JP2005353296A

JP2005353296A - 光電変換素子

Info

Publication number: JP2005353296A
Application number: JP2004169630A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ezure; 哲也江連; Nobuo Tanabe; 信夫田辺; Hiroshi Matsui; 浩志松井; Kenichi Okada; 顕一岡田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】シート抵抗が低く、安価に製造することができる光電変換素子を提供する。
【解決手段】作用極１４、対極１８およびこれらの間に形成された電解質層１５を備える積層体２０と、これらを収容する筐体３０とを少なくとも備えた色素増感型太陽電池１０において、対極１８を、導電性の基板からなる第二の基板１６と、第二の基板１６の一方の面１６ａ上に形成された導電膜１７とで形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、色素増感太陽電池などの光電変換素子に関するものである。

環境問題、資源問題などを背景に、クリーンエネルギーとしての太陽電池が注目を集めている。太陽電池としては単結晶、多結晶あるいはアモルファスのシリコンを用いたものがある。しかしながら、従来のシリコン系太陽電池は、製造コストが高い上に、原料供給が不充分であるなどの課題が残されているため、普及していない。
また、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系（ＣＩＳ系とも呼ぶ）などの化合物系太陽電池も開発されており、この化合物系太陽電池は極めて高い光電変換効率を示すなど優れた特徴を有している。しかしながら、この化合物系太陽電池も、コストや環境負荷などの問題から普及していない。

これらの太陽電池に対して、スイスのグレッツェルらのグループなどから提案された色素増感型太陽電池は、安価で、かつ、高い光電変換効率が得られる光電変換素子として注目されている。

図４は、従来の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。
この色素増感型太陽電池１００は、増感色素を担持させた多孔質半導体電極（以下、「色素増感半導体電極」と言うこともある。）１０３が一方の面に形成された第一基板１０１と、導電膜１０４が形成された第二基板１０５と、これらの間に封入されたゲル状電解質などからなる電解質層１０６とから概略構成されている。

第一基板１０１としては光透過性の板材が用いられ、第一基板１０１の色素増感半導体電極１０３と接する面には導電性を付与するために透明導電膜１０２が設けられている。また、第一基板１０１、透明導電膜１０２および色素増感半導体電極１０３から窓極１０８が構成されている。

一方、第二基板１０５としてはガラスなどの板材が用いられ、電解質層１０６と接する側の面には導電性を付与するために炭素や白金などからなる導電膜１０４が設けられている。また、第二基板１０５および導電膜１０４から対極１０９が構成されている。

色素増感型太陽電池１００では、色素増感半導体電極１０３と導電膜１０４が対向するように、第一基板１０１と第二基板１０５が所定の間隔をおいて配置されており、両基板間の周縁部に熱可塑性樹脂からなる封止材１０７が設けられている。この封止材１０７は、電解質層１０６に含まれる電解液が漏出したり、揮発性成分が揮発したりすることを防ぐ役目を果たしている。

次に、色素増感型太陽電池１００の製造方法の概略を説明する。
まず、熱可塑性樹脂からなる封止材１０７を介して窓極１０８と対極１０９を積層した後、窓極１０８および対極１０９、または、窓極１０８あるいは対極１０９のいずれか一方を介して封止材１０７を加熱して、溶融することにより、窓極１０８と対極１０９を接着して、一対の電極（窓極１０８と対極１０９）からなる積層体を組み立てる。

次いで、対極１０９を貫通するように設けられた注入口１１０を通して、窓極１０８と対極１０９の間にヨウ素・ヨウ化物イオンなどの酸化・還元種を含む電解液を充填した後、注入口１１０を蓋１１１で塞ぎ、電荷移送用の電解質層１０６を形成し、一対の電極（窓極１０８と対極１０９）と、これらの間に挟まれた電解質層１０６からなる色素増感型太陽電池１００を得る（例えば、特許文献１、非特許文献１参照。）。

このような色素増感型太陽電池においては、実用化するために、素子の大型化が望まれている。
しかしながら、従来の色素増感型太陽電池では、これをなす対極のシート抵抗が高いため、素子の大型化に伴って、変換効率の劣化を避けることができないという問題があった。

対極のシート抵抗を低くするためには、ガラスなどからなる基板上に設けられる炭素や白金などからなる導電膜の厚みを厚くしなければならず、特に導電膜を白金などの貴金属で形成する場合、その厚みが厚くなると、製造コストが増加するという問題があった。
特開２００２−１８４４７８号公報Ｎ．Ｐａｐａｇｅｏｒｇｉｏｕｅｔａｌ．，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１４３（１０），３０９９，１９９６

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、シート抵抗が低く、安価に製造することができる光電変換素子を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、作用極、対極およびこれらの間に形成された電解質層を備える積層体と、これらを収容する筐体とを少なくとも備えた光電変換素子であって、前記対極は、導電性の基板と、該導電性の基板の前記作用極と対向する面に設けられた導電膜とからなる光電変換素子を提供する。

上記構成の光電変換素子において、前記導電性の基板は、前記筐体の一部をなしていることが好ましい。

本発明の光電変換素子によれば、対極をなす第二の基板として、導電性の基板を用いることにより、この第二の基板上に設けられる導電膜の厚みを薄くすることができる。したがって、シート抵抗の低い対極を安価に製造することができるので、結果として、変換効率に優れる、大型の光電変換素子を安価に製造することができる。

また、対極をなす導電性の基板が、筐体の一部をなしているから、光電変換素子の構成部材を簡略化できるので、より安価に大型の光電変換素子を製造することができる。また、筐体と導電性の基板が一体化しているから、本発明の光電変換素子は寸法安定性に優れている共に、厚みを薄くすることもできる。

以下、本発明を実施した光電変換素子について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る光電変換素子の第一の実施形態として、色素増感型太陽電池を示す概略断面図である。
図１中、符号１０は色素増感型太陽電池、１１は第一の基板、１２は透明導電膜、１３は多孔質酸化物半導体層、１４は作用極、１５は電解質層、１６は第二の基板、１７は導電膜、１８は対極、２０は積層体、３０は筐体、３１は本体、３２は蓋体、４１は封止部材、４２は螺子をそれぞれ示している。

この色素増感型太陽電池１０は、増感色素が表面に担持された多孔質酸化物半導体層１３が一方の面１４ａに設けられた作用極１４と、一方の面１４ａと対向して配置された対極１８と、一方の面１４ａと対極１８における一方の面１４ａと対向する面１８ａ（以下、「対極１８の一方の面１８ａ」と称する。）との間に形成された電解質層１５と、これらを収容する筐体３０とから概略構成されている。

なお、この色素増感太陽電池１０では、電解質層１５をなす電解質の大部分が、多孔質酸化物半導体層１３の空隙部分に含浸された状態となっている。

作用極１４は、第一の基板１１と、この一方の面１１ａ上に順に形成された透明導電膜１２および多孔質酸化物半導体層１３とから構成されている。

対極１８は、第二の基板１６と、この一方の面１６ａ上に形成された導電膜１７とから構成されている。

色素増感型太陽電池１０において、電解質層１５を作用極１４と対極１８で挟んでなる積層体２０が光電変換素子として機能する。

色素増感型太陽電池１０において、積層体２０は、積層体２０の側面２０ａおよび対極１８における他方の面１８ｂを覆う断面凹状の本体３１と、作用極１４の他方の面１４ｂに接して積層体２０を本体３１に固定する蓋体３２とからなる筐体３０内に収容されている。なお、本体３１は、弾性部材（図示略）を介して、対極１８の他方の面１８ｂに接するようにしてもよい。

また、蓋体３２は、封止部材４１を介して本体３１に接している。さらに、蓋体３２は、螺子４２によって本体３１に固定されている。

なお、筐体３０による積層体２０の封止を十分なものとするためには、封止部材４１を嵌合するための溝などからなる嵌合部（図示略）を、本体３１の蓋体３２と接する面３１ａおよび蓋体３２の一方の面３２ａに設けることが望ましい。

このような構成とすることにより、積層体２０は、その上下面が本体３１と蓋体３２で挟み込まれて、その積層方向に押圧された状態で、筐体３０内に収容される。また、この状態で、積層体２０の側面２０ａの全域が本体３１に覆われて、積層体２０は筐体３０によって一括して封止されている。

第一の基板１１としては、光透過性の素材からなる基板が用いられ、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホンなど、通常、太陽電池の透明基板として用いられるものであればいかなるものもでも用いることができる。第一の基板１１は、これらの中から電解液への耐性などを考慮して適宜選択されるが、用途上、できる限り光透過性に優れる基板が好ましい。

透明導電膜１２は、第一の基板１１に導電性を付与するために、その一方の面１１ａに形成された導電性金属酸化物などからなる薄膜である。
透明導電膜１２を形成する導電性金属酸化物としては、例えば、インジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−ＴｉｎＯｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、フッ素ドープの酸化スズなどが用いられる。

多孔質酸化物半導体層１３は、透明導電膜１２の上に設けられており、その表面には増感色素が担持されている。多孔質酸化物半導体層１３を形成する半導体としては特に限定されず、通常、太陽電池用の多孔質半導体を形成するのに用いられるものであればいかなるものでも用いることができる。このような半導体としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）などを用いることができる。
多孔質酸化物半導体層１３を形成する方法としては、例えば、ゾルゲル法からの膜形成、微粒子の泳動電着、発泡剤による多孔質化、ポリマービーズなどとの混合物塗布後における余剰成分の除去などの方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

増感色素としては、ビピリジン構造、ターピリジン構造などを配位子に含むルテニウム錯体、ポルフィリン、フタロシアニンなどの含金属錯体、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などを適用することができ、これらの中から、用途、使用半導体に適した励起挙動を示すものを特に限定無く選ぶことができる。

電解質層１５は、多孔質酸化物半導体層１３内に電解液を含浸させてなるものか、または、多孔質酸化物半導体層１３内に電解液を含浸させた後に、この電解液を適当なゲル化剤を用いてゲル化（擬固体化）して、多孔質酸化物半導体層１３と一体に形成されてなるものが用いられる。

電解液としては、ヨウ素、ヨウ化物イオン、ターシャリーブチルピリジンなどの電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリルなどの有機溶媒に溶解されてなるものが用いられる。

電解液をゲル化する際に用いられるゲル化剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキシド誘導体、アミノ酸誘導体などが挙げられる。

第二の基板１６としては、導電性の基板が用いられる。導電性の基板としては、例えば、チタン、ニッケル、アルミニウムなどの金属からなる金属板や、カーボン板などの比較的高導電性でかつ電解液によって腐食しないものが用いられる。
また、第二の基板１６の厚みは、目的とする色素増感型太陽電池１０の大きさなどに応じて適宜設定されるが、通常、５０μｍ〜１ｍｍである。

導電膜１７は、第二の基板１６にヨウ素の酸化還元反応の触媒とするために、その一方の面１６ａに形成された白金からなる薄膜である。導電膜１７としては、白金の層を、蒸着法、スパッタリング法、塩化白金酸塗布後に熱処理を行ったものが好適に用いられるが、第二の基板１６に斑無く均一な厚みで形成され、電極として機能するものであれば特に限定されるものではない。
また、導電膜１７の厚みは、目的とする色素増感型太陽電池１０の大きさなどに応じて適宜設定されるが、通常、０．１μｍ〜１μｍである。

本体３１を形成する素材としては特に限定されないが、各種金属、セラミックス、各種合成樹脂などが用いられる。なお、本体３１を金属で形成する場合、積層体２０と接する面には、作用極１４と対極１８を絶縁するために、絶縁膜（図示略）を設けることが望ましい。

蓋体３２としては、太陽光を透過する光学特性を有する部材が用いられる。太陽光を透過する光学特性を有する部材としては特に限定されないが、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ソーダガラスなど透明で剛性のある材質からなる部材が挙げられる。

封止部材４１としては、ニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料や、ポリ四フッ化エチレンなどからなるＯリング、ガスケットなどが用いられる。

螺子４２としては、蓋体３２を本体３１に接合、固定することができるものであればいかなるものでも用いることができる。

なお、この実施形態では、蓋体３２を本体３１に接合、固定する手段として、螺子４２を例示したが、本発明の光電変換素子はこれに限定されない。本発明の光電変換素子にあっては、蓋体を枠体に接合、固定する手段としては、例えば、枠体に設けられた被係止部に、蓋体に回転可能に設けられたフラップ状の係止部を係止する手段や、枠体の枠部、押圧部および蓋体の表面に接するように筐体の外側に装着される、断面コ字形スリーブ状のバネのクランプ力によって挟み込む手段などを用いることもできる。また、前記被係止部に係止部を係止する手段は、被嵌合部に嵌合部を嵌合する手段であってもよい。

以上説明したように、色素増感型太陽電池１０では、対極１８をなす第二の基板１６として、金属板やカーボン板のような導電性の基板を用いることにより、この第二の基板１６の一方の面１６ａに設けられる導電膜１７の厚みを薄くすることができる。したがって、シート抵抗の低い対極１８を安価に製造することができる。その結果として、変換効率に優れる、大型の色素増感型太陽電池１０を安価に製造することができる。

なお、第一の基板１１と第二の基板１６は異なる素材で形成されているから、両者の熱膨張係数も異なっている。そこで、この熱膨張係数の違いによる色素増感型太陽電池１０の撓みが懸念されるが、この実施形態では、積層体２０を筐体３０内に収容することにより、両基板間は固定されていないため、熱膨張量が異なっても、色素増感型太陽電池１０に撓みは生じない。したがって、色素増感型太陽電池１０の撓みによる発電効率の劣化を抑制することができる。

次に、本発明に係る光電変換素子の製造方法の一実施形態を、図１を参照して説明する。
この実施形態では、まず、第一の基板１１における一方の面１１ａ上に透明導電膜１２および多孔質酸化物半導体層１３が所定の方法により順に形成されてなる作用極１４を用意する。

次いで、多孔質酸化物半導体層１３に、予めゲル化剤が添加された電解液を滴下して含浸させた後、この電解液をゲル化させて、多孔質酸化物半導体層１３と一体をなす電解質層１５を形成する。

次いで、対極１８の他方の面１８ｂが本体３１の内側の底面３１ｂに接するように、本体３１内に対極１８を配置する。

次いで、導電膜１７が電解質層１５に重なるように、作用極１４を対極１８に重ねて、電解質層１５を作用極１４と対極１８で挟んでなる積層体２０を、本体３１内に形成する。

次いで、作用極１４の他方の面１４ｂを覆うように蓋体３２を配する。

次いで、蓋体３２の外側から積層体２０の積層方向に荷重を加えながら、蓋体３２を、封止部材４１を介して本体３１に螺子４２で固定し、筐体３０で積層体２０を封止することにより、色素増感型太陽電池１０を得る。

図２は、本発明に係る光電変換素子の第二の実施形態として、色素増感型太陽電池を示す概略断面図である。
図２中、符号５０は色素増感型太陽電池、５１は第一の基板、５２は透明導電膜、５３は多孔質酸化物半導体層、５４は作用極、５５は電解質層、５７は導電膜、５８は対極、６０は積層体、７０は筐体、７１は本体、７１Ａは枠部、７１Ｂは基板部、７２は蓋体、８１は封止部材、８２は螺子をそれぞれ示している。

この実施形態の色素増感太陽電池５０が上記第一の実施形態と異なる点は、対極５８をなす第二の基板（図２中の基板部７１Ｂ）が、筐体７０を構成する本体７１の一部をなしている点である。

この色素増感型太陽電池５０は、増感色素が表面に担持された多孔質酸化物半導体層５３が一方の面５４ａに設けられた作用極５４と、一方の面５４ａと対向して配置された対極５８と、一方の面５４ａと対極５８の一方の面５８ａとの間に形成された電解質層５５と、これらを収容する筐体７０とから概略構成されている。

なお、この色素増感太陽電池５０では、電解質層５５をなす電解質の大部分が、多孔質酸化物半導体層５３の空隙部分に含浸された状態となっている。

作用極５４は、第一の基板５１と、この一方の面５１ａ上に順に形成された透明導電膜５２および多孔質酸化物半導体層５３とから構成されている。

対極５８は、筐体７０をなす本体７１の基板部７１Ｂと、この一方の面７１ｂ上に形成された導電膜５７とから構成されている。

色素増感型太陽電池５０において、電解質層５５を作用極５４と対極５８で挟んでなる積層体６０が光電変換素子として機能する。

本体７１は、積層体６０の側面６０ａの全域を外側から覆う枠部７１Ａと、第一の基板５１とほぼ同一面積の、対極５８をなす基板部７１Ｂとから構成されている。

色素増感型太陽電池５０において、積層体６０の側面６０ａを覆う断面凹状の本体７１と、作用極５４の他方の面５４ｂに接して、作用極５４を本体７１に固定する蓋体７２とからなる筐体７０内に収容されている。

また、蓋体７２は、封止部材８１を介して本体７１に接している。さらに、蓋体７２は、螺子８２によって本体７１に固定されている。

なお、筐体７０による積層体６０の封止を十分なものとするためには、封止部材８１を嵌合するための溝などからなる嵌合部（図示略）を、本体７１の蓋体７２と接する面７１ａおよび蓋体７２の一方の面７２ａ設けることが望ましい。

このような構成とすることにより、積層体６０の側面６０ａの全域が本体７１に覆われて、積層体６０は筐体７０によって一括して封止されている。

第一の基板５１としては、上記透明基板１１と同様のものが用いられる。
透明導電膜５２としては、上記透明導電膜１２と同様のものが設けられる。
多孔質酸化物半導体層５３を形成する半導体としては、上記多孔質酸化物半導体層１３を形成する半導体と同様のものが用いられる。

増感色素としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
電解質層５５としては、上記電解質層１５と同様のものが設けられる。
電解液としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
ゲル化剤としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
導電膜５７としては、上記透明導電膜１７と同様のものが設けられる。

本体７１を形成する素材としては特に限定されないが、少なくとも基板部７１Ｂは導電性の素材で形成されている。基板部７１Ｂをなす導電性の素材としては、例えば、チタン、ニッケル、アルミニウムなどの金属からなる金属板や、カーボン板などの比較的高導電性でかつ電解液によって腐食しないものが用いられる。

本体７１の枠部７１Ａと基板部７１Ｂが異なる素材で形成されている場合、枠部７１Ａを形成する素材としては、各種金属、セラミックス、各種合成樹脂などが用いられる。
枠部７１Ａと基板部７１Ｂが同一素材で形成されている場合、すなわち、枠部７１Ａと基板部７１Ｂが導電性の素材で形成されている場合、枠部７１Ａの作用極５４と接する面には、作用極５４と対極５８を絶縁するために、絶縁膜（図示略）を設けることが望ましい。

また、基板部７１Ｂの厚みは、目的とする色素増感型太陽電池５０の大きさなどに応じて適宜設定されるが、通常、１ｍｍ〜５ｍｍである。
このとき、導電膜５７の厚みは、５０ｎｍ〜１μｍである。

蓋体７２としては、上記蓋体３２と同様のものが用いられる。
封止部材８１としては、上記封止部材４１と同様のものが用いられる。
螺子８２としては、上記螺子４２と同様のものが用いられる。

なお、この実施形態では、蓋体７２を本体７１に接合、固定する手段として、螺子８２を例示したが、本発明の光電変換素子はこれに限定されない。本発明の光電変換素子にあっては、蓋体を枠体に接合、固定する手段としては、例えば、枠体に設けられた被係止部に、蓋体に回転可能に設けられたフラップ状の係止部を係止する手段や、枠体の枠部、押圧部および蓋体の表面に接するように筐体の外側に装着される、断面コ字形スリーブ状のバネのクランプ力によって挟み込む手段などを用いることもできる。また、前記被係止部に係止部を係止する手段は、被嵌合部に嵌合部を嵌合する手段であってもよい。

以上説明したように、色素増感型太陽電池５０では、対極５８をなす基板部７１Ｂが、筐体７０を構成する本体７１の一部をなしているから、電池の構成部材を簡略化できるので、より安価に大型の色素増感型太陽電池５０を製造することができる。また、筐体７０と基板部７１Ｂが一体化しているから、色素増感型太陽電池５０は寸法安定性に優れている共に、厚みを薄くすることもできる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
厚み１．１ｍｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍのホウ珪酸からなるガラス基板の一方の面にフッ素添加酸化スズ（ＦｌｕｏｒｉｎｅｄｏｐｅｄＴｉｎＯｘｉｄｅ、ＦＴＯ）膜を形成した。
次いで、透明導電膜上に、厚みが１０μｍとなるように酸化チタンペーストを塗布した後、焼成して酸化チタンからなる多孔質酸化物半導体層を設けて、ガラス基板と、透明導電膜と、多孔質酸化物半導体層とからなる作用極を形成した。
次いで、多孔質酸化物半導体層に、予めゲル化剤が添加された電解液を滴下して含浸させた後、この電解液をゲル化させて、多孔質酸化物半導体層と一体をなす電解質層を形成した。
次いで、厚み約１００μｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍの金属チタン基板の一方の面に、厚み１００ｎｍの白金薄膜が設けられてなる対極を筐体の本体内に配した。
次いで、白金薄膜に電解質層（多孔質酸化物半導体層）が重なるように、対極に作用極を重ねて、電解質層を作用極と対極で挟んでなる積層体を本体内に形成した。
この後、作用極を覆うように蓋体を配し、筐体で積層体を封止することにより、色素増感型太陽電池を得た。

（実施例２）
対極として、厚み１ｍｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍのカーボン基板の一方の面に、厚み約１００ｎｍの白金薄膜が設けられてなるものを用いた以外は実施例１と同様にして、色素増感型太陽電池を作製した。

（比較例）
対極として、厚み１．１ｍｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス基板の一方の面に、厚み約４μｍの白金薄膜が設けられてなるものを用いた以外は実施例１と同様にして、色素増感型太陽電池を作製した。

実施例１、２および比較例で得られた色素増感型太陽電池について、変換効率およびフィルファクターを測定した。結果を表１に示す。

ここで、フィルファクターについて説明する。
図３は、フィルファクターを説明するグラフである。
図３に示すような電流−電圧挙動を示すセルにおいて、電力（電流×電圧）を電圧に対してプロットしたものが一点鎖線で示される曲線である。この曲線のピークにおける電圧をＶ_ｏｐ、電流をＪ_ｏｐとする。ここで、セルの出力が最大となる。一方、このセルの電圧が０の時の電流をＪ_ｓｃ、電流が０の時の電圧をＶ_ｏｃとする。フィルファクターとは、図３に示すようなグラフにおいて、Ｊ_ｓｃとＶ_ｏｃのつくる四角の中に占めるＪ_ｏｐとＶ_ｏｐの作る四角の面積の割合である。すなわち、フィルファクター＝（Ｊ_ｏｐ×Ｖ_ｏｐ）／（Ｊ_ｓｃ×Ｖ_ｏｃ）と定義できる。電流−電圧曲線が四角に近い程、フィルファクターは１に近くなり、セルの性能が高くなる。

表１の結果から、対極をなす基板を導電性の基板で形成することにより、白金薄膜の厚みを薄くしても、従来と遜色のない性能を有する色素増感型太陽電池が得られることが分かった。

本発明の光電変換素子は、ガラス基板のものでなく、プラスチックフィルム基板のものにも適用可能である。

本発明に係る光電変換素子の第一の実施形態として、色素増感型太陽電池を示す概略断面図である。本発明に係る光電変換素子の第二の実施形態として、色素増感型太陽電池を示す概略断面図である。フィルファクターを説明するグラフである。従来の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０，５０・・・色素増感型太陽電池、１１，５１・・・第一の基板、１２，５２・・・透明導電膜、１３，５３・・・多孔質酸化物半導体層、１４，５４・・・作用極、１５，５５・・・電解質層、１６・・・第二の基板、１７，５７・・・導電膜、１８，５８・・・対極、２０，６０・・・積層体、３０，７０・・・筐体、３１，７１・・・本体、３２，７２・・・蓋体、４１，８１・・・封止部材、４２，８２・・・螺子、７１Ａ・・・枠部、７１Ｂ・・・基板部。

Claims

作用極、対極およびこれらの間に形成された電解質層を備える積層体と、これらを収容する筐体とを少なくとも備えた光電変換素子であって、
前記対極は、導電性の基板と、該導電性の基板の前記作用極と対向する面に設けられた導電膜とからなることを特徴とする光電変換素子。
前記導電性の基板は、前記筐体の一部をなしていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。