つの厚さ増大部と５つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネル（デュポン社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの５つのＶ字状の環状溝で構成されているものを用いた。
【０１２２】
（実施例７）
６つの厚さ増大部と５つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネル（デュポン社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が、深さ５μｍで幅が５０μｍの５つのＶ字状の環状溝とそれらの外側に環状溝に沿って形成された１つの切欠き面とを有する加圧面を持ったものを用いた。
【０１２３】
（実施例８）
まず実施例１と同様にして作用極及び対極を準備した。
【０１２４】
次に、光増感色素であるＮ７１９色素を０．２ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。
【０１２５】
次に、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する環状の部位にＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１（スリーボンド社製）を塗布し乾燥させて第１樹脂封止部を形成した。
【０１２６】
次に、対極の白金薄膜上における環状部位に、ＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１を塗布し乾燥させ、第２樹脂封止部を形成した。
【０１２７】
次いで、第２樹脂封止部を設けた対極を、白金薄膜の表面が水平になるように配置し、第２樹脂封止部の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。
【０１２８】
次に、第１樹脂封止部を設けた作用極を、対極に対向させ、大気圧下で作用極と対極とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、第１樹脂封止部と同じ大きさのガラス製の枠状部材を作用極の第１樹脂封止部とは反対側に配置し、プレス機を用いて、５ＭＰａで第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部を加圧しながら枠状部材を通して第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部に紫外線を照射させた。こうして、樹脂封止部の最も内側に厚さ増大部を配置し、電解質から離れる方向に向かって８つの厚さ増大部及び８つの厚さ減少部を交互に配列してなる封止部を形成した。このとき、ガラス製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの８つのＶ字状の溝で構成されているものを用いた。またこのとき、厚さ増大部及び厚さ減少部はそれぞれ、最小厚さが２０μｍで、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように形成した。こうして色素増感太陽電池を得た。
【０１２９】
（実施例９）
封止部を形成した後、ＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１中にガラスを混入してなる樹脂組成物を、封止部と作用極との境界、封止部と対極との境界を覆うように塗布し、この樹脂組成物に紫外線を照射することによって被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３０】
（実施例１０）
封止部を形成した後、ＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１中にガラスを混入してなる樹脂組成物を、封止部と作用極との境界、封止部と対極との境界を覆うように塗布し、この樹脂組成物に紫外線を照射することによって被覆部を形成したこと以外は実施例４と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３１】
（実施例１１）
封止部を形成した後、以下のように被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３２】
即ちまず酸変性ポリオレフィンであるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）中にガラスを混入してなる複合フィルムを準備した。次いで、この複合フィルムを、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、複合フィルムを覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに複合フィルムを加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３３】
（実施例１２）
封止部を形成した後、以下のように被覆部を形成したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３４】
即ちまず酸変性ポリオレフィンであるバイネル（デュポン社製）中にガラスを混入してなる複合フィルムを準備した。次いで、この複合フィルムを、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、複合フィルムを覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルムを越しに複合フィルムを加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３５】
（実施例１３）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１及び第２樹脂封止部としてハイミランを用いて封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例２と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３６】
即ちまずブチルゴムとアルミ板との積層板を準備した。次いで、この積層板を、ブチルゴム層を封止部側に向けて、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、積層体を覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに積層板を加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３７】
（実施例１４）
３つの厚さ増大部と２つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが４０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネルを用いて封止部を形成し、その後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３８】
即ちまずブチルゴムとアルミ板との積層板を準備した。次いで、この積層板を、ブチルゴム層を封止部側に向けて、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、積層板を覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに積層板を加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３９】
（実施例１５）
第１及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネルを用い、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが６０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例４と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４０】
即ちまずエポキシ樹脂組成物であるマクシーブ（三菱瓦斯化学社製）を準備した。次いで、このエポキシ樹脂組成物を、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように塗布した。その後、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた。こうして被覆部を形成した。
【０１４１】
（実施例１６）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが３０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が９０μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１５と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４２】
（実施例１７）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが３０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が９５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１５と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４３】
（実施例１８）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが１００μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１５と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４４】
（実施例１９）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが６０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成し、その後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例８と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４５】
即ちまずエポキシ樹脂組成物であるＥＰ５１ＦＬ−２（ＭＡＳＴＥＲ ＢＯＮＤ社製）を準備した。次いで、このエポキシ樹脂組成物を、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように塗布した。その後、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた。こうして被覆部を形成した。
【０１４６】
（実施例２０）
封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４７】
（実施例２１）
封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４８】
（実施例２２）
封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例９と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４９】
（実施例２３）
１つの厚さ増大部と１つの厚さ減少部とを有し、封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５０】
（実施例２４）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが４０μｍ、最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成すると共に、封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５１】
即ちまずブチルゴムとアルミ板との積層板を準備した。次いで、この積層板を、ブチルゴム層を封止部側に向けて、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、積層板を覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに積層板を加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１５２】
（実施例２５）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部と厚さ減少部の最小厚さが４０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成すると共に、封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５３】
即ちまずエポキシ樹脂組成物であるＥＰ００８（米山化学社製）を準備した。次いで、このエポキシ樹脂組成物を、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように塗布した。その後、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた。こうして被覆部を形成した。
【０１５４】
（実施例２６）
ＰＥＴフィルムの上にスパッタ法でＦＴＯ膜を形成した厚さ７５μｍの対極基板を用いたこと以外は実施例６と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５５】
（実施例２７）
ＰＥＮフィルムの上にスパッタ法でＦＴＯ膜を形成した厚さ７５μｍの対極基板を用いたこと以外は実施例６と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５６】
（実施例２８）
厚さ増大部に対して電解質側に、電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部をさらに設け、厚さ減少部及び厚さ増大部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１及び第２樹脂封止部として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が高さ５μｍ、幅５０μｍの１つのクサビ状の突起で構成されているものを用いた。
【０１５７】
（実施例２９）
１つの厚さ増大部と２つの厚さ減少部とを有し、厚さ減少部と厚さ増大部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例２８と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が、深さ５μｍで幅５０μｍの１つのクサビ状の突起とその外側にクサビ状の突起に沿って形成された１つの切欠き面とで構成されているものを用いた。
【０１５８】
（比較例１）
封止部を、最小厚さが５μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１５９】
（比較例２）
封止部を、最小厚さが２０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例８と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、ガラス製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１６０】
（比較例３）
封止部を、最小厚さが４０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例２と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１６１】
（比較例４）
封止部を、最小厚さが６０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例６と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１６２】
［高温・大気圧環境下での色素増感太陽電池の耐久性評価：評価１］
実施例１〜２９及び比較例１〜４で得られた色素増感太陽電池について、光電変換効率（η０）を測定した。続いて、色素増感太陽電池について、大気圧下、８５℃の高温環境下で１０００ｈ放置した後の光電変換効率（η）も測定した。そして、下記式：光電変換効率の保持率（％）＝η／η０×１００
に基づき、光電変換効率の保持率（光電変換保持率）を算出した。結果を表１に示す。
【０１６３】
［高温・低圧環境下での色素増感太陽電池の耐久性評価：評価２］
実施例１〜２９及び比較例１〜４で得られた色素増感太陽電池について、８００ｈＰａの低圧下で且つ８５℃の高温環境下で１０００ｈ放置した後の光電変換効率（η）を測定し、上記と同様にして光電変換効率の保持率を算出した。結果を表１に示す。
【０１６４】
［高温・高湿・大気圧環境下での色素増感太陽電池の耐久性評価：評価３］
実施例１〜２９及び比較例１〜４で得られた色素増感太陽電池について、大気圧下、８５℃で、８５％ＲＨの高湿環境下で１０００ｈ放置した後の光電変換効率（η）を測定し、上記と同様にして光電変換効率の保持率を算出した。結果を表１に示す。
【表１】
【０１６５】
表１に示す結果より、実施例１〜２９の色素増感太陽電池は、比較例１〜４の色素増感太陽電池に比べて、高温環境下での光電変換効率の保持率が高いことが分かった。特に、実施例１〜２９の色素増感太陽電池は、低圧環境下では、比較例１〜４の色素増感太陽電池に比べて、光電変換効率の保持率がより一層高くなることが分かった。また実施例１〜２９の色素増感太陽電池は、比較例１〜４の色素増感太陽電池に比べると、高温・高湿環境下での光電変換効率の保持率も高いことが分かった。さらに、実施例２、実施例２８及び実施例２９の結果より、樹脂封止部が厚さ増大部を電解質に接触させていなくても、高温環境下での光電変換効率の保持率が高いことが分かった。
【０１６６】
よって、本発明の色素増感太陽電池によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保できることが確認された。
【符号の説明】
【０１６７】
１…作用極（電極）
２…対極（電極）
３…電解質
４…封止部
４Ａ…樹脂封止部
４Ｂ…無機封止部
５…被覆部
１３…作用極と封止部との境界
１４…対極と封止部との境界
１４ａ…厚さ増大部
１４ｂ…厚さ減少部
１４ｃ…傾斜面
１４ｄ…傾斜面
１５…環状溝
１００，２００，３００，４００…色素増感太陽電池
Ｓ…セル空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子として、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感太陽電池が注目されており、色素増感太陽電池に関して種々の開発が行われている。
【０００３】
色素増感太陽電池は一般に、多孔質酸化物半導体層を有する作用極と、対極と、作用極の多孔質酸化物半導体層に担持される光増感色素と、作用極と対極とを連結する封止部と、作用極、対極及び封止部によって包囲される空間（以下、「セル空間」と呼ぶ）に配置される電解質とを備えている。
【０００４】
このような色素増感太陽電池においては、封止部は樹脂で構成されることが多く、その封止部の厚さは一般には一定とされている（例えば下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５３１８０号公報
【特許文献２】特開２００６−４８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献１に記載の色素増感太陽電池は、高温環境下で使用される場合、耐久性の点で未だ改善の余地があった。
【０００７】
即ち、色素増感太陽電池は、高温環境下で使用されると、電解質が揮発し、セル空間の圧力が上昇する。このとき、特許文献１記載の色素増感太陽電池において、封止部の厚さが大きいと、電解質が通過する通過断面積が大きくなるため、封止部を通して電解質が漏洩する可能性が高まる。
【０００８】
一方、封止部において電解質の通過断面積を小さくするためには、封止部の厚さを小さくすればよい。しかし、この場合、封止部全体の厚さが小さくなるため、作用極及び対極に対する封止部の接着力が弱くなる。このため、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の圧力が上昇すると、作用極または対極と封止部との間で剥離が起こり、電解質が漏洩する可能性がある。
【０００９】
従って、電解質の漏洩を十分に抑制でき、十分な耐久性を確保することができる色素増感太陽電池が望まれていた。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保できる色素増感太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は上記課題を解決するため、樹脂を含む樹脂封止部の厚さに着目して鋭意検討を重ねた。ここで、上記課題を解決するには、樹脂封止部の厚さを厚すぎず薄すぎない値に調整することも考えられるが、それでも十分な耐久性を確保できなかった。そこで、本発明者は、樹脂封止部の厚さを一定にするのではなく、樹脂封止部において電解質からの位置によって厚さを変えることにより上記課題を解決し得るのではないかと考えた。そして、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により上記課題を効果的に解決し得ることを見出した。
【００１２】
即ち本発明は、互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極を連結する封止部と、前記一対の電極と前記封止部とによって囲まれるセル空間に充填される電解質とを備えており、前記封止部が、樹脂を含む樹脂封止部を有し、前記樹脂封止部が、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触することを特徴とする色素増感太陽電池である。
【００１３】
この色素増感太陽電池によれば、樹脂封止部が、電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有し、厚さ増大部の傾斜面に沿って、一対の電極のうち傾斜面に対向する電極に接触している。このため、厚さ増大部の電解質側で厚さを十分に小さくして電解質の通過断面積を小さくすることが可能となる。その結果、電解質の漏洩を抑制することができる。一方、厚さ増大部では電解質から離れるにつれて厚さが増大しているため、厚さ増大部により電極に対する樹脂封止部の接着力が十分に強化される。従って、本発明の色素増感太陽電池が高温環境下で使用されセル空間の圧力が上昇して厚さ増大部と電極との界面に過大な応力が加わっても、電極からの樹脂封止部の剥離を十分に抑制することができ、電解質の漏洩を十分に抑制することができる。よって、本発明の色素増感太陽電池によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。
【００１４】
なお、前記厚さ増大部は、樹脂封止部中の少なくとも一部にあればよい。即ち、樹脂封止部は、厚さ増大部よりも電解質側に厚さが一定で且つ電解質に接触する部分や、電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部を有していてもよい。換言すれば、厚さ増大部は樹脂封止部内のいかなる位置にあってもよい。この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。これは以下の理由によるものである。すなわち、樹脂封止部が厚さ増大部を有してさえいれば、厚さ増大部により、厚さ増大部の電解質側で厚さが十分に小さくされ、電解質に対する樹脂封止部の露出面積をより小さくすることができ、電解質の漏洩を十分に抑制することができる。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、電解質の漏洩を十分に抑制することができる。一方、厚さ増大部では電解質から離れるにつれて厚さが増大している。即ち、電解質とは反対側（電解質が届きにくい側）に厚さが大きい部分がある。別言すると、電解質の影響が小さい位置で厚さを確保することができる。このため、厚さ増大部により電極に対する樹脂封止部の接着力が十分に強化される。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、電極に対する樹脂封止部の接着力の低下を十分に抑制することができる。
【００１５】
また上記色素増感太陽電池においては、前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部を更に有し、前記厚さ減少部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触することが好ましい。
【００１６】
この場合、厚さ減少部のうち、電解質から最も離れた位置で厚さが十分に小さくなる。即ち厚さ減少部のうち、電解質から最も離れた位置で、外部から侵入する酸素や水分の通過断面積を狭めることができる。このため、外部からの酸素や水分の侵入を十分に抑制することができる。
【００１７】
ここで、前記樹脂封止部が、前記厚さ減少部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を更に有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触することが好ましい。
【００１８】
この色素増感太陽電池によれば、厚さ減少部に対して前記電解質と反対側に設けられる厚さ増大部により、電極に対する樹脂封止部の接着力がさらに強化される。
【００１９】
上記色素増感太陽電池において、前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部をそれぞれ複数有し、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部が、前記電解質から離れる方向に向かって交互に配列され、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部のうち前記厚さ増大部が前記樹脂封止部において最も前記電解質に近い位置に設けられていることが好ましい。
【００２０】
この場合、封止部が複数の厚さ増大部と複数の厚さ減少部とを有することになるため、より十分な耐久性を確保できる。また色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇することにより、樹脂封止部に対してその内周面から外周面に向かう方向の応力が加わっても、複数の厚さ増大部と複数の厚さ減少部によって、その方向への樹脂封止部の動きをより十分に規制することができる。また、電解質に最も近い位置で、電解質の漏洩断面積を小さくすることが可能となり、電解質の外部への漏洩を効果的に抑制することができる。
【００２１】
上記色素増感太陽電池においては、前記厚さ増大部が前記電解質に接触していることが好ましい。
【００２２】
この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇する際、最も大きな応力が加えられ封止部が最も剥離しやすい箇所が、電解質に接触する位置であり、その位置に厚さ増大部が設けられる。このため、電極に対する樹脂封止部の十分な接着力が確保され、電極からの樹脂封止部の剥離をより効果的に抑制することができる。また、厚さ増大部が前記電解質に接触しているため、電解質に対する樹脂封止部の露出面積をより小さくすることが可能となり、電解質の漏洩断面積を小さくすることが可能となる。従って、電解質の漏洩をより十分に抑制できる。
【００２３】
上記色素増感太陽電池では、前記厚さ増大部と前記電極との接触面と、前記厚さ減少部と前記電極との接触面とにより、前記電解質から離れる方向に交差するように延びる溝が形成されていることが好ましい。
【００２４】
この色素増感太陽電池では、厚さ増大部と電極との接触面、厚さ減少部と電極との接触面とにより溝が形成されている。即ち厚さ増大部および厚さ減少部は一体となって溝に食い込んでいる。このため、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇することにより、樹脂封止部に対して、その内周面から外周面に向かう方向の応力が加わっても、その方向への樹脂封止部の動きを十分に規制することができる。さらに電極に溝が形成されることにより、セル空間から電極と樹脂封止部との界面を通って外部に向かう電解質、外部から侵入してセル空間に向かう酸素や水分の通過経路をより長くすることができる。また電解質や外部からの水分が溝を通過する際、電解質又は外部からの酸素や水分の一部が溝に入り込み、溝に沿って進みやすくなる。その結果、樹脂封止部からセル空間への酸素や水分の侵入、樹脂封止部から外部への電解質の漏洩が十分に抑制される。また、温度変化に伴い、夕方から夜間にかけてなどのように温度が低下するような環境下では、セル空間の内圧が下降することにより、樹脂封止部に対して、その外周面から内周面に向かう方向の応力が加わる。この場合にも、外周面から内周面に向かう方向への樹脂封止部の動きを十分に規制することができる。
【００２５】
上記色素増感太陽電池では、前記樹脂封止部の最大厚さが１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
この場合、樹脂封止部の最大厚さが１０μｍ以上になることで、樹脂封止部の厚さが十分に確保され、電極に対する樹脂封止部の接着力が十分に確保される。このため、電解質の漏洩を効果的に抑制することができる。
【００２７】
前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極が可撓性を有することが好ましい。
【００２８】
この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されてセル空間の内圧が上昇しても、一対の電極のうち少なくとも一方の電極は撓むことが可能である。このため、樹脂封止部と、可撓性を有する電極との界面にかかる応力を十分に緩和することができる。
【００２９】
上記色素増感太陽電池では、例えば前記一対の電極のうち一方の電極が、導電性基板と、前記導電性基板上に設けられる多孔質酸化物半導体層とを有し、前記導電性基板の前記多孔質酸化物半導体層側の表面が平坦面であり、前記厚さ増大部と前記一対の電極のうち他方の電極との接触面が前記平坦面に対して傾斜していてもよい。
【００３０】
上記色素増感太陽電池は、前記封止部に対して前記電解質と反対側に、前記封止部と前記一対の電極との境界を少なくとも覆う被覆部を更に備え、前記被覆部が樹脂を含むことが好ましい。
【００３１】
この場合、電解質の漏洩又は外部からの電解質への酸素や水分の侵入が、封止部のみならず被覆部によっても抑制されることになる。特に、封止部と一方の電極との界面、封止部と他方の電極との界面での漏洩又は外部から電解質への酸素や水分の侵入が被覆部によって効果的に抑制される。
【００３２】
また本発明は、互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極を連結する封止部と、前記一対の電極と前記封止部とによって囲まれるセル空間に充填される電解質とを備えており、前記封止部が、樹脂を含む樹脂封止部を有し、前記樹脂封止部が、前記一対の電極の少なくとも一方の電極に接触し且つ前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有することを特徴とする色素増感太陽電池であってもよい。
【００３３】
なお、本発明において、電極について「可撓性を有する」とは、２０℃の環境下で５０ｍｍ×２００ｍｍのシート状電極の長辺側の両縁部（それぞれ幅５ｍｍ）を張力１Ｎで水平に固定し、電極の中央に２０ｇ重の荷重をかけた際の電極の撓みの最大変形率が２０％を超えるものを言うものとする。ここで、最大変形率とは、下記式：
最大変形率（％）＝１００×（最大変位量／シート状電極の厚さ）
に基づいて算出される値を言う。従って、例えば厚さ０．０４ｍｍのシート状電極が上記のようにして荷重をかけることにより撓み、最大変位量が０．０１ｍｍとなった場合、最大変形率は２５％となり、このシート状電極は「可撓性を有する」こととなる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保できる色素増感太陽電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の色素増感太陽電池の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２の厚さ増大部を示す部分拡大図である。
【図４】図２の厚さ減少部を示す部分拡大図である。
【図５】図１の作用極を示す断面図である。
【図６】図１の対極を示す断面図である。
【図７】図５の作用極を示す平面図である。
【図８】図１の色素増感太陽電池の製造工程における無機封止部形成工程を示す断面図である。
【図９】図６の対極を示す平面図である。
【図１０】図１の色素増感太陽電池の製造工程における樹脂封止部形成工程を示す断面図である。
【図１１】図１の色素増感太陽電池の製造工程における電解質配置工程を示す断面図である。
【図１２】図１の色素増感太陽電池の製造工程における重合せ工程を示す断面図である。
【図１３】図１の色素増感太陽電池の製造工程における封止部形成工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の色素増感太陽電池の第２実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図１５】本発明の色素増感太陽電池の第３実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図１６】本発明の色素増感太陽電池の第４実施形態を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
＜第１実施形態＞
まず本発明に係る色素増感太陽電池の第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は、本発明に係る色素増感太陽電池の第１実施形態を示す断面図、図２は、図１の部分拡大断面図、図３は、図２の厚さ増大部を示す部分拡大図、図４は、図２の厚さ減少部を示す部分拡大図である。
【００３８】
図１及び図２に示すように、色素増感太陽電池１００は、作用極１と、作用極１に対向するように配置される対極２とを備えている。作用極１と対極２とは封止部４によって連結されている。そして、作用極１と対極２と封止部４とによって包囲されるセル空間Ｓ内には電解質３が充填されている。
【００３９】
作用極１は、透明基板６と、透明基板６の対極２側に設けられる透明導電膜７と、透明導電膜７の上に設けられる多孔質酸化物半導体層８とを備えている。ここで、封止部４は、透明導電膜７の表面１ａに接着されている。なお、透明導電膜７の表面１ａは、透明導電膜７を構成する材料の結晶の大きさ程度の凹凸（概ね１μｍ程度）を有していてもよいが、そのような凹凸を有していなくてもよい。以下、結晶の大きさ程度以上の凹凸を有していない表面１ａについては平坦面として記述する。
【００４０】
また作用極１のうちの多孔質酸化物半導体層８には光増感色素が担持されている。なお、色素増感太陽電池１００においては、透明基板６と透明導電膜７とにより導電性基板が構成されている。
【００４１】
対極２は、対極基板と、対極基板のうち作用極１側に設けられて対極２の表面における還元反応を促進する導電性の触媒膜とを備えており、可撓性を有している。
【００４２】
封止部４は、対極２に接着される樹脂封止部４Ａと、樹脂封止部４Ａと作用極１とを連結する無機封止部４Ｂとから構成されている。樹脂封止部４Ａは、対極２の第２環状部位Ｃ２で対極２に接着され、無機封止部４Ｂは、作用極１の第１環状部位Ｃ１に接着されている。無機封止部４Ｂは、透明導電膜７上に固定される集電配線１１と、集電配線１１を覆って保護する配線保護層１２とを備えている。
【００４３】
樹脂封止部４Ａは、電解質３から離れるにつれて厚さが増大する複数（例えば４つ）の環状の厚さ増大部１４ａと、複数の厚さ増大部１４ａの各々に対して電解質３と反対側に設けられ、電解質３から離れるにつれて厚さが減少する複数（例えば４つ）の環状の厚さ減少部１４ｂとを有している。即ち、樹脂封止部４Ａは、その最も外側に厚さ減少部１４ｂを有し、その最も内側に電解質３と接触するように厚さ増大部１４ａを有している。なお、厚さ増大部１４ａ及び厚さ減少部１４ｂは図２〜図４において二点鎖線で示されるものである。
【００４４】
厚さ増大部１４ａの厚さは、図３に示すように、電解質３側でＨＡ０となっており、ＨＡ０が厚さ増大部１４ａの最小厚さである。そして、厚さ増大部１４ａの厚さは、電解質３から離れるにつれて増加し、電解質３から最も離れた位置でＨＡ１となっている。このＨＡ１は厚さ増大部１４ａの最大の厚さとなる。
【００４５】
一方、厚さ減少部１４ｂの厚さは、図４に示すように、電解質３側でＨＡ１となっており、ＨＡ１が厚さ減少部１４ｂの最大厚さである。そして、厚さ減少部１４ｂの厚さは、電解質３から離れるにつれて減少し、電解質３から最も離れた位置でＨＡ０となっている。このＨＡ０は厚さ減少部１４ｂの最小の厚さとなる。
【００４６】
複数の環状の厚さ増大部１４ａおよび複数の環状の厚さ減少部１４ｂはそれぞれ、封止部４に沿って連続状に形成されており、電解質３から離れる方向に向かって交互に配列されている。ここで、樹脂封止部４Ａのうち最も内側にあるのが厚さ増大部１４ａであり、最も外側にあるのが厚さ減少部１４ｂであり、最も内側にある厚さ増大部１４ａは電解質３と接触している。
【００４７】
色素増感太陽電池１００では、厚さ増大部１４ａは、電解質３からの距離の増加に比例するように厚さが増大している。即ち厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃは平坦面となっている。そして、樹脂封止部４Ａは、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃに沿って対極２の厚さ増大部対向接触面２ａに接触している。このため、厚さ増大部対向接触面２ａも平坦面となっている。厚さ減少部１４ｂは、電解質３からの距離の増加に比例するように厚さが減少している。即ち厚さ減少部１４ｂの傾斜面１４ｄは平坦面となっている。そして、樹脂封止部４Ａは、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｄに沿って対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂに接触している。このため、厚さ減少部対向接触面２ｂも平坦面となっている。
【００４８】
厚さ増大部１４ａ及び厚さ減少部１４ｂの厚さが上記のように変化しており、樹脂封止部４Ａは、複数の厚さ増大部１４ａ及び複数の厚さ減少部１４ｂを有する。このため、樹脂封止部４Ａの対極２側の表面においては、複数の環状突起部が電解質３から離れる方向に向かって配列され、各環状突起部は、電解質３から離れる方向に交差するように形成されることになる。このため、対極２の第２環状部位Ｃ２は、複数の突起部に対して相補的な形状を有している。即ち、対極２の第２環状部位Ｃ２には、複数の環状溝１５が電解質３から離れる方向に向かって配列され、各環状溝１５は、電解質３から離れる方向に交差するように形成されている。言い換えると、各環状溝１５は、対極２の第２環状部位Ｃ２において、環状の厚さ増大部１４ａに沿って延びている。
【００４９】
なお、厚さ増大部１４a、厚さ減少部１４ｂは、それらの厚さの増減のみを規定する。従って、厚さ増大部１４a、厚さ減少部１４ｂがそれぞれ複数存在する場合には、複数の厚さ増大部１４a同士、及び厚さ減少部１４ｂ同士の形状は必ずしも同一である必要はない。
【００５０】
ここで、環状溝１５は、厚さ増大部１４ａに対向して接触する対極２の厚さ増大部対向接触面２ａと、厚さ減少部１４ｂに対向して接触する対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂとによって形成されている。厚さ増大部対向接触面２ａは、作用極１の平坦な表面１ａに対して、電解質３から離れるにつれて樹脂封止部４Ａの厚さを増大させるように傾斜している。厚さ減少部対向接触面２ｂは、作用極１の平坦な表面１ａに対して、樹脂封止部４Ａの厚さを減少させるように傾斜している。
【００５１】
上述した色素増感太陽電池１００によれば、樹脂封止部４Ａが、電解質３から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部１４ａを有し、厚さ増大部１４ａの傾斜面１４ｃに沿って、傾斜面１４ｃに対向する対極２に接触している。このため、厚さ増大部１４ａはその電解質３側で厚さを十分に小さくして電解質３の通過断面積を小さくすることが可能となる。その結果、電解質３の漏洩を抑制することができる。また色素増感太陽電池１００では、封止部４が、樹脂封止部４Ａと、樹脂封止部４Ａよりも高い封止能を有する無機封止部４Ｂとで構成されているため、封止部４において無機封止部４Ｂが樹脂封止部に置換される場合に比べて、電解質３の漏洩をより十分に抑制することができる。一方、厚さ増大部１４ａは電解質３から離れるにつれて厚さが増大しているため、厚さ増大部１４ａにより対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力が強化される。従って、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されセル空間Ｓの圧力が上昇して厚さ増大部１４ａと対極２との界面に過大な応力が加わっても、対極２からの樹脂封止部４Ａの剥離を十分に抑制することができ、電解質３の漏洩を十分に抑制することができる。よって、色素増感太陽電池１００によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。
【００５２】
特に、色素増感太陽電池１００では、樹脂封止部４Ａの最も内側に厚さ増大部１４ａが設けられ、この厚さ増大部１４ａが電解質３に接触している。即ち、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されてセル空間Ｓの内圧が上昇する際、最も大きな応力が加えられ樹脂封止部４Ａが最も剥離しやすい箇所が、電解質３に接触する位置であり、この位置に厚さ増大部１４ａが設けられる。このため、対極２に対する樹脂封止部４Ａの十分な接着力が確保され、厚さ増大部１４ａが電解質３に接触していない場合と比べて、対極２からの樹脂封止部４Ａの剥離をより効果的に抑制することができる。また、厚さ増大部１４ａが電解質３に接触しているため、電解質３に対する樹脂封止部４Ａの露出面積をより小さくすることが可能となり、電解質３の漏洩断面積を小さくすることが可能となる。従って、電解質３の外部への漏洩をより十分に抑制できる。
【００５３】
また色素増感太陽電池１００においては、封止部４が、厚さ増大部１４ａの各々に対して電解質３と反対側に、電解質３から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部１４ｂを更に有し、厚さ減少部１４ｂの傾斜面１４ｄに沿って、傾斜面１４ｄに対向する対極２に接触する。このため、厚さ減少部１４ｂにおいては、電解質３から最も離れた位置で厚さが十分に小さくなる。即ち厚さ減少部１４ｂのうち、電解質３から最も離れた位置で、外部から侵入する酸素や水分の通過断面積を狭めることができる。このため、外部からの酸素や水分の侵入を十分に抑制することができる。またこの色素増感太陽電池１００では、対極２の厚さ増大部対向接触面２ａと、対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂとにより環状溝１５が形成されている。即ち厚さ増大部１４ａおよび厚さ減少部１４ｂは、一体となって環状溝１５に食い込んでいる。このため、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されてセル空間Ｓの内圧が上昇することにより、樹脂封止部４Ａに対して、その内周面から外周面に向かう方向の応力が加わっても、内周面から外周面に向かう方向への樹脂封止部４Ａの動きを十分に規制することができる。また、温度変化に伴い、夕方から夜間にかけてなどのように温度が低下するような環境下では、セル空間Ｓの内圧が下降することにより、樹脂封止部４Ａに対して、その外周面から内周面に向かう方向の応力が加わる。この場合にも、外周面から内周面に向かう方向への樹脂封止部４Ａの動きを十分に規制することができる。また、電解質３に最も近い位置で、電解質３の漏洩断面積を小さくすることが可能となり、電解質３の外部への漏洩を効果的に抑制することができる。
【００５４】
さらに対極２に環状溝１５が形成されることにより、セル空間Ｓから対極２と樹脂封止部４Ａとの界面を通って外部に向かう電解質３、外部から対極２と樹脂封止部４Ａとの界面を通って侵入する酸素や水分の通過経路をより長くすることができる。しかも、電解質３又は外部からの酸素や水分が環状溝１５を通過する際、電解質３又は外部からの酸素や水分の一部が環状溝１５に入り込み、環状溝１５に沿って進みやすくなる。その結果、封止部４からセル空間Ｓへの酸素や水分の侵入、封止部４から外部への電解質Ｓの漏洩が十分に抑制される。特に外部からの水分については、環状溝１５で捕捉され易くなり、捕捉された水分は環状溝１５に沿って進みやすくなるため、電解質３に向かう水分の量を十分に低減させることができる。しかも、色素増感太陽電池１００では、対極２の表面に形成されているのは、連続状に形成された環状溝１５であるため、水分が環状溝１５に捕捉されると、環状溝１５に沿って進むことになる。このため、捕捉された水分を環状溝１５に閉じ込めることができる。
【００５５】
また色素増感太陽電池１００では、樹脂封止部４Ａの最も外側に厚さ減少部１４ｂが配置されている。このため、樹脂封止部４Ａの最も外側に厚さ増大部１４ａを配置する場合に比べて、樹脂封止部４Ａの厚さをより小さくすることができ、外部雰囲気に対する樹脂封止部４Ａの露出面積をより小さくすることができる。従って、色素増感太陽電池１００が高湿環境下で使用されても、水分の侵入をより十分に抑制することができ、色素増感太陽電池１００において、より十分な耐久性を確保することができる。
【００５６】
さらに本実施形態では、対極２が可撓性を有している。このため、色素増感太陽電池１００が高温環境下で使用されてセル空間Ｓの内圧が上昇しても、対極２が撓むため、樹脂封止部４Ａと対極２との界面にかかる応力を十分に緩和することができる。
【００５７】
なお、色素増感太陽電池１００では、樹脂封止部４Ａの最大厚さ、即ちＨＡ１は特に制限されるものではないが、１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましく、３０μｍ以上であることがさらに好ましい。樹脂封止部４Ａの最大厚さが１０μｍ以上になると、樹脂封止部４Ａの厚さが十分に確保され、対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力が十分に確保される。このため、電解質３の漏洩を効果的に抑制することができ、色素増感太陽電池１００の耐久性をより十分に向上させることができる。
【００５８】
但し、樹脂封止部４Ａの最大厚さは、１０００μｍ以下であることが、電解質３の透過断面積を小さくするという理由から好ましい。
【００５９】
また樹脂封止部４Ａの厚さの最大値と最小値との差、即ち、（ＨＡ１−ＨＡ０）は０μ
ｍより大きければいかなる値でもよいが、１〜９５μｍであることが好ましく、５〜９０μｍであることがより好ましい。
【００６０】
この場合、（ＨＡ１−ＨＡ０）が上記範囲を外れる場合に比べて、色素増感太陽電池１００の耐久性をより向上させることができる。
【００６１】
次に、色素増感太陽電池１００の製造方法について図５〜図１３を用いて説明する。
【００６２】
［準備工程］
まず作用極１及び対極２を準備する。
【００６３】
（作用極）
作用極１は以下のようにして得ることができる（図５）。
【００６４】
はじめに透明基板６の上に透明導電膜７を形成して積層体を形成する。透明導電膜７の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis Deposition）及びＣＶＤ法などが用いられる。これらのうちスプレー熱分解法が装置コストの点から好ましい。
【００６５】
透明基板６を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板６の厚さは、色素増感太陽電池１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば５０μｍ〜１００００μｍの範囲にすればよい。
【００６６】
透明導電膜７を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜７は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電膜７が単層で構成される場合、透明導電膜７は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。また透明導電膜７として、複数の層で構成される積層体を用いると、各層の特性を反映させることが可能となることから好ましい。中でも、ＩＴＯで構成される層と、ＦＴＯで構成される層との積層体を用いることが好ましい。この場合、高い導電性、耐熱性及び耐薬品性を持つ透明導電膜７が実現できる。透明導電膜７の厚さは例えば０．０１μｍ〜２μｍの範囲にすればよい。
【００６７】
次に、上記のようにして得られた透明導電膜７上に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷する。多孔質酸化物半導体層形成用ペーストは、酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テレピネオールなどの溶媒を含む。酸化物半導体粒子としては、例えば酸化チタン（ＴiＯ2）、酸化亜鉛（ＺnＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ニオブ（Ｎb2Ｏ5）、チタン酸ストロンチウム（ＳrＴiＯ3）、酸化スズ（ＳnＯ2）、酸化インジウム（Ｉｎ３Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タリウム（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることが可能である。多孔質酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、バーコート法などを用いることができる。
【００６８】
次に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを焼成して透明導電膜７上に多孔質酸化物半導体層８を形成する。焼成温度は酸化物半導体粒子により異なるが、通常は３５０℃〜６００℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子により異なるが、通常は１〜５時間である。
【００６９】
多孔質酸化物半導体層８は、多孔質酸化物半導体で構成される。多孔質酸化物半導体は、例えば上述した酸化物半導体粒子で構成される。これら酸化物半導体粒子の平均粒径は１〜１０００ｎｍであることが、色素で覆われた酸化物半導体の表面積が大きくなり、即ち光電変換を行う場が広くなり、より多くの電子を生成することができることから好ましい。ここで、多孔質酸化物半導体層８が、粒度分布の異なる酸化物半導体粒子を積層させてなる積層体で構成されることが好ましい。この場合、積層体内で繰り返し光の反射を起こさせることが可能となり、入射光を積層体の外部へ逃がすことなく効率よく光を電子に変換することができる。多孔質酸化物半導体層８の厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。なお、多孔質酸化物半導体層８は、異なる材料からなる複数の半導体層の積層体で構成することもできる。
【００７０】
（対極）
一方、対極２は、以下のようにして得ることができる（図６）。
【００７１】
即ちまず対極基板を準備する。そして、対極基板の上に触媒膜を形成する。触媒膜の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法などが用いられる。これらのうちスパッタ法が膜の均一性の点から好ましい。
【００７２】
対極基板としては、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン等の耐食性の金属材料や、ＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物や、炭素、導電性高分子を用いることができる。
【００７３】
触媒膜は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。
【００７４】
対極２の厚さは例えば０．００５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内で、対極２が可撓性を有する厚さを適宜決定すればよい。
【００７５】
例えば対極基板が金属材料である場合には、対極２に可撓性を付与しうる対極基板の厚さは通常５００μｍ以下であり、好ましくは２００μｍ以下である。下限は、ピンホールの発生が十分少ない厚みであればよく、この厚みは箔を製造する方法や金属の種類により異なる。例えば、圧延チタン箔を対極基板として用いる場合には対極基板の厚さは通常、２０μｍ以上であればよいが、ピンホールの発生が十分少ない薄い箔が得られる場合にはこの限りではない。
【００７６】
［無機封止部形成工程］
次に、図７及び図８に示すように、作用極１のうち透明導電膜７の表面上の部位であって多孔質酸化物半導体層８を包囲する第１環状部位Ｃ１に無機封止部４Ｂを形成する。具体的には、無機封止部４Ｂは、透明導電膜７の第１環状部位Ｃ１に集電配線１１を形成した後、集電配線１１を配線保護層１２で被覆することによって得ることができる。
【００７７】
ここで、集電配線１１は、銀などの金属材料を含むペーストを塗布し焼成することによって得ることができる。配線保護層１２は、例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料を含むペーストを集電配線１１に塗布し焼成することによって得ることができる。
【００７８】
［樹脂封止部形成工程］
一方、図９及び図１０に示すように、対極２の表面上の部位である第２環状部位Ｃ２に樹脂封止部４Ａを形成する。樹脂封止部４Ａを構成する樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などが挙げられる。樹脂封止部４Ａが熱可塑性樹脂からなる場合には、例えば熱可塑性樹脂からなる環状のシートを準備し、このシートを第２環状部位Ｃ２に配置し加熱溶融させることによって得ることができる。樹脂封止部４Ａが紫外線硬化樹脂である場合には、樹脂封止部４Ａは、紫外線硬化樹脂の前駆体である紫外線硬化性樹脂を対極２の第２環状部位Ｃ２に塗布することによって得ることができる。
【００７９】
［色素担持工程］
次に、作用極１の多孔質酸化物半導体層８に光増感色素を担持させる。このためには、作用極１を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その色素を多孔質酸化物半導体層８に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を多孔質酸化物半導体層８に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を多孔質酸化物半導体層８に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体多孔層８に吸着させることによっても、光増感色素を多孔質酸化物半導体層８に担持させることが可能である。
【００８０】
光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素が挙げられる。
【００８１】
［電解質層配置工程］
次に、図１１に示すように、作用極１上であって無機封止部４Ｂの内側に電解質３を配置する。電解質３は、作用極１上であって無機封止部４Ｂの内側に注入したり、印刷したりすることによって得ることができる。
【００８２】
ここで、電解質３が液状である場合は、電解質３を、無機封止部４Ｂを超えて無機封止部４Ｂの外側に溢れるまで注入することができる。この場合、無機封止部４Ｂの内側に電解質３を十分に注入することが可能となる。また無機封止部４Ｂと樹脂封止部４Ａとを接着して封止部４を形成するに際し、作用極１と対極２と封止部４とによって囲まれるセル空間Ｓから空気を十分に排除することができ、光電変換効率を十分に向上させることができる。
【００８３】
電解質３は通常、電解液で構成され、この電解液は例えばＩ−／Ｉ３−などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどを用いることができる。酸化還元対としては、例えばＩ−／Ｉ３−のほか、臭素／臭化物イオンなどの対が挙げられる。色素増感太陽電池１００は、酸化還元対としてＩ−／Ｉ３−のような揮発性溶質及び、高温下で揮発しやすいアセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリルのような有機溶媒を含む電解液を電解質として用いた場合に特に有効である。この場合、色素増感太陽電池１００の周囲の環境温度の変化によりセル空間Ｓの内圧の変化が特に大きくなり、封止部４と対極２との界面、および封止部４と作用極1との界面から電解質３が漏洩しやすくなるからである。なお、上記揮発性溶媒にはゲル化剤を加えてもよい。また電解質３は、イオン液体と揮発性成分との混合物からなるイオン液体電解質で構成されてもよい。この場合も、色素増感太陽電池１００の周囲の環境温度の変化によりセル空間Ｓの内圧の変化が大きくなるためである。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドが好適に用いられる。また揮発性成分としては、上記の有機溶媒や、１−メチル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド、ＬｉＩ、Ｉ２、４−ｔ−ブチルピリジンなどが挙げられる。さらに電解質３としては、上記イオン液体電解質にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットイオンゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化したイオン液体電解質を用いてもよい。
【００８４】
［重合せ工程］
次に、図１２に示すように、作用極１と対極２とを対向させて、無機封止部４Ｂと樹脂封止部４Ａとを重ね合わせる。
【００８５】
［封止部形成工程］
次に、樹脂封止部４Ａを、無機封止部４Ｂ及び対極２に接着させる。
【００８６】
このとき、樹脂封止部４Ａを構成する樹脂として、例えば熱可塑性樹脂を用いる場合は、樹脂封止部４Ａを加圧しながら溶融させる。具体的には図１３に示すように、枠状部材２０を用い、対極２を介して樹脂封止部４Ａを加圧しながら加熱して溶融させる。ここで、枠状部材２０としては、その環状の加圧面２１に、対極２に形成しようとする環状溝１５と同様の形状の環状溝２１ａが形成されたものを用いる。具体的には、複数の環状溝２１ａが加圧面２１に沿って形成されたものを用いる。ここで、枠状部材２０の材料は、良好な熱伝導性を有するものであることが好ましく、このような材料としては、例えば真鍮、銅などが挙げられる。このような加圧面２１を有する枠状部材２０を用いて樹脂封止部４Ａを加熱及び加圧すると、対極２は可撓性を有するため、対極２の周縁部は容易に変形し、ジグザグ構造を有することとなる。
【００８７】
即ち、対極２の第２環状部位Ｃ２に、複数の環状溝１５が、電解質３から離れる方向に沿って形成され、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側の表面にも、複数の環状溝１５が形成される。このとき、各環状溝１５は、電解質３から離れる方向に交差するように延びることになる。そして、対極２の第２環状部位Ｃ２に複数の環状溝１５が形成されると同時に、樹脂封止部４Ａには、対極２側に複数の環状突起部が形成されることになる。
【００８８】
なお、上記ジグザグ構造は、対極２を介して加圧面２１の形状が転写される。このため、加圧面２１の形状が必ずしもそのまま転写されて形成されるのではなく、通常は加圧面２１の形状を基に変形した形状となる。例えば、加圧面２１の環状溝２１ａが先端角度６０°の規則正しい形状を有していても、そのまま先端角度６０°の溝形状が対極２の第２環状部位Ｃ２に転写されるものではない。例えば第２環状部位Ｃ２が、先端角度が少し大きくなった溝形状、例えば、先端角度が６３°程度の溝を有する場合がある。さらにこの先端角度は、場所により異なり、６２°の溝や７０°の溝が第２環状部位Ｃ２に形成されることも起こり得る。また加圧面２１には溝ではなく、曲面が形成されていてもよい。この場合、第２環状部位Ｃ２には、加圧面２１の形状を基に変形した形状が形成される。加圧面２１に溝、曲面のいずれが形成されている場合でも、厚さ増大部１４ａと厚さ減少部１４ｂを形成することが可能である。
【００８９】
こうして、作用極１と対極２とを貼り合せ、作用極１と対極２との間に封止部４を形成する。このとき、封止部４は、樹脂封止部４Ａと無機封止部４Ｂとからなり、樹脂封止部４Ａが最も外側に厚さ減少部１４ｂを有し、電解質３から離れる方向に向かって、厚さ増大部１４ａと厚さ減少部１４ｂとを交互に配置させ、樹脂封止部４Ａの最も内側に厚さ増大部１４ａを有するものとなる。無機封止部４Ｂと樹脂封止部４Ａとの貼合せは、例えば大気圧下で行うことができる。
【００９０】
このとき、無機封止部４Ｂ及び樹脂封止部４Ａの加圧は通常、１〜５０ＭＰａで行い、好ましくは２〜３０ＭＰａ、より好ましくは３〜２０ＭＰａで行う。
【００９１】
樹脂封止部４Ａを構成する樹脂として、例えば熱可塑性樹脂を用いる場合は、樹脂封止部４Ａを溶融させるときの温度は、樹脂封止部４Ａの融点以上とする。
【００９２】
但し、樹脂封止部４Ａを溶融させるときの温度は、（樹脂封止部４Ａに含まれる樹脂の融点＋２００℃）以下であることが好ましい。上記温度が（樹脂封止部４Ａに含まれる樹脂の融点＋２００℃）を超えると、樹脂封止部４Ａに含まれる樹脂が熱によって分解するおそれがある。
【００９３】
なお、樹脂封止部４Ａが紫外線硬化樹脂である場合は、樹脂封止部４Ａを加圧しながら紫外線を照射することによって樹脂封止部４Ａを、無機封止部４Ｂ及び対極２に接着させる。このとき、枠状部材２０と同様の形状を有する枠状部材を用い、対極２を介して樹脂封止部４Ａを加圧しながら、枠状部材を通して樹脂封止部４Ａに紫外線を照射する。ここで、枠状部材を構成する材料としては、紫外線を透過するガラス等が用いられる。この枠状部材を用いて樹脂封止部４Ａを加圧すると、対極２は可撓性を有するため、対極２の周縁部は容易に変形し、ジグザグ構造を有することとなる。即ち、対極２の第２環状部位Ｃ２に、複数の環状溝１５が、電解質３から離れる方向に沿って形成され、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側の表面にも、複数の環状溝１５が形成される。このとき、各環状溝１５は、電解質３から離れる方向に交差するように延びることとなる。そして、対極２の第２環状部位Ｃ２に複数の環状溝１５が形成されると同時に、樹脂封止部４Ａには、対極２側に複数の環状突起部が形成されることになる。
【００９４】
こうして、色素増感太陽電池１００が得られ、色素増感太陽電池１００の製造が完了する。
【００９５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る色素増感太陽電池の第２実施形態について図１４を用いて説明する。図１４は、本発明に係る色素増感太陽電池の第２実施形態を示す部分拡大断面図である。なお、図１４において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９６】
図１４に示すように、本実施形態の色素増感太陽電池２００は、封止部４及び作用極１の境界１３と、封止部４及び対極２の境界１４と、封止部４の外周面と、対極２のうち封止部４と反対側の表面とを覆う被覆部５を更に備える点で第１実施形態の色素増感太陽電池１００と相違する。
【００９７】
この場合、電解質３の漏洩又は外部からの電解質３への酸素や水分の侵入が、封止部４のみならず被覆部５によっても抑制されることになる。特に、封止部４と対極２との境界１４、封止部４と作用極１との境界１３での漏洩又は外部からの電解質３への酸素や水分の侵入が被覆部５によって効果的に抑制される。また被覆部５は、対極２のうち封止部４と反対側の表面をも覆っているため、封止部４と対極２との界面および被覆部５と対極２との界面を通る電解質３の漏洩、外部から封止部４と対極２との界面および被覆部５と対極２との界面を通ってくる水分や酸素の侵入をも抑制することもできる。特に対極２の封止部４と反対側の表面には環状溝が形成されているため、対極２の封止部４と反対側の表面には環状溝が形成されていない場合に比べて、電解質３や水分、酸素等の通過距離がより長くなる。このため、電解質３の界面漏洩や、外部からの水分や酸素の侵入をより効果的に抑制できる。
【００９８】
ここで、被覆部５は樹脂を含む。樹脂としては、酸変性ポリオレフィン、紫外線硬化樹脂、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂またはエチレン−ビニルアルコール共重合体を用いることができる。特に、樹脂として、酸変性ポリオレフィンまたは紫外線硬化樹脂を用いた場合、被覆部５と作用極１、対極２、封止部４との接着が強固になり、それぞれの界面において、電解質３の漏洩及び外部からの電解質３への酸素や水分の侵入をより十分に抑制できる。
【００９９】
なお、被覆部５は樹脂のほか、金属、ガラスなどの無機材料を含んでもよい。この場合、被覆部５は、樹脂中に無機材料を分散させたものであってもよく、樹脂からなる樹脂層と、無機材料からなる無機層との積層体で構成するようにしてもよい。
【０１００】
本発明は、上記第１及び第２実施形態に限定されるものではない。例えば上記第１及び第２実施形態では、封止部４が樹脂封止部４Ａと無機封止部４Ｂとによって構成され、樹脂封止部４Ａは対極２のみに接着されているが、図１５に示す色素増感太陽電池３００のように、封止部３０４が樹脂封止部４Ａのみからなり、樹脂封止部４Ａが作用極１及び対極２の両方に接着されていてもよい。即ち、色素増感太陽電池３００においては、封止部３０４が無機封止部４Ｂを有していなくてもよい。この場合、厚さ増大部１４ａの厚さがそのまま封止部３０４の厚さとなり、この厚さは電解質３から離れるにつれて増大することになる。
【０１０１】
また上記第１及び第２実施形態においては、作用極１の第１環状部位Ｃ１が平坦面となっているが、第１環状部位Ｃ１は必ずしも平坦面である必要はない。例えば第１環状部位Ｃ１に、第２環状部位Ｃ２と同様に環状溝１５が１つ又は複数形成されていてもよい。
【０１０２】
また上記第１及び第２実施形態では、厚さ増大部１４ａが電解質３に接触しているが、厚さ増大部１４ａは電解質３に接触していなくてもよい。即ち、封止部４は、厚さ増大部１４ａよりも電解質３側に、厚さが一定で且つ電解質３に接触する部分や、電解質３から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部１４ｂを有していてもよい。換言すれば、厚さ増大部１４ａは樹脂封止部４Ａ内のいかなる位置にあってもよい。この場合、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保することができる。これは以下の理由によるものである。すなわち、樹脂封止部４Ａが厚さ増大部１４ａを有してさえいれば、厚さ増大部１４ａにより、厚さ増大部１４ａの電解質３側で厚さが十分に小さくされ、電解質に対する樹脂封止部４Ａの露出面積をより小さくすることができ、電解質３の漏洩を十分に抑制することができる。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、電解質３の漏洩を十分に抑制することができる。一方、厚さ増大部１４ａでは電解質３から離れるにつれて厚さが増大している。即ち、電解質３とは反対側（電解質３が届きにくい側）に厚さが大きい部分がある。別言すると、電解質３の影響が小さい位置で厚さを確保することができる。このため、厚さ増大部１４ａにより対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力が十分に強化される。従って、色素増感太陽電池が高温環境下で使用されても、対極２に対する樹脂封止部４Ａの接着力の低下を十分に抑制することができる。
【０１０３】
また上記第１及び第２実施形態では、対極２の第２環状部位Ｃ２のみならず、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側にも環状溝１５が形成されているが、対極２の第２環状部位Ｃ２と反対側の環状溝１５は必ずしも必要なものでない。例えば対極２が可撓性を有しない場合には、樹脂封止部４Ａを加圧する前に、対極２の第２環状部位Ｃ２に予め環状溝１５を形成しておき、樹脂封止部４Ａの加圧は、平坦な加圧面を有する枠状部材を用いて行えばよい。なお、この場合には、対極２の第２環状部位Ｃ２の構成要素である、対極２の厚さ増大部対向接触面２ａと対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂを予め形成する必要があるが、これらは、サンドブラストまたはウォータブラスト等により対極２の表面を切削することにより形成することができる。
【０１０４】
さらに上記第１及び第２実施形態では、樹脂封止部４Ａは、複数の厚さ増大部１４ａと複数の厚さ減少部１４ｂを有しているが、樹脂封止部４Ａは、図１６に示す色素増感太陽電池４００のように、厚さ増大部１４ａを１つのみ有していればよく、必ずしも厚さ減少部１４ｂを有していなくてもよい。
【０１０５】
また上記第１及び第２実施形態では、厚さ増大部１４ａと対極２の厚さ増大部対向接触面２ａ、及び厚さ減少部１４ｂと対極２の厚さ減少部対向接触面２ｂは平坦面となっているが、この厚さ増大部対向接触面２ａ、厚さ減少部対向接触面２ｂは必ずしも平坦面である必要はなく、電解質３から離れるにつれて厚さ増大部１４ａの厚さを増大させ又は厚さ減少部１４ｂの厚さを減少させることが可能であれば曲面であってもよい。
【０１０６】
また上記第１および第２実施形態では、環状の厚さ増大部１４ａおよび環状の厚さ減少部１４ｂはそれぞれ連続状に形成されているが、不連続に形成されていてもよい。
【０１０７】
さらに上記第１および第２実施形態では、対極２のみならず、作用極１が可撓性を有していてもよい。あるいは、対極２に代えて、作用極１が可撓性を有していてもよい。
【実施例】
【０１０８】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【０１０９】
（実施例１）
はじめに、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍのＦＴＯ基板を準備した。続いて、ＦＴＯ基板の上に、ドクターブレード法によって酸化チタンペースト（Solaronix社製、Ti nanoixide
T/sp）を、その厚さが１０μｍとなるように塗布した後、熱風循環タイプのオーブンに入れて５００℃で３時間焼成し、ＦＴＯ基板上に多孔質酸化物半導体層を形成し、５ｃｍ×５ｃｍの作用極を得た。
【０１１０】
一方、６ｃｍ×６ｃｍ×２ｍｍのチタンからなる対極基板を準備した。そして、対極基板上に、スパッタリング法により、厚さ１０ｎｍの白金触媒膜を形成し、対極を得た。
【０１１１】
こうして作用極及び対極を準備した。
【０１１２】
次に、アイオノマーであるハイミラン（商品名、三井・デュポンポリケミカル社製）からなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する環状の部位に配置した。この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって環状部位に接着し、ＦＴＯ基板上における環状部位に第１樹脂封止部を形成した。
【０１１３】
次に、この作用極を、光増感色素であるＮ７１９色素を０．２ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。
【０１１４】
一方、上記と同一の樹脂シートを準備し、この樹脂シートを対極の白金触媒膜上における環状の部位に配置した。そして、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させる
ことによって環状部位に接着し、対極の白金触媒膜上における環状部位に第２樹脂封止部を形成した。
【０１１５】
次いで、第１樹脂封止部を設けた作用極を、ＦＴＯ基板の多孔質酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、第１樹脂封止部の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。
【０１１６】
次に、第２樹脂封止部を設けた対極を、作用極に対向させ、大気圧下で、第１樹脂封止部と第２樹脂封止部とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、第１樹脂封止部と同じ大きさの真鍮製の枠状部材を加熱し、この枠状部材を対極の第２樹脂封止部とは反対側に配置し、プレス機を用いて、５ＭＰａで第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部を加圧しながら１４８℃で加熱して溶融させ、１つの厚さ増大部からなる封止部を得た。このとき、枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が切欠き面となっているものを用いた。具体的には、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁が平坦面に接し、環状の加圧面の最外周縁の平坦面からの高さが５μｍとなるように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。またこのとき、厚さ増大部は、最小厚さが１０μｍで、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように形成した。こうして色素増感太陽電池を得た。
【０１１７】
（実施例２）
厚さ増大部に対して電解質と反対側に、電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部をさらに設け、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１及び第２樹脂封止部として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍ、幅５０μｍの１つのＶ字状の溝で構成されているものを用いた。
【０１１８】
（実施例３）
２つの厚さ増大部と１つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が、深さ５μｍで幅５０μｍの１つのＶ字状の環状溝とその外側に環状溝に沿って形成された１つの切欠き面とで構成されているものを用いた。
【０１１９】
（実施例４）
２つの厚さ増大部と２つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され且つ厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの２つのＶ字状の環状溝で構成されているものを用いた。
【０１２０】
（実施例５）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの３つのＶ字状の環状溝で構成されているものを用いた。
【０１２１】
（実施例６）
５つの厚さ増大部と５つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネル（デュポン社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの５つのＶ字状の環状溝で構成されているものを用いた。
【０１２２】
（実施例７）
６つの厚さ増大部と５つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネル（デュポン社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が、深さ５μｍで幅が５０μｍの５つのＶ字状の環状溝とそれらの外側に環状溝に沿って形成された１つの切欠き面とを有する加圧面を持ったものを用いた。
【０１２３】
（実施例８）
まず実施例１と同様にして作用極及び対極を準備した。
【０１２４】
次に、光増感色素であるＮ７１９色素を０．２ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。
【０１２５】
次に、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する環状の部位にＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１（スリーボンド社製）を塗布し乾燥させて第１樹脂封止部を形成した。
【０１２６】
次に、対極の白金薄膜上における環状部位に、ＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１を塗布し乾燥させ、第２樹脂封止部を形成した。
【０１２７】
次いで、第２樹脂封止部を設けた対極を、白金薄膜の表面が水平になるように配置し、第２樹脂封止部の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。
【０１２８】
次に、第１樹脂封止部を設けた作用極を、対極に対向させ、大気圧下で作用極と対極とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、第１樹脂封止部と同じ大きさのガラス製の枠状部材を作用極の第１樹脂封止部とは反対側に配置し、プレス機を用いて、５ＭＰａで第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部を加圧しながら枠状部材を通して第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部に紫外線を照射させた。こうして、樹脂封止部の最も内側に厚さ増大部を配置し、電解質から離れる方向に向かって８つの厚さ増大部及び８つの厚さ減少部を交互に配列してなる封止部を形成した。このとき、ガラス製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が深さ５μｍで幅が５０μｍの８つのＶ字状の溝で構成されているものを用いた。またこのとき、厚さ増大部及び厚さ減少部はそれぞれ、最小厚さが２０μｍで、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように形成した。こうして色素増感太陽電池を得た。
【０１２９】
（実施例９）
封止部を形成した後、ＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１中にガラスを混入してなる樹脂組成物を、封止部と作用極との境界、封止部と対極との境界を覆うように塗布し、この樹脂組成物に紫外線を照射することによって被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３０】
（実施例１０）
封止部を形成した後、ＵＶ硬化性樹脂である３１ｘ−１０１中にガラスを混入してなる樹脂組成物を、封止部と作用極との境界、封止部と対極との境界を覆うように塗布し、この樹脂組成物に紫外線を照射することによって被覆部を形成したこと以外は実施例４と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３１】
（実施例１１）
封止部を形成した後、以下のように被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３２】
即ちまず酸変性ポリオレフィンであるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）中にガラスを混入してなる複合フィルムを準備した。次いで、この複合フィルムを、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、複合フィルムを覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに複合フィルムを加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３３】
（実施例１２）
封止部を形成した後、以下のように被覆部を形成したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３４】
即ちまず酸変性ポリオレフィンであるバイネル（デュポン社製）中にガラスを混入してなる複合フィルムを準備した。次いで、この複合フィルムを、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、複合フィルムを覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルムを越しに複合フィルムを加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３５】
（実施例１３）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１及び第２樹脂封止部としてハイミランを用いて封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例２と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３６】
即ちまずブチルゴムとアルミ板との積層板を準備した。次いで、この積層板を、ブチルゴム層を封止部側に向けて、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、積層体を覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに積層板を加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３７】
（実施例１４）
３つの厚さ増大部と２つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが４０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１樹脂封止部及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネルを用いて封止部を形成し、その後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１３８】
即ちまずブチルゴムとアルミ板との積層板を準備した。次いで、この積層板を、ブチルゴム層を封止部側に向けて、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、積層板を覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに積層板を加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１３９】
（実施例１５）
第１及び第２樹脂封止部として、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネルを用い、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが６０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例４と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４０】
即ちまずエポキシ樹脂組成物であるマクシーブ（三菱瓦斯化学社製）を準備した。次いで、このエポキシ樹脂組成物を、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように塗布した。その後、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた。こうして被覆部を形成した。
【０１４１】
（実施例１６）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが３０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が９０μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１５と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４２】
（実施例１７）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが３０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が９５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１５と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４３】
（実施例１８）
厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが１００μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１５と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４４】
（実施例１９）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが６０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成し、その後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例８と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４５】
即ちまずエポキシ樹脂組成物であるＥＰ５１ＦＬ−２（ＭＡＳＴＥＲ ＢＯＮＤ社製）を準備した。次いで、このエポキシ樹脂組成物を、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように塗布した。その後、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた。こうして被覆部を形成した。
【０１４６】
（実施例２０）
封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４７】
（実施例２１）
封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４８】
（実施例２２）
封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例９と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１４９】
（実施例２３）
１つの厚さ増大部と１つの厚さ減少部とを有し、封止部における最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例１１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５０】
（実施例２４）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが４０μｍ、最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成すると共に、封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５１】
即ちまずブチルゴムとアルミ板との積層板を準備した。次いで、この積層板を、ブチルゴム層を封止部側に向けて、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように配置し、積層板を覆うようにテフロンフィルムをかぶせた。そして、テフロンフィルム越しに積層板を加熱溶融させ、室温で自然冷却させた後、テフロンフィルムを除去した。こうして被覆部を形成した。
【０１５２】
（実施例２５）
３つの厚さ増大部と３つの厚さ減少部とを有し、厚さ増大部と厚さ減少部が、電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部と厚さ減少部の最小厚さが４０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が１μｍとなるように封止部を形成すると共に、封止部を形成した後、以下のようにして被覆部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５３】
即ちまずエポキシ樹脂組成物であるＥＰ００８（米山化学社製）を準備した。次いで、このエポキシ樹脂組成物を、封止部及び対極の境界と、封止部及び作用極の境界と、対極の外周面と、対極の背面の一部とを覆うように且つ封止部を包囲するように塗布した。その後、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた。こうして被覆部を形成した。
【０１５４】
（実施例２６）
ＰＥＴフィルムの上にスパッタ法でＦＴＯ膜を形成した厚さ７５μｍの対極基板を用いたこと以外は実施例６と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５５】
（実施例２７）
ＰＥＮフィルムの上にスパッタ法でＦＴＯ膜を形成した厚さ７５μｍの対極基板を用いたこと以外は実施例６と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
【０１５６】
（実施例２８）
厚さ増大部に対して電解質側に、電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部をさらに設け、厚さ減少部及び厚さ増大部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように且つ第１及び第２樹脂封止部として、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いて封止部を形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が高さ５μｍ、幅５０μｍの１つのクサビ状の突起で構成されているものを用いた。
【０１５７】
（実施例２９）
１つの厚さ増大部と２つの厚さ減少部とを有し、厚さ減少部と厚さ増大部が電解質から離れる方向に向かって交互に形成され、厚さ増大部及び厚さ減少部の最小厚さが２０μｍ、最大厚さと最小厚さとの差が５μｍとなるように封止部を形成したこと以外は実施例２８と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき真鍮製の枠状部材としては、環状の加圧面を有し、環状の加圧面が、深さ５μｍで幅５０μｍの１つのクサビ状の突起とその外側にクサビ状の突起に沿って形成された１つの切欠き面とで構成されているものを用いた。
【０１５８】
（比較例１）
封止部を、最小厚さが５μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１５９】
（比較例２）
封止部を、最小厚さが２０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例８と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、ガラス製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１６０】
（比較例３）
封止部を、最小厚さが４０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例２と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１６１】
（比較例４）
封止部を、最小厚さが６０μｍで、最小厚さと最大厚さとの差が０μｍとなるように形成したこと以外は実施例６と同様にして色素増感太陽電池を作製した。このとき、真鍮製の枠状部材としては、枠状部材を平坦面上に、加圧面を平坦面側に向けて置いたときに、環状の加圧面の最内周縁も最外周縁も平坦面に接するように且つ加圧面が平坦面となるように加工された枠状部材を用いた。
【０１６２】
［高温・大気圧環境下での色素増感太陽電池の耐久性評価：評価１］
実施例１〜２９及び比較例１〜４で得られた色素増感太陽電池について、光電変換効率（η０）を測定した。続いて、色素増感太陽電池について、大気圧下、８５℃の高温環境下で１０００ｈ放置した後の光電変換効率（η）も測定した。そして、下記式：光電変換効率の保持率（％）＝η／η０×１００
に基づき、光電変換効率の保持率（光電変換保持率）を算出した。結果を表１に示す。
【０１６３】
［高温・低圧環境下での色素増感太陽電池の耐久性評価：評価２］
実施例１〜２９及び比較例１〜４で得られた色素増感太陽電池について、８００ｈＰａの低圧下で且つ８５℃の高温環境下で１０００ｈ放置した後の光電変換効率（η）を測定し、上記と同様にして光電変換効率の保持率を算出した。結果を表１に示す。
【０１６４】
［高温・高湿・大気圧環境下での色素増感太陽電池の耐久性評価：評価３］
実施例１〜２９及び比較例１〜４で得られた色素増感太陽電池について、大気圧下、８５℃で、８５％ＲＨの高湿環境下で１０００ｈ放置した後の光電変換効率（η）を測定し、上記と同様にして光電変換効率の保持率を算出した。結果を表１に示す。
【表１】
【０１６５】
表１に示す結果より、実施例１〜２９の色素増感太陽電池は、比較例１〜４の色素増感太陽電池に比べて、高温環境下での光電変換効率の保持率が高いことが分かった。特に、実施例１〜２９の色素増感太陽電池は、低圧環境下では、比較例１〜４の色素増感太陽電池に比べて、光電変換効率の保持率がより一層高くなることが分かった。また実施例１〜２９の色素増感太陽電池は、比較例１〜４の色素増感太陽電池に比べると、高温・高湿環境下での光電変換効率の保持率も高いことが分かった。さらに、実施例２、実施例２８及び実施例２９の結果より、樹脂封止部が厚さ増大部を電解質に接触させていなくても、高温環境下での光電変換効率の保持率が高いことが分かった。
【０１６６】
よって、本発明の色素増感太陽電池によれば、高温環境下で使用されても、十分な耐久性を確保できることが確認された。
【符号の説明】
【０１６７】
１…作用極（電極）
２…対極（電極）
３…電解質
４…封止部
４Ａ…樹脂封止部
４Ｂ…無機封止部
５…被覆部
１３…作用極と封止部との境界
１４…対極と封止部との境界
１４ａ…厚さ増大部
１４ｂ…厚さ減少部
１４ｃ…傾斜面
１４ｄ…傾斜面
１５…環状溝
１００，２００，３００，４００…色素増感太陽電池
Ｓ…セル空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の電極と、
前記一対の電極を連結する封止部と、
前記一対の電極と前記封止部とによって囲まれるセル空間に充填される電解質とを備えており、
前記封止部が、樹脂を含む樹脂封止部を有し、
前記樹脂封止部が、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触すること
を特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項２】
前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部を更に有し、前記厚さ減少部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触する、請求項１に記載の色素増感太陽電池。
【請求項３】
前記樹脂封止部が、前記厚さ減少部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を更に有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触する、請求項２に記載の色素増感太陽電池。
【請求項４】
前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部をそれぞれ複数有し、
前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部が、前記電解質から離れる方向に向かって交互に配列され、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部のうち前記厚さ増大部が前記樹脂封止部において最も前記電解質に近い位置に設けられている、請求項２に記載の色素増感太陽電池。
【請求項５】
前記厚さ増大部が前記電解質に接触している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項６】
前記樹脂封止部の最大厚さが１０μｍ以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項７】
前記厚さ増大部と前記電極との接触面と、前記厚さ減少部と前記電極との接触面とにより、前記電解質から離れる方向に交差するように延びる溝が形成されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項８】
前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極が可撓性を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項９】
前記一対の電極のうち一方の電極が、導電性基板と、前記導電性基板上に設けられる多孔質酸化物半導体層とを有し、
前記導電性基板の前記多孔質酸化物半導体層側の表面が平坦面であり、
前記厚さ増大部と前記一対の電極のうち他方の電極との接触面が、前記平坦面に対して傾斜している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項１０】
前記封止部に対して前記電解質と反対側に、前記封止部と前記一対の電極との境界を少なくとも覆う被覆部を更に備え、前記被覆部が樹脂を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項１】
互いに対向する一対の電極と、
前記一対の電極を連結する封止部と、
前記一対の電極と前記封止部とによって囲まれるセル空間に充填される電解質とを備えており、
前記封止部が、樹脂を含む樹脂封止部を有し、
前記樹脂封止部が、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触すること
を特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項２】
前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが減少する厚さ減少部を更に有し、前記厚さ減少部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触する、請求項１に記載の色素増感太陽電池。
【請求項３】
前記樹脂封止部が、前記厚さ減少部に対して前記電解質と反対側に、前記電解質から離れるにつれて厚さが増大する厚さ増大部を更に有し、前記厚さ増大部の傾斜面に沿って、前記一対の電極のうち前記傾斜面に対向する電極に接触する、請求項２に記載の色素増感太陽電池。
【請求項４】
前記樹脂封止部が、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部をそれぞれ複数有し、
前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部が、前記電解質から離れる方向に向かって交互に配列され、前記厚さ増大部及び前記厚さ減少部のうち前記厚さ増大部が前記樹脂封止部において最も前記電解質に近い位置に設けられている、請求項２に記載の色素増感太陽電池。
【請求項５】
前記厚さ増大部が前記電解質に接触している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項６】
前記樹脂封止部の最大厚さが１０μｍ以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項７】
前記厚さ増大部と前記電極との接触面と、前記厚さ減少部と前記電極との接触面とにより、前記電解質から離れる方向に交差するように延びる溝が形成されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項８】
前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極が可撓性を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項９】
前記一対の電極のうち一方の電極が、導電性基板と、前記導電性基板上に設けられる多孔質酸化物半導体層とを有し、
前記導電性基板の前記多孔質酸化物半導体層側の表面が平坦面であり、
前記厚さ増大部と前記一対の電極のうち他方の電極との接触面が、前記平坦面に対して傾斜している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項１０】
前記封止部に対して前記電解質と反対側に、前記封止部と前記一対の電極との境界を少なくとも覆う被覆部を更に備え、前記被覆部が樹脂を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−９９４４８（Ｐ２０１２−９９４４８Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３１６７４（Ｐ２０１１−３１６７４）
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【特許番号】特許第４７９３９５３号（Ｐ４７９３９５３）
【特許公報発行日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「新エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム未来技術研究開発 高耐久性色素増感太陽電池モジュールの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【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２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【特許番号】特許第４７９３９５３号（Ｐ４７９３９５３）
【特許公報発行日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「新エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム未来技術研究開発 高耐久性色素増感太陽電池モジュールの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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