JP2002305041A - Solar cell - Google Patents

Solar cell

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JP2002305041A
JP2002305041A JP2001106086A JP2001106086A JP2002305041A JP 2002305041 A JP2002305041 A JP 2002305041A JP 2001106086 A JP2001106086 A JP 2001106086A JP 2001106086 A JP2001106086 A JP 2001106086A JP 2002305041 A JP2002305041 A JP 2002305041A
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JP
Japan
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solar cell
semiconductor electrode
electrolyte
cell according
electrode
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Application number
JP2001106086A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Miyamoto
勉 宮本
Yuji Fujimori
裕司 藤森
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell having a superior durability. SOLUTION: A solar cell 1A has a first substrate 2, a first electrode 3 installed on the upper face of the first substrate 2, a semiconductor electrode 4 installed on the upper face of the first electrode 3, a wall part (wall member) 5 installed so as to surround the semiconductor electrode 4 and having a housing space 8 in this inside, a second electrode 6 installed opposing to the semiconductor electrode 4 via the wall part 5, a second substrate 7 installed on the upper face of the second electrode 6, and an electrolyte gel (gelatinous electrolyte) 81 housed in the housing space 8. The electrolyte gel 81 retains an electrolytic solution in a gel substrate, and as the gel substrate, a material which is mainly constituted of a thermoplastic resin, mainly constituted of a thermosetting resin, mainly constituted of a copolymer obtained by a polymerization of at least two kinds of compounds, or mainly constituted of the compound having a siloxane bond is preferable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池に関する
ものである。
[0001] The present invention relates to a solar cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、環境にやさしい電源として、
シリコンを用いた太陽電池が注目を集めている。シリコ
ンを用いた太陽電池の中には、人工衛星等に用いられる
単結晶シリコン型の太陽電池もあるが、実用的なものと
しては、特に多結晶シリコンを用いた太陽電池や、アモ
ルファスシリコンを用いた太陽電池が、産業用や家庭用
として実用化が始まっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an environmentally friendly power source,
Solar cells using silicon are attracting attention. Among the solar cells using silicon, there are single-crystal silicon solar cells used for artificial satellites and the like, but practically, solar cells using polycrystalline silicon and amorphous silicon are particularly used. Solar cells have been put into practical use for industrial and home use.

【0003】しかしながら、これらのシリコンを用いた
太陽電池は、いずれもCVD(化学的気相成長)法等の
真空プロセスを用いるため、製造コストが高く、また、
これらのプロセスにおいて、多大な熱量や電気を使うた
め、製造に必要なエネルギーと太陽電池が生み出すエネ
ルギーとのバランスが非常に悪く、必ずしも省エネルギ
ーな電源とは言えなかった。
However, these solar cells using silicon all use a vacuum process such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, so that the manufacturing cost is high, and
In these processes, a large amount of heat and electricity are used, so that the balance between the energy required for manufacturing and the energy generated by the solar cell is extremely poor, and it is not necessarily an energy-saving power source.

【0004】これに対し、いわゆる“湿式太陽電池”、
“第4世代の光電池”等と呼ばれるシリコン系以外の新
型の太陽電池が提案されている。
On the other hand, a so-called "wet solar cell",
A new type of non-silicon solar cell called a "fourth generation photocell" has been proposed.

【0005】この太陽電池は、二酸化チタンからなる電
極と、対向電極との間に電解質溶液が充填され、太陽電
池の周囲は、電解質溶液が漏れ出さないようにシール部
材で封止した構成とされている。
In this solar cell, an electrolyte solution is filled between an electrode made of titanium dioxide and a counter electrode, and the periphery of the solar cell is sealed with a sealing member so that the electrolyte solution does not leak. ing.

【0006】しかしながら、この太陽電池では、電解質
溶液を用いているので、例えば、光の照射に伴うシール
部材の経時的な変質・劣化、あるいは、太陽電池の熱膨
張・収縮による変形等により、特に、シール部材による
封止部分からの電解質溶液の液漏れが生じる場合があ
る。すなわち、このような太陽電池では、耐久性の点で
問題を有している。
However, in this solar cell, since the electrolyte solution is used, for example, deterioration or deterioration of the sealing member over time due to light irradiation, or deformation due to thermal expansion or contraction of the solar cell, etc. In some cases, leakage of the electrolyte solution from the sealing portion by the sealing member may occur. That is, such a solar cell has a problem in durability.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐久
性に優れる太陽電池を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solar cell having excellent durability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(24)の本発明により達成される。
This and other objects are achieved by the present invention which is defined below as (1) to (24).

【0009】(1) 陽極と陰極との間に、主として酸
化チタンで構成される半導体電極と電解質とを、前記半
導体電極が陰極側に位置し、前記電解質が陽極側に位置
するように介挿した太陽電池であって、前記電解質とし
て、ゲル状の電解質を用いることを特徴とする太陽電
池。
(1) A semiconductor electrode mainly composed of titanium oxide and an electrolyte are interposed between an anode and a cathode such that the semiconductor electrode is located on the cathode side and the electrolyte is located on the anode side. A solar cell, wherein a gel electrolyte is used as the electrolyte.

【0010】(2) 前記ゲル状の電解質は、ゲル基材
中に電解質溶液を保持している上記(1)に記載の太陽
電池。
(2) The solar cell according to (1), wherein the gel electrolyte holds an electrolyte solution in a gel base material.

【0011】(3) 前記ゲル基材は、主として熱可塑
性樹脂で構成される上記(2)に記載の太陽電池。
(3) The solar cell according to the above (2), wherein the gel base is mainly composed of a thermoplastic resin.

【0012】(4) 前記ゲル基材は、主として熱硬化
性樹脂で構成される上記(2)に記載の太陽電池。
(4) The solar cell according to (2), wherein the gel base material is mainly composed of a thermosetting resin.

【0013】(5) 前記ゲル基材は、主として、少な
くとも2種の化合物を重合させることにより得られる共
重合体で構成される上記(2)に記載の太陽電池。
(5) The solar cell according to the above (2), wherein the gel base material is mainly composed of a copolymer obtained by polymerizing at least two kinds of compounds.

【0014】(6) 前記共重合体は、主としてイオン
重合により得られる上記(5)に記載の太陽電池。
(6) The solar cell according to (5), wherein the copolymer is obtained mainly by ionic polymerization.

【0015】(7) 前記ゲル基材は、主として、シロ
キサン結合を有する化合物で構成される上記(2)に記
載の太陽電池。
(7) The solar cell according to the above (2), wherein the gel base material is mainly composed of a compound having a siloxane bond.

【0016】(8) 前記ゲル状の電解質は、前記ゲル
基材の構成材料と前記電解質溶液とを、重量比で1:1
〜1:50で含有する上記(2)ないし(7)のいずれ
かに記載の太陽電池。
(8) The gel electrolyte comprises a constituent material of the gel base and the electrolyte solution in a weight ratio of 1: 1.
The solar cell according to any one of the above (2) to (7), which contains the solar cell at a ratio of 1 : 1: 50.

【0017】(9) 前記半導体電極および前記電解質
の周囲を覆う壁部材を有する上記(1)ないし(8)の
いずれかに記載の太陽電池。
(9) The solar cell according to any one of (1) to (8), further including a wall member that covers the periphery of the semiconductor electrode and the electrolyte.

【0018】(10) 陽極と陰極との間に、主として
酸化チタンで構成される半導体電極と電解質とを、前記
半導体電極が陰極側に位置し、前記電解質が陽極側に位
置するように介挿し、前記半導体電極および前記電解質
の周囲を壁部材で覆った太陽電池であって、前記壁部材
が紫外線に耐性を有する材料で構成されていることを特
徴とする太陽電池。
(10) A semiconductor electrode mainly composed of titanium oxide and an electrolyte are interposed between the anode and the cathode such that the semiconductor electrode is located on the cathode side and the electrolyte is located on the anode side. A solar cell in which the periphery of the semiconductor electrode and the electrolyte is covered with a wall member, wherein the wall member is made of a material having resistance to ultraviolet rays.

【0019】(11) 前記材料は、シリコーン樹脂ま
たはガラス材料である上記(10)に記載の太陽電池。
(11) The solar cell according to (10), wherein the material is a silicone resin or a glass material.

【0020】(12) 前記陽極および前記陰極の少な
くとも一方を支持する基板を有し、前記壁部材は、該基
板と一体的に形成されている上記(10)または(1
1)に記載の太陽電池。
(12) A substrate for supporting at least one of the anode and the cathode, wherein the wall member is formed integrally with the substrate.
The solar cell according to 1).

【0021】(13) 陽極と陰極との間に、主として
酸化チタンで構成される半導体電極と電解質とを、前記
半導体電極が陰極側に位置し、前記電解質が陽極側に位
置するように介挿し、前記半導体電極および前記電解質
の周囲を壁部材で覆った太陽電池であって、前記陽極お
よび前記陰極の少なくとも一方を支持する基板を有し、
前記壁部材は、該基板と一体的に形成されていることを
特徴とする太陽電池。
(13) A semiconductor electrode mainly composed of titanium oxide and an electrolyte are interposed between the anode and the cathode such that the semiconductor electrode is located on the cathode side and the electrolyte is located on the anode side. A solar cell covered with a wall member around the semiconductor electrode and the electrolyte, comprising a substrate supporting at least one of the anode and the cathode,
The solar cell, wherein the wall member is formed integrally with the substrate.

【0022】(14) 前記壁部材と前記基板とは、紫
外線に耐性を有する材料で構成されている上記(13)
に記載の太陽電池。
(14) The above-mentioned (13), wherein the wall member and the substrate are made of a material resistant to ultraviolet rays.
The solar cell according to 1.

【0023】(15) 前記材料は、シリコーン樹脂ま
たはガラス材料である上記(14)に記載の太陽電池。
(15) The solar cell according to (14), wherein the material is a silicone resin or a glass material.

【0024】(16) 前記酸化チタンは、主として二
酸化チタンで構成される上記(1)ないし(15)のい
ずれかに記載の太陽電池。
(16) The solar cell according to any one of the above (1) to (15), wherein the titanium oxide is mainly composed of titanium dioxide.

【0025】(17) 前記半導体電極は、平均粒径が
1nm〜1μmの酸化チタン粉末を用いて製造されたも
のである上記(1)ないし(16)のいずれかに記載の
太陽電池。
(17) The solar cell according to any one of the above (1) to (16), wherein the semiconductor electrode is manufactured using a titanium oxide powder having an average particle size of 1 nm to 1 μm.

【0026】(18) 前記半導体電極は、多孔質であ
る上記(1)ないし(17)のいずれかに記載の太陽電
池。
(18) The solar cell according to any one of (1) to (17), wherein the semiconductor electrode is porous.

【0027】(19) 前記半導体電極は、空孔率が5
〜90%である上記(18)に記載の太陽電池。
(19) The semiconductor electrode has a porosity of 5
The solar cell according to the above (18), which has a content of about 90%.

【0028】(20) 前記半導体電極は、表面粗さR
aが5nm〜10μmである上記(18)または(1
9)に記載の太陽電池。
(20) The semiconductor electrode has a surface roughness R
(18) or (1), wherein a is 5 nm to 10 μm.
The solar cell according to 9).

【0029】(21) 前記半導体電極は、膜状をなし
ている上記(1)ないし(20)のいずれかに記載の太
陽電池。
(21) The solar cell according to any one of the above (1) to (20), wherein the semiconductor electrode has a film shape.

【0030】(22) 前記半導体電極は、平均厚さが
0.1〜300μmである上記(21)に記載の太陽電
池。
(22) The solar cell according to (21), wherein the semiconductor electrode has an average thickness of 0.1 to 300 μm.

【0031】(23) 前記半導体電極は、可視光領域
の波長の光の吸収を可能とする可視化処理が施されてい
る上記(1)ないし(22)のいずれかに記載の太陽電
池。
(23) The solar cell according to any one of the above (1) to (22), wherein the semiconductor electrode has been subjected to a visualization treatment for allowing light having a wavelength in a visible light region to be absorbed.

【0032】(24) 前記半導体電極への光の入射角
が90°での光電変換効率をR90とし、光の入射角が5
2°での光電変換効率をR52としたとき、R52/R90
0.8以上である上記(1)ないし(23)のいずれか
に記載の太陽電池。
(24) The photoelectric conversion efficiency when the incident angle of light on the semiconductor electrode is 90 ° is R 90 and the incident angle of light is 5
The solar cell according to any one of (1) to (23), wherein R 52 / R 90 is 0.8 or more, where R 52 is the photoelectric conversion efficiency at 2 °.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の太陽電池を添付図
面に示す好適な実施形態について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the solar cell of the present invention shown in the attached drawings will be described below in detail.

【0034】<第1実施形態>図1は、本発明の太陽電
池(光電池:光電変換素子)の第1実施形態を示す断面
図、図2は、半導体電極の受光面付近の断面図である。
<First Embodiment> FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a solar cell (photovoltaic cell: photoelectric conversion element) of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view near a light receiving surface of a semiconductor electrode. .

【0035】図1に示す太陽電池1Aは、第1の基板2
と、第1の基板2の上面に設置された第1の電極3と、
第1の電極3の上面に設置された半導体電極4と、半導
体電極4を囲むようにして設置され、その内部に収納空
間8を有する壁部(壁部材)5と、壁部5を介して半導
体電極4と対向して設置された第2の電極6と、第2の
電極6の上面に設置された第2の基板7と、収納空間8
内に収納された電解質ゲル(ゲル状の電解質)81を有
している。
The solar cell 1A shown in FIG.
And a first electrode 3 provided on the upper surface of the first substrate 2;
A semiconductor electrode 4 provided on the upper surface of the first electrode 3; a wall (wall member) 5 provided so as to surround the semiconductor electrode 4 and having a storage space 8 therein; A second electrode 6 disposed opposite to the second electrode 4; a second substrate 7 disposed on the upper surface of the second electrode 6;
It has an electrolyte gel (gel electrolyte) 81 housed therein.

【0036】以下、各構成要素について説明する。第1
の基板2は、第1の電極3の支持部材であり、平板状の
部材で構成されている。
Hereinafter, each component will be described. First
The substrate 2 is a support member for the first electrode 3 and is formed of a plate-shaped member.

【0037】本実施形態の太陽電池1Aでは、図1に示
すように、第1の基板2および後述する第1の電極3側
から、光を入射させて(照射して)使用するものであ
る。このため、第1の基板2および第1の電極3は、そ
れぞれ、好ましくは実質的に透明(無色透明、着色透明
または半透明)とされる。これにより、光を半導体電極
4の受光面に効率よく到達させることができる。
As shown in FIG. 1, the solar cell 1A according to the present embodiment is used by irradiating (irradiating) light from the first substrate 2 and a first electrode 3 to be described later. . Therefore, each of the first substrate 2 and the first electrode 3 is preferably substantially transparent (colorless transparent, colored transparent or translucent). Thereby, light can efficiently reach the light receiving surface of the semiconductor electrode 4.

【0038】この第1の基板2および後述する第2の基
板7としては、それぞれ、例えば、各種ガラス材料、各
種セラミックス材料、各種プラスチック材料、ポリカー
ボネート(PC)のような樹脂材料、または、アルミニ
ウムのような金属材料等の1種または2種以上を組み合
わせて用いることができる。
The first substrate 2 and a second substrate 7 to be described later are made of, for example, various glass materials, various ceramic materials, various plastic materials, resin materials such as polycarbonate (PC), or aluminum. One or more of such metal materials can be used in combination.

【0039】第1の基板2および第2の基板7の厚さ
(平均)としては、それぞれ、材料、用途等により適宜
設定され、特に限定されないが、例えば、次のようにす
ることができる。
The thickness (average) of each of the first substrate 2 and the second substrate 7 is appropriately set depending on the material, use, and the like, and is not particularly limited. For example, the following can be used.

【0040】第1の基板2および第2の基板7をガラス
材料のような硬質材料で構成する場合、その厚さとして
は、それぞれ、0.1〜1.5mm程度であるのが好ま
しく、0.8〜1.2mm程度であるのがより好まし
い。
When the first substrate 2 and the second substrate 7 are made of a hard material such as a glass material, the thickness thereof is preferably about 0.1 to 1.5 mm. More preferably, it is about 0.8 to 1.2 mm.

【0041】また、第1の基板2および第2の基板7を
ポリエチレンテレフタレート(PET)のようなフレキ
シブル素材(可撓性材料)で構成する場合、その厚さと
しては、それぞれ、0.5〜150μm程度であるのが
好ましく、10〜75μm程度であるのがより好まし
い。なお、この第1の基板2は、必要に応じて省略する
こともできる。
When the first substrate 2 and the second substrate 7 are made of a flexible material (flexible material) such as polyethylene terephthalate (PET), the thickness of each of them is 0.5 to 0.5. The thickness is preferably about 150 μm, and more preferably about 10 to 75 μm. The first substrate 2 can be omitted if necessary.

【0042】第1の基板2の上面には、層状(平板状)
の第1の電極3が設置されている。この第1の電極3
は、後述する半導体電極4で発生した電子を捕捉し、外
部回路9へ伝達する。すなわち、第1の電極3は、陰極
を構成する。
On the upper surface of the first substrate 2, a layered (flat) plate
The first electrode 3 is provided. This first electrode 3
Captures electrons generated at the semiconductor electrode 4 described later and transmits the captured electrons to the external circuit 9. That is, the first electrode 3 forms a cathode.

【0043】この第1の電極3の構成材料としては、例
えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、フッ素
ドープした酸化錫(FTO)、酸化インジウム(I
O)、酸化錫(SnO2)のような金属酸化物、アルミ
ニウム、ニッケル、クロム、白金、銀、金、銅、モリブ
デン、チタン、タンタルのような金属またはこれらを含
む合金、あるいは、炭素等の1種または2種以上を組み
合わせて用いることができる。
The first electrode 3 is made of, for example, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), or indium oxide (I
O), metal oxides such as tin oxide (SnO 2 ), metals such as aluminum, nickel, chromium, platinum, silver, gold, copper, molybdenum, titanium, tantalum or alloys containing these, or carbon. One type or a combination of two or more types can be used.

【0044】第1の電極3の厚さ(平均)としては、材
料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、
例えば、次のようにすることができる。
The thickness (average) of the first electrode 3 is appropriately set depending on the material, application, etc., and is not particularly limited.
For example, the following can be performed.

【0045】第1の電極3を前記の金属酸化物(透明導
電性金属酸化物)で構成する場合、その厚さとしては、
0.05〜5μm程度であるのが好ましく、0.1〜
1.5μm程度であるのがより好ましい。
When the first electrode 3 is made of the above-mentioned metal oxide (transparent conductive metal oxide), its thickness is as follows.
It is preferably about 0.05 to 5 μm,
More preferably, it is about 1.5 μm.

【0046】また、第1の電極3を前記の金属またはこ
れらを含む合金、あるいは、炭素で構成する場合、その
厚さとしては、0.01〜1μm程度であるのが好まし
く、0.03〜0.1μm程度であるのがより好まし
い。
When the first electrode 3 is made of the above-mentioned metal, an alloy containing them, or carbon, the thickness thereof is preferably about 0.01 to 1 μm, and is preferably about 0.03 to 1 μm. More preferably, it is about 0.1 μm.

【0047】第1の電極3の上面には、主として酸化チ
タンで構成され、好ましくは膜状(層状)をなす半導体
電極4が設置されている。
On the upper surface of the first electrode 3, there is provided a semiconductor electrode 4 mainly composed of titanium oxide, preferably in a film (layer) form.

【0048】半導体電極4は、例えば太陽光等の光(以
下、単に「光」と言う。)が照射されると、電子が励起
され、電子と正孔とを発生する。
When the semiconductor electrode 4 is irradiated with light such as sunlight (hereinafter, simply referred to as “light”), electrons are excited to generate electrons and holes.

【0049】また、半導体電極4は、図2示すように、
複数の孔41を有する多孔質であるのが好ましい。な
お、半導体電極4については、後に詳述する。
The semiconductor electrode 4 is formed as shown in FIG.
It is preferably porous having a plurality of holes 41. The semiconductor electrode 4 will be described later in detail.

【0050】また、第1の電極3の上面には、半導体電
極4を囲むように、壁部5が立設されている。この壁部
5の内部には、半導体電極4と後述する第2の電極6と
で収納空間8が画成され、後述する電解質ゲル81が収
納されている。
A wall 5 is provided upright on the upper surface of the first electrode 3 so as to surround the semiconductor electrode 4. A storage space 8 is defined inside the wall portion 5 by the semiconductor electrode 4 and a second electrode 6 described later, and an electrolyte gel 81 described later is stored therein.

【0051】この壁部5は、太陽電池1Aの側面を気密
的に封止する封止部材としての機能を有し、また、第1
の電極3と第2の電極6との間隔を一定に保持するスペ
ーサとしても機能する。
The wall 5 has a function as a sealing member for hermetically sealing the side surface of the solar cell 1A.
It also functions as a spacer for keeping the distance between the electrode 3 and the second electrode 6 constant.

【0052】壁部5の幅(平均)、すなわち、図1中の
横方向の長さは、特に限定されないが、例えば、0.1
〜10mm程度であるのが好ましく、0.5〜5mm程
度であるのがより好ましい。
The width (average) of the wall 5, that is, the length in the horizontal direction in FIG. 1, is not particularly limited.
It is preferably about 10 to 10 mm, and more preferably about 0.5 to 5 mm.

【0053】壁部5の高さ(平均)、すなわち、図1中
縦方向の長さ(厚さ)は、特に限定されないが、例え
ば、0.001〜1.0mm程度であるのが好ましく、
0.01〜0.1mm程度であるのがより好ましい。
The height (average) of the wall 5, that is, the length (thickness) in the vertical direction in FIG. 1 is not particularly limited, but is preferably, for example, about 0.001 to 1.0 mm.
More preferably, it is about 0.01 to 0.1 mm.

【0054】このような壁部5は、絶縁材料で構成され
ている。この絶縁材料としては、例えば、ポリカーボネ
ート、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂のような各種樹脂材料、各種ガラス材料、
各種快削性セラミックス材料等のうちの1種または2種
以上を組み合わせて用いることができる。特に、壁部5
にスペーサとしての機能を持たせる場合には、より強度
に優れるという点において、前記材料の中でも、ポリカ
ーボネート、各種ガラス材料を用いるのが好ましい。
The wall 5 is made of an insulating material. As the insulating material, for example, various resin materials such as polycarbonate, ultraviolet curing resin, thermosetting resin, epoxy resin, polyimide resin, various glass materials,
One or a combination of two or more of various free-cutting ceramic materials can be used. In particular, the wall 5
In the case where the material has a function as a spacer, it is preferable to use polycarbonate and various glass materials among the above-mentioned materials in terms of higher strength.

【0055】壁部5の上面には、半導体電極4に対向し
て第2の電極6が設置されている。この第2の電極6
は、外部回路9を介して供給された電子を、後述する電
解質ゲル81に付与する。すなわち、第2の電極6は、
陽極を構成する。
The second electrode 6 is provided on the upper surface of the wall 5 so as to face the semiconductor electrode 4. This second electrode 6
Supplies electrons supplied via the external circuit 9 to an electrolyte gel 81 described later. That is, the second electrode 6
Construct the anode.

【0056】この第2の電極6の構成材料としては、前
記第1の電極3で挙げたものと同様のものを用いること
ができる。
As the constituent material of the second electrode 6, the same material as that described for the first electrode 3 can be used.

【0057】第2の電極6の厚さ(平均)としては、材
料、用途等により適宜設定され、特に限定されない。
The thickness (average) of the second electrode 6 is appropriately set depending on the material, use, and the like, and is not particularly limited.

【0058】第2の電極6の上面には、平板状の第2の
基板7が設置されている。この第2の基板7は、第2の
電極6の支持部材である。なお、この第2の基板7は、
必要に応じて省略することもできる。
On the upper surface of the second electrode 6, a plate-shaped second substrate 7 is provided. This second substrate 7 is a support member for the second electrode 6. Note that the second substrate 7
It can be omitted as necessary.

【0059】収納空間8内には、電解質として、電解質
ゲル(ゲル状の電解質)81が収納されている。
In the storage space 8, an electrolyte gel (gel electrolyte) 81 is stored as an electrolyte.

【0060】ところで、電解質溶液(液体状の電解質)
を用いる太陽電池では、電解質溶液と半導体電極とを確
実に接触させることができるという利点や、特に半導体
電極が多孔質である場合、電解質溶液をその内部にまで
浸透して半導体電極との接触面積を増大することができ
るという利点を有し、その結果、良好な発電効率が得ら
れる。
Incidentally, an electrolyte solution (a liquid electrolyte)
In solar cells using, the advantage that the electrolyte solution and the semiconductor electrode can be surely brought into contact with each other, and particularly when the semiconductor electrode is porous, the electrolyte solution penetrates into the inside thereof and the contact area with the semiconductor electrode Can be increased, and as a result, good power generation efficiency can be obtained.

【0061】また、固体電解質(固体状の電解質)を用
いる太陽電池では、液漏れの発生という不都合を確実に
防止することができるという利点を有し、その結果、良
好な耐久性が発揮される。
Further, a solar cell using a solid electrolyte (solid electrolyte) has an advantage that the disadvantage of liquid leakage can be reliably prevented, and as a result, good durability is exhibited. .

【0062】さて、電解質ゲル81を用いた本発明の太
陽電池1Aでは、前述した電解質溶液を用いる太陽電池
の利点と、固体電解質を用いる太陽電池の利点とを併有
すること、すなわち、電解質ゲル81と半導体電極4と
を確実に接触することができるとともに、液漏れの発生
という不都合を確実に防止することができる。その結
果、太陽電池1Aでは、優れた発電効率が得られ、ま
た、優れた耐久性が発揮される。
The solar cell 1A of the present invention using the electrolyte gel 81 has both the advantages of the solar cell using the above-described electrolyte solution and the advantages of the solar cell using the solid electrolyte, that is, the electrolyte gel 81. And the semiconductor electrode 4 can be reliably contacted, and the inconvenience of liquid leakage can be reliably prevented. As a result, in the solar cell 1A, excellent power generation efficiency is obtained, and excellent durability is exhibited.

【0063】また、電解質ゲル81は、電解質溶液が有
する利点である電解質成分の濃度(含有量)を容易に選
択することができるという利点も有する。
The electrolyte gel 81 also has an advantage that the concentration (content) of the electrolyte component, which is an advantage of the electrolyte solution, can be easily selected.

【0064】さらに、電解質ゲル81は、固体電解質が
有する利点である形状保持性も有するため、太陽電池1
Aでは、前述した壁部5による封止(シール)を厳密に
行う必要がないか、あるいは、電解質ゲル81の強度等
によっては、壁部5を省略することもできる。
Further, since the electrolyte gel 81 also has a shape retaining property which is an advantage of the solid electrolyte, the
In A, it is not necessary to strictly perform the sealing (sealing) by the above-described wall portion 5, or the wall portion 5 may be omitted depending on the strength of the electrolyte gel 81 or the like.

【0065】なお、この電解質ゲル81の容量(体積)
としては、特に限定されず、例えば、製造する太陽電池
1Aの寸法、電解質溶液中の電解質成分の濃度等により
適宜設定することができる。このような電解質ゲル81
は、ゲル基材中に電解質溶液を保持している。
The capacity (volume) of this electrolyte gel 81
Is not particularly limited, and can be appropriately set depending on, for example, the dimensions of the solar cell 1A to be manufactured, the concentration of the electrolyte component in the electrolyte solution, and the like. Such an electrolyte gel 81
Holds an electrolyte solution in a gel base material.

【0066】電解質溶液としては、特に限定されない
が、例えば、I/I3系、Br/Br3系、Cl/Cl3
系、F/F3系のようなハロゲン系、キノン/ハイドロ
キノン系等のレドックス電解質(酸化還元物質:電解質
成分)の1種または2種以上を組み合わせたものを、例
えば各種水、アセトニトリル、エチレンカーボネート、
炭酸プロピレン、ポリエチレングリコール等の溶媒(ま
たは、これらの混合溶媒)に溶解したものを用いること
ができる。
The electrolyte solution is not particularly limited. For example, I / I 3 system, Br / Br 3 system, Cl / Cl 3
Systems, F / F 3 based halogen-based, such as, quinone / hydroquinone system redox electrolyte of: a combination of one or more of (a redox substance electrolyte component), for example, various water, acetonitrile, ethylene carbonate ,
A solution dissolved in a solvent such as propylene carbonate or polyethylene glycol (or a mixed solvent thereof) can be used.

【0067】これらの中でも、電解質溶液としては、特
に、ヨウ素溶液(I/I3系溶液)が好ましく用いられ
る。より具体的には、電解質溶液は、例えば、ヨウ素お
よびヨウ化カリウムをエチレングリコールに溶解した溶
液、ジメチルヘキシルイミダゾリウム、ヨウ素およびヨ
ウ化リチウムを所定量のTertiary-butylpyridineが添加
されたアセトニトリルに溶解した溶液、Iodolyt
e TG50(Solaronics社製)、1,2−ジメチル−
3−プロピルイミダゾリウムイオダイド等を用いること
ができる。
Among these, an iodine solution (I / I 3 system solution) is particularly preferably used as the electrolyte solution. More specifically, the electrolyte solution is, for example, a solution of iodine and potassium iodide dissolved in ethylene glycol, dimethylhexylimidazolium, iodine and lithium iodide were dissolved in acetonitrile to which a predetermined amount of Tertiary-butylpyridine was added. Solution, Iodolyt
e TG50 (manufactured by Solaronics), 1,2-dimethyl-
For example, 3-propylimidazolium iodide can be used.

【0068】電解質溶液中の電解質成分の濃度(含有
量)としては、特に限定されないが、例えば、0.1〜
25wt%程度であるのが好ましく、0.5〜15wt
%程度であるのがより好ましい。
The concentration (content) of the electrolyte component in the electrolyte solution is not particularly limited.
It is preferably about 25 wt%, and 0.5 to 15 wt%.
% Is more preferable.

【0069】また、ゲル基材としては、例えば、主とし
て熱可塑性樹脂で構成されるもの、主として熱硬化性樹
脂で構成されるもの、主として共重合体で構成されるも
の、主としてシロキサン結合を有する化合物で構成され
るもの等を用いることができ、さらに、これらのうちの
任意の2種以上を組み合わせて用いることもできる。
Examples of the gel base material include those mainly composed of a thermoplastic resin, those mainly composed of a thermosetting resin, those mainly composed of a copolymer, and those mainly composed of a siloxane bond. Can be used, and any two or more of these can be used in combination.

【0070】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチ
レンオキシド(PEO)、ポリアクリロニトリル(PA
N)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリメチル
メタクリレート(PMMA)等が挙げられ、これらの1
種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of the thermoplastic resin include polyethylene oxide (PEO) and polyacrylonitrile (PA).
N), polyvinylidene fluoride (PVDF), polymethyl methacrylate (PMMA) and the like.
Species or a combination of two or more can be used.

【0071】熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミ
ド樹脂(PI)、エポキシ樹脂、石炭酸樹脂、尿素樹脂
等が挙げられる。
Examples of the thermosetting resin include polyimide resin (PI), epoxy resin, phenolic resin, and urea resin.

【0072】共重合体は、少なくとも2種の化合物(共
重合体の前駆体)を、例えば、イオン重合(カチオン重
合、アニオン重合)、ラジカル重合等、あるいは、これ
らを併用して重合させることにより得られるものであ
り、例えば、エポキシ系共重合体、ビニルエーテル系共
重合体、オキセダン系共重合体、ウレタンアクリレート
系共重合体、エポキシアクリレート系共重合体、エステ
ルアクリレート系共重合体、アクリレート系共重合体等
が挙げられる。
The copolymer is obtained by polymerizing at least two kinds of compounds (precursors of the copolymer), for example, by ionic polymerization (cationic polymerization, anionic polymerization), radical polymerization or the like, or by using these in combination. For example, epoxy-based copolymers, vinyl ether-based copolymers, oxedane-based copolymers, urethane acrylate-based copolymers, epoxy acrylate-based copolymers, ester acrylate-based copolymers, acrylate-based copolymers Polymers.

【0073】したがって、前記化合物(共重合体の前駆
体)としては、例えば、ウレタン、ポリアセン、ポリア
セチレン、ポリエチレン、ポリカーボン、ポリピロー
ル、ポリアニリン、活性硫黄等のうちから、任意の2種
以上を適宜選択して用いることができる。
Accordingly, as the compound (precursor of the copolymer), for example, any two or more selected from urethane, polyacene, polyacetylene, polyethylene, polycarbonate, polypyrrole, polyaniline, active sulfur and the like are appropriately selected. Can be used.

【0074】また、シロキサン結合を有する化合物とし
ては、ポリシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリ
アルキルフェニルシロキサン、シリコン原子の一部が他
の金属原子(例えば、アルミニウム、チタン等)と置換
したポリメタロシロキサン等が挙げられる。
Examples of the compound having a siloxane bond include polysiloxane, polydimethylsiloxane, polyalkylphenylsiloxane, and polymetallosiloxane in which a part of a silicon atom is substituted with another metal atom (eg, aluminum, titanium, etc.). Is mentioned.

【0075】また、電解質ゲル81は、ゲル基材の構成
材料と電解質溶液とを、重量比で1:1〜1:50程度
で含有するのが好ましく、重量比で1:3〜1:10程
度で含有するのがより好ましい。電解質ゲル81を前記
範囲の組成とすることにより、電解質ゲル81は、好適
な導電性を維持しつつ、好適な機械的強度を確保するこ
とができる。
The electrolyte gel 81 preferably contains the constituent material of the gel base material and the electrolyte solution in a weight ratio of about 1: 1 to 1:50, and in a weight ratio of 1: 3 to 1:10. More preferably, it is contained. By setting the composition of the electrolyte gel 81 within the above range, the electrolyte gel 81 can secure a suitable mechanical strength while maintaining a suitable conductivity.

【0076】このような太陽電池1Aでは、半導体電極
4に、光が入射すると、半導体電極4において、電子が
励起され、電子と正孔とが発生する。
In such a solar cell 1A, when light enters the semiconductor electrode 4, electrons are excited in the semiconductor electrode 4 to generate electrons and holes.

【0077】そして、電子は、第1の電極3および外部
回路9を介して、対極の第2の電極6に集まる。この電
子は、電解質ゲル81中の電解質成分を還元して、還元
体とする。
Then, the electrons gather through the first electrode 3 and the external circuit 9 to the counter electrode second electrode 6. These electrons reduce the electrolyte component in the electrolyte gel 81 to form a reduced form.

【0078】この還元体は、電解質ゲル81中を拡散し
て、半導体電極4の表面(受光面)に達すると、半導体
電極4の表面に残存している正孔に電子を奪い取られて
(酸化され)、酸化体となる。これにより、電流のルー
プが完結するようになる。
When this reduced form diffuses in the electrolyte gel 81 and reaches the surface (light receiving surface) of the semiconductor electrode 4, electrons are removed by holes remaining on the surface of the semiconductor electrode 4 (oxidation). And oxidized form. This completes the current loop.

【0079】なお、酸化体は、電解質ゲル81中を拡散
移動して、第2の電極6に戻り、電子をもらって還元さ
れるという行動を繰り返す。
The oxidant diffuses and moves in the electrolyte gel 81, returns to the second electrode 6, and repeats the action of receiving electrons and being reduced.

【0080】なお、光の照射により、半導体電極4で
は、電子および正孔が同時に発生するが、以下の説明で
は、便宜上、「電子が発生する」と記載する。
Note that electrons and holes are simultaneously generated in the semiconductor electrode 4 by light irradiation, but in the following description, "electrons are generated" for convenience.

【0081】さて、半導体電極4は、主として酸化チタ
ンで構成される。酸化チタンとしては、例えば、二酸化
チタン、一酸化チタン、三酸化二チタン等のうちの、1
種または2種以上を組み合わせて用いることができる
が、この中でも、酸化チタンとしては、主として二酸化
チタンで構成されるものが好ましい。二酸化チタンは、
光に対する感受性が高いので、酸化チタンとして、主と
して二酸化チタンを用いた半導体電極4では、光の利用
効率がより向上する。
The semiconductor electrode 4 is mainly composed of titanium oxide. Examples of the titanium oxide include titanium dioxide, titanium monoxide, dititanium trioxide, and the like.
Species or a combination of two or more species can be used, and among them, titanium oxide preferably is mainly composed of titanium dioxide. Titanium dioxide is
Since the sensitivity to light is high, in the semiconductor electrode 4 mainly using titanium dioxide as titanium oxide, the light use efficiency is further improved.

【0082】さらに、二酸化チタンとしては、結晶構造
がアナターゼ型の二酸化チタンを主とするもの、ルチル
型の二酸化チタンを主とするもの、アナターゼ型の二酸
化チタンとルチル型の二酸化チタンとの混合物を主とす
るもののいずれであってもよい。
Further, as the titanium dioxide, those having a crystal structure mainly of titanium dioxide of anatase type, those mainly containing rutile type titanium dioxide, and a mixture of titanium dioxide of anatase type and rutile type titanium dioxide can be used. Any of the main ones may be used.

【0083】ルチル型の二酸化チタンは、紫外領域に近
い部分の可視光領域の波長の光を利用することが可能で
あることから、ルチル型の二酸化チタンを主とする半導
体電極4では、光の利用効率に優れるという利点を有す
る。
Since rutile-type titanium dioxide can use light having a wavelength in the visible light region near the ultraviolet region, the semiconductor electrode 4 mainly composed of rutile-type titanium dioxide emits light. It has the advantage of excellent utilization efficiency.

【0084】また、ルチル型の二酸化チタンは、その結
晶構造が安定しているので、ルチル型の二酸化チタンを
主とする半導体電極4では、過酷な環境下に曝された場
合でも、経年変化(劣化)が少なく、安定した性能が長
期間継続して得られるという利点を有する。
Further, since the crystal structure of rutile-type titanium dioxide is stable, the semiconductor electrode 4 mainly composed of rutile-type titanium dioxide undergoes aging (even if exposed to a severe environment). (Deterioration) is small and stable performance can be obtained continuously for a long period of time.

【0085】一方、アナターゼ型の二酸化チタンの結晶
構造は、比較的不安定であることに起因して、アナター
ゼ型の二酸化チタンを主とする半導体電極4では、電子
を発生し易いという利点を有する。
On the other hand, since the crystal structure of anatase type titanium dioxide is relatively unstable, the semiconductor electrode 4 mainly composed of anatase type titanium dioxide has an advantage that electrons are easily generated. .

【0086】さらに、ルチル型の二酸化チタンとアナタ
ーゼ型の二酸化チタンとの混合物を主とする半導体電極
4では、前述した利点を併有することができる。
Further, the semiconductor electrode 4 mainly composed of a mixture of rutile-type titanium dioxide and anatase-type titanium dioxide can have the advantages described above.

【0087】このように混合させた場合には、ルチル型
の二酸化チタンとアナターゼ型の二酸化チタンとは、特
に限定されないが、例えば、重量比で95:5〜5:9
5程度であるのが好ましく、80:20〜20:80程
度であるのがより好ましい。
When mixed in this way, the rutile-type titanium dioxide and the anatase-type titanium dioxide are not particularly limited. For example, the weight ratio is 95: 5 to 5: 9.
It is preferably about 5 and more preferably about 80:20 to 20:80.

【0088】このような半導体電極4は、緻密質なもの
であってもよいが、前述したように、多孔質であるのが
好ましい。図2は、半導体電極4の受光面付近に、光が
入射している状態を模式的に示している。図2に示すよ
うに、多孔質な半導体電極4では、光(図2中の矢印)
が半導体電極4の表面(受光面)から、さらに内部まで
侵入し、半導体電極4内を透過、または孔41内で反射
する。このため、光は、より高い頻度で、半導体電極4
内で電子を発生させることになり、光の利用効率が向上
する。
The semiconductor electrode 4 may be dense, but is preferably porous as described above. FIG. 2 schematically shows a state in which light is incident near the light receiving surface of the semiconductor electrode 4. As shown in FIG. 2, the porous semiconductor electrode 4 emits light (arrows in FIG. 2).
Penetrates from the surface (light receiving surface) of the semiconductor electrode 4 further into the inside, and transmits through the semiconductor electrode 4 or is reflected in the hole 41. For this reason, light is more frequently emitted to the semiconductor electrode 4.
Electrons are generated in the inside, and the light use efficiency is improved.

【0089】また、多孔質な半導体電極4では、電解質
ゲル81を内部にまで浸透させることができるので、電
解質ゲル81との接触面積を十分に確保することができ
る。
Further, in the porous semiconductor electrode 4, the electrolyte gel 81 can be penetrated into the inside, so that a sufficient contact area with the electrolyte gel 81 can be ensured.

【0090】このようなことから、多孔質な半導体電極
4を用いた太陽電池1Aでは、より効率よく発電するこ
とができる。
From the above, the solar cell 1A using the porous semiconductor electrode 4 can generate power more efficiently.

【0091】また、この場合、半導体電極4の表面積
は、緻密質な半導体電極の表面積と比較して、大幅に増
大(例えば、50〜10000倍)する。これにより、
このような半導体電極4を用いた太陽電池1Aでは、緻
密質な半導体電極を用いた太陽電池と比較して、大電流
(例えば、50〜10000倍)が生じることになる。
In this case, the surface area of the semiconductor electrode 4 is significantly increased (for example, 50 to 10,000 times) as compared with the surface area of the dense semiconductor electrode. This allows
In the solar cell 1A using such a semiconductor electrode 4, a large current (for example, 50 to 10,000 times) is generated as compared with a solar cell using a dense semiconductor electrode.

【0092】このような多孔質の度合を表す指標として
は、例えば、半導体電極4の空孔率(気孔率)、半導体
電極4の受光面の表面粗さRa等があるが、半導体電極
4は、空孔率あるいは受光面の表面粗さRaのいずれか
一方が以下の条件を満足するのが好ましく、空孔率およ
び受光面の表面粗さRaの双方が以下の条件を満足する
のがより好ましい。
The index indicating the degree of such porosity includes, for example, the porosity (porosity) of the semiconductor electrode 4, the surface roughness Ra of the light receiving surface of the semiconductor electrode 4, and the like. It is preferable that one of the porosity and the surface roughness Ra of the light receiving surface satisfies the following condition, and that both the porosity and the surface roughness Ra of the light receiving surface satisfy the following condition. preferable.

【0093】半導体電極4の空孔率としては、特に限定
されないが、例えば、5〜90%程度であるのが好まし
く、15〜50%程度であるのがより好ましく、20〜
40%程度であるのがさらに好ましい。
Although the porosity of the semiconductor electrode 4 is not particularly limited, it is, for example, preferably about 5 to 90%, more preferably about 15 to 50%, and more preferably about 20 to 50%.
More preferably, it is about 40%.

【0094】また、半導体電極4の受光面の表面粗さR
aとしては、特に限定されないが、例えば、5nm〜1
0μm程度であるのが好ましく、20nm〜1μm程度
であるのがより好ましい。
Further, the surface roughness R of the light receiving surface of the semiconductor electrode 4
Although a is not particularly limited, for example, 5 nm to 1
It is preferably about 0 μm, and more preferably about 20 nm to 1 μm.

【0095】多孔質の度合が、それぞれ、前記の範囲内
の半導体電極4では、光の照射面積および電解質ゲル8
1との接触面積をより増大させることができる。このた
め、このような半導体電極4を用いた太陽電池1Aで
は、より効率よく発電することができる。
In the semiconductor electrode 4 having the degree of porosity within the above-described range, the light irradiation area and the electrolyte gel 8
1 can be further increased. Therefore, the solar cell 1A using such a semiconductor electrode 4 can generate power more efficiently.

【0096】このような観点からは、半導体電極4は、
酸化チタン粉末(粉末状の酸化チタン)を用いて製造さ
れるのが好ましい。これにより、半導体電極4をより容
易かつ確実に多孔質とすることができる。
From such a viewpoint, the semiconductor electrode 4 is
It is preferably manufactured using titanium oxide powder (powder-like titanium oxide). Thereby, the semiconductor electrode 4 can be easily and reliably made porous.

【0097】また、酸化チタン粉末の平均粒径として
は、特に限定されないが、例えば、1nm〜1μm程度
であるのが好ましく、5〜50nm程度であるのがより
好ましい。酸化チタン粉末の平均粒径を前記の範囲内と
することにより、酸化チタン粉末の半導体電極材料中で
の均一性が向上する。また、このように酸化チタン粉末
の平均粒径を小さくすることにより、得られる半導体電
極4の比表面積をより大きくすることができる。
The average particle size of the titanium oxide powder is not particularly limited, but is preferably, for example, about 1 nm to 1 μm, and more preferably about 5 to 50 nm. By setting the average particle size of the titanium oxide powder within the above range, the uniformity of the titanium oxide powder in the semiconductor electrode material is improved. In addition, by reducing the average particle size of the titanium oxide powder, the specific surface area of the obtained semiconductor electrode 4 can be further increased.

【0098】また、半導体電極4は、比較的厚さの大き
なものであってもよいが、前述したように膜状(層状)
をなすものが好ましい。膜状の半導体電極4を太陽電池
1Aに用いることにより、太陽電池1Aの発電効率(光
電変換効率)がより向上するとともに、太陽電池1Aの
薄型化(小型化)、製造コストの削減を図ることができ
有利である。
The semiconductor electrode 4 may have a relatively large thickness, but may have a film-like (layer-like) shape as described above.
Are preferred. By using the film-shaped semiconductor electrode 4 for the solar cell 1A, the power generation efficiency (photoelectric conversion efficiency) of the solar cell 1A is further improved, and the solar cell 1A is made thinner (smaller) and the manufacturing cost is reduced. Is advantageous.

【0099】この場合、半導体電極4の平均厚さ(膜
厚)としては、特に限定されないが、例えば、0.1〜
300μm程度であるのが好ましく、0.5〜100μ
m程度であるのがより好ましく、1〜25μm程度であ
るのがさらに好ましい。半導体電極4の平均厚さが前記
の下限値未満の場合、その空孔率等によっては、半導体
電極4に入射した光の透過が著しく、光の利用効率が低
下することがある。一方、半導体電極4の厚さを前記の
上限値を超えて厚くしても、それ以上、光の利用効率の
増大が見込めない。
In this case, the average thickness (film thickness) of the semiconductor electrode 4 is not particularly limited.
It is preferably about 300 μm, and 0.5 to 100 μm.
m, more preferably about 1 to 25 μm. When the average thickness of the semiconductor electrode 4 is less than the lower limit described above, depending on the porosity and the like, the light incident on the semiconductor electrode 4 is significantly transmitted, and the light use efficiency may be reduced. On the other hand, even if the thickness of the semiconductor electrode 4 is increased beyond the above-mentioned upper limit value, further increase in light use efficiency cannot be expected.

【0100】さらに、このような半導体電極4には、可
視化処理が施され、可視光領域(通常、400〜750
nm程度)の広い範囲の波長の光の吸収が可能とされて
いるのが好ましい。これにより、半導体電極4は、光の
利用効率がより向上し、より確実に電子を発生すること
ができる。
Further, such a semiconductor electrode 4 is subjected to a visualization process, so that the semiconductor electrode 4 is in a visible light region (usually 400 to 750).
It is preferable that light of a wide range of wavelengths (about nm) can be absorbed. Thereby, the semiconductor electrode 4 can further improve the light use efficiency and generate electrons more reliably.

【0101】このような可視化処理の方法としては、例
えば、色素を吸着させる色素吸着法、酸素欠陥を形
成する酸素欠陥形成法、チタン原子の一部をチタン原
子と異なる金属原子で置換する原子置換法等が挙げら
れ、これらの1種または2種以上を組み合わせて用いる
ことができる。以下、これら〜の方法について、そ
れぞれ、詳述する。
Examples of such a visualization method include a dye adsorption method for adsorbing a dye, an oxygen defect formation method for forming oxygen defects, and an atomic substitution method for substituting a part of titanium atoms with metal atoms different from titanium atoms. And the like, and one or more of these can be used in combination. Hereinafter, each of these methods will be described in detail.

【0102】 色素吸着法 色素吸着法では、半導体電極材料を膜状に成形した膜状
体(以下、単に「膜状体」と言う。)と、例えば色素を
溶解または懸濁(分散)した溶媒とを、例えば、浸漬、
塗布等により接触させることにより、色素を膜状体の表
面および/または空孔内に吸着させる。
Dye Adsorption Method In the dye adsorption method, a film-shaped body (hereinafter, simply referred to as a “film-shaped body”) in which a semiconductor electrode material is formed into a film, and a solvent in which a dye is dissolved or suspended (dispersed), for example, And, for example, immersion,
By contacting by coating or the like, the dye is adsorbed on the surface of the film and / or in the pores.

【0103】この色素としては、特に限定されないが、
例えば、顔料、染料等が挙げられ、これらを単独または
混合して使用することができるが、経時的変質、劣化が
より少ないという点で顔料が、吸着性がより優れるとい
う点で染料が好ましい。
The dye is not particularly limited.
For example, pigments, dyes and the like can be mentioned, and these can be used alone or as a mixture. However, pigments are preferable in that they are less deteriorated and deteriorated with time, and dyes are more excellent in adsorptivity.

【0104】この顔料としては、特に限定されないが、
例えば、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブル
ー等のフタロシアニン系顔料、ファストイエロー、ジス
アゾイエロー、縮合アゾイエロー、ペンゾイミダゾロン
イエロー、ジニトロアニリンオレンジ、ペンズイミダゾ
ロンオレンジ、トルイジンレッド、パーマネントカーミ
ン、パーマネントレッド、ナフトールレッド、縮合アゾ
レッド、ベンズイミダゾロンカーミン、ベンズイミダゾ
ロンブラウン等のアゾ系顔料、アントラピリミジンイエ
ロー、アントラキノニルレッド等のアントラキノン系顔
料、銅アゾメチンイエロー等のアゾメチン系顔料、キノ
フタロンイエロー等のキノフタロン系顔料、イソインド
リンイエロー等のイソインドリン系顔料、ニッケルジオ
キシムイエロー等のニトロソ系顔料、ペリノンオレンジ
等のペリノン系顔料、キナクリドンマゼンタ、キナクリ
ドンマルーン、キナクリドンスカーレット、キナクリド
ンレッド等のキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペ
リレンマルーン等のペリレン系顔料、ジケトピロロピロ
ールレッド等のピロロピロール系顔料、ジオキサジンバ
イオレット等のジオキサジン系顔料のような有機顔料、
カーボンブラック、ランプブラック、ファーネスブラッ
ク、アイボリーブラック、黒鉛、フラーレン等の炭素系
顔料、黄鉛、モリブデートオレンジ等クロム酸塩系顔
料、カドミウムイエロー、カドミウムリトポンイエロ
ー、カドミウムオレンジ、カドミウムリトポンオレン
ジ、銀朱、カドミウムレッド、カドミウムリトポンレッ
ド等の硫化物系顔料、オーカー、チタンイエロー、チタ
ンバリウムニッケルイエロー、べんがら、鉛丹、アンバ
ー、褐色酸化鉄、亜鉛鉄クロムブラウン、酸化クロム、
コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、チタンコ
バルトグリーン、コバルトブルー、セルリアンブルー、
コバルトアルミニウムクロムブルー、鉄黒、マンガンフ
ェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅ク
ロムブラック、銅クロムマンガンブラック等の酸化物系
顔料、ビリジアン等の水酸化物系顔料、紺青等のフェロ
シアン化物系顔料、群青等のケイ酸塩系顔料、コバルト
バイオレット、ミネラルバイオレット等のリン酸塩系顔
料、その他(例えば硫化カドミウム、セレン化カドミウ
ム等)のような無機顔料等の1種または2種以上を組み
合わせて用いることができる。
The pigment is not particularly limited.
For example, phthalocyanine green, phthalocyanine pigments such as phthalocyanine blue, fast yellow, disazo yellow, condensed azo yellow, penzoimidazolone yellow, dinitroaniline orange, penzimidazolone orange, toluidine red, permanent carmine, permanent red, naphthol red, Condensed azo red, azo pigments such as benzimidazolone carmine, benzimidazolone brown, anthrapyrimidine yellow, anthraquinone pigments such as anthraquinonyl red, azomethine pigments such as copper azomethine yellow, quinophthalone pigments such as quinophthalone yellow, iso Isoindoline pigments such as indoline yellow, nitroso pigments such as nickel dioxime yellow, and perinone face such as perinone orange Quinacridone magenta, quinacridone maroon, quinacridone scarlet, quinacridone pigments such as quinacridone red, perylene red, perylene pigments such as perylene maroon, pyrropyrrole pigments such as diketopyrrolopyrrole red, and dioxazine pigments such as dioxazine violet. Organic pigments, such as
Carbon pigments such as carbon black, lamp black, furnace black, ivory black, graphite, fullerene, chromate pigments such as graphite, molybdate orange, cadmium yellow, cadmium lithopone yellow, cadmium orange, cadmium lithopone orange, Sulfide pigments such as silver vermilion, cadmium red, cadmium lithopone red, ocher, titanium yellow, titanium barium nickel yellow, red iron oxide, lead red, amber, brown iron oxide, zinc iron chrome brown, chromium oxide,
Cobalt green, cobalt chrome green, titanium cobalt green, cobalt blue, cerulean blue,
Oxide pigments such as cobalt aluminum chrome blue, iron black, manganese ferrite black, cobalt ferrite black, copper chromium black, copper chromium manganese black, hydroxide pigments such as viridian, ferrocyanide pigments such as navy blue, ultramarine Or a combination of two or more of silicate pigments such as silicate pigments, phosphate pigments such as cobalt violet and mineral violet, and inorganic pigments such as cadmium sulfide and cadmium selenide. Can be.

【0105】また、染料としては、特に限定されない
が、例えば、RuL2(SCN)2、RuL2Cl2、RuL2(CN)2、Ruteni
um535-bisTBA(Solaronics社製)、[RuL2(NCS)2]2H2Oの
ような金属錯体色素、シアン系色素、キサンテン系色
素、アゾ系色素、ハイビスカス色素、ブラックベリー色
素、ラズベリー色素、ザクロ果汁色素、クロロフィル色
素等の1種または2種以上を組み合わせて用いることが
できる。なお、前記組成式中のLは、2,2'ーbipyridin
e、または、その誘導体を示す。
The dye is not particularly limited. For example, RuL 2 (SCN) 2 , RuL 2 Cl 2 , RuL 2 (CN) 2 ,
um535-bisTBA (manufactured by Solaronics), metal complex dyes such as [RuL 2 (NCS) 2 ] 2 H 2 O, cyan dyes, xanthene dyes, azo dyes, hibiscus dyes, blackberry dyes, raspberry dyes, One or more of pomegranate juice pigment, chlorophyll pigment and the like can be used in combination. L in the above composition formula is 2,2′-bipyridin
e or a derivative thereof.

【0106】 酸素欠陥形成法 酸素欠陥形成法としては、特に限定されないが、例え
ば、酸化チタン粉末あるいは膜状体を、水素雰囲気(還
元雰囲気)中で熱処理する方法、真空(例えば10-5
10-6Torr)下で熱処理する方法、低温プラズマ処
理する方法等が挙げられる。この中でも、酸素欠陥形成
法としては、酸化チタン粉末あるいは膜状体を、水素雰
囲気中で熱処理する方法が好ましい。
Oxygen Deficiency Forming Method The oxygen deficiency forming method is not particularly limited. For example, a method in which a titanium oxide powder or a film is heat-treated in a hydrogen atmosphere (reducing atmosphere), vacuum (for example, 10 −5 to 10 −5 )
A method of performing a heat treatment under 10 −6 Torr), a method of performing a low-temperature plasma treatment, and the like are given. Among them, as the oxygen defect forming method, a method of heat-treating a titanium oxide powder or a film in a hydrogen atmosphere is preferable.

【0107】 原子置換法 原子置換法としては、例えば、前記の金属原子あるいは
その酸化物からなる無機増感剤が添加された半導体電極
材料の膜状体を焼成(焼結)する方法、膜状体に対して
前記の金属原子をイオン化したものを注入する(打ち込
む)方法等が挙げられる。この中でも、原子置換法とし
ては、無機増感剤が添加された半導体電極材料の膜状体
を焼成する方法がより好ましい。なお、このような原子
置換法は、酸化チタン粉末に施すこともできる。
Atom replacement method As the atom replacement method, for example, a method of firing (sintering) a film of a semiconductor electrode material to which an inorganic sensitizer composed of the above-described metal atom or its oxide is added, A method of injecting (implanting) the ionized metal atom into the body may be used. Among these, a method of firing a film of a semiconductor electrode material to which an inorganic sensitizer is added is more preferable as the atom replacement method. In addition, such an atom substitution method can be applied to titanium oxide powder.

【0108】このような半導体電極4を用いた太陽電池
1Aでは、半導体電極4への光の入射角が90°での光
電変換効率をR90とし、光の入射角が52°での光電変
換効率をR52としたとき、R52/R90が0.8以上程度
となるような特性を有しているのが好ましく、0.85
以上程度であるのがより好ましい。このような条件を満
たすということは、半導体電極4が光に対する指向性が
低い、すなわち、等方性を有するということである。し
たがって、このような半導体電極4を有する太陽電池1
Aは、太陽の日照時間のほぼ全域に渡って、より効率良
く発電することができる。
In such a solar cell 1A using the semiconductor electrode 4, the photoelectric conversion efficiency when the incident angle of light on the semiconductor electrode 4 is 90 ° is R 90, and the photoelectric conversion efficiency when the incident angle of light is 52 ° is when was the R 52 efficiency is preferably R 52 / R 90 has a characteristic such that the degree of 0.8 or more, 0.85
More preferably, it is at least about the above. Satisfying such a condition means that the semiconductor electrode 4 has low directivity to light, that is, has isotropic properties. Therefore, solar cell 1 having such a semiconductor electrode 4
A can generate power more efficiently over almost the entire sunshine duration.

【0109】このような太陽電池1Aは、例えば、次の
ようにして製造することができる。まず、それぞれ、例
えば石英ガラス等で構成された第1の基板2と第2の基
板7とを用意する。これらの第1の基板2および第2の
基板7には、厚さが均一でたわみのないものが好適に用
いられる。
Such a solar cell 1A can be manufactured, for example, as follows. First, a first substrate 2 and a second substrate 7 each made of, for example, quartz glass are prepared. As the first substrate 2 and the second substrate 7, those having a uniform thickness and no bending are preferably used.

【0110】<1> まず、第1の電極3を第1の基板
2の上面に、また、第2の電極6を第2の基板7の上面
に、それぞれ、形成する。
<1> First, the first electrode 3 is formed on the upper surface of the first substrate 2, and the second electrode 6 is formed on the upper surface of the second substrate 7, respectively.

【0111】第1の電極3は、例えばITO等で構成さ
れる第1の電極3の材料を、例えば、蒸着法、スパッタ
リング法、印刷法等を用いることにより、形成すること
ができる。
The first electrode 3 can be formed by using a material for the first electrode 3 made of, for example, ITO or the like by using, for example, an evaporation method, a sputtering method, a printing method, or the like.

【0112】また、第2の電極6は、例えば白金等で構
成される第2の電極6の材料を、例えば、蒸着法、スパ
ッタリング法、印刷法等を用いることにより、形成する
ことができる。
The second electrode 6 can be formed by using the material of the second electrode 6 made of, for example, platinum or the like, for example, by using a vapor deposition method, a sputtering method, a printing method, or the like.

【0113】<2> 次に、半導体電極4を第1の電極
3の上面に形成する。半導体電極4は、半導体電極材料
を、例えば、ディッピング、ドクターブレード、スピン
コート、刷毛塗り、スプレー塗装、ロールコーター等の
各種塗布法、溶射法等の方法により膜状(厚膜および薄
膜)に形成することができる。この中でも、半導体電極
4の形成方法としては、各種塗布法によるものが好まし
い。
<2> Next, the semiconductor electrode 4 is formed on the upper surface of the first electrode 3. The semiconductor electrode 4 is formed in a film shape (thick film and thin film) by a method such as dipping, doctor blade, spin coating, brush coating, spray coating, various coating methods such as a roll coater, and a thermal spraying method. can do. Among them, the method of forming the semiconductor electrode 4 is preferably a method using various coating methods.

【0114】このような塗布法によれば、その操作は、
極めて簡単であり、かつ、大掛かりな装置も必要としな
いので、半導体電極4および太陽電池1Aの製造コスト
の削減、製造時間の短縮に有利である。また、塗布法に
よれば、例えばマスキング等を用いることにより、所望
のパターン形状の半導体電極4を容易に得ることができ
る。
According to such a coating method, the operation is as follows:
Since it is extremely simple and does not require a large-scale device, it is advantageous for reducing the manufacturing cost and the manufacturing time of the semiconductor electrode 4 and the solar cell 1A. Further, according to the coating method, for example, by using masking or the like, the semiconductor electrode 4 having a desired pattern shape can be easily obtained.

【0115】以下に、半導体電極4の塗布法による成形
方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、
可視化処理の方法(<2A>色素吸着法、<2B>、<
2C>酸素欠陥形成法、<2D>原子置換法)の相違に
より区別して説明するが、同様の事項については、後に
説明するものでは省略する。さらに、酸素欠陥形成法に
ついては、<2B>酸化チタン粉末に施す場合と、<2
C>膜状体に施す場合とに分けて説明する。
An example of a forming method of the semiconductor electrode 4 by a coating method will be described below. In the following description,
Visualization treatment method (<2A> dye adsorption method, <2B>, <2A>
2C> Oxygen deficiency forming method and <2D> Atom replacement method), and the same matters will not be described later. Further, regarding the oxygen defect forming method, <2B> a case where the method is applied to the titanium oxide powder,
The description will be made separately for the case where C> is applied to a film.

【0116】<2A>:色素吸着法 [酸化チタン粉末の調製] <A0> ルチル型の二酸化チタン粉末とアナターゼ型
の二酸化チタン粉末とを所定の配合比(アナターゼ型の
二酸化チタン粉末のみ、ルチル型の二酸化チタン粉末の
みの場合も含む)にて、配合し混合しておく。
<2A>: Dye adsorption method [Preparation of titanium oxide powder] <A0> A predetermined mixing ratio of rutile-type titanium dioxide powder and anatase-type titanium dioxide powder (only anatase-type titanium dioxide powder, rutile-type titanium dioxide powder) (Including the case of using only titanium dioxide powder).

【0117】これらのルチル型の二酸化チタン粉末の平
均粒径と、アナターゼ型の二酸化チタン粉末の平均粒径
とは、それぞれ異なっていてもよいし、同じであっても
よいが、異なっている方が好ましい。なお、酸化チタン
粉末全体としての平均粒径は、前述の範囲とする。
The average particle size of the rutile-type titanium dioxide powder and the average particle size of the anatase-type titanium dioxide powder may be different from each other or may be the same. Is preferred. The average particle size of the entire titanium oxide powder is in the above-mentioned range.

【0118】[塗布液(半導体電極材料)の調製] <A1> まず、前記工程で調製した酸化チタン粉末を
適当量の水(例えば、蒸留水、超純水、イオン交換水、
RO水等)に懸濁する。
[Preparation of Coating Solution (Semiconductor Electrode Material)] <A1> First, the titanium oxide powder prepared in the above step was mixed with an appropriate amount of water (for example, distilled water, ultrapure water, ion-exchanged water,
RO water, etc.).

【0119】<A2> 次に、かかる懸濁液に、例えば
硝酸等の安定化剤を添加し、メノウ製(またはアルミナ
製)の乳鉢内で十分に混練する。
<A2> Next, a stabilizer such as nitric acid is added to the suspension, and the suspension is sufficiently kneaded in a mortar made of agate (or made of alumina).

【0120】<A3> 次いで、かかる懸濁液に、前記
の水を加えてさらに混練する。このとき、前記安定化剤
と水との配合比は、体積比で好ましくは10:90〜4
0:60程度、より好ましくは15:85〜30:70
程度とし、かかる懸濁液の粘度を、例えば0.2〜30
cP程度とする。
<A3> Next, the above-mentioned water is added to the suspension, followed by further kneading. At this time, the mixing ratio of the stabilizer to water is preferably 10:90 to 4 by volume ratio.
About 0:60, more preferably 15:85 to 30:70
And the viscosity of the suspension is, for example, 0.2-30.
Approximately cP.

【0121】<A4> その後、かかる懸濁液に、例え
ば、最終濃度が0.01〜5wt%程度となるように界
面活性剤を添加して混練する。これにより、塗布液(半
導体電極材料)を調製する。
<A4> Thereafter, a surfactant is added to the suspension so as to have a final concentration of, for example, about 0.01 to 5 wt%, and the suspension is kneaded. Thus, a coating liquid (semiconductor electrode material) is prepared.

【0122】なお、界面活性剤としては、カチオン性、
アニオン性、両イオン性、非イオン性のいずれであって
もよいが、好ましくは非イオン性のものが用いられる。
The surfactant may be cationic,
Any of anionic, amphoteric, and nonionic may be used, but a nonionic one is preferably used.

【0123】また、安定化剤としては、硝酸に代わり、
酢酸やアセチルアセトンのような酸化チタンの表面修飾
試薬を用いることもできる。
Further, as the stabilizer, nitric acid is used instead of nitric acid.
A titanium oxide surface modification reagent such as acetic acid or acetylacetone can also be used.

【0124】また、塗布液(半導体電極材料)中には、
必要に応じて、例えばポリエチレングリコールのような
バインダー、可塑剤、酸化防止剤等の各種添加物を添加
してもよい。
The coating liquid (semiconductor electrode material) contains
If necessary, various additives such as a binder such as polyethylene glycol, a plasticizer, and an antioxidant may be added.

【0125】[半導体電極4の形成] <A5> 第1の電極3の上面に、塗布法(例えば、デ
ィッピング等)により、塗布液を塗布・乾燥して膜状体
(塗膜)を形成する。また、塗布・乾燥の操作を複数回
行って積層するようにしてもよい。
[Formation of Semiconductor Electrode 4] <A5> A coating solution is applied and dried on the upper surface of the first electrode 3 by a coating method (for example, dipping or the like) to form a film (coating). . Alternatively, the coating and drying operations may be performed a plurality of times to laminate.

【0126】次いで、この膜状体に、必要に応じて、例
えば、温度250〜500℃程度で0.5〜3時間程
度、熱処理(例えば、焼成等)を施してもよい。これに
より、単に接触するのに止まっていた酸化チタン粉末同
士は、その接触部位に拡散が生じ、酸化チタン粉末同士
がある程度固着(固定)するようになる。なお、この状
態で、膜状体が多孔質となる。
Next, if necessary, the film may be subjected to a heat treatment (for example, firing) at a temperature of about 250 to 500 ° C. for about 0.5 to 3 hours. As a result, the titanium oxide powder that has just stopped contacting is diffused at the contact portion, and the titanium oxide powders are fixed (fixed) to some extent. In this state, the film becomes porous.

【0127】<A6> 前記工程<A5>で得られた膜
状体には、必要に応じて、後処理を行うことができる。
<A6> The film obtained in the above step <A5> may be subjected to post-treatment, if necessary.

【0128】この後処理としては、例えば、形状を整え
るための、研削、研磨等のような機械加工(後加工)
や、その他、洗浄、化学処理のような後処理等が挙げら
れる。
As the post-processing, for example, machining (post-processing) such as grinding and polishing for adjusting the shape.
And other post-treatments such as cleaning and chemical treatment.

【0129】なお、前記の受光面の表面粗さRaは、本
工程<A6>での後処理によって調節するようにしても
よい。
The surface roughness Ra of the light receiving surface may be adjusted by post-processing in the present step <A6>.

【0130】<A7> 次いで、例えばカーボンブラッ
ク等の色素を溶解または懸濁(分散)した溶液に、第1
の基板2、第1の電極3および膜状体の積層体を浸漬等
する。これにより、前記溶液が膜状体の空孔内に浸透し
て第1の電極3側まで到達し、膜状体の表面および空孔
内に色素が吸着される。
<A7> Next, a solution in which a dye such as carbon black is dissolved or suspended (dispersed) is added to the first solution.
The substrate 2, the first electrode 3, and the layered body of the film are dipped or the like. As a result, the solution penetrates into the pores of the film and reaches the first electrode 3 side, and the dye is adsorbed on the surface and the pores of the film.

【0131】色素を溶解または懸濁(分散)する溶媒と
しては、特に限定されないが、例えば、各種水、メタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトニ
トリル、酢酸エチル、エーテル、塩化メチレン、NMP
(N−メチル−2−ピロリドン)等の1種または2種以
上を組み合わせて用いることができる。
The solvent for dissolving or suspending (dispersing) the dye is not particularly limited. For example, various types of water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetonitrile, ethyl acetate, ether, methylene chloride, NMP
One or two or more of (N-methyl-2-pyrrolidone) and the like can be used in combination.

【0132】この後、前記積層体を前記溶液中から取り
出し、例えば、自然乾燥による方法や、空気、窒素ガス
等の気体を吹き付ける方法等により溶媒を除去する。
Thereafter, the laminate is taken out of the solution, and the solvent is removed by, for example, a method of natural drying or a method of blowing a gas such as air or nitrogen gas.

【0133】さらに、必要に応じて、この積層体を、例
えば60〜100℃程度の温度で、0.5〜2時間程
度、クリーンオーブン等で乾燥してもよい。これによ
り、色素をより強固に膜状体に吸着することができる。
Further, if necessary, the laminate may be dried in a clean oven or the like at a temperature of, for example, about 60 to 100 ° C. for about 0.5 to 2 hours. This allows the dye to be more firmly adsorbed to the film.

【0134】<2B>:酸素欠陥形成法(酸化チタン粉
末に施す場合) [酸化チタン粉末の調製] <B0> ルチル型の二酸化チタン粉末とアナターゼ型
の二酸化チタン粉末とを所定の配合比(ルチル型の二酸
化チタン粉末のみの場合も含む)にて、配合し混合して
おく。なお、後述する酸素欠陥形成法による熱処理で、
二酸化チタンの結晶構造がアナターゼ型からルチル型へ
転移(変化)することを想定している場合には、アナタ
ーゼ型の二酸化チタン粉末のみを用いてもよい。
<2B>: Oxygen vacancy forming method (when applied to titanium oxide powder) [Preparation of titanium oxide powder] <B0> A predetermined mixing ratio (rutile) of rutile type titanium dioxide powder and anatase type titanium dioxide powder (Including the case of only the titanium dioxide powder of the type)). In addition, by the heat treatment by the oxygen defect formation method described later,
When it is assumed that the crystal structure of titanium dioxide changes (changes) from anatase type to rutile type, only anatase type titanium dioxide powder may be used.

【0135】次に、前記配合された酸化チタン粉末に、
酸素欠陥形成法による熱処理を施す。このときの熱処理
条件としては、水素雰囲気中で、好ましくは温度800
〜1200℃程度で、0.2〜3時間程度、より好まし
くは温度900〜1200℃程度で、0.5〜1時間程
度とされる。
Next, to the compounded titanium oxide powder,
Heat treatment by an oxygen defect forming method is performed. The heat treatment at this time is performed in a hydrogen atmosphere, preferably at a temperature of 800.
The temperature is about 1200 to 1200 ° C. and about 0.2 to 3 hours, more preferably about 900 to 1200 ° C. and about 0.5 to 1 hour.

【0136】このとき、酸化チタン粉末がアナターゼ型
の二酸化チタン粉末を含有している場合、前記の熱処理
温度、熱処理時間によっては、アナターゼ型の二酸化チ
タンは、その結晶構造の一部または全部がルチル型へ転
移することがある。
At this time, if the titanium oxide powder contains anatase-type titanium dioxide powder, the crystal structure of anatase-type titanium dioxide is partially or entirely rutile depending on the heat treatment temperature and heat treatment time. May transfer to the mold.

【0137】なお、酸素欠陥形成法は、本工程<B0>
前に、ルチル型の二酸化チタン粉末および/またはアナ
ターゼ型の二酸化チタン粉末に施し、かかる二酸化チタ
ン粉末を配合して、酸化チタン粉末を調製するようにし
てもよい。
In the oxygen defect forming method, this step <B0>
Before this, a titanium oxide powder may be prepared by applying to rutile-type titanium dioxide powder and / or anatase-type titanium dioxide powder and blending the titanium dioxide powder.

【0138】[塗布液(半導体電極材料)の調製] <B1>〜<B4> 前記工程<A1>〜<A4>と同
様の工程を行う。
[Preparation of Coating Solution (Semiconductor Electrode Material)] <B1> to <B4> Steps similar to the above steps <A1> to <A4> are performed.

【0139】[半導体電極4の形成] <B5> 前記工程<A5>と同様の工程を行う。[Formation of Semiconductor Electrode 4] <B5> The same step as the step <A5> is performed.

【0140】<B6> 必要に応じて、前記工程<A6
>と同様の工程を行う。なお、色素吸着を行う前記工程
<A7>は省略される。
<B6> If necessary, the step <A6
>. The step <A7> for dye adsorption is omitted.

【0141】<2C>:酸素欠陥形成法(膜状体に施す
場合) [酸化チタン粉末の調製] <C0> ルチル型の二酸化チタン粉末とアナターゼ型
の二酸化チタン粉末とを所定の配合比(ルチル型の二酸
化チタン粉末のみの場合も含む)にて、配合し混合して
おく。なお、後述する酸素欠陥形成法による熱処理で、
二酸化チタンの結晶構造がアナターゼ型からルチル型へ
転移(変化)することを想定している場合には、アナタ
ーゼ型の二酸化チタン粉末のみを用いてもよい。
<2C>: Oxygen vacancy forming method (when applied to a film) [Preparation of Titanium Oxide Powder] <C0> A predetermined mixing ratio (rutile) of rutile type titanium dioxide powder and anatase type titanium dioxide powder (Including the case of only the titanium dioxide powder of the type)). In addition, by the heat treatment by the oxygen defect formation method described later,
When it is assumed that the crystal structure of titanium dioxide changes (changes) from anatase type to rutile type, only anatase type titanium dioxide powder may be used.

【0142】[塗布液(半導体電極材料)の調製] <C1>〜<C4> 前記工程<A1>〜<A4>と同
様の工程を行う。
[Preparation of Coating Solution (Semiconductor Electrode Material)] <C1> to <C4> Steps similar to the above steps <A1> to <A4> are performed.

【0143】[半導体電極4の形成] <C5> 前記工程<A5>と同様の工程を行った後、
膜状体に酸素欠陥形成法による熱処理を施して半導体電
極4を得る。この熱処理条件としては、水素雰囲気中
で、好ましくは温度800〜1200℃程度で、0.2
〜3時間程度、より好ましくは温度900〜1200℃
程度で、0.5〜1時間程度とされる。
[Formation of Semiconductor Electrode 4] <C5> After performing the same step as the step <A5>,
The film-shaped body is subjected to a heat treatment by an oxygen defect forming method to obtain a semiconductor electrode 4. The heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere, preferably at a temperature of about
About 3 hours, more preferably 900 to 1200 ° C
About 0.5 to 1 hour.

【0144】なお、この場合、前記工程<A5>におけ
る熱処理(例えば、焼成等)は、この酸素欠陥形成法に
よる熱処理で兼用することもできる。
In this case, the heat treatment (for example, baking) in the step <A5> can be also used as the heat treatment by the oxygen defect forming method.

【0145】<C6> 必要に応じて、前記工程<A6
>と同様の工程を行う。なお、色素吸着を行う前記工程
<A7>は省略される。
<C6> If necessary, the step <A6
>. The step <A7> for dye adsorption is omitted.

【0146】<2D>:原子置換法 [酸化チタン粉末の調製] <D0> ルチル型の二酸化チタン粉末とアナターゼ型
の二酸化チタン粉末とを所定の配合比(ルチル型の二酸
化チタン粉末のみの場合も含む)にて、配合し混合して
おく。なお、後述する原子置換法による焼成で、二酸化
チタンの結晶構造がアナターゼ型からルチル型へ転移
(変化)することを想定している場合には、アナターゼ
型の二酸化チタン粉末のみを用いてもよい。
<2D>: Atomic substitution method [Preparation of titanium oxide powder] <D0> A predetermined mixing ratio of rutile-type titanium dioxide powder and anatase-type titanium dioxide powder (even when only rutile-type titanium dioxide powder is used) ) And mix. When it is assumed that the crystal structure of titanium dioxide changes (changes) from an anatase type to a rutile type by baking by an atom replacement method described later, only anatase type titanium dioxide powder may be used. .

【0147】[塗布液(半導体電極材料)の調製] <D1>〜<D3> 前記工程<A1>〜<A3>と同
様の工程を行う。
[Preparation of Coating Solution (Semiconductor Electrode Material)] <D1> to <D3> Steps similar to the above steps <A1> to <A3> are performed.

【0148】<D4> 前記工程<A4>と同様の工程
において、懸濁液中に、無機増感剤を添加して混練す
る。これにより、塗布液(半導体電極材料)を調製す
る。
<D4> In the same step as step <A4>, an inorganic sensitizer is added to the suspension and kneaded. Thus, a coating liquid (semiconductor electrode material) is prepared.

【0149】この無機増感剤としては、特に限定されな
いが、例えば、クロム、バナジウム、ニッケル、鉄、マ
ンガン、銅、亜鉛、ニオブ、またはこれらの酸化物等が
挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合
わせて用いることができる。
The inorganic sensitizer is not particularly restricted but includes, for example, chromium, vanadium, nickel, iron, manganese, copper, zinc, niobium and oxides thereof. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.

【0150】また、無機増感剤の含有量としては、特に
限定されないが、例えば、酸化チタン粉末1gに対し
て、0.1〜2.5μmol程度であるのが好ましく、
0.5〜2.0μmol程度であるのがより好ましい。
The content of the inorganic sensitizer is not particularly limited, but is preferably, for example, about 0.1 to 2.5 μmol per 1 g of the titanium oxide powder.
More preferably, it is about 0.5 to 2.0 μmol.

【0151】なお、酸化チタン粉末がアナターゼ型の二
酸化チタン粉末を含有し、アナターゼ型の二酸化チタン
の結晶構造がルチル型へ転移するのを防止したい場合に
は、焼結助剤を添加するようにする。
When the titanium oxide powder contains anatase-type titanium dioxide powder and it is desired to prevent the crystal structure of the anatase-type titanium dioxide from shifting to the rutile type, a sintering aid is added. I do.

【0152】焼結助剤としては、融点が900℃以下の
金属酸化物であるのが好ましい。この金属酸化物として
は、特に限定されないが、例えば、三酸化モリブデン、
三酸化二ビスマス、酸化鉛、酸化パラジウム、三酸化二
アンチモン、二酸化テルル、三酸化二タリウム等が挙げ
られ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせ
て用いることができる。
The sintering aid is preferably a metal oxide having a melting point of 900 ° C. or less. The metal oxide is not particularly limited, for example, molybdenum trioxide,
Bismuth trioxide, lead oxide, palladium oxide, diantimony trioxide, tellurium dioxide, dithallium trioxide and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.

【0153】この場合、焼結助剤と酸化チタン粉末との
配合比としては、特に限定されないが、例えば、体積比
で1:99〜40:60程度であるのが好ましく、5:
95〜20:80程度であるのがより好ましい。
In this case, the mixing ratio of the sintering aid and the titanium oxide powder is not particularly limited, but is preferably, for example, about 1:99 to 40:60 by volume, preferably 5:40.
The ratio is more preferably about 95 to 20:80.

【0154】これにより、膜状体を、900℃以下の温
度で焼成(焼結)できるので、二酸化チタンの結晶構造
がアナターゼ型からルチル型へ転移するのをより確実に
防止(抑制)することができる。
Thus, the film can be fired (sintered) at a temperature of 900 ° C. or less, so that the transition of the crystal structure of titanium dioxide from an anatase type to a rutile type can be more reliably prevented (suppressed). Can be.

【0155】[半導体電極4の形成] <D5> 前記工程<A5>と同様の工程を行った後、
膜状体を、例えば、大気、窒素ガス、または各種不活性
ガス、真空、減圧状態(例えば、10-1〜10 -6Tor
r)のような非酸化性雰囲気中で焼成(焼結)する。こ
のときの焼成条件としては、例えば、次のようにするこ
とができる。
[Formation of Semiconductor Electrode 4] <D5> After performing the same step as the step <A5>,
For example, air, nitrogen gas, or various inert
Gas, vacuum, reduced pressure (for example, 10-1-10 -6Tor
It is fired (sintered) in a non-oxidizing atmosphere as in r). This
The firing conditions at the time are, for example, as follows:
Can be.

【0156】 酸化チタン粉末がアナターゼ型の二酸
化チタン粉末を含有しない場合、もしくは、二酸化チタ
ンの結晶構造がアナターゼ型からルチル型へ転移するこ
とを想定している場合、好ましくは温度1000〜12
00℃程度で0.5〜10時間程度とされる。
When the titanium oxide powder does not contain anatase-type titanium dioxide powder, or when it is assumed that the crystal structure of titanium dioxide changes from anatase-type to rutile-type, the temperature is preferably 1000 to 12
The heating is performed at about 00 ° C. for about 0.5 to 10 hours.

【0157】 二酸化チタンの結晶構造がアナターゼ
型からルチル型へ転移することを想定していない(防止
したい)場合、好ましくは温度900℃以下程度で1〜
26時間程度とされる。
When it is not assumed that the crystal structure of titanium dioxide changes from an anatase type to a rutile type (it is desired to prevent it), it is preferable that the temperature be about 900 ° C. or lower and 1 to 1
It is about 26 hours.

【0158】なお、この場合、前記工程<A5>におけ
る熱処理(例えば、焼成等)は、この原子置換法による
焼成で兼用することもできる。
In this case, the heat treatment (for example, sintering or the like) in the step <A5> can also be performed by the sintering by the atomic substitution method.

【0159】また、このような原子置換法は、酸化チタ
ン粉末の調製前に、ルチル型の二酸化チタン粉末および
/またはアナターゼ型の二酸化チタン粉末に施すように
してもよいし、酸化チタン粉末の調製後に、かかる酸化
チタン粉末に施すようにしてもよい。なお、これらの場
合、本工程<D5>における原子置換法による焼成は、
省略することができる。
In addition, such an atomic substitution method may be applied to rutile-type titanium dioxide powder and / or anatase-type titanium dioxide powder before the preparation of the titanium oxide powder. The titanium oxide powder may be applied later. In these cases, the firing by the atom replacement method in the present step <D5>
Can be omitted.

【0160】<D6> 必要に応じて、前記工程<A6
>と同様の工程を行う。なお、色素吸着を行う前記工程
<A7>は省略される。以上のような工程を経て、半導
体電極4が得られる。
<D6> If necessary, the step <A6
>. The step <A7> for dye adsorption is omitted. The semiconductor electrode 4 is obtained through the steps described above.

【0161】<3> 次に、第1の基板2、第1の電極
3および半導体電極4からなる積層体と、第2の基板7
および第2の電極6からなる積層体とを、収納空間8を
形成するようにして壁部5を介して接合する。
<3> Next, a laminate composed of the first substrate 2, the first electrode 3, and the semiconductor electrode 4, and the second substrate 7
Then, the laminate including the second electrode 6 is joined via the wall 5 so as to form the storage space 8.

【0162】まず、半導体電極4の外縁部(周囲)を、
例えばエポキシ樹脂等からなる壁部5の材料で囲む。
First, the outer edge (periphery) of the semiconductor electrode 4 is
For example, it is surrounded by the material of the wall portion 5 made of an epoxy resin or the like.

【0163】次いで、第1の基板2、第1の電極3およ
び半導体電極4からなる積層体と、第2の基板7および
第2の電極6からなる積層体とを、半導体電極4と第2
の電極6とが対向するようにして配置、積層し、壁部5
の材料を固化(硬化)させて接合する。これにより、収
納空間8が形成される。
Next, a laminated body composed of the first substrate 2, the first electrode 3 and the semiconductor electrode 4 and a laminated body composed of the second substrate 7 and the second electrode 6 are combined with the semiconductor electrode 4 and the second
Are arranged and laminated so that the electrodes 6 face each other.
Is solidified (hardened) and joined. Thereby, the storage space 8 is formed.

【0164】なお、壁部5の一部には、収納空間8内
に、後述する電解質ゲル81を形成するための開口部を
形成しておく。
An opening for forming an electrolyte gel 81 described later is formed in a part of the wall 5 in the storage space 8.

【0165】<4> 次に、壁部5の開口部を介して、
収納空間8内に電解質ゲル81を形成する。
<4> Next, through the opening of the wall 5,
An electrolyte gel 81 is formed in the storage space 8.

【0166】以下に、電解質ゲル81の成形方法の一例
について説明する。なお、以下の説明では、ゲル基材の
構成材料(<4A>ゲル基材が主として熱可塑性樹脂で
構成される場合、<4B>ゲル基材が主として熱硬化性
樹脂で構成される場合、<4C>ゲル基材が主として重
合体で構成される場合、<4D>ゲル基材が主としてシ
ロキサン結合を有する化合物で構成される場合)の相違
により区別して説明するが、同様の事項については、後
に説明するものでは省略する。
An example of a method for forming the electrolyte gel 81 will be described below. In the following description, the constituent materials of the gel base material (<4A> when the gel base material is mainly made of a thermoplastic resin, <4B> when the gel base material is mainly made of a thermosetting resin, 4C> when the gel base material is mainly composed of a polymer, and <4D> when the gel base material is mainly composed of a compound having a siloxane bond). The description is omitted.

【0167】<4A>:ゲル基材が主として熱可塑性樹
脂(熱可塑性樹脂のみの場合も含む)で構成される場合
<4A>: When the gel base material is mainly composed of a thermoplastic resin (including the case where only the thermoplastic resin is used)

【0168】まず、所定量の熱可塑性樹脂を用意し、加
熱することにより、溶融する。なお、この溶融温度とし
ては、半導体電極4に色素吸着法による可視化処理が施
されている場合、色素の耐熱温度より低いものとされ、
例えば、150℃以下程度であるのが好ましく、50〜
120℃程度であるのがより好ましい。換言すれば、半
導体電極4に色素が吸着されている場合には、熱可塑性
樹脂としては、溶融温度が前記範囲内のものを選択する
のが好ましい。
First, a predetermined amount of a thermoplastic resin is prepared and heated to be melted. When the semiconductor electrode 4 is subjected to a visualization treatment by a dye adsorption method, the melting temperature is lower than the heat resistance temperature of the dye.
For example, the temperature is preferably about 150 ° C. or less,
The temperature is more preferably about 120 ° C. In other words, when a dye is adsorbed on the semiconductor electrode 4, it is preferable to select a thermoplastic resin having a melting temperature within the above range.

【0169】次いで、かかる溶融物に、前記の濃度範囲
に調製した電解質溶液を、前記の重量比となるように添
加し、混合する。
Next, an electrolyte solution prepared in the above-mentioned concentration range is added to the melt so as to have the above-mentioned weight ratio and mixed.

【0170】次いで、かかる混合物(電解質ゲルをゲル
化させる前の組成物)を、壁部5に形成された開口部を
介して、収納空間8内に注入する。
Next, the mixture (composition before gelling the electrolyte gel) is injected into the storage space 8 through the opening formed in the wall 5.

【0171】なお、この混合物の粘度としては、特に限
定されないが、例えば、10cP以下程度であるのが好
ましく、5cP以下程度であるのがより好ましい。混合
物の粘度を前記範囲内とすることにより、混合物の取り
扱いをより容易とすることができるとともに、混合物を
半導体電極4の孔41内により確実に浸透させることが
できる。これにより、混合物を半導体電極4の孔41の
深部にまで浸透(到達)させることができるので、得ら
れる電解質ゲル81では、半導体電極4との接触面積を
より確実に増大させることができる。
The viscosity of the mixture is not particularly limited, but is preferably, for example, about 10 cP or less, more preferably about 5 cP or less. By setting the viscosity of the mixture within the above range, the handling of the mixture can be further facilitated, and the mixture can be more reliably permeated into the holes 41 of the semiconductor electrode 4. As a result, the mixture can penetrate (reach) to the deep part of the hole 41 of the semiconductor electrode 4, so that the obtained electrolyte gel 81 can more reliably increase the contact area with the semiconductor electrode 4.

【0172】次いで、収納空間8内に注入した混合物を
冷却することにより、電解質ゲル81を得る。
Next, the mixture injected into the storage space 8 is cooled to obtain the electrolyte gel 81.

【0173】すなわち、ゲル基材を主として熱可塑性樹
脂で構成する場合には、熱可塑性樹脂自体が電解質溶液
をゲル化するためのゲル化剤として機能する。
That is, when the gel base material is mainly composed of a thermoplastic resin, the thermoplastic resin itself functions as a gelling agent for gelling the electrolyte solution.

【0174】このように、ゲル基材を主として熱可塑性
樹脂で構成することにより、低温領域における導電率が
向上し、発電効率の温度特性差を低減できるという利点
がある。
As described above, when the gel base material is mainly composed of a thermoplastic resin, there is an advantage that conductivity in a low temperature region is improved and a difference in temperature characteristics of power generation efficiency can be reduced.

【0175】また、ゲル基材を主として熱可塑性樹脂で
構成する場合、熱可塑性樹脂と、電解質溶液とを、例え
ば、メタノール、エタノール、アセトン、酢酸エチル、
イソプロピルアルコール、アセトニトリル、酢酸ブチル
等の有機溶剤(有機溶媒)に混合(溶解)し、かかる混
合物を収納空間8内に注入した後、前記有機溶剤を揮発
させることにより、電解質ゲル81を得ることもでき
る。
When the gel base is mainly composed of a thermoplastic resin, the thermoplastic resin and the electrolyte solution may be, for example, methanol, ethanol, acetone, ethyl acetate,
After mixing (dissolving) in an organic solvent (organic solvent) such as isopropyl alcohol, acetonitrile, and butyl acetate, and then injecting the mixture into the storage space 8, the organic solvent is volatilized to obtain the electrolyte gel 81. it can.

【0176】さらに、ゲル基材を主として熱可塑性樹脂
で構成する場合、まず、収納空間8内にゲル基材をスポ
ンジ様(多孔質状態)に形成した後、かかるゲル基材
に、電解質溶液を接触させることにより浸透させ(ドー
ピングし)、電解質ゲル81を得ることもできる。
Further, when the gel base material is mainly made of a thermoplastic resin, first, the gel base material is formed in a sponge-like (porous state) in the storage space 8, and then the electrolyte solution is added to the gel base material. The electrolyte gel 81 can also be obtained by making it permeate (doping) by contact.

【0177】<4B>:ゲル基材が主として熱硬化性樹
脂(熱硬化性樹脂のみの場合も含む)で構成される場合
<4B>: When the gel base material is mainly composed of a thermosetting resin (including the case where only the thermosetting resin is used)

【0178】まず、所定量の熱硬化性樹脂の前駆体を用
意し、かかる熱硬化性樹脂の前駆体と、前記の濃度範囲
に調製した電解質溶液とを、前記の重量比となるように
配合し、混合する。
First, a predetermined amount of a precursor of a thermosetting resin is prepared, and the precursor of the thermosetting resin and the electrolyte solution prepared in the above concentration range are blended so as to have the above-mentioned weight ratio. And mix.

【0179】次いで、かかる混合物を、壁部5に形成さ
れた開口部を介して、収納空間8内に注入する。
Next, the mixture is injected into the storage space 8 through the opening formed in the wall 5.

【0180】次いで、収納空間8内に注入した混合物を
加熱する。これにより、混合物中の熱硬化性樹脂の前駆
体に架橋反応が生じ、電解質ゲル81を得ることができ
る。
Next, the mixture injected into the storage space 8 is heated. Thereby, a crosslinking reaction occurs in the precursor of the thermosetting resin in the mixture, and the electrolyte gel 81 can be obtained.

【0181】すなわち、ゲル基材を主として熱硬化性樹
脂で構成する場合には、熱硬化性樹脂の前駆体が電解質
溶液をゲル化するためのゲル化剤として機能する。
That is, when the gel base material is mainly composed of a thermosetting resin, the precursor of the thermosetting resin functions as a gelling agent for gelling the electrolyte solution.

【0182】ゲル基材を主として熱硬化性樹脂で構成す
ることにより、ゲル基材は、可逆的にゲル化する前の状
態に戻ることが阻止されるので、電解質溶液をより確実
に保持することができる。
Since the gel base material is mainly composed of a thermosetting resin, the gel base material is prevented from reversibly returning to the state before gelation, so that the electrolyte solution can be more securely held. Can be.

【0183】このような熱硬化性樹脂は、耐熱性に優れ
ているので、ゲル基材を主として熱硬化性樹脂で構成す
ることにより、電解質ゲル81の耐熱性をより向上させ
ることができ、光の照射に伴う温度上昇による変質、劣
化が抑制される。
Since such a thermosetting resin is excellent in heat resistance, the heat resistance of the electrolyte gel 81 can be further improved by forming the gel base material mainly from the thermosetting resin, Deterioration and deterioration due to a temperature rise accompanying the irradiation of light are suppressed.

【0184】また、ゲル基材を主として熱硬化性樹脂で
構成することにより、電解質ゲル81の機械的強度をよ
り向上させることができる。
[0184] The mechanical strength of the electrolyte gel 81 can be further improved by forming the gel base material mainly from a thermosetting resin.

【0185】このようなことから、太陽電池1Aでは、
優れた耐久性を発揮することができる。
From the above, in the solar cell 1A,
Excellent durability can be exhibited.

【0186】<4C>:ゲル基材が主として重合体(重
合体のみの場合も含む)で構成される場合
<4C>: When the gel base material is mainly composed of a polymer (including the case of only a polymer)

【0187】まず、所定量の重合体の前駆体を用意し、
かかる重合体の前駆体と、前記の濃度範囲に調製した電
解質溶液とを、前記の重量比となるように配合し、混合
する。
First, a predetermined amount of a polymer precursor is prepared.
The precursor of the polymer and the electrolyte solution prepared in the above-mentioned concentration range are blended and mixed so as to have the above-mentioned weight ratio.

【0188】なお、かかる混合物中には、必要に応じ
て、重合開始剤、重合促進剤、重合遅延剤、重合停止剤
等の各種添加物を添加してもよい。
Incidentally, various additives such as a polymerization initiator, a polymerization accelerator, a polymerization retarder, and a polymerization terminator may be added to the mixture as needed.

【0189】次いで、かかる混合物を、壁部5に形成さ
れた開口部を介して、収納空間8内に注入する。
Next, the mixture is injected into the storage space 8 through the opening formed in the wall 5.

【0190】次いで、収納空間8内に注入した混合物
を、例えば、加熱、加圧、UV照射等の処理を施す。こ
れにより、混合物中の重合体の前駆体に重合反応が生
じ、電解質ゲル81を得ることができる。
Next, the mixture injected into the storage space 8 is subjected to processing such as heating, pressurizing, and UV irradiation. Thereby, a polymerization reaction occurs in the precursor of the polymer in the mixture, and the electrolyte gel 81 can be obtained.

【0191】すなわち、ゲル基材を主として重合体で構
成する場合には、重合体の前駆体が電解質溶液をゲル化
するためのゲル化剤として機能する。
That is, when the gel base material is mainly composed of a polymer, the precursor of the polymer functions as a gelling agent for gelling the electrolyte solution.

【0192】なお、この重合体は、主としてイオン重合
により得られるものが好ましい。イオン重合による重合
反応は、電解質成分により受ける影響(阻害)が比較的
小さいので、より迅速かつ確実に重合体を形成すること
ができる。よって、主としてイオン重合により重合体を
形成する場合には、より確実に電解質ゲル81を得るこ
とができるという利点がある。
The polymer is preferably obtained mainly by ionic polymerization. Since the polymerization reaction by ionic polymerization is relatively little affected (inhibited) by the electrolyte component, a polymer can be formed more quickly and reliably. Therefore, when the polymer is formed mainly by ionic polymerization, there is an advantage that the electrolyte gel 81 can be obtained more reliably.

【0193】ゲル基材を主として重合体で構成すること
により、ゲル基材は、可逆的にゲル化前の状態に戻るこ
とが阻止されるので、電解質溶液をより確実に保持する
ことができる。
When the gel base material is mainly composed of a polymer, the gel base material is prevented from reversibly returning to the state before gelation, so that the electrolyte solution can be held more reliably.

【0194】このような重合体は、耐熱性に優れている
ので、ゲル基材を主として重合体で構成することによ
り、電解質ゲル81の耐熱性をより向上することがで
き、光の照射に伴う温度上昇による変質、劣化が抑制さ
れる。
Since such a polymer is excellent in heat resistance, the heat resistance of the electrolyte gel 81 can be further improved by mainly constituting the gel base material with the polymer, and the gel base can be formed by the irradiation of light. Deterioration and deterioration due to temperature rise are suppressed.

【0195】また、ゲル基材を主として重合体で構成す
ることにより、電解質ゲル81の機械的強度をより向上
させることができる。
Further, when the gel base material is mainly composed of a polymer, the mechanical strength of the electrolyte gel 81 can be further improved.

【0196】このようなことから、太陽電池1Aでは、
優れた耐久性を発揮することができる。
From the above, in the solar cell 1A,
Excellent durability can be exhibited.

【0197】<4D>:ゲル基材が主としてシロキサン
結合を有する化合物(シロキサン結合を有する化合物の
みの場合も含む)で構成される場合
<4D>: When the gel base material is mainly composed of a compound having a siloxane bond (including the case of only a compound having a siloxane bond).

【0198】まず、所定量のシロキサン結合を有する化
合物の前駆体を用意し、かかるシロキサン結合を有する
化合物の前駆体と、前記の濃度範囲に調製した電解質溶
液とを、前記の重量比となるように配合し、混合する。
First, a predetermined amount of a precursor of a compound having a siloxane bond is prepared, and the precursor of the compound having a siloxane bond and the electrolyte solution prepared in the above-mentioned concentration range are adjusted to the above-mentioned weight ratio. And mix.

【0199】なお、かかる混合物中には、必要に応じ
て、触媒(例えば、酸触媒、過酸化物、白金等)を添加
してもよい。
Incidentally, a catalyst (for example, an acid catalyst, a peroxide, platinum or the like) may be added to the mixture as required.

【0200】次いで、かかる混合物を、壁部5に形成さ
れた開口部を介して、収納空間8内に注入する。
Then, the mixture is injected into the storage space 8 through the opening formed in the wall 5.

【0201】次いで、収納空間8内に注入した混合物を
室温に放置する。これにより、混合物中のシロキサン結
合を有する化合物の前駆体に架橋反応(例えば、縮合反
応、付加反応等)が生じ、電解質ゲル81を得ることが
できる。
Next, the mixture injected into the storage space 8 is left at room temperature. Thereby, a crosslinking reaction (for example, a condensation reaction, an addition reaction, or the like) occurs in the precursor of the compound having a siloxane bond in the mixture, and the electrolyte gel 81 can be obtained.

【0202】すなわち、ゲル基材を主としてシロキサン
結合を有する化合物で構成する場合には、シロキサン結
合を有する化合物の前駆体が電解質溶液をゲル化するた
めのゲル化剤として機能する。
That is, when the gel base material is mainly composed of a compound having a siloxane bond, the precursor of the compound having a siloxane bond functions as a gelling agent for gelling the electrolyte solution.

【0203】ゲル基材を主としてシロキサン結合を有す
る化合物で構成することにより、ゲル基材は、可逆的に
ゲル化する前の状態に戻ることが阻止されるので、電解
質溶液をより確実に保持することができる。
Since the gel base material is mainly composed of a compound having a siloxane bond, the gel base material is prevented from reversibly returning to the state before gelation, so that the electrolyte solution is more reliably held. be able to.

【0204】このようなシロキサン結合を有する化合物
は、耐熱性に優れているので、ゲル基材を主としてシロ
キサン結合を有する化合物で構成することにより、電解
質ゲル81の耐熱性をより向上することができ、光の照
射に伴う温度上昇による変質、劣化が抑制される。
Since such a compound having a siloxane bond is excellent in heat resistance, the heat resistance of the electrolyte gel 81 can be further improved by forming the gel base material mainly from a compound having a siloxane bond. In addition, deterioration and deterioration due to a temperature rise due to light irradiation are suppressed.

【0205】また、ゲル基材を主としてシロキサン結合
を有する化合物で構成することにより、電解質ゲル81
の機械的強度をより向上させることができる。
Further, by forming the gel base material mainly from a compound having a siloxane bond, the electrolyte gel 81
Can be further improved in mechanical strength.

【0206】このようなことから、太陽電池1Aでは、
優れた耐久性を発揮することができる。
[0206] Therefore, in the solar cell 1A,
Excellent durability can be exhibited.

【0207】以上のような工程を経て、電解質ゲル81
が得られる。次いで、壁部5の開口部を封止して、太陽
電池1Aを完成する。
Through the above steps, the electrolyte gel 81
Is obtained. Next, the opening of the wall 5 is sealed to complete the solar cell 1A.

【0208】<第2実施形態>次に、本発明の太陽電池
の第2実施形態について説明する。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the solar cell of the present invention will be described.

【0209】図3は、本発明の太陽電池の第2実施形態
を示す断面図である。以下、図3に示す太陽電池1Bに
ついて、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、
同様の事項については、その説明を省略する。
FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the solar cell of the present invention. Hereinafter, the solar cell 1B shown in FIG. 3 will be described focusing on differences from the first embodiment,
The description of the same items is omitted.

【0210】第2実施形態の太陽電池1Bでは、主に、
収納空間8内に、電解質として電解質溶液82が収納さ
れていること、および、壁部5が第1の基板2と一体的
に形成されていることが異なり、それ以外は、前記太陽
電池1Aと同様である。
[0210] In the solar cell 1B of the second embodiment, mainly,
The difference is that the electrolyte solution 82 is stored as an electrolyte in the storage space 8 and that the wall 5 is formed integrally with the first substrate 2. The same is true.

【0211】電解質溶液82としては、前記第1実施形
態の電解質成分で挙げたのと同様の電解質成分を、前記
第1実施形態の溶媒で挙げたのと同様の溶媒に溶解した
ものを用いることができる。
As the electrolyte solution 82, a solution prepared by dissolving the same electrolyte components as those described in the first embodiment in the same solvents as those described in the first embodiment is used. Can be.

【0212】この場合、電解質溶液82中の電解質成分
の濃度(含有量)も、前記第1実施形態と同様のものを
用いることができる。
In this case, the concentration (content) of the electrolyte component in the electrolyte solution 82 can be the same as that in the first embodiment.

【0213】電解質溶液82の液量としては、特に限定
されず、例えば、製造する太陽電池1Bの寸法、電解質
成分の濃度等により適宜設定することができる。
[0213] The amount of the electrolyte solution 82 is not particularly limited, and can be appropriately set depending on, for example, the dimensions of the solar cell 1B to be manufactured, the concentration of the electrolyte component, and the like.

【0214】また、本実施形態の太陽電池1Bでは、収
納空間8内に電解質溶液82が収納されているが、壁部
5と第1の基板2とを一体的に形成することにより、太
陽電池1Bの側面からの液漏れをより確実に防止するこ
とができる。
Further, in the solar cell 1B of the present embodiment, the electrolyte solution 82 is stored in the storage space 8, but by integrally forming the wall 5 and the first substrate 2, the solar cell 1B Liquid leakage from the side surface of 1B can be more reliably prevented.

【0215】さらに、液漏れ防止の観点からは、壁部5
および第1の基板2は、紫外線に耐性を有する材料で構
成されているのが好ましい。これにより、特に、壁部5
の光(特に紫外線)の照射に伴う経時的な変質、劣化を
より確実に防止することができる。このため、太陽電池
1Bでは、液漏れがより確実に防止され、その性能を長
期に渡ってより確実に維持すること、すなわち、耐久性
がより向上する。
Further, from the viewpoint of preventing liquid leakage, the wall 5
The first substrate 2 is preferably made of a material having resistance to ultraviolet rays. Thereby, in particular, the wall 5
, And deterioration with time due to irradiation of light (particularly, ultraviolet light) can be more reliably prevented. For this reason, in the solar cell 1B, liquid leakage is more reliably prevented, and its performance is more reliably maintained over a long period of time, that is, durability is further improved.

【0216】このような材料としては、例えば、シリコ
ーン樹脂、各種ガラス材料、ポリカーボネート等が挙げ
られるが、この中でも、特に紫外線に対して優れた耐性
を有している点で、シリコーン樹脂または各種ガラス材
料が好ましい。
Examples of such a material include silicone resin, various glass materials, polycarbonate and the like. Among them, silicone resin and various glass materials are particularly preferable because of their excellent resistance to ultraviolet rays. Materials are preferred.

【0217】なお、太陽電池1Bでは、壁部5と第1の
基板2とが一体的に形成され、第1の電極3が壁部5の
内部に形成されている。このため、このような太陽電池
1Bでは、第1の電極3の厚さを考慮して、壁部5の高
さ(厚さ)が設定される。
In the solar cell 1B, the wall 5 and the first substrate 2 are integrally formed, and the first electrode 3 is formed inside the wall 5. Therefore, in such a solar cell 1B, the height (thickness) of the wall portion 5 is set in consideration of the thickness of the first electrode 3.

【0218】また、壁部5は、第1の基板2に代わり、
第2の基板7と一体的に形成されていてもよい。
Further, the wall portion 5 is replaced with the first substrate 2,
It may be formed integrally with the second substrate 7.

【0219】また、本実施形態では、壁部5と第1の基
板2とは、一体的に形成されているが、壁部5と第1の
基板2とは、別部材で構成されていてもよい。この場
合、壁部5を前述したような紫外線に耐性を有する材料
で構成し、第1の基板2を前記第1実施形態の第1の基
板2で挙げたのと同様の材料で構成することができる。
このような構成とした場合でも、太陽電池1Bでは、液
漏れを好適に防止することができ、耐久性を優れたもの
とすることができる。
In the present embodiment, the wall 5 and the first substrate 2 are formed integrally, but the wall 5 and the first substrate 2 are formed by different members. Is also good. In this case, the wall portion 5 is made of a material having resistance to ultraviolet rays as described above, and the first substrate 2 is made of the same material as that of the first substrate 2 of the first embodiment. Can be.
Even in the case of such a configuration, in the solar cell 1B, the liquid leakage can be suitably prevented, and the durability can be excellent.

【0220】また、太陽電池1Bでは、電解質として、
電解質溶液82に代わり、前記第1実施形態の電解質ゲ
ル81と同様の構成のゲル状の電解質、あるいは、固体
の電解質を用いることもできる。
In the solar cell 1B, as the electrolyte,
Instead of the electrolyte solution 82, a gel electrolyte having the same configuration as the electrolyte gel 81 of the first embodiment or a solid electrolyte can be used.

【0221】以上、本発明の太陽電池を図示の各実施形
態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定され
るものではない。太陽電池を構成する各部は、同様の機
能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができ
る。
Although the solar cell of the present invention has been described based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Each component constituting the solar cell can be replaced with an arbitrary component having the same function.

【0222】また、本発明の太陽電池は、前記第1およ
び第2実施形態のうちの、任意の2以上の構成を組み合
わせたものであってもよい。
The solar cell of the present invention may be a combination of any two or more of the first and second embodiments.

【0223】[0223]

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。
Next, specific examples of the present invention will be described.

【0224】(実施例1)次のようにして、図1に示す
太陽電池を製造した。
Example 1 A solar cell shown in FIG. 1 was manufactured as follows.

【0225】まず、寸法:縦10mm×横13mm×厚
さ1.0mmの2枚の石英ガラス基板(第1の基板およ
び第2の基板)を用意した。次に、これらの石英ガラス
基板を85℃の洗浄液(硫酸と過酸化水素水との混合
液)に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
First, two quartz glass substrates (a first substrate and a second substrate) having dimensions of 10 mm long × 13 mm wide × 1.0 mm thick were prepared. Next, these quartz glass substrates were immersed in a cleaning liquid (a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution) at 85 ° C. to perform cleaning, and the surfaces thereof were cleaned.

【0226】−1− これらの石英ガラス基板の上面
に、それぞれ、蒸着法により、寸法:縦10mm×横1
3mm×厚さ1μmのITO電極(第1の電極)、白金
電極(第2の電極)を形成した。
-1- On the upper surfaces of these quartz glass substrates, a size: 10 mm × 1
An ITO electrode (first electrode) and a platinum electrode (second electrode) of 3 mm × 1 μm thickness were formed.

【0227】−2− 次に、形成したITO電極の上面
に、寸法:縦9mm×横9mm×厚さ10μmの半導体
電極を形成した。これは、次のようにして行った。
2-2 Next, on the upper surface of the formed ITO electrode, a semiconductor electrode having a size of 9 mm long × 9 mm wide × 10 μm thick was formed. This was performed as follows.

【0228】[酸化チタン粉末の調製]ルチル型の二酸
化チタン粉末と、アナターゼ型の二酸化チタン粉末との
混合物からなる酸化チタン粉末を用意した。なお、酸化
チタン粉末の平均粒径は、40nmであり、ルチル型の
二酸化チタン粉末とアナターゼ型の二酸化チタン粉末と
の配合比は、重量比で60:40とした。
[Preparation of Titanium Oxide Powder] Titanium oxide powder comprising a mixture of rutile type titanium dioxide powder and anatase type titanium dioxide powder was prepared. The average particle size of the titanium oxide powder was 40 nm, and the mixing ratio of the rutile type titanium dioxide powder and the anatase type titanium dioxide powder was 60:40 by weight.

【0229】[塗布液(半導体電極材料)の調製]ま
ず、調製した酸化チタン粉末50gを、蒸留水100m
Lに懸濁した。
[Preparation of Coating Solution (Semiconductor Electrode Material)] First, 50 g of the prepared titanium oxide powder was added to 100 m of distilled water.
L.

【0230】次に、かかる懸濁液に硝酸(安定化剤)5
0mLを添加し、メノウ製の乳鉢内で十分に混練した。
Next, nitric acid (stabilizer) 5 was added to the suspension.
0 mL was added and kneaded sufficiently in an agate mortar.

【0231】次いで、かかる懸濁液に蒸留水100mL
を加えてさらに混練した。この蒸留水の添加により、硝
酸と水との配合比が、最終的に20:80(体積比)と
なるようにした。なお、このとき、懸濁液の粘度は、5
cPであった。
Then, 100 mL of distilled water was added to the suspension.
And further kneaded. By the addition of distilled water, the mixing ratio of nitric acid and water was finally adjusted to 20:80 (volume ratio). At this time, the viscosity of the suspension was 5
cP.

【0232】次いで、かかる懸濁液に、非イオン性の界
面活性剤(ICN Biomedical社製、「Triton-X 100」)を
最終濃度が3wt%になるように添加して混練した。こ
れにより、塗布液(半導体電極材料)を調製した。
Next, a nonionic surfactant ("Triton-X100", manufactured by ICN Biomedical) was added to the suspension so as to have a final concentration of 3% by weight and kneaded. Thus, a coating liquid (semiconductor electrode material) was prepared.

【0233】[半導体電極の形成]ITO電極の上面
に、半導体電極材料をディッピング(塗布法)により塗
布した後、温度300℃で2時間、焼成(熱処理)を行
うことにより膜状体を得た。
[Formation of Semiconductor Electrode] After a semiconductor electrode material was applied on the upper surface of the ITO electrode by dipping (coating method), baking (heat treatment) was performed at a temperature of 300 ° C. for 2 hours to obtain a film. .

【0234】次いで、石英ガラス基板、ITO電極およ
び膜状体の積層体を、カーボンブラックを懸濁したエタ
ノールに浸漬させた後、自然乾燥により、エタノールを
揮発し、さらに、80℃、0.5時間、クリーンオーブ
ンで乾燥した後、一晩放置した。これにより、カーボン
ブラックが膜状体の表面および空孔内に吸着した半導体
電極を得た。
Next, the laminated body of the quartz glass substrate, the ITO electrode and the film was immersed in ethanol in which carbon black was suspended, and the ethanol was volatilized by natural drying. After drying in a clean oven for an hour, it was left overnight. Thus, a semiconductor electrode having carbon black adsorbed on the surface of the film and in the pores was obtained.

【0235】なお、得られた半導体電極は、空孔率が3
4%、受光面の表面粗さRaが0.43μmであった。
The obtained semiconductor electrode has a porosity of 3
4%, and the surface roughness Ra of the light receiving surface was 0.43 μm.

【0236】−3− 次に、半導体電極の周囲を、エポ
キシ樹脂(壁部の材料)で囲み、半導体電極と白金電極
とが対向するようにして、石英ガラス基板同士を配置、
積層した後、エポキシ樹脂を固化させた。
-3- Next, the periphery of the semiconductor electrode is surrounded by epoxy resin (material of the wall portion), and the quartz glass substrates are arranged so that the semiconductor electrode and the platinum electrode face each other.
After lamination, the epoxy resin was solidified.

【0237】なお、壁部の一部には、収納空間内に電解
質ゲルを形成するための開口部が形成されている。
An opening for forming an electrolyte gel in the storage space is formed in a part of the wall.

【0238】−4− 次に、収納空間内に電解質ゲルを
形成した。まず、ヨウ化リチウムおよびヨウ素(電解質
成分)を、エチレングリコールに、それぞれ、0.6w
t%、3.5wt%となるように溶解して、ヨウ素溶液
(電解質溶液)を調製した。
-4- Next, an electrolyte gel was formed in the storage space. First, lithium iodide and iodine (electrolyte component) are each added to ethylene glycol by 0.6 watts.
An iodine solution (electrolyte solution) was prepared by dissolving t% and 3.5 wt%.

【0239】次いで、ポリエチレンオキシド(熱可塑性
樹脂)を用意し、70℃に加熱して溶融させた。なお、
ポリエチレンオキシドとしては、重量平均分子量が15
00のものを用いた。
Next, polyethylene oxide (thermoplastic resin) was prepared and heated to 70 ° C. to be melted. In addition,
Polyethylene oxide has a weight average molecular weight of 15
00 was used.

【0240】かかる溶融物とヨウ素溶液とを、重量比で
1:5となるように配合し、混合した。なお、かかる混
合物の粘度は、3cPであった。
The melt and the iodine solution were blended and mixed at a weight ratio of 1: 5. The viscosity of the mixture was 3 cP.

【0241】次いで、かかる混合物を、壁部の開口部を
介して、収納空間内に5μL注入した後、室温になるま
で冷却して電解質ゲルを得た。
Next, 5 μL of the mixture was injected into the storage space through the opening in the wall, and then cooled to room temperature to obtain an electrolyte gel.

【0242】−5− 次に、前記壁部の開口部を、エポ
キシ樹脂により封止して、太陽電池を完成した。
-5-5 Next, the opening of the wall was sealed with an epoxy resin to complete a solar cell.

【0243】(実施例2)ゲル基材の構成材料をポリイ
ミド樹脂(熱硬化性樹脂)に代えた以外は、前記実施例
1と同様の太陽電池を製造した。
Example 2 A solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the constituent material of the gel base material was changed to a polyimide resin (thermosetting resin).

【0244】ポリイミド樹脂の前駆体(無水ピロメリッ
ト酸:パラフェニレンジアミン=1:1)とヨウ素溶液
とを、重量比で1:5となるように配合し、混合した。
なお、かかる混合物の粘度は、3cPであった。
A precursor of the polyimide resin (pyromellitic anhydride: paraphenylenediamine = 1: 1) and an iodine solution were blended and mixed at a weight ratio of 1: 5, and mixed.
The viscosity of the mixture was 3 cP.

【0245】次いで、かかる混合物を、壁部の開口部を
介して、収納空間内に5μL注入した後、120℃に加
熱して電解質ゲルを得た。
Next, 5 μL of the mixture was injected into the storage space through the opening in the wall, and then heated to 120 ° C. to obtain an electrolyte gel.

【0246】(実施例3)ゲル基材の構成材料をビニル
エーテル系共重合体(イオン共重合体)に代えた以外
は、前記実施例1と同様の太陽電池を製造した。
Example 3 A solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the constituent material of the gel base material was changed to a vinyl ether copolymer (ion copolymer).

【0247】ビニルエーテル系共重合体の前駆体(ジビ
ニルエーテル:無水マレイン酸=1:1)とヨウ素溶液
とを、重量比で1:9となるように配合し、混合した。
また、重合開始剤としてスルホニウム塩を、混合物中に
0.1wt%添加した。なお、かかる混合物の粘度は、
2cPであった。
A precursor of a vinyl ether copolymer (divinyl ether: maleic anhydride = 1: 1) and an iodine solution were blended in a weight ratio of 1: 9 and mixed.
Further, a sulfonium salt was added as a polymerization initiator in an amount of 0.1 wt% in the mixture. The viscosity of such a mixture is
It was 2 cP.

【0248】次いで、かかる混合物を、壁部の開口部を
介して、収納空間内に5μL注入した後、360nmの
波長で500mW/cm2の紫外線を30秒間照射して
電解質ゲルを得た。
Next, 5 μL of the mixture was injected into the storage space through the opening in the wall, and then irradiated with ultraviolet rays of 500 mW / cm 2 at a wavelength of 360 nm for 30 seconds to obtain an electrolyte gel.

【0249】(実施例4)ゲル基材の構成材料をビニル
メチルシラノール共重合体(シロキサン結合を有する化
合物)に代えた以外は、前記実施例1と同様の太陽電池
を製造した。
Example 4 A solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the constituent material of the gel base material was changed to a vinylmethylsilanol copolymer (a compound having a siloxane bond).

【0250】ビニルメチルシラノール共重合体の前駆体
(プレポリマー:重量平均分子量が約2000)とヨウ
素溶液とを、重量比で1:9となるように配合し、混合
した。また、触媒として白金を、混合物中に添加した。
なお、かかる混合物の粘度は、1cPであった。
A precursor of vinylmethylsilanol copolymer (prepolymer: weight average molecular weight: about 2,000) and an iodine solution were blended and mixed at a weight ratio of 1: 9. Also, platinum was added to the mixture as a catalyst.
The viscosity of the mixture was 1 cP.

【0251】次いで、かかる混合物を、壁部の開口部を
介して、収納空間内に5μL注入した後、室温に放置し
て電解質ゲルを得た。
Next, 5 μL of this mixture was injected into the storage space through the opening in the wall, and then left at room temperature to obtain an electrolyte gel.

【0252】(実施例5)次のようにして、図3に示す
太陽電池を製造した。
Example 5 A solar cell shown in FIG. 3 was manufactured as follows.

【0253】まず、寸法:縦10mm×横13mm×厚
さ1.0mmで、その中央部に壁部が形成された石英ガ
ラス基板(壁部が一体的に形成された第1の基板)と、
寸法:縦10mm×横13mm×厚さ1.0mmの石英
ガラス基板(第2の基板)とを用意した。
First, a quartz glass substrate having dimensions of 10 mm (length) × 13 mm (width) × 1.0 mm (thickness) and having a wall formed in the center (a first substrate integrally formed with a wall);
Dimensions: A quartz glass substrate (second substrate) having a length of 10 mm, a width of 13 mm, and a thickness of 1.0 mm was prepared.

【0254】次に、これらの石英ガラス基板を85℃の
洗浄液(硫酸と過酸化水素水との混合液)に浸漬して洗
浄を行い、その表面を清浄化した。
Next, these quartz glass substrates were immersed in a cleaning liquid (a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution) at 85 ° C. for cleaning to clean the surface.

【0255】−1’− 壁部が形成された石英ガラス基
板の上面(壁部内側)に、蒸着法により、寸法:縦9m
m×横9mm×厚さ1μmのITO電極(第1の電極)
を形成した。
-1'- On the upper surface (inside of the wall) of the quartz glass substrate on which the wall was formed, the size: 9 m long
m × 9 mm × 1 μm thick ITO electrode (first electrode)
Was formed.

【0256】一方、他方の石英ガラス基板の上面に、蒸
着法により、寸法:縦10mm×横13mm×厚さ1μ
mの白金電極(第2の電極)を形成した。
On the other hand, on the upper surface of the other quartz glass substrate, a size: 10 mm long × 13 mm wide × 1 μm thick was formed by vapor deposition.
m platinum electrodes (second electrodes) were formed.

【0257】−2’− 次に、形成したITO電極の上
面に、寸法:縦9mm×横9mm×厚さ10μmの半導
体電極を形成した。これは、前記実施例1と同様にして
得た。
Next, a semiconductor electrode having a size of 9 mm long × 9 mm wide × 10 μm thick was formed on the upper surface of the formed ITO electrode. This was obtained in the same manner as in Example 1.

【0258】−3’− 次に、電解質溶液を壁部内に5
μL供給し、次いで、半導体電極と白金電極とが対向す
るように、石英ガラス基板同士を配置して接合した。な
お、電解質溶液は、実施例1と同様にして調製した。
-3'- Next, an electrolyte solution was injected
μL was supplied, and then the quartz glass substrates were arranged and joined so that the semiconductor electrode and the platinum electrode faced each other. The electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 1.

【0259】(実施例6)壁部が形成された石英ガラス
基板に代えて、壁部が形成されたシリコーン樹脂基板を
用いた以外は、前記実施例5と同様にして太陽電池を製
造した。なお、電解質溶液は、実施例1と同様にして調
製した。
Example 6 A solar cell was manufactured in the same manner as in Example 5 except that a silicon resin substrate having a wall was used instead of the quartz glass substrate having a wall. The electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 1.

【0260】(比較例)電解質ゲルに代えて、電解質溶
液を用いた以外は、前記実施例1と同様の太陽電池を製
造した。
Comparative Example A solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an electrolyte solution was used instead of the electrolyte gel.

【0261】なお、電解質溶液は、実施例1と同様にし
て調製し、壁部内に5μL供給した。
An electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 1, and 5 μL was supplied into the wall.

【0262】(実験)実施例1〜6および比較例におい
て製造した太陽電池に、それぞれ、紫外線照射装置を用
いて、波長350nmの紫外線を2週間、連続照射し
た。
(Experiment) Each of the solar cells manufactured in Examples 1 to 6 and Comparative Example was continuously irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm for 2 weeks using an ultraviolet irradiation device.

【0263】(評価)前記実験を実施する前後におい
て、実施例1〜6および比較例の太陽電池に、それぞ
れ、人工太陽灯の光を照射し、このときの光電変換効率
を測定した。なお、半導体電極への光の入射角度は、9
0°と52°に設定し、光の入射角度が90°のときの
光電変換効率をR90とし、52°のときの光電変換効率
をR52とした。この評価の結果を表1に示す。
(Evaluation) Before and after the above experiment, the solar cells of Examples 1 to 6 and Comparative Example were irradiated with light of artificial sun lamps, respectively, and the photoelectric conversion efficiency at this time was measured. The incident angle of light on the semiconductor electrode is 9
The angle was set to 0 ° and 52 °, and the photoelectric conversion efficiency when the light incident angle was 90 ° was R 90, and the photoelectric conversion efficiency when 52 ° was R 52 . Table 1 shows the results of this evaluation.

【0264】[0264]

【表1】 [Table 1]

【0265】表1に示す結果から、本発明の太陽電池
(実施例1〜6)は、いずれも、光電変換効率に優れる
ものであり、また、紫外線を照射する実験の実施後にお
いても、優れた光電変換効率が維持されていた。
From the results shown in Table 1, all of the solar cells of the present invention (Examples 1 to 6) were excellent in photoelectric conversion efficiency, and even after the experiment of irradiating ultraviolet rays. The photoelectric conversion efficiency was maintained.

【0266】これに対し、比較例の太陽電池は、紫外線
を照射する実験の実施後において、壁部の劣化が原因と
考えられる液漏れが確認され、光電変換効率の測定が不
可能であった。
On the other hand, in the solar cell of the comparative example, after the experiment of irradiating the ultraviolet rays, the leakage of the liquid was considered to be caused by the deterioration of the wall, and the measurement of the photoelectric conversion efficiency was impossible. .

【0267】さらに、本発明の太陽電池(実施例1〜
6)は、いずれも、R52/R90が0.85以上であり、
このことは、本発明の太陽電池が、光に対する指向性が
より低いことを示すものであった。
Further, the solar cell of the present invention (Examples 1 to 3)
6) In any case, R 52 / R 90 is 0.85 or more,
This indicated that the solar cell of the present invention had lower directivity to light.

【0268】[0268]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、液
漏れが防止され、耐久性に優れる太陽電池が得られる。
As described above, according to the present invention, a solar cell which is prevented from leaking and has excellent durability can be obtained.

【0269】また、本発明の太陽電池は、指向性が低
く、発電効率(光電変換効率)に優れる。
The solar cell of the present invention has low directivity and is excellent in power generation efficiency (photoelectric conversion efficiency).

【0270】また、本発明の太陽電池は、製造が容易で
あり、安価に製造することができる。
The solar cell of the present invention is easy to manufacture and can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の太陽電池(光電池)の第1実施形態を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a solar cell (photocell) of the present invention.

【図2】半導体電極の受光面付近の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view near a light receiving surface of a semiconductor electrode.

【図3】本発明の太陽電池の第2実施形態を示す断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the solar cell of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A、1B 太陽電池 2 第1の基板 3 第1の電極 4 半導体電極 41 孔 5 壁部 6 第2の電極 7 第2の基板 8 収納空間 81 電解質ゲル 82 電解質溶液 9 外部回路 Reference Signs List 1A, 1B solar cell 2 first substrate 3 first electrode 4 semiconductor electrode 41 hole 5 wall 6 second electrode 7 second substrate 8 storage space 81 electrolyte gel 82 electrolyte solution 9 external circuit

フロントページの続き Fターム(参考) 5F051 AA14 AA20 FA02 FA03 FA04 GA03 GA05 5H032 AA06 AS07 AS09 AS10 AS16 CC06 CC11 CC16 EE04 EE07 HH01 HH04 Continued on the front page F term (reference) 5F051 AA14 AA20 FA02 FA03 FA04 GA03 GA05 5H032 AA06 AS07 AS09 AS10 AS16 CC06 CC11 CC16 EE04 EE07 HH01 HH04

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陽極と陰極との間に、主として酸化チタ
ンで構成される半導体電極と電解質とを、前記半導体電
極が陰極側に位置し、前記電解質が陽極側に位置するよ
うに介挿した太陽電池であって、 前記電解質として、ゲル状の電解質を用いることを特徴
とする太陽電池。
1. A semiconductor electrode mainly composed of titanium oxide and an electrolyte are interposed between an anode and a cathode such that the semiconductor electrode is located on the cathode side and the electrolyte is located on the anode side. A solar cell, wherein a gel electrolyte is used as the electrolyte.
【請求項2】 前記ゲル状の電解質は、ゲル基材中に電
解質溶液を保持している請求項1に記載の太陽電池。
2. The solar cell according to claim 1, wherein the gel electrolyte holds an electrolyte solution in a gel base material.
【請求項3】 前記ゲル基材は、主として熱可塑性樹脂
で構成される請求項2に記載の太陽電池。
3. The solar cell according to claim 2, wherein the gel base is mainly composed of a thermoplastic resin.
【請求項4】 前記ゲル基材は、主として熱硬化性樹脂
で構成される請求項2に記載の太陽電池。
4. The solar cell according to claim 2, wherein the gel base is mainly composed of a thermosetting resin.
【請求項5】 前記ゲル基材は、主として、少なくとも
2種の化合物を重合させることにより得られる共重合体
で構成される請求項2に記載の太陽電池。
5. The solar cell according to claim 2, wherein the gel base is mainly composed of a copolymer obtained by polymerizing at least two kinds of compounds.
【請求項6】 前記共重合体は、主としてイオン重合に
より得られる請求項5に記載の太陽電池。
6. The solar cell according to claim 5, wherein the copolymer is obtained mainly by ionic polymerization.
【請求項7】 前記ゲル基材は、主として、シロキサン
結合を有する化合物で構成される請求項2に記載の太陽
電池。
7. The solar cell according to claim 2, wherein the gel base is mainly composed of a compound having a siloxane bond.
【請求項8】 前記ゲル状の電解質は、前記ゲル基材の
構成材料と前記電解質溶液とを、重量比で1:1〜1:
50で含有する請求項2ないし7のいずれかに記載の太
陽電池。
8. The gel electrolyte, wherein a constituent material of the gel base material and the electrolyte solution are in a weight ratio of 1: 1 to 1: 1.
The solar cell according to claim 2, wherein the content of the solar cell is 50.
【請求項9】 前記半導体電極および前記電解質の周囲
を覆う壁部材を有する請求項1ないし8のいずれかに記
載の太陽電池。
9. The solar cell according to claim 1, further comprising a wall member that covers the periphery of the semiconductor electrode and the electrolyte.
【請求項10】 陽極と陰極との間に、主として酸化チ
タンで構成される半導体電極と電解質とを、前記半導体
電極が陰極側に位置し、前記電解質が陽極側に位置する
ように介挿し、前記半導体電極および前記電解質の周囲
を壁部材で覆った太陽電池であって、 前記壁部材が紫外線に耐性を有する材料で構成されてい
ることを特徴とする太陽電池。
10. A semiconductor electrode mainly composed of titanium oxide and an electrolyte are interposed between an anode and a cathode such that the semiconductor electrode is located on the cathode side and the electrolyte is located on the anode side, A solar cell in which the periphery of the semiconductor electrode and the electrolyte is covered with a wall member, wherein the wall member is made of a material having resistance to ultraviolet rays.
【請求項11】 前記材料は、シリコーン樹脂またはガ
ラス材料である請求項10に記載の太陽電池。
11. The solar cell according to claim 10, wherein the material is a silicone resin or a glass material.
【請求項12】 前記陽極および前記陰極の少なくとも
一方を支持する基板を有し、 前記壁部材は、該基板と一体的に形成されている請求項
10または11に記載の太陽電池。
12. The solar cell according to claim 10, further comprising a substrate supporting at least one of the anode and the cathode, wherein the wall member is formed integrally with the substrate.
【請求項13】 陽極と陰極との間に、主として酸化チ
タンで構成される半導体電極と電解質とを、前記半導体
電極が陰極側に位置し、前記電解質が陽極側に位置する
ように介挿し、前記半導体電極および前記電解質の周囲
を壁部材で覆った太陽電池であって、 前記陽極および前記陰極の少なくとも一方を支持する基
板を有し、 前記壁部材は、該基板と一体的に形成されていることを
特徴とする太陽電池。
13. A semiconductor electrode and an electrolyte mainly composed of titanium oxide are interposed between an anode and a cathode such that the semiconductor electrode is located on the cathode side and the electrolyte is located on the anode side, A solar cell in which the periphery of the semiconductor electrode and the electrolyte is covered with a wall member, comprising a substrate that supports at least one of the anode and the cathode, wherein the wall member is formed integrally with the substrate. A solar cell.
【請求項14】 前記壁部材と前記基板とは、紫外線に
耐性を有する材料で構成されている請求項13に記載の
太陽電池。
14. The solar cell according to claim 13, wherein the wall member and the substrate are made of a material having resistance to ultraviolet rays.
【請求項15】 前記材料は、シリコーン樹脂またはガ
ラス材料である請求項14に記載の太陽電池。
15. The solar cell according to claim 14, wherein the material is a silicone resin or a glass material.
【請求項16】 前記酸化チタンは、主として二酸化チ
タンで構成される請求項1ないし15のいずれかに記載
の太陽電池。
16. The solar cell according to claim 1, wherein said titanium oxide is mainly composed of titanium dioxide.
【請求項17】 前記半導体電極は、平均粒径が1nm
〜1μmの酸化チタン粉末を用いて製造されたものであ
る請求項1ないし16のいずれかに記載の太陽電池。
17. The semiconductor electrode has an average particle diameter of 1 nm.
The solar cell according to claim 1, wherein the solar cell is manufactured using a titanium oxide powder having a thickness of 1 μm to 1 μm.
【請求項18】 前記半導体電極は、多孔質である請求
項1ないし17のいずれかに記載の太陽電池。
18. The solar cell according to claim 1, wherein the semiconductor electrode is porous.
【請求項19】 前記半導体電極は、空孔率が5〜90
%である請求項18に記載の太陽電池。
19. The semiconductor electrode according to claim 1, wherein the porosity is 5 to 90.
The solar cell according to claim 18, wherein the percentage is%.
【請求項20】 前記半導体電極は、表面粗さRaが5
nm〜10μmである請求項18または19に記載の太
陽電池。
20. The semiconductor electrode according to claim 1, wherein the surface roughness Ra is 5
The solar cell according to claim 18, wherein the thickness is from 10 nm to 10 μm.
【請求項21】 前記半導体電極は、膜状をなしている
請求項1ないし20のいずれかに記載の太陽電池。
21. The solar cell according to claim 1, wherein the semiconductor electrode has a film shape.
【請求項22】 前記半導体電極は、平均厚さが0.1
〜300μmである請求項21に記載の太陽電池。
22. The semiconductor electrode having an average thickness of 0.1
22. The solar cell according to claim 21, which has a thickness of from about 300 m to about 300 m.
【請求項23】 前記半導体電極は、可視光領域の波長
の光の吸収を可能とする可視化処理が施されている請求
項1ないし22のいずれかに記載の太陽電池。
23. The solar cell according to claim 1, wherein the semiconductor electrode has been subjected to a visualization process capable of absorbing light having a wavelength in a visible light region.
【請求項24】 前記半導体電極への光の入射角が90
°での光電変換効率をR90とし、光の入射角が52°で
の光電変換効率をR52としたとき、R52/R 90が0.8
以上である請求項1ないし23のいずれかに記載の太陽
電池。
24. An incident angle of light on the semiconductor electrode is 90.
The photoelectric conversion efficiency in °90And the incident angle of light is 52 °
The photoelectric conversion efficiency of R52And R52/ R 90Is 0.8
The sun according to any one of claims 1 to 23, which is the above.
battery.
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