JP2000243465A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光電気化学反応の実効面積を減らすことな
く集電抵抗を低減し、電極単位面積当たりの出力電流密
度を向上させる。 【解決手段】 導電性基板７上に光電変換活物質層
３、３Ａを設け、該光電変換活物質層３、３Ａの内部、
表面の少なくとも一方に集電用電極４、４Ａを設けたこ
とを特徴とする光電変換素子。
く集電抵抗を低減し、電極単位面積当たりの出力電流密
度を向上させる。 【解決手段】 導電性基板７上に光電変換活物質層
３、３Ａを設け、該光電変換活物質層３、３Ａの内部、
表面の少なくとも一方に集電用電極４、４Ａを設けたこ
とを特徴とする光電変換素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光電変換素子に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】近年の産業の発達によりエネルギーおよ
び電力の使用量が急増している。そのため一酸化炭素な
ど環境汚染物質の排出も増え、地球環境を守るため無視
できない量になっている。太陽エネルギーを電気に変換
する太陽電池は、直接には汚染物質を排出せずに電力を
製造できるので、その普及が期待されている。しかし、
従来のシリコンを使用した太陽電池は、製造コストが高
い問題があり、大規模電力用としては期待されるような
普及に至っていない。
び電力の使用量が急増している。そのため一酸化炭素な
ど環境汚染物質の排出も増え、地球環境を守るため無視
できない量になっている。太陽エネルギーを電気に変換
する太陽電池は、直接には汚染物質を排出せずに電力を
製造できるので、その普及が期待されている。しかし、
従来のシリコンを使用した太陽電池は、製造コストが高
い問題があり、大規模電力用としては期待されるような
普及に至っていない。
【０００３】このシリコンを使用した太陽電池に替わる
製造コストが低い太陽電池として、半導体粒子に可視光
を吸収する色素を担持した光電変換活物質層を有する湿
式太陽電池が注目されている。色素に光が照射されると
伝導電子とホールが生成し、伝導電子は色素を担持して
いる半導体粒子に移動、ホールは接触している電解液中
の酸化還元種から電子を受け取り消滅する。これらの光
電気化学反応により、電子の流れが発生し、光エネルギ
ーを電気エネルギーに変換できる。
製造コストが低い太陽電池として、半導体粒子に可視光
を吸収する色素を担持した光電変換活物質層を有する湿
式太陽電池が注目されている。色素に光が照射されると
伝導電子とホールが生成し、伝導電子は色素を担持して
いる半導体粒子に移動、ホールは接触している電解液中
の酸化還元種から電子を受け取り消滅する。これらの光
電気化学反応により、電子の流れが発生し、光エネルギ
ーを電気エネルギーに変換できる。
【０００４】これを大規模電力用として利用する場合、
大面積にする必要があるが、大面積化すると集電用電極
の抵抗が大きくなるため、電極単位面積当たりの出力電
流密度が低下してしまう問題があった。大規模電力用と
して利用するためには、この問題の解決がきわめて重要
である。また、センサ、電卓などの小規模電力用として
利用する場合においても、集電用電極の抵抗を小さくす
ることは、光電変換効率が向上できるため重要である。
大面積にする必要があるが、大面積化すると集電用電極
の抵抗が大きくなるため、電極単位面積当たりの出力電
流密度が低下してしまう問題があった。大規模電力用と
して利用するためには、この問題の解決がきわめて重要
である。また、センサ、電卓などの小規模電力用として
利用する場合においても、集電用電極の抵抗を小さくす
ることは、光電変換効率が向上できるため重要である。
【０００５】この課題を解決する従来技術として、特開
平８−２８７９６９号公報には、入射光の透過率を低下
させずに集電用電極の導電率を向上させるため、透明導
電膜の入射光側に鋭角なエッジを持つ金属電極が開示さ
れている。
平８−２８７９６９号公報には、入射光の透過率を低下
させずに集電用電極の導電率を向上させるため、透明導
電膜の入射光側に鋭角なエッジを持つ金属電極が開示さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は、鋭角なエッジにより入射光が反射され、反射損失
はあるもののほとんどの入射光が光電変換活性層に届く
が、前記エッジの陰になる光電変換活性層が存在するた
め、光電気化学反応に大きく影響がある反応実効面積の
減少は避けられず、光電変換効率が低下するおそれがあ
る。本発明は上記課題を解決したもので、光電気化学反
応の実効面積を減らすことなく集電抵抗を低減し、電極
単位面積当たりの出力電流密度を向上させた光電変換素
子を提供する。
術は、鋭角なエッジにより入射光が反射され、反射損失
はあるもののほとんどの入射光が光電変換活性層に届く
が、前記エッジの陰になる光電変換活性層が存在するた
め、光電気化学反応に大きく影響がある反応実効面積の
減少は避けられず、光電変換効率が低下するおそれがあ
る。本発明は上記課題を解決したもので、光電気化学反
応の実効面積を減らすことなく集電抵抗を低減し、電極
単位面積当たりの出力電流密度を向上させた光電変換素
子を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、導電性基板
上に光電変換活物質層を設け、該光電変換活物質層の内
部、表面の少なくとも一方に集電用電極を設けたことを
特徴とする光電変換素子である。
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、導電性基板
上に光電変換活物質層を設け、該光電変換活物質層の内
部、表面の少なくとも一方に集電用電極を設けたことを
特徴とする光電変換素子である。
【０００８】上記第１の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【０００９】すなわち、光電変換活物質層に設けられた
集電用電極により、半導体粒子の伝導電子を効率的に集
電することができるので、集電抵抗を低減することがで
き、電極単位面積当たりの出力電流密度を向上させるこ
とができる。また、前記集電用電極は、前記光電変換活
物質層の内部または入射光に対する裏面に設けることが
できるため、入射光の損失がなく、かつ光電気化学反応
が起きる反応面積を減少させることもないので、電極単
位面積当たりの出力電流密度を向上させることができ
る。
集電用電極により、半導体粒子の伝導電子を効率的に集
電することができるので、集電抵抗を低減することがで
き、電極単位面積当たりの出力電流密度を向上させるこ
とができる。また、前記集電用電極は、前記光電変換活
物質層の内部または入射光に対する裏面に設けることが
できるため、入射光の損失がなく、かつ光電気化学反応
が起きる反応面積を減少させることもないので、電極単
位面積当たりの出力電流密度を向上させることができ
る。
【００１０】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記集電用電極が、多孔質の
膜状、線状、格子状、連続した導電性粒子の少なくとも
一つであることを特徴とする請求項１記載の光電変換素
子である。
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記集電用電極が、多孔質の
膜状、線状、格子状、連続した導電性粒子の少なくとも
一つであることを特徴とする請求項１記載の光電変換素
子である。
【００１１】上記第２の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１２】すなわち、これらの集電用電極は、酸化還
元種が光電変換活物質層に移動する抵抗を小さくできる
ので、光電気化学反応に伴う酸化還元種の物質移動への
影響を小さし、光電気化学反応速度を速められるので、
電極単位面積当たりの出力電流密度を向上させることが
できる。
元種が光電変換活物質層に移動する抵抗を小さくできる
ので、光電気化学反応に伴う酸化還元種の物質移動への
影響を小さし、光電気化学反応速度を速められるので、
電極単位面積当たりの出力電流密度を向上させることが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の構成は、導電性基板上に
光電変換活物質層を設け、該光電変換活物質層の内部、
表面の少なくとも一方に集電用電極を設けた光電変換素
子である。前記光電変換活物質層の表面とは、入射光に
対する裏面である。
光電変換活物質層を設け、該光電変換活物質層の内部、
表面の少なくとも一方に集電用電極を設けた光電変換素
子である。前記光電変換活物質層の表面とは、入射光に
対する裏面である。
【００１４】光電変換活物質層とは、光増感色素が担持
された酸化物半導体微粒子からなっている。また集電用
電極とは、光増感色素が担持された酸化物半導体微粒子
から透明導電膜まで電子を伝える電極のことである。本
発明では入射光の損失をなくすため、光電変換活物質層
の内部または入射光に対する裏面に集電用電極を形成す
ることを特徴とする。
された酸化物半導体微粒子からなっている。また集電用
電極とは、光増感色素が担持された酸化物半導体微粒子
から透明導電膜まで電子を伝える電極のことである。本
発明では入射光の損失をなくすため、光電変換活物質層
の内部または入射光に対する裏面に集電用電極を形成す
ることを特徴とする。
【００１５】本発明の集電用電極の材質は、金属または
導電性セラミックスである。例えば、金属では、Ａｇ、
Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ等があり、導電性セラミ
ックスでは、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＳｉＣ、ＴｉＮ、カー
ボン等がある。
導電性セラミックスである。例えば、金属では、Ａｇ、
Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ等があり、導電性セラミ
ックスでは、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＳｉＣ、ＴｉＮ、カー
ボン等がある。
【００１６】また集電用電極の構造は、膜状、線状、格
子状、連続に接触した導電性粒子またはこれらの組み合
わせである。膜状とは、いわゆる薄膜状から箔まで含ん
でいる。これらの構造は、光電気化学反応に伴う酸化還
元種の物質移動への影響を小さくくできるが、さらに物
質移動への影響を小さくするために酸化還元種のイオン
半径より大きい連続したポアがあることが望ましく、そ
の微構造は素子の要求される機能により決定される。
子状、連続に接触した導電性粒子またはこれらの組み合
わせである。膜状とは、いわゆる薄膜状から箔まで含ん
でいる。これらの構造は、光電気化学反応に伴う酸化還
元種の物質移動への影響を小さくくできるが、さらに物
質移動への影響を小さくするために酸化還元種のイオン
半径より大きい連続したポアがあることが望ましく、そ
の微構造は素子の要求される機能により決定される。
【００１７】本発明の光電変換活物質層を構成する酸化
物半導体微粒子とは、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸
化スズ等がある。また光増感色素は、素子の使用目的に
応じて、検知したい光波長により励起される光増感色素
から選択され、ルテニウム錯体、オリゴフェニレン、オ
キサゾール、オキサジアゾール、スチルベン、キノロ
ン、クロロフィル、クマリン、フルオレセインローズベ
ンガル、ローダミンなどのキサンテン系、メロシアニ
ン、スクアリリウム、シアニン、フタロシアニン、ピリ
リウム塩、ナイルブルーなどのオキサジン系、チオニ
ン、メチレンブルーなどのチアジン系、ペリレン、スチ
リルアントラセンなどのスチルベン系、クロコニウムな
どがある。
物半導体微粒子とは、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸
化スズ等がある。また光増感色素は、素子の使用目的に
応じて、検知したい光波長により励起される光増感色素
から選択され、ルテニウム錯体、オリゴフェニレン、オ
キサゾール、オキサジアゾール、スチルベン、キノロ
ン、クロロフィル、クマリン、フルオレセインローズベ
ンガル、ローダミンなどのキサンテン系、メロシアニ
ン、スクアリリウム、シアニン、フタロシアニン、ピリ
リウム塩、ナイルブルーなどのオキサジン系、チオニ
ン、メチレンブルーなどのチアジン系、ペリレン、スチ
リルアントラセンなどのスチルベン系、クロコニウムな
どがある。
【００１８】以下、本発明の実施例について詳細に説明
する。実施例は、光電変換素子の一例である湿式太陽電
池で説明しているが、本発明は太陽電池に限定するもの
ではなく、広く紫外光〜赤外光を受光するセンサなど、
紫外光〜赤外光の光エネルギーを電気エネルギーに変換
する光電変換素子として広く利用できる。また集電用電
極の作製方法についても同様に実施例の作製方法に限定
されるものではない。
する。実施例は、光電変換素子の一例である湿式太陽電
池で説明しているが、本発明は太陽電池に限定するもの
ではなく、広く紫外光〜赤外光を受光するセンサなど、
紫外光〜赤外光の光エネルギーを電気エネルギーに変換
する光電変換素子として広く利用できる。また集電用電
極の作製方法についても同様に実施例の作製方法に限定
されるものではない。
【００１９】（実施例１）光電変換素子は、導電性基板
上に光電変換活物質層を設けた光電極と、導電性基板に
触媒を担持した対極と、光電極と対極の間に注入された
電解液で構成されている。
上に光電変換活物質層を設けた光電極と、導電性基板に
触媒を担持した対極と、光電極と対極の間に注入された
電解液で構成されている。
【００２０】図１は、実施例１の湿式太陽電池の光電極
を説明する概略斜視図である。図２は、実施例１の湿式
太陽電池の概略断面図である。同じ部位には同じ符号を
用いた。
を説明する概略斜視図である。図２は、実施例１の湿式
太陽電池の概略断面図である。同じ部位には同じ符号を
用いた。
【００２１】導電性基板７としてＳｎＯ２製の透明導電
膜１付きのソーダガラス基板２を用いた。この導電性基
板７のシート抵抗は１０Ω／□（シート抵抗）である。
この導電性基板７の透明導電膜１の上に光電変換活物質
層３としてアナターゼ膜が形成され、その表面に線状の
集電用電極４が設けられ、光電極１０が形成されてい
る。この集電用電極４は、透明導電膜１の端と連結され
ている。
膜１付きのソーダガラス基板２を用いた。この導電性基
板７のシート抵抗は１０Ω／□（シート抵抗）である。
この導電性基板７の透明導電膜１の上に光電変換活物質
層３としてアナターゼ膜が形成され、その表面に線状の
集電用電極４が設けられ、光電極１０が形成されてい
る。この集電用電極４は、透明導電膜１の端と連結され
ている。
【００２２】対極６は、導電性基板に塩化白金酸溶液を
スピンコートし、４５０℃の熱処理でおおよそ２０ｎｍ
の白金を析出担持させたものである。光電極１０と対極
６の間には、電解液部５が設けられている。また光電極
１０と対極６は、外部回路９で連結されている。
スピンコートし、４５０℃の熱処理でおおよそ２０ｎｍ
の白金を析出担持させたものである。光電極１０と対極
６の間には、電解液部５が設けられている。また光電極
１０と対極６は、外部回路９で連結されている。
【００２３】平均粒径３０ｎｍのアナターゼ型酸化チタ
ン微粒子５ｇ、テルピネオール２０ｇとエタノールで分
散させた１０ｗｔ％エチルセルロース分散液５ｇを乳鉢
で混合後、三本ロールミルで均質分散し、アナターゼ膜
形成用ペーストを作製した。このペーストを１００メッ
シュのスクリーン版を用いて５．５ｃｍ□（５．５ｃｍ
×５．５ｃｍ）に切断した前記導電性基板７上に塗布
し、５５０℃、１０分の焼成を行い、５ｃｍ□で厚さ２
０μｍの光電変換活物質層３を形成した。
ン微粒子５ｇ、テルピネオール２０ｇとエタノールで分
散させた１０ｗｔ％エチルセルロース分散液５ｇを乳鉢
で混合後、三本ロールミルで均質分散し、アナターゼ膜
形成用ペーストを作製した。このペーストを１００メッ
シュのスクリーン版を用いて５．５ｃｍ□（５．５ｃｍ
×５．５ｃｍ）に切断した前記導電性基板７上に塗布
し、５５０℃、１０分の焼成を行い、５ｃｍ□で厚さ２
０μｍの光電変換活物質層３を形成した。
【００２４】前記光電変換活物質層３の表面にピッチ５
ｍｍで線幅０．５ｍｍの集電用電極４を形成した。この
集電用電極４は、アルミ二ウムペーストを２００メッシ
ュのスクリーン版を用いて塗布し、５５０℃で１０分焼
付けることにより作製した。作製した集電用電極４の比
抵抗は３．３×１０−５Ω・ｃｍ、厚さは１０μｍであ
った。前記導電性基板７、光電変換活物質層３、集電用
電極４により実施例１の光電極１０が形成されている。
ｍｍで線幅０．５ｍｍの集電用電極４を形成した。この
集電用電極４は、アルミ二ウムペーストを２００メッシ
ュのスクリーン版を用いて塗布し、５５０℃で１０分焼
付けることにより作製した。作製した集電用電極４の比
抵抗は３．３×１０−５Ω・ｃｍ、厚さは１０μｍであ
った。前記導電性基板７、光電変換活物質層３、集電用
電極４により実施例１の光電極１０が形成されている。
【００２５】該光電極１０をエタノールに光増感色素と
して１×１０−３モル／Ｌのルテニウム錯体（ＲｕＬ２
（ＮＣＳ）２、Ｌ＝４，４−ジカルボキシル−２，２’
ビピリジン）を溶解した溶液に１日浸漬し、光電変換活
物質層３の酸化チタン微粒子３ａ表面に光増感色素３ｂ
を吸着させて担持した。こうして得られた光電極１０と
対極６を組み合わせ電解液注入口を残しシールした。ヨ
ウ素０．６Ｍ、ヨウ化リチウム０．３Ｍをアセトニトリ
ル溶媒に溶解し電解液とする。前記電解液注入口から電
解液を注入後、注入口を封止して湿式太陽電池を作製し
た。
して１×１０−３モル／Ｌのルテニウム錯体（ＲｕＬ２
（ＮＣＳ）２、Ｌ＝４，４−ジカルボキシル−２，２’
ビピリジン）を溶解した溶液に１日浸漬し、光電変換活
物質層３の酸化チタン微粒子３ａ表面に光増感色素３ｂ
を吸着させて担持した。こうして得られた光電極１０と
対極６を組み合わせ電解液注入口を残しシールした。ヨ
ウ素０．６Ｍ、ヨウ化リチウム０．３Ｍをアセトニトリ
ル溶媒に溶解し電解液とする。前記電解液注入口から電
解液を注入後、注入口を封止して湿式太陽電池を作製し
た。
【００２６】光電変換特性の評価は、光源にフィルタ付
きのキセノンランプを用い、光強度８００ｍＷ／ｍ２の
照射強度で導電性基板７側から照射したときの出力電流
密度を測定して行った。この光源のスペクトルは、ほぼ
太陽光のスペクトルと同じである。
きのキセノンランプを用い、光強度８００ｍＷ／ｍ２の
照射強度で導電性基板７側から照射したときの出力電流
密度を測定して行った。この光源のスペクトルは、ほぼ
太陽光のスペクトルと同じである。
【００２７】（実施例２）図３は、実施例２の湿式太陽
電池の光電極を説明する概略斜視図である。本実施例２
では、光電変換活物質層３Ａが異なる以外、実施例１と
同じである。同じ部位には同じ符号を付け、説明は省略
する。
電池の光電極を説明する概略斜視図である。本実施例２
では、光電変換活物質層３Ａが異なる以外、実施例１と
同じである。同じ部位には同じ符号を付け、説明は省略
する。
【００２８】平均粒径１０ｎｍのアナターゼ型酸化チタ
ン微粒子５ｇ、平均粒径１００ｎｍの導電性ＳｎＯ２微
粒子１ｇ、テルピネオール２０ｇとエタノールで分散さ
せた１０ｗｔ％エチルセルロース分散液５ｇを乳鉢で混
合後、三本ロールミルで均質分散し、光電変換活物質層
用ペーストを作製した。このペーストを導電性基板７に
１００メッシュのスクリーン版を用いて塗布し、５００
℃、１０分の焼成を行い、５ｃｍ□で厚さ２０μｍの光
電変換活物質層３Ａを形成した。この光電変換活物質層
３Ａ中のＳｎＯ２微粒子が内部で連続的に接触し、その
一部が導電性基板７と接触し、集電用電極４Ａとして機
能する。こうして光電極２０が作製される。この光電極
２０、実施例１と同じ対極６、電解液を用いて、湿式太
陽電池を作製し、実施例１と同じ方法で評価した。
ン微粒子５ｇ、平均粒径１００ｎｍの導電性ＳｎＯ２微
粒子１ｇ、テルピネオール２０ｇとエタノールで分散さ
せた１０ｗｔ％エチルセルロース分散液５ｇを乳鉢で混
合後、三本ロールミルで均質分散し、光電変換活物質層
用ペーストを作製した。このペーストを導電性基板７に
１００メッシュのスクリーン版を用いて塗布し、５００
℃、１０分の焼成を行い、５ｃｍ□で厚さ２０μｍの光
電変換活物質層３Ａを形成した。この光電変換活物質層
３Ａ中のＳｎＯ２微粒子が内部で連続的に接触し、その
一部が導電性基板７と接触し、集電用電極４Ａとして機
能する。こうして光電極２０が作製される。この光電極
２０、実施例１と同じ対極６、電解液を用いて、湿式太
陽電池を作製し、実施例１と同じ方法で評価した。
【００２９】（比較例１）図４は、比較例１の湿式太陽
電池の光電極を説明する概略斜視図である。本比較例１
では、光電変換活物質層が異なる以外、実施例１と同じ
である。
電池の光電極を説明する概略斜視図である。本比較例１
では、光電変換活物質層が異なる以外、実施例１と同じ
である。
【００３０】実施例１と同様に導電性基板７上に、５ｃ
ｍ□で厚さ２０μｍのアナターゼ膜の光電変換活物質層
３Ｂを形成した。こうして光電極３０が作製される。こ
の光電極３０、実施例１と同じ対極６、電解液を用い
て、湿式太陽電池を作製し、実施例１と同じ方法で評価
した。
ｍ□で厚さ２０μｍのアナターゼ膜の光電変換活物質層
３Ｂを形成した。こうして光電極３０が作製される。こ
の光電極３０、実施例１と同じ対極６、電解液を用い
て、湿式太陽電池を作製し、実施例１と同じ方法で評価
した。
【００３１】（比較例２）図４は、比較例１の湿式太陽
電池の光電極を説明する概略斜視図である。本比較例１
では、光電変換活物質層およびその基板が異なる以外、
実施例１と同じである。
電池の光電極を説明する概略斜視図である。本比較例１
では、光電変換活物質層およびその基板が異なる以外、
実施例１と同じである。
【００３２】ソーダガラス基板２Ａ上に、幅０．５ｍｍ
で先端角度４０度のＶ字溝を５ｍｍピッチで形成した。
このＶ字溝に銀ペーストを塗布し、５５０℃で１０分の
焼付けを行い、Ｖ字状集電用電極１１を作製した。作製
したＶ字状集電用電極１１の比抵抗は４．５×１０−６
Ω・ｃｍであった。さらにその表面にスパッタリング装
置でシート抵抗１０Ω／□のＳｎＯ２製の透明導電膜１
Ａを形成し、導電性基板７Ａを作製した。
で先端角度４０度のＶ字溝を５ｍｍピッチで形成した。
このＶ字溝に銀ペーストを塗布し、５５０℃で１０分の
焼付けを行い、Ｖ字状集電用電極１１を作製した。作製
したＶ字状集電用電極１１の比抵抗は４．５×１０−６
Ω・ｃｍであった。さらにその表面にスパッタリング装
置でシート抵抗１０Ω／□のＳｎＯ２製の透明導電膜１
Ａを形成し、導電性基板７Ａを作製した。
【００３３】該透明導電膜１Ａ上に、実施例１と同様に
５ｃｍ□で厚さ２０μｍのアナターゼ膜の光電変換活物
質層３Ｂを形成した。こうして光電極４０が作製され
る。この光電極４０、実施例１と同じ対極６、電解液を
用いて、湿式太陽電池を作製し、実施例１と同じ方法で
評価した。
５ｃｍ□で厚さ２０μｍのアナターゼ膜の光電変換活物
質層３Ｂを形成した。こうして光電極４０が作製され
る。この光電極４０、実施例１と同じ対極６、電解液を
用いて、湿式太陽電池を作製し、実施例１と同じ方法で
評価した。
【００３４】（評価結果）本実施例、比較例の結果を表
１に示す。比較例に比べて実施例の出力電流密度は格段
に大きい。光電変換活物質層３、３Ａに設けられた集電
用電極４、４Ａにより、半導体粒子の伝導電子を効率的
に集電することができたためであると考えられる。
１に示す。比較例に比べて実施例の出力電流密度は格段
に大きい。光電変換活物質層３、３Ａに設けられた集電
用電極４、４Ａにより、半導体粒子の伝導電子を効率的
に集電することができたためであると考えられる。
【００３５】また実施例１においては、集電用電極４
は、前記光電変換活物質層３の表面に設けられ、これは
入射光に対する裏面であるので、この集電用電極４で入
射光が遮られることがなく、かつ光電気化学反応が起き
る反応面積を減少させることもない。実施例２において
は、集電用電極４Ａは、前記光電変換活物質層３Ａの内
部設けられ、かつ図３では大きく描いてあるが実際は非
常に微粒であるのでているので、入射光はほとんど遮ら
れることがなく、かつ光電気化学反応が起きる反応面積
を減少させることもない。このため光電変換特性に優れ
た光電変換素子が得られた。
は、前記光電変換活物質層３の表面に設けられ、これは
入射光に対する裏面であるので、この集電用電極４で入
射光が遮られることがなく、かつ光電気化学反応が起き
る反応面積を減少させることもない。実施例２において
は、集電用電極４Ａは、前記光電変換活物質層３Ａの内
部設けられ、かつ図３では大きく描いてあるが実際は非
常に微粒であるのでているので、入射光はほとんど遮ら
れることがなく、かつ光電気化学反応が起きる反応面積
を減少させることもない。このため光電変換特性に優れ
た光電変換素子が得られた。
【００３６】（表１）
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明は、導電性基板上
に光電変換活物質層を設け、該光電変換活物質層の内
部、表面の少なくとも一方に集電用電極を設けたことを
特徴とする光電変換素子であるので、光電気化学反応の
実効面積を減らすことなく集電抵抗を低減し、電極単位
面積当たりの出力電流密度を向上させることができる。
に光電変換活物質層を設け、該光電変換活物質層の内
部、表面の少なくとも一方に集電用電極を設けたことを
特徴とする光電変換素子であるので、光電気化学反応の
実効面積を減らすことなく集電抵抗を低減し、電極単位
面積当たりの出力電流密度を向上させることができる。
【図１】実施例１の湿式太陽電池の光電極を説明する概
略斜視図
略斜視図
【図２】実施例１の湿式太陽電池の概略断面図
【図３】実施例２の湿式太陽電池の光電極を説明する概
略斜視図
略斜視図
【図４】比較例１の湿式太陽電池の光電極を説明する概
略斜視図
略斜視図
【図５】比較例２の湿式太陽電池の光電極を説明する概
略斜視図
略斜視図
１、１Ａ…透明導電膜 ２、２Ａ …ソーダガラス基板 ３、３Ａ、３Ｂ…光電変換活物質層 ４、４Ａ…集電用電極 ５…電解液部 ６…対極 ７、７Ａ…導電性基板 １０、２０、３０、４０…光電極
Claims (2)
- 【請求項１】 導電性基板上に光電変換活物質層を設
け、該光電変換活物質層の内部、表面の少なくとも一方
に集電用電極を設けたことを特徴とする光電変換素子。 - 【請求項２】 前記集電用電極が、多孔質の膜状、線
状、格子状、連続した導電性粒子の少なくとも一つであ
ることを特徴とする請求項１記載の光電変換素子。
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-
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- 1999-02-22 JP JP04350899A patent/JP4474691B2/ja not_active Expired - Fee Related
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