CN101228660A - 电极基板和光电转换元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电极基板(1)，其在基材(10)上具有透明导电层(11)、设置在透明导电层(11)上的金属配线层(12)和被覆金属配线层(12)的绝缘层(14)，将基材(10)的热膨胀率定义为α，将绝缘层(14)的热膨胀率定义为β时，满足α＞β，透明导电层(11)的厚度为0.05～5μm。本电极基板(1)能够实现电极基板(1)的电阻降低。此外，可以提供使用了上述电极基板(1)的能够抑制由金属配线向电解液的漏电、金属配线层的腐蚀引起的特性劣化的电极基板和适合用于太阳电池的光电转换元件。

Description

电极基板和光电转换元件
技术领域
本发明涉及适宜用于色素增感太阳电池等光电转换元件等的电极基板，特别是涉及具有金属配线层和透明导电层，能够抑制由金属配线向电解液的漏电、金属配线层的腐蚀引起的特性劣化的电极基板。
本申请以2005年8月2日在日本申请的特愿2005-223920号为基础要求优选权，并将其内容援用于此。
背景技术
色素增感太阳电池由瑞士的M.Graetzel等开发，具有光电转换效率高、制造成本低等优点，作为新型的太阳电池受到关注(例如参照专利文献1、非专利文献1)。
色素增感太阳电池在电极基板上具有作用电极、与该作用电极相对设置的对电极和在作用电极与对电极之间填充电解液而形成的电解质层，所述作用电极具有由氧化物半导体微粒形成的附载着光增感色素的氧化物半导体多孔膜。
这种色素增感太阳电池利用吸收了太阳光等的入射光的光增感色素而使氧化物半导体微粒增感，在作用电极和电解液中的氧化还原对之间产生电动势，从而作为将光能转化为电力的光电转换元件而发挥功能(例如，参照专利文献1、非专利文献1等)。
专利文献1：日本专利申请公开公报特开平01-220380号
非专利文献1：M.Graetzel等，Nature杂志，(英国)，1991年，第353号，p.737
发明内容
作为在上述色素增感太阳电池中使用的透明电极基板，一般是在基板的表面上形成有添加锡的氧化铟(ITO)、添加氟的氧化锡(FTO)等透明导电膜。但是，ITO、FTO的电阻率为10-4～10-3Ω·cm左右，与银、金等金属的电阻率相比，显示出约100倍的值，因此特别是制成大面积电池单元时，成为导致光电转换效率降低的一个原因。
作为降低透明电极基板电阻的方法，考虑将透明导电膜(ITO、FTO等)的形成厚度增大，但如果以电阻值充分降低的厚度形成膜，则透明导电层产生的光吸收增大。因此，由于入射光的穿透效率显著降低，因此仍是容易产生光电转换效率的降低。
作为对于该问题的解决方法，进行了通过在透明电极基板的表面上在不显著破坏开口率的程度上设置金属配线，来实现电极基板的电阻降低的研究(例如，参照日本专利申请公开公报、特开2003-203681号)。在这种情况下，为了防止电极液引起的金属配线的腐蚀、由金属配线向电解液的漏电，需要用某种遮蔽层至少对金属配线的表面部分进行保护。要求该遮蔽层能够致密地被覆电路基板，对于构成电解质层的电解液等的耐化学品性优异。作为满足这样的要求的材质，可以列举绝缘树脂、玻璃等，但在形成氧化物半导体多孔膜时等，有时基板经历热历程，因此希望使用耐热性比绝缘树脂更优异的玻璃。
但是，由玻璃形成的遮蔽层不耐变形，由于与形成遮蔽层时、遮蔽层形成后的热处理相伴的体积变化，容易产生龟裂。如果遮蔽层产生的龟裂到达金属配线，则由于从金属配线向电解液的漏电、电解液引起的金属配线的腐蚀，有时破坏电池单元的功能。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供能够实现电极基板的电阻降低，并且能够抑制由金属配线向电解液的漏电、金属配线层的腐蚀引起的特性劣化的电极基板和适合用于太阳电池的光电转换元件。
本发明所涉及的电极基板，其特征在于，在基材上具有透明导电层、设置在前述透明导电层上的金属配线层和被覆前述金属配线层的绝缘层，将前述基材的热膨胀率定义为α，将前述绝缘层的热膨胀率定义为β时，满足α＞β。
本发明所涉及的电极基板，其特征在于：前述透明导电层的厚度为0.05～5μm。
本发明所涉及的电极基板，其特征在于：前述绝缘层由低熔点玻璃形成。
本发明所涉及的电极基板，其特征在于：前述基材由高应变点玻璃形成。
本发明所涉及的光电转换元件，其特征在于：具有上述任一项中所述的电极基板。
本发明所涉及的色素增感太阳电池，其特征在于：包含上述的光电转换元件。
采用本发明的电极基板，能够实现电极基板的低电阻化，并且能够抑制由金属配线向电解液的漏电、金属配线层的腐蚀引起的特性劣化。
附图说明
图1为表示本发明的电极基板的第1例的截面图。
图2为表示金属配线层的平面形状的一例的部分平面图。
图3为表示本发明的电极基板的第2例的截面图。
图4为表示本发明的光电转换元件的一实施方式例的截面图。
图5A为将实施例2、实施例3的电极基板1的一部分放大表示的金属配线层12的宽度方向的截面图；图5B为将实施例5的电极基板1的一部分放大表示的金属配线层12的宽度方向的截面图。
符号说明
1：电极基板，2：氧化物半导体多孔膜，3：作用电极，4：对电极，5：电荷传输层，6：光电转换元件，10：基材，11：透明导电层，12：金属配线层，13：遮蔽层，14：绝缘层，21：龟裂，31：腐蚀
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1为表示本发明的电极基板1的一例的截面图。图1所示的电极基板1在基材10上具有透明导电层11、在该透明导电层11上形成的金属配线层12和被覆该金属配线层12表面的绝缘层14，将基材10的热膨胀率定义为α，将绝缘层14的热膨胀率定义为β时，满足α＞β。
作为基材10的材料，只要热膨胀率比绝缘层14大，具有光穿透性则并无特别限定，但从用途上出发优选光穿透性尽可能高。作为具体例，可以使用硼硅酸玻璃、钠钙玻璃、高应变点玻璃。高应变点玻璃由于热处理产生的变形小，耐热性优异而优选。作为硼硅酸玻璃，可以使用例如热膨胀率为72×10-7的硼硅酸玻璃，作为钠钙玻璃，可以使用例如热膨胀率为86×10-7的钠钙玻璃，作为高应变点玻璃，可以使用例如热膨胀率为85×10-7的高应变点玻璃。
透明导电层11在基材10上，在比金属配线层12的形成区域更广的区域上形成。透明导电层11可以为1层或多层。作为透明导电层11的材料，优选热膨胀率比绝缘层14大而比基材10小的材料，可以考虑光穿透率、导电性等而根据用途选择。
此外，透明导电层11的厚度优选为0.05～5μm。如果透明导电层11的厚度小于0.05μm，与厚度为0.05～5μm的透明导电层11相比，片材电阻增大，有时导致光电转换效率的降低。此外，如果透明导电层11的厚度超过5μm，则光穿透率显著降低，导致光电转换效率的降低。
作为透明导电层11，具体地可以制成由添加了锡的氧化铟(ITO)、氧化铟、氧化锡(SnO2)、添加了氟的氧化锡(FTO)等导电性金属氧化物形成的1层或多层。氧化铟的热膨胀率为72×10-7，SnO2的热膨胀率为35×10-7。添加了锡的氧化铟(ITO)与添加了氟的氧化锡(FTO)相比，光穿透性和导电性优异，但耐热性差。此外，添加了氟的氧化锡(FTO)与添加了锡的氧化铟(ITO)相比，耐热性优异，但光穿透性和导电性差。作为透明导电层11，使用了添加了氟的氧化锡(FTO)和添加了锡的氧化铟(ITO)的复合膜时，形成两者的缺点相抵而同时具有两者的长处的优异的透明导电层11。
作为形成透明导电层11的方法，可以使用对应于透明导电层11的材料的公知的适当方法，可以列举例如溅射法、蒸镀法、SPD法、CVD法等。
金属配线层12是将金、银、铂、铝、镍、钛等金属作为配线而形成的，与透明导电层11电连接，被绝缘层14绝缘被覆。金属配线层12的配线图案并无特别限定，可以为图2所示的格子状，或者成为其它条纹状、长方形、梳状等图案。
为了不显著破坏电极基板1的光穿透性，优选例如使各配线的宽度细到1000μm以下。此外，金属配线层12的各配线的厚度(高度)并无特别限制，但优选为0.1～50μm。
作为形成金属配线层12的方法，可以列举例如配合成为导电粒子的金属粉与玻璃微粒等的结合剂而形成糊状，使用丝网印刷法、金属掩模法、喷墨法等印刷法将其形成规定的图案而进行涂膜，采用加热、烧成使导电粒子熔合的方法。作为烧成温度，例如，当基材10为玻璃时，优选为600℃以下，更优选为550℃以下。此外，也可以使用溅射法、蒸镀法、电镀法等形成方法。
优选金属配线层12的表面光滑，但与其相比，具有高导电性优先，可以略微存在起伏、凹凸等。
金属配线层12的电阻率优选至少为9×10-5Ω·cm以下，更优选为5×10-5Ω·cm以下。
绝缘层14由非晶性或结晶性、进而复合系的低熔点玻璃层构成。绝缘层14通过在形成了金属配线层12的区域上采用印刷法等形成1层或多层PbO-P2O5-SnF2、PbO-SiO2-B2O3这样的含有氧化铅的低熔点玻璃或非铅系的低熔点玻璃形成的低熔点玻璃层膜，将金属配线层绝缘被覆。当绝缘层14由多层组成时，例如，可以用熔融温度不同的2种以上的低熔点玻璃形成。作为绝缘层14的材料，使用热膨胀率比基材10小的低熔点玻璃层。低熔点玻璃层的热膨胀率可以使用调整到例如65×10-7～69×10-7左右的物质。再者，使绝缘层14为多层时，使厚度最厚的层的热膨胀率比基材10小。
采用本实施方式的电极基板1，在透明导电层11上设置有金属配线层12，因此能够实现电极基板1的电阻降低。此外，采用本实施方式的电极基板1，将基板10的热膨胀率定义为α，将绝缘层14的热膨胀率定义为β时，满足α＞β，使透明导电层11的厚度为0.05～5μm，因此不易产生与热处理相伴的体积变化而引起的龟裂，能够抑制由金属配线向电解液的漏电、金属配线层的腐蚀引起的特性劣化。而且，由于绝缘层14是低熔点玻璃层，因此本实施方式的电极基板1能够致密地被覆金属配线层12，对于构成电解质层的电解液等的耐化学品性优异。
以下对本发明的电极基板的改变例进行说明。在以下的改变例的电极基板中，标注与图1相同的符号表示与图1所示的电极基板相同或同样的构成，有时省略重复说明。
图3所示的电极基板与图1中所示的电极基板不同之处在于在透明导电层11上设置有遮蔽层13。与金属配线层12相比问题小，但也指出由透明导电层11的漏电，因此通过设置遮蔽层13以被覆透明导电层11上，就能够获得更高的遮蔽效果。
作为遮蔽层13的材料，选择与含有氧化还原种的电解液的电子移动反应速度低，并且光穿透性、光电子的移动能高的化合物，可以列举氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铌(Nb2O3)、氧化锡(SnO2)等氧化物半导体。
遮蔽层13必须薄薄地形成以达到不妨碍电子向透明导电层11移动的程度，优选为1～1000nm左右的厚度。
作为形成遮蔽层13的方法，并无特别限定，可以列举例如采用溅射法、蒸镀法、CVD法等干法(气相法)对作为目标化合物的氧化物半导体或其前体制膜的方法。例如对金属等前体制膜时，通过采用加热处理或化学处理等使其氧化，能够得到遮蔽层13。湿法的情况下，通过采用旋涂法、浸渍法、刮板涂布法等方法涂布含有目标化合物或其前体的液体，然后采用加热处理、化学处理等使其化学变化为目标化合物，就能够得到遮蔽层13。作为前体，可以列举具有目标化合物的构成金属元素的盐类、配合物等。为了得到致密的膜，与分散液相比，优选溶液。作为形成遮蔽层13的其他方法，例如，也可以使用如下方法：使用喷雾热解法，在将具有透明导电层11的基材10加热的状态下，向着该基材10喷雾成为遮蔽层13的前体的物质而使其热分解，使其变化为作为目标的氧化物半导体，从而形成遮蔽层13。
这样，通过设置用于遮蔽透明导电层11的遮蔽层13，能够抑制来自透明导电层11的漏电，因此能够制作光电转换效率更高的光电转换元件。
以下对本发明的光电转换元件进行说明。
图4表示构成色素增感太阳电池的光电转换元件的一例。该光电转换元件6具有在图1所示的电极基板1上具有氧化物半导体多孔膜2的作用电极3、与作用电极3相对设置的对电极4。此外，在作用电极3和对电极4之间形成了由电解液等电解质等构成的电荷输送层5。在图4所示的光电转换元件6中，在电极基板1的表面上形成附载着增感色素的氧化物半导体多孔膜2，由电极基板1和氧化物半导体多孔膜2构成光电转换元件6的作用电极3。
再者，在图4中，电极基板1表示图1所示构成的电极基板1，但并不特别限定于此。
氧化物半导体多孔膜2是将氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、氧化锌(ZnO)、氧化铌(Nb2O5)等1种或多种复合而成的氧化物半导体微粒构成的多孔薄膜。氧化物半导体微粒的平均粒径优选1～1000nm的范围。此外，氧化物半导体多孔膜2的厚度优选0.5～50μm左右。
形成氧化物半导体多孔膜2的方法，并无特别限定，可以列举例如对使市售的氧化物半导体微粒分散于所需的分散介质中而形成的分散液或能够采用溶胶-凝胶法调整的胶体溶液，根据需要添加了所需的添加剂后，采用丝网印刷法、喷墨印刷法、辊涂法、刮板法、旋涂法、喷雾涂布法等公知的涂布进行涂布的方法。此外，也可以适用将电极基板1浸渍于胶体溶液中并采用电泳使氧化物半导体微粒附着到电极基板1上的电泳电镀法，使发泡剂混合在胶体溶液、分散液中进行涂布后进行烧结而使之多孔化的方法，将聚合物微珠混合涂布后，采用加热处理、化学处理将该聚合物微珠除去而形成空隙从而使之多孔化的方法等。
附载在氧化物半导体多孔膜上的增感色素，并无特别限制，例如，以配体中含有联吡啶结构、三联吡啶结构等的钌配合物、铁配合物、卟啉类或酞菁类的含金属配合物为首，从作为香豆素、曙红、若丹明、部花青等的衍生物的有机色素中可以适当选择使用具有与用途、氧化物半导体适合的激发行为的增感色素等。
采用电解质构成电荷输送层5时，例如，可以使用含有氧化还原对的电解液。此外，可以使用用高分子凝胶化剂、低分子凝胶化剂、各种纳米粒子、碳纳米管等适当的凝胶化剂将上述电解液进行疑似固体化而成的凝胶状电解质。作为电解液的溶剂，可以从乙腈、甲氧基乙腈、丙腈、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯等有机溶剂，咪唑类阳离子、吡咯烷类阳离子、吡啶类阳离子和碘化物离子、双(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子、双氰酰胺阴离子、硫氰酸阴离子等组成的室温熔融盐中选择使用。
作为上述电解质中含有的氧化还原对，并无特别限定，可以添加碘/碘化物离子、溴/溴化物离子等的对而得到。作为碘化物离子或溴化物离子的供给源，可以单独或复合使用锂盐、季咪唑盐、四丁基铵盐等。根据需要可以在电解质中添加4-叔丁基吡啶(TBP)等添加物。
作为对电极4，可以使用如下所述形成的对电极：在透明性基板或由玻璃等非导电性材料构成的基板上形成了由各种碳系材料、导电性高分子、金、铂等金属材料、ITO、FTO等导电性氧化物半导体构成的电极。
电极，例如，如果是铂膜，可以例示涂布氯铂酸并进行热处理等的方法。此外，也可以采用蒸镀法、溅射法形成电极。
如果采用本实施方案的光电转换元件6，由于具有将电极基板1与透明导电层11电连接的金属配线层1 2，因此能够实现电极基板1的电阻降低，能够大幅度地提高电池单元特性。并且如果采用本实施方案的电极基板1，将基板10的热膨胀率定义为α，将绝缘层14的热膨胀率定义为β时，由于满足α＞β，因此不易产生与热处理相伴的体积变化引起的龟裂，确实地将金属配线层1 2与电荷输送层5的电解液等遮蔽开，能够抑制由金属配线向电解液的漏电、金属配线层的腐蚀引起的特性劣化。
<实施例1>
按照以下步骤制作图1所示的电极基板。
首先，将氯化铟(III)四水合物和氯化锡(II)二水合物溶解于乙醇中，制作ITO膜用原料液。此外，向氯化锡(IV)五水合物的乙醇溶液中添加氟化铵的饱和水溶液进行溶解，制作FTO膜用原料液。
其次，将表1的1所示的钠钙玻璃构成的100mm×100mm的厚1.1mm的基材10设置在热板上进行加热，使用喷嘴将ITO膜用原料液喷雾到基材10上，形成膜厚700nm的ITO膜后，使用喷嘴向基材10上喷雾FTO膜用原料液，形成膜厚100nm的FTO膜，形成由FTO和ITO的复合膜构成的膜厚800nm的透明导电层11。
[表1]
线膨胀率(×10-7)  应变点
  1   钠钙玻璃     86     510
  2   高应变点玻璃     85     583
  3   高应变点玻璃     83     570
  4   耐热玻璃(TEMPAX)     32     570
  5   硼硅酸玻璃(含碱)     72     529
  6   低熔点玻璃     69     -
  7   低熔点玻璃     69     -
其次，在FTO膜上对印刷用银糊(烧结后的体积电阻率为3×10-6Ω)进行丝网印刷，10分钟流平后，在135℃下在热风循环炉中干燥20分钟，在550℃下用15分钟进行烧成，形成由银电路构成的金属配线层12。
其中，金属配线层12的电路宽为300μm，膜厚为5μm，以从集电端子延伸为长方形的形状而形成。接着，使用CCD照相机边进行位置配合，边与金属配线层12重合，采用丝网印刷来印刷表1的7所示的低熔点玻璃并进行烧成，从而形成绝缘层，得到实验例1的电极基板。
再者，绝缘层14的形成宽度为，在金属配线层12的宽度方向两侧每侧剩余100μm而形成的500μm。
<实施例2～实施例8>
在表1的2～4所示的任一种材料构成的100mm×100mm的厚2.8mm的基材10上，与实施例1同样地，形成由FTO和ITO的复合膜构成的膜厚800nm的透明导电层11、金属配线层12。接着，与实施例1同样地，通过印刷表1的6或7所示的材料并进行烧成，从而形成绝缘层14，得到实验例2～实验例8的电极基板。
将实验例1～实验例8中使用的材料的热膨胀率示于表1。此外，将实验例1～实验例8中基材10的材料与绝缘层14的材料的组合示于表2。
再者，由表1和表2可知，实验例1～实验例6是将基板10的热膨胀率定义为α，将绝缘层14的热膨胀率定义为β时，满足α＞β的本发明的实施例，实验例7和实验例8是不满足α＞β的比较例。
[表2]
  实验例   基材   绝缘层   龟裂
    1     1     7     无
    2     1     6     无
    3     2     7     无
    4     2     6     无
    5     5     7     无
    6     5     6     无
    7     4     7     有
    8     4     6     有
使用光学显微镜对如上所述得到的实验例1～实验例8的电极基板的表面进行目视观察。其结果，如表2所示，在作为本发明的实施例的实验例1～实验例4中，表面没有龟裂，形成了致密的表面。与其相对，如表2所示，在作为比较例的实验例7和实验例8中，在绝缘层14的表面产生了龟裂。
<实验例9>
在与实验例1同样的基材10上形成与实验例1同样的透明导电层11，得到实验例9的电极基板。
以厚度为50μm的绝缘树脂片材作为隔板介于其间的状态下，使这样得到的实验例2、实验例3、实验例7、实验例9的电极基板分别与表面形成有由铂层和FTO膜构成的电极的玻璃基板在使电极基板的金属配线层12与玻璃基板的电极相对的情况下重叠。然后，在电极基板和玻璃基板之间填充碘电解液，该碘电解液是在甲氧基乙腈中溶解0.5(mol/l)的1，3-二烷基咪唑碘化物盐和0.05(mol/l)的碘，再加入0.1(mol/l)的碘化锂(LiI)和0.5(mol/l)的4-叔丁基吡啶(TBP)而得到的，使电极基板的金属配线层12侧表面浸渍于碘电解液中5分钟～10分钟，进行浸渍试验，考察有无碘电解液的褪色和有无浸渍试验中的电流泄漏。
其结果，在作为比较例的实施例7中，碘电解液的颜色立刻褪色，可知由绝缘层14的龟裂侵入的碘电解液与构成金属配线层12的银反应。与其相对，在作为本发明的实施例的实验例2、实验例3中，没有发现碘电解液的褪色，可知碘电解液没有与金属配线层12反应。
此外，实验例7的漏电流密度为1×10-4A/cm2，观测到漏电流。与此相对，实验例2和实验例3的漏电电流密度与无金属配线层12的实验例9相同，是测定临界水平的1×10-8A/cm2。
此外，浸渍试验后采用扫描型电子显微镜(SEM：Scanning ElectronMicroscope)对实验例2、实验例3、实验例7的电极基板中的金属配线层12的宽度方向的截面进行观察。使用图5对其结果进行说明。图5A是将实验例2、实验例3的电极基板1的一部分扩大显示的金属配线层12的宽度方向的截面图，图5B是将实验例7的电极基板1的一部分扩大显示的金属配线层12的宽度方向的截面图。
在作为本发明的实施例的实验例2、实验例3中，如图5A所示没有产生到达金属配线层12的龟裂。与其相对，在作为比较例的实验例7中，在绝缘层14上的各个位置产生了图5B中所示的到达金属配线层12的龟裂21，因由龟裂21侵入的碘电解液，产生了金属配线层12的腐蚀31。因此，将基板10的热膨胀率定义为α，将绝缘层14的热膨胀率定义为β时，确认通过使其满足α＞β，能够抑制龟裂。
此外，使用实验例2、实验例3、实验例7、实验例9的电极基板，除了使用以10∶1的组成比(摩尔比)使碘溶解于1-己基-3-甲基咪唑碘化物中得到的溶液作为碘电解液，使其浸渍30～60分钟之外，进行与上述同样的浸渍试验，考察有无碘电解液的褪色和有无漏电流。
其结果，在作为比较例的实验例7中，碘电解液的颜色褪色，可知由绝缘层14的龟裂侵入的碘电解液与构成金属配线层12的银反应。与其相对，在作为本发明的实施例的实验例2、实验例3中，没有发现碘电解液的褪色，可知碘电解液没有与金属配线层12反应。
此外，在实验例7中，观测到了漏电流，但实验例2和实施例3的漏电流与无金属配线层12的实验例9相同，为测定临界水平以下。
其次，按照以下的步骤制作图4所示的光电转换元件。
首先，在实验例1～实验例9的电极基板上，涂布平均粒径13～20nm的氧化钛分散液，干燥后，在450℃下加热1小时，进行烧结，形成了氧化物半导体多孔膜2。进而，在钌联吡啶配合物(N3色素)的乙醇溶液中浸渍一晚而使色素附载，制作成作用电极3。作为对电极4，使用铂溅射FTO玻璃电极基板，在介入50μm厚的热塑性树脂片材作为垫板的状态下使该对电极4和作用电极3相对，利用上述树脂片材的热熔融而使两电极3、4固定。此时，为了形成电解质的注液口，使对电极4侧的一部分空出。从该注液口注入碘电解液而形成电荷传输层5后，用热塑性树脂片材和环氧系密封树脂将周边部和注液口密封，用玻璃用焊料形成集电端子部，制作成为试验电池单元的光电转换元件，用AIRMASS(AM)1.5、100mW/cm2的模拟太阳光进行评价。
其结果，作为本发明的实施例的实验例1中，转换效率为3.1％，在实验例2中转换效率为4.8％，在实验例3中转换效率为4.8％，在实验例4中转换效率为5.0％，在实验例5中转换效率为4.5％，在实验例6中转换效率为4.6％，显示出良好的输出特性。
与其相对，作为比较例的实验例7中，转换效率为2.2％，在实验例8中转换效率为1.6％，由于从龟裂浸入的碘电解液，产生了金属配线层12的腐蚀，因此没有得到良好的输出特性。
此外，在无金属配线层12的实验例9中转换效率为1.9％，内部电阻大，因此与作为本发明的实施例的实验例1～实验例6相比，输出大，结果差。
<实验例9～实验例12、实验例15～实验例25、实验例28～实验例31>
按照以下步骤制作图1所示的电极基板。
首先，制作与实验例1相同的ITO膜用原料液。然后，将表1的1、3、4、5任一材料构成的100mm×100mm的基材10设置在热板上进行加热，使用喷嘴将ITO膜用原料液喷雾到基材10上，形成表3所示膜厚的ITO膜，形成透明导电层11。
其次，在透明导电层11上，与实验例1同样，形成由银电路形成的金属配线层12和表1的5所示的材料的绝缘层14，得到表3～表6所示的实验例9～实验例12、实验例15～实验例25、实验例28～实验例31的电极基板。
[表3]
实验例 基材   基材厚(mm) 绝缘层   透明导电层 透明导电层厚(μm) 龟裂
  9 1 1.1 5 ITO     0.05   无
  10     1   无
  11     2   无
  12     5   无
  13     FTO     1   无
  14     FTO/ITO     1   无
[表4]
实验例 基材 基材厚(mm) 绝缘层 透明导电层 透明导电层厚(μm) 龟裂 片材电阻 光穿透率
    15     3     28     5   ITO     0.025   无   ×   ○
    16     0.05   无   △   ○
    17     0.2   无   ○   ○
    18     0.7   无   ○   ○
    19     2   无   ○   ○
    20     5   无   ○   △
    21     6   无   ○   ×
[表5]
实验例 基材   基材厚(mm) 绝缘层  透明导电层 透明导电层厚(μm) 龟裂
  22 5 0.2 5 ITO     0.05   无
  23     1   无
  24     2   无
  25     5   无
  26     FTO     1   无
  27     FTO/ITO     1   无
[表6]
实验例 基材 基材厚(mm) 绝缘层  透明导电层 透明导电层厚(μm) 龟裂
  28 4 2.8 5 ITO     0.05   有
  29     1   有
  30     2   有
  31     5   有
  32    FTO     1   有
  33    FTO/ITO     1   有
<实验例13、实验例26、实验例32>
按照以下步骤制作图1所示的电极基板。
首先，制作与实验例1相同的FTO膜用原料液。然后，将表1的1、4、5任一材料构成的100mm×100mm的基材10设置在热板上进行加热，使用喷嘴将FTO膜用原料液喷雾到基材10上，形成表3所示膜厚的ITO膜，从而形成透明导电层11。
其次，在透明导电层11上，与实验例1同样，形成由银电路形成的金属配线层12和表1的5所示的材料的绝缘层14，得到表3、表5、表6所示的实验例13、实验例26、实验例32的电极基板。
<实验例14、实验例27、实验例33>
按照以下步骤制作图1所示的电极基板。
首先，制作与实验例1相同的ITO膜用原料液和FTO膜用原料液。然后，将表1的1、4、5任一材料构成的100mm×100mm的基材10设置在热板上进行加热，使用喷嘴将ITO膜用原料液喷雾到基材10上，形成膜厚0.8μm的ITO膜后，使用喷嘴将FTO膜用原料液喷雾到基材10上，形成膜厚0.2μm的FTO膜，形成由FTO和ITO的复合膜构成的膜厚1μm的透明导电层11。
其次，在透明导电层11上，与实验例1同样，形成由银电路形成的金属配线层12和表1的5所示的材料的绝缘层14，得到表3、表5、表6所示的实验例14、实验例27、实验例33的电极基板。
将实验例9～实验例33中使用的材料的热膨胀率示于表1中。此外，将实验例9～实验例33中基材10的材料和绝缘层14的材料的组合示于表3～表6。
再者，由表1和表3～表6可知，实验例9～实验例14、实验例16～实验例20、实验例22～实验例27是将基板10的热膨胀率记为α，将绝缘层14的热膨胀率记为β时，满足α＞β的本发明的实施例，实验例29～实验例34是不满足α＞β的比较例，实验例15是透明导电层11的厚度小于0.05μm的比较例，实验例2 1是透明导电层11的厚度大于5μm的比较例。
使用光学显微镜对如上所述得到的实验例9～实验例33的电极基板的表面进行目视观察。其结果，如表3～表5所示，在作为本发明的实施例的实验例9～实验例14、实验例16～实验例20、实验例22～实验例27中，表面没有龟裂，形成了致密的表面。与其相对，如表6所示，在作为不满足α＞β的比较例的实验例28～实验例33中，在绝缘层14的表面产生了龟裂。
此外，考察实验例15～实验例21的片材电阻，如下所示进行判定。
○：将透明导电层的厚度为0.7μm时的片材电阻记为1时，其为小于5的值。
△：将透明导电层的厚度为0.7μm时的片材电阻记为1时，其为5～1000范围的值。
×：将透明导电层的厚度为0.7μm时的片材电阻记为1时，其为大于1000的值。
将其结果示于表4。
此外，考察实验例15～实验例21的光穿透率，如下所示进行判定。
○：将透明导电层的厚度为0.7μm时的光穿透率记为1时，其为大于0.9的值。
△：将透明导电层的厚度为0.7μm时的光穿透率记为1时，其为0.6～0.9范围的值。
×：将透明导电层的厚度为0.7μm时的光穿透率记为1时，其为小于0.6的值。
将其结果示于表4。
由表4可知以下几点。
(1)透明导电层的厚度为0.025～6μm时，表面无龟裂。
(2)对于片材电阻，发现了如下倾向：当透明导电层的厚度为0.05μm以上时，是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的1000以下的值，当透明导电层的厚度为0.2μm以上时，是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的5以下的值。
(3)对于光穿透率，发现了如下倾向：当透明导电层的厚度为5μm以下时，是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的超过0.6的值，当透明导电层的厚度为2μm以下时，是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的超过0.9的值。
因此可知，如果使透明导电层的厚度为0.05～5μm的范围，则表面无龟裂，光穿透率是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的超过0.6的值，片材电阻是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的1000以下的值，因而是优选的。此外可以确认，如果使透明导电层的厚度为0.2～2μm的范围，光穿透率是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的超过0.9的值，片材电阻是将透明导电层厚度为0.7μm时的值记为1时的5以下的值，更优选。
产业上的利用可能性
根据本发明，可以提供能够实现电极基板的电阻的降低，并且能够抑制由金属配线向电解液的漏电、金属配线层的腐蚀引起的特性劣化的电极基板和适合用于太阳电池的光电转换元件。

Claims (6)

1.电极基板，其在基材上具有透明导电层、设置在所述透明导电层上的金属配线层和被覆所述金属配线层的绝缘层，
将所述基材的热膨胀率定义为α，将所述绝缘层的热膨胀率定义为β时，满足α＞β。
2.权利要求1所述的电极基板，其中所述透明导电层的厚度为0.05～5μm。
3.权利要求1或2所述的电极基板，其中所述绝缘层由低熔点玻璃形成。
4.权利要求1～3中任一项所述的电极基板，其中所述基材由高应变点玻璃形成。
5.光电变换元件，其具有权利要求1～4中任一项所述的电极基板。
6.色素增感太阳电池，其包含权利要求5所述的光电转换元件。
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