(4)色素吸着処理の前段の工程(1),(2),(3)によ� �て、市販のFTOガラス(15ω/□)上に、市販のTiO ₂  ペーストがスクリーン印刷法によって塗布� ��れ、500℃で1時間焼成されることにより、短 冊状のパターンを有する酸化チタン電極(平� �膜厚20μm)が得られる。

 次に、工程は、(4)色素吸着処理に進み、図1 の(4)色素吸着処理の工程の断面図に示す処理 が行われる。なお、図1においては、(1)ない� �(3)の工程により得られる短冊状の酸化チタ� �電極を、半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ として記述している。

 図1のAに示すように、器具21は、底部を持つ 容器状(トレイ状)の形状からなる。また、器� ��21は、所定の形状の隔壁を有しており、そ� �隔壁で仕切られた区画ごとにそれぞれ異な� �色素溶液を入れることできる。たとえば、� �1のAにおいては、器具21は3つの区画に分けら れており、それらの区画には、異なる3種の� �素溶液が入れられる。すなわち、たとえば� �N719,Black dye,D149の3種類の色素をそれぞれ、CH 3CN/t-BuOH混合溶液に溶解させることで、0.3mMの 色素溶液(色素溶液S ₁ ,S ₂ ,S ₃ )が得られるので、この色素溶液を、図1の器� ��21の3つの区画にそれぞれ注ぐことができる� ��

 そして、図1のBに示すように、異なる3種の� ��素溶液S ₁ ないしS ₃ がそれぞれ入れられた器具21の隔壁による上� ��部(開口上縁部側)に透明基板11を、半導体電 極12 ₁ ないし12 ₃ (酸化チタン電極)の形成された面が下側(器具 21側)となるように設置することで、器具21を� ��閉する。このとき、図中の黒色の丸印で示� ��接着剤22によって、透明基板11と器具21とを� ��着することで貼り合せて固定する。

 なお、かかる貼り合せの手法としては、U V硬化接着剤等の接着剤22を用いる手法の他、 たとえば、シリコンゴムのようなガスケット として機能するような材料を用いて圧着する 手法を用いることもできる。この場合、シリ コンゴムは器具21と接着されていても構わな� ��し、シート状のものを用いても構わない。� ��た、透明基板11としては、たとえば、導電� �ガラス等のガラス基板、透明プラスチック� �板、金属板などが用いられる。

 そして、透明基板11と器具21とが接着されて いる状態で、その密閉された器具21の上下を� ��転させると、図1のCに示すような状態とな� �。すなわち、器具21の上下が反転されること で、器具21の底部側にあった色素溶液S ₁ ないしS ₃ が、透明基板11側に流れ込むと同時に、半導� ��電極12 ₁ ないし12 ₃ が色素溶液S ₁ ないしS ₃ でそれぞれ満たされることになる。これによ り、半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ には、それぞれ色素が吸着される。このとき 、半導体電極12 ₁ は色素溶液S ₁ により色素が吸着され、半導体電極12 ₂ は色素溶液S ₂ により色素が吸着され、半導体電極12 ₃ は色素溶液S ₃ により色素が吸着される。このことは、言い 換えれば、半導体電極上の任意の位置に、任 意の色素を吸着させていると言え、さらに、 器具21を用意するだけで色素の塗り分けが可� ��となるため、簡便であるとも言える。

 その後、図1のCの状態のまま24時間静置した 後、器具21を透明基板11からはがすことによ� �て、図1のDに示すように、透明基板11上には� ��色素溶液S ₁ ないしS ₃ による色素で塗り分けられた半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ が得られる。

 なお、(4)色素吸着処理の工程で用いられ� ��、器具21の形状であるが、隔壁の高さとし� �は少なくとも3mm以上必要である。これは、� �れ以下であると、半導体電極12に注がれる色 素溶液に含まれる色素の量が不十分となるた めである。隔壁の高さの上限は3mm以上であれ ば特にない。また、隔壁の幅についても特に 制限はないが、実用上は10mm以下であること� �望ましい。それ以上である場合には、太陽� �池面積のうち、発電に寄与する面積が減少� �るため、実用に耐えうるレベルではないか� �である。

 また、図1のCの状態で静置しておく時間で� �るが、これは半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ の膜厚で変わるものであって、膜厚が薄けれ ばたとえば、10分,15分,30分などの短時間での� ��着が可能となるし、逆に、膜厚が厚いと、� ��とえば、48時間やそれ以上の時間を吸着に� �すこととなる。また、静置しておく時間は� �度にも影響を受けるため、膜厚と作業を行� �場所の温度の両方を考慮して、かかる時間� �決めると好適である。また、加熱、攪拌と� �った操作を必要に応じて用いても構わない� �

 そして、(4)色素吸着処理が終了すると、� ��の後段の工程(5),(6),(7)が行われることで、(4 )の工程により得られた色素付半導体電極が� �白金スパッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼 り合せられ、そこに電解溶液が注入されるこ とで、色素増感型太陽電池が得られる。した がって、これにより、所定の位置に、所定の 色素が吸着された色素増感型太陽電池が得ら れたことになる。

 なお、この[実施例1]の手法を用いて、異� ��る色を塗り分けるだけでなく、1色(1種類)の 色素の濃淡を塗り分けることも可能である。 この場合、吸着時間、色素溶液の濃度、溶媒 の種類などを各ユニットごとに変更すること で、濃淡を制御することが可能となる。また 、器具21によって異なる色を塗り分けること� ��、たとえば、文字、数字、記号、若しくは� ��形又はこれらの任意の組み合わせを表す色� ��を半導体電極上に吸着させることが可能と� ��る。これらについては、後述する他の実施� ��においても同様である。

 上記の[実施例1]では、器具21の貼り合せ� �手法として、接着剤22を用いる例の他、ガス ケットにより圧着させる例について説明した が、圧着手法としては、機械的に圧着させる 手法の他、真空中で貼り合わせた上で大気中 に戻すなどの、大気圧を利用して圧着させる 手法を採用することも可能である。

 具体的には、[実施例1]と同様の3種類の色素 溶液S ₁ ないしS ₃ が注液された隔壁を有し、その外周にシリコ ンゴム層を設けた器具21を、[実施例1]と同様� ��手法(工程(1)ないし(3))で作製された半導体� �極12 ₁ ないし12 ₃ に対し機械的に貼り合わせる。その後、貼り 合わされたることで密閉状態となった器具21� ��内部空間を、真空ポンプを用いて減圧する� ��とにより十分に接着させ、これを[実施例1]� ��同様にして、その状態で上下を反転させた� ��、24時間静置した。

 その後、反転されて器具21の下側に位置し� �いる半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ を再度上側に戻し、さらに、その内部を大気 圧に戻して透明基板11をはがすことにより、3 種類の色素で塗り分けられた半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ が得られる。その後、[実施例1]と同様の手法 (工程(5),(6),(7))にて、この色素付半導体電極� �白金スパッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼 り合せ、電解溶液を注入することで、色素増 感型太陽電池が得られる。

 上記の[実施例1]では、図1の器具21の上下を� ��転させることで、半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ に色素を吸着させる構成について説明したが 、図2の治具31を用いることで、部材を反転さ せなくとも、色素を吸着させることが可能と なる。なお、図2において、下側の図は治具31 の斜視図を表し、上側の図はシリコンゴム32� ��上面図を表している。

 具体的には、[実施例1]と同様の手法(工程(1) ないし(3))で作製した半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ に対して、中空の形状を有する治具31を、そ� ��中空部H ₁ ないしH ₃ に対応する形状の穴部h ₁ ないしh ₃ を有するシリコンゴム32を介して機械的に圧� ��させる。すなわち、このとき、半導体電極1 2 ₁ ないし12 ₃ は、中空の形状を有する治具31の底部に位置� ��ることになる。その後、[実施例1]と同様の3 種類の色素溶液S ₁ ないしS ₃ を、それぞれ治具31に設けられた3つの中空部 H ₁ ないしH ₃ のそれぞれに注液すると、治具31の底部とし� ��シリコンゴム32を介して圧着されている半� �体電極12 ₁ ないし12 ₃ に色素が吸着される。

 そして、そのままの状態で24時間静置する� �とにより、治具31の中空の形状に対応する3� �類の色素で塗り分けられた半導体電極12 ₁ ないし12 ₃ が得られる。そして、[実施例1]と同様の手法 (工程(5),(6),(7))にて、この色素付半導体電極� �白金スパッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼 り合せ、電解溶液を注入することで、色素増 感型太陽電池が得られる。

 上記の[実施例1]では色素の吸着のすべて� ��一度に行っていたが、それらを複数回に分� ��て行うことも可能である。ここでは、図3を 参照して、たとえば、[実施例1]と同様の手法 により、5cm×5cmの一面に、酸化チタン電極が� ��られた場合を例に挙げて説明する。

 なお、図3においては、[実施例1]と同様の 工程(1)ないし(3)により得られた酸化チタン電 極を、その大きさである5cm×5cmに対応させた5 ×5個の格子状のマス目(1つのマス目が1cm四方) からなる半導体電極12として記述している。� ��た、図3には、治具41及び治具42、並びに半� �体電極12の上面図が示されており、図中の矢 印で示すように、半導体電極12は、図中左上� ��ら図中右下に向かう方向に時系列で並んで� ��る。そこで、図3では、図中左上から図中右 下に向かって時系列で並んでいる3つの半導� �電極12の状態を、それぞれ、図中左上から順 に、状態1,状態2,状態3と称して説明する。

 ここでは、図3に示すように、パターン1(図3 では穴部H ₄ 及び穴部H ₅ )の形状を有する治具41と、パターン1とは異� �るパターン2(図3では穴部H ₆ )の形状を有する治具42のうち、はじめに、治 具41を、状態1の半導体電極12上に設置する。

 そして、工程(1)ないし(3)によって得られた� ��態1の半導体電極12上の5×5のマス目のうち、 治具41に設けられた穴部H ₄ 及び穴部H ₅ に対応する位置にある図中左から1,2列目のマ ス目と、図中左から4,5列目のマス目に、それ ぞれ色素溶液S ₁ ,S ₂ を注液する。より具体的には、治具41を半導� ��電極12に貼り合わせた後、N719とBlack dyeの色 素溶液S ₁ ,S ₂ をそれぞれ穴部H ₄ 及び穴部H ₅ に注液し、そのまま24時間静置することによ� ��、半導体電極12には治具41の穴部H ₄ 及び穴部H ₅ に対応する形状の色素が吸着される。

 そして、治具41をはがすことで、図3の状態2 の半導体電極12に示すように、1,2列目のマス� ��には色素溶液S ₁ により色素が吸着され(図中右下がり斜線で� �すマス目上の領域)、4,5列目のマス目には色� ��溶液S ₂ により色素が吸着される(図中左下がり斜線� �表すマス目上の領域)。このとき、状態2の半 導体電極12からも分かるように、真ん中の3列 目のマス目は、色素が吸着されていない状態 となる。

 続いて、治具42を用いて、半導体電極12のう ち、残った真ん中の3列目に所定の色素を吸� �させる。具体的には、アセトニトリルを用� �てリンスした後、治具42を半導体電極12に貼� ��合わせて、D149の色素溶液S ₃ を穴部H ₆ に注液し、そのまま24時間静置することで、� ��導体電極12には治具42の穴部H ₆ に対応する形状の色素が吸着される。

 そして、治具42をはがすことで、図3の状態3 の半導体電極12に示すように、3列目のマス目 には、色素溶液S ₃ により色素が吸着される(図中幅広の右下が� �斜線で表すマス目上の領域)。すなわち、治� ��41と、治具42を用いた2段階での色素の塗り� �けによって、3種類の色素で塗り分けられた� ��導体電極12が得られたことになる。

 その後、[実施例1]と同様の手法(工程(5),(6 ),(7))にて、この色素付半導体電極を白金スパ ッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼り合せ、� ��解溶液を注入することで、色素増感型太陽� ��池が得られる。

 このように、色素の吸着を行う際、全体� ��一度に吸着させる他に、部分ごとに何段階� ��に分けて吸着させることができるので、た� ��えば、塗り分けの区間同士が隣接している� ��あるいは隔壁を設けるのに十分なだけ離れ� ��いないといった場合にも、[実施例4]のよう� ��して数段階に分けて吸着させることにより� ��簡便に色素の塗り分けを行うことが可能と� ��る。

 上記の[実施例1]ないし[実施例4]において� ��、[実施例1]で説明した工程(1)ないし(3)によ� ��て作製された酸化チタン電極に対し、(4)色� ��吸着処理の工程を行う例について説明した� ��、酸化チタン電極は他の手法により作製し� ��もよい。

 すなわち、(4)色素吸着処理の前段の工程� ��ある工程(1)ないし(3)において、市販の酸化� ��タンP25を、ガンマブチロラクトンに対して2 0wt%分散させ、さらに酸化チタンに対して30wt% のPVDF-HFP(ポリフッカビニリデン-ヘキサフル� �ロプロピレン)共重合体を加え、約60℃に加� �しながら、攪拌することにより、均一な溶� �が得られる。これをITOつきのPEN基板上にブ� �ードコーティング法により塗布し、120℃で1� ��間乾燥させ、さらに、この基板を、ロール� ��レス機を用いてプレスすることにより、PEN� ��板上に、5cm×5cmの酸化チタン電極が得られ� �。

 そして、これを、たとえば、上記の[実施 例4]と同様の手法により処理することで、3種 類の色素で塗り分けられた酸化チタン電極が 得られ、その後、[実施例1]と同様の手法(工� �(5),(6),(7))により処理することで、色素増感� �太陽電池が得られる。すなわち、この[実施� ��5]では、たとえばPEN基板等のフレキシブル� �基板上に酸化チタン電極が形成されるので� �より柔軟性の高い色素増感型太陽電池を作� �できる。

 以上のようにして、色素増感型太陽電池� ��製造プロセスの工程(1)ないし(7)のうち、(4)� ��素吸着処理において、上記の[実施例1]ない� ��[実施例5]で説明した処理のいずれかが行わ� ��、それらの工程を経ることで、色素増感型� ��陽電池が製造される。

 このように、本発明によれば、色素増感� ��太陽電池等の光学変換素子の製造において� ��半導体電極に色素を吸着させる際に、簡便� ��色素の塗り分けをすることができる。

 なお、本発明の実施の形態は、上述した� ��施の形態に限定されるものではなく、本発� ��の要旨を逸脱しない範囲において種々の変� ��が可能である。たとえば、本実施の形態に� ��いて挙げた、数値、構造、形状、材料、原� ��、プロセス等は、あくまでも一例に過ぎず� ��必要に応じてこれらと異なる数値、構造、� ��状、材料、原料、プロセスを用いてもよい� ��

 また、本実施の形態においては、光電変� ��素子として、色素増感型太陽電池を例に挙� ��て説明したが、本発明は、色素増感型以外� ��太陽電池や、太陽電池以外の光電変換素子� ��ついても適用可能である。