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Patent Searching and Data


Title:
PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/144898
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a photoelectric conversion element capable of simplifying the current collection without degrading the photoelectric conversion characteristics. The photoelectric conversion element comprises a structural element composed of at least a first electrode which provides a porous oxide semiconductor layer which carries a sensitizing dye and has conductivity, a second electrode positioned opposite the first electrode, and an electrolytic material placed in at least a portion between the first electrode and the second electrode; a cover member which covers the structural element and is placed in a separation section between the first electrode and the second electrode; and a conductive part having a connection position electrically connected to the first electrode or the second electrode. The conductive part is interposed between the cover member and the first electrode or the second electrode.

Inventors:
OKADA KENICHI (JP)
KITAMURA TAKAYUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/002260
Publication Date:
December 03, 2009
Filing Date:
May 22, 2009
Export Citation:
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Assignee:
FUJIKURA LTD (JP)
OKADA KENICHI (JP)
KITAMURA TAKAYUKI (JP)
International Classes:
H01L31/04; H01M14/00
Foreign References:
JP2003151567A2003-05-23
JP2005071973A2005-03-17
JP2005190817A2005-07-14
JP2005346971A2005-12-15
Attorney, Agent or Firm:
AOKI, Hiroaki et al. (JP)
Hiroaki Aoki (JP)
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Claims:
 増感色素が担持された多孔質酸化物半導体層を備え、導電性を有した第一電極と、前記第一電極と対向して配される第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間の少なくとも一部に配された電解質と、から少なくともなる構造体と、
 前記構造体を覆うと共に、前記第二電極との間に離間部を配してなるカバー部材と、
 前記離間部にあって、前記第一電極または前記第二電極と電気的に接続される接続部位を有した導電部材とを備え、
 前記導電部材が、前記カバー部材と前記第一電極または前記第二電極とによって挟まれている、光電変換素子。
 前記構造体を複数備え、
 前記導電部材が、互いに隣接する2つの構造体のうちの一方の構造体の第一電極と、他方の構造体の第二電極とを電気的に接続しており、
 前記導電部材は、前記カバー部材と前記一方の構造体の前記第一電極とによって挟まれ且つ前記カバー部材と前記他方の構造体の前記第二電極とによって挟まれている、請求項1に記載の光電変換素子。
 前記カバー部材に設けられ、前記第一電極または前記第二電極と電気的に接続されている配線部をさらに備え、
 前記導電部材が、前記第一電極または前記第二電極と前記カバー部材との間に配置される前記配線部と接触し、且つ、
 前記第一電極又は前記第二電極と電気的に接続する前記接続部位からなる第一接続部位、及び、前記配線部と接し凸状をなしている第二接続部位を有する、請求項1に記載の光電変換素子。
 前記導電部材及び前記配線部の少なくとも一部が前記離間部内に設けられている請求項3に記載の光電変換素子。
 前記配線部は、前記カバー部材の前記離間部側内面に設けられた第1の印刷配線部であり、
 前記カバー部材には、このカバー部材を貫通して一端が前記印刷配線部に電気的に接続され、他端が前記カバー部材の外部に露出する第1の端子が設けられている請求項3又は4に記載の光電変換素子。
 前記配線部は、前記カバー部材の前記離間部側内面から外面に至る領域に、これら各面に沿って設けられた第2の印刷配線部であり、
 前記カバー部材の外面側には、前記第2の印刷配線部と電気的に接続された第2の端子が設けられている請求項3又は4に記載の光電変換素子。
 前記配線部は、前記カバー部材の前記離間部側内面から外面に至る領域に、これら各面に沿って設けられた第1のフレキシブルプリント配線基板の導体部であり、
 前記カバー部材の外面側には、前記第1のフレキシブルプリント配線基板の導体部に電気的に接続された第3の端子が設けられている請求項3又は4に記載の光電変換素子。
 前記離間部内に、前記導電部材を覆うと共に、前記構造体との間の空間を密閉する状態で第2のフレキシブルプリント配線基板が設けられ、
 前記配線部は、前記第2のフレキシブルプリント配線基板の導体部である請求項3又は4に記載の光電変換素子。
 前記カバー部材には、このカバー部材を貫通して一端が前記離間部内に臨み、他端が外部に露出する第3の端子が設けられ、前記第2のフレキシブルプリント配線基板の導体部と前記第3の端子とが電気的に接続されている請求項8に記載の光電変換素子。
 前記カバー部材には、前記離間部を外部に連通させる貫通孔が形成され、前記第2のフレキシブルプリント配線基板の一部が前記貫通孔を通して外部へ導出されている請求項8に記載の光電変換素子。
 前記接続部位が突起状をなしている請求項1~10のいずれか一項に記載の光電変換素子。
 前記導電部材が弾性変形可能であり、前記カバー部材と前記第二電極との間で圧縮された状態で配置されている、請求項1~11のいずれか一項に記載の光電変換素子。
 前記第一電極または前記第二電極が不動態を形成しうる金属で構成されている請求項1~12のいずれか一項に記載の光電変換素子。
 前記金属がチタンを含む請求項13に記載の光電変換素子。
 前記離間部内には乾燥手段が配されている請求項1~14のいずれか一項に記載の光電変換素子。
 
Description:
光電変換素子

 本発明は光電変換素子に係り、より詳し は、光電変換特性を劣化することなく簡便 集電することが可能な光電変換素子に関す 。

 近年の環境問題、資源問題等を背景に、 リーンエネルギーとしての太陽電池が期待 れている。その中でも、スイスのグレッツ ルらのグループなどから提案された色素増 型太陽電池(Dye-Sensitized Solar Cell。以下、DSC という場合がある)は、安価で高い変換効率 得られる光電変換素子として、注目を集め いる。

 ごく一般的な色素増感型太陽電池は第一 極にも第二電極にも導電性ガラスを用いて る。この場合、通常は絶縁体であるガラス 面に薄い透明導電膜を成膜したものである で、導電性はセルの内側となる面にしか付 されていない。したがって、各セルで発電 た電力を集電するには、互い違いに基板を 置する必要があった。

 特許文献1では、第二電極そのものに導電 性の基板(金属箔)を用いる方法が開示されて る。これにより、第二電極の裏面から直接 電することが可能となり、基板を互い違い 配置する必要がないので、1枚の基板に複数 のセルを形成する場合(モジュール化)や、セ の額縁(端子等の周囲の不発電部)を小さく る際に有利である。このように金属箔から る第二電極から集電する方法としては、配 をはんだ付けにより接続し該配線を用いて 電することが一般的である。 

 しかしながら、上記特許文献1に開示され た方法においては、配線をはんだ付けで基板 に接続しなければならないため、熱に弱い色 素増感酸化チタン電極にはんだ付けの熱が伝 わってしまい、光電変換特性を低下させる虞 があった。

特開2005-346971号公報

 本発明は、上記事情に鑑みてなされたも であって、光電変換特性を劣化させること く簡便に集電することが可能な光電変換素 を提供することを目的とする。

 本発明は、増感色素が担持された多孔質 化物半導体層を備え、導電性を有した第一 極と、前記第一電極と対向して配される第 電極と、前記第一電極と前記第二電極との の少なくとも一部に配された電解質と、か 少なくともなる構造体と、前記構造体を覆 と共に、前記第二電極との間に離間部を配 てなるカバー部材と、前記離間部にあって 前記第一電極または前記第二電極と電気的 接続される接続部位を有した導電部材とを え、前記導電部材が、前記カバー部材と前 第一電極または前記第二電極とによって挟 れている、光電変換素子である。

 本発明の光電変換素子によれば、前記導 部材が、前記カバー部材と前記第一電極ま は前記第二電極とによって挟まれているた 、導電部材が、はんだ付けによらず、第一 極または第二電極上の所定の位置に固定さ る。また第一電極または第二電極と導電部 とが電気的に接続されている。このため、 造体で発電された電気を取り出す際に、該 電部材から簡便に集電することが可能とな 。また、導電部材を構造体にはんだ付けす 必要がないため、該はんだ付けにより生じ 熱によって多孔質酸化物半導体層等が劣化 ることを防ぐことができ、光電変換特性の 下を抑制することができる。ゆえに、本発 の光電変換素子によれば、光電変換特性を 化させることなく簡便に集電することが可 となる。

 また上記光電変換素子は、前記構造体を 数備え、前記導電部材が、互いに隣接する2 つの構造体のうちの一方の構造体の第一電極 と、他方の構造体の第二電極とを電気的に接 続しており、前記導電部材は、前記カバー部 材と前記一方の構造体の前記第一電極とによ って挟まれ且つ前記カバー部材と前記他方の 構造体の前記第二電極とによって挟まれてい てもよい。

 上記光電変換素子は、前記カバー部材に けられ、前記第一電極または前記第二電極 電気的に接続されている配線部をさらに備 、前記導電部材が前記配線部と接触し、且 、前記第一電極又は前記第二電極と電気的 接続する前記接続部位からなる第一接続部 、及び、前記配線部と接し凸状をなしてい 第二接続部位を有することが好ましい。

 この場合、導電部材の第二接続部位が配 部と接し凸状をなしているため、第二接続 位を配線部に食い込ませることが可能とな 、導電部材を配線部に対してしっかりと固 することができる。このため、配線部と導 部材との導通が十分に確保され、導通不良 起こることを十分に防止することができる また配線部がカバー部材に設けられること 、配線部が設けられていない場合に比べて 簡便に外部との導通をとることができる。

 上記光電変換素子においては、前記接続 位が突起状をなしていることが好ましい。

 接続部位が突起状をなしていると、接続 位が第一電極又は第二電極に食い込むため 導電部材が第一電極又は第二電極に対して っかりと固定される。また第一電極又は第 電極の一面に酸化被膜等の不動態層が形成 れても、この不動態層が接続部位によって 易に破壊され、第一電極又は第二電極と容 に接触することができる。

 上記光電変換素子においては、例えば前 導電部材及び前記配線部の少なくとも一部 前記離間部内に設けられている。

 上記光電変換素子において、前記配線部 、前記カバー部材の前記離間部側内面に設 られた第1の印刷配線部であり、前記カバー 部材には、このカバー部材を貫通して一端が 前記第1の印刷配線部に電気的に接続され、 端が前記カバー部材の外部に露出する第1の 子が設けられている。

 この場合、第1の端子がカバー部材の外部 に露出しているため、より簡便に外部との導 通をとることができる。

 上記光電変換素子において、前記配線部 、前記カバー部材の前記離間部側内面から 面に至る領域に、これら各面に沿って設け れた第2の印刷配線部であり、前記カバー部 材の外面側には、前記第2の印刷配線部と電 的に接続された第2の端子が設けられている とが好ましい。

 この場合、第2の端子がカバー部材の外面 側に設けられているため、より簡便に外部と の導通をとることができる。

 また上記光電変換素子において、前記配 部は、前記カバー部材の前記離間部側内面 ら外面に至る領域に、これら各面に沿って けられた第1のフレキシブルプリント配線基 板の導体部であり、前記カバー部材の外面側 には、前記第1のフレキシブルプリント配線 板の導体部に電気的に接続された第3の端子 設けられていることが好ましい。

 この場合、第3の端子がカバー部材の外面 側に設けられているため、より簡便に外部と の導通をとることができる。また立体物であ るカバー部材に配線部を印刷法を用いて設け る場合、通常は手間がかかるが、第1のフレ シブルプリント配線基板は予め導体部を有 ている。このため、立体物であるカバー部 に、配線部として第2の印刷配線部を設ける りも、第1のフレキシブルプリント配線基板 の導体部を配線部とする方が、カバー部材へ の配線部の設置がより容易となる。

 さらに上記光電変換素子においては、前 離間部内に、前記導電部材を覆うとともに 記構造体との間の空間を密閉する状態で第2 のフレキシブルプリント配線基板が設けられ 、前記配線部は、前記第2のフレキシブルプ ント配線基板の導体部であることが好まし 。

 この場合、第2のフレキシブルプリント配 線基板と構造体との間の空間が密閉されてい るため、この空間が密閉されていない場合に 比べて、より十分に水分の浸入を抑制するこ とができる。

 ここで、前記カバー部材には、このカバ 部材を貫通して一端が前記離間部内に臨み 他端が外部に露出する第3の端子が設けられ 、前記第2のフレキシブルプリント配線基板 導体部と前記第3の端子とが電気的に接続さ ていることが好ましい。

 この場合、第3の端子がカバー部材を貫通 しない場合と比較して、電流の通過経路を短 くできるので、取出し抵抗をより低減するこ とができる。

 あるいは前記カバー部材には、前記離間 を外部に連通させる貫通孔が形成され、前 第2のフレキシブルプリント配線基板の一部 が前記貫通孔を通して外部へ導出されていて もよい。

 第2のフレキシブルプリント配線基板の導 体部は通常、絶縁フィルムの間に配置されて いる。このため、第2のフレキシブルプリン 配線基板がカバー部材の貫通孔を通して外 に導出されない光電変換素子においては、 縁フィルムに貫通孔を形成して導体部を露 させる必要がある。即ち第2のフレキシブル リント配線基板に対して加工が必要となる これに対し、第2のフレキシブルプリント配 線基板の一部がカバー部材の貫通孔を通して 外部に導出されると、第2のフレキシブルプ ント配線基板の導体部がカバー部材の貫通 を通して直接導出されることになる。この め、第2のフレキシブルプリント配線基板に する加工が不要となる。よって、光電変換 子の低コスト化が可能となる。

 上記光電変換素子においては、前記導電 材が弾性変形可能であり、前記カバー部材 前記第一電極又は第二電極との間で圧縮さ た状態で配置されていることが好ましい。

 この場合、導電部材は、適正な加圧圧力 第一電極又は第二電極と機械的に接触する とが可能となる。加えて、外部の気温変化 よりカバー部材と第一電極又は第二電極と 間隔に変動が生じても、導電部材は、その 動に追従して変形することができる。従っ 、カバー部材と第一電極又は第二電極との 通が常に確保され、気温変化に起因する導 不良も防止できる。

 上記光電変換素子のうち導電部材の接続 位が突起状をなしているものは、前記第一 極または前記第二電極がその表面上に不動 層を形成しうる金属で構成されている場合 有効である。第一電極または第二電極が不 態層を形成する場合には、第一電極又は第 電極からの取出し抵抗が高くなる。この場 でも、導電部材の接続部位が突起状をなし いる光電変換素子によれば、接続部位によ て不動態層を突き破ることができ、第一電 又は第二電極との電気的接続が可能となる

 ここで、前記金属は例えばチタンを含む のである。

 上記光電変換素子においては、前記離間 内には、乾燥手段が配されていることが好 しい。

 この場合、仮に離間部に水分が浸入した しても、乾燥手段が水分を吸収して離間部 乾燥した状態に保つことができ、第二電極 び導電部材間、又は第一電極及び導電部材 で良好な電気的接続を維持することができ 。

 本発明の光電変換素子によれば、構造体 発電された電気を取り出す際に、該導電部 から簡便に集電することが可能となる。ま 、導電部材を構造体にはんだ付けする必要 ないため、該はんだ付けにより生じる熱に って多孔質半導体層等の劣化を防ぐことが 来る。ゆえに、光電変換特性を劣化させる となく簡便に集電することが可能な光電変 素子を得ることができる。

本発明の第1実施形態に係る光電変換素 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る光電変換素 子に用いられる導電部材を模式的に示した斜 視図である。 図2の導電部材を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る光電変換素 子に配した導電部材の他の一例を模式的に示 した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る光電変換素 子に配した導電部材のさらに他の一例を模式 的に示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る光電変換素 子に配した導電部材の他の一例を模式的に示 した側面図である。 本発明の第2実施形態に係る光電変換素 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換素 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換素 子に配した導電部材の一例を模式的に示した 斜視図である。 図9の導電部材を示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子に配した導電部材の他の一例を模式的に した斜視図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子に配した導電部材のさらに他の一例を模 的に示した斜視図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子に配した導電部材の他の一例を模式的に した側面図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子の他の一例を模式的に示した断面図であ 。 本発明の第4実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第5実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第6実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第7実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第7実施形態に係る光電変換 子において、第一電極の他の一例を模式的 示した斜視図である。 本発明の第8実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第9実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第9実施形態に係る光電変換 子に用いられる導電部材を模式的に示した 視図である。 図22の導電部材を示す断面図である。 本発明の第10実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第11実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第12実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第13実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 フレキシブルプリント配線基板の一面 側を模式的に示した図である。 フレキシブルプリント配線基板の他の 一面側を模式的に示した図である。 本発明の第14実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第15実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第16実施形態に係る光電変換 子を模式的に示した断面図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子で使用される導電部材の他の一例を示す 視図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子で使用される導電部材の他の一例を示す 視図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子で使用される導電部材の他の一例を示す 視図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子で使用される導電部材の他の一例を示す 面図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子で使用される導電部材の他の一例を示す 視図である。 本発明の第3、第4、第6~第16実施形態に 係る光電変換素子で使用される導電部材の第 一接続部位又は第二接続部位の形状の一例を 示す斜視図である。 本発明の第3、第4、第6~第16実施形態に 係る光電変換素子で使用される導電部材の第 一接続部位又は第二接続部位の形状の他の例 を示す斜視図である。 本発明の第3、第4、第6~第16実施形態に 係る光電変換素子で使用される導電部材の第 一接続部位又は第二接続部位の形状のさらに 他の例を示す斜視図である。 本発明の第3実施形態に係る光電変換 子であってカバー部材を樹脂とし、離間部 真空引きした状態の光電変換素子を模式的 示す部分断面図である。

 以下、本発明の実施形態について、図面 参照して詳細に説明するが、本発明は以下 実施形態に限定されるものではなく、本発 の主旨を逸脱しない範囲において種々の変 が可能である。

 <第1実施形態>
 図1は、本発明の第1実施形態に係る光電変 素子1Aの断面図、図2は、本実施形態に配さ た導電部材70Aの斜視図、図3は、図2の導電部 材70Aの断面図である。

 本実施形態の光電変換素子1Aは、増感色 が担持された多孔質酸化物半導体層13を備え 、導電性を有した第一電極10と、第一電極10 対向して配される第二電極20と、第一電極10 第二電極20との間の少なくとも一部に配さ た電解質30と、から少なくともなる構造体50 、構造体50を覆うと共に、第二電極20との間 に離間部80を配してなるカバー部材60と、離 部80にあって、第二電極20と電気的に接続す 接続部位70aを有した導電部材70Aとを備えて る。

 以下、それぞれについて詳細に説明する

 第一電極10は、多孔質酸化物半導体層13を 備えた導電性の基板であり、例えば第一基材 11と、第一基材11の一面11aに配された透明導 膜12と、第1基材11の一面11a上に透明導電膜12 介して配された多孔質酸化物半導体層13と らなる透明な電極である。

 また、第一電極10には、電力を光電変換 子1Aの外部へ取り出す配線71が電気的に接続 て配されている。配線71としては、特に限 されるものではなく、従来公知のものを用 ることができる。この配線71は、カバー部材 60に設けた貫通孔(図示せず)などを通して光 変換素子1Aの外部に取り出されている。ここ で、配線71の取り出しに用いた貫通孔は樹脂 で封止されている。

 第一基材11としては、光透過性の素材か なる基板が用いられ、例えば、ガラス、ポ エチレンテレフタレート、ポリエチレンナ タレート、ポリカーボネイト、ポリエーテ スルホン等など、通常太陽電池の透明基板 して用いられるものであればどのようなも も用いることができる。第一基材11としては 、できる限り光透過性に優れるものが好まし く、透過率が85%以上の基板がより好ましい。

 多孔質酸化物半導体層13としては、特に限 されず、通常、光電変換素子の多孔質半導 を形成するのに用いられるものであればど ようなものも用いることができる。このよ な半導体としては、例えば、TiO 2 、SnO 2 、WO 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、In 2 O 3 、ZrO 2 、Y 2 O 3 、Al 2 O 3 などを用いることができる。

 増感色素は、多孔質酸化物半導体層13に 持されるものであり、例えば、ルテニウム 体や鉄錯体、ポルフィリン系あるいはフタ シアニン系の金属錯体の他、エオシン、ロ ダミン、メロシアニン、クマリンなどの有 色素が挙げられ、これらを用途や多孔質酸 物半導体層13の材料に応じて適宜選択して用 いる。

 透明導電膜12は、第一電極10に導電性を付 与するために、第一基材11の一面11aに配され 薄膜である。第一電極10の透明性を著しく なわない構造とするために、透明導電膜12は 導電性金属酸化物からなる薄膜であることが 好ましい。

 透明導電膜12を形成する導電性金属酸化物 しては、例えば、スズ添加酸化インジウム(I TO)、フッ素添加酸化スズ(FTO)、酸化スズ(SnO 2 )、酸化亜鉛(ZnO)などが用いられる。透明導電 膜12は、上記導電性酸化物かならなる膜を有 る。透明導電膜12は、上記膜の単層のみで 成されてもよいし、積層体で構成されても い。

 透明導電膜12を、FTOのみからなる単層の 、または、ITOからなる膜にFTOからなる膜が 層されてなる積層膜とすることが好ましい この場合、耐薬品性や耐熱性に優れ、可視 における光の吸収量が少なく、導電性が高 第一電極10を構成することができる。

 第二電極20は、導電性を有し、その表面 不動態となる各種の金属基板、中でもチタ 板から構成される。また、第二電極20は、必 要に応じて、第一電極10と対向する面に、Pt の金属、C、ポリエチレンジオキシチオフェ (PEDOT)等からなる触媒膜(図示せず)を有して る。ここで、触媒膜は、Pt等の金属から構 されることが好ましい。

 電解質30は、電解液を第一電極10と第二電 極20との間、及び多孔質酸化物半導体層13内 電解液を含浸させた後に、この電解液を適 なゲル化剤を用いてゲル化(擬固体化)して、 第一電極10と第二電極20とに一体形成されて るもの、または、酸化物半導体粒子や導電 粒子を含むゲル状の電解質などを用いるこ ができる。

 このような電解液としては、酸化還元種 含む有機溶媒、イオン液体などを用いるこ ができる。また、このような電解液に適当 ゲル化剤(高分子ゲル化剤、低分子ゲル化剤 、各種ナノ粒子、カーボンナノチューブなど )を導入することにより流動性を低下させた 解質を用いてもよい。

 上記有機溶媒としては特に限定されるも では無いが、アセトニトリル、メトキシア トニトリル、プロピオニトリル、プロピレ カーボネート、エチレンカーボネート、ジ チルカーボネート、γ-ブチロラクトンなど 有機溶媒が用いられる。イオン液体として 、イミダゾリウム系カチオンやピロリジニ ム系カチオン、ピリジニウム系カチオンな といった四級化された窒素原子を有するカ オンなどとヨウ化物イオン、ビストリフル ロメタンスルホニルイミドアニオン、ジシ ノアミドアニオン、チオシアン酸アニオン どからなるイオン液体などを選ぶことがで る。

 酸化還元種も特に限定されるものではな が、ヨウ素/ヨウ化物イオン、臭素/臭化物 オンなどを加えて形成されるものを選ぶこ ができ、たとえば前者であれば、ヨウ化物 (リチウム塩、四級化イミダゾリウム塩の誘 体、テトラアルキルアンモニウム塩などを 独で、あるいは、複合して用いることがで る。)とヨウ素を単独、あるいは、複合して 添加することにより与えることができる。電 解液には、さらに、必要に応じて、4-tert-ブ ルピリジン、N-メチルベンズイミダゾール、 グアニジニウム塩の誘導体などの種々の添加 物を加えてもよい。

 封止樹脂40は、第一電極10と第二電極20と 対向させて接着し、第一電極10と第二電極20 との間に電解質30を封止するものである。こ ような封止樹脂40としては、第一電極10及び 第二電極20に対する接着性に優れるものであ ば特に限定されるものではないが、たとえ 、分子鎖中にカルボン酸基を有する熱可塑 樹脂からなる接着剤やUV硬化樹脂などが望 しく、具体的には、ハイミラン(三井デュポ ポリケミカル社製)、バイネル(デュポン社 )などが挙げられる。

 構造体50は、第一電極10と、第二電極20と 第一電極10及び第二電極20の間に配された電 解質30と、第一電極10及び第二電極20とを接合 し、電解質30を封止する封止樹脂40とから少 くともなる色素増感型太陽電池である。構 体50は、セルであっても、モジュールであっ てもよい。

 カバー部材60は、構造体50を覆うものであ り、構造体50全体を覆っていてもよいし、第 電極20を覆い、かつ第一電極10が露呈するよ うに構造体50を覆うものであってもよい。こ 場合、例えばガスケット(図中非表示)を介 て構造体50にカバー部材60が配されることで 間部80を密封することがきる。カバー部材60 を配することで、構造体50への水分等の浸入 抑制することができる。特にカバー部材60 構造体50全体を覆う場合は、少なくとも第一 電極10側の部分は光透過性を有する。カバー 材60としては、樹脂やガラス、金属板等が 用でき、カバー部材60が構造体50を覆う形状 応じて適宜選択して用いることができる。 のようなカバー部材60を構成するものとし は、第一電極10が露呈するように構造体50を う場合、例えば、軽量で加工が容易であり 耐腐食性に優れているアルミニウム等が挙 られる。カバー部材60として樹脂を用いる 合は、アルミ蒸着膜やアルミナ、シリカ膜 ポリビニルアルコール膜などのガスバリア (不図示)を設け、密閉性を向上させることも できる。これにより、導電部材70Aと構造体50 の接触部である接触部α1に不動態層が形成 れることを抑制し、電気的接続を良好に保 ことができる。

 導電部材70Aは、離間部80にあって、導電 材70Aの接続部位70aが第二電極20と接触部α1を 形成し、電気的に接続されている。導電部材 70Aは、第二電極20の一面20cの中央部と電気的 接続するように、配されることが好ましい これにより、集電効率の高い第二電極20の 面20c中央から集電できる。

 このような導電部材70Aを構成するものと ては、良好な電気伝導性を有するものが好 しく、例えば、銅や銅を含む合金等が挙げ れる。銅を含む合金としては、例えば、高 張力で弾性が大きく、強度や電気伝導性に れたベリリウム銅が挙げられる。

 ここで、導電部材70Aは、カバー部材60と 二電極20とによって挟まれている。

 導電部材70Aは、図2及び図3に示すように 平坦な頂面70dと、傾斜を有した第一面70cと 頂面と平行な第二面70bとを有している。こ で、頂面70dは、カバー部材60に接触する板状 のカバー部材接触部であり、第二面70bは、カ バー部材接触部と平行な板状の端部であり、 第一面70cは、カバー部材接触部と端部とを連 結する板状の連結部である。第一面70cは、カ バー部材接触部及び端部に対して傾斜してい る。導電部材70Aは、このように、複数の面を 有して形成されることで適正なバネ性を具備 し弾性変形することができる。本実施形態の 導電部材70Aにおいて、第二面70bの、第二電極 20と対向する接続部位である面70aが、第二電 20と電気的に接続し、面で接触した接触部α 1を形成する。この際、導電部材70Aと第二電 20との接触が弱いと、導電部材70Aと第二電極 20との接触部α1がずれてしまい、導通不良が じたり、集電効率が低下したりする虞があ 。また逆に、導電部材70Aと第二電極20との 触力が強いと第二電極20に損傷が生じる虞が ある。このため、導電部材70Aが弾性変形可能 であり且つカバー部材60と第二電極20とによ て圧縮された状態で配置されていることが ましい。これにより、該導電部材70Aは、適 な加圧圧力で第二電極20と機械的に接触する ことが可能となる。ゆえに、第二電極20に損 を与えることなく安定して第二電極20から 集電を行うことが可能となる。更に外部の 温変化によりカバー部材60と第二電極20との 隔に変動が生じても、導電部材70Aは、その 動に追従して変形することができる。従っ 、カバー部材60と第二電極20との導通が常に 確保され、気温変化に起因する導通不良も防 止できる。なお、導電部材70Aのバネ定数は通 常、2~50N/mmとすればよく、好ましくは5~20N/mm する。

 導電部材70Aの頂面70dは、カバー部材60と 触する部位であり、カバー部材60と例えば両 面テープ等によって固定されていてもよい。

 第一面70cや第二面70bは、その傾斜角や長 、厚さや幅等により形状を適宜調節するこ で、適用する構造体50や離間部80のサイズに 見合ったバネ性を具備することが可能である 。例えば、図4に示すように、第一面70cにく れ部を持たせることによって、導電部材70の バネ性を適宜調節することもできる。

 なお、図2及び図3中、一つの第一面70cに して一つの第二面70bが配されているが、導 部材70Aの形状は、特にこの形状に限定され ものではなく、例えば導電部材70Aは、図5に すように第一面70cの途中から枝分かれして 一つの第一面70cに対して複数の第二面70bを えていてもよい。仮に導電部材70Aのうち第 電極20と接する面70aの1つに支障が生じたと ても、他の面70aがバックアップとなって働 。

 なお、導電部材70Aは、本実施形態のよう 一部が弾性変形するものであってもよいし 例えば図6に示すように曲面からなる導電部 材70A、即ちアーチ状の導電部材70Aで構成され 、導電部材70全体が弾性変形するものであっ もよい。

 導電部材70で集電した電力は、従来公知 方法で光電変換素子1の外部へ取り出すこと できる。この光電変換素子1の外部への電力 の取り出し方法としては、図11に示すように 例えば導電部材70に配線77を半田などで接続 し、該配線77をカバー部材60に設けた貫通孔( 中非表示)から外部へと取り出す方法が挙げ られる。配線77としては、特に限定されるも ではなく、従来公知のものを用いることが きる。なお、配線77を光電変換素子1の外部 取り出した際に用いた貫通孔は、樹脂等で 止する。

 離間部80は、第二電極20とカバー部材60と 間に形成された空間であり、密封され乾燥 た状態であることが好ましい。これにより 導電部材70Aと第二電極20との電気的な接続 、良好な状態で保つことができる。特に、 間部80の露点が-40℃以下であれば、光電変換 素子1Aの低温保証限界でも結露することがな 、耐環境性に優れた光電変換素子1Aを得る とができる。

 第一実施形態に係る光電変換素子1Aでは 導電部材70Aがカバー部材60と第二電極20とに って挟まれているため、導電部材70Aがはん 付けによらず、第二電極20上の所定位置に 定されている。また導電部材70Aは、第二電 20と接触し電気的に接続されている。このた め、構造体50で発電された電気を取り出す際 、該導電部材70Aから簡便に集電することが 能となる。また、第二電極20から集電する には、はんだ付けによって配線等を第二電 20に接続する必要がないので、該はんだ付け によって生じる熱により第二電極20あるいは 造体50(特に多孔質酸化物半導体層13)を痛め り劣化させたりすることを防ぐことができ 光電変換特性の低下を抑制することができ 。ゆえに、光電変換素子1Aによれば、光電 換特性を劣化させることなく簡便に集電す ことが可能となる。

 また、カバー部材60を配することで、離 部80を密封し乾燥した状態に保つ場合には、 導電部材70Aと第二電極20との電気的な接続を 好な状態とすることができる。

 <第2実施形態>
 図7は、本発明の第2実施形態に係る光電変 素子1Bを模式的に示した断面図である。本実 施形態においては、第1実施形態の光電変換 子1Aと同様な構成のものについては同一の符 号を付し、説明を省くことがある。

 第2実施形態に係る光電変換素子1Bが、第1 実施形態の光電変換素子1Aと異なる点は、第 電極10には配線90が配されていること、導電 部材70Bを更に備えること、及び導電部材70Bが 該配線90を介して第一電極10と電気的に接続 れていることである。なお、導電部材70Bに 、第1実施形態と同様に集電した電力を光電 換素子1の外部へ取り出す配線77が電気的に 続して配されている。

 配線90は、第一電極10の表面に多孔質酸化 物半導体層13を取り囲むように配された集電 の配線であり、第一電極10と電気的に接続 れている。配線90としては、例えば、銀、金 、白金、アルミニウム、ニッケル、チタン等 より形成することができる。第一電極10の光 過性を著しく損なわないために、各配線の を300μm~1cmとすることが好ましく、例えば500 μm以下と細くすることがより好ましい。また 、配線90の厚さは、例えば0.1~50μmである。な 、配線90を構成する材料としては、必ずし 不動態を生じるものでなくともよい。

 配線90の表面には、電解液による腐食か 配線90を保護するため、例えば低融点ガラス からなる保護層91が配されていることが好ま い。

 導電部材70Bは、本実施形態においては第 電極10に形成された配線90と接触して接触部 α2を形成し、第一電極10と電気的に接続され いる。本実施形態では、配線90(あるいは第 電極10)が離間部80に対して露呈している面 は第二電極20の面積よりもはるかに小さいの で、第1実施形態のように導電部材70Bの両端 第二電極20と接触しているのではなく、図7 示すように、導電部材70Bの一端のみが配線90 (あるいは第一電極10)と接触し、他端が第二 極20上に配された絶縁フィルム22と接触して る。ここで、導電部材70Bの他端は、絶縁フ ルム22によって第二電極20と離間して配置さ れている。また導電部材70Bは、導電部材70Aに おいて2つの第二面70bのうち1つの第二面70bを 面70dに対して直交させた形状を有している

 なお、導電部材70Bは導電部材70Aと同様に 弾性変形可能であり且つカバー部材60と第 電極10とによって圧縮された状態で配置され ていることが好ましい。

 絶縁フィルム22としては、特に限定され ものではなく、例えばPET、PEN、紙等を用い ことができる。またその厚さは、例えば25μm ~200μmである。

 第2実施形態に係る光電変換素子1Bにおい は、導電部材70Bがカバー部材60と第一電極10 とによって挟まれており、その両端がそれぞ れ第二電極20、第一電極10に固定されている また導電部材70Bが配線90を介して第一電極10 電気的に接続されている。したがって、第 電極10から集電する際には、はんだ付けに って配線等を第一電極10に接続する必要がな いので、該はんだ付けによって生じる熱によ り第一電極10あるいは構造体50を痛めること く集電することが可能である。また、導電 材70Bが第一電極10と接触して電気的に接続さ れるので、簡便に第一電極10から集電するこ が可能である。更に、カバー部材60が配さ て、離間部80が密封され且つ乾燥した状態に 保たれている場合には、導電部材70Bと第一電 極10との電気的な接続を良好な状態とするこ ができる。

 本実施形態の光電変換素子1Bにおいて、 二電極20から集電する際には、図7に示すよ に別途導電部材70Aを用い、第一実施形態と 様に第二電極20から集電する。これにより、 第一電極10や第二電極20、構造体50に損傷を与 えることなく歩留まりの向上が図れるととも に、簡便に第一電極10及び第二電極20からそ ぞれ集電することができる。

 なお、本実施形態においては配線90を介 て第一電極10と導電部材70Bとを電気的に接続 したが、配線90を用いずに直接第一電極10と 電部材70Bとを電気的に接続させることも可 である。

 <第3実施形態>
 図8は、本実施形態に係る光電変換素子1Cの 面図、図9は、図8の光電変換素子1Cに配され た導電部材170Aの斜視図、図10は、図9の導電 材170Aの断面図である。本実施形態において 、第1実施形態~第2実施形態の光電変換素子 同様な構成のものについては同一の符号を し、説明を省くことがある。

 第3実施形態に係る光電変換素子1Cが第1実 施形態の光電変換素子1Aと異なる点は、導電 材170Aが第二電極20と電気的に接続する接続 位70aが突起状をなし、第二電極20との接触 α1が点接触となっていることである。

 本実施形態に用いられている導電部材170A は、第二面70bのうち第二電極20と接触する接 部位70aが突起状となっている。このため、 続部位70aが第二電極20に食い込み、しっか と固定される。また第二電極20の一面20cに酸 化被膜等の不動態層が形成された場合であっ ても、導電部材170Aが該不動態層を簡便に破 し、第二電極20と接触することができる。特 に、接続部位70aが鋭利な突起状であれば、第 二電極20の一面20cに酸化被膜等の不動態層が 成された場合に、該不動態層をより容易に 壊し、第二電極20との接触をより容易にす ことができる。

 また導電部材170Aと第二電極20との接触部 1は、加圧されて接触されていることで第二 極20表面が塑性変形していることが好まし 。塑性変形を起こしている部分では、導電 材170Aの接続部位70aは、第二電極20の平均表 よりも250nm以上潜り込んでいる。これにより 、第二電極20上に形成された不動態層をつき ぶって導電部材170Aと第二電極20とが電気的 接続するので、低抵抗化を図ることが可能 なる。また点接触とすることで、充分な加 力を得ることができる。

 したがって、カバー部材60を介して導電 材170Aと第二電極20との接触部α1を加圧する けで第二電極20表面に形成された不動態層を 破壊できるので、第二電極20や導電部材170Aに 表面処理を行わなくても、簡便に良好な電気 的接続、すなわち低抵抗化を図ることが可能 となる。

 導電部材170Aの突起の形状は、構造体50と バー部材60との離間部80の距離に応じて適宜 調節し、過度な接触部圧力とならないように することが好ましい。この場合、構造体50を めることなく集電することが可能となる。 の接続部位70aは、レーザー等で加工するこ で、簡便に所望の形状をした凸状に形成す ことができる。例えば本実施形態では、接 部位70aは図38に示すように三角板状となっ いるが、四角錐状であっても(図39参照)、円 状であってもよい(図40参照)。

 本実施形態に用いている導電部材170Aにお いても図5に示すように、第1実施形態で用い 導電部材70Aと同様に、第一面70cにくびれ部 備えた導電部材や、第一面70cの途中から枝 かれして、一つの第一面70cに対して複数の 二面70bを備えた導電部材、曲面からなる導 部材とすることができる。図11は、第一面70 cにくびれ部を持たせた導電部材170Aの一例を した斜視図であり、図12は、一つの第一面70 cに対して複数の第二面70bを備えてなる導電 材の一例を示した斜視図である。図12に示す ように、各第二面70bにそれぞれ複数の突出部 位を設けることで、第二電極20に対する導電 材170Aの位置の安定性をより高くすることが できるとともに第二電極20からの集電を容易 行うことが可能となる。また図13は、導電 材170Aの他の一例を模式的に示した側面図で る。図13に示すように、導電部材70を曲面と したことで、即ち導電部材70の形状をアーチ としたことで、導電部材170Aを加圧した際の 力が効率よく伝わり、確実に不動態層を破壊 することができる。

 なお図14に示すように、本実施形態にお ても、図7で示した第2実施形態と同様に、第 一電極10から集電を行う際は、第一電極10に 線90を配し、導電部材170Bが配線90を介して第 一電極10と電気的に接続させた状態とするこ もできる。この際、絶縁フィルム22と接触 る導電部材170Bの接続部位70aは、突起状をな ていないほうが好ましい。この場合、接続 位70aが絶縁フィルム22を貫通して第二電極20 と電気的に接続されることを防止できる。こ のように、第一電極10および第二電極20のそ ぞれに導電部材170B,170Aを電気的に接続させ ことで、第一電極10や第二電極20、構造体50 損傷を与えることなく歩留まりの向上が図 るとともに、簡便に第一電極10及び第二電極 20からそれぞれ集電することができる。更に 導電部材170A,170Bは突起状の接続部位70aを有 るので、上述したように低抵抗化が図れる

 なお、導電部材170A、170Bは導電部材70Aと 様に、弾性変形可能であり且つカバー部材60 と第一電極10とによって圧縮された状態で配 されていることが好ましい。また導電部材1 70A、170Bのバネ定数も、導電部材70Aと同様で る。

 <第4実施形態~第6実施形態>
 図15~図17は、第4実施形態~第6実施形態に係 光電変換素子(1D~1F)を模式的に示した断面図 ある。第4~第6実施形態においては、第1実施 形態~第3実施形態の光電変換素子(1A~1C)と同様 な構成のものについては同一の符号を付し、 説明を省くことがある。

 第4実施形態~第6実施形態に係る光電変換 子(1D~1F)が第1実施形態~第3実施形態の光電変 換素子(1A~1C)とそれぞれ異なる点は、離間部80 に乾燥手段81が配されていることである。

 なお、図15に示した第4実施形態に係る光 変換素子1Dは、第1実施形態の光電変換素子1 Aにおいて、その離間部80に乾燥手段81が配さ たもの、図16に示した第5実施形態に係る光 変換素子1Eは、第2実施形態の光電変換素子1 Bにおいて、その離間部80に乾燥手段81が配さ たもの、図17に示した第6実施形態に係る光 変換素子1Fは、第3実施形態の光電変換素子1 Cにおいて、その離間部80に乾燥手段81が配さ たものである。

 乾燥手段81としては、例えばシリカゲル モレキュラーシーブス等の乾燥剤を用いる とができる。

 離間部80に乾燥手段81を設けることで、仮 に離間部80に水分が浸入したとしても、乾燥 段81が水分を吸収して離間部80を乾燥した状 態で保つことが可能である。よって、長期に わたり安定して離間部80の乾燥状態を保つこ ができ、第二電極20と導電部材70A、170A、あ いは第一電極10と導電部材70Bとの良好な電 的接続を維持することができる。ゆえに、 環境性に優れた光電変換素子(1D~1F)を得るこ ができる。

 特に、第3実施形態の光電変換素子1Cに乾 手段81を設けた第6実施形態の光電変換素子1 Fにおいては、離間部80に乾燥手段81を設ける とで、導電部材170Bが第二電極20に形成され 不動態層を突き破って接触部α1が形成され 後においても、接触部α1に不動態層が再び 成されることを抑制でき、抵抗値が上昇す ことを抑えられる。

 <第7実施形態>
 図18は、第7実施形態に係る光電変換素子1G 模式的に示した断面図である。本実施形態 おいて、第1実施形態~第6実施形態と同様な 成のものについては同一の符号を付し、説 を省くことがある。

 第7実施形態に係る光電変換素子1Gは、構 体50Aと、構造体50aとを備えている。構造体5 0Aは、増感色素が担持された多孔質酸化物半 体層13を備え、導電性を有した第一電極10A 、前記第一電極10Aと対向して配される第二 極20Aと、前記第一電極10Aと前記第二電極20A の間の少なくとも一部に配された電解質30A 、から少なくともなる。構造体50aは、増感 素が担持された多孔質酸化物半導体層13を備 え、導電性を有した第一電極10aと、前記第一 電極10aと対向して配される第二電極20aと、前 記第一電極10aと前記第二電極20aとの間の少な くとも一部に配された電解質30aと、から少な くともなる。ここで、第一電極10A,10aは、第 電極10と同様であり、第二電極20A,20aは、第 電極20と同様であり、電解質30A,30aは、電解 30と同様である。そして、光電変換素子1Gは 一方の構造体50Aの第二電極20Aと、他方の構 体50aの第一電極10aとを電気的に接続する導 部材70Cをさらに備えている。

 なお、配線90を構成する材料としては、 5実施形態と同様に、必ずしも不動態を生じ ものでなくともよい。

 本実施形態においては、第一基材11は、 えば図19に示すように、透明導電膜12と多孔 酸化物半導体層13とからなる発電層を形成 たセルユニットCを、その一面11aに複数(図示 例では4つ)、二次元的に並べて配置したモジ ールとしてもよい。これにより、任意の素 出力に設定される大面積化と軽量化を両立 た光電変換素子を得ることができる。

 導電部材70Cは、その一端が一方の構造体5 0Aの第二電極20Aと接触し、他端が他方の構造 50aの配線90aと接触することでこれらを電気 に接続し、一方の構造体50Aと他方の構造体5 0aとの導通を図っている。第二電極20Aと接触 た導電部材70Cの接続部位70aは、突起状であ ことが好ましい。これにより、第3実施形態 と同様に、不動態層を突き破って接触部α1,α 2を形成し、電気的に接続されるので低抵抗 が図れる。

 また、本実施形態においては、導電部材7 0Cはカバー部材60に固定されている。即ち導 部材70Cは、カバー部材60と第一電極10aとによ って挟まれ且つカバー部材60と第二電極20Aと よって挟まれている。これにより導電部材7 0Cは、一方の構造体50Aの第二電極20Aと他方の 造体50aの配線90aとを位置精度良く接触させ ことができ接続信頼性の向上が図れる。

 このように、導電部材70Cを用いて一方の 造体50Aと他方の構造体50aとの電気的接続を うことで、簡便に構造体50A,50a同士の導通を 図ることができる。また、導電部材70Cは、カ バー部材60と第一電極10aとによって挟まれ且 カバー部材60と第二電極20Aとによって挟ま ている。このため、はんだ付け等を必要と ず、該はんだ付けの際に生じる熱によって 線90や第二電極20等の構造体50に損傷が生じ 光電変換特性に支障が生じることを抑制す ことが可能である。

 なお、図示例では構造体は2つであるが、 本発明はこれに限定されるものではなく、3 以上の構造体であっても同様に、隣接する 造体同士を、導電部材70Cを用いて電気的に 続することが可能である。

 また、第一電極10、及び第二電極20からそ れぞれ集電を行う際には、本発明の第1実施 態~第3実施形態と同様に導電部材170Aまたは17 0Bを用いることで、第一電極10、第二電極20の それぞれから簡便に集電を行うことができる 。特に第二電極20から集電を行う際に、第3実 施形態で用いた導電部材170Aを用いることで 第二電極20上に形成された不動態層を破壊し て電気的導通を得ることができるため、低抵 抗化が図れる。

 離間部80には、第4実施形態~第6実施形態 同様に、乾燥手段81を設けることができる。 乾燥手段81を設けることで、仮に離間部80に 分が浸入したとしても、乾燥手段81が水分を 吸収して離間部80を乾燥した状態で保つこと 可能である。よって、長期にわたり安定し 離間部80の乾燥状態を保つことができ、第 電極20と導電部材170A、70C、あるいは第一電 10と導電部材170B,70Cとの良好な電気的接続を 持することができる。ゆえに、耐環境性に れた光電変換素子1Gを得ることができる。

 <第8実施形態>
 図20は、第8実施形態に係る光電変換素子1H 模式的に示した断面図である。本実施形態 おいては、第1実施形態の光電変換素子1Aと 様な構成のものについては同一の符号を付 、説明を省くことがある。

 本実施形態の光電変換素子1Hは、増感色 が担持された多孔質酸化物半導体層13を備え た導電性の部材からなる第三電極25と、導電 を有した第四電極15と、第三電極25と第四電 極15との間の少なくとも一部に配された電解 30と、から少なくともなる構造体55から概略 構成されている。また、光電変換素子1Hは、 三電極25との間に離間部80を設け、かつ第四 電極15が露呈するように構造体55を覆うカバ 部材60、及びカバー部材60の第三電極25と対 する面60aに少なくとも1つ配された導電部材1 70Aを有し、導電部材170Aは第三電極25と接触し て電気的に接続されている。

 本実施形態において、構造体55、及びカ ー部材60は可撓性を有していてもよい。カバ ー部材60として樹脂を用いる場合は、ガスバ ア膜(不図示)を設け、密閉性を向上させる ともできる。これにより、導電部材170Aと構 体55との接触部α1に不動態層が形成される とを抑制し、電気的接続を良好に保つこと できる。この際、導電部材170Aの加圧力を確 するため、外側から押す、あるいは図41に すように内部を減圧することによって、カ ー部材60が導電部材170Aを加圧するようにす ことが好ましい。

 第三電極25は、導電性を有する各種の金 基板21上に多孔質酸化物半導体層13が形成さ たものである。金属基板21は、第1実施形態 第二電極20をなす金属基板21と同様である。 また、多孔質酸化物半導体層13は、第1実施形 態の第一電極10を構成する多孔質酸化物半導 層13と同様である。

 第四電極15は、導電性を有した基板で、 えば、第四基材16と、第四基材16の一面16aに された透明導電膜12とからなる透明な電極 ある。第四基材16、及び透明導電膜12はそれ れ、第1実施形態の第一電極10をなす第一基 11、及び透明導電膜12と同様である。

 電解質30、封止樹脂40、カバー部材60は第1 実施形態と同様である。導電部材170Aは、第1 施形態の導電部材70Aであってもよい。

 本実施形態において、光は光電変換素子1 Hの第四電極15側から入射する。したがって、 カバー部材60が構造体55全体を覆う場合は、 バー部材60の少なくとも第四電極15側の部分 光透過性を有することが好ましい。

 本実施形態の光電変換素子1Hにおいても 導電部材170Aはカバー部材60と第三電極25とに よって挟まれており且つ構造体55の第三電極2 5と電気的に接続されている。このため、第 電極25から簡便に集電を行うことが可能であ る。特にはんだ付け等が必要ないので、該は んだ付けの際に生じる熱によって、構造体55 損傷が生じることを抑制し、光電変換特性 劣化を防ぐことが可能である。また、導電 材170Aと第三電極25との接触部α1は塑性変形 起こして接触しており、第三電極25上に形 された不動態層を突き破って接触している したがって、低抵抗化を図ることが可能で る。

 <第9実施形態>
 図21は、本発明の第9実施形態に係る光電変 素子201Aを模式的に示した断面図である。本 実施形態においては、第1~第8実施形態の光電 変換素子と同様な構成のものについては同一 の符号を付し、説明を省くことがある。

 図21に示した光電変換素子201Aは、配線部8 5A、85Bが例えば印刷法により形成された配線 であり、この配線部85A,85Bが設けられる箇所 がカバー部材60の内面とした一例である。

 この第9実施形態に係る光電変換素子201A 、増感色素が担持された多孔質酸化物半導 層13を備え、導電性を有した第一電極10と、 一電極10と対向して配される第二電極20と、 第一電極10と第二電極20との間の少なくとも 部に配された電解質30と、第一電極10及び第 電極20を接合し、電解質30を封止する封止樹 脂40、91とから少なくともなる構造体50と、こ の構造体50を覆うと共に、第2の電極20との間 離間部80を配してなるカバー部材60と、第一 電極10の表面に多孔質酸化物半導体層13を取 囲むように配された配線90とから概略構成さ れている。このカバー部材60の離間部80側内 には第二電極20との電気的接続をとるための 配線部85Aが設けられている。また、光電変換 素子201Aは、第二電極20及び配線部85Aにそれぞ れ加圧されて接触した導電部材270Aと、第一 極10と配線部85Bを電気的に接続する導電部材 270Bとを有する。導電部材270Aは、第二電極20 らの出力を取り出すための経路に配置され ものであり、導電部材270Bは第一電極10から 出力を取り出すための経路に配置されるも である。

 配線部85A、85Bは、カバー部材60の離間部80 側内面に設けられたものであり、この実施形 態の場合は、カバー部材60の内面に形成され 、印刷配線部である。この配線部85A、85Bは 導電ペーストをスクリーン印刷などの印刷 により、カバー部材60の内面に印刷塗布す ことにより形成されたものである。

 導電部材270Aとしては、頂面70dのカバー部 材60側に凸状の第二接続部位70eを有すること 外は第4実施形態の導電部材170Aと同様のも が用いられる。導電部材270Aと第二電極20及 配線部85Aとの接触部α1及びα2においては、 圧されて接触されていることで配線部85A及 第二電極20の一部が塑性変形している。特に 塑性変形を起こしている部分では、導電部材 270Aの接触部α1及びα2は、第二電極20、配線部 85Aの平均表面よりも250nm以上潜り込んでいる 即ち、導電部材270Aは、第二電極20上に形成 れた不動態層をつきやぶって、第二電極20 配線部85Aと電気的に接続する。このため、 抵抗化を図ることが可能となる。なお、導 部材270Bは、頂面70dのカバー部材60側に凸状 第二接続部位70eを有すること以外は導電部 170B又は導電部材70Bと同様のものが用いられ 。

 導電部材270Aは、第二電極20の一面20cの中 部と電気的に接続するように、配されるこ が好ましい。これにより、集電効率の高い 二電極20の一面20c中央から集電できる。ま 、導電部材270Aのうち、第二電極20と接する 位である70a(第一接続部位)および配線部85と する部位である70e(第二接続部位)は、複数 けることが好ましい。仮に第一接続部位70a 1つに支障が生じたとしても、他の第一接続 位がバックアップとなって働く。

 導電部材270A、270Bと第一電極10、第二電極 20及び配線部85A、85Bとの接触部α1及びα2を乾 状態とするため、第二電極20との間に離間 80を設けてカバー部材60が設けられている。 バー部材60は、構造体50を覆うものであり、 構造体50全体を覆っていてもよいし、第二電 20を覆い、かつ第一電極10が露呈するように 構造体50を覆うものであってもよい。

 特にカバー部材60が構造体50全体を覆う場 合は、少なくとも第一電極10側の部分は光透 性を有する。カバー部材60としては、樹脂 ガラス、金属板等が使用でき、カバー部材60 が構造体50を覆う形状に応じて適宜選択して いることができる。このようなカバー部材6 0を構成するものとしては、第一電極10が露呈 するように構造体50を覆う場合、例えば、軽 で加工が容易であり、耐腐食性に優れてい アルミニウム等が挙げられる。カバー部材6 0として樹脂を用いる場合は、アルミ蒸着膜 アルミナ、シリカ膜、ポリビニルアルコー 膜などのガスバリア膜(不図示)を設け、密閉 性を向上させることもできる。これにより、 導電部材270A,270Bと第一電極10、第二電極20と 接触部α1に不動態層が形成されることを抑 し、電気的接続を良好に保つことができる

 なお、このカバー部材60の内面には、前 したように配線部85A、85Bが形成されるが、 の場合、カバー部材60の内面及び外面におい て、少なくとも配線部85A、85Bが載置される領 域となるカバー部材60の表面全体には例えば 縁被膜が形成されており、この絶縁被膜上 配線部85A、85Bが形成される。これは配線部8 5A、85Bと第一電極10との短絡を防ぐためであ 。

 カバー部材60には、離間部80と外部とを連 通させる貫通孔87A、87Bが形成されており、こ の貫通孔87A、87Bには、カバー部材60と絶縁さ た状態で貫通コネクタ86A、86Bが嵌入されて る。貫通コネクタ86A、86B(第1の端子)の離間 80内に露出する一端側は、カバー部材60の内 面側に設けられた配線部85に電気的に接続さ ており、その他端側は外部に露呈している この構成により、第一電極10及び第二電極20 からの集電は、導電部材270A、270B、配線部85B 85Aおよび貫通コネクタ86A、86Bを経由して、 われるようになっている。

 導電部材270Bは、本実施形態においては第 一電極10に形成された配線90と接触し電気的 接続されている。配線90が離間部80に対して 呈している面積は第二電極20の面積よりも るかに小さいので、導電部材270Aのように両 が接触しているのではなく、導電部材270Bの 一端のみが配線90と接触し、他端が第二電極2 0上に配された絶縁フィルム22と接触している 。なお、絶縁フィルム22と接触する導電部材 第一接続部位70aは、絶縁フィルム22を貫通 、第二電極20と電気的に接続されないように するため、凸状の形状を有していないことが 好ましい。

 第9実施形態に係る光電変換素子201Aでは 導電部材270Aがカバー部材60と第二電極20とに よって挟まれているため、導電部材270Aが、 んだ付けによらず、第二電極20上の所定の位 置に固定される。また導電部材270Aは、第二 極20及び配線部85Aと接触し電気的に接続され 、第二電極20と貫通コネクタ86Aとが互いに電 的に接続されることになる。

 また同様に、導電部材270Bがカバー部材60 第一電極10とによって挟まれているため、 電部材270Bも、はんだ付けによらず、第一電 10上の所定の位置に固定されている。また 電部材270Bは、第一電極10及び配線部85Bと接 し電気的に接続され、第一電極10と貫通コネ クタ86Bとが互いに電気的に接続されることに なる。

 このため、簡便に外部との導通をとるこ が可能となり、構造体50で発電された電気 取り出す際に、該導電部材270A,270Bから簡便 集電することが可能となる。

 また第一電極10及び第二電極20から集電す る際には、はんだ付けによって配線等を接続 する必要がない。このため、該はんだ付けに よって生じる熱により第一電極10または第二 極20あるいは構造体50(特に多孔質酸化物半 体層13)を痛めたり劣化したりすることを防 ことができ、光電変換特性の低下を抑制す ことができる。ゆえに、光電変換素子201Aに れば、光電変換特性を劣化させることなく 便に集電することが可能となる。

 また、導電部材270Aが第二電極20と接する 一接続部位70aは、凸状(突起状)になってい 。このため、第一接続部位70aが第二電極20に 食い込むことが可能となり、導電部材270Aが 二電極20に対してよりしっかりと固定される 。また第二電極20の一面20cに酸化被膜等の不 態層が形成された場合であっても、該不動 層を容易に破壊し、第二電極20及び配線部85 Aと容易に接触することができる。特に、第 接続部位70aが鋭利な凸状であれば、第二電 20の一面20cに酸化被膜等の不動態層が形成さ れた場合であっても、該不動態層をより容易 に破壊し、第二電極20及び配線部85Aとより容 に接触することができる。さらに第一接続 位70aと第二電極20との接触、及び、第二接 部位7eと配線部85Aとの接触を点接触とするこ とで、配線部85A及び第二電極20に対して充分 加圧力を得ることができ、接続信頼性の向 が図れる。したがって、カバー部材60を用 た場合、カバー部材60を介して導電部材270A 第二電極20及び配線部85Aとの接触部α1及びα2 を加圧するだけで第二電極20上に形成された 動態層を破壊できる。このため、第二電極2 0及び配線部85Aや導電部材270Aに表面処理を行 なくても、良好な電気的接続、すなわち低 抗化を図ることが可能となる。導電部材270A の突起の形状は、構造体50とカバー部材60と 離間部80の距離に応じて適宜調節し、過度な 接触部圧力とならないようにすることが好ま しい。この場合、構造体50を痛めることなく 電することが可能となる。第一接続部位70a 第二接続部位70eは、レーザー等で加工する とで、簡便に所望の形状をした凸状に形成 ることができる。

 また光電変換素子201Aでは、導電部材270A 第二接続部位70eが配線部85Aと接し凸状をな ている。このため、第二接続部位70eを配線 85Aに食い込ませることが可能となり、導電 材270Aを配線部85Aに対してよりしっかりと固 することができる。このため、配線部85Aと 電部材270Aとの導通が十分に確保され、導通 不良が起こることを十分に防止することがで きる。また配線部85Aがカバー部材60に設けら ることで、配線部85Aが設けられていない場 に比べて、簡便に外部との導通をとること できる。

 さらに光電変換素子201Aは、以下の利点を も有する。即ち、導電部材270Aを設ける際に 、導電部材270Aを第二電極20とカバー部材60の 内面に設けられた配線部85Aとの間に位置させ 、カバー部材60を押圧してこのカバー部材60 び配線部85Aと第二電極20との間を接近させる 。この際、導電部材270Aは、凸状の第二接続 位70eが配線部85Aに食い込んで定位置に支持 れる。この状態で該導電部材270Aが圧縮され ことにより、凸状の第一接続部位70aが第二 続部位70eを支点として、第二電極20上を移 する。このため、第二接続部位70eが移動し 第二電極20の上面の不動態層が塑性変形を起 こしつつ破壊され、第一接続部位70aと第二電 極20との電気的接続が確実になされることに る。このように、カバー部材60を配すると このカバー部材60を装着する際に、適した圧 力を加えるだけで導電部材270Aが第二電極20に 形成された不動態層を効率的に突き破って導 通が図れる。このため、簡便に低抵抗化を図 ることができる。

 図22は本発明の第9実施形態に係る光電変 素子に用いられる導電部材270Aを模式的に示 した斜視図、図23は図22の導電部材を示した 断面図である。導電部材270Aは、平坦な頂面7 0dと、傾斜を有した第一面70cと、頂面70dと平 な第二面70bと、第二面70bに形成された凸状 接続部位(第一接続部位)70aと、頂面70dに形 された凸状の接続部位(第二接続部位)70eとか らなっている。導電部材270Aは、このように 複数の面を有して形成されることで適正な 性を具備することができる。

 導電部材270Aの頂面70dに配された第二接続 部位70eは、カバー部材60の下面に設けられた 線部85Aと接触する部位で、第二面70bに配さ た第一接続部位70aは、第一電極10または第 電極20と接触する部位である。第一面70cや第 二面70bは、その傾斜角や長さ、厚さや幅、く びれ部を持たせる等により形状を適宜調節す ることで、適用する構造体50や離間部80のサ ズに見合った弾性を具備することが可能で る。

 なお、図22及び図23においては、一つの第 一面70cに対して一つの第二面70bが配されてい るが、導電部材270Aは特にこの形状に限定さ るものではなく、例えば第一面70cの途中か 枝分かれして、一つの第一面70cに対して複 の第二面70bを備えていてもよい。

 導電部材270Aは、弾性変形可能な材料から 形成されることが好ましい。これにより、適 正な加圧圧力を保持することが可能となる。 加圧力が不足した場合、第二電極20の不動態 が再び成長してしまう虞がある。また、加 力が過剰であった場合、導電部材270Aが第二 電極20及び配線部85Aを突き破る虞や、第二電 20を介して第一電極10が押しつぶされる虞が ある。このように弾性変形可能な導電部材270 Aを構造体50の第二電極20、配線部85Aと接触す ように配することで、第二電極20や構造体50 及び配線部85Aの損傷を抑制し、歩留りの向上 を図ることができると共に、不動態層が再び 成長して抵抗値が上昇することを抑制するこ とが可能となる。

 ここで、導電部材270Aは、カバー部材60と 線部85Aとの間で、圧縮された状態で固定さ ていることが好ましい。この場合、適正な 圧圧力で第二電極10と機械的に接触するこ が可能となる。加えて、外部の気温変化に りカバー部材60と第二電極20との間隔に変動 生じても、導電部材270Aは、その変動に追従 して変形することができる。従って、カバー 部材60と第二電極20との導通が常に確保され 気温変化に起因する導通不良も防止できる なお、導電部材270A、270Bのバネ定数も、導電 部材70Aと同様である。

 離間部80の少なくとも一部には、乾燥手 81の一つとして乾燥剤を配することもできる 。これにより、仮に離間部80に水分が浸入し としても、乾燥剤が水分を吸収して離間部8 0を乾燥した状態で保つことが可能である。 って、構造体50に水分が侵入すること、及び 第二電極20上に不動態層が再び形成されるこ を更に抑制することができる。したがって 第二電極20、配線部85Aと導電部材270Aとの良 な電気的接続を維持することができ、より 期にわたって初期抵抗値を維持することが 能である。ゆえに、耐環境性に優れた光電 換素子を得ることができる。

 <第10実施形態>
 図24は、第10実施形態に係る光電変換素子201 Bを模式的に示した断面図である。第9実施形 の光電変換素子と同様な構成のものについ は同一の符号を付し、説明を省くことがあ 。

 図24に示した第10実施形態に係る光電変換 素子201Bは、第一基材11とカバー部材60との接 に、ガスケットGTが用いられる。ガスケッ GTは、第二電極20が内在するように、第一電 10とカバー部材60との間に離間部80を設けつ 、第一基材11の外周端部EDにて密封するもの である。

 すなわち、この実施形態は、ガスケットG Tを用いて、構造体50を構成する第二電極20が 在するように、第一電極10とカバー部材60と の間に離間部80を設けつつ、第一基材11の外 端部EDにて密封したものである。このように 乾燥状態で第二電極20をカバー部材60で覆う とにより、離間部80を乾燥させた状態で保つ ことができる。このため、第二電極20の一面2 0cに不動態層が形成されることを抑制するこ ができる。また、構造体50への水分等の浸 を抑制することも可能である。この際、乾 状態を保つために、離間部80に、前述した乾 燥手段81を設けることが好ましい。これによ 、第一電極10と導電部材270Bとの良好な電気 接続を維持できるとともに、第二電極20及 配線部85Aと導電部材270Aとの良好な電気的接 を維持することができ、長期にわたって初 抵抗値を維持することが可能となる。ゆえ 、耐環境性に優れた光電変換素子201を得る とができる。

 <第11実施形態>
 図25は、第11実施形態に係る光電変換素子201 Cを模式的に示した図である。本実施形態に いては、第9実施形態や第10実施形態の光電 換素子と同様な構成のものについては同一 符号を付し、説明を省くことがある。

 図25に示した光電変換素子201Cは、配線部8 5A、85Bが例えば銀からなる印刷配線であり、 の配線部85A、85Bが設けられる箇所がカバー 材60の内面であり、かつ、この配線部85A、85 Bの外部取り出し箇所をカバー部材の脇まわ 85aとした一例である。

 より詳細には、第11実施形態に係る光電 換素子201Cは、前記配線部85A、85Bを、カバー 材60の離間部80側から外面に至る領域におい て、その内面から外面に沿って形成された印 刷配線部としたものである。この場合、カバ ー部材60の表面には絶縁被膜が形成されてお 、この絶縁被膜上に印刷配線が形成されて る。すなわち、この配線部85A、85Bは、第9実 施形態と同様に、導電ペーストをスクリーン 印刷などの印刷法により、カバー部材60の内 から外面に至る領域に印刷塗布することに り形成されたものである。

 カバー部材60には、コネクタ88A、88B(第2の 端子)が固定されており、このコネクタ88A、88 Bと印刷配線部85A,85Bとは電気的に接続されて る。この実施形態においても、第一電極10 び第二電極20から、導電部材270A、270B及び印 配線部85A、85Bを経由してコネクタ88A,88Bにて 簡便に集電を行うことができる。

 この実施形態においては、配線部85A、85B 印刷配線部により構成したが、この印刷配 部に代えて、フレキシブルプリント配線基 (第1のフレキシブルプリント配線基板)の導 部を用いても良い。この場合は、フレキシ ルプリント配線基板を、カバー部材60の内 及び外面に接着剤等により貼着することに ってこの構成が得られる。

 また、第11実施形態に係る光電変換素子20 1Cにおいても、第10実施形態に係る光電変換 子201Bと同様に、ガスケットGTが用いられる ガスケットGTは、第二電極20が内在するよう 、第一電極10とカバー部材60との間に離間部 80を設けつつ、これらの外周端部EDを密封す ものである。

 <第12実施形態>
 図26は、第12実施形態に係る光電変換素子201 Dを模式的に示した断面図である。本実施形 においては、第9実施形態や第10実施形態の 電変換素子と同様な構成のものについては 一の符号を付し、説明を省くことがある。

 図26に示した光電変換素子201Dでは、配線 が例えば銅からなるエッチング配線であり この配線部が設けられる箇所がガスバリア を有するフレキシブルプリント配線基板89 あり、かつ、フレキシブルプリント配線基 89はリード線102a,102bを介して外部取り出し箇 所へ接続される(図28及び図29参照)。この外部 取り出し箇所をカバー部材60の貫通孔100に設 た貫通コネクタ101とした一例である。

 より詳細には、この第12実施形態に係る 電変換素子201Dでは、構造体50とカバー部材60 の間に形成された離間部80内において、導電 材270A、270Bを覆うと共に、該導電部材270A、2 70Bを位置させて構造体50との間の空間を密閉 せた状態でフレキシブルプリント配線基板8 9(第2のフレキシブルプリント配線基板)が設 られ、この実施形態では、配線部85が、フレ キシブルプリント配線基板89の導体92とされ いる。カバー部材60には、離間部80と外部と 連通する貫通孔100が形成されており、この 通孔100内には、カバー部材60と絶縁された 態で貫通コネクタ101(第3の端子)が貫入され いる。

 図28及び図29に示すように、フレキシブル プリント配線基板(以下、「FPC」と呼ぶこと ある)89は、帯状に形成された物であって、 裏面の絶縁層89A、89Bの間には、長さ方向に けて導体92a、92bが設けられている。このFPC89 の表面側の一部には、端子導体103a、103bが形 されており、これら端子導体103a、103bと導 92a、92bとは、それぞれ絶縁層89Aに形成され スルーホール104a、104bを介して電気的に接続 されている。端子導体103a、103bと前記端子101 はそれぞれリード線102a、102bにより接続さ ており、この構成の下に、第一電極10、第二 電極20からの出力が端子101から取り出される うになっている。

 また、第12実施形態に係る光電変換素子20 1Dにおいても、第10実施形態に係る光電変換 子201Bと同様に、ガスケットGTが用いられる ガスケットGTは、第二電極20が内在するよう 、第一電極10とカバー部材60との間に離間部 80を設けつつ、これらの外周端部EDを密封す ものである。

 なお、本実施形態及び後述する第14実施 態に係る光電変換素子については、フレキ ブルプリント配線基板89がガスバリア性であ るため、カバー部材60は、必ずしもガスバリ 性を有している必要はない。

 <第13実施形態>
 図27は、第13実施形態に係る光電変換素子201 Eを模式的に示した図である。本実施形態に いては、第9実施形態~第12実施形態の光電変 素子と同様な構成のものについては同一の 号を付し、説明を省くことがある。

 より詳細には、図27に示した光電変換素 201Eは、前述した第11実施形態及び第12実施形 態を融合したものである。すなわち、この第 13実施形態においては、構造体50とカバー部 60との間に形成された離間部80内において、 電部材270A、270Bを覆うと共に、該導電部材27 0A、270Bを位置させて構造体50との間を密閉さ た状態でフレキシブルプリント配線基板89( 2のフレキシブルプリント配線基板)が設け れ、この実施形態では、配線部が、フレキ ブルプリント配線基板89の導体とされている 。光電変換素子201Eは、このフレキシブルプ ント配線基板89の端部を延長して形成し、外 部取り出し箇所をカバー部材60の脇まわし85a したものである。フレキシブルプリント配 基板89の端部は、カバー部材60の外面側に設 けられた端子88に接続されている。この構成 おいては、第一電極及び第二電極20の出力 導電部材270A、270B、フレキシブルプリント配 線基板89の導体部および端子88を介してカバ 部材60の外部に集電することができる。本実 施形態の光電変換素子201Eは、第12実施形態の 光電変換素子201Dと異なり、フレキシブルプ ント配線基板89に端子導体103a,103bを設ける必 要がなく、スルーホール104a,104bを設ける必要 もなくなる。その結果、光電変換素子201Eは 光電変換素子201Dに比べて低コスト化が可能 なる。

 <第14実施形態>
 図30は、第14実施形態に係る光電変換素子201 Fを模式的に示した断面図である。第9実施形 ~第13実施形態の光電変換素子と同様な構成 ものについては同一の符号を付し、説明を くことがある。

 より詳細には、図30に示した光電変換素 201Fは、配線部が例えば銅からなるエッチン 配線であり、この配線部が設けられる箇所 ガスバリア性を有するフレキシブルプリン 配線基板89であり、かつ、このフレキシブ プリント配線基板89自体が外部取り出し箇所 であるカバー部材の貫通孔108を通り抜け、外 部まで延設される構成とした一例である。

 つまり、第14実施形態は、前述した第12実 施形態の一部を変形したものである。すなわ ちこの第14実施形態においては、カバー部材6 0に、離間部80と連通する開口部108を形成して いる。光電変換素子201Fは、フレキシブルプ ント配線基板89の端部を延長して形成し、こ の端部89を開口部108から外部に導出したもの ある。この光電変換素子201Fによれば、第二 電極20の出力を導電部材270A、フレキシブルプ リント配線基板89の導体部を介してカバー部 60の外部に集電することができる。本実施 態の光電変換素子201Fは、配線部がカバー部 60の外側に設けられないため、第13実施形態 の光電変換素子201Eに比べてより安全である また本実施形態の光電変換素子201Fも、第12 施形態の光電変換素子201Dと異なり、フレキ ブルプリント配線基板89に端子導体103a,103b 設ける必要がなく、スルーホール104a,104bを ける必要もなくなる。その結果、光電変換 子201Fは、光電変換素子201Dに比べて低コスト 化が可能となる

 <第15実施形態>
 図31は、第15実施形態に係る光電変換素子201 Gを模式的に示した図である。第9実施形態の 電変換素子と同様な構成のものについては 一の符号を付し、説明を省くことがある。

 本実施形態においては、一方の構造体50A 第二電極20Aと他方の構造体50aの第一電極10a 配された配線90aと接触し、一方の構造体50A 他方の構造体50aとを電気的に接続する導電 材270Cと、第一電極10Aに電気的に接続され、 該第一電極10Aから集電する導電部材270Bと、 二電極20aに電気的に接続され、該第二電極20 aから集電する導電部材270Aとが配されている ここで、導電部材270Cとしては、頂面70dのカ バー部材60側に凸状の第二接続部位70eを有す こと以外は導電部材70Cと同様のものが用い れる。この構造により、構造体50A、50a同士 電気的に接続し、かつ第二電極20aと第一電 10Aとからそれぞれ簡便に集電することがで る。更に、導電部材270A、270Cの第二接続部 70eが定位置に留められた状態で、導電部材27 0A、270Cが第二電極20A、20aに接触するので、導 電部材270A、270Cの第一接続部位70aによって第 電極20A、20aの不動態層が効果的に破壊され 、導電部材270A、270Cと第二電極20A、20aとの 気的接続を確実にすることができることに る。

 第二電極20、電解質30、封止樹脂40、及び バー部材60としては、第9実施形態と同様な のを用いることができる。第一電極10A,10aの 表面にはそれぞれ配線90A,90aが配されている 本実施形態の光電変換素子201Gによれば、構 体50Aと構造体50aとが直列に接続されること なるため、高電圧化が可能となる。

 <第16実施形態>
 図32は、第16実施形態に係る光電変換素子201 Hを模式的に示した断面図である。第9実施形 、または第10実施形態と同様な構成のもの ついては同一の符号を付し、説明を省くこ がある。

 第16実施形態に係る光電変換素子201Hにお ては、図1に示した第9実施形態と比べて、 電部材270Aが光を入射させる側(作用極として 機能する第三電極25上)に配される点が相違す る。第16実施形態の光電変換素子201Hには、図 21における乾燥手段81も明示していないが、 要に応じて内在させても構わない。他の点 、図21に示した第9実施形態と同様である。

 より詳細には、本実施形態の光電変換素 201Hは、増感色素が担持された多孔質酸化物 半導体層13を備えた導電部材からなる第三電 25と、導電性を有した第四電極15と、第三電 極25と第四電極15との間の少なくとも一部に された電解質30と、第三電極25及び第四電極1 5を接合し、電解質を封止する封止樹脂40とか ら少なくともなる構造体55から概略構成され いる。また、第三電極25と離間部80を設け、 かつ第四電極15が露呈するように構造体55を うカバー部材60、及びカバー部材60の第三電 25と対向する面60aに少なくとも1つ配された 電部材270Aを有し、導電部材270Aは第三電極25 と接触して電気的に接続されている。第四電 極15と配線部85Bの電気的導通を図る導電部材2 70Bの配置については、第9実施形態と同様で る。本実施形態において、構造体55、及びカ バー部材60は可撓性を有していてもよい。こ 際、導電部材70の加圧力を確保するため、 側から押す、あるいは内部を減圧する。

 本実施形態の光電変換素子201Hにおいても 、導電部材270Aは構造体55の第三電極25と電気 に接続されているので、第三電極25から簡 に集電することが可能である。特にはんだ け等が必要ないので、該はんだ付けの際に じる熱によって、構造体55に損傷が生じるこ とを抑制し、光電変換特性の劣化を防ぐこと が可能である。また、導電部材270Aと第三電 25との接触部α1は塑性変形を起こして接触し ており、第三電極25上に形成された不動態層 突き破って接触している。したがって、低 抗化を図ることが可能である。

 本実施形態の光電変換素子201Hにおいても 、第10実施形態の光電変換素子201Bと同様に、 第四電極15の透明導電膜12上に配線90、及び保 護層91を配し、該配線90と導電部材70とを接触 させて接触部を形成し、第四電極15から集電 ることも可能である。更に、第15実施形態 光電変換素子201Gと同様に、複数の構造体55 、導電部材70Cを介して電気的に接続するこ もできる。また、これらを組み合わせ、第12 実施形態~第15実施形態の光電変換素子と同様 に、導電部材270A、270Bを用いて、第三電極25 第四電極15とからそれぞれ集電すること、及 び、複数の構造体55同士を電気的に接続し、 三電極25、第四電極15、あるいは第三電極25 第四電極15とからそれぞれ個別に集電する とも可能である。

 以上、本発明の第1~第16実施形態について 説明したが、本発明は、上述した第1~第16実 形態に限定されるものではない。

 例えば上記第1~第16実施形態では、第二電 極20がその表面が不動態となる各種の金属基 から構成されているが、第二電極20はこの うな表面に不動態を形成しうる金属基板に 定されるものではなく、例えばPtなどの耐ヨ ウ素電解液性を有する金属基板であってもよ い。

 また上記第3実施形態で使用される弾性変形 可能な導電部材としては、図9~図13に示すも に限られず、例えば図33~図35に示すものを用 いることもできる。詳細に述べると、図33に す導電部材70Aは、図9に示す導電部材70Aの2 の連結部70cを折り畳み、2つの第二面70bを頂 70dの下側に配置したものである。図34に示 導電部材70Aは、2つある第二面70bのうち1つの 第二面70bにのみ突起状の接続部位70aを設けた ものである。図35に示す導電部材70Aは、複数 突起状接続部位70aを有する平板状の第1導電 部材70A 1 と、第1導電部材70A 1 のうち接続部位70aとは反対側の面に設けられ る波形の第2導電部材70A 2 とで構成されている。図35に示す導電部材70A 、第2導電部材70A 2 が板バネとして機能するため、導電部材70A全 体として弾性変形可能である。

 また上記第3実施形態で使用される導電部材 は、図36及び図37に示すものであってもよい 図36に示す導電部材70Aは、スリーブ70fの内側 に、スリーブ70fの延び方向に沿って先端に突 起状の接続部位70aを有する針状部材70h、及び コイルバネ70gを収容したものである。図37に す導電部材70Aは、図35の第1導電部材70A 1 で構成されている。第1導電部材70A 1 の上に設けられているのは弾性変形可能な絶 縁体110であり、この絶縁体110は、導電部材70A とカバー部材60との間に配置されるものであ 。この場合、導電部材70A自体が弾性変形可 でなくても、導電部材70Aと絶縁体110とによ 弾性変形が可能となり、導電部材70A自体が 性変形可能である場合と同様の機能を有す 。この絶縁体110はクッション性を有するゴ などで構成される。

 次に、本発明の内容を、実施例を挙げて り具体的に説明するが、本発明は以下の実 例に限定されるものではない。

 <実施例1>
 本例では、第3実施形態に相当する光電変換 素子(図8)を作製した。

 (第一電極10の作製)
 10cm角の透明導電ガラス(旭硝子社製、A110U80R )を洗浄し、この透明導電ガラスの表面上に ペーストを印刷し、焼成することで配線を 成した。次いで、酸化チタン多孔膜形成用 ペースト(Solaronix社製、Ti-nanoxideT/sp)を透明導 電ガラスの表面上に印刷、焼成し、酸化チタ ン多孔膜を作製した。更に一次粒径200nmの酸 チタン粒子を溶媒及び増粘剤を用いてペー ト化したものを、酸化チタン多孔膜上に印 及び焼成し、光閉じこめ膜を作製した。そ 後、低融点ガラスからなる配線保護膜を上 配線上に形成した。

 なお、透明導電ガラスの中央9cm角が発電 域となるように、上記配線、酸化チタン多 膜、光閉じこめ膜、及び配線保護膜を形成 た。

 その後、色素(Solaronix社製、Ruthenium535)を0. 3mMとなるように脱水エタノールに溶解した溶 液を作製し、該溶液に一昼夜浸漬して、多孔 質酸化チタン電極に色素を担持し、第一電極 10を作製した。

 (第二電極20の作製)
 厚さ40μm、9cm角のチタン箔を洗浄し、この タン箔上に、スパッタ法でプラチナを数十nm 成膜し、第二電極20を作製した。

 (組み立て)
 第一電極10の透明導電ガラス側に電解液を 布し、第二電極20のチタン箔と位置合わせを し、周囲5mm程度をUV硬化樹脂で貼り合わせて 状にして構造体50を得た。この際、第一電 10、第二電極20を十分に加圧して出来るだけ に残る電解液を減らしておいた。

 導電部材170Aとしては、接続部位としての足 を4本有するベリリウム銅製のものを作製し 。それぞれの足はエキシマーレーザーで鋭 な突起状に加工した。足の形状は三角板状 し、足の寸法は、以下の通りとした。
厚さ:0.8mm、高さ:2mm、頂角:30°

 導電部材170Aは、導電部材170A全体が板バ 状となっており、10Nの加圧で塑性変形を起 すもの、即ち0~10Nで弾性変形するものとした 。そして、導電部材170Aに、はんだを用いて 線を電気的に接続した。

 カバー部材60としては、外周域の内側に さ3mmの凹部を形成したアルミ合金板(凹部底 の寸法:およそ10cm角のサイズ)を用いた。。 バー部材60の凹部底面には、直径3mmの貫通 を形成した。そして、カバー部材60の底面の 中央に絶縁性の両面テープを貼り、この両面 テープに導電部材170Aを貼り付けてセットし 。このとき、導電部材170Aに電気的に接続さ た取り出し配線をカバー部材の貫通孔に通 て外部まで引き出した。その後、カバー部 60を、ガスケットを介して構造体50の第一電 極10に貼り合わせることでパッケージング及 配線を行った。こうして光電変換素子を得 。

 <実施例2>
 本例では、図17に示した第6実施形態に相当 る光電変換素子を作製した。

 具体的には、カバー部材の内側に乾燥剤 配したこと以外は実施例1と同様にして光電 変換素子を作製した。

 <実施例3>
 本例では、図15に示した第4実施形態に相当 る光電変換素子を作製した。

 具体的には、第二電極とカバー部材の取 出し配線との接続部、即ち導電部材として 実施例1の導電部材の先端である接続部位を 鈍先端としたもの(導電部材70A)、即ち導電部 の先端である接続部位の形状を突起状では く面としたものを用いたこと以外は、実施 2と同様にして光電変換素子を作製した。

 <比較例1>
 第二電極とカバー部材の取り出し配線とを んだ付けにより接続したこと、及び第二電 として、チタン箔上にスパッタ法で銅を数 nm成膜したものを用いたこと以外は、実施 2と同様にして光電変換素子を作製した。

 <実施例4>
 第二電極上にスクリーン印刷によって銀印 回路を形成し、この銀印刷回路とカバー部 の取り出し配線とを銀ペーストによって電 的に接続させたこと以外は、比較例1と同様 にして光電変換素子を作製した。

 <実施例5>
 第二電極のカバー部材と対向する一面に厚 300mmの銅スパッタ膜を形成し、20mm×20mm×5mm 直方体状のフッ素ゴムスポンジの一面に厚 35μmの銅箔を貼ったものを用い、これを第二 電極とカバー部材との間に銅スパッタ膜と銅 箔とを接触させるように挟んだこと以外は、 比較例1と同様にして光電変換素子を作製し 。

 表1に、上記のようにして作製した実施例1~5 及び比較例1の各構成等を示す。

 実施例1~5及び比較例1で作製した光電変換素 子において、導電部材70Bがカバー部材60と接 ている面の中心(図9で示したC1)と第二電極20 の一端(図8で示したC2)との間で、導電部材70 第二電極20との接触部α1の初期抵抗値、即ち 取出し抵抗の初期値を測定した。その結果を 表2に示す。

 次に、実施例1~5及び比較例1の光電変換素 子について、85℃で85%RH下に500時間保管した の抵抗値を測定し、接触抵抗増加率を算出 た。また光電変換素子(セル)の短絡および外 観異常についての観察も行った。その結果を 表3に示す。

 なお、初期接触抵抗値をR 0 、500時間保管した際の抵抗値をRとした際の 接触抵抗増加率は、下記式:
接触抵抗増加率=(R 0 -R)/R 0
に基づいて算出した。また、セルの短絡及び 外観異常は、共に異常が生じなかった光電変 換素子については「A」と表示し、どちらか 方にでも異常が生じた光電変換素子につい は「B」と表示した。

 表3より、実施例1~5の光電変換素子では、 セルの短絡及び外観異常のいずれも観察され なかった。これに対し、比較例1の光電変換 子では、セルの変色が観察された。このこ から、実施例1~5の光電変換素子では、多孔 半導体層に支障が生じておらず、光電変換 率が低下していないと考えられる。これに し、比較例1の光電変換素子では、熱により 孔質半導体層に支障が生じ光電変換効率が 下していることが考えられる。

 なお、乾燥剤を配さなかった実施例1では 、抵抗値は38%上昇したが、その値はおよそ0.0 7ωであり、十分に低いものであった。

 また乾燥剤を配した実施例2~5及び比較例1 においては、光電変換素子を85℃で85%RHの環 下に500時間保管した場合であっても、その 抗値は変化しなかったか、あるいは十分に さいものであった。

 以上より、本発明の光電変換素子では、 電変換特性を劣化させることなく簡便に効 よく集電することが可能となる。また、カ ー部材に乾燥剤を配することで、優れた耐 境性を有することが可能である。さらに、 電部材70の電極と接触する部位を鋭利な突 状とすることで、抵抗値を低くすることが 能となる。

 <実施例6>
 本例では、第10実施形態に相当する光電変 素子(図24)を作製した。

 (組み立て)
 具体的にはまず実施例1と同様にして構造体 を得た。この際、第一電極10、第二電極20を 分に加圧して出来るだけ中に残る電解液を らしておいた。

 導電部材270Aとして、突起部からなる4本 第一接続部位70aを有し、突起部からなる1本 第二接続部位70eを有するベリリウム銅製の のを用いた。それぞれの突起部は実施例1と 同様にして加工した。

 導電部材270Aは全体が板バネ状となってお り、10Nの加圧で塑性変形を起こすもの、即ち 0~10Nで弾性変形するものとした。

 導電部材270Bは、2つの第二面のそれぞれ おいて突起部を形成せず、且つ2つの第二面 うち一方の第二面を頂面に対して直交させ ようにしたこと以外は導電部材270Aと同様に して作製した。

 導電部材270Bは全体が板バネ状となってお り、10Nの加圧で塑性変形を起こすもの、即ち 0~10Nで弾性変形するものとした。

 カバー部材60としては、図24に示すように 、外周域の内側に深さ3mmの凹部を形成したア ルミ合金板(凹部底面の寸法:およそ10cm角のサ イズ)を用いた。次いで、カバー部材60の凹部 底面には、スクリーン印刷法により印刷配線 部形成用ペーストを印刷塗布し、乾燥させた 。こうしてカバー部材60の凹部底面上に、2つ の配線部を互いに離間するように形成した。 続いて、カバー部材60及び配線部には、ドリ により、直径3mmの貫通孔を2つ形成し、各貫 通孔には外部への取り出し配線として機能す る直径2.5mm、長さ5mmの銅製の貫通コネクタ86 嵌合させた。

 そして、カバー部材60の凹部底面に絶縁 の両面テープを貼り、この両面テープに導 部材270A及び270Bを貼り付けて仮固定した。

 そして、カバー部材60で第二電極を覆っ 。このとき、導電部材270Aについては、第一 続部位を第二電極に接触させた。また導電 材270Bについては、2つの第二面のうち一方 、絶縁体を介して第二電極上に載せ、他方 第二面を第一電極に接触するように載せた さらに導電部材270Aの第二接続部位70eが配線 85Aに接触するように、且つ、導電部材270Bの 第二接続部位70eが配線部85Bに接触するように した。そして、構造体の第一電極の周縁部と 、カバー部材60の周縁部とを重ね合わせ、こ 部分をガスケットによって封止した。こう て、第一電極と貫通コネクタ86Bとを電気的 接続するとともに、第二電極20と貫通コネ タ96Aとを電気的に接続してパッケージング び配線を行い、光電変換素子を得た。

 <実施例7>
 本例では、第11実施形態に相当する光電変 素子(図25)を作製した。

 具体的には、配線部85A,85Bの外部取り出し 箇所をカバー部材の脇まわし85aとしたこと以 外は、実施例6と同様にして光電変換素子を 製した。即ち、配線部85A,85Bを、カバー部材6 0の離間部80側から外面に至る領域において、 その内面から外面に沿って形成された印刷配 線部としたこと以外は、実施例6と同様にし 光電変換素子を作製した。

 <実施例8>
 本例では、第12実施形態に相当する光電変 素子(図26)を作製した。

 具体的には、配線部が銅からなるエッチ グ配線であり、この配線部が設けられる箇 が、ガスバリア性を有するフレキシブルプ ント配線基板(FPC)89で、かつ、FPC89はリード 102を介して外部取り出し箇所へ接続される したこと及びカバー部材60としてABS樹脂を いたこと以外は、実施例6と同様にして光電 換素子を作製した。

 <実施例9>
 本例では、第13実施形態に相当する光電変 素子(図27)を作製した。

 具体的には、フレキシブルプリント配線 板89の外部取り出し箇所をカバー部材の脇 わしとしたこと及びカバー部材を実施例6と 様にアルミ合金としたこと以外は、実施例8 と同様にして光電変換素子を作製した。

 <実施例10>
 本例では、第14実施形態に相当する光電変 素子(図30)を作製した。

 具体的には、FPC89自体が外部取り出し箇 であるカバー部材60の貫通孔108を通り抜け、 外部まで延設される構成としたこと以外は、 実施例8と同様にして光電変換素子を作製し 。

 表4に、上記のようにして作製した実施例6~1 0の各構成等を示す。

 実施例6~10の光電変換素子について、実施 例1と同様にして「取り出し抵抗(ω)」を測定 た。

 ここで、「取り出し抵抗」とは、導電部材7 0Aが接する第二電極20と配線部85との間に生じ る抵抗であり、より具体的には、第二電極20 、配線部85がカバー部材60から光電変換素子 の外部へ飛び出た部分との間で測定される抵 抗である。その結果を表5に示す。

 さらに、実施例6~10の光電変換素子について 、実施例1と同様にして接触抵抗増加率を算 した。また光電変換素子(セル)の短絡および 外観異常についての観察も行った。結果を表 6に示す。

 表5より、実施例6~10で作製した光電変換 子は何れも、0.06~0.07ωという、極めて低い抵 抗値が観測された。したがって、本発明に係 る光電変換素子が備えた導電部材70A、70Bは、 光電変換素子から外部へ、安定した電力の取 り出しに寄与することが分かった。さらに、 表6の結果より、実施例6~10の光電変換素子で 、セルの短絡及び外観異常のいずれも観察 れなかった。このことから、実施例6~10の光 電変換素子では、多孔質半導体層に支障が生 じておらず、光電変換効率が低下していない と考えられる。

 なお、実施例6~10で作製した光電変換素子 に対して、「水分侵入試験」を行った。

 ここで、「水分侵入試験」とは、組み立て 光電変換素子の内部空間内に湿度試験紙を れておき、この光電変換素子を、80℃、85%RH の環境下で500時間保管した際に、湿度試験紙 が10%RH以下(ただし、常温状態で観測した場合 )を示していれば合格(A)と判断し、10%RHを越え る場合は不合格(B)と表示することとした。そ の結果を表7に示す。

 表7より、実施例6~10で作製した光電変換 子は何れも、「水分侵入試験」については 格であった。したがって、実施例6~10に係る 電変換素子は、それぞれの構成の違いによ ずに、優れた気密性を何れも有しているこ が分かった。

 本発明は、色素増感型太陽電池を代表と る湿式太陽電池(電解液を使用するタイプの 太陽電池)に適用することができる。

 1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,201A,201B,201C,201D,201E,201F,2 01G,201H…光電変換素子、10,10A,10a…第一電極、 13…多孔質酸化物半導体層、20,20A,20a…第二電 極、30,30A,30a…電解質、40,40A,40a…封止樹脂、5 0,50A,50a,55…構造体、60…カバー部材、70,70A,70B ,70C,170A,170B,270A,270B,…導電部材、71,77…配線、 80…離間部、81…乾燥手段、85A、85B…配線部 86A、86B…第1の端子、88…第2の端子、89…第2 フレキシブルプリント配線基板、92…フレ シブルプリント配線基板の導体、101…第3の 子、87,100,108…貫通孔、α1,α2…接触部。




 
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