CN103515104B - 色素增感型太阳能电池用金属基板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种色素增感型太阳能电池用金属基板，该色素增感型太阳能电池用金属基板具备包层材料，所述包层材料包含：非多孔质的第一金属层，配置于色素增感型太阳能电池元件的正极侧，对色素增感型太阳能电池元件的电解质具有耐腐蚀性；第二金属层，具有比第一金属层的电阻低的电阻，并且接合于第一金属层的色素增感型太阳能电池元件的相反侧。

Description

色素增感型太阳能电池用金属基板

技术领域

本发明涉及色素增感型太阳能电池用金属基板，特别是涉及具备对色素增感型太阳能电池元件的电解质具有耐腐蚀性的金属层的色素增感型太阳能电池用金属基板。

背景技术

目前，已知有具备对色素增感型太阳能电池元件的电解质具有耐腐蚀性的金属层的色素增感型太阳能电池用金属基板。这样的色素增感型太阳能电池用金属基板在例如特开2010-55935号公报中被公开。

特开2010-55935号公报中公开了如下的色素增感型太阳能电池，其具备：配置于光入射侧且在光入射侧的相反侧的表面形成有条纹状的铂电极的玻璃基板、配置于光入射侧相反侧且由Ti构成的钛基板（色素增感型太阳能电池用金属基板）、配置在钛基板的表面上的二氧化钛膜、和以二氧化钛膜和铂电极对置配置的状态填充于两者之间的碘电解质。在该二氧化钛膜上吸附有吸收光的增感色素。此外，特开2010-55935号公报公开的是能够使用由钛合金或不锈钢构成的金属基板来代替由Ti构成的钛基板这一点。这些由Ti、Ti合金或不锈钢构成的金属基板对色素增感型太阳能电池元件的电解质具有耐腐蚀性。

但是，在特开2010-55935号公报公开的色素增感型太阳能电池中，通过由Ti、Ti合金或不锈钢构成的金属基板，能够维持对色素增感型太阳能电池元件的电解质的耐腐蚀性，另一方面，由于构成金属基板的Ti、钛合金或不锈钢具有比较大的电阻，因此存在容易在金属基板上产生电损失这种不良情况。因此，存在色素增感型太阳能电池的发电效率下降的问题。

发明内容

本发明是为解决如上所述的课题而作出的，本发明的一个目的在于，提供一种色素增感型太阳能电池用金属基板，其能够维持对色素增感型太阳能电池元件的电解质的耐腐蚀性，并且能够提高色素增感型太阳能电池的发电效率。

本发明的一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板具备包层材料，上述包层材料包含：非多孔质的第一金属层，其配置于色素增感型太阳能电池元件的正极侧，由对色素增感型太阳能电池元件的电解质具有耐腐蚀性的金属形成；第二金属层，其由具有比第一金属层的电阻低的电阻的金属形成，并且接合于第一金属层的色素增感型太阳能电池元件的相反侧。

在本发明的一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，如上所述，通过具备非多孔质的第一金属层、和由具有比第一金属层的电阻低的电阻的金属形成并且与第一金属层接合的第二金属层的包层材料，与色素增感型太阳能电池用金属基板仅由第一金属层构成的情况不同，由于色素增感型太阳能电池用金属基板的一部分为电阻比第一金属层的电阻低的第二金属层，因此能够使色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻比仅由第一金属层构成的色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻低。由此，能够抑制色素增感型太阳能电池用金属基板内的电损失增大。该结果，与色素增感型太阳能电池用金属基板仅由第一金属层构成的情况相比，能够提高色素增感型太阳能电池的发电效率。

另外，在本发明的一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，如上所述，通过第一金属层由对色素增感型太阳能电池元件的电解质具有耐腐蚀性的金属形成，并且将第二金属层接合于第一金属层的色素增感型太阳能电池元件的相反侧，在色素增感型太阳能电池用金属基板上形成有第二金属层的情况下，也能够维持对色素增感型太阳能电池元件的电解质的耐腐蚀性。该结果，能够维持对色素增感型太阳能电池元件的电解质的耐腐蚀性，并且能够提高色素增感型太阳能电池的发电效率。

在上述一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第一金属层和第二金属层构成色素增感型太阳能电池元件的正极。这样，在具有构成色素增感型太阳能电池元件的正极的第一金属层和第二金属层的色素增感型太阳能电池用金属基板中，通过由具有比第一金属层的电阻低的电阻的金属形成第二金属层，能够使色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻比仅由第一金属层构成的色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻低。由此，能够提高色素增感型太阳能电池的发电效率。

在上述一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第一金属层由Ti或Ti合金形成，第二金属层由Cu、Cu合金、Al或Al合金中的任一种形成。根据这样的结构，则与色素增感型太阳能电池用金属基板仅由第一金属层构成的情况不同，由于色素增感型太阳能电池用金属基板的一部分为由电阻低的Cu、Cu合金、Al或Al合金中的任一种形成的第二金属层，因此能够容易地使色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻低于仅由第一金属层构成的色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻。

此时，优选第一金属层由Ti形成，第二金属层由Cu形成，第二金属层的厚度为至少包含第一金属层的厚度和第二金属层的厚度的合计厚度的20%以上。根据这样的结构，能够增大由电阻低的Cu形成的第二金属层所占的区域，因此能够进一步降低色素增感型太阳能电池用金属基板整体的电阻。

在上述第二金属层的厚度为合计厚度的20%以上的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第二金属层的厚度为至少包含第一金属层的厚度和第二金属层的厚度的合计厚度的50%以上。根据这样的结构，能够进一步增大由电阻低的Cu形成的第二金属层所占的区域，因此能够进一步降低色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻。

在上述一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第一金属层由Ti形成，第一金属层的厚度为至少包含第一金属层的厚度和第二金属层的厚度的合计厚度的15%以上。根据这样的结构，能够抑制第一金属层的厚度过小，因此能够抑制因第一金属层的厚度过小引起在第一金属层产生裂纹等缺陷。

在上述一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选还具备与第二金属层相接、接合于第一金属层的相反侧的第三金属层，第三金属层的热膨胀系数与第一金属层的热膨胀系数之间差小于第二金属层的热膨胀系数与第一金属层的热膨胀系数之差。根据这样的结构，在色素增感型太阳能电池用金属基板热变形时，能够由热膨胀系数接近第一金属层的热膨胀系数的第三金属层来抑制因第二金属层相对于第一金属层变形引起色素增感型太阳能电池用金属基板整体变形。

此时，优选第三金属层由耐腐蚀性比构成第二金属层的金属高的金属形成。根据这样的结构，能够由第三金属层来抑制因外部环境等引起第二金属层被腐蚀。

在还具备上述第三金属层的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第一金属层的厚度与第三金属层的厚度相同。根据这样的结构，能够由具有接近第一金属层的热膨胀系数的热膨胀系数并且厚度与第一金属层相同的第三金属层进一步抑制色素增感型太阳能电池用金属基板整体变形。

在还具备上述第三金属层的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第一金属层由Ti或Ti合金形成，第二金属层由Cu、Cu合金、Al或Al合金中的任一种形成，第三金属层由Fe、铁素体类不锈钢、Ti或Ti合金中的任一种形成。根据这样的结构，由于色素增感型太阳能电池用金属基板的一部分为由电阻低的Cu、Cu合金、Al或Al合金中的任一种形成的第二金属层，因此能够使色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻低于仅由第一金属层构成的色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻。另外，在色素增感型太阳能电池用金属基板热变形时，能够通过具有接近由Ti或Ti合金形成的第一金属层的热膨胀系数的热膨胀系数且由Fe、铁素体类不锈钢、Ti或Ti合金中的任一种金属形成的第三金属层，来抑制因由Cu、Cu合金、Al或Al合金中的任一种形成的第二金属层相对于第一金属层变形引起色素增感型太阳能电池用金属基板整体变形。

在还具备上述第三金属层的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第一金属层由Ti形成，第二金属层由Cu形成，第二金属层的厚度为至少包含第一金属层的厚度、第二金属层的厚度和第三金属层的厚度的合计厚度的20%以上、70%以下。根据这样的结构，能够某种程度地增大由电阻低的Cu形成的第二金属层所占的区域，因此能够进一步降低色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻。另外，由于能够抑制第二金属层所占的区域过大，因此能够抑制因第一金属层所占的区域过小引起在第一金属层产生裂纹等缺陷。

此时，优选包层材料由将由Ti形成的第一金属层、由Cu形成的第二金属层和由铁素体类不锈钢形成的第三金属层接合而成的包层材料构成，第二金属层的厚度为由第一金属层的厚度、第二金属层的厚度和第三金属层的厚度构成的合计厚度的20%以上、70%以下。这样，在由仅由三层构成的包层材料构成的情况下，与第二金属层的厚度为20%以上、70%以下的四层以上的包层材料相比，能够进一步增大由电阻低的Cu形成的第二金属层所占的区域，因此能够进一步降低色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻。另外，由于能够抑制第二金属层所占的区域过大，因此能够抑制因第一金属层所占的区域过小引起在第一金属层产生裂纹等缺陷。

在上述第一金属层、第二金属层和第三金属层接合而成的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第三金属层由SUS430形成。根据这样的结构，能够通过具有接近Ti的热膨胀系数的热膨胀系数的SUS430形成的第三金属层，来抑制因由Cu形成的第二金属层相对于第一金属层变形引起色素增感型太阳能电池用金属基板整体变形。

在上述第二金属层的厚度为合计厚度的20%以上、70%以下的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第二金属层的厚度为至少包含第一金属层的厚度、第二金属层的厚度和第三金属层的厚度的合计厚度的30%以上、60%以下。根据这样的结构，能够进一步增大由电阻低的Cu形成的第二金属层所占的区域，因此能够进一步降低色素增感型太阳能电池用金属基板整体的电阻。

在上述一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第二金属层的电阻为第一金属层的电阻的二十分之一以下。根据这样的结构，能够有效地降低包含第一金属层和第二金属层的色素增感型太阳能电池用金属基板的电阻，因此能够有效地抑制色素增感型太阳能电池用金属基板内的电损失增大。

在上述一个方面的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选在第一金属层的色素增感型太阳能电池元件侧的基板表面上形成有催化剂层，在第一金属层的色素增感型太阳能电池元件侧的基板表面形成有凹凸。根据这样的结构，能够由基板表面的凹凸来增大催化剂层所覆盖的基板表面的表面积，因此能够增大催化剂层的表面积。该结果，能够更容易地进行经由催化剂层的电子的授受，因此能够进一步提高色素增感型太阳能电池的发电效率。

此时，优选第一金属层的色素增感型太阳能电池元件侧的基板表面的表面积／平面面积为1.03以上。根据这样的结构，能够可靠地由基板表面的凹凸来增大催化剂层所覆盖的基板表面的表面积，因此能够可靠地增大催化剂层的表面积。另外，平面面积是指将测定表面积的规定的范围投影到平面时的平面的面积。

在上述表面积／平面面积为1.03以上的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选第一金属层的色素增感型太阳能电池元件侧的基板表面的表面积／平面面积为1.05以上。根据这样的结构，能够有效地由基板表面的凹凸来增大催化剂层所覆盖的基板表面的表面积，因此能够有效地增大催化剂层的表面积。

在上述基板表面上形成有凹凸的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选在第一金属层的色素增感型太阳能电池元件侧的基板表面上，算术平均粗糙度Ra为0.10μm以上，并且十点平均粗糙度Rzjis为0.50μm以上。根据这样的结构，能够可靠地由基板表面的凹凸来增大催化剂层所覆盖的基板表面的表面积，因此能够可靠地增大催化剂层的表面积。

在上述算术平均粗糙度Ra为0.10μm以上且十点平均粗糙度Rzjis为0.50μm以上的色素增感型太阳能电池用金属基板中，优选在第一金属层的色素增感型太阳能电池元件侧的基板表面上，算术平均粗糙度Ra为0.22μm以上，并且十点平均粗糙度Rzjis为1.20μm以上。根据这样的结构，能够可靠地由基板表面的凹凸来增大催化剂层所覆盖的基板表面的表面积，因此能够可靠地增大催化剂层的表面积。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的色素增感型太阳能电池的构造的剖面图。

图2是模式表示本发明第一实施方式的金属基板的构造的立体图。

图3是表示本发明第一实施方式的金属基板的构造的剖面图。

图4是表示本发明第一实施方式的金属基板的构造的放大剖面图。

图5是表示本发明第二实施方式的金属基板的构造的剖面图。

图6是表示为了确认本发明的效果而进行的模拟所得到的三层构造的金属基板的体积电阻率的计算值的图。

图7是为了确认本发明的效果而进行的模拟所得到的三层构造的金属基板的体积电阻率的曲线图。

图8是表示为了确认本发明的效果而进行的模拟所得到的二层构造的金属基板的体积电阻率的计算值的图。

图9是为了确认本发明的效果而进行的模拟所得到的二层构造的金属基板的体积电阻率的曲线图。

图10是表示为了确认本发明的效果而进行的沿三层构造的金属基板的上表面方向的体积电阻率的测定方法的立体图。

图11是表示为了确认本发明的效果而进行的沿三层构造的金属基板的上表面方向的体积电阻率的实验结果的图。

图12是表示为了确认本发明的效果而进行的色素增感型太阳能电池的发电效率的实验结果的图。

图13是表示为了确认本发明的效果而进行的使表面粗糙度变化时的色素增感型太阳能电池的发电效率的实验结果的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

（第一实施方式）

首先，参照图1～图4，对本发明第一实施方式的色素增感型太阳能电池100的构造进行说明。

如图1所示，本发明第一实施方式的色素增感型太阳能电池100具备配置于光入射侧（Z1侧）的太阳能电池元件1和配置于光入射侧相反侧（Z2侧）的金属基板2。其中，太阳能电池元件1是本发明的“色素增感型太阳能电池元件”的一个例子，金属基板2是本发明的“包层材料”和“色素增感型太阳能电池用金属基板”的一个例子。

太阳能电池元件1包含配置于光入射侧且透光的玻璃基板11，形成于玻璃基板11的下表面上（Z2侧）的上部电极12，和由铂薄膜形成的、形成于金属基板2的上表面上的铂催化剂层13。另外，也可以使用由石墨形成的催化剂层来代替铂催化剂层13。其中，铂催化剂层13是本发明的“催化剂层”的一个例子。

另外，太阳能电池元件1还包含填充于上部电极12和铂催化剂层13之间的碘电解质14和以连接上部电极12的下表面的端部和铂催化剂层13的上表面的端部的方式配置、用于将碘电解质14封装于玻璃基板11和金属基板2之间的封装材料15。另外，碘电解质14包括碘化物离子（I₃ ^-）和碘离子（I^-）。另外，碘电解质14是本发明的“电解质”的一个例子。

上部电极12由对碘电解质14具有耐腐蚀性并且可透光的FTO（添加有微量的氟的氧化锡）形成。其中，FTO的体积电阻率为约800×10^-8Ω×m。另外，上部电极12作为太阳能电池元件1的负极发挥功能，金属基板2作为太阳能电池元件1的正极发挥功能。

另外，在上部电极12和金属基板2上分别连接有用于取出色素增感型太阳能电池100产生的电力的端子3a和3b。因此，为了在金属基板2的规定的区域和端子3b之间流通电流，需要在沿着X-Y平面的方向（X方向、Y方向及将X方向的成分和Y方向的成分合成的方向）流通电流。

另外，在上部电极12的下表面侧固定有无数的颗粒状二氧化钛12a。另外，在二氧化钛12a的表面吸附有吸光部12b。该吸光部12b由钌配位化合物等色素构成，具有吸收包括可见光等的光而放出电子的功能。另外，二氧化钛12a具有将从吸光部12b放出的电子传递到上部电极12的功能。

另外，太阳能电池元件1是色素增感型的太阳能电池元件。对该太阳能电池元件1的具体的发电机理进行说明。首先，向太阳能电池元件1照射光时，通过吸光部12b吸收光，从吸光部12b放出电子，吸光部12b变成氧化状态。然后，从吸光部12b放出的电子经由二氧化钛12a到达上部电极12（负极）。其后，电子从上部电极12经由端子3a通过未图示的外部电路。然后，电子经由端子3b到达金属基板2（正极）。这里，以铂催化剂层13的铂为催化剂，碘电解质14的碘化物离子（I₃ ^-）接收电子，形成三个碘离子（3I^-）。然后，通过从碘离子（I^-）向氧化状态的吸光部12b供给电子，恢复到原来的吸光部12b，并且三个碘离子（I^-）恢复到碘化物离子（I₃ ^-）。通过重复该一系列的循环，在太阳能电池元件1中产生电力。

如图2和图3所示，金属基板2通过从太阳能电池元件1的铂催化剂层13侧即上方（Z1侧）起依次配置Ti层21、Cu层22和不锈钢层23而形成。即，Ti层21以与铂催化剂层13的下表面接触的状态配置。另外，Ti层21是本发明的“第一金属层的一个例子，Cu层22是本发明的“第二金属层”的一个例子，不锈钢层23是本发明的“第三金属层”的一个例子。

另外，该金属基板2由分别具有平板状的形状的Ti层21、Cu层22和不锈钢层23以沿厚度方向（Z方向）层叠的状态而接合的三层构造的包层材料构成。

Ti层21由非多孔质的Ti形成，对碘电解质14具有耐腐蚀性。另外，如图4所示，通过使Ti层21的铂催化剂层13侧的上表面2a（Zl侧的面）粗糙化，在上表面2a形成有凹凸。另外，上表面2a是本发明的“基板表面”的一个例子。

具体而言，Ti层21的铂催化剂层13侧的上表面2a的算术平均粗糙度Ra为约0.22μm，十点平均粗糙度Rzjis为约1.20μm，表面积／平面面积为约1.05。其中，表面积／平面面积是指任意正方形区域的上表面2a的表面积除以正方形区域的平面面积所得的值。另外，上表面2a的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rzjis及表面积／平面面积只要分别为约0.10μm以上、约0.50μm以上及约1.03以上即可。

另外，铂催化剂层13以覆盖具有凹凸的上表面2a上的方式形成。该结果，铂催化剂层13的表面积比未在上面2a形成有凹凸时大。另外，在铂催化剂层13为粉末状时，可以认为铂不形成薄膜状（层状）地附着在上表面2a的一部分。此时，也通过使上表面2a粗糙化，容易在上表面2a上附着铂，因此铂的表面积增大。

Cu层22由Cu形成。不锈钢层23由耐腐蚀性比Cu高的SUS430（JIS标准）形成。具体而言，不锈钢层23由含有约16%以上、约18%以下的Cr的铁素体类不锈钢、即Fe合金形成。

这里，在第一实施方式中，如图3所示，金属基板2的厚度方向（Z方向）的厚度t1为约100μm。另外，Cu层22的厚度方向（Z方向）的厚度t2为金属基板2的厚度t1的约40%的约40μm。另外，Cu层22的厚度t2优选为金属基板2的厚度t1的约20%（约20μm）以上、约70%（约70μm）以下。另外，Cu层22的厚度t2更优选为金属基板2的厚度t1的约30%（约30μm）以上约60%（约60μm）以下。

另外，Ti层21的厚度方向（Z方向）的厚度t3和不锈钢层25的厚度方向的厚度t4大致相同。即，Ti层21的厚度t3和不锈钢层23的厚度t4都为金属基板2的厚度t1的约30%的约30μm。此外，Ti层21的厚度t3优选为金属基板2的厚度t1的约20%（约20μm）以上。此外，形成于Ti层21的上表面2a上的铂催化剂层13的厚度t5（参照图4）为约1nm以上、约300nm以下。

另外，Ti层21具有的体积电阻率Rl为约54×10^-8Ω×m。另外，Cu层22具有的体积电阻串R2为约1.7×10^-8Ω×m。另外，不锈钢层23具有的体积电阻串R3为约60×10^-8Ω×m。即，Cu层22的体积电阻率R2为Ti层21的体积电阻率Rl及不锈钢层23的体积电阻率R3的约二十分之一以下。

另外，Ti层21的热膨胀系数为约8.9×10^-6/℃。另外，Cu层22的热膨胀系数为约17×10^-6/℃。另外，不锈钢层23的热膨胀系数为约10.4×10^-6/℃。即，Ti层21的热膨胀系数与不锈钢层23的热膨胀系数之差（＝约1.5×10^-6/℃）小于Cu层22的热膨胀系数与不锈钢层23的热膨胀系数之差（＝约8.1×10^-6/℃）。

另外，如图2所示，在沿与厚度方向（Z方向）正交的上表面2a的X方向，将Ti层21的体积电阻率Rl、Cu层22的体积电阻率R2和不锈钢层23的体积电阻率R3合成后的X方向的合成体积电阻率Ryz为约2×10^-8Ω×m。另外，X方向的合成体积电阻率Ryz是金属基板2相对于以沿与Y-Z平面正交的方向（X方向）贯通Y-Z平面的方式流动的电流Ix的体积电阻率。

另外，与X方向同样，Y方向及将X方向成分和Y方向成分合成后的方向是沿与厚度方向（Z方向）正交的上表面2a的方向。因此，Y方向的合成体积电阻率（金属基板2相对于沿Y方向流动的电流的体积电阻率）和将X方向成分和Y方向成分合成后的方向的合成体积电阻率（金属基板2相对于沿合成后的方向流动的电流的体积电阻率）均与X方向的合成体积电阻率Ryz相同。因此，以下，作为沿与厚度方向（Z方向）正交的上表面2a的方向的合成体积电阻率，仅考虑X方向的合成体积电阻率Ryz。

另外，在厚度方向（z方向），将Ti层21的体积电阻率R1、Cu层22的体积电阻率R2和不锈钢层23的体积电阻率R3合成后的厚度方向的合成体积电阻率Rxy为约18×10^-8Ω×m。即，X方向的合成体积电阻率Ryz（约2×10^-8Ω×m）小于厚度方向（Z方向）的合成体积电阻率Rxy（约18×10^-8Ω×m）。另外，厚度方向的合成体积电阻率Rxy是金属基板2相对于以沿与X-Y平面正交的方向（厚度方向：Z方向）贯通X-Y平面的方式流动的电流Iz的体积电阻率。

接着，参照图1和图3对本发明第一实施方式的色素增感型太阳能电池100的制造工艺进行说明。

首先，准备由非多孔质构成的卷状的Ti板、卷状的Cu板及SUS430的卷状不锈钢板（未图示）。其中，Cu板的厚度为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的约40%。另外，Ti板的厚度和不锈钢板的厚度均为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的约30%。

然后，以解开卷而按照Ti板、Cu板和不锈钢板的顺序层叠的状态，通过未图示的压延机进行连续接合。此时，边对Ti板、Cu板和不锈钢板施加规定的压力边进行冷轧。由此，如图3所示，具有约30μm的厚度t3的Ti层21、具有约40μm的厚度t2的Cu层22、具有约30μm的厚度t4的不锈钢层23接合，连续地形成具有约100μm的厚度t1的包层材料（金属基板2）。然后，如图4所示，对包层材料（金属基板2）的铂催化剂层13侧的上表面2a（Z1侧的面）进行喷丸处理（shot blast）。此时，将上表面2a粗糙化而形成凹凸，使得Ti层21的上表面2a的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rzjis和表面积／平面面积分别为约0.22μm、约1.20μm和约1.05。

其后，通过溅射法、浆料涂布等，在包层材料（金属基板2）的上表面2a上形成铂薄膜的铂催化剂层13。由此，在具有凹凸的上表面2a上形成铂催化剂层13。然后，将形成有铂催化剂层13的包层材料（金属基板2）连续地形成，并卷成卷状。

另一方面，通过溅射法等，在准备好的玻璃基板11的下表面上形成FTO上部电极12。其后，将含有颗粒状的二氧化钛粉末的涂布材料涂布在上部电极12的下表面上，然后进行干燥和烧制。由此，颗粒状的二氧化钛12a固定于上部电极12的下表面上。然后，通过将玻璃基板11浸泡于含有钌配位化合物等色素的溶液中，使由色素构成的吸光部12b吸附在二氧化钛12a的表面。由此，形成了形成有上部电极12、二氧化钛12a和吸光部12b的玻璃基板11。然后，隔开规定的间隔，在在玻璃基板11的下表面上配置封装材料15。

其后，以在玻璃基板11和包层材料（金属基板2）之间形成规定的间隔的方式将玻璃基板11配置在解开了卷的包层材料（金属基板2）的上表面上。然后，在对应于玻璃基板11的两端部的位置，将包层材料切断，然后向由玻璃基板11、金属基板2和封装材料15形成的空间内填充碘电解质14。由此，形成太阳能电池元件1。最后，通过将端子3a和3b分别与上部电极12和金属基板2连接，制造图1所示的色素增感型太阳能电池100。

在第一实施方式中，如上所述，通过作为太阳能电池元件1的正极发挥功能的金属基板2具备由非多孔质的Ti层21、和具有比Ti层21的体积电阻率Rl（约54×10^-8Ω×m）低的体积电阻率R2（约1.7×10^-8Ω×m）的Cu形成且与Ti层21接合的Cu层22，与金属基板2仅由Ti层21构成的情况不同，由于金属基板2的一部分为由电阻低于Ti层21的Cu形成的Cu层22，因此能够使金属基板2的电阻低于仅由Ti层构成的金属基板的电阻。由此，在金属基板2中，能够抑制电损失增大。该结果，与金属基板2仅由Ti层21构成的情况相比，能够提高色素增感型太阳能电池100的发电效率。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过Ti层21由对碘电解质14具有耐腐蚀性的Ti形成，并且将Cu层22接合于Ti层21的太阳能电池元件1的相反侧，在金属基板2形成有Cu层22的情况下，也能够维持对太阳能电池元件1的碘电解质14的耐腐蚀性。该结果，能够维持对太阳能电池元件1的碘电解质14的耐腐蚀性，并且能够提高色素增感型太阳能电池100的发电效率。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过使Ti层21的热膨胀系数与SUS430不锈钢层23的热膨胀系数之差（＝约1.5×10^-6/℃）小于Cu层22的热膨胀系数与不锈钢层23的热膨胀系数之差（＝约8.1×10^-6/℃），在金属基板2热变形时，能够通过具有接近Ti层21的热膨胀系数的热膨胀系数的SUS430不锈钢层23，来抑制因Cu层22相对于Ti层21变形引起的金属基板2整体变形。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过由耐腐蚀性比构成Cu层22的Cu高的铁素体类不锈钢形成不锈钢层23，能够由不锈钢层23来抑制因外部环境等引起的Cu层22被腐蚀。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过使Ti层21的厚度t3和不锈钢层23的厚度t4均为金属基板2的厚度t1（约100μm）的约30%（约30μm），能够由具有接近Ti层21的热膨胀系数的热膨胀系数并且厚度t4与Ti层21的厚度t3相同的不锈钢层23来抑制金属基板2整体变形。另外，能够抑制因Ti层21的厚度t3和不锈钢层23的厚度t4不同引起的难以将Ti层21、Cu层22和不锈钢层23接合而形成包层材料。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过使Cu层22的厚度t2为金属基板2的厚度t1（约100μm）的约40%（约40μm），能够某种程度地增大由电阻低的Cu形成的Cu层22所占的区域，因此能够进一步降低金属基板2整体的电阻。另外，由于能够抑制Cu层22所占的区域过大，因此能够抑制因Ti层21所占的区域过小引起在Ti层21产生裂纹等缺陷。另外，能够抑制因热变形大的Cu层22所占的区域过大引起金属基板2容易变形。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过使Cu层22的体积电阻率R2为Ti层21的体积电阻率R1和不锈钢层23的体积电阻率R3的约二十分之一以下，能够有效地降低包含Ti层21、Cu层22和不锈钢层23的金属基板2的电阻，因此能够有效地抑制金属基板2内的电损失增大。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过将Ti层21的铂催化剂层13侧的上表面2a粗糙化而在上表面2a形成凹凸，能够通过上表面2a的凹凸使铂催化剂层13所覆盖的上表面2a的表面积增大，因此能够使铂催化剂层13的表面积增大。该结果，能够更容易地进行经由铂催化剂层13的电子的授受，因此能够进一步提高色素增感型太阳能电池100的发电效率。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过使Ti层21的铂催化剂层13侧的上表面2a的算术平均粗糙度Ra为约0.22μm、十点平均粗糙度Rzjis为约1.20μm、表面积／平面面积为约1.05，能够通过上表面2a的凹凸有效地使催化剂层所覆盖的上表面2a的表面积增大，因此能够有效地使铂催化剂层13的表面积增大。

（第二实施方式）

接着，参照图1和图5对本发明第二实施方式的色素增感型太阳能电池200的构造进行说明。在该第二实施方式的色素增感型太阳能电池200中，与上述第一实施方式不同，对金属基板202由Ti层221和Cu层222接合而成的两层构造的包层材料构成的情况进行说明。

如图5所示，本发明第二实施方式的色素增感型太阳能电池200（参照图1）的金属基板202通过从太阳能电池元件1侧（参照图1）即上方（Z1侧）依次配置Ti层221和Cu层222而形成。即，以与铂催化剂层13的下表面接触的状态配置有Ti层221。另外，金属基板202是本发明的“包层材料”和“色素增感型太阳能电池用金属基板”的一个例子。另外，Ti层221是本发明的“第一金属层”的一个例子，Cu层222是本发明的“第二金属层”的一个例子。

该金属基板202由分别具有平板状的形状的Ti层221和Cu层222以沿厚度方向（Z方向）层叠的状态而接合的两层构造的包层材料构成。另外，Ti层221由非多孔质的Ti形成，并且Cu层222由Cu形成。

这里，在第二实施方式中，Cu层222的厚度方向（Z方向）的厚度t2为金属基板202的厚度t1（约100μm）的约70%的约70μm。另外，Cu层222的厚度t2优选为金属基板202的厚度t1的约20%（约20μm）以上、约85%（约85μm）以下。另外，Cu层222的厚度t2更优选为金属基板202的厚度t1的约50%（约50μm）以上、约80%（约80μm）以下。

另外，Ti层221的厚度方向（Z方向）的厚度t3为金属基板202的厚度t1（约100μm）的约30%的约30μm。另外，Ti层221的厚度t3优选为金属基板202的厚度t1的约15%（约15μm）以上。此外，第二实施方式的色素增感型太阳能电池200的其他结构与上述第一实施方式大致相同。

接着，参照图5对本发明第二实施方式的色素增感型太阳能电池200的制造工艺进行说明。

首先，准备由非多孔质构成的卷状的Ti板和卷状的Cu板（未图示）。其中，Cu板的厚度为Ti板和Cu板的合计厚度的约70%。另外，Ti板的厚度为Ti板和Cu板的合计厚度的约30%。

然后，以解开卷而使Ti板和Cu板层叠的状态，通过未图示的压延机进行连续接合。此时，边对Ti板和Cu板施加规定的压力边进行冷轧。由此，如图5所示，具有约30μm的厚度t3的Ti层221和具有约70μm的厚度t2的Cu层222接合，连续地形成具有约100μm的厚度t1的包层材料（金属基板202）。此外，第二实施方式的其他制造工艺与上述第一实施方式相同。

在第二实施方式中，如上所述，通过金属基板202具备由非多孔质的Ti层221和具有比Ti层221的体积电阻率Rl（约54×10^-8Ω×m）低的体积电阻率R2（约1.7×10^-8Ω×m）的Cu形成且与Ti层221接合的Cu层222，能够使金属基板202的电阻低于仅由Ti层构成的金属基板的电阻。由此，在金属基板202中，能够抑制电损失增大，因此能够提高色素增感型太阳能电池200的发电效率。

另外，在第二实施方式中，如上所述，通过Ti层221由对碘电解质14具有耐腐蚀性的Ti形成，并且将Cu层222接合于Ti层221的太阳能电池元件1的相反侧，在金属基板202形成有Cu层222的情况下，也能够维持对太阳能电池元件1的碘电解质14的耐腐蚀性。

另外，在第二实施方式中，如上所述，通过使Cu层222的厚度t2为金属基板202的厚度t1（约100μm）的约70%（约70μm），能够使由电阻低的Cu形成的Cu层222所占的区域增大，因此能够进一步降低金属基板202整体的电阻。

另外，在第二实施方式中，如上所述，通过使Ti层221的厚度t3为金属基板202的厚度t1（约100μm）的约30%（约30μm），能够抑制Tl层221的厚度t3过小，因此能够抑制因Ti层221的厚度t3过小引起在Ti层221产生裂纹等缺陷。另外，能够抑制因热变形大的Cu层222所占的区域过大引起金属基板202容易变形。此外，第二实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。

[实施例]

接着，参照图2～图13对为l确认本发明的效果而进行的体积电阻率的模拟及测定、和发电效率的测定进行说明。具体而言，进行了上述第一实施方式的三层构造的金属基板2的体积电阻率及上述第二实施方式的两层构造的金属基板202的体积电阻率的模拟。另外，进行了上述第一实施方式的三层构造的金属基板2中沿上表面2a的方向的体积电阻率的测定、使用该金属基板2制作得到的电池100的发电效率的测定和使金属基板2的表面粗糙度变化时的色素增感型太阳能电池l00的发电效率的测定。

（体积电阻率的模拟）

以下说明的三层构造的金属基板的体积电阻率的模拟中，如图6所示，作为与上述第一实施方式的金属基板2对应的实施例1～9的金属基板2，假设为由分别具有平板状的形状的Ti层21、Cu层22和不锈钢层23以沿厚度方向层叠的状态接合的三层构造的包层材料构成的金属基板2。这里，作为实施例1～9的金属基板2，假设Cu层22的厚度t2（参照图3）分别为金属基板2的厚度t1（参照图3）的10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%及90%。另外，在实施例1～9中，假定Ti层21的厚度t3（参照图3）及不锈钢层23的厚度t4（参照图3）为相同的厚度。因此，在实施例1～9的金属基板2中，进行了Ti层21的厚度t3及不锈钢层23的厚度t4分别为金属基板2的厚度t1的45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%及5%那样的模型化。

另外，作为相对于实施例1～9的比较例1，假设为由Ti层和不锈钢层以沿厚度方向层叠的状态接合的两层构造的包层材料构成的金属基板（不包含Cu层的金属基板）。另外，在比较例1的金属基板中，假定Ti层的厚度和不锈钢层的厚度均为金属基板的厚度的50%。

在两层构造的金属基板的体积电阻率的模拟中，如图8所示，作为与上述第二实施方式的金属基板202对应的实施例10～18，假设为由分别具有平板状的形状的Ti层221和Cu层222以沿厚度方向层叠的状态接合的两层构造的包层材料构成的金属基板202。这里，作为实施例10～18的金属基板202，假设Cu层222的厚度t2（参照图5）分别为金属基板202的厚度t1（参照图5）的10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%及90%。在实施例10～18的金属基板202中，进行了Ti层221的厚度t3（参照图3）分别为金属基板202的厚度t1的90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%及10%那样的模型化。

另外，作为相对于实施例1～18的比较例2，假设为仅由Cu层构成的金属基板（不包含Ti层和不锈钢层的金属基板）。作为相对于实施例10～18的比较例3，假设为仅由Ti层构成的金属基板（不包含Cu层的金属基板）。

另外，在体积电阻率的模拟中，在实施例1～18及比较例1～3中，分别计算出金属基板的沿上表面的方向（X方向）的合成体积电阻率Ryz和厚度方向（Z方向）的合成体积电阻率Rxy。另外，X方向的合成体积电阻率Ryz由公式“1/Ryz＝a/R1＋b/R2＋c/R3”求出。此外，Z方向的合成体积电阻率Rxy由公式“Rxy＝a×Rl＋b×R2＋c×R3”求出。其中，上述公式内的a、b和c分别为Ti层的厚度、Cu层的厚度和不锈钢层的厚度相对于金属基板的厚度的比例。另外，R1、R2和R3分别为Ti、Cu和不锈钢层的体积电阻率。这里，作为R1、R2和R3，分别使用54×10^-8Ω×m、1.7×10^-8Ω×m和60×10^-8Ω×m。

从图6和图7所示的实施例1～9和比较例1及2的结果可知，通过在三层构造的金属基板形成Cu层，与三层构造的金属基板不包含Cu层的情况（比较例1）相比，X方向的合成体积电阻率Ryz和Z方向的合成体积电阻率Rxy均变小。同样地，从图8和图9所示的实施例10～18和比较例2及3的结果可知，通过在两层构造的金属基板形成Cu层，与两层构造的金属基板不包含Cu层的情况（比较例3）相比，X方向的合成体积电阻率Ryz及Z方向的合成体积电阻率Rxy均变小。根据这些结果判明，通过在金属基板上形成Cu层，能够抑制在金属基板中电损失增大。

另外，从图6～图9所示的实施例1～18和比较例1～3的结果可知，通过增大由体积电阻率小的Cu形成的Cu层的厚度比例，能够使合成体积电阻率Ryz和Rxy均变小。另外可知，X方向的合成体积电阻率Ryz在Cu层的厚度比例小的区域内变化量大，并且在Cu层的厚度比例大的区域内变化量小。

另外，从图6～图9所示的实施例2～9及11～18的结果和比较例2的结果可知，通过使Cu层的厚度为金属基板的厚度的20%以上，能够使X方向的体积电阻率Ryz为8×10^-8Ω×m以下。由此判明，通过使Cu层的厚度为金属基板的厚度的20%以上，能够进一步抑制主要沿X方向流动电流时的电损失增大。由此认为，即使在随着将太阳能电池元件大型化而增大了金属基板的与厚度方向正交的X-Y平面（上表面）的面积的情况下，如果Cu层的厚度为金属基板的厚度的20%以上，则也能够抑制金属基板的电损失增大，因此能够从大型化后的色素增感型太阳能电池得到更多的电。

另外，从实施例5～9及14～18的结果和比较例2的结果可知，通过使Cu层的厚度为金属基板的厚度的50%以上，能够使X方向的体积电阻率Ryz为4×10^-8Ω×m以下。由此可知，通过使Cu层的厚度为金属基板的厚度的50%以上，能够进一步抑制主要沿X方向流动电流时的电损失增大。

（金属基板的沿着上面的方向的体积电阻率的测定）

以下说明的沿上表面的方向的体积电阻率的测定中，实际上，制作与上述第一实施方式的金属基板2对应的金属基板2，进行了体积电阻率的测定。具体而言，准备由非多孔质构成的Ti板、Cu板和SUS340不锈钢板。然后，以按照Ti板、Cu板和不锈钢板的顺序层叠的状态通过压延机，进行连续接合。此时，通过边对Ti板、Cu板和不锈钢板施加规定的压力边进行冷轧，分别制作与上述第一实施方式的金属基板2对应的实施例2a、4a和6a的金属基板2各6块，共计18块。

这里，在与上述的模拟实施例2（参照图6）对应的实施例2a的金属基板2中，Cu板的厚度为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的20%，Ti板的厚度和不锈钢板的厚度均为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的40%（Cu板的厚度的2倍）。

另外，在与上述的模拟实施例4（参照图6）对应的实施例4a的金属基板2中，Cu板的厚度为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的40%，Ti板的厚度和不锈钢板的厚度均为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的30%（Cu板的厚度的3/4倍）。

另外，在与上述的模拟实施例6（参照图6）对应的实施例6a的金属基板2中，Cu板的厚度为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的60%，Ti板的厚度和不锈钢板的厚度均为Ti板、Cu板和不锈钢板的合计厚度的20%（Cu板的厚度的1/4倍）。

然后，在制作成的18块金属基板2（实施例2a的6块金属基板2、实施例4a的6块金属基板2和实施例6a的6块金属基板2）中，分别利用规定的测定方法，测定Ti层21的厚度t3、Cu层22的厚度t2、不锈钢层23的厚度t4和金属基板2的厚度t1。

另外，在制作得到的18块金属基板2中，分别利用四探针法测定沿上表面2a的X方向的合成体积电阻率Ryz。具体而言，通过测定在图10所示的体积电阻率测定仪300的探针300a～300d中配置于外侧的探针300a和300b之间流通一定电流I_o时的配置于内侧的探针300c和300d间的电位差V，算出X方向的合成体积电阻率Ryz。

然后，在实施例2a、4a和6a中，分别算出6块金属基板2的测定结果（Ti层21的厚度t3、Cu层22的厚度t2、不锈钢层23的厚度t4、金属基板2的厚度t1和X方向的合成体积电阻率Ryz）的平均值。

从图11所示的实施例2a、4a和6a的结果可知，在实际进行了测定的情况下，X方向的合成体积电阻率Ryz也小于仅由Ti层和不锈钢层构成的金属基板的体积电阻率（57×10^-8Ω×m，比较例1）及仅由Ti层构成的金属基板的体积电阻率（54×10^-8Ω×m，比较例3）。由此判明，实际上，通过在金属基板2形成Cu层22，与金属基板2不包含Cu层22的情况（金属基板仅由Ti层和不锈钢层构成的情况及金属基板仅由Ti层构成的情况）相比，能够减小X方向的合成体积电阻率Ryz。

另外，从实施例2a、4a和6a的实验结果（实测值）及体积电阻率的模拟实施例2、4和6的模拟结果（计算值）可知，X方向的合成体积电阻率Ryz的实测值大于计算值。这可以认为是由包层材料的各层间的界面的化合物层的生成造成的。

另外，可知，Cu层22的厚度t2的比例小时（实施例2及2a）的合成体积电阻率Ryz的实测值与计算值之差（＝8.76×10^-8Ω×m）大于Cu层22的厚度t2的比例大时（实施例6及6a）的合成体积电阻率Ryz的实测值与计算值之差（＝0.57×10^-8Ω×m）。这是由于如上所述在实测值的合成体积电阻率Ryz添加有通过Ti层21时的电阻的缘故，因此Ti层21的厚度t3的比例大的实施例2及2a与Ti层21的厚度t3的比例小的实施例6及6a相比，通过Ti层21时的电阻增大。因此，可以认为，Cu层22的厚度t2的比例小时的合成体积电阻率Ryz的实测值与计算值之差大于Cu层22的厚度t2的比例大时的合成体积电阻率Ryz的实测值与计算值之差。

（使Cu层的厚度比例不同时的发电效率测定）

以下说明的使Cu层的厚度比例不同时的发电效率的测定中，如图12所示，作为与上述第一实施方式的金属基板2对应的实施例2b～7b的金属基板2，准备由分别具有平板状的形状的Ti层21、Cu层22和不锈钢层23以沿厚度方向层叠的状态接合的三层构造的包层材料构成的金属基板2。此时，在实施例2b～7b的金属基板2中，使厚度t1（参照图3）和与厚度方向正交的X-Y平面（参照图2）的面积互相相同。

这里，作为实施例2b～7b的金属基板2，制作Cu层22的厚度t2（参照图3）分别为金属基板2的厚度t1（参照图3）的20%、30%、40%、50%、60%及70%的金属基板2。此外，作为实施例2b～7b的金属基板2，使Ti层21的厚度t3（参照图3）和不锈钢层23的厚度t4（参照图3）相同。具体而言，在实施例2b～7b的金属基板2中，使Ti层21的厚度t3和不锈钢层23的厚度t4分别为金属基板2的厚度t1的40%、35%、30%、25%、20%及15%。

另外，作为相对于实施例2b～7b的比较例4的金属基板，准备仅由具有平板状的形状的Ti层构成的金属基板。此时，比较例4的金属基板的厚度和实施例2b～7b的金属基板2的厚度t1（参照图3）相同。另外，比较例4的金属基板的与厚度方向正交的X-Y平面的面积和实施例2b～7b的金属基板2的与厚度方向正交的X-Y平面（参照图2）的面积相同。即，作为比较例4的金属基板，制作在仅由Ti层构成的这一点上与实施例2b～7b的金属基板2不同的金属基板。

然后，使用与上述第一实施方式的色素增感型太阳能电池100的制造工艺同样的制造工艺，分别制作与实施例2b～7b及比较例4对应的色素增感型太阳能电池。其后，在相同的条件下，分别计测以比较例4的色素增感型太阳能电池的发电效率为100%时的实施例2b～7b的色素增感型太阳能电池100的发电效率。

从图12所示的实施例2b～7b和比较例4的结果可知，通过在金属基板2形成Cu层22，与金属基板仅由Ti层构成的情况（比较例4，发电效率：100%）相比，色素增感型太阳能电池的发电效率增大（实施例2b～7b，发电效率：110%以上115%以下）。这是由于与仅由Ti层构成的金属基板（比较例4）相比，包含Cu层的金属基板2（实施例2b～7b）的X方向的体积电阻率Ryz及Z方向的体积电阻率Rxy均变小，从而在金属基板中，电损失增大得到抑制的缘故。因此，可以认为，在对应于实施例2b～7b的色素增感型太阳能电池100中，与对应于比较例4的色素增感型太阳能电池相比，发电效率增大。

另外，从实施例5b～7b的结果可知，在Cu层22的厚度t2为金属基板2的厚度t1的50%以上时，色素增感型太阳能电池100的发电效率大致不变（115%）。即，判明了Cu层22的厚度t2优选为金属基板2的厚度t1的50%以上。可以认为这是因为从图7所示的体积电阻率的模拟曲线图来看，在Cu层22的厚度t2的比例为50%以上的区域，X方向的合成体积电阻率Ryz的变化非常小，电流沿X方向流动时的电阻值几乎不变。

另外，从实施例2b～7b的结果能够确认，在Cu层22的厚度t2为金属基板2的厚度t1的30%以上时（实施例3b～7b，发电效率：113%以上、115%以下）与Cu层22的厚度t2为金属基板2的厚度t1的20%时（实施例2b，发电效率：110%）相比，能够进一步增大色素增感型太阳能电池100的发电效率。另外，能够确认，在Cu层22的厚度t2为金属基板2的厚度t1的50%以上时（实施例5b～7b，发电效率；115%），能够进一步增大色素增感型太阳能电池100的发电效率。

（使金属基板的表面粗糙度不同时的发电效率测定）

以下说明的使金属基板的表面粗糙度不同时的发电效率测定的测定中，准备三块与上述第一实施方式的金属基板2对应的上述实施例4b的金属基板2。即，准备Cu层22的厚度t2（参照图3）为金属基板2的厚度t1（参照图3）的40%且Ti层21的厚度t3（参照图3）和不锈钢层23的厚度t4（参照图3）为金属基板2的厚度t1的30%的金属基板2。

然后，通过对三块实施例4b的金属基板2中的两块金属基板2的Ti层21的上表面2a进行喷丸处理，制作具有表面粗糙度比实施例4b的金属基板2的上表面2a大的上表面2a的实施例4c的金属基板2和实施例4d的金属基板2。此时，以使实施例4d的金属基板2的上表面2a的表面粗糙度比实施例4c的金属基板2的上表面2a的表面粗糙度大的方式进行制作。

其后，测定实施例4b的金属基板2、实施例4c的金属基板2及实施例4d的金属基板2的各自的上表面2a的表面粗糙度。具体而言，关于上表面2a的算术平均粗糙度Ra及十点平均粗糙度Rzjis，使用接触式的表面粗糙度测定仪（surfcom 480A，株式会社东京精密所研制）进行测定，关于表面积，使用激光显微镜（VK-970，株式会社KEYENCE研制）进行测定。作为表面积的测定条件，以使用50倍的物镜的表面形状的测定模式进行测定，并且以达到超高精细的测定品质的方式进行测定。其中，表面积／平面面积通过任意的240μm见方的正方形区域的金属基板2的表面积除以正方形区域的平面面积（240×240μm²）来求出。

然后，通过溅射法，在实施例4b的金属基板2、实施例4c的金属基板2及实施例4d的金属基板2的各自的上表面2a上形成铂薄膜的铂催化剂层13。其后，使用与上述第一实施方式的色素增感型太阳能电池100的制造工艺同样的制造工艺，分别制作与实施例4b、4c及4d对应的色素增感型太阳能电池。其后，在相同的条件下，分别计测以实施例4b的色素增感型太阳能电池的发电效率为100%时的实施例4c及4d的色素增感型太阳能电池100的发电效率。

在图13中表示实施例4b、4c及4d的实验结果。其中，发电效率的三角标记表示发电效率为100%以上、不足105%，意味着发电效率没有怎么提高。另外，圆标记表示发电效率为105%以上，意味着发电效率得到充分提高。

从实施例4b、4c及4d的实验结果判明，通过增大金属基板2的Ti层21的上表面2a的表面粗糙度（算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rzjis及表面积／平面面积），能够提高发电效率。

另外，从实施例4c及4d的结果判明，在满足上表面2a的算术平均粗糙度Ra为0.10μm以上的情况、十点平均粗糙度Rzjis为0.50μm以上的情况或表面积／平面面积为1.03以上中的任一个的情况下，能够期待发电效率提高。特别是，判明了在上表面2a的算术平均粗糙度Ra为0.22μm以上的情况、十点平均粗糙度Rzjis为1.20μm以上的情况及表面积／平面面积为1.05以上的情况下，发电效率充分地提高。可以认为这是由于金属基板2的Ti层21的上表面2a的表面粗糙度变大，从而附着于Ti层21的上表面2a的铂催化剂层13的铂的量增加，由此，进一步进行经由铂的电子的授受。

此外，本次公开的实施方式和实施例在所有方面都应认为只是用于例示，而不受其限制。本发明的范围不是上述的实施方式及实施例的说明，而通过专利权利要求的范围来表示，另外，包括与专利权利要求的范围均等的意思及范围内的所有的变更。

例如，在上述第一和第二实施方式中，对由非多孔质的Ti的Ti层21（221）构成本发明的“第一金属层”的例子进行了例示，但本发明不局限于此。例如，也可以由非多孔质且对碘电解质具有耐腐蚀性的Ti合金形成本发明的“第一金属层”。

另外，在上述第一和第二实施方式中，对由Cu形成的Cu层22（222）构成本发明的“第二金属层”的例子进行了例示，但本发明不局限于此。例如，也可以由电阻低的Cu合金、Al或Al合金中的任一种来形成本发明的“第二金属层”。

另外，在上述第一实施方式中，对由SUS430不锈钢层23构成本发明的“第三金属层”的例子进行了例示，但本发明不局限于此。例如，也可以由SUS430以外的铁素体类不锈钢形成本发明的“第三金属层”。另外，例如，也可以由铁素体类不锈钢以外的Fe、Ti或Ti合金中的任一种形成本发明的“第三金属层”。此时，通过使第三金属层为廉价的Fe，能够廉价地在金属基板形成第三金属层。另外，通过使第三金属层为耐腐蚀性高的Ti或Ti合金，能够进一步提高金属基板的耐腐蚀性。

另外，在上述第一实施方式中，对金属基板2由Ti层21、Cu层22和不锈钢层23接合而成的包层材料构成的例子进行了例示，但本发明不局限于此。例如，金属基板也可以与不锈钢层23接触地在Cu层22的相反侧的表面进一步具备其他金属层，也可以在Cu层22和不锈钢层23之间具备其他金属层。

另外，在上述第一实施方式中，对构成为Ti层21的厚度t3和不锈钢层23的厚度t4大致相同的例子进行了例示，但本发明不局限于此。在本发明中，也可以使Ti层的厚度t3和不锈钢层的厚度t4不同。此时，Ti通常比SUS430（铁素体类不锈钢）价格高，因此优选使Ti层的厚度t3小于不锈钢层的厚度t4。

另外，在上述第一实施方式中，对Ti层21的上表面2a的算术平均粗糙度Ra为约0.22μm、十点平均粗糙度Rzjis为约1.20μm、表面积／平面面积为约1.05的例子进行了例示，但本发明不局限于此。在本发明中，也可以使Ti层21的上表面2a的算术平均粗糙度Ra大于约0.22μm，也可以使十点平均粗糙度Rzjis大于约1.20μm，也可以使表面积／平面面积大于约1.05。

另外，在上述第一实施方式中，对Ti层21的上表面2a的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rzjis及表面积／平面面积也可以分别为约0.10μm以上、约0.50μm以上及约1.03以上的例子进行了例示，但本发明不局限于此。例如，也可以使算术平均粗糙度Ra为约0.10μm以上，另一方面，使十点平均粗糙度Rzjis及表面积／平面面积分别为不足约0.50μm及不足约1.03。另外，优选至少使表面积／平面面积为约1.03以上。

Claims (17)

1.一种色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

使色素增感型太阳能电池的发电效率提高，所述色素增感型太阳能电池用金属基板具备包层材料，所述包层材料由如下层构成：

非多孔质的第一金属层，其配置于色素增感型太阳能电池元件的正极侧，由对所述色素增感型太阳能电池元件的电解质具有耐腐蚀性的金属形成；

第二金属层，其由具有比所述第一金属层的电阻低的电阻的金属形成，并且接合于所述第一金属层的与所述色素增感型太阳能电池元件的相反侧；和

第三金属层，其与所述第二金属层相接，接合于所述第二金属层的与所述第一金属层的相反侧，

所述第三金属层的热膨胀系数与所述第一金属层的热膨胀系数之差小于所述第二金属层的热膨胀系数与所述第一金属层的热膨胀系数之差，

在所述第一金属层的与所述色素增感型太阳能电池元件相邻侧的基板表面上，形成有催化剂层，

在所述第一金属层的与所述色素增感型太阳能电池元件相邻侧的基板表面形成有凹凸，

所述第一金属层的与所述色素增感型太阳能电池元件相邻侧的基板表面的表面积/平面面积为1.03以上。

2.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层及所述第二金属层构成所述色素增感型太阳能电池元件的正极。

3.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层由Ti或Ti合金形成，

所述第二金属层由Cu、Cu合金、Al或Al合金中的任一种形成。

4.如权利要求3所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层由Ti形成，

所述第二金属层由Cu形成，

所述第二金属层的厚度为至少包含所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的合计厚度的20％以上。

5.如权利要求4所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第二金属层的厚度为至少包含所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的所述合计厚度的50％以上。

6.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层由Ti形成，

所述第一金属层的厚度为至少包含所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的合计厚度的15％以上。

7.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第三金属层由耐腐蚀性比构成所述第二金属层的金属高的金属形成。

8.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层的厚度与所述第三金属层的厚度相同。

9.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层由Ti或Ti合金形成，

所述第二金属层由Cu、Cu合金、Al或Al合金中的任一种形成，

所述第三金属层由Fe、铁素体类不锈钢、Ti或Ti合金中的任一种形成。

10.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层由Ti形成，

所述第二金属层由Cu形成，

所述第二金属层的厚度为至少包含所述第一金属层的厚度、所述第二金属层的厚度和所述第三金属层的厚度的合计厚度的20％以上、70％以下。

11.如权利要求10所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述包层材料由将由Ti形成的所述第一金属层、由Cu形成的所述第二金属层和由铁素体类不锈钢形成的所述第三金属层接合而成的所述包层材料构成，

所述第二金属层的厚度为包含所述第一金属层的厚度、所述第二金属层的厚度和所述第三金属层的厚度的合计厚度的20％以上、70％以下。

12.如权利要求11所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第三金属层由铁素体类不锈钢形成。

13.如权利要求10所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第二金属层的厚度为至少包含所述第一金属层的厚度、所述第二金属层的厚度和所述第三金属层的厚度的所述合计厚度的30％以上、60％以下。

14.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第二金属层的电阻为所述第一金属层的电阻的二十分之一以下。

15.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

所述第一金属层的与所述色素增感型太阳能电池元件相邻侧的基板表面的表面积/平面面积为1.05以上。

16.如权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

在所述第一金属层的与所述色素增感型太阳能电池元件相邻侧的基板表面中，算术平均粗糙度Ra为0.10μm以上，并且十点平均粗糙度Rzjis为0.50μm以上。

17.如权利要求16所述的色素增感型太阳能电池用金属基板，其特征在于：

在所述第一金属层的与所述色素增感型太阳能电池元件相邻侧的基板表面中，算术平均粗糙度Ra为0.22μm以上，并且十点平均粗糙度Rzjis为1.20μm以上。