CN102197532A - 光电转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能充分抑制光电转换效率的随时间变化的光电转换装置。本发明的光电转换装置具备：一对电极、配置于一对电极间的电解液、和联结一对电极并设置于电解液周围的密封部，其中，密封部的至少一部分具备至少1个由无机材料构成的无机密封部和至少1个由含有树脂的材料构成的树脂密封部，无机密封部和树脂密封部沿一对电极联结的方向配置。

Description

光电转换装置
技术领域
本发明涉及光电转换装置。
背景技术
作为光电转换装置，已知的有使用硅的太阳能电池、色素敏化型太阳能电池等。其中，色素敏化型太阳能电池由于廉价且可获得高光电转换效率而受关注，并以进一步提高光电转换效率为目标在进行各种的开发。
通常，色素敏化型太阳能电池的主要构成要素是具有设置在透明导体上的半导体电极的工作电极、对电极、担载于工作电极的半导体电极的光敏化色素、配置在工作电极与对电极间的电解液、以及在工作电极与对电极之间且在电解液的周围设置的密封部，电解液例如由含有I-/I3 -等氧化还原系(氧化还原对)的电解液等所组成。
这种色素敏化型太阳能电池，因入射的可见光而激发光敏化色素中的电子，于是电子从激发的光敏化色素注入到半导体电极的传导带，向外部电路流出。从外部电路返回的电子在对电极将三碘化物离子(I3 -)还原为碘化物离子(I-)，失去电子而被氧化的光敏化色素由于碘化物离子(I-)再次被还原，如此进行发电。
对于这种色素敏化型太阳能电池，已提出了通过将一般作为离子聚合物的Himilan(商品名，Du Pont-Mitsui Polychemicals Co.，Ltd.制)加热熔融来密封电解液，从而能够防止电解液中的挥发溶剂的挥发的光电化学电池(例如参照专利文献1)。
另外，出于气体屏蔽性比Himilan高的理由，还提出了通过将乙烯-乙烯基醇共聚物加热熔融来密封电解液从而能进一步防止电解液中的挥发溶剂的挥发的光电化学电池(例如参照专利文献2)。
另外，在色素敏化型太阳能电池中，为了获得大电流，有时在透明导体上设置金属配线。该金属配线由于与电解液接触时会发生腐蚀所以用低熔点玻璃等的配线保护层来覆盖。
作为这种色素敏化型太阳能电池，也已知通过将上述密封部用金属配线与包围其的由低熔点玻璃所形成的密封材料来构成，从而在密封部内配置金属配线来提高光电转换效率的色素敏化型太阳能电池(例如参照专利文献3)。
专利文献1：日本特开2003-297446号公报
专利文献2：日本特开2007-149652号公报
专利文献3：日本特开2005-346971号公报
发明内容
但是，对于上述专利文献1、2记载的光电化学电池，并不能说其光电转换效率的随时间变化在足够小的水平。
另外，对于上述专利文献3记载的色素敏化型太阳能电池，当在温度变化大的环境下使用光电转换装置时，由于通常工作电极与对电极的热膨胀系数、工作电极或对电极与密封材料的热膨胀系数不同，所以应力集中在密封材料，有时发生密封材料的剥离、裂纹等损伤。因此，有时发生电解液的泄漏、尤其是电解液中有机溶剂的泄漏。因而，对于上述专利文献3记载的色素敏化型太阳能电池，尽管由于在密封部内配置金属配线而光电转换效率高，但是在温度变化大的环境下使用时，并不能说其光电转换效率的随时间变化在足够的水平。
因此，本发明的目的在于提供一种能够充分抑制光电转换效率的随时间变化的光电转换装置。
本发明人等为了解决上述课题，对引起光电转换效率的随时间变化的原因进行了认真研究，其结果意识到电解液的泄漏、尤其是电解液中的有机溶剂的泄漏到目前为止很大的情况是不是引起光电转换效率的随时间变化的主要原因。于是，本发明人等进一步研究，发现通过以下的发明能够解决上述课题。
即，本发明是一种光电转换装置，具备：一对电极、配置于所述一对电极间的电解液、和联结所述一对电极并设置于所述电解液周围的密封部，其中，所述密封部的至少一部分具备：至少1个由无机材料构成的无机密封部和至少1个由含有第1树脂的材料构成的树脂密封部，所述无机密封部和所述树脂密封部沿所述一对电极的联结方向进行配置。
该光电转换装置中，密封部的至少一部分具备：至少1个无机密封部和至少1个树脂密封部，并且，无机密封部和树脂密封部沿一对电极的联结方向进行配置。其中，无机密封部由无机材料构成，树脂密封部由含有第1树脂的材料构成。因此，对于电解液，无机密封部具有比树脂密封部高的密封能力。并且，本发明的光电转换装置中，通过无机密封部的存在，与密封部仅由树脂密封部构成的情况相比，能够扩大在电解液与密封部的边界面中的、对电解液的密封能力高的无机密封部与电解液的边界面的比例。
另外，在将光电转换装置置于温度变化大的环境且一对电极的热膨胀系数不同的情况下，即使密封部受到应力，该应力也被树脂密封部缓和，所以可以抑制应力集中于无机密封部。因此，能够防止无机密封部产生裂纹等损伤。
因而，依照本发明的光电转换装置，可以充分抑制电解液的泄漏，进而可以充分抑制光电转换效率的随时间变化。其结果，可以实现光电转换装置的长寿命化。
在上述光电转换装置中，例如，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，并且，所述密封部中，所述无机密封部固定在所述第1电极上，所述树脂密封部联结所述无机密封部和所述第2电极。
另外，可以在上述光电转换装置中，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，并且所述密封部中，所述树脂密封部固定在所述第1电极上，所述无机密封部联结所述树脂密封部和所述第2电极。
而且，可以在上述光电转换装置中，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，并且，所述密封部中，所述无机密封部分别固定在所述第1电极和所述第2电极上，所述树脂密封部联结固定在所述第1电极上的所述无机密封部和固定在所述第2电极上的所述无机密封部。
更进一步，可以在上述光电转换装置中，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，并且，所述密封部中，所述树脂密封部分别固定在所述第1电极和所述第2电极上，所述无机密封部联结固定在所述第1电极上的所述树脂密封部和固定在所述第2电极上的所述树脂密封部。
另外，在上述光电转换装置中，优选的是所述一对电极中的一个电极具有第1电极，所述一对电极中的另一个电极具有第2电极，并且，所述无机密封部由固定在所述第1电极上的配线部构成，所述配线部由无机材料构成，其具有设置在所述第1电极上的集电配线和覆盖所述集电配线的配线保护层，所述第1电极是透明电极。
在该光电转换装置中，电解液配置在第1电极与第2电极之间。并且，设置在该电解液周围的密封部的至少一部分具有设置在作为透明电极的第1电极上的配线部，配线部具有集电配线和覆盖集电配线的配线保护层。即，在密封部的至少一部分上，集电配线以利用配线保护层从电解液被保护的状态，作为密封部的一部分被配置在密封部内。这样，集电配线不被设置在与密封部外侧相反的一侧，而且集电配线没有设置在密封部的内侧，所以对于第1电极的光入射面，可以使集电配线和密封部所占面积最小化，可以使被集电配线和密封部遮挡的入射光最小化。因此，能够扩大受光面积，可以得到高的光电转换效率。
另外，密封部具备配线部和树脂密封部，配线部和树脂密封部沿透明电极与对电极的联结方向进行配置。其中，树脂密封部由含有第1树脂的材料构成。因此，在将光电转换装置置于温度变化大的环境时，对于透明电极与对电极的热膨胀系数不同的情况或透明电极和对电极与配线部的热膨胀系数不同的情况，即使密封部受到应力，该应力也被树脂密封部缓和，所以能够抑制应力集中于配线部。因此，能够防止在配线部产生裂纹等损伤。因而，能够防止因配线部的损伤导致的电解液的泄漏，进而能够充分抑制光电转换效率的随时间变化。
即，依照上述光电转换装置，光电转换效率高，并且在温度变化大的环境下使用时也能够充分抑制光电转换效率的随时间变化。
其中，优选所述密封部还具备由设置于所述第2电极上的无机材料形成的无机密封部，所述树脂密封部联结所述配线部和所述无机密封部。
在这种光电转换装置中，配线部和无机密封部对电解液具有比树脂密封部更高的的密封能力，所以能够更充分地抑制光电转换效率的随时间变化。
另外，可以在上述光电转换装置中，所述第2电极还是透明电极，所述密封部的至少一部分还具备设置在所述第2电极上的无机密封部，该无机密封部由无机材料构成，由具有设置在所述第2电极上的第2集电配线和覆盖所述第2集电配线的第2配线保护层的第2配线部所构成，所述树脂密封部联结所述配线部和所述第2配线部。
此时，由于第2电极是透明电极，所以光电转换部可以从第1电极侧和第2电极侧两侧接受光。因此，能够更加提高光电转换效率。另外，由于第2集电配线作为密封部的一部分被配置在密封部内，所以可以使被第2集电配线和密封部遮挡的入射光保持在最小限度，能够进一步提高光电转换效率。
另外，可以在上述光电转换装置中，所述一对电极中的一个电极还具有与所述电解液接触的光电转换部，由所述第1电极和所述光电转换部形成工作电极，所述第2电极形成对电极。
另外，可以在上述光电转换装置中，所述一对电极中的另一个电极还具有与所述电解液接触的光电转换部，由所述第2电极和所述光电转换部形成工作电极，所述第1电极形成对电极。
另外，可以在上述光电转换装置中，所述一对电极中的一个电极具备第1电极和设置在所述第1电极上并与所述电解液接触的光电转换部，并且，所述光电转换装置在所述第1电极上还具备设置在所述密封部与所述光电转换部之间设置的配线部，所述配线部由无机材料构成，其具有设置在所述第1电极上的集电配线和覆盖所述集电配线的配线保护层。
其中，优选所述无机密封部的宽度比所述配线部的宽度窄。这样，可进一步增大采光面积，即开口率。
另外，在上述光电转换装置中，优选所述一对电极中的一个电极具备第1电极和设置在所述第1电极上并与所述电解液接触的光电转换部，并且，所述光电转换装置还具备在所述第1电极上相对于所述密封部设置在所述光电转换部相反侧的配线部，所述配线部由无机材料构成，由设置在所述第1电极上的集电配线形成。
其中，优选所述无机密封部的宽度比所述配线部的宽度窄。这样，可进一步增大采光面积，即开口率。
在上述光电转换装置中，优选在相对于所述密封部在与所述电解液相反的一侧还具备第2树脂，其至少覆盖所述密封部与所述第1电极的边界、所述密封部与所述第2电极的边界、所述无机密封部与所述树脂密封部的边界。这样，不仅通过树脂密封部而且还通过第2树脂抑制电解液的泄漏。特别是，用第2树脂有效地抑制了经密封部与第1电极的界面、密封部与第2电极的界面、以及无机密封部与树脂密封部的界面的电解液的界面泄漏。
优选所述第2树脂含有选自酸改性聚乙烯和紫外线固化树脂中的至少1种。
当作为第2树脂使用酸改性聚乙烯或紫外线固化树脂时，第1电极、第2电极、无机密封部以及第1树脂与第2树脂的粘接变得牢固，可以在各自的界面抑制电解液的泄漏。
所述第2树脂可以含有选自聚乙烯醇和乙烯-乙烯基醇共聚物中的至少1种。
当作为第2树脂使用聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物时，由于它们的气体屏蔽性高，所以可以在第2树脂中抑制电解液的泄漏。另外，当第1树脂含有聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物的至少1种时，通过使微量的水存在于第1树脂与第2树脂的界面，能使两者在界面附近溶解粘接，所以能够更加抑制电解液的泄漏。
优选所述第1树脂含有选自酸改性聚乙烯和紫外线固化树脂中的至少1种。当作为第1树脂使用酸改性聚乙烯或紫外线固化树脂时，所述第1电极、所述第2电极以及所述无机密封部与所述第1树脂的粘接变得牢固，能够在各自的界面抑制电解液的泄漏。
所述第1树脂可以含有选自聚乙烯醇和乙烯-乙烯基醇共聚物中的至少1种。
当作为第1树脂使用聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物时，由于它们的气体屏蔽性高，可以在第1树脂中抑制电解液的泄漏。
依照本发明，可提供能够充分抑制光电转换效率的随时间变化的光电转换装置。
附图说明
图1是表示本发明的光电转换装置的第1实施方式的截面图。
图2是图1的局部放大图。
图3是表示本发明的光电转换装置的第2实施方式的截面图。
图4是图3的局部放大图。
图5是表示本发明的光电转换装置的第3实施方式的截面图。
图6是表示本发明的光电转换装置的第4实施方式的截面图。
图7是表示本发明的光电转换装置的第5实施方式的截面图。
图8是表示本发明的光电转换装置的第6实施方式的截面图。
图9是表示本发明的光电转换装置的第7实施方式的截面图。
图10是表示本发明的光电转换装置的第8实施方式的截面图。
图11是表示本发明的光电转换装置的第9实施方式的截面图。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明的光电转换装置的实施方式。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的光电转换装置的优选实施方式的截面图，图2是图1的局部放大图。图1所示的光电转换装置100表示色素敏化型太阳能电池。
如图1所示，光电转换装置100具备工作电极1、与工作电极1对峙配置的对电极(第2电极)2。工作电极1上担载有光敏化色素。在工作电极1与对电极2之间配置有电解液3，在电解液3的周围且在工作电极1与对电极2之间设有密封部4。如图2所示，在密封部4处设有第2树脂5，其至少覆盖密封部4与对电极2的边界B1以及密封部4与工作电极1的边界B4。
工作电极1具备：由透明基板6和设置在透明基板6对电极2侧的透明导电层7构成的透明电极(第1电极)，以及在透明导电层7上设置的作为1个光电转换部的半导体部8；光敏化色素担载于半导体部8。另外，半导体部8与电解液连接。
构成透明基板6的材料只要是透明的材料即可，作为这种透明的材料，例如可举出玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)等。
作为构成透明导电层7的材料，例如可举出掺锡氧化铟(Indium-Tin-Oxide：ITO)、氧化锡(SnO2)、掺氟氧化锡(Fluorine-doped-Tin-Oxide：FTO)等导电性金属氧化物。透明导电层7的构成可以是单层也可以是由不同的导电性金属氧化物构成的多层的层叠体。在透明导电层7的构成是单层时，从具有高的耐热性和耐化学试剂性出发，优选透明导电层7由FTO构成。另外，使用由多层构成的层叠体作为透明导电层7，则因能够反映各层特性所以优选。其中，优选使用由ITO构成的层与由FTO构成的层的层叠体。这时，能够实现具有高导电性、耐热性以及耐化学试剂性的透明导电层7。透明导电层7的厚度例如在0.01μm～2μm的范围即可。
半导体部8通常具有由氧化物半导体多孔膜构成的1个半导体层。构成半导体层的氧化物半导体多孔膜由氧化物半导体粒子构成，该氧化物半导体粒子，例如由氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)、氧化铌(Nb2O5)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In3O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铊(Ta2O5)、氧化镧(La2O3)、氧化钇(Y2O3)、氧化钬(Ho2O3)、氧化铋(Bi2O3)、氧化铯(CeO2)、氧化铝(Al2O3)或它们的2种以上构成。由于这些氧化物半导体粒子的平均粒径为1～1000nm时能够增大色素所覆盖的氧化物半导体的表面积，即扩大进行光电转换的场所，能生成更多的电子，所以优选。其中，优选半导体层是使粒度分布不同的氧化物半导体粒子层叠而构成。这样，能够在半导体层内反复地发生光的反射，可以不让入射光向半导体层的外部逃逸，能效率良好地将光转换为电子。半导体部8的厚度例如可以是0.5～50μm。应予说明，半导体部8的构成也可以是由不同材料形成的多个半导体层的层叠体。
作为光敏化色素，例如可举出具有含有联吡啶结构、三联吡啶结构等的配体的钌配位化合物，卟啉、曙红、罗丹明、部花青等有机色素。
对电极2具备导电层9和设置于导电层9中的工作电极1侧的用于促进对电极2表面上的还原反应的催化剂层10。
导电层9例如由钛、镍、铂、钼、钨等耐腐蚀性金属材料，ITO、FTO等导电性氧化物，碳，导电性高分子构成。
催化剂层10由铂、碳系材料或导电性高分子等构成。
电解液3含有如I-/I3 -等氧化还原对和有机溶剂。作为有机溶剂，可以使用乙腈、甲氧基乙腈、丙腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯等。作为氧化还原对，例如除I-/I3 -以外，也可以是溴/溴化物离子等的氧化还原对。
对于电解液3，可举出离子液体电解质、例如在1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺中溶解规定量的碘化1-甲基-3-甲基咪唑、LiI、I2、4-叔丁基吡啶而成的物等。另外，也可以使用纳米复合离子凝胶电解质作为电解液3，即在该离子液体电解质中混炼SiO2、TiO2、碳纳米管等纳米粒子从而形成为凝胶样的类固体(凝固体)电解质。另外，也可以使用聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯衍生物、氨基酸衍生物等有机系凝胶化剂来使离子液体电解质凝胶化。
密封部4联结工作电极1和对电极2，具备作为在工作电极1中的对电极2侧表面上固定的无机密封部的配线部4A、和联结配线部4A与对电极2的树脂密封部4B。另外，配线部4A和树脂密封部4B沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列。即，配线部4A和树脂密封部4B沿由工作电极1向对电极2的方向配置成一列。
配线部4A在本实施方式中如下设置：在透明导电层7的表面上且包围半导体部8。本实施方式中，集电配线11存在于配线部4A的内部，该集电配线11被配线保护层12全部覆盖，防止电解液3与集电配线11的接触。即，将配线保护层12设置成跨越集电配线11。换言之，本实施方式的光电转换装置100中，配线部4A作为无机密封部有效地被利用。应予说明，配线保护层12只要覆盖集电配线11的全部，则既可以与工作电极1的透明导电层7接触，也可以不与其接触。
构成集电配线11的材料只要是具有比透明导电层7低的电阻的材料即可，作为这种材料例如可举出金、银、铜、铂、铝、钛和镍等金属。
作为构成配线保护层12的材料，例如可举出非铅系的透明低熔点玻璃料等无机绝缘材料。
为了更加长期地防止电解液3与集电配线11的接触，还为了防止在电解液3与配线保护层12接触时产生配线保护层12的溶解成分，优选用耐化学试剂性的第3树脂13覆盖配线保护层12。
作为第3树脂，除聚酰亚胺、氟树脂和紫外线固化树脂以外，还可以举出酸改性聚乙烯或聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物等。应予说明，所谓酸改性聚乙烯是指向聚乙烯使酸无规共聚、交替共聚、嵌段共聚、接枝共聚的物质、或用金属离子中和它们而成的物质。作为一个例子，乙烯-甲基丙烯酸共聚物，在使甲基丙烯酸与乙烯共聚而成的物质时属于酸改性聚乙烯，用金属离子中和乙烯-甲基丙烯酸共聚物而成的离子聚合物时也属于酸改性聚乙烯。
树脂密封部4B只要是由含有第1树脂的材料构成即可。树脂密封部也称为树脂部。这种第1树脂只要是树脂则可以是任何树脂，但作为这种第1树脂优选酸改性聚乙烯或紫外线固化树脂。使用酸改性聚乙烯或紫外线固化树脂作为第1树脂时，工作电极1的透明电极、对电极2和配线部4A与第1树脂的粘接变得牢固，可以在各自的界面抑制电解液3的泄漏。另外，第1树脂可以是聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物。在使用聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物作为第1树脂时，由于这些树脂的气体屏蔽性高，所以可以在第1树脂中抑制电解液3的泄漏。
其中，第1树脂更优选是酸改性聚乙烯。这时，除了上述的理由，还由于酸改性聚乙烯对电解液3中所含的有机溶剂非常稳定，因而能够长期地维持第1树脂的柔软性、粘接性等物性。进一步优选酸改性聚乙烯为乙烯-甲基丙烯酸共聚物、离子聚合物、马来酸酐改性聚乙烯的任一种。此时，除了所述的理由，还由于第1树脂的极性升高，所以与工作电极1的透明电极、对电极2或配线部4A的粘接变得更加牢固。
应予说明，树脂密封部4B可以仅由树脂构成，也可以由树脂与无机填料构成。
作为第2树脂5，优选酸改性聚乙烯或紫外线固化树脂。在使用酸改性聚乙烯或紫外线固化树脂作为第2树脂5时，工作电极1的透明电极、对电极2、配线部4A或第1树脂与第2树脂的粘接变得牢固，可以在各自的界面抑制电解液3的泄漏。另外，第2树脂5优选是聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物。使用聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物作为第2树脂5时，由于它们的气体屏蔽性高，所以可以在第2树脂5中抑制电解液3的泄漏。另外，在第1树脂含有聚乙烯醇或乙烯-乙烯基醇共聚物的至少1种时，通过使微量的水存在于第1树脂与第2树脂的界面，使两者在界面附近发生溶解粘接，所以能更进一步抑制电解液3的泄漏。上述树脂可以单独作为第2树脂5使用，也可以是混合或层叠2种以上的物质。如果第2树脂5是与树脂密封部4B或第3树脂13所含的树脂不同的树脂，则能够按照功能例如强度、泄漏液体的渗透抑制性、耐热性等进行最优选择，因而优选。
其中，当第2树脂5是含有与树脂密封部4B或第3树脂13所含的树脂相同的重复单元的树脂时，由于易于具有热性能、对溶剂的溶解性、对光的反应性等类似的性质，所以具有提高各个界面上的粘接性的优点。例如，如果第2树脂5和树脂密封部4B均含有选自酸改性聚乙烯和乙烯-乙烯基醇共聚物树脂中的至少1种，则由于这些树脂含有相当于乙烯的不饱和碳链重复单元，所以通过加热可容易地熔融、冷却后又维持原有的物性。因此，在使各自的粘接界面热熔融而进行粘接时，可牢固地粘接。
另外，如果第2树脂5和树脂密封部4B均含有选自聚乙烯醇和乙烯-乙烯基醇共聚物树脂中的至少1种，则由于它们都含有相当于乙烯基醇的具有羟基的不饱和碳链重复单元，所以具有溶解于水的性质。因此，通过使微量的水存在于各自的粘接界面，从而可在界面附近相溶并牢固地粘接。
应予说明，本实施方式中，第2树脂5不仅覆盖密封部4与对电极2的边界B1以及密封部4与工作电极1的边界B4，还覆盖第3树脂13与树脂密封部4B的边界B2以及第3树脂13与配线部4A的边界B3。其中，第3树脂13形成配线部4A与树脂密封部4B的边界，该第3树脂13被第2树脂5覆盖。
接着，说明光电转换装置100的作用效果。
上述光电转换装置100中，密封部4具备配线部4A和联结配线部4A与对电极2的树脂密封部4B，并且，配线部4A和树脂密封部4B沿工作电极1和对电极2的联结方向配置成一列。其中，配线部4A由集电配线11和配线保护层12构成，这些集电配线11和配线保护层12均由无机材料构成。与此相对，树脂密封部4B由含有第1树脂的材料构成。因此，配线部4A对电解液3具有比树脂密封部4B高的密封能力。于是，在光电转换装置100中，与密封部4仅由树脂密封部4B构成的情况相比，由于配线部4A的存在，可以增大电解液3与密封部4的边界面中的、对电解液3密封能力高的配线部4A与电解液3的边界面的比例。
即，假设密封部4仅由树脂密封部4B构成时，由于树脂密封部4B具有较容易发生电解液3的泄漏的趋势，所以可以说密封部4中电解液3的泄漏截面积大。与此相对，本实施方式的密封部4不仅具备树脂密封部4B还具备配线部4A，从而缩小了较容易发生电解液3的泄漏的树脂密封部4的面积，即电解液3的泄漏截面积。
因此，依照光电转换装置100，能够充分抑制电解液3的泄漏，进而能够充分地抑制光电转换效率的随时间变化。其结果，可以实现光电转换装置100的长寿命化。
另外，在本实施方式的光电转换装置100中，通过在配线部4A内配置集电配线11，从而能够扩大半导体部8。具体而言，能够扩大半导体部8与透明导电层7的界面的面积。因此，能够扩大有助于发电的比例(构成工作电极1的半导体部8与透明导电层7的界面面积/在构成工作电极1的透明导电层7对电极2侧的表面中被密封部4所包围的部分的面积)，能够提高每工作电极1上的光电转换效率。
在上述光电转换装置100中，密封部4具备配线部4A和联结配线部4A与对电极2的树脂密封部4B，并且配线部4A和树脂密封部4B沿透明导电层7与对电极2的联结方向配置成一列。其中，配线部4A由集电配线11和配线保护层12构成，这些集电配线11和配线保护层12均由无机材料构成。与此相对，树脂密封部4B由含有树脂的材料构成。因此，树脂密封部4B具有比配线部4A高的应力缓和性。
即，假设密封部4仅由具有集电配线11和配线保护层12的配线部4A构成时，在将光电转换装置100置于温度变化大的环境时，由于工作电极1的透明电极和对电极2的热膨胀系数的差别，有时应力集中于配线部4A。由于该应力，导致配线部4A从透明导电层7发生剥离或者配线部4A发生裂纹等，存在容易发生电解液3的泄漏的趋势。与此相对，本实施方式的密封部4不仅具备配线部4A而且具备树脂密封部4B，从而在应力施加到密封部4时，施加的应力将被树脂密封部4B所吸收。
因此，依照光电转换装置100，即使在温度变化大的环境下使用光电转换装置100，也能够防止配线部4A的剥离、裂纹等损伤的产生。因而，能够防止因配线部4A的损伤而导致的电解液3的泄漏，进而，能够充分地抑制光电转换效率的随时间变化。
另外，在本实施方式的光电转换装置100中，假设将集电配线11相对于密封部4配置在与半导体部8相反的一侧时，在相对于密封部4与半导体部8的相反的一侧上需要集电配线11占用的面积。另一方面，假设将集电配线11配置在密封部4与半导体部8之间时，由于集电配线11的存在，导致不能使半导体部8充分接近密封部4，使半导体的面积变小。
与此相对，依照本实施方式的光电转换装置100，相对于密封部4而言，集电配线11既不设置在密封部4的与半导体部8侧相反一侧，也不设置在密封部4的半导体部8侧，而是作为密封部4的一部分配置在密封部4内。由此，在工作电极1的光入射面中，可以使集电配线11和密封部4所占面积最小化，可以使集电配线11和密封部4所遮挡的入射光保持在最小限度。因此，能够扩大沿透明导电层7表面的半导体部8的面积。所以依照光电转换装置100可以得到高光电转换效率。
另外，依照光电转换装置100，在密封部4设置第2树脂5，该第2树脂5覆盖密封部4与对电极2的边界B1、密封部4与工作电极1的边界B4、第3树脂13与树脂密封部4B的边界B2以及第3树脂13与配线部4A的边界B3。因此，电解液3的泄漏不仅可通过树脂密封部4B来抑制，还可通过第2树脂5来抑制。特别地，第2树脂5可有效地抑制经过密封部4与工作电极1的界面、密封部4与对电极2的界面、第3树脂13与树脂密封部4B的界面以及第3树脂13与配线部4A的界面的电解液3的泄漏。由此，可以更加充分地抑制光电转换效率的随时间变化。
应予说明，本实施方式的光电转换装置100，对于对电极2是金属箔等薄且具有柔软性的材料的情况尤其有效。即，在对电极2由金属箔等的柔软性材料构成时，如果不是将配线部4A而是将树脂密封部4B固定在对电极2，则树脂密封部4B比配线部4A更容易追随对电极2的变形。由此，配线部4A很难发生裂纹，且树脂密封部4B很难从对电极2上剥离。
接着，说明光电转换装置100的制造方法。
首先，准备工作电极1和对电极2。
工作电极1可以如下制得：在透明基板6上形成透明导电层7后，在透明导电层7上形成半导体部8，使光敏化色素担载于半导体部8。
作为在透明基板6上形成透明导电层7的方法，例如可举出溅镀法、蒸镀法、喷雾热解法(SPD：Spray Pyrolysis Deposition)以及CVD法等。
半导体部8通常由氧化物半导体多孔膜构成。该氧化物半导体多孔膜例如可以通过烧结上述的氧化物半导体粒子而得到。
然后，在工作电极1中的半导体部8的周围的至少一部分上形成集电配线11，接着按照覆盖集电配线11且包围半导体部8的周围的方式形成配线保护层12。这样，在半导体部8的周围得到配线部4A。
集电配线11例如可如下制得：将构成上述集电配线11的金属粒子与聚乙烯醇等增粘剂配合制成膏，使用丝网印刷法等按照包围半导体部8的方式将该膏涂膜，加热煅烧。另外，当工作电极1是导电玻璃等时，通过在上述的膏中混合低熔点玻璃料，从而使集电配线11与工作电极1牢固地粘接。
配线保护层12可以如下制得：例如根据需要在上述低熔点玻璃料等无机绝缘材料中配合增粘剂、粘合剂、分散剂、溶剂等而得到膏，使用丝网印刷法等按照覆盖集电配线11全部的方式将其进行涂布，加热并煅烧。
应予说明，为了更长期地防止电解液3与集电配线11的接触，还为了防止在电解液3与配线保护层12接触时发生配线保护层12的溶解成分，优选用聚酰亚胺、氟树脂、酸改性聚乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯基醇共聚物或紫外线固化树脂等耐化学试剂性的第3树脂13覆盖配线保护层12。使用第3树脂13覆盖密封部4时例如可以如下操作进行。对于第3树脂13是热塑性树脂的情况，可以通过在配线保护层12上涂布熔融的第3树脂13后在室温自然冷却，或使膜状的第3树脂13与配线保护层12接触、利用外部热源将膜状的第3树脂13加热熔融后在室温自然冷却，从而制得第3树脂13。作为热可塑性的第3树脂13，例如可使用离子聚合物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、马来酸酐改性聚乙烯。对于第3树脂13是紫外线固化树脂的情况，可以通过将作为第3树脂13的前体的紫外线固化性树脂涂布在配线保护层12后，利用紫外线使上述的紫外线固化性树脂固化，从而制得第3树脂13。对于第3树脂13是水溶性树脂的情况，可以通过将含有第3树脂13的水溶液涂布在配线保护层12上来制得第3树脂13。作为水溶性的第3树脂13，例如可使用乙烯基醇聚合物、乙烯-乙烯基醇共聚物。
然后，为了使工作电极1的半导体部8担载光敏化色素，通常，通过使在透明导电层7上形成有半导体部8的工作电极1浸渍于含有光敏化色素的溶液中，使该色素吸附到半导体部8上后，用上述溶液的溶剂成分洗掉多余的色素，并进行干燥，从而使光敏化色素吸附于半导体部8。另外，可以通过将含有光敏化色素的溶液涂布到半导体部8后进行干燥，从而使光敏化色素吸附于由氧化物半导体多孔膜形成的半导体部8，使光敏化色素担载于半导体部8。
另一方面，对电极2可以通过在导电层9上形成催化剂层10而得到。对电极2例如可通过由上述金属材料形成的金属箔构成导电层9，使用铂等利用溅射法形成催化剂层10而构成。此时，即使因以工作电极1的透明导电层7的表面为基准的配线保护层12的高度与半导体部8的高度间的差而形成凹凸结构，也可以容易地使对电极2变形以追随该凹凸结构。
接着，在对电极2上形成用于联结配线部4A与对电极2的第1树脂或其前体。对于第1树脂是热塑性树脂的情况，可以通过将熔融的第1树脂涂布到对电极2上以后在室温自然冷却，或使膜状的第1树脂与对电极2接触并利用外部热源加热熔融膜状的第1树脂后在室温自然冷却，从而得到第1树脂。作为热可塑性的第1树脂，例如可使用离子聚合物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、马来酸酐改性聚乙烯。对于第1树脂是紫外线固化树脂的情况，将作为第1树脂的前体的紫外线固化性树脂涂布到对电极2上。对于第1树脂是水溶性树脂的情况，将含有第1树脂的水溶液涂布到对电极2上。作为水溶性的第1树脂，例如可使用乙烯基醇聚合物、乙烯-乙烯基醇共聚物。
接着，使工作电极1与对电极2对峙，将第1树脂和配线部4A重合，形成层叠体。对于第1树脂是热塑性树脂的情况，加热熔融第1树脂，使配线部4A和对电极2粘接。这样就在配线部4A与对电极2之间得到了联结它们的树脂密封部4B。对于第1树脂是紫外线固化树脂的情况，在形成层叠体后利用紫外线使上述紫外线固化性树脂固化，在配线部4A与对电极2之间得到联结它们的树脂密封部4B。对于第1树脂是水溶性树脂的情况，在形成层叠体后在室温进行指触干燥后，在低湿环境下进行干燥，在配线部4A与对电极2之间得到联结它们的树脂密封部4B。
然后，向由工作电极1、对电极2和密封部4围成的空间填充电解液3。电解液3的填充可以如下进行：例如经由在对电极2上预先形成的电解液注入口(未图示)注入电解液3，最后用上述第1树脂密封电解液注入口。
接着，用第2树脂5覆盖密封部4。对于第2树脂5是热塑性树脂的情况，通过将熔融的第2树脂5涂布到密封部4后在室温进行自然冷却，或使膜状的第2树脂5与密封部4接触并利用外部热源加热熔融膜状的第2树脂5后在室温进行自然冷却，从而得到第2树脂5。作为热可塑性的第2树脂5，例如可使用离子聚合物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、马来酸酐改性聚乙烯。
对于第2树脂5是紫外线固化树脂的情况，可以通过将作为第2树脂5的前体的紫外线固化性树脂涂布到密封部4后，利用紫外线使作为第2树脂5的前体的紫外线固化性树脂固化，从而得到第2树脂5。作为构成第2树脂5的紫外线固化树脂的前体，可使用31x-101(ThreeBond公司制)。
对于第2树脂5是水溶性树脂的情况，可以通过将含有第2树脂5的水溶液涂布到密封部4，在例如室温环境气氛下进行干燥，从而得到第2树脂5。作为水溶性的第2树脂5，例如可使用乙烯基醇聚合物、乙烯-乙烯基醇共聚物。应予说明，不论第2树脂5是热塑性树脂、紫外线固化树脂、水溶性树脂的哪一种，都优选设置为至少覆盖密封部4与对电极2的边界B1、密封部4与工作电极1的边界B4、第3树脂13与树脂密封部4B的边界B2以及第3树脂13与配线部4A的边界B3，由此，不仅将第2树脂5涂布在密封部4，还涂布在对电极2的边缘部、以及构成工作电极1的透明导电层7上的密封部4外侧的部分。其中，对于第2树脂5是片材状热塑性树脂的情况，使由第2树脂5形成的片材，与对电极2的边缘部以及构成工作电极1的透明导电层7上的密封部4外侧的部分接触，利用外部热源加热熔融膜状的第2树脂5。
这样，完成了光电转换装置100的制造。
应予说明，对于电解液3是由上述的纳米复合离子凝胶电解质构成的情况，通过如下操作，在担载色素的工作电极1与对电极2之间配置电解液3。即，首先在使担载色素的工作电极1与对电极2对峙之前，通过例如丝网印刷法等将含有上述纳米复合离子凝胶电解质的膏涂布在担载色素的工作电极1上的配线部4A内侧区域。然后，使担载色素的工作电极1与对电极2对峙，将第1树脂与配线部4A重合，形成层叠体。对于第1树脂是热塑性树脂的情况，加热熔融第1树脂使配线部4A与对电极2粘接。这样在配线部4A和对电极2之间得到联结它们的树脂密封部4B。对于第1树脂是紫外线固化树脂的情况，在形成层叠体后利用紫外线使上述的紫外线固化性树脂固化，在配线部4A和对电极2之间得到联结它们的树脂密封部4B。对于第1树脂是水溶性树脂的情况，在形成层叠体后在室温进行指触干燥后，在低湿环境下进行干燥，在配线部4A和对电极2之间得到联结它们的树脂密封部4B。这样，可以在工作电极1与对电极2之间配置由纳米复合离子凝胶电解质构成的电解液3。然后，用第2树脂5覆盖密封部4，从而得到光电转换装置100。
(第2实施方式)
接着，使用图3和图4说明本发明的光电转换装置的第2实施方式。应予说明，在图3和图4中，对于与第1实施方式相同或同等的构成要素标记了相同符号，省略了重复说明。
图3是表示本实施方式的光电转换装置的截面图，图4是图3的局部放大图。如图3所示，本实施方式的光电转换装置200与第1实施方式的光电转换装置100的不同点是：使用无机密封部204A取代配线部4A，配线部4A配置在工作电极1的透明导电层7的表面上且密封部204与半导体部8之间，无机密封部204A不具有由无机绝缘材料构成的集电配线11。其中，与第1实施方式同样地，无机密封部204A和树脂密封部4B沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列。
在这种情况，也因无机密封部204A对电解液3具有比树脂密封部4B高的密封能力，所以能够充分地抑制光电转换效率的随时间变化。另外，无机密封部204A不受集电配线11制约。因此，如图4所示，可以使无机密封部204A的宽度W1窄于由集电配线11和配线保护层12构成的配线部(集电部)4A的宽度W2。由此，能够更加增大光电转换装置200的采光面积，即开口率。其中，所谓宽度是指沿透明导电层7的对电极2侧的表面的宽度。另外，本实施方式的光电转换装置200中，将集电配线11配置在密封部4的内侧。
上述无机密封部204A由无机材料构成，作为这种无机材料，例如可举出与配线保护层12同样的无机绝缘材料。
例如可以通过与配线保护层12同样的方法，将上述无机密封部204A形成在工作电极1上。
应予说明，本实施方式对于对电极2是金属箔等的薄且具有柔软性的材料的情况特别有效。即，当对电极2是由金属箔等柔软性材料构成时，不是无机密封部204A而是树脂密封部4B固定在对电极2上，则树脂密封部4B与无机密封部204A相比更易于追随对电极2的变形。因此，无机密封部204A很难产生裂纹，并且树脂密封部4B也很难从对电极2剥离。
另外本实施方式中，省略了覆盖配线保护层12的第3树脂13，但是从可靠地防止集电配线11与电解液3的接触、防止因电解液3导致的配线保护层12的溶解成分的发生的观点出发，优选用第3树脂13覆盖配线保护层12。
(第3实施方式)
接着，使用图5说明本发明的光电转换装置的第3实施方式。应予说明，在图5中，对于与第1和第2实施方式相同或同等的构成要素标记了相同的符号，省略了重复的说明。
图5是表示本实施方式的光电转换装置的截面图。如图5所示，本实施方式的光电转换装置300与第2实施方式的光电转换装置200的不同点是：将集电配线11相对于密封部204配置在与半导体部8相反的一侧。
这种情况下，也因无机密封部204A对电解液3具有比树脂密封部4B高的密封能力，所以能够充分抑制光电转换效率的随时间变化。另外，无机密封部204A不受集电配线11制约，所以可以使无机密封部204A的宽度窄于由集电配线11和配线保护层12构成的集电部的宽度。由此，可以更加增大光电转换装置300的采光面积，即开口率。其中，所谓宽度是指沿透明导电层7的对电极2侧的表面的宽度。另外，在本实施方式的光电转换装置300中，由于集电配线11相对于密封部4配置在与半导体部8相反的一侧，所以集电配线11不与电解液3接触。因此，不需要保护集电配线11，不需要配线保护层12和第3树脂13。
应予说明，对于本实施方式，关于当对电极2是金属箔等的薄且具有柔软性的材料时特别有效这点，与第2实施方式同样。
(第4实施方式)
接着，使用图6说明本发明的光电转换装置的第4实施方式。应予说明，在图6中，对于与第1和第2实施方式相同或同等的构成要素标记了相同的符号，省略了重复的说明。
图6是表示本实施方式的光电转换装置的截面图。如图6所示，本实施方式的光电转换装置400与第2实施方式的光电转换装置200的不同点是：颠倒配置构成密封部404的无机密封部204A和树脂密封部4B。即，在光电转换装置400中，无机密封部204A与对电极2接触并固定，树脂密封部4B与工作电极1的透明导电层7接触并固定。其中，与第2实施方式同样地无机密封部204A和树脂密封部4B沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列。
这种情况下，也因无机密封部204A对电解液3具有比树脂密封部4B高的密封能力，所以能够充分抑制光电转换效率的随时间变化。另外，由于无机密封部204A不受集电配线11制约，所以可以使无机密封部204A的宽度窄于由集电配线11和配线保护层12构成的配线部(集电部)4A的宽度。由此，能够更加增大采光面积，即开口率。
应予说明，本实施方式的光电转换装置400，对于工作电极1是由附透明导电膜树脂等的柔软性材料构成的情况、即工作电极1中透明基板6是由树脂构成的情况特别有效。即，当工作电极1是由附透明导电膜树脂等柔软性材料构成时，不是无机密封部204A而是树脂密封部4B固定在工作电极1，则树脂密封部4B比无机密封部204A更容易追随工作电极1的变形。因此，树脂密封部4B很难从工作电极1上剥离。
另外，对于构成树脂密封部4B的第1树脂是由紫外线固化树脂构成的情况，在光电转换装置400的制造过程中，从工作电极1侧照射紫外线时，可以在没有集电配线11干扰的情况下对作为第1树脂的前体的紫外线固化性树脂照射紫外线。因此，可以提高树脂密封部4B的密封能力。
(第5实施方式)
接着，使用图7说明本发明的光电转换装置的第5实施方式。应予说明，在图7中，对于与第1和第2实施方式相同或同等的构成要素标记了相同的符号，省略了重复的说明。
图7是表示本实施方式的光电转换装置的截面图。如图7所示，本实施方式的光电转换装置500与第2实施方式的光电转换装置200的不同点是：密封部504在对电极2与无机密封部204A之间还具备联结无机密封部204A与对电极2的催化剂层10的树脂密封部4B。其中，树脂密封部4B、无机密封部204A以及树脂密封部4B沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列，树脂密封部和无机密封部交替地进行配置。
这种情况下，也因无机密封部204A对电解液3具有比树脂密封部4B高的密封能力，所以能够充分抑制光电转换效率的随时间变化。
应予说明，密封部504例如可以通过如下操作得到。即，在工作电极1中，在由集电配线11和配线保护层12构成的配线部(集电部)4A的周围形成第1树脂或其前体。对于第1树脂是热塑性树脂的情况，通过将熔融的第1树脂涂布到工作电极1的透明导电层7上后在室温进行自然冷却，或使膜状的第1树脂与工作电极1的透明导电层7上接触并利用外部热源加热熔融膜状的第1树脂后在室温进行自然冷却，从而形成第1树脂。对于第1树脂是紫外线固化树脂的情况，通过将作为第1树脂的前体的紫外线固化性树脂涂布到工作电极1的透明导电层7上，从而形成第1树脂的前体。对于第1树脂是水溶性树脂的情况，通过将含有第1树脂的水溶液涂布到工作电极1的透明导电层7上，从而形成第1树脂。然后，在如上操作形成的第1树脂上放置无机密封部204A。然后，对于第1树脂是热塑性树脂的情况，加热熔融第1树脂使无机密封部204A与工作电极1粘接。这样，在无机密封部204A与工作电极1之间得到了联结它们的树脂密封部4B。对于第1树脂是紫外线固化树脂的情况，在形成层叠体后、即在第1树脂上放置无机密封部204A后，利用紫外线使上述的紫外线固化性树脂固化，在无机密封部204A与工作电极1之间得到联结它们的树脂密封部4B。对于第1树脂是水溶性树脂的情况，在形成层叠体后、即在第1树脂上放置无机密封部204A后，室温进行指触干燥后，在低湿环境下进行干燥，在无机密封部204A与工作电极1之间得到联结它们的树脂密封部4B。
另一方面，在对电极2的催化剂层10上，形成上述第1树脂或其前体。第1树脂或其前体可以通过与在工作电极1的透明导电层7上形成树脂密封部4B的情况同样地操作来形成。于是，使工作电极1和对电极2对峙、将第1树脂与无机密封部204A重合后，与对在工作电极1的透明导电层7上形成的树脂密封部4B与无机密封部204A进行粘接的情况同样地，使无机密封部204A与对电极2进行粘接，从而得到树脂密封部4B。这样，得到密封部504。
(第6实施方式)
接着，使用图8说明本发明的光电转换装置的第6实施方式。应予说明，在图8中，对于与第1和第2实施方式相同或同等的构成要素标记了相同的符号，省略了重复的说明。
图8是表示本实施方式的光电转换装置的截面图。如图8所示，本实施方式的光电转换装置600与第1实施方式的光电转换装置100的不同点是：密封部604在对电极2与树脂密封部4B之间还具备无机密封部204A。其中，配线部4A、树脂密封部4B以及无机密封部204A沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列，无机密封部和树脂密封部交替地进行配置。
这种情况下，也由于配线部4A和无机密封部204A对电解液3具有比树脂密封部4B高的密封能力，所以能够充分抑制光电转换效率的随时间变化。
应予说明，密封部604例如可以如下操作制得。即，与第1实施方式同样地在工作电极1的透明导电层7上形成配线部4A，在配线保护层12上形成第1树脂。可以与第5实施方式中在工作电极1的透明导电层7上形成第1树脂的情况同样地进行第1树脂的形成。
另一方面，在对电极2的催化剂层10上，形成上述无机密封部204A。该形成方法，与第2实施方式中在工作电极1上形成无机密封部204A的情况同样进行即可。
然后，使工作电极1与对电极2对峙，重合第1树脂和无机密封部204A后，与第5实施方式中使第1树脂与无机密封部204A进行粘接的情况同样地，使无机密封部204A与对电极2进行粘接，从而得到树脂密封部4B。如此得到密封部604。
(第7实施方式)
接着，使用图9说明本发明的光电转换装置的第7实施方式。应予说明，在图9中，对于与第1和第6实施方式相同或同等的构成要素标记了相同的符号，省略了重复的说明。
图9是表示本实施方式的光电转换装置的截面图。如图9所示，本实施方式的光电转换装置700与第1实施方式的光电转换装置100的不同点是：对电极702具有透明基板706和设置在透明基板706的工作电极1侧的透明导电层707，密封部704在对电极702与树脂密封部4B之间还具备第2配线部704A。在本实施方式中，工作电极1和对电极702都是透明电极。其中，配线部4A、树脂密封部4B以及第2配线部704A沿工作电极1与对电极702的联结方向配置成一列，树脂密封部4B联结配线部4A与第2配线部704A。
第2配线部704A是按照在透明导电层707的表面上且从对电极702侧观察时包围半导体部8的方式来设置的。第2配线部704A具有第2集电配线711和第2配线保护层712，第2集电配线711存在于配线部704A的内部，该第2集电配线711被第2配线保护层712整个覆盖，防止了电解液3与第2集电配线711的接触。即，按照跨越第2集电配线711的方式来设置第2配线保护层712。应予说明，第2配线保护层712只要覆盖第2集电配线711的整体，则既可以与透明导电层707接触，也可以不与其接触。
在这种光电转换装置700中，由于工作电极1和对电极702是透明电极，所以半导体部8可以从工作电极1侧和对电极702侧的两个方向受光，能够更加提高光电转换效率。另外，第2集电配线711作为密封部704的一部分被配置在密封部704内，所以在对电极702的光入射面中，也可以将被第2集电配线711和密封部704遮挡的入射光保持在最小限度，能够进一步提高光电转换效率。
应予说明，对电极702的透明基板706是由例如与透明基板6同样的透明材料构成。另外，透明导电层707是由例如与透明导电层7同样的材料构成。
另外，构成集电配线711的材料是由与集电配线11同样的材料构成。构成配线保护层712的材料是由与配线保护层12同样的材料构成。
另外，与第1实施方式中在透明基板6上形成透明导电层7的情况同样地，将透明导电层707设置在透明基板706上即可。
另外，密封部704例如可以如下得到。即，在工作电极1的透明导电层7上，与第1实施方式同样地形成集电配线11和配线保护层12，在配线保护层12上，与第2实施方式同样地形成第1树脂。
另一方面，在对电极702的透明导电层707上，形成第2配线部704A。第2配线部704A，与在第1实施方式中在透明导电层7上形成配线部4A的情况同样地进行即可。应予说明，在这种情况下，也优选用由与第3树脂13同样的材料形成的第3树脂713来覆盖第2配线保护层712。第3树脂713的对第2配线保护层712的覆盖，与用第3树脂13覆盖配线保护层12的情况同样地进行即可。
然后，使工作电极1与对电极702对峙，重合第1树脂和第2配线部704A后，与第2实施方式中使第1树脂与无机密封部204A粘接的情况同样地，使第1树脂与第2配线部704粘接，得到树脂密封部4B。这样得到密封部704。
(第8实施方式)
接着，使用图10说明本发明的光电转换装置的第8实施方式。应予说明，在图10中，对于与第1实施方式相同或同等的构成要素标记了相同的符号，省略了重复的说明。
图10是表示本实施方式的光电转换装置的截面图。如图10所示，本实施方式的光电转换装置800具备：作为透明电极的对电极801和与对电极801对峙配置的工作电极802。在工作电极802上担载有光敏化色素。在对电极801与工作电极802之间配置有电解液3，在电解液3的周围且在对电极801与工作电极802之间设置有密封部804。
对电极801具备：透明基板6，和在透明基板6的工作电极802侧设置的透明导电层7。
工作电极802具备：导电层9，和在导电层9上设置的作为1个光电转换部的半导体部808，并且光敏化色素担持于半导体部808。半导体部808具有与第1实施方式的半导体部8同样构成的半导体层，与电解液3相连接。
密封部804联结对电极801和工作电极802，具备在对电极801中的工作电极802侧的表面上固定的配线部4A，以及联结配线部4A与工作电极802的树脂密封部4B。另外，配线部4A和树脂密封部4B沿从对电极801向工作电极802的方向配置成一列。
光电转换装置800可以如下制造。
首先，准备对电极801和工作电极802。
对电极801可以通过在透明基板6上形成透明导电层7而得到。
然后，在对电极801上设置配线部4A。配线部4A，与第1实施方式中在工作电极1上形成配线部4A的情况同样地进行即可。
另一方面，工作电极802是在导电层9上形成半导体部808。与第1实施方式中在透明导电层7上形成半导体层8的情况同样地进行半导体部808的形成即可。
然后，使光敏化色素担载于工作电极802的半导体部808。与第1实施方式中使光敏化色素担载于半导体部8的情况同样地进行光敏化色素的担载即可。
接着，在工作电极802上形成用于联结配线部4A与工作电极802的第1树脂或其前体。与第1实施方式中在对电极2上形成第1树脂或其前体的情况同样地进行第1树脂或其前体的形成即可。
然后，使对电极801与工作电极802对峙，重合第1树脂和配线部4A形成层叠体，在配线部4A与工作电极802之间形成联结它们的树脂密封部4B。与第1实施方式中形成树脂密封部4B的情况同样地进行树脂密封部4B的形成即可。
接着，在由对电极801、工作电极802和密封部804所包围的空间内填充电解液3。与第1实施方式中填充电解液3的情况同样地进行电解液3的填充即可。
在此之后，与第1实施方式相同。这样，完成了光电转换装置800的制造。
本发明并不限定于上述实施方式。例如上述第1～第8实施方式中设置1个半导体部8或半导体部808，但是半导体部8或半导体部808也可以是多个。此时，集电配线11具有例如格子状、梳状的形状。第1、第2、第4～第8实施方式中，用配线保护层12覆盖了集电配线11。应予说明，第1和第6实施方式中，由集电配线11和配线保护层12构成的配线部中，包围全部半导体部8的部分成为本发明所说是无机密封部。第2和第3实施方式中，按照包围全部半导体部8的方式设置无机密封部204A。
另外，上述第2～第5实施方式中，在无机密封部204A与树脂密封部4B之间没有隔着第3树脂13，但为了防止无机密封部204A与电解液3的接触以及因电解液3导致的无机密封部204A的溶解成分的发生，可以在无机密封部204A与树脂密封部4B之间以覆盖无机密封部204A的方式隔着第3树脂13。
上述实施方式中，无机密封部204A由无机绝缘材料构成，但是无机密封部204A并不限定在上述无机绝缘材料，也可以是ITO、FTO等导电性氧化物、不被电解液3腐蚀的Ti等金属材料等的无机导电材料。
另外，上述第1～第8实施方式中，密封部具备2个以下的无机密封部和2个以下的树脂密封部，但密封部也可以具备3个以上的无机密封部，具备3个以上的树脂密封部。
另外，上述第2和第3实施方式中，如图11所示，可以省略配线部4A。另外，尽管未图示，但在第4和第5实施方式中，也可以省略配线部4A。
另外，集电配线11不仅可以在第1～第8实施方式的位置，当然也可以在该位置以外的位置。
另外，上述第1实施方式中，配线部4A和树脂密封部4B沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列，但是也可以配置成二列。即，也可以在密封部4的外侧，按照在工作电极1与对电极2之间且包围密封部4的方式进一步设置另外的密封部(以下，称为“外侧密封部”)。此时，可以进一步提高密封性能和粘接性。其中，外侧密封部也具备无机密封部和树脂密封部，无机密封部和树脂密封部沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列。其中，外侧密封部中，优选无机密封部固定于对电极2、树脂密封部固定于工作电极1侧，另外，进一步优选外侧密封部的无机密封部固定于密封部4的树脂密封部4B、外侧密封部的树脂密封部固定于密封部4的配线部4A上。这时，可以特别提高密封性能和粘接性能，并且也可以提高光电转换装置的机械强度。
另外，上述第1、第6～第8实施方式中，具有集电配线11和配线保护层12的配线部4A是按照包围半导体部8的方式来设置的，但配线部4A，也可以在密封部4的一部分中沿密封部4来设置。这时，密封部4的构成是：存在具有集电配线11的配线部4A的第1部分，以及不存在集电配线11的(即不存在配线部4A)第2部分。其中，在密封部4中的不存在配线部4A的第2部分中，不具有集电配线11的由无机材料形成的无机密封部和树脂密封部4B可以按照沿工作电极1与对电极2的联结方向配置成一列的方式构成。此时，无机密封部例如也可以仅由配线保护层12构成。其中，配线部4A和无机密封部具有比树脂密封部4B高的密封能力。因此，与配线部4A贯穿密封部4整体地设置的情况同样，可缩小电解液3的泄漏截面积。由此可以充分抑制光电转换装置的随时间变化。其中，优选第2部分的宽度比第1部分的宽度窄。此时，能够更加增大光电转换装置的采光面积，即开口率。
或者，在配线部4A仅存在于密封部4的一部分时，密封部4中的不存在配线部4A的第2部分可以仅由树脂密封部4B构成。
另外，上述第7实施方式中，从对电极702侧观察以包围半导体部8的方式来设置具有集电配线711和配线保护层712的第2配线部704A，但是配线部704A也可以在密封部4的一部分中沿密封部4设置在密封部704内。
另外，第8实施方式中，密封部804由配线部4A和树脂密封部4B构成，用配线部4A和树脂密封部4B等联结对电极801和工作电极802，但是也可以在树脂密封部4B与工作电极802之间设置无机密封部、用树脂密封部4B联结配线部804与无机密封部。
另外，上述第1、第6、第8实施方式中，透明电极由透明基板6和透明导电层7构成，上述第7实施方式中，在此基础之上由透明基板706和透明导电层707构成，但是透明电极也可以由导电性玻璃构成。这时，集电配线11、711例如可以通过如下操作来得到：将构成集电配线11、711的金属粒子、聚乙烯醇等增粘剂和低熔点玻璃料配合制成膏，使用丝网印刷法等按照包围半导体部8的方式将该膏进行涂膜，加热进行煅烧。这样，可以使集电配线11、711与透明电极牢固地粘接。
另外，上述第1～第8实施方式中，针对将本发明的光电转换装置用于色素敏化型太阳能电池的情况作了说明，但是只要是具有使用电解液并且用密封部密封该电解液的结构的装置，本发明的光电转换装置也可以广泛地应用于除色素敏化型太阳能电池以外的光电转换装置。
实施例
以下，例举实施例更具体地说明本发明的内容，但本发明不限定于下述的实施例。
(实施例1)
首先，准备在作为透明基板的玻璃基板上形成由FTO构成的透明导电层的透明导电基板，利用刮涂法将含有氧化钛纳米粒子的膏涂布在该透明导电基板以覆盖透明导电层，然后在150℃煅烧3小时，在透明导电层上形成厚度为10μm的多孔氧化物半导体层，得到工作电极。接着，向多孔氧化物半导体层担载N719色素。
另一方面，准备由与制作透明导电层所使用的材料相同的FTO所形成的导电层，利用溅镀法在该导电层上形成由铂构成的铂薄膜，得到对电极。在该对电极上形成2处贯通孔。
然后，准备相对于由低熔点玻璃料构成的无机绝缘材料100质量份配合乙基纤维素2质量份、甲醇19质量份、BDGA(二乙二醇单丁醚乙酸酯)10质量份而形成的膏。并且，利用丝网印刷法、按照包围多孔氧化物半导体层的周围的方式、将该膏涂布在如上述得到的工作电极的透明导电层上后，在500℃加热煅烧1小时，从而得到无机密封部。
另一方面，在对电极的铂薄膜上，将由作为离子聚合物的Himilan构成的宽度2mm、厚度50μm的热塑性树脂，以能够与无机密封部重合的方式形成，作为第1树脂。
然后，使工作电极与对电极相互对峙，以使第1树脂与无机密封部接触地进行重合。
接着，将第1树脂在150℃加热60秒使其熔融，从而得到树脂密封部，在工作电极与对电极之间得到了联结它们的由树脂密封部和无机密封部构成的密封部。
接着，准备以甲氧基乙腈为主溶剂含有碘化锂0.1M、碘0.05M、4-叔丁基吡啶0.5M的电解液，从形成在对电极上的2处贯通孔注入该电解液，使用由与上述同样的热塑性树脂形成的片材以及玻璃板将这些贯通孔密封，得到一次密封完成的层叠体。这样，得到由一次密封完成层叠体构成的光电转换装置。
(实施例2)
除作为构成树脂密封部的热塑性树脂使用了马来酸酐改性聚乙烯Vanier(商品名，Dupont公司制)以外，与实施例1同样地得到光电转换装置。
(实施例3)
除作为构成树脂密封部的热塑性树脂使用了乙烯-乙烯基醇共聚物Eval(商品名，Kuraray公司制)以外，与实施例1同样地得到光电转换装置。
(实施例4)
对于实施例1中得到的一次密封完成层叠体，按照从外侧覆盖密封部的方式进一步形成第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例1同样地得到光电转换装置。
其中，具体是如下形成第2树脂的。即，首先准备将乙烯基醇聚合物Poval(商品名、kuraray公司制)溶解在纯水中而成的水溶液。然后，将上述水溶液涂布在密封部的周围以覆盖无机密封部与树脂密封部的边界、无机密封部与工作电极的边界以及树脂密封部与对电极的边界。并且在室温干燥气氛环境下，使作为溶剂的水自然干燥，形成了由Poval构成的第2树脂。
(实施例5)
除作为构成树脂密封部的第1树脂使用了马来酸酐改性聚乙烯Vanier以外，与实施例4同样地得到光电转换装置。
(实施例6)
除作为构成树脂密封部的第1树脂使用了乙烯-乙烯基醇共聚物Eval以外，与实施例4同样地得到光电转换装置。
(实施例7)
对一次密封完成层叠体，按照从外侧覆盖密封部的方式进一步形成第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例1同样地得到光电转换装置。
其中，具体如下形成上述第2树脂。即，首先准备UV固化性树脂31x-101(商品名，ThreeBond公司制)。然后，将上述UV固化性树脂涂布在密封部的周围以覆盖无机密封部与树脂密封部的界面、无机密封部与工作电极的界面以及树脂密封部与对电极的界面。并且，在室温干燥气氛环境下，对UV固化性树脂照射紫外线，从而使UV固化性树脂固化，形成由UV固化树脂构成的第2树脂。
(实施例8)
对一次密封完成层叠体，按照从外侧覆盖密封部的方式进一步形成第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例1同样地得到光电转换装置。
其中，具体如下形成上述第2树脂。即，首先准备乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel(Du Pont-Mitsui Polychemicals Co.，Ltd.制)。然后，将上述第2树脂涂布在密封部的周围以覆盖无机密封部与树脂密封部的界面、无机密封部与工作电极的界面以及树脂密封部与对电极的界面。并且，加热熔融第2树脂，在室温使其自然冷却，从而形成第2树脂。
(实施例9)
除作为构成树脂密封部的第1树脂使用了乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel以外，与实施例8同样地得到光电转换装置。
(实施例10)
对一次密封完成层叠体，按照从外侧覆盖密封部的方式进一步形成第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例1同样地得到光电转换装置。
其中，具体如下形成上述第2树脂。即，首先准备离子聚合物Himilan。然后，将上述第2树脂涂布在密封部的周围以覆盖无机密封部与树脂密封部的界面、无机密封部与工作电极的界面以及树脂密封部与对电极的界面。并且，加热熔融第2树脂，在室温使其自然冷却，从而形成第2树脂。
(实施例11)
在对电极的铂薄膜上涂布作为UV固化树脂前体的UV固化性树脂31x-101，按照与形成于工作电极上的无机密封部重合的方式使对电极与工作电极对峙，对UV固化性树脂照射紫外线使UV固化性树脂固化，从而形成树脂密封部，除此以外，与实施例1同样地操作，得到一次密封完成层叠体。并且，对这样得到的一次密封完成层叠体，与实施例4同样地操作，在密封部的周围形成乙烯基醇聚合物Poval，从而得到光电转换装置。
(实施例12)
除使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel作为第2树脂(二次密封材料)以外，与实施例11同样地操作，得到光电转换装置。此时，与实施例8同样地按照覆盖密封部的方式来形成了乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel。
(实施例13)
对一次密封完成层叠体，形成UV固化树脂作为第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例11同样地操作，得到光电转换装置。此时，与实施例7同样地形成UV固化树脂。
(实施例14)
对一次密封完成层叠体，使用离子聚合物Himilan作为第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例11同样地操作，得到光电转换装置。此时，与实施例10同样地形成离子聚合物Himilan。
(实施例15)
将使乙烯基醇聚合物Poval溶解于纯水而形成的水溶液涂布在对电极的铂薄膜上，在室温干燥气氛的环境下，使作为溶剂的水自然干燥从而形成由Poval构成的第1树脂，按照使该第1树脂与形成于工作电极上的无机密封部重合的方式使对电极与工作电极对峙，在室温指触干燥第1树脂后，在低湿环境下进行干燥，从而形成树脂密封部，除此以外，与实施例1同样地操作，得到一次密封完成层叠体。接着，对这样得到的一次密封完成层叠体，与实施例7同样地操作，在密封部的周围形成UV固化树脂，从而得到光电转换装置。
(实施例16)
对一次密封完成层叠体，使用离子聚合物Himilan作为第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例15同样地操作，得到光电转换装置。此时，与实施例10同样地覆盖密封部的方式形成离子聚合物Himilan。
(实施例17)
使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel作为第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例11同样地操作，得到光电转换装置。此时，与实施例8同样地覆盖密封部的方式形成乙烯-甲基丙烯酸共聚物Nucrel。
(实施例18)
使用乙烯基醇聚合物Poval作为第2树脂(二次密封材料)，除此以外，与实施例15同样地操作，得到光电转换装置。此时，与实施例4同样地覆盖密封部的方式形成乙烯基醇聚合物Poval。
(比较例1)
在工作电极的透明导电层上不形成无机密封部，仅用树脂密封部构成密封部，除此以外，与实施例1同样地操作，得到光电转换装置。
(比较例2)
在工作电极的透明导电层上不形成无机密封部，仅用树脂密封部构成密封部，作为构成树脂密封部的热塑性树脂使用乙烯-乙烯基醇共聚物Eval，除此以外，与比较例1同样地操作，制作光电转换装置。
(比较例3)
在工作电极的透明导电层上不形成无机密封部，仅用树脂密封部构成密封部，除此以外，与实施例1同样地操作，得到一次密封完成层叠体。而且，对该一次密封完成层叠体，与实施例7同样地从外侧覆盖密封部的方式形成由UV固化树脂构成的第2树脂(二次密封材料)，得到光电转换装置。
(比较例4)
在工作电极的透明导电层上不形成无机密封部，仅用树脂密封部构成密封部，作为构成树脂密封部的热塑性树脂使用乙烯-乙烯基醇共聚物Eval，除此以外，与实施例1同样地操作，得到一次密封完成层叠体。接着，对该一次密封完成层叠体，与实施例7同样地从外侧覆盖密封部的方式形成由UV固化树脂构成的第2树脂(二次密封材料)，得到光电转换装置。
(比较例5)
在工作电极的透明导电层上不形成无机密封部，仅用树脂密封部构成密封部，除此以外，与实施例4同样地操作，得到光电转换装置。
(比较例6)
在工作电极的透明导电层上不形成无机密封部，仅用树脂密封部构成密封部，作为构成树脂密封部的热塑性树脂使用乙烯-乙烯基醇共聚物Eval，除此以外，与实施例4同样地操作，制作光电转换装置。
对如上述得到的实施例1～18和比较例1～6的光电转换装置，如下评价光电转换性能。并将结果示于下述表1。
(光电转换性能评价)
对于光电转换装置，首先，测定初期光电转换效率，并且测定在85℃静置1000小时后的光电转换效率。然后，根据这2个光电转换效率算出光电转换效率的下降率，评价光电转换性能。
在表1中，关于光电转换性能评价的“◎”、“○”及“×”的含义分别如下所示。
◎…光电转换效率下降率为30％以下
○…光电转换效率下降率为大于30％且50％以下
×…光电转换效率下降率为大于50％
表1
Figure BPA00001354898800351
从表1所示的结果可知，实施例1～8的光电转换装置，与比较例1～6的光电转换装置相比，光电转换性能优异。换言之，实施例1～8的光电转换装置，与比较例1～6的光电转换装置相比，可以充分抑制光电转换效率的随时间变化。还发现在密封部的周围设置第2树脂时，该效果变得尤其显著。
根据以上，可以确认依照本发明的光电转换装置，能够充分抑制光电转换效率的随时间变化。
符号说明
1、802...工作电极(电极)
2、702、801...对电极(电极)
3...电解液
4、204、304、404、504、604、704、804...密封部
4A、204A...无机密封部
4B...树脂密封部
5...第2树脂
11...集电配线(无机密封部)
12...配线保护层(无机密封部)
100、200、300、400、500、600、700、800...光电转换装置
704A...第2配线部
704B...第2树脂密封部
711...第2集电配线(无机密封部)
712...第2配线保护层(无机密封部)

Claims (18)

1.一种光电转换装置，具备：一对电极、配置于所述一对电极间的电解液、和联结所述一对电极并设置于所述电解液周围的密封部，其中，
所述密封部的至少一部分具备：至少1个由无机材料构成的无机密封部和至少1个由含有第1树脂的材料构成的树脂密封部，
所述无机密封部和所述树脂密封部沿所述一对电极的联结方向配置。
2.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，
所述密封部中，所述无机密封部固定在所述第1电极上，所述树脂密封部联结所述无机密封部和所述第2电极。
3.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，
所述密封部中，所述树脂密封部固定在所述第1电极上，所述无机密封部联结所述树脂密封部和所述第2电极。
4.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，
所述密封部中，所述无机密封部分别固定在所述第1电极和所述第2电极上，所述树脂密封部联结固定在所述第1电极上的所述无机密封部和固定在所述第2电极上的所述无机密封部。
5.如权利要求1所述的光电转换装置，其特征在于，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，另一个电极具有第2电极，
所述密封部中，所述树脂密封部分别固定在所述第1电极和所述第2电极上，所述无机密封部联结固定在所述第1电极上的所述树脂密封部和固定在所述第2电极上的所述树脂密封部。
6.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的一个电极具有第1电极，所述一对电极中的另一个电极具有第2电极，
所述无机密封部由固定在所述第1电极上的配线部构成，
所述配线部由无机材料构成，其具有设置在所述第1电极上的集电配线和覆盖所述集电配线的配线保护层，
所述第1电极为透明电极。
7.如权利要求6所述的光电转换装置，其中，所述密封部进一步具备设置在所述第2电极上的由无机材料形成的无机密封部，
所述树脂密封部联结所述配线部和所述无机密封部。
8.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述第2电极还是透明电极，
所述密封部的至少一部分还具备设置在所述第2电极上的无机密封部，该无机密封部由无机材料构成，由具有设置在所述第2电极上的第2集电配线和覆盖所述第2集电配线的第2配线保护层的第2配线部构成，
所述树脂密封部联结所述配线部和所述第2配线部。
9.如权利要求2～8中任一项所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的一个电极还具有与所述电解液接触的光电转换部，由所述第1电极和所述光电转换部形成工作电极，所述第2电极形成对电极。
10.如权利要求6～8中任一项所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的另一个电极还具有与所述电解液接触的光电转换部，由所述第2电极和所述光电转换部形成工作电极，所述第1电极形成对电极。
11.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的一个电极具备第1电极和设置在所述第1电极上并与所述电解液接触的光电转换部，
所述光电转换装置，在所述第1电极上还具备设置在所述密封部与所述光电转换部之间的配线部，
所述配线部由无机材料构成，其具有设置在所述第1电极上的集电配线和覆盖所述集电配线的配线保护层。
12.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述一对电极中的一个电极具备第1电极和设置在所述第1电极上并与所述电解液接触的光电转换部，
所述光电转换装置还具备在所述第1电极上相对于所述密封部设置在所述光电转换部的相反侧的配线部，
所述配线部由无机材料构成，含有设置在所述第1电极上的集电配线。
13.如权利要求11或12所述的光电转换装置，其中，所述无机密封部的宽度比所述配线部的宽度窄。
14.如权利要求2～13中任一项所述的光电转换装置，其特征在于，在相对于所述密封部在与所述电解液相反的一侧还具备第2树脂，其至少覆盖所述密封部与所述第1电极的边界、所述密封部与所述第2电极的边界、所述无机密封部与所述树脂密封部的边界。
15.如权利要求14所述的光电转换装置，其特征在于，所述第2树脂含有选自酸改性聚乙烯和紫外线固化树脂中的至少1种。
16.如权利要求14所述的光电转换装置，其特征在于，所述第2树脂含有选自聚乙烯醇和乙烯-乙烯基醇共聚物中的至少1种。
17.如权利要求1～16所述的光电转换装置，其特征在于，所述第1树脂含有选自酸改性聚乙烯和紫外线固化树脂中的至少1种。
18.如权利要求1～16所述的光电转换装置，其特征在于，所述第1树脂含有选自聚乙烯醇和乙烯-乙烯基醇共聚物中的至少1种。
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