CN102047496A - 光电转换元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高耐弯曲性以及耐碰撞性的光电转换元件，本发明的光电转换元件具备：构造体；内置上述构造体的框体；配置于构造体和框体之间的变形体，其中，构造体至少包括：具备载置了增感色素的多孔质氧化物半导体层并具有导电性的第一电极；与第一电极对置配置的第二电极；配置于第一电极和第二电极之间至少一部分上的电解质。

Description

光电转换元件
技术领域
本发明涉及光电转换元件，更详细而言，涉及谋求耐弯曲性及耐碰撞性之提高的光电转换元件。
背景技术
在近年来的环境问题、资源问题等背景下，人们期待作为清洁能源的太阳能电池。其中，由瑞士Michael Gratzel的研究小组等提出的色素增感型太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell。以下有时称为DSC)作为廉价地获得较高转换效率的光电转换元件而受到关注。
该色素增感型太阳能电池，一般而言是采用厚度0.5mm以上的玻璃基板而制作，故几乎没有可挠性。但是，若将塑料薄膜(例如厚度0.2mm以下的PET、PEN)或薄玻璃(例如厚度不足0.5mm)、金属箔等用于电极基板，则能够制作可挠式色素增感型太阳能电池。可挠式色素增感型太阳能电池因具有耐变形以及薄且轻等优点，而作为针对小功率的具有附加价值的DSC类型，以前开始就进行深入研究，近年来，转换效率与非可挠性的电池相比，直追至毫无逊色的水平(例如专利文献1)。
专利文献1：特开平11-288745号公报
但是，在这种可挠式DSC中，人们担心因打击或用户的过度弯曲而在电池单体或者模块上发生破损，使电解液等发生飞溅。另外，即便在电池或者模块的可挠性界限以下且尚未在电池单体或者模块上发生破损的情况下，人们也担心因弯曲而发生密封树脂或氧化钛多孔膜电极的剥离，导电膜的电阻上升而有损作为电池的功能。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的是提供一种能够使针对弯曲及碰撞的耐性得到提高的光电转换元件。
本发明的光电转换元件，具备：构造体；内置上述构造体的框体；配置于上述构造体和上述框体之间的变形体，上述构造体具有：具备载置了增感色素的多孔质氧化物半导体层并具有导电性的第一电极；与上述第一电极对置配置的第二电极；配置于上述第一电极和上述第二电极之间的至少一部分上的电解质。
根据上述光电转换元件，当从外部施加弯曲形变时，在该弯曲形变较弱的情况下，因变形体发生变形，故难以在构造体上引起变形。即便在弯曲形变较强的情况下，也能够通过变形体发生变形而使外加于构造体的弯曲形变与框体上所施加的弯曲形变相比充分地降低。进而，诸如击打这样的点压力也通过变形体而得以缓和，所以在构造体上引起故障之虑将会减少。故，根据本发明的光电转换元件，可谋求相对于弯曲形变及碰撞的耐久力的提高。
在上述光电转换元件中，优选是变形体为液体。液体与固体相比易于变形。因此，即便从外部对光电转换元件施加较弱的弯曲形变，因该弯曲形变在变形体中得以吸收，故难以在构造体上进一步引起变形。另外，即便较强的弯曲形变施加于光电转换元件，也能够使施加于框体的弯曲形变难以传递到构造体。
在上述光电转换元件中，变形体还可以是凝胶状体。在该情况下，假如对框体赋予较强的弯曲形变而使框体发生破损，因变形体为凝胶状体，故也不会有变形体泄漏的问题。
在上述光电转换元件中，变形体还可以是粘土。
在上述变形体为液体、凝胶状体或者粘土的情况下，在上述光电转换元件中，优选是构造体以具有自由度的状态配置于变形体中。在该情况下，构造体可以在框体内部配置了变形体的区域之中进行移动。因此，即便在较强的弯曲形变被施加于光电转换元件的情况下，因构造体在框体内滑动，能够退入到使弯曲形变为最小限度的位置，故只是在构造体上施加最小限度的力矩和应力。
另外优选是上述光电转换元件还进一步具有：设置于上述框体内侧且与上述第一电极对置的第一基板；设置于上述框体内侧且与上述第二电极对置的第二基板，上述第一电极具有第一基体材料，上述第二电极具有第二基体材料，上述第一基板以及上述第二基板的至少一方基板的弯曲强度小于上述构造体所含的上述第一基体材料以及上述第二基体材料的至少一方基体材料的弯曲强度。
在该情况下，假如是在光电转换元件上施加了发生破损程度的较强的弯曲形变的情况下，也在框体内部的构造体(发电机构)发生故障之前，第一基板或者第二基板发生断裂或者损伤。因此，易于防止构造体的破损，并且还能够通过视觉简便地确认在该光电转换元件上施加了过大的弯曲形变。另外，还能够防止尽管在框体尚未发生破损或损伤，但在构造体上却发生破损之类的事态。
在上述变形体为液体、凝胶状体或者粘土的情况下，优选是上述变形体在25℃下的粘度为0.02Pa·s以上200Pa·s以下。
由此，使构造体在变形体中具有某种程度的自由度而移动。在该情况下，与粘度偏离上述范围的情况相比，能够使框体内的构造体的自由度更大，在将光电转换元件进行了弯曲时，构造体在框体内更自由地滑动。因此，能够抑制应力集中。另外，若粘度处于上述范围内，则易于在构造体和框体之间保持变形体。即，能够在将构造体和框体相互离开的状态下进行保持。换言之，能够充分地抑制构造体和框体相接触。因此，框体内的构造体的自由度增加，能够更加充分地抑制光电转换元件发生弯曲时所产生的应力集中于构造体。其结果，能够更加充分地降低在构造体上产生损伤的可能性。
在上述光电转换元件中，优选是上述变形体配置于上述框体和上述构造体之间整个区域。
在该情况下，可实现相对于框体的任意部分上所施加的弯曲形变及碰撞的耐久力的提高。
在上述光电转换元件中，优选是将上述构造体和外部进行电连接的配线，以可挠曲的方式配置在框体内。
在该情况下，由于配线以可挠曲的方式配置于框体内，所以在光电转换元件上产生弯曲或碰撞时，即便在构造体上施加应力，该应力也被配线的挠曲部所吸收。因此，能够充分地防止在构造体上发生损伤、或者配线断线、或者构造体上所连接的配线从构造体脱落等等。
在上述光电转换元件中，优选是在上述框体的内壁和上述构造体之间配置干燥剂。
在该情况下，即便水分浸入到框体内，由于干燥剂吸收该水分，所以能够进而抑制水分浸入到构造体。
根据本发明的光电转换元件，能够提高针对弯曲及碰撞的耐性。
附图说明
图1是示意性地表示本发明第一实施方式涉及的光电转换元件的纵截面图。
图2是将图1的双点划线所包围的区域A放大后的示意图。
图3是示意性地表示与图1的第一电极不同的例子的斜视图。
图4是示意性地表示在图1的光电转换元件中，在构造体上设置有配线的一例的截面图。
图5是示意性地表示在图1的光电转换元件中，在框体上设置有干燥剂的一例的截面图。
图6是示意性地表示本发明第二实施方式涉及的光电转换元件的截面图。
图7是示意性地表示将本发明的光电转换元件作为模块时的光电转换元件的截面图。
图8是示意性地表示本发明的其他实施方式涉及的光电转换元件的截面图。
附图标记说明如下：
1、2...光电转换元件，7...干燥剂，10...第一电极，11...第一基体材料，12...透明导电膜，13...多孔质氧化物半导体层，20...第二电极，21...第二基体材料，22...导电膜，23...催化剂，30...电解质，40...密封材料，41...第一密封材料，42...第二密封材料，43...第三密封材料，44...第四密封材料，50...构造体，60、80...框体，61、62、81、82...构成框体的基板，62a...与变形体相接的面，62b...凹部，62c...贯通孔，63...粘接层，70...变形体，83...层叠袋，α...配线。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明，但本发明并不限定于附图所示，在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种各样的变更。
<第一实施方式>
图1是示意性地表示本发明的光电转换元件之第一实施方式的纵截面图。图2是将在图1中双点划线所包围的区域A放大后的示意图。
本实施方式的光电转换元件1具备：构造体50；内置构造体50的框体60；以及配置于构造体50和框体60之间的变形体70。构造体50至少包括：具备载置了增感色素的多孔质氧化物半导体层13并具有导电性的第一电极10；和与第一电极10对置配置的第二电极20。第一电极10以及第二电极20用密封材料40接合起来，并通过密封材料40在第一电极10和第二电极20之间密封有电解质30。此外，在本实施方式中，关于主要利用从第一电极10侧入射的光这一情况进行说明。
下面，分别详细地进行说明。
第一电极10是由如下部件组成的透明电极：具备多孔质氧化物半导体层13的导电性基板，例如第一基体材料11；配置于第一基体材料11的一面11a上的透明导电膜12；隔着透明导电膜12而配置于第一基体材料11的一面11a上的多孔质氧化物半导体层13。
作为第一基体材料11采用可挠性的基板，作为这种具有可挠性的基板，例如除聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等的塑料片以外，还可举出低碱性玻璃等。
在采用塑料薄片作为第一基体材料11的情况下，其厚度例如为0.009mm以上3mm以下。
在采用低碱性玻璃作为第一基体材料11的情况下，优选是Li2O、Na2O等的碱性氧化物含有量为5％以下。另外，其厚度例如为0.05mm以上0.3mm以下。
作为第一基体材料11，优选是光透射性尽量优良的材料，透射率为85％以上的基板更为优选。
进而，该第一基体材料11还可以是例如图3所示，将形成有由透明导电膜12和多孔质氧化物半导体层13构成的发电层的电池单元C在其一面11a上以二维方式进行排列并配置多个(在图示例中为4个)而成的模块。由此，能够获得被设定成任意元件输出的、兼顾大面积化和轻量化的光电转换元件。
作为多孔质氧化物半导体层13并不特别限定，通常只要是用于形成光电转换元件的多孔质氧化物半导体，则可以是任意种材料。作为这种氧化物半导体，例如能够采用TiO2、SNO2、WO3、ZnO、Nb2O5、In2O3、ZrO2、Y2O3、Al2O3等。
作为多孔质氧化物半导体层13上所载置的增感色素，例如除钌配合物或铁配合物、卟啉系或者酞菁系的金属配合物以外，还可以举出曙红、罗丹明、部花青、香豆素等有机色素。根据用途、多孔质氧化物半导体层13的材料对它们进行适当选择而采用。
透明导电膜12是为了对第一电极10赋予导电性而配置于第一基体材料11的一面11a上的薄膜。透明导电膜12优选是由导电性金属氧化物构成的薄膜，以便成为不显著损害第一电极10的透明性的构造。
作为形成透明导电膜12的导电性金属氧化物，例如可举出锡添加氧化铟(ITO)、氟添加氧化锡(FTO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等。透明导电膜12既可以是由上述导电性氧化物构成的单层膜，也可以是叠层膜。
这里，透明导电膜12优选是仅由FTO构成的单层膜、或者在由ITO构成的膜上层叠由FTO构成的膜的叠层膜。在该情况下，能够构成耐药品性及耐热性优良、可视域中的光吸收量较少、导电性较高的第一电极10。
第二电极20是与第一电极10对置配置且由如下部件构成的电极：第二基体材料21；配置于第二基体材料21的一面上的导电膜22；隔着导电膜22配置的催化剂23。
作为第二基体材料21采用可挠性基板，作为这种具有可挠性的基板，例如除聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等的塑料薄片以外，还能够采用低碱性玻璃等的透明基板、具有可挠性的合成树脂板或金属箔等。
作为导电膜22，例如采用金属膜或导电性金属氧化物膜等，但并不限定于它们，通常只要是用于形成光电转换元件的导电膜，则可以采用任意一种材料。此外，在第二基体材料21为导电性的情况下，还可以不设置该导电膜22。
第二电极20的催化剂层23是为了对第二电极20赋予用于提高与电解质30进行电荷交换的速度的催化剂活性而隔着导电膜22配置于第二基体材料21上的薄膜。作为催化剂层23，例如优选采用碳或铂等的层。该层能够通过蒸镀法或者溅射法在导电膜22的表面形成铂等，或者通过在导电膜22的表面涂敷氯化铂酸后进行热处理而获得。但是，催化剂层23只要是能够使第二电极20作为电极发挥功能，则并不特别限定于上述的碳或铂的层。
电解质30是使电解液浸含于第一电极10和第二电极20之间，以及使电解液浸含于多孔质氧化物半导体层13内。另外，还能够采用将该电解液利用适当的胶凝剂进行凝胶化(准固体化)而一体形成于第一电极10和第二电极20、或者包含氧化物半导体粒子或导电性粒子的凝胶状电解质等。
作为这种电解液，能够采用包含氧化还原种的有机溶剂、离子液体等。
有机溶剂并不特别进行限定，能够采用乙腈、甲氧基乙腈、丙腈、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯等的有机溶剂。作为离子液体，例如能够选择咪唑
Figure BPA00001259042800071
系阳离子或吡咯烷
Figure BPA00001259042800072
系阳离子、吡啶
Figure BPA00001259042800073
系阳离子等之类的具有经过四级化的氮原子的阳离子等和碘化物离子、双(三氟甲烷磺酰基)亚胺阴离子、二氰基酰胺阴离子、硫氰酸阴离子等所组成的离子液体等。
氧化还原种亦不特别进行限定，作为这种氧化还原种，能够选择碘/碘化物离子、溴/溴化物离子等。例如前者的氧化还原种能够通过单独或者复合添加碘化物盐(能够单独或者复合使用锂盐、季氮化咪唑鎓盐的衍生物、四烷基铵盐等)和碘来提供。还可以在电解液中进而根据需要添加4-叔丁基吡啶、N-甲基苯并咪唑、胍盐的衍生物等各种添加物。
密封材料40使第一电极10和第二电极20对置进行粘接，并在第一电极10和第二电极20之间密封电解质30。作为这种密封材料40，只要是在相对于第一基体材料11以及第二基体材料21的粘接性优良，则不特别进行限定，例如优选是在分子链中具有羧基的热可塑性树脂所构成的粘接剂或UV硬化树脂等，具体而言，可举出Himilan(Du Pont-Mitsui Polychemicals Co.，LTD.制造)、拜牢Bynel(杜邦公司制造)、牢靠Nucrel(Du Pont-Mitsui Polychemicals Co.，LTD.制造)、31X101(三键(ThreeBond)公司制造)等。
构造体50是第一电极10、第二电极20、配置于第一电极10和第二电极20之间的电解质30、以及将第一电极10和第二电极20接合起来并密封电解质30的密封材料40所构成的色素增感型太阳能电池。构造体50既可以是电池单体(cell)也可以是模块(module)。另外，还可以将构造体50的一端与框体60进行接合。此外，一端既可以是边也可以是点。这里，优选是构造体50通过上述接合以相对于框体60具有自由度的状态而配置。在该情况下，构造体50能够相对于框体60进行移动。上述接合能够通过例如具有挠曲部的配线而实现。
框体60隔着变形体70将构造体50包起来。框体60包括：例如配置于第一电极10侧的基板61；配置于第二电极20侧的基板62；将基板61、62粘接起来的粘接层63。为了不阻碍光向第一电极10入射，配置于第一电极10侧的基板61具有充分的光透射性为好，优选是透射率为85％以上。另外，为了使框体60内所内包的构造体50免于外部碰撞，基板61优选是耐碰撞性树脂。作为这种耐碰撞性树脂，例如可举出聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。配置于第二电极20侧的基板62不需要具有光透射性。从而，作为配置于第一电极10侧的基板61，除了已例示的上述聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯外，还能够采用聚醚醚酮(PEEK)、ABS树脂等其他合成树脂等。
优选是配置于第一电极10侧的基板61的厚度为2mm～4mm，配置于第二电极20侧的基板62的厚度为1mm～3mm。光入射一侧的基板61因在设置时易于从雹等受到外力，故通过稍微加厚就能够相对于这些外力获得耐久性。
另外，优选是在框体60所含的基板61、62与变形体70相接的面上配置防护膜(图中未显示)。通过配置防护膜能够进而防止水分浸入框体60内。防护膜例如由二氧化硅、聚乙烯醇等构成，能够通过溶胶凝胶(Sol-Gel)法等而形成。
变形体70配置于构造体50和框体60之间，在本实施方式中由液体构成。作为该液体，例如可列举出水、乙醇等亲水性液体和油、亲油性有机溶剂等亲油性液体等，但作为该液体由于能够抑制水分向框体60内浸入，进而能够抑制水分向构造体50内浸入，所以优选是与水的亲和性较低的亲油性液体。作为这种亲油性液体，考虑到具有适度的粘度，且可以在变形体70中将构造体50以从框体60的内壁面离开的状态进行保持，故优选是油。作为这种油，例如可举出硅油、矿物油等。其中由于在化学稳定性上优良且粘度在较宽的温度范围稳定，故优选是采用硅油。在采用硅油时，优选是使硅油在操作箱等中充分干燥后使用。变形体70中所含有的水分量优选是保持于1wt％以下。由此，能够充分地防止水分向构造体50浸入。
在光电转换元件1中，构造体50被框体60包住，变形体70配置于构造体50和框体60之间。从而，在从外部对光电转换元件1施加弯曲形变时变形体70发生变形。因此，在该弯曲形变较弱的情况下，该弯曲形变被变形体70吸收而难以在构造体50上引起变形。即便在弯曲形变较强的情况下，也能够通过变形体70发生变形而使外加于构造体50的弯曲形变与框体60上施加的弯曲形变相比充分地降低。进而，诸如打击这样的点压力也通过框体60以及变形体70而得以缓和，所以在构造体50上引起故障之虑将会减少。故，根据光电转换元件1，能够实现针对弯曲形变及碰撞的耐久力的提高。
特别是在本实施方式中，变形体70由液体构成。液体与固体相比易于变形。因此，即便从外部对光电转换元件1施加较弱的弯曲形变，与变形体70为固体的情况相比，该弯曲形变易于在变形体70中被吸收而难以在构造体50进一步引起变形。另外，即便较强的弯曲形变被施加给光电转换元件1，与变形体70为固体的情况相比，也能够使施加于框体60的弯曲形变更难以传递到构造体50。
另外，在构造体50以相对于框体60具有自由度的状态而配置的情况下，在光电转换元件1上发生弯曲时，若要对构造体50施加弯曲形变，则构造体50可以相对于框体60进行移动。因此，能够充分地降低施加在构造体50上的因弯曲或碰撞等而产生的应力，并能够充分地抑制在构造体50上产生破损或者损伤的情况。即便在弯曲形变较强的情况下，由于构造体50在框体60内持有自由度而配置于变形体70内，所以因该弯曲形变而在框体内60滑动，只发生最小限度的力矩和应力。因此，能够充分地抑制在构造体50上产生破损或者损伤。
在本实施方式中，还能够将框体60的内面用透明薄片(未图示)进行覆盖。通过配置透明薄片，假如在构造体50和框体60上发生了断裂时，能够借助于该薄片而防止内容物的飞溅。作为这种透明薄片例如可列举出乙烯-乙烯醇、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇等。
变形体70优选是用途上在光透射性上尽量优良，优选是可视光区域中的光透射率为70％以上95％以下，进而优选是80％以上95％以下。
变形体70的25℃下的粘度优选是0.02Pa·s以上200Pa·s以下。由此，使构造体50在变形体70中具有某种程度的自由度而工作。在该情况下，与粘度偏离上述范围的情况相比，能够使框体60内的构造体50的自由度变得更大，在将光电转换元件1进行了弯曲时，构造体50能够在框体60内更自由地滑动。因此，能够抑制应力集中。另外，若粘度处于上述范围内，则易于在构造体50和框体60之间保持变形体70。即，能够在将构造体50和框体60相互离开的状态下进行保持。换言之，能够充分地抑制构造体50和框体60相接。因此，框体60内的构造体50的自由度增加，能够更加充分地抑制光电转换元件1发生弯曲时所产生的应力集中于构造体50的情况。其结果，能够更加充分地降低在构造体50上产生损伤的可能性。
配置于构造体50和框体60之间的变形体70优选是覆盖构造体50的外面整个表面。换言之，构造体50优选是以从框体60的内壁面离开的状态被保持于变形体70中。由此，即便水分等浸入到框体60内，因该水分等向构造体50的浸入路径被变形体70遮断，故能够更加有效地抑制水分等的浸入。从而，能够防止色素或催化剂等因水分而变质。另外因构造体50的外面整体被变形体70所覆盖，故光电转换元件1的气体遮蔽性提高。具体而言，构造体50内的电解液气化所带来的气体的遮蔽性提高。因此，能够抑制构造体50内的电解液的蒸发等，并能够抑制构造体50上的有效发电面积的降低。故，能够提供光电转换效率长期稳定的可靠性高的光电转换元件1。
再者因构造体50的外面整体由变形体70所覆盖，故还可以缓和来自外部的任意方向的碰撞，能够消除针对碰撞的耐久力的方向依赖性。另外，因框体60内的构造体50的自由度增加，故相对于光电转换元件1的弯曲或碰撞等能够更有效地抑制构造体50的损伤。
如图4所示，在将构造体50与外部进行电连接的配线α之中、配置于框体60内的一部分配线α既可以挠曲也可以不挠曲，但优选是以可挠曲的方式配设挠曲部α1。在该情况下，由于配线α以可挠曲的方式配置于框体60内，所以在光电转换元件1上产生弯曲或碰撞时，即便在构造体50上施加应力，构造体50也能够在框体60内自由地移动。即，能够降低构造体50上所施加的应力。因此，可充分地防止因弯曲或碰撞所发生的应力而在构造体50上发生损伤、或者引起配线α断线、或者构造体50上所连接的配线α从构造体50的第一电极10或者第二电极20脱落等。
作为配线α，例如能够采用柔性印刷电路板。配线α和第一电极10或者第二电极20的接合优选是用导电性粘接剂或焊锡等进行电接合。另外，虽然在图4中，第一电极10或者第二电极20上所连接的配线α通过设置于框体60的基板62上的贯通孔62c而引出到框体60外，但并不特别限定于配线α通过设置于基板62上的贯通孔62c而引出到框体60外这一形态，还可以在框体60的基板61上设置贯通孔，并经由该贯通孔而引出到框体外。在本实施方式中，因作为变形体70采用液体，故贯通孔62c需要在通过配线α以后，借助树脂β例如UV硬化树脂等进行堵塞。
另外，如图5所示，优选是在框体60内壁和构造体50之间配置干燥剂7。此时，干燥剂7被配置成不会遮住入射到框体60内的光。特别是，优选是将干燥剂7配置于框体60与变形体70相接的面、或者变形体70中。假如水分浸入到框体60内，由于干燥剂7吸收该水分，所以能够进一步抑制水分浸入到构造体50。作为这种干燥剂7可列举沸石，其中优选是分子筛(Molecular Sieves)。
在将干燥剂7设置于框体60的情况下，既可以安装于框体60与变形体70相接的面62a，也可以在面62a上设置凹部62b并在凹部62b配置干燥剂7。
在面62a不形成凹部62b而设置干燥剂7的情况下，干燥剂7成为从面62a突出的状态。因此，优选是设置于框体60的内部空间的角落，以便在对光电转换元件1施加弯曲或者碰撞时不会经干燥剂7对构造体50带来损伤。
另外，在设有凹部62b而设置干燥剂7的情况下，如图5所示，凹部62b优选是其深度为基板62的厚度一半左右、直径为1mm左右的圆柱状凹部62b。凹部62b还可以设有多个。此外，凹部62b不仅收容干燥剂7还起到如下效果，即在对光电转换元件1施加了弯曲时，比构造体50先使框体60易于断裂，能够通过视觉易于确认该光电转换元件1有无损伤。
另外，还可以将多个干燥剂7包在袋子等而配置于变形体70中。在该情况下，包裹干燥剂7的袋子优选是配置成对光向第一电极10入射、以及在光电转换元件1上发生碰撞或弯曲时对构造体50不会带来损伤。具体而言，该袋子配置于密封材料40和粘接层63之间、第二基板62和第二电极20之间即可。
通过配置干燥剂7可以将变形体70含有的水分量长期保持于1wt％以下。由此，能够更加有效地抑制水分向构造体50浸入。
另外，优选是构成框体60的基板61、62的至少一方比构成构造体50的第一基体材料11以及第二基体材料21的至少一方，相对于弯曲耐久力较弱。即，优选是基板61、62的至少一方在小于构造体50的弯曲界限的形变下发生断裂。换言之，优选是框体60的基板61以及基板62的至少一方的弯曲强度小于第一电极10的第一基体材料11以及第二电极20的第二基体材料21的至少一方的弯曲强度。
在该情况下，假如是在光电转换元件1上施加了发生破损或者损伤程度的较强弯曲形变的情况下，也在框体60内部的构造体50(发电机构)发生不良情况以前，即在功能上发生障碍之前，框体60先发生断裂或者损伤。因此，易于防止构造体50的破损，而且还能够通过视觉易于确认在该光电转换元件1上施加了过大的弯曲形变。另外，还能够防止尽管在框体60尚未发生破损，但在构造体50上却发生破损之类的事态。
具体而言，在作为构造体50的第一基体材料11、第二基体材料21采用薄玻璃的情况下，作为基板61、62，采用具有厚度的苯乙烯树脂等。或者，基板61、62还可以由与第一基体材料11、第二基体材料21相同的树脂构成，在该情况下，例如通过在基板61、62上形成凹部，能够使基板61、62的弯曲强度小于第一基体材料11、第二基体材料21的弯曲强度。
<第二实施方式>
图6是示意性地表示本发明的光电转换元件之第二实施方式的截面图。
本实施方式的光电转换元件2具备：构造体50；内置构造体50的框体80；以及配置于构造体50和框体80之间的变形体70。构造体50至少包括：具备载置了增感色素的多孔质氧化物半导体层13并具有导电性的第一电极10；与第一电极10相对置配置的第二电极20。另外，第一电极10以及第二电极20用密封材料40接合起来，并用密封材料40在第一电极10和第二电极20之间密封有电解质30。本实施方式不同于第一实施方式之处在于采用层叠袋83作为一部分框体80这一点。
关于构造体50、变形体70、干燥剂7、配线α，与第一实施方式的光电转换元件1相同。
框体80包括：配置于第一电极10侧的基板81；配置于第二电极20侧的基板82；将两基板81、82包起来的层叠袋83。配置于第一电极10的基板81、以及配置于第二电极20侧的基板82分别与构成第一实施方式的框体60的基板61、62相同。这里，基板81、82被固定于层叠袋83的内侧。
层叠袋83内包配置于第一电极10侧的基板81、配置于第二电极20侧的基板82、构造体50以及变形体70并进行密闭，优选是具有气体阻挡性。这种层叠袋83例如能够通过将2张薄膜的边缘部彼此进行热封而获得。作为此时所采用的薄膜例如可列举出耐湿乙烯-乙烯醇、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇所组成的薄膜。或者，还能够采用在这些薄膜上蒸镀铝或者硅而成的铝蒸镀膜或者硅蒸镀膜等。但是，上述之中，铝蒸镀膜仅能够用于光的非入射侧的基板、即基板82。
在光电转换元件2中，构造体50被框体80包住，变形体70配置于构造体50和框体80之间。从而，在从外部对光电转换元件2赋予弯曲形变时，变形体70发生变形。因此，在该弯曲形变较弱的情况下，该弯曲形变被变形体70吸收，而难以在构造体50上引起变形。即便在弯曲形变较强的情况下，也能够通过变形体70发生变形而使施加于构造体50的弯曲形变与对框体80施加的弯曲形变相比充分地降低。进而，诸如击打这样的点压力也通过框体80以及变形体70而得以缓和，所以在构造体50上引起故障之虑将会减少。故，根据光电转换元件2可谋求相对于弯曲形变及碰撞的耐久力的提高。
特别是，在本实施方式中变形体70也是由液体构成。液体与固体相比，易于变形。因此，即便从外部对光电转换元件2施加较弱的弯曲形变，与变形体70为固体的情况相比，该弯曲形变易于在变形体70中被吸收，而难以在构造体50中进一步引起变形。另外，即便较强的弯曲形变被施加于光电转换元件2，与变形体70为固体的情况相比，也能够使施加于框体60的弯曲形变进一步难以传递到构造体50。
另外，在构造体50以相对于框体80具有自由度的状态被配置的情况下，在光电转换元件2上发生弯曲时，若要对构造体50施加弯曲形变，则构造体50相对于框体80进行移动。因此，能够充分地降低施加在构造体50上的因弯曲或碰撞等而产生的应力，并能够充分地抑制在构造体50上产生破损或者损伤。即便在弯曲形变较强的情况下，由于构造体50在框体80内持有自由度地配置于变形体70内，所以因该弯曲形变而在框体内80滑动，只发生最小限度的力矩和应力。因此，能够充分地抑制在构造体50上产生破损或者损伤。
另外，优选是构成框体80的基板81、82较之于构成构造体50的基体材料11、21，对于弯曲而言耐久力较弱，即框体80的基板81、82的弯曲强度小于第一电极10的第一基体材料11以及第二电极20的第二基体材料21的弯曲强度，这与第一实施方式相同。在该情况下，假如是在光电转换元件2上施加了发生破损或者损伤程度的较强弯曲形变，也在框体80内部的构造体50(发电机构)发生不良情况之前，即较之于功能上的障碍出现，框体80先发生断裂或者损伤。因此，易于防止构造体50的破损。另外，层叠膜83之中至少基板81侧的部分为了将光引导至构造体50的第一电极10而具有光透射性。因此，即便在该光电转换元件2上施加过大的弯曲形变而使基板81发生了破损等情况下，也能够通过层叠膜83以视觉简便地确认该状态。进而，还能够防止尽管在框体80上尚未发生破损，但在构造体50上却发生破损之类的事态。
另外，在本实施方式中，由于借助层叠袋83内包构造体50以及基板81、82，因此即便基板81或者基板82发生破损等也能够防止内容物的飞溅。
另外，在变形体70以覆盖构造体50的外面整体的方式配置于框体80和构造体50之间的情况下，能够提高光电转换元件2的气体遮蔽性。从而，能够抑制电解液的蒸发等，并能够防止有效发电面积减少。另外，通过配置变形体70还能够抑制水分向构造体50内浸入。从而，能够防止色素或催化剂等因水分而变质。故，能够提供光电转换效率长期稳定的可靠性高的光电转换元件2。
在第二实施方式中，能够与第一实施方式的光电转换元件1同样地设置配线α、干燥剂7。
此外，虽然在上述第一实施方式以及第二实施方式的光电转换元件(图1～图6所示的光电转换元件)中，设主要利用从第一电极10侧入射的光进行了说明，但还能够主要利用从第二电极20侧入射的光。
此时，由于第一基体材料11无需具有光透射性，所以除上述的以外，例如还能够利用厚度为0.009～0.2mm的金属箔等。在利用金属箔作为第一基体材料时，不需要透明导电膜12。此外，在采用金属箔作为第一电极10的情况下，优选是采用Ni、W、Nb、Ti、Al等对电解液具有耐久性的材料。特别是在氧化还原对I-/I3 -系中Ti为好。
另外，作为第二基体材料20，需要具有光透射性，例如除聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等的塑料片以外，可采用低碱性玻璃等的透明基板(优选是透射率为85％以上的基板)。
关于框体60、80，由于第一电极10侧的基板61、81无需具有光透射性，所以除聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等外，还能够采用其他合成树脂等。另外，优选是配置于第一电极10侧的基板61、81的厚度为1mm～3mm，配置于第二电极20侧的基板62、82的厚度为2mm～4mm。光入射一侧因在设置时易于自雹等受到外力，故通过稍微加厚能够对于这些外力获得耐久性。
<制作方法：第一实施方式>
接着，对本发明第一实施方式所涉及的光电转换元件1之制造方法进行说明。
首先，形成构造体50。
(第一电极的制作)
准备由第一基体材料11以及配置于该第一基体材料11的一面11a的透明导电膜12构成的第一电极用基板。在构造体50为模块的情况下，例如可列举出在第一基体材料11上形成多个所希望大小的导电膜12，或者在第一基体材料11a上的整个面上形成透明导电膜12，并在透明导电膜12上形成狭缝的方法。
作为在第一基体材料11之上形成透明导电膜12的方法，能够根据透明导电膜12的材料来选择适当的方法。作为这种方法，例如可列举出溅射法或CVD法(气相生长法)、SPD法(喷射热分解堆积法)、蒸镀法等。借助这些方法形成由ITO、FTO、SNO2等氧化物半导体构成的薄膜。透明导电膜12若过于厚则光透射性变差，另一方面，若过于薄则导电性变差。因此，若考虑到使光透射性和导电性的功能得以兼顾，则优选是0.1～1μm左右的膜厚范围。
在透明导电膜12上形成狭缝的情况下，能够根据透明导电膜12的材料而选择适当的方法。作为具体例，可列举出利用准分子激光、YAG激光、CO2激光、空气喷流、水喷流的加工、蚀刻加工、机械加工等。由此，透明导电膜12如图3所示那样，被分离成多个区域(在图3中为4个区域)。狭缝的间距能够根据光电转换元件1的电池单体大小而适当设定。
接着，在透明导电膜12之上形成多孔质氧化物半导体层13。这里，多孔质氧化物半导体层13尚未载置色素。多孔质氧化物半导体层13例如能够通过在采用丝网印刷等或喷墨打印法等印刷方法对氧化钛等氧化物半导体浆料进行图案化之后，加热到微粒子烧结所需的温度而作为多孔质膜的方法等来形成。在将没有光散射粒子的多孔质氧化物半导体层和带有光散射粒子的多孔质氧化物半导体层进行层叠时，能够在依次进行无光散射粒子浆料的印刷以及烧结而形成多孔质氧化物半导体层以后，在其上依次进行有光散射粒子浆料的印刷以及烧结而形成多孔质半导体层。
接着，使已形成有透明导电膜12和多孔质氧化物半导体层13的第一基体材料11浸渍在例如溶解了色素的脱水乙醇中一昼夜，而使多孔质氧化物半导体层13载置色素。之后，进行清洗以除去多余的色素溶液，并进行多孔质氧化物半导体层13的干燥以除去溶剂。如此制作出第一电极10。
(第二电极的制作)
准备由第二基体材料21以及配置于该第二基体材料21的一面21a的导电膜22构成的第二电极用基板。此外，在第二基体材料21是导电性的情况下也可以没有导电膜22。之后，在导电膜22上通过溅射等而成膜催化剂23。在构造体50为模块的情况下，例如可列举出在第二基体材料21上形成多个所希望大小的导电膜22、或者在第二基体材料21上的整个面上形成导电膜22并在导电膜22上形成狭缝的方法。或者，准备多张所希望大小的第二基体材料21。导电膜22以及狭缝的形成方法与在第一基体材料11上形成透明导电膜12时相同。如此制作出第二电极20。
之后，在第二电极20的角落形成电解液注入孔(未图示)。
(构造体的组装)
使上述所制作的第一电极10和第二电极20为了电极取出而以错位的状态相对置，并用密封材料40将周围粘贴起来而成为袋状。
此外，在使第一电极10和第二电极20相对置错位时，若错位3mm～5mm左右就足够。另外，密封材料40优选是自第一基体材料11a的高度大于多孔质氧化物半导体层13的厚度。具体而言，是密封材料40的厚度为30μm～150μm左右。
图7是示意性地表示构造体50为模块时的光电转换元件的截面图。如图7所示，密封材料40将相邻的电池单体彼此进行连结用的第一密封材料41、与相邻的电池单体进行绝缘用的第二密封材料42、防止电解液挥发用的第三密封材料43、以及向外部取出电极用的第四密封材料44适当地组合起来进行制作。
作为第一密封材料41，例如能够采用将导电性粒子和粘结剂(树脂或陶瓷等)等配合而成的导电性粘接剂或导电性浆料等。通过以使第一电极10的一端和邻接电池单体的第二电极20的一端电连接的方式配置第一密封材料41，而能够将邻接的电池单体彼此电连接起来。在采用导电性浆料作为第一密封材料41时，通过在第二电极20接触于第一密封材料41的状态下对该导电性浆料进行烧固，而能够将第二电极20固定于第一密封材料41的上面。为了提高第二导电极20和第一密封材料41的接合强度，优选是在烧固导电性浆料时，对第二电极20和第一密封材料41进行加压。
作为第二密封材料42，例如可列举出离子聚合物等的热熔树脂(热熔粘接剂)或紫外线硬化树脂、低熔点玻璃等绝缘体。通过将该第二密封材料42形成于第一电极10和第二电极20连接起来的部分，而能够将邻接的电池单体彼此进行绝缘。第二密封材料42能够通过将热熔粘接剂等涂敷于电池单体间间隙的方法等而形成。
作为第三密封材料43，与上述第一实施方式的密封材料40同样，例如能够采用紫外线硬化树脂。具体而言可列举出Himilan(Du Pont-Mitsui Polychemicals Co.，LTD.制造)、拜牢Bynel(杜邦公司制造)、牢靠Nucrel(Du Pont-Mitsui Polychemicals Co.，LTD.制造)、31X101(三键(ThreeBond)公司制造)等。若采用紫外线硬化树脂，则因不会使用热故没有对色素的损害，因此是优选的。该第三密封材料43能够将第一电极10和第二电极20接合起来，以防止电解液从构造体挥发。
作为第四密封材料44，例如能够采用碳浆等导电性浆料，在该情况下，作为导电性浆料，能够采用将碳粒子等导电性粒子、粘合剂、溶剂及其他进行混炼而成为涂浆状的浆料。作为碳浆的具体例，可列举出将无机粘结剂、异性混合松油醇、石墨粉末、乙基纤维素以0.02～0.2∶1∶0.02～0.2∶0.02～0.2之比经过配合的浆料；或者将无机粘结剂、乙基卡必醇、石墨粉末、乙基纤维素、甲苯以0.02～0.2∶1∶0.02～0.2∶0.02～0.2∶0.01～0.1之比经过配合的浆料等。第四密封材料44从透明导电膜12上或者导电膜22上取出至电池单体外而形成。
接着，在多孔质氧化物半导体层13之内部填充电解液。电解液向多孔质氧化物半导体层13的填充能够通过从设置于第二电极20的电解液注入孔(未图示)注入电解液，并使电解液浸含于第一电极10和第二电极20之间、以及多孔质氧化物半导体层13而进行。电解液注入后，将电解液注入孔例如用紫外线硬化树脂等液密性地进行堵塞，以密封注入了电解液的空间。若密封电解液注入孔的树脂为紫外线硬化树脂，则因不会使用热故没有对色素的损害，因此是优选的。
如此获得构造体50。
接着，将配线α分别电连接到第一电极10以及第二电极20的电极取出部。为将配线α进行电连接，优选是用导电性粘接剂或者焊锡等进行连接。
通过以上工序，能够制作带配线的构造体50。
(框体的制作)
接着，制作框体60。
准备框体的第一电极10侧的基板61和第二电极20侧的基板62，并在第二电极20侧的基板62上形成两个用于将配线α取出至框体60外的贯通孔62c、以及用于将变形体70注入至框体60内的注入孔(未图示)。
接着，根据需要在框体60的两基板61、62与变形体70相接的面上形成防护膜。另外，在将干燥剂7配置于框体60内的情况下，使用立铣刀等在第二电极20侧的基板62上形成插入干燥剂7的凹部62b。
之后，例如将在干燥箱内经过充分干燥的干燥剂7冲压插入到凹部62b，以使空气不会从在变形体70湿润的干燥剂7侵入到变形体70。
接着，将上述所制作的构造体50用第一电极10侧的基板61和第二电极20侧的基板62轻轻夹持，以使配线α在框体60内部成为有余量的状态的方式，在框体60内部形成配线α的挠曲部α1，并通过贯通孔62c将配线α的自由端取出到框体60外部。之后，将构成框体60的基板61以及62之周围用树脂粘接剂形成粘接层63并进行固定。另外，已取出配线α的贯通孔62c用树脂粘接剂形成树脂β进行密封。
接着，准备例如在干燥箱内经过充分干燥的变形体70。采用液体作为变形体70。然后，一边适当抽真空一边进行插入以使气泡不会从设置于框体60的第二电极20侧的基板62的贯通孔进入变形体70。之后，用UV硬化树脂等密封注入孔。
如以上那样获得光电转换元件1。
<制作方法：第二实施方式>
对第二实施方式涉及的光电转换元件2之制作方法进行说明。
关于构造体50、框体80的第一电极10侧的基板81以及框体80的第二电极20侧的基板82，能够与第一实施方式的构造体50、基板61、62同样地进行制作。
在准备好构造体50、框体80的两基板81、82以后，在构造体50的第一电极10的一面以及第二电极20的一面配置变形体70。
另一方面，准备2张四边形状的薄膜，并在该薄膜上分别固定基板81、82而形成两个叠层体。然后，在这两个叠层体之间由基板81、82轻轻夹持这一方式配置构造体50。此时，将2条配线α之中1条配线α在相互对置的薄膜的一边的边缘部彼此进行夹持。然后，将薄膜的3边的边缘部彼此进行热封而获得具有1个开口的袋状体。接着，从袋状体的开口注入变形体70。此时，变形体70以分别进入到构造体50和基板81、82之间的方式进行注入。当变形体70如此在袋状体中充满时，将剩余的配线α夹持于形成开口的薄膜的剩余边缘部彼此间，并将边缘部彼此用真空密封器进行密封。如此获得层叠袋83。
如以上那样获得第二实施方式涉及的光电转换元件2。
第二实施方式中，在使构造体50内包于框体80时，能够用真空密封器进行封入，与第一实施方式的光电转换元件1的制造方法相比较，能够更加简便地制作光电转换元件2。
本发明并不限定于上述第一以及第二实施方式。例如，虽然在上述第一以及第二实施方式中，对变形体由液体构成的情况进行了说明，但变形体只要是其自身变形即可，并不限定于液体。作为液体以外的变形体，例如可列举出凝胶状体、粘土、弹性体等。但是，它们均需要具有光透射性以便使入射到框体的光引导到构造体。若变形体为凝胶状体，则假如对框体赋予较强的弯曲形变而使框体发生破损，也没有变形体泄漏的问题。从而，不需要如第一实施方式所述那样用透明薄片覆盖框体的内壁面。
作为透明的凝胶状体，例如可列举出硅酮凝胶、使离子液体胶化的凝胶，其中，由于非水性的原因优选是采用硅酮凝胶。
作为透明粘土，例如可列举出蒙脱石类、聚合质粘土等，其中由于低成本的原因优选是采用蒙脱石类。
另外，虽然在上述第二实施方式中，如图6所示那样，基板81、82被固定于层叠膜83的内侧，但基板81、82也可以如图8所示那样，不固定于层叠膜83的内侧。即基板81、82还可以从层叠膜83远离。在该情况下，仅层叠膜83构成框体80。另外，基板81、82被配置于变形体70中。这里，优选是基板81、82的弯曲强度小于第一电极10的第一基体材料11以及第二电极20的第二基体材料21的弯曲强度，这一点与第二实施方式相同。
在该光电转换元件3中，构造体50被层叠袋83包住，变形体70配置于构造体50和层叠袋83之间。从而，在从外部对光电转换元件3赋予弯曲形变时，变形体70发生变形。因此，在该弯曲形变较弱的情况下，该弯曲形变被变形体70所吸收，而难以在构造体50上引起变形。即便在弯曲形变较强的情况下，也能够通过变形体70发生变形而使外加于构造体50的弯曲形变与层叠袋83上所施加的弯曲形变相比充分地降低。进而，诸如击打这样的点压力，也通过层叠袋83以及变形体70而得以缓和，所以在构造体50上引起故障之虑将会减少。故，根据光电转换元件3，也可以与第二实施方式的光电转换元件2同样地实现相对于弯曲形变及碰撞耐久力的提高。
另外，假如是在光电转换元件3上施加了发生破损或者损伤程度的较强弯曲形变的情况下，也在构造体50发生故障之前，即功能上的障碍出现之前，基板81、82先发生断裂或者损伤。因此，易于防止构造体50的破损。
实施例
<实施例1>
(第一电极以及第二电极的制作)
清洗两张10cm方形、厚度0.1mm的ITO透明导电PEN薄膜(王子ト一ビ公司制造、商品名：OTEC)，并在一方透明导电PEN薄膜上通过溅射而形成Pt数十nm膜并作为催化剂，并在角部设置较小的电解液注入孔而制作出第二电极。
在另一方ITO透明导电PEN薄膜上用胶带包围约8cm方形的大小(自中央偏移10mm的位置)作为掩模，并手工涂敷塑料薄膜用氧化钛浆料(PECCEL公司制造、商品名：PECC-01)。之后，剥离掩模并在150℃下使其干燥，制作约5μm厚的多孔质氧化钛膜。之后，使已形成多孔质氧化钛膜的ITO透明导电PEN薄膜浸渍在将色素(Solaronix公司制造、商品名：Ruthenium535)溶解成0.3mM的脱水乙醇中一昼夜，使其载置色素而制作出第一电极。
(构造体的组装)
使如上述那样所获得的第一电极以及第二电极以为了电极取出而错位3mm的状态，用热熔树脂(三井杜邦公司制造、商品名：Himilan)将周围5mm左右粘贴起来而成为袋状。之后，在从设置于第二电极的第二基体材料上的电解液注入孔注入电解液以后，用UV硬化树脂(三键公司制造)进行密封。接着，在两电极上用导电性粘接剂将柔性印制电路板粘贴起来而制作出构造体。
(构造体向框体密封)
作为框体的第一电极侧基板，准备一张12cm方形、厚度3mm的硬质聚碳酸酯基板(以后称之为PC)，作为框体的第二电极侧基板，准备一张12cm方形、厚度2mm的非结晶性PET(以后称之为a-PET)基板。其中在框体的a-PET基板上，使用立铣刀直到板厚一半左右且以1cm间隔在基板的内侧整个面上设置100个Φ1mm左右的圆柱状凹部。之后，在两基板上形成作为气体阻挡层的硅膜。另外，在a-PET基板上设置有取出柔性印制电路板的贯通孔和变形体的注入孔。
此外，关于a-PET基板，已确认当弯曲到曲率半径150mm以下时，以立铣刀所制作的凹部为起点发生断裂。
接着，将上述所制作的构造体用PC基板和a-PET基板轻轻夹持，并在从贯通孔取出柔性印制电路板以后，用二液型环氧粘接剂将周围5mm左右进行加固。取出柔性印制电路板的贯通孔亦以在柔性印制电路板上稍微有余量、即以持有挠曲的状态而同样地进行密封。
接着，作为变形体，准备在干燥箱中经过充分干燥的硅油，一边适当抽真空一边进行注入以使气泡不会从设置于a-PET基板的变形体的注入孔进入，并用UV硬化树脂(三键)将该注入孔进行密封。如此获得光电转换元件。
<实施例2>
在框体的a-PET基板上，将在干燥箱中经过干燥的分子筛作为干燥剂，对用立铣刀所制作的凹部进行冲压并填满以后，用硅油进行湿润，除此以外，与实施例1同样地获得光电转换元件。
<实施例3>
为了制造第一电极以及第二电极，使用在厚度0.02mm的薄低碱性玻璃上，通过SPD法形成FTO透明导电膜的导电性基板，并在一方导电性基板之上印刷玻璃用高温烧结型浆料(Solaronix公司制造、Ti-nanoxide T)之后，以450℃进行烧固而形成多孔质氧化钛层，除此以外，与实施例2同样地获得光电转换元件。
<实施例4>
除了采用厚度0.04mm的钛箔作为第二基板以外，与实施例3同样地制作构造体。另外，除了使用铝蒸镀类型的阻气片作为框体的第二电极侧的基板以外，与实施例1同样地制作框体。之后，使用这些构造体和框体，与实施例1同样地将构造体密封在框体内而获得光电转换元件。
<实施例5>
除了与实施例2同样地将分子筛作为干燥剂配置于框体凹部以外，与实施例4同样地制作光电转换元件。
在表1中示出在实施例1～5中用于第一电极以及第二电极制造的基板的种类、用于多孔质氧化物半导体层制造的浆料的种类、用于框体制造的基板的种类以及干燥剂之有无。
[表1]
(见下一页)
Figure BPA00001259042800251
<比较例1>
仅将在实施例1中所制作的构造体作为比较例1的光电转换元件来进行了制作。
<比较例2>
仅将在实施例4所制作的构造体作为比较例2的光电转换元件来进行了制作。
在表2中示出在比较例1～2中，用于第一电极以及第二电极制造的基板的种类、用于多孔质半导体层制造的浆料的种类、用于框体制造的基板的种类以及干燥剂的有无。
[表2]
Figure BPA00001259042800261
在上述所获得的实施例1～5以及比较例1～2的光电转换元件中，通过耐降雹试验以及耐风压试验对其特性进行了评价。将其结果示于表3中。
遵照JIS-C8938试验进行了耐降雹试验以及耐风压试验。降雹试验用于调查耐碰撞性，在降雹试验中使227g的铁球从1m高度落下到光电转换元件之中心，并对此时的断裂等损伤的有无进行了评价(简易试验)。在表3中，将未发生损伤的情况设为A，将发生了损伤的情况设为B。另外，耐风压试验用于调查耐弯曲性，在耐风压试验中，在光电转换元件的整个面施加1422N/m2的静负荷，并对断裂等损伤的有无进行了评价(简易试验)。在表3中将未发生损伤的情况设为A，将发生了损伤的情况设为B。
[表3]
  耐降雹试验(耐碰撞性)   耐风压试验(耐弯曲性)
 实施例1   A   A
 实施例2   A   A
 实施例3   A   A
 实施例4   A   A
 实施例5   A   A
 比较例1   B   A
 比较例2   B   B
根据表3所示的耐降雹试验以及耐风压试验的结果，在实施例1～5的光电转换元件中，在哪个试验均未观察到断裂等损伤。在比较例1的光电转换元件中，在耐降雹试验中观察到了损伤，在比较例2的光电转换元件中，在哪个试验都发生了损伤。根据这一事实可知实施例1～5的光电转换元件与比较例1以及2的光电转换元件相比，获得了相对于降雹以及风压表现出色的耐久性。因而，本发明的光电转换元件在耐弯曲性以及耐碰撞性上表现出色这一事实得到了确认。
此外，关于实施例1～5以及比较例1、2的光电转换元件，还进一步进行了弯曲试验。结果示于表4中。弯曲试验是使光电转换元件进行弯曲，以调查用户感到已断裂时基板的断裂状态及电解液的泄漏等。
[表4]
  弯曲试验
 实施例1   框体的第一电极侧的基板断裂
 实施例2   框体的第一电极侧的基板断裂
 实施例3   框体的第一电极侧的基板断裂
 实施例4   框体的第一电极侧的基板和第一电极同时断裂
 实施例5   框体的第一电极侧的基板断裂
根据表4所示的结果，在弯曲试验中，在实施例1～5的光电转换元件中，构造体不会比框体先发生断裂。
这样根据实施例1～5，可知通过使第二电极侧框体基板的弯曲强度小于第二电极侧基体材料，构造体不会比框体先发生断裂。根据这一事实，可以认为利用实施例1～5的光电转换元件，能够使用户清楚地知道发生因弯曲过度导致的故障，能够抑制光电转换元件的强行使用。
接着，对高湿度下保管了500小时之时光电转换效率的降低率进行了研究。此时，在50℃、85％RH下500小时这一条件下进行了保管。设光电转换元件的初始的光电转换效率为η0，并设保管了500小时以后的光电转换效率为η，根据下式计算出其降低率：
光电转换效率的降低率(％)＝100×(η0-η)/η0。将其结果示于表5中。
[表5]
  保管了500小时之时光电转换效率的降低率
  实施例1   42％
  实施例2   14％
  实施例3   6％
  实施例4   18％
  实施例5   5％
  比较例1   67％
  比较例2   21％
关于在高湿度下保管了500小时之时光电转换效率的降低率，通过配置干燥剂，相对于高湿度显示出长期间的耐久性而实现可靠性高的光电转换元件这一事实得到了确认。
工业上的可利用性
本发明能够适用于以色素增感型太阳能电池为代表的湿式太阳能电池(使用电解液类型的太阳能电池)。

Claims (10)

1.一种光电转换元件，其特征在于，具备：
构造体；
内置上述构造体的框体；
配置于上述构造体和上述框体之间的变形体，
上述构造体具有：
具备载置了增感色素的多孔质氧化物半导体层并具有导电性的第一电极；
与上述第一电极对置配置的第二电极；
配置于上述第一电极和上述第二电极之间的至少一部分上的电解质。
2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，上述变形体是液体。
3.根据权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，上述变形体是凝胶状体。
4.根据权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，上述变形体是粘土。
5.根据权利要求2～4中任意一项所述的光电转换元件，其特征在于，上述构造体以具有自由度的状态配置于上述变形体中。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的光电转换元件，其特征在于，还具有：设置于上述框体内侧且与上述第一电极对置的第一基板；设置于上述框体内侧且与上述第二电极对置的第二基板，
上述第一电极具有第一基体材料，
上述第二电极具有第二基体材料，
上述第一基板以及上述第二基板的至少一方基板的弯曲强度小于上述构造体所含的上述第一基体材料以及上述第二基体材料的至少一方基体材料的弯曲强度。
7.根据权利要求2～4中任意一项所述的光电转换元件，其特征在于，上述变形体在25℃下的粘度为0.02Pa·s以上200Pa·s以下。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的光电转换元件，其特征在于，上述变形体配置于上述框体和上述构造体之间的整个区域。
9.根据权利要求1～7中任意一项所述的光电转换元件，其特征在于，将上述构造体和外部进行电连接的配线以可挠曲的方式配置在上述框体内。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的光电转换元件，其特征在于，在上述框体的内壁和上述构造体之间配置有干燥剂。
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