JP2012204046A - Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device capable of increasing the area of a semiconductor layer which contributes to the photoelectric conversion (power generation) in the photoelectric conversion device.SOLUTION: A photoelectric conversion device comprises: (A) a first substrate 21 and a second substrate 22; and (B) a semiconductor layer 31, a first collector 51 having a first face 51a opposed to the first substrate and a second face 51b opposed to the second substrate, an electrolyte layer 41, a catalyst layer 32 and a second collector 61 which are sequentially arranged from the first substrate side between the first substrate 21 and the second substrate 22. The first substrate 21 and the second substrate 22 are sealed together at their outer edges. The first collector 51 is made of a conductive material with a number of through-holes formed thereon. Part in the thickness direction of the semiconductor layer formed on the first face 51a of the first collector 51 enters the through-holes formed on the first collector 51.

Description

本開示は、光電変換装置及びその製造方法に関する。   The present disclosure relates to a photoelectric conversion device and a manufacturing method thereof.

近年、環境保護の意識が高まり、太陽光発電の重要性が一段と増えている。色素増感太陽電池(DSSC,Dye-Sensitized Solar Cell)は、例えば、第1基材と第2基材との間に、透明導電層、増感色素を担持した半導体層、電解質層、及び、対向電極が、順次、設けられた構成を有する。色素増感太陽電池にあっては、透明基板から成る第1基材を通過した太陽光により色素内で励起された電子が半導体層に注入され、透明導電層から負荷を含む外部回路を介して対向電極に電流が流れ、電池として機能する。色素増感太陽電池は、シリコン系太陽電池と比較すると、製造に必要な原料に資源的な制約が少ないこと、真空設備を必要とせず、印刷方式や流れ生産方式で製造することができ、製造コスト、設備コストが低いという利点がある。   In recent years, awareness of environmental protection has increased, and the importance of photovoltaic power generation has further increased. A dye-sensitized solar cell (DSSC) includes, for example, a transparent conductive layer, a semiconductor layer carrying a sensitizing dye, an electrolyte layer, and a first substrate, between a first substrate and a second substrate. The counter electrode has a configuration in which the counter electrodes are sequentially provided. In the dye-sensitized solar cell, electrons excited in the dye by the sunlight passing through the first base material made of the transparent substrate are injected into the semiconductor layer, and the transparent conductive layer passes through an external circuit including a load. A current flows through the counter electrode and functions as a battery. Compared to silicon solar cells, dye-sensitized solar cells have fewer resource constraints on the raw materials required for production, and can be manufactured by printing and flow production methods without the need for vacuum equipment. There is an advantage that the cost and the equipment cost are low.

ところで、半導体層は、通常、第1基材に形成された透明導電層を被覆するように設けられている。透明導電層は、例えば、ITO(インジウムドープ酸化錫)、FTO(フッ素ドープ酸化錫)等から構成されており、低電気抵抗化に一定の制約を受ける。従って、色素増感太陽電池が大面積化するほど、半導体層での光電変換により生じた電子を効率よく集めることが困難となる。それ故、この対策として、例えば、透明導電層に集電用配線層を設け、電気抵抗を下げる方法がとられている。しかしながら、このような方法では、半導体層の面積が減少し、単位面積当たりの変換効率が低下してしまうといった問題がある。   Incidentally, the semiconductor layer is usually provided so as to cover the transparent conductive layer formed on the first substrate. The transparent conductive layer is made of, for example, ITO (Indium Doped Tin Oxide), FTO (Fluorine Doped Tin Oxide), or the like, and is subject to certain restrictions on low electrical resistance. Therefore, the larger the area of the dye-sensitized solar cell, the more difficult it is to efficiently collect electrons generated by photoelectric conversion in the semiconductor layer. Therefore, as a countermeasure, for example, a method of lowering the electric resistance by providing a current collecting wiring layer on the transparent conductive layer is used. However, such a method has a problem that the area of the semiconductor layer is reduced and the conversion efficiency per unit area is lowered.

このような問題を解決するための色素増感太陽電池が、例えば、特開2009−245750から公知である。この特許公開公報に開示された色素増感太陽電池は、透明基板、透明基板上に配置される色素を吸着した多孔質半導体層、多孔質半導体層の透明基板とは反対側の表面に配置され、予め行われる加工により多数の深い貫通孔が形成されると共に外部電極に電気的に接続される導電性金属層、及び、透明基板と対向して設けられる導電性基板を備え、導電性金属層と導電性基板の間に電解質を有する。   A dye-sensitized solar cell for solving such a problem is known, for example, from JP-A-2009-245750. The dye-sensitized solar cell disclosed in this patent publication is disposed on a transparent substrate, a porous semiconductor layer adsorbing a dye disposed on the transparent substrate, and a surface of the porous semiconductor layer opposite to the transparent substrate. A conductive metal layer having a number of deep through-holes formed by processing performed in advance and electrically connected to an external electrode; and a conductive substrate provided opposite to the transparent substrate. And an electrolyte between the conductive substrate.

特開2009−245750JP2009-245750

この特許公開公報において、多孔質半導体層に接する導電性金属層には、多数の深い貫通孔が形成されている。そして、多孔質半導体層は、貫通孔が形成された導電性金属層上に多孔質半導体層の材料を塗布した後、焼成することで形成される。ところで、塗布法に基づき多孔質半導体層を形成した場合、多孔質半導体層が貫通孔内に充填され、透明基板と対向した導電性金属層の表面が露出した状態となる。そして、このような状態となった場合、透明基板は、多孔質半導体層と対向するだけでなく、導電性金属層の表面とも対向することになる。即ち、透明基板を介して入射する光の一部は多孔質半導体層に入射するが、残部は導電性金属層と衝突することになり、光電変換装置(色素増感太陽電池)における光電変換(発電)に寄与する半導体層(多孔質半導体層)の実質的な面積が減少してしまう。   In this patent publication, a large number of deep through holes are formed in the conductive metal layer in contact with the porous semiconductor layer. And a porous semiconductor layer is formed by apply | coating the material of a porous semiconductor layer on the electroconductive metal layer in which the through-hole was formed, and baking. By the way, when the porous semiconductor layer is formed based on the coating method, the porous semiconductor layer is filled in the through holes, and the surface of the conductive metal layer facing the transparent substrate is exposed. In such a state, the transparent substrate not only faces the porous semiconductor layer but also faces the surface of the conductive metal layer. That is, a part of the light incident through the transparent substrate is incident on the porous semiconductor layer, but the remaining part collides with the conductive metal layer, and the photoelectric conversion (photosensitizing solar cell) The substantial area of the semiconductor layer (porous semiconductor layer) that contributes to power generation is reduced.

従って、本開示の目的は、光電変換装置における光電変換(発電)に寄与する半導体層の面積を増加させ得る構成、構造を有する光電変換装置及びその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a photoelectric conversion device having a configuration and a structure that can increase the area of a semiconductor layer that contributes to photoelectric conversion (power generation) in the photoelectric conversion device, and a method for manufacturing the photoelectric conversion device.

上記の目的を達成するための本開示の第1の態様あるいは第2の態様に係る光電変換装置の製造方法は、
(A)第1基材及び第2基材、
(B)第1基材と第2基材との間に、第1基材側から、順次、設けられた、半導体層、第1基材と対向する第1面及び第2基材と対向する第2面を有する第1集電体、電解質層、触媒層、並びに、第2集電体、
を備え、第1基材と第2基材とは外縁部において封止されており、
第1集電体は、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る光電変換装置の製造方法である。
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the first aspect or the second aspect of the present disclosure for achieving the above object is as follows:
(A) 1st base material and 2nd base material,
(B) Between the first base material and the second base material, provided sequentially from the first base material side, facing the semiconductor layer, the first surface facing the first base material, and the second base material. A first current collector having a second surface, an electrolyte layer, a catalyst layer, and a second current collector,
The first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion,
A 1st electrical power collector is a manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus which consists of an electrically-conductive material provided with many through-holes.

そして、本開示の第1の態様に係る光電変換装置の製造方法にあっては、セラミック・グリーンシートから成る半導体層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第1面に転写し、その後、半導体層前駆体層を焼成することで半導体層を得る。   And in the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus which concerns on the 1st aspect of this indication, the semiconductor layer precursor layer which consists of ceramic green sheets is transcribe | transferred to the 1st surface of a 1st electrical power collector using a press apparatus. Then, the semiconductor layer is obtained by firing the semiconductor layer precursor layer.

また、本開示の第2の態様に係る光電変換装置の製造方法にあっては、第1集電体の第1面上に半導体層を形成し、且つ、第1集電体に設けられた貫通孔に半導体層の厚さ方向の一部を侵入させる。   Moreover, in the manufacturing method of the photoelectric conversion device according to the second aspect of the present disclosure, the semiconductor layer is formed on the first surface of the first current collector, and the first current collector is provided. A part of the semiconductor layer in the thickness direction is made to enter the through hole.

上記の目的を達成するための本開示の光電変換装置は、
(A)第1基材及び第2基材、
(B)第1基材と第2基材との間に、第1基材側から、順次、設けられた、半導体層、第1基材と対向する第1面及び第2基材と対向する第2面を有する第1集電体、電解質層、触媒層、並びに、第2集電体、
を備え、第1基材と第2基材とは外縁部において封止されており、
第1集電体は、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成り、
第1集電体の第1面上に形成された半導体層の厚さ方向の一部は、第1集電体に設けられた貫通孔に侵入している。
In order to achieve the above object, a photoelectric conversion device of the present disclosure is provided.
(A) 1st base material and 2nd base material,
(B) Between the first base material and the second base material, provided sequentially from the first base material side, facing the semiconductor layer, the first surface facing the first base material, and the second base material. A first current collector having a second surface, an electrolyte layer, a catalyst layer, and a second current collector,
The first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion,
The first current collector is made of a conductive material provided with a large number of through holes,
A portion of the semiconductor layer formed on the first surface of the first current collector in the thickness direction penetrates into a through hole provided in the first current collector.

本開示の第1の態様に係る光電変換装置の製造方法にあっては、セラミック・グリーンシートから成る半導体層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第1面に転写するといった方法で半導体層を形成し、また、本開示の第2の態様に係る光電変換装置の製造方法あるいは本開示の光電変換装置にあっては、第1集電体の第1面上に半導体層を形成し、且つ、第1集電体に設けられた貫通孔に半導体層の厚さ方向の一部を侵入させるので、光入射面である第1基材は半導体層のみと対向し、第1集電体の第1面は半導体層によって被覆されている状態を得ることができる。それ故、第1集電体の開口率や開口面積に依存すること無く、従来の光電変換装置よりも光電変換装置における光電変換(発電)に寄与する半導体層の面積を増加させることができる。しかも、第1集電体における半導体層の形成位置の制御が容易である。また、透明導電層を用いる必要が無く、第1集電体の低抵抗化が可能である。   In the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the first aspect of the present disclosure, the semiconductor layer precursor layer made of a ceramic green sheet is transferred to the first surface of the first current collector using a press device. A semiconductor layer is formed by the method, and in the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the second aspect of the present disclosure or the photoelectric conversion device of the present disclosure, the semiconductor layer is formed on the first surface of the first current collector. And a part of the thickness direction of the semiconductor layer enters the through hole provided in the first current collector, so that the first base material that is the light incident surface faces only the semiconductor layer, It is possible to obtain a state in which the first surface of one current collector is covered with the semiconductor layer. Therefore, the area of the semiconductor layer contributing to the photoelectric conversion (power generation) in the photoelectric conversion device can be increased more than the conventional photoelectric conversion device without depending on the aperture ratio and the opening area of the first current collector. In addition, it is easy to control the formation position of the semiconductor layer in the first current collector. Moreover, it is not necessary to use a transparent conductive layer, and the resistance of the first current collector can be reduced.

図1の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例1の光電変換装置の組立前の断面概念図、及び、組立後の端面概念図である。1A and 1B are a cross-sectional conceptual diagram before assembly of the photoelectric conversion device of Example 1 and an end-face conceptual diagram after assembly, respectively. 図2の(A)は、実施例1の光電変換装置における第1集電体の部分的な模式的平面図であり、図2の(B)及び(C)は、実施例1の光電変換装置における第1集電体等の模式的な一部端面図である。2A is a partial schematic plan view of a first current collector in the photoelectric conversion device of Example 1. FIGS. 2B and 2C are photoelectric conversions of Example 1. FIG. It is a typical partial end view of the 1st current collector etc. in an apparatus. 図3の(A)及び(B)は、実施例1の光電変換装置における第1積層構造体を第1基材側及び第2基材側から撮影した顕微鏡写真である。3A and 3B are photomicrographs obtained by photographing the first laminated structure in the photoelectric conversion device of Example 1 from the first base material side and the second base material side. 図4は、実施例1A、実施例1B及び比較例1の光電変換装置のIV特性を評価した結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the results of evaluating the IV characteristics of the photoelectric conversion devices of Example 1A, Example 1B, and Comparative Example 1. 図5は、実施例2の光電変換装置の組立前の断面概念図である。FIG. 5 is a conceptual cross-sectional view of the photoelectric conversion device of Example 2 before assembly. 図6の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例3の光電変換装置の組立前の断面概念図、及び、第1集電体等の模式的な一部端面図であり、図6の(C)は、実施例4の光電変換装置の組立前の断面概念図である。6A and 6B are a conceptual cross-sectional view before assembly of the photoelectric conversion device of Example 3, and a schematic partial end view of the first current collector and the like, respectively. (C) is a conceptual cross-sectional view of the photoelectric conversion device of Example 4 before assembly. 図7の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例5の光電変換装置の組立前の断面概念図、及び、組立後の端面概念図である。FIGS. 7A and 7B are a cross-sectional conceptual diagram before assembly of the photoelectric conversion device of Example 5 and an end surface conceptual diagram after assembly, respectively. 図8は、実施例6の光電変換装置の組立前の断面概念図である。FIG. 8 is a conceptual cross-sectional view of the photoelectric conversion device of Example 6 before assembly. 図9の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例7の光電変換装置の組立前の断面概念図、及び、組立後の端面概念図である。FIGS. 9A and 9B are a cross-sectional conceptual diagram before assembly of the photoelectric conversion device of Example 7 and an end-face conceptual diagram after assembly, respectively. 図10は、実施例8の光電変換装置の組立前の断面概念図である。FIG. 10 is a conceptual cross-sectional view of the photoelectric conversion device according to the eighth embodiment before assembly. 図11の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例9の光電変換装置の組立前の断面概念図、及び、組立後の端面概念図である。11A and 11B are a cross-sectional conceptual diagram before assembly of the photoelectric conversion device of Example 9 and an end-face conceptual diagram after assembly, respectively. 図12の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例9の光電変換装置の模式的な平面図、及び、図12の(A)の矢印B−Bに沿った模式的な断面図である。FIGS. 12A and 12B are a schematic plan view of the photoelectric conversion device of Example 9 and a schematic cross-sectional view taken along arrow BB in FIG. is there. 図13は、実施例9の光電変換装置における第1集電体、半導体層及び第1リード部材を、第2基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view of the first current collector, the semiconductor layer, and the first lead member in the photoelectric conversion device of Example 9 as viewed from the second base material side. 図14は、実施例9の光電変換装置における第2集電体、触媒層及び第2リード部材を、第1基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 14 is a schematic plan view of the second current collector, the catalyst layer, and the second lead member in the photoelectric conversion device of Example 9 as viewed from the first base material side. 図15の(A)は、実施例10の光電変換装置の模式的な端面図であり、図15の(B)及び(C)は、実施例10の光電変換装置の変形例の模式的な端面図、及び、第1リード部材を展開したときの模式的な平面図であり、図15の(D)は、実施例10の光電変換装置の別の変形例における第2リード部材を展開したときの模式的な平面図である。15A is a schematic end view of the photoelectric conversion device of Example 10, and FIGS. 15B and 15C are schematic views of a modification of the photoelectric conversion device of Example 10. FIG. FIG. 15D is an end view and a schematic plan view when the first lead member is expanded, and FIG. 15D is an expanded second lead member in another modification of the photoelectric conversion device of Example 10. It is a typical top view at the time. 図16は、実施例11の光電変換装置における第1集電体、半導体層及び第1リード部材を、第2基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 16 is a schematic plan view of the first current collector, the semiconductor layer, and the first lead member in the photoelectric conversion device of Example 11 as viewed from the second base material side. 図17は、実施例11の光電変換装置における第2集電体、触媒層及び第2リード部材を、第1基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 17 is a schematic plan view of the second current collector, the catalyst layer, and the second lead member in the photoelectric conversion device of Example 11 as viewed from the first base material side. 図18は、実施例11の光電変換装置の変形例における第1集電体、半導体層及び第1リード部材を、第2基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 18 is a schematic plan view of a first current collector, a semiconductor layer, and a first lead member in a modification of the photoelectric conversion device of Example 11 as viewed from the second base material side. 図19は、実施例11の光電変換装置の変形例における第2集電体、触媒層及び第2リード部材を、第1基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 19 is a schematic plan view of a second current collector, a catalyst layer, and a second lead member in a modification of the photoelectric conversion device of Example 11 as viewed from the first base material side. 図20は、実施例12の光電変換装置における第1集電体、半導体層及び第1リード部材を、第2基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 20 is a schematic plan view of the first current collector, the semiconductor layer, and the first lead member in the photoelectric conversion device of Example 12 as viewed from the second base material side. 図21は、実施例12の光電変換装置における第2集電体、触媒層及び第2リード部材を、第1基材側から眺めた模式的な平面図である。FIG. 21 is a schematic plan view of the second current collector, the catalyst layer, and the second lead member in the photoelectric conversion device of Example 12 as viewed from the first base material side. 図22の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例13の光電変換装置の組立前の断面概念図、及び、組立後の端面概念図である。22A and 22B are a cross-sectional conceptual diagram before assembly of the photoelectric conversion device of Example 13 and an end-face conceptual diagram after assembly, respectively. 図23の(A)及び(B)は、実施例9の光電変換装置の変形例の組立前の断面概念図である。23A and 23B are conceptual cross-sectional views before assembly of a modified example of the photoelectric conversion device of the ninth embodiment. 図24は、実施例1において、第1集電体と半導体層とがロール状で一体となった半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得るロール・トゥー・ロール加工法の概要を説明するための概念図である。FIG. 24 is a roll-to-roll processing method for obtaining a first laminated structure composed of a semiconductor layer / first current collector in which the first current collector and the semiconductor layer are integrated in a roll shape in Example 1. It is a conceptual diagram for demonstrating the outline | summary.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の光電変換装置及びその製造方法、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の光電変換装置及びその製造方法)
3.実施例2(実施例1の変形)
4.実施例3(実施例1の別の変形)
5.実施例4(実施例3の変形)
6.実施例5(実施例1の更に別の変形)
7.実施例6(実施例5の変形)
8.実施例7(実施例1の更に別の変形)
9.実施例8(実施例7の変形)
10.実施例9(実施例1〜実施例8の変形)
11.実施例10(実施例9の変形)
12.実施例11(実施例9〜実施例10の変形)
13.実施例12(実施例9〜実施例11の変形)
14.実施例13(実施例9〜実施例12の変形)、その他
Hereinafter, although this indication is explained based on an example with reference to drawings, this indication is not limited to an example and various numerical values and materials in an example are illustrations. The description will be given in the following order.
1. 1. General description of photoelectric conversion device and manufacturing method thereof of the present disclosure Example 1 (photoelectric conversion device of the present disclosure and manufacturing method thereof)
3. Example 2 (Modification of Example 1)
4). Example 3 (another modification of Example 1)
5. Example 4 (Modification of Example 3)
6). Example 5 (another modification of Example 1)
7). Example 6 (Modification of Example 5)
8). Example 7 (a further modification of Example 1)
9. Example 8 (Modification of Example 7)
10. Example 9 (Modification of Examples 1 to 8)
11. Example 10 (modification of Example 9)
12 Example 11 (modification of Example 9 to Example 10)
13. Example 12 (modification of Example 9 to Example 11)
14 Example 13 (modification of Example 9 to Example 12), others

[本開示の光電変換装置及びその製造方法、全般に関する説明]
本開示の第2の態様に係る光電変換装置の製造方法において、第1集電体の第1面上に半導体層を形成し、且つ、第1集電体に設けられた貫通孔に半導体層の厚さ方向の一部を侵入させる工程は、セラミック・グリーンシートから成る半導体層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第1面に転写し、その後、半導体層前駆体層を焼成することで半導体層を得る工程から成る形態とすることができる。
[Description of Photoelectric Conversion Device and Manufacturing Method of the Disclosure of the Present Disclosure]
In the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the second aspect of the present disclosure, a semiconductor layer is formed on the first surface of the first current collector, and the semiconductor layer is formed in the through hole provided in the first current collector. The step of intruding a part in the thickness direction of the semiconductor layer is performed by transferring a semiconductor layer precursor layer made of a ceramic green sheet to the first surface of the first current collector using a press device, and then the semiconductor layer precursor layer It can be set as the form which consists of the process of obtaining a semiconductor layer by baking.

上記の好ましい形態を含む本開示の光電変換装置又は本開示の第1の態様若しくは第2の態様に係る光電変換装置の製造方法において、半導体層の厚さ方向の一部は、第1集電体の第2面にまでは到達していない構成とすることができ、この場合、第1集電体の平均厚さをt1、第1集電体に設けられた貫通孔に侵入した半導体層の厚さ方向の一部の平均侵入長をs1としたとき、
0<s1/t1≦1
好ましくは、
0.2≦s1/t1≦1
を満足することが望ましい。具体的には、
1×10-6m≦t1≦1×10-4
5×10-7m≦s1≦1×10-4
であることが望ましいし、第1集電体の第1面上に形成され、第1集電体の第1面と接する半導体層の部分の平均厚さをs0としたとき、
1×10-6m≦s0≦3×10-5
好ましくは、
5×10-6m≦s0≦1.5×10-5
であることが望ましい。尚、第1集電体の平均厚さt1を上記の範囲とすることで、開放端電圧Vocの低下を防ぐことができるし、半導体層での光電変換により生じた電子を効率よく集めることができ、しかも、色素(増感色素)の使用量の低減を図ることができる。
In the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present disclosure including the preferred mode or the photoelectric conversion device according to the first aspect or the second aspect of the present disclosure, a part of the semiconductor layer in the thickness direction is a first current collector. In this case, the average thickness of the first current collector is t 1 , and the semiconductor that has entered the through-hole provided in the first current collector is not reached to the second surface of the body. When the average penetration length of a part of the layer in the thickness direction is s 1 ,
0 <s 1 / t 1 ≦ 1
Preferably,
0.2 ≦ s 1 / t 1 ≦ 1
It is desirable to satisfy In particular,
1 × 10 −6 m ≦ t 1 ≦ 1 × 10 −4 m
5 × 10 −7 m ≦ s 1 ≦ 1 × 10 −4 m
And when the average thickness of the portion of the semiconductor layer formed on the first surface of the first current collector and in contact with the first surface of the first current collector is s 0 ,
1 × 10 −6 m ≦ s 0 ≦ 3 × 10 −5 m
Preferably,
5 × 10 −6 m ≦ s 0 ≦ 1.5 × 10 −5 m
It is desirable that Incidentally, the average thickness t 1 of the first current collector in the above range, to be able to prevent a decrease in open circuit voltage V oc, collect efficiently electrons generated by photoelectric conversion in the semiconductor layer In addition, the amount of dye (sensitizing dye) used can be reduced.

上記の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換装置又は本開示の第1の態様若しくは第2の態様に係る光電変換装置の製造方法において、第1基材に面した半導体層の表面の表面粗さRaは、2μm以下であることが望ましい。尚、表面粗さRaは、JIS B 0601:2001に規定されている。このように表面粗さRaの値を規定することで、半導体層と第1基材との間に例えば電解液が浸入し難くなり、光電変換効率の向上を図ることができる。   In the manufacturing method of the photoelectric conversion device of the present disclosure including the above-described preferable modes and configurations, or the photoelectric conversion device according to the first aspect or the second aspect of the present disclosure, the surface of the surface of the semiconductor layer facing the first substrate The roughness Ra is desirably 2 μm or less. The surface roughness Ra is defined in JIS B 0601: 2001. By defining the value of the surface roughness Ra in this manner, for example, it is difficult for an electrolytic solution to enter between the semiconductor layer and the first base material, and the photoelectric conversion efficiency can be improved.

上記の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換装置又は本開示の第1の態様若しくは第2の態様に係る光電変換装置の製造方法において、第1集電体の第2面には絶縁層が形成されている構成とすることができる。そして、絶縁層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第2面に転写し、その後、絶縁層前駆体層を焼成することで絶縁層を得ることができる。尚、絶縁層によって電解質層が構成され、絶縁層には電解質組成物が含浸されている構成とすることができる。このように、電解質組成物を含浸された絶縁層から電解質層を構成することで、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る第1集電体と、第2集電体との間で短絡が発生することを確実に防止することができる。但し、これに限定するものではなく、電解質層は電解質組成物のみから成る形態とすることもできるし、電解質層は電解質組成物を含浸された織布又は不織布から成る形態とすることもできる。   In the manufacturing method of the photoelectric conversion device of the present disclosure including the preferred mode and configuration described above, or the photoelectric conversion device according to the first aspect or the second aspect of the present disclosure, an insulating layer is formed on the second surface of the first current collector. It can be set as the structure currently formed. And an insulating layer can be obtained by transferring an insulating layer precursor layer to the 2nd surface of a 1st electrical power collector using a press apparatus, and baking an insulating layer precursor layer after that. In addition, the electrolyte layer can be constituted by the insulating layer, and the insulating layer can be impregnated with the electrolyte composition. In this way, by forming the electrolyte layer from the insulating layer impregnated with the electrolyte composition, between the first current collector made of a conductive material provided with a large number of through holes and the second current collector It is possible to reliably prevent a short circuit from occurring. However, the present invention is not limited to this, and the electrolyte layer can be made of an electrolyte composition alone, or the electrolyte layer can be made of a woven or non-woven fabric impregnated with the electrolyte composition.

ここで、絶縁層は、酸化チタン層、酸化ジルコニウム層、酸化シリコン(シリカ)及び酸化アルミニウムから成る群から選択された少なくとも1種類の材料(例えば、金属酸化物材料層)から構成されている形態とすることができる。場合によっては、絶縁層を、織布又は不織布と金属酸化物材料層との積層構造とすることもできる。織布又は不織布を構成する材料として、合成繊維、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニルアルコール、アラミド、ナイロン 、ビニロン、ポリオレフィン 、レーヨン 、低密度ポリエチレン 、エチレン酢酸ビニル、 共重合ポリアミド、共重合ポリエステル等や、天然繊維のコットン、セルロース、ガラス繊維、合成ゴムを繊維状にしたもの等を例示することができる。絶縁層が要求される基本的性能として、含浸された電解質組成物の移動を妨げないことが挙げられ、隣接する空孔が貫通(連通)している多孔質材料である酸化チタン等から絶縁層を構成すれば、あるいは又、織布又は不織布から絶縁層を構成すれば、含浸された電解質組成物の移動は妨げられない。第1集電体と触媒層との間を絶縁層だけで占めてもよいし、第1集電体と絶縁層との間に空間を配してもよいし、絶縁層と触媒層との間に空間を配してもよい。空間を配する場合、必要に応じてスペーサを配してもよい。   Here, the insulating layer is formed of at least one material (for example, a metal oxide material layer) selected from the group consisting of a titanium oxide layer, a zirconium oxide layer, silicon oxide (silica), and aluminum oxide. It can be. In some cases, the insulating layer may have a laminated structure of a woven or non-woven fabric and a metal oxide material layer. Synthetic fiber, more specifically, polyethylene, polypropylene, polyester, polytetrafluoroethylene, polyimide, polyphenylene sulfide, polyvinyl alcohol, aramid, nylon, vinylon, polyolefin, rayon, low density Examples thereof include polyethylene, ethylene vinyl acetate, copolymerized polyamide, copolymerized polyester, etc., natural fiber cotton, cellulose, glass fiber, and synthetic rubber fiber. The basic performance required of the insulating layer is that it does not hinder the movement of the impregnated electrolyte composition, and the insulating layer is made of titanium oxide or the like, which is a porous material in which adjacent pores penetrate (communicate). If the insulating layer is made of woven fabric or non-woven fabric, the movement of the impregnated electrolyte composition is not hindered. The insulating layer may occupy the first current collector and the catalyst layer, or a space may be provided between the first current collector and the insulating layer. A space may be placed between them. When arranging space, you may arrange a spacer as needed.

更には、上記の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換装置又は本開示の第1の態様若しくは第2の態様に係る光電変換装置の製造方法において、半導体層は酸化チタンから成る構成とすることができる。   Furthermore, in the photoelectric conversion device of the present disclosure including the above-described preferable modes and configurations, or the method for manufacturing the photoelectric conversion device according to the first mode or the second mode of the present disclosure, the semiconductor layer is configured of titanium oxide. be able to.

半導体微粒子から成る半導体層(色素増感半導体層)の形成方法は、より具体的には、半導体層の前駆体であるセラミック・グリーンシート(以下、単に、『グリーンシート』と呼ぶ)を作製し、グリーンシートを第1集電体に載置し、厚さ方向に部分的に第1集電体に押し込んだ後、粒子同士を電子的にコンタクトさせ、且つ、膜強度の向上や第1集電体との密着性を向上させるために、焼成するといった方法で形成することができる。焼成温度の範囲に特に制限はないが、焼成温度を上げ過ぎると第1集電体の電気抵抗が高くなってしまったり、溶融する虞があるため、通常40゜C乃至700゜C、より好ましくは40゜C乃至650゜Cである。また、焼成時間も特に制限はなく、通常10分乃至10時間程度である。焼成後、半導体微粒子から成る半導体層の表面積を増加させたり、半導体微粒子間のネッキングを高めることを目的として、例えば四塩化チタン水溶液を用いた化学メッキ処理や、三塩化チタン水溶液を用いたネッキング処理や、直径10nm以下の半導体超微粒子ゾルのディップ処理等を行ってもよい。   More specifically, a method for forming a semiconductor layer composed of semiconductor fine particles (dye-sensitized semiconductor layer) is to prepare a ceramic green sheet (hereinafter simply referred to as “green sheet”) which is a precursor of the semiconductor layer. After the green sheet is placed on the first current collector and partially pushed into the first current collector in the thickness direction, the particles are brought into electronic contact with each other, and the film strength is improved. In order to improve the adhesion to the electric body, it can be formed by a method such as firing. There is no particular limitation on the range of the firing temperature, but if the firing temperature is raised too much, the electrical resistance of the first current collector may increase or melt, so it is usually more preferably 40 ° C to 700 ° C. Is between 40 ° C and 650 ° C. Also, the firing time is not particularly limited, and is usually about 10 minutes to 10 hours. After firing, for the purpose of increasing the surface area of the semiconductor layer made of semiconductor fine particles or increasing the necking between the semiconductor fine particles, for example, chemical plating treatment using a titanium tetrachloride aqueous solution or necking treatment using a titanium trichloride aqueous solution. Alternatively, dip treatment of a semiconductor ultrafine particle sol having a diameter of 10 nm or less may be performed.

通常、予めグリーンシートを支持部材上に形成し、また、予め絶縁層前駆体層を第2支持部材上に形成するが、支持部材や第2支持部材は如何なる材料からも構成することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のプラスチックフィルムを例示することができる。グリーンシートには、半導体微粒子の他、バインダー、分散剤、可塑剤等を含めることができ、また、絶縁層前駆体層には、絶縁層を構成する材料の他、バインダー、分散剤、可塑剤等を含めることができる。グリーンシートや絶縁層前駆体層の作製方法は周知の方法とすればよい。具体的には、例えば、グリーンシートや絶縁層前駆体層を形成するためのスラリーを調製し、ドクターブレード等を用いて支持部材や第2支持部材上にスラリーを塗布、乾燥することでグリーンシートや絶縁層前駆体層を作製することができる。使用するバインダーの種類、バインダーや可塑剤の比率等を制御することで、得られるグリーンシートの弾性率の最適化を図ることができ、これによって、第1集電体の第1面上に半導体層を形成し、且つ、第1集電体に設けられた貫通孔に半導体層の厚さ方向の一部を侵入させる状態の最適化を図ることができる。プレス装置として、平板プレス装置、カレンダープレス装置(ロールプレス装置)を挙げることができる。半導体層前駆体層(グリーンシート)をプレス装置を用いて第1集電体の第1面に転写する際のプレス装置におけるプレス温度、プレス圧力、プレス時間は、例えば、上述したs1/t1の関係を満足するように、各種の試験を行い、決定すればよい。絶縁層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第2面に転写する際のプレス装置におけるプレス温度、プレス圧力、プレス時間も、各種の試験を行い、適宜、決定すればよい。 Usually, the green sheet is formed on the support member in advance, and the insulating layer precursor layer is formed on the second support member in advance, but the support member and the second support member can be made of any material, For example, a plastic film such as polyethylene terephthalate (PET) can be exemplified. In addition to semiconductor fine particles, the green sheet can contain a binder, a dispersant, a plasticizer, and the like. In addition, the insulating layer precursor layer includes a material constituting the insulating layer, a binder, a dispersant, a plasticizer. Etc. can be included. The green sheet or the insulating layer precursor layer may be formed by a known method. Specifically, for example, a green sheet is prepared by preparing a slurry for forming a green sheet or an insulating layer precursor layer, and applying and drying the slurry on a support member or a second support member using a doctor blade or the like. Or an insulating layer precursor layer. By controlling the type of binder used, the ratio of binder and plasticizer, etc., it is possible to optimize the elastic modulus of the obtained green sheet, whereby a semiconductor is formed on the first surface of the first current collector. It is possible to optimize the state in which a layer is formed and a part of the semiconductor layer in the thickness direction enters the through hole provided in the first current collector. Examples of the press device include a flat plate press device and a calendar press device (roll press device). The pressing temperature, pressing pressure, and pressing time in the pressing device when the semiconductor layer precursor layer (green sheet) is transferred to the first surface of the first current collector using the pressing device are, for example, the above-described s 1 / t Various tests may be performed and determined so as to satisfy the relationship of 1 . The press temperature, press pressure, and press time in the press device when the insulating layer precursor layer is transferred to the second surface of the first current collector using the press device may be appropriately determined by performing various tests. .

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換装置又は本開示の第1の態様若しくは第2の態様に係る光電変換装置の製造方法(以下、これらを総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある)において、第2集電体は、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る構成とすることができ、あるいは又、導電材料層から成る構成とすることができる。   The photoelectric conversion device of the present disclosure including the various preferred embodiments and configurations described above, or the method for manufacturing the photoelectric conversion device according to the first aspect or the second aspect of the present disclosure (hereinafter collectively referred to simply as The second current collector may be made of a conductive material provided with a number of through holes, or may be made of a conductive material layer. Can do.

本開示において、第1集電体は多数の貫通孔が設けられた導電材料から成るが、係る導電材料として、金属若しくは合金から作製された金網状材料、織布状材料、不織布状材料、焼結体材料、多孔質状材料、発泡体材料、箔状材料、シート状材料、フィルム状材料を例示することができる。貫通孔は、第1集電体の形態に依るが、導電材料から第1集電体を作製するときに形成され(例えば、金網状材料、織布状材料、不織布状材料、焼結体材料、多孔質状材料、発泡体材料、箔状材料、シート状材料、フィルム状材料の場合)、あるいは又、導電材料から第1集電体を作製した後に、例えば、エッチング法やレーザ加工法等によって形成される(箔状材料、シート状材料、フィルム状材料の場合)。貫通孔の大きさ、貫通孔の形成ピッチは、本質的に任意であるが、半導体層で生成した電子が第1集電体まで到達するといった条件を満足する必要があり、具体的には、貫通孔の大きさとして、1×10-4m以下、好ましくは4×10-5m以下、より好ましくは2×10-5m以下、より一層好ましくは1×10-5m以下を例示することができる。貫通孔の形状も本質的に任意である。第1集電体を構成する金属や合金として、具体的には、チタン、酸化チタン、ニオブ、モリブデン、ニッケル、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、これらの合金、化合物、ステンレス鋼等を挙げることができる。第1集電体をアルミニウム、銅、これらの合金、化合物、ステンレス鋼等から構成する場合、所望に応じて、腐食防止、漏れ電流の発生防止のために、導電材料の表面に導電性を有する酸化物(例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムスズ、フッ素をドープした酸化スズ)や、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、タンタル(Ta)、タングステン(W)から成る表面処理層を形成してもよい。表面処理層は、例えば、スパッタリング法やイオンプレーティング法等を含む各種の物理的気相成長法(PVD法)、各種の化学的気相成長法(CVD法)、ゾル−ゲル法等によって形成することができる。表面処理層の厚さとして、0.1μm乃至0.4μmを例示することができる。第1集電体を多数の貫通孔が設けられた導電材料から構成することで、電解質層を構成する電解質組成物の半導体層への移動が妨げられることがない。 In the present disclosure, the first current collector is made of a conductive material provided with a large number of through-holes. As the conductive material, a wire mesh material, a woven fabric material, a nonwoven fabric material, a sintered material made of a metal or an alloy is used. Examples of the binder material, the porous material, the foam material, the foil material, the sheet material, and the film material can be given. The through hole depends on the form of the first current collector, but is formed when the first current collector is manufactured from a conductive material (for example, a wire mesh material, a woven fabric material, a nonwoven fabric material, a sintered body material). In the case of a porous material, a foam material, a foil material, a sheet material, a film material), or after producing the first current collector from a conductive material, for example, an etching method, a laser processing method, etc. (In the case of foil-like material, sheet-like material, and film-like material). The size of the through holes and the formation pitch of the through holes are essentially arbitrary, but it is necessary to satisfy the condition that the electrons generated in the semiconductor layer reach the first current collector, specifically, The size of the through hole is 1 × 10 −4 m or less, preferably 4 × 10 −5 m or less, more preferably 2 × 10 −5 m or less, and even more preferably 1 × 10 −5 m or less. be able to. The shape of the through hole is essentially arbitrary. Specific examples of metals and alloys constituting the first current collector include titanium, titanium oxide, niobium, molybdenum, nickel, tantalum, tungsten, aluminum, copper, alloys thereof, compounds, and stainless steel. it can. When the first current collector is composed of aluminum, copper, alloys thereof, compounds, stainless steel, or the like, the surface of the conductive material has conductivity as required to prevent corrosion and leakage current. Oxides (eg, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide, fluorine-doped tin oxide), titanium (Ti), niobium (Nb), molybdenum (Mo), nickel (Ni), tantalum (Ta ), A surface treatment layer made of tungsten (W) may be formed. The surface treatment layer is formed by, for example, various physical vapor deposition methods (PVD method) including sputtering method and ion plating method, various chemical vapor deposition methods (CVD method), sol-gel method, etc. can do. Examples of the thickness of the surface treatment layer include 0.1 μm to 0.4 μm. By constituting the first current collector from a conductive material provided with a large number of through holes, the movement of the electrolyte composition constituting the electrolyte layer to the semiconductor layer is not hindered.

第2集電体を多数の貫通孔が設けられた導電材料から構成する場合、第2集電体の構成、構造として、第1集電体において説明した構成、構造を挙げることができるが、これに限定するものではなく、導電材料層から成る構成とすることもできる。   When the second current collector is composed of a conductive material provided with a large number of through holes, the configuration and structure of the second current collector can include the configuration and structure described in the first current collector, However, the present invention is not limited to this, and a configuration including a conductive material layer may be employed.

第2集電体を導電材料層から構成する場合、導電性物質であれば任意の材料から構成することができる。具体的には、導電材料層を構成する材料として、ステンレス鋼、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、カーボンブラック等のカーボン(C)、導電性ポリマー等を挙げることができる。導電材料層は、例えば、櫛歯状にパターニングされていてもよいし、何らパターニングされていなくともよい。導電材料層は、真空蒸着法やスパッタリング法といったPVD法や、印刷法等によって触媒層あるいは第2基材上に形成することができるし、予め、シート状に賦形された材料を用いることもできる。   When the second current collector is composed of a conductive material layer, it can be composed of any material as long as it is a conductive substance. Specifically, as a material constituting the conductive material layer, stainless steel, titanium (Ti), niobium (Nb), chromium (Cr), molybdenum (Mo), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag) ), Palladium (Pd), ruthenium (Ru), iridium (Ir), copper (Cu), aluminum (Al), carbon black (C) such as carbon black, and conductive polymers. For example, the conductive material layer may be patterned in a comb-teeth shape, or may not be patterned at all. The conductive material layer can be formed on the catalyst layer or the second substrate by a PVD method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, a printing method, or the like, or a material shaped in advance into a sheet shape can be used. it can.

本開示において、電解質層は電解質組成物から構成される。例えば、電解質組成物を電解液から構成する場合、電解液として、リチウムイオン等の陽イオンやヨウ素イオン等の陰イオンを含む種々の電解液を挙げることができる。電解質組成物中に、酸化型構造及び還元型構造を可逆的にとり得るような酸化還元対を存在させることが好ましく、このような酸化還元対として、例えば、ヨウ素−ヨウ素化合物;臭素−臭素化合物;キノン−ヒドロキノン;フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩、フェロセン−フェリシニウムイオン等の金属錯体;ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィド等のイオウ化合物;ビオロゲン色素等を挙げることができる。あるいは又、電解質組成物は、ヨウ素(I2)と金属ヨウ化物あるいは有機ヨウ化物との組み合わせ、臭素(Br2)と金属臭化物あるいは有機臭化物との組み合わせの他、フェロシアン酸塩/フェリシアン酸塩やフェロセン/フェリシニウムイオン等の金属錯体、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール/アルキルジスルフィド等のイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン/キノン等を用いることができる。上記金属化合物のカチオンとして、Li、Na、K、Mg、Ca、Cs等、上記有機化合物のカチオンとして、テトラアルキルアンモニウム類、ピリジニウム類、イミダゾリウム類等の4級アンモニウム化合物が好ましいが、これらに限定されるものではなく、また、これらを2種類以上混合して用いることもできる。これらの中でも、I2と、LiIやNaI、イミダゾリウムヨーダイド等の4級アンモニウム化合物とを組み合わせた電解質組成物が好ましい。電解質組成物における塩の濃度は、溶媒に対して0.05モル乃至5モルが好ましく、更に好ましくは0.2モル乃至3モルである。I2やBr2の濃度は0.0005モル乃至1モルが好ましく、更に好ましくは0.001モル乃至0.3モルである。また、開放端電圧Vocを向上させる目的で、4−tert−ブチルピリジンに代表されるアミン系化合物から成る添加剤を加えてもよい。尚、電解液以外にも、後述するように、ゲル電解質、固体電解質、溶融塩ゲル電解質から電解質組成物を構成することもできる。 In the present disclosure, the electrolyte layer is composed of an electrolyte composition. For example, when the electrolyte composition is composed of an electrolytic solution, examples of the electrolytic solution include various electrolytic solutions containing a cation such as lithium ion and an anion such as iodine ion. It is preferable that an oxidation-reduction pair capable of reversibly taking an oxidized structure and a reduced structure is present in the electrolyte composition. Examples of such a redox pair include an iodine-iodine compound; a bromine-bromine compound; Examples thereof include quinone-hydroquinone; metal complexes such as ferrocyanate-ferricyanate and ferrocene-ferricinium ions; sulfur compounds such as sodium polysulfide and alkylthiol-alkyl disulfides; and viologen dyes. Alternatively, the electrolyte composition includes a combination of iodine (I 2 ) and metal iodide or organic iodide, a combination of bromine (Br 2 ) and metal bromide or organic bromide, and ferrocyanate / ferricyanic acid. Metal complexes such as salts and ferrocene / ferricinium ions, sulfur compounds such as sodium polysulfide and alkylthiol / alkyl disulfides, viologen dyes, hydroquinone / quinone, and the like can be used. As the cation of the metal compound, Li, Na, K, Mg, Ca, Cs and the like, and as the cation of the organic compound, a quaternary ammonium compound such as tetraalkylammonium, pyridinium, and imidazolium is preferable. It is not limited, and two or more of these can be mixed and used. Among these, an electrolyte composition in which I 2 and a quaternary ammonium compound such as LiI, NaI, and imidazolium iodide are combined is preferable. The concentration of the salt in the electrolyte composition is preferably 0.05 mol to 5 mol, more preferably 0.2 mol to 3 mol, with respect to the solvent. The concentration of I 2 or Br 2 is preferably 0.0005 mol to 1 mol, more preferably 0.001 mol to 0.3 mol. Further, for the purpose of improving the open-circuit voltage V oc , an additive composed of an amine compound typified by 4-tert-butylpyridine may be added. In addition to the electrolytic solution, as will be described later, the electrolyte composition may be composed of a gel electrolyte, a solid electrolyte, and a molten salt gel electrolyte.

電解質組成物(電解液)を構成する溶媒として、水、アルコール類、エーテル類、エステル類、炭酸エステル類、ラクトン類、カルボン酸エステル類、リン酸トリエステル類、複素環化合物類、ニトリル類、ケトン類、アミド類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、3−メチルオキサゾリジノン、炭化水素等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、また、これらを2種類以上混合して用いることもできる。更に、溶媒として、テトラアルキル系、ピリジニウム系、イミダゾリウム類の4級アンモニウム化合物の溶液を用いることも可能である。   As a solvent constituting the electrolyte composition (electrolyte solution), water, alcohols, ethers, esters, carbonate esters, lactones, carboxylic acid esters, phosphate triesters, heterocyclic compounds, nitriles, Ketones, amides, nitromethane, halogenated hydrocarbons, dimethyl sulfoxide, sulfolane, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, hydrocarbons and the like can be mentioned, but are not limited thereto. In addition, two or more of these may be mixed and used. Furthermore, it is also possible to use a solution of a quaternary ammonium compound of tetraalkyl, pyridinium, or imidazolium as the solvent.

電解質層の構成、構造、形態にも依るが、電解質組成物の液漏れや揮発を低減する目的で、電解質組成物にゲル化剤、ポリマー、架橋モノマー等を溶解させたり、無機セラミック粒子を分散させた、ゲル状電解質組成物を用いることもできる。尚、この場合、電解質層は、ゲル状電解質組成物の単層構成、あるいは、絶縁層とゲル状電解質組成物の多層構成となる。ゲル・マトリクスと電解質組成物との比率は、電解質組成物が多ければイオン導電率は高くなるが機械的強度が低下し、逆に、電解質組成物が少なすぎると、機械的強度は高いがイオン導電率が低下するため、電解質組成物は、ゲル状電解質組成物の50質量%乃至99質量%であることが好ましく、80質量%乃至97質量%であることがより好ましい。また、電解質組成物と可塑剤とをポリマーに溶解させ、可塑剤を揮発、除去することで、全固体型の光電変換装置を実現することも可能である。   Depending on the structure, structure, and form of the electrolyte layer, gelling agents, polymers, cross-linking monomers, etc. are dissolved in the electrolyte composition and inorganic ceramic particles are dispersed in order to reduce leakage and volatilization of the electrolyte composition. It is also possible to use a gel electrolyte composition. In this case, the electrolyte layer has a single layer configuration of the gel electrolyte composition or a multilayer configuration of the insulating layer and the gel electrolyte composition. The ratio between the gel matrix and the electrolyte composition is such that the higher the electrolyte composition, the higher the ionic conductivity, but the lower the mechanical strength. Conversely, when the electrolyte composition is too low, the mechanical strength is high but the ionic conductivity is high. Since the electrical conductivity is lowered, the electrolyte composition is preferably 50% by mass to 99% by mass, and more preferably 80% by mass to 97% by mass of the gel electrolyte composition. It is also possible to realize an all-solid-type photoelectric conversion device by dissolving an electrolyte composition and a plasticizer in a polymer and volatilizing and removing the plasticizer.

電解質組成物を電解液から構成する場合、半導体層と触媒層との間へ電解液を注入する。電解液の注入方法にも特に制限はないが、外縁部(外周部)が予め封止され、注入口を開けられた光電変換装置の内部に減圧下で注入を行う方法が好ましい。この場合、注入口に電解液を数滴垂らし、毛細管現象により注入する方法が簡便である。また、必要に応じて減圧若しくは加熱下で注入を行うこともできる。完全に電解液が注入された後、注入口に残った電解液を除去し、注入口を封止する。この封止方法にも特に制限はなく、必要であればガラス基板やプラスチック基板を封止剤で貼り付けて封止することができる。また、この方法以外にも、液晶パネルの液晶滴下注入(ODF;One Drop Filling)法のように、電解液を滴下して減圧下で貼り合わせて封止することもできる。あるいは又、三辺の外縁部(外周部)が予め封止され、残りの一辺が開けられた状態にある光電変換装置の内部に電解液の注入を行い、その後、減圧下、残りの一辺を封止する方法を採用することもできる。尚、ポリマー等を用いたゲル状電解質組成物や全固体型の電解質組成物の場合、例えば、触媒層に対向する第1集電体の面の上あるいは上方で、あるいは又、第1集電体に対向する触媒層の面の上あるいは上方で、電解質組成物と可塑剤とを含むポリマー溶液をキャスト法により成膜した後、揮発、除去する。そして、可塑剤を完全に除去した後、上述した方法と同様の方法に基づき封止を行えばよい。この封止は、真空シーラー等を用いて、不活性ガス雰囲気下、若しくは、減圧中で行うことが好ましい。封止を行った後、電解質組成物を絶縁層や半導体層へ十分に含浸させるため、必要に応じて加熱、加圧の操作を行ってもよい。あるいは又、例えば、ディスペンサを用いる方法や、インクジェット印刷法等を含む印刷法にて行うこともできる。尚、以上に説明した各種の方法は、例えば、第1基材、第2基材を構成する材料に依存して、適宜、選択すればよい。   When the electrolyte composition is composed of an electrolytic solution, the electrolytic solution is injected between the semiconductor layer and the catalyst layer. The method for injecting the electrolytic solution is not particularly limited, but a method in which the injection is performed under reduced pressure inside the photoelectric conversion device in which the outer edge portion (outer peripheral portion) is sealed in advance and the injection port is opened is preferable. In this case, a method of dropping several drops of the electrolytic solution into the injection port and injecting it by capillary action is simple. Moreover, injection | pouring can also be performed under pressure reduction or a heating as needed. After the electrolyte is completely injected, the electrolyte remaining in the inlet is removed and the inlet is sealed. There is no restriction | limiting in particular also in this sealing method, If necessary, it can seal by sticking a glass substrate or a plastic substrate with a sealing agent. In addition to this method, an electrolytic solution can be dropped and bonded together under reduced pressure as in a liquid crystal drop injection (ODF) method of a liquid crystal panel. Alternatively, the outer edge portion (outer peripheral portion) of the three sides is sealed in advance, and the electrolyte solution is injected into the photoelectric conversion device in a state where the remaining one side is opened, and then the remaining one side is removed under reduced pressure. A sealing method can also be employed. In the case of a gel electrolyte composition using a polymer or the like, or an all-solid electrolyte composition, for example, on or above the surface of the first current collector facing the catalyst layer, or the first current collector. A polymer solution containing an electrolyte composition and a plasticizer is formed on the surface of the catalyst layer facing the body or above by a casting method, and then volatilized and removed. And after removing a plasticizer completely, what is necessary is just to seal based on the method similar to the method mentioned above. This sealing is preferably performed using a vacuum sealer or the like in an inert gas atmosphere or under reduced pressure. After sealing, in order to fully impregnate the insulating composition or the semiconductor layer with the electrolyte composition, heating and pressurizing operations may be performed as necessary. Alternatively, for example, a method using a dispenser or a printing method including an ink jet printing method can be used. In addition, what is necessary is just to select the various methods demonstrated above suitably, for example depending on the material which comprises a 1st base material and a 2nd base material.

本開示において、光が入射する第1基材は、可視光領域で透明な材料から構成されていればよく、外部から侵入する水分やガスの遮断性、耐溶剤性、耐候性等に優れている材料から構成することが好ましい。具体的には、第1基材を構成する材料として、ガラス基板、石英基板、サファイア基板の透明無機基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂;ポリカーボネート(PC)樹脂;ポリエーテルスルホン(PES)樹脂;ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリフッ化ビニリデン樹脂;テトラアセチルセルロース樹脂;ブロム化フェノキシ樹脂;アラミド樹脂;ポリイミド類樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリスルフォン樹脂;アクリル樹脂;エポキシ樹脂;フッ素樹脂;シリコーン樹脂;ジアセテート樹脂;トリアセテート樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;環状ポリオレフィン樹脂等の透明プラスチック基板やフィルムを挙げることができる。ガラス基板として、例えば、ソーダガラス基板、耐熱ガラス基板、石英ガラス基板を挙げることができる。第1基材の光入射側の表面に反射防止膜や、紫外線吸収層、汚染防止層、ハードコート層等を形成してもよいし、第1基材の表面に、アルミニウム、シリカ及びアルミナから成る群より選ばれた少なくとも1種以上のガスバリア性材料から成るガスバリア層を形成してもよい。   In the present disclosure, the first base material on which light is incident needs only to be made of a transparent material in the visible light region, and is excellent in moisture and gas barrier properties, solvent resistance, weather resistance and the like entering from the outside. It is preferable to comprise from the material which is. Specifically, as a material constituting the first base material, a glass substrate, a quartz substrate, a transparent inorganic substrate such as a sapphire substrate, a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN); a polycarbonate (PC) resin Polyethersulfone (PES) resin; Polyolefin resin such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, etc .; Polyphenylene sulfide resin; Polyvinylidene fluoride resin; Tetraacetyl cellulose resin; Brominated phenoxy resin; Aramid resin; Polyimide resins; Polystyrene resin; Resin; Polysulfone resin; Acrylic resin; Epoxy resin; Fluororesin; Silicone resin; Diacetate resin; Triacetate resin; Polyvinyl chloride resin; Plastic substrate or a film can be mentioned. Examples of the glass substrate include a soda glass substrate, a heat resistant glass substrate, and a quartz glass substrate. An antireflection film, an ultraviolet absorption layer, a contamination prevention layer, a hard coat layer, or the like may be formed on the light incident side surface of the first base material. From the surface of the first base material, aluminum, silica, and alumina may be used. A gas barrier layer made of at least one gas barrier material selected from the group consisting of the above may be formed.

第2基材を構成する材料も、第1基材を構成する材料として挙げた材料から、適宜、選択すればよい。第1基材と第2基材を構成する材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。あるいは又、第2基材(対向基板)として、不透明なプラスチックシート又はプラスチックフィルム、あるいは、不透明な金属膜が形成されたガラス基板、セラミックス基板、石英基板、プラスチックシート又はプラスチックフィルム等を挙げることができる。あるいは又、酸素透過度が100(cc/m2/day/atm)以下、水蒸気透過度が100(g/m2/day)以下のガスバリア性フィルムを用いることもでき、具体的には、例えば、アルミニウム、シリカ及びアルミナから成る群より選ばれた少なくとも1種以上のガスバリア性材料から成るガスバリア層が積層されたガスバリア性フィルム等を用いることもできる。第2基材として、Ni、Cr、Fe、Nb、Ta、W、Co及びZrから成る群より選ばれた少なくとも1種以上の元素を含む金属又は合金(例えば、ステンレス鋼)から成る基板や箔を用いる場合には、第2基材が第2集電体を兼ねる形態とすることもできる。尚、酸素透過度は、JIS K7126−2:2006「プラスチック−フィルム及びシート−ガス透過度試験方法−第2部:等圧法」に基づき求めることができるし、水蒸気透過度は、JIS K7129:2008「プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方(機器測定法)」に基づき求めることができる。 What is necessary is just to select the material which comprises a 2nd base material suitably from the material quoted as a material which comprises a 1st base material. The same material may be sufficient as the material which comprises a 1st base material and a 2nd base material, and a different material may be sufficient as it. Alternatively, as the second base material (counter substrate), an opaque plastic sheet or plastic film, or a glass substrate, a ceramic substrate, a quartz substrate, a plastic sheet, or a plastic film on which an opaque metal film is formed may be mentioned. it can. Alternatively, a gas barrier film having an oxygen permeability of 100 (cc / m 2 / day / atm) or less and a water vapor permeability of 100 (g / m 2 / day) or less can be used. A gas barrier film in which a gas barrier layer made of at least one gas barrier material selected from the group consisting of aluminum, silica and alumina is laminated can also be used. Substrate or foil made of a metal or alloy (for example, stainless steel) containing at least one element selected from the group consisting of Ni, Cr, Fe, Nb, Ta, W, Co, and Zr as the second base material Can be used, the second base material can also serve as the second current collector. The oxygen permeability can be determined based on JIS K7126-2: 2006 “Plastics—Film and Sheet—Gas Permeability Test Method—Part 2: Isobaric Method”, and the water vapor permeability can be determined according to JIS K7129: 2008. It can be determined based on “Plastics—Film and Sheet—How to Obtain Water Vapor Permeability (Measuring Method)”.

本開示において、半導体層を構成する材料として、一般に光電変換材料に使用される材料を挙げることができる。そして、半導体層を色素増感半導体から構成する場合、半導体層は、典型的には、色素(増感色素)を担持した半導体微粒子から成る。半導体微粒子を構成する材料として、シリコン(Si)に代表される半導体材料の他、各種の化合物半導体材料、ペロブスカイト構造を有する化合物等を挙げることができる。これらの半導体は、光励起下で伝導帯電子がキャリアとなり、アノード電流を与えるn型半導体であることが好ましい。これらの半導体として、具体的には、上述した酸化チタン(TiO2)以外にも、酸化亜鉛(ZnO)、酸化タングステン(WO3)、酸化ニオブ(Nb25)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、酸化錫(SnO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化インジウム(In33)、酸化ランタン(La23)、酸化タリウム(Ta25)、酸化イットリウム(Y23)、酸化ホスホニウム(Ho23)、酸化ビスマス(Bi2O)、酸化セリウム(CeO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化アルミニウム(Al23)、CdS、ZnS、PbS、Bi23等の半導体化合物や酸化物半導体を挙げることができ、これらの中でも、アナターゼ型のTiO2が特に好ましい。但し、半導体はこれらに限定されるものではなく、また、これらを2種類以上混合して用いることもできる。半導体微粒子は、粒子状、針状、チューブ状、鱗片状、球状、棒状等、必要に応じて様々な形状、形態を取ることが可能である。半導体微粒子の粒径に特に制限はなく、一次粒子の平均粒径で1×10-9m乃至2×10-7mが好ましく、特に好ましくは5×10-9m乃至1×10-7mである。また、このような平均粒径の半導体微粒子に大きな平均粒径の半導体微粒子を混合し、平均粒径の大きな半導体微粒子によって入射光を散乱させ、量子収率を増加させることも可能である。この場合、平均粒径の大きな半導体微粒子の平均粒径は2×10-8m乃至5×10-7mであることが好ましい。半導体層を、半導体微粒子の粒径が異なる半導体層を複数層、積層した多層構造とすることもできるし、粒径が異なる半導体微粒子の混合割合が異なる半導体層を複数層、積層した多層構造とすることもできる。 In the present disclosure, examples of the material constituting the semiconductor layer include materials generally used for photoelectric conversion materials. When the semiconductor layer is composed of a dye-sensitized semiconductor, the semiconductor layer is typically composed of semiconductor fine particles carrying a dye (sensitizing dye). Examples of materials constituting the semiconductor fine particles include various compound semiconductor materials, compounds having a perovskite structure, and the like in addition to semiconductor materials typified by silicon (Si). These semiconductors are preferably n-type semiconductors in which conduction band electrons become carriers under photoexcitation and give an anode current. Specific examples of these semiconductors include zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and strontium titanate (SrTiO 3 ) in addition to the above-described titanium oxide (TiO 2 ). ), Calcium titanate (CaTiO 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), tin oxide (SnO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), indium oxide (In 3 O 3 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), Thallium oxide (Ta 2 O 5 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), phosphonium oxide (Ho 2 O 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O), cerium oxide (CeO 2 ), magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3), CdS , ZnS, PbS, it can be mentioned semiconductor compounds and oxide semiconductors such as Bi 2 S 3, among these TiO 2 of anatase type is especially preferred. However, the semiconductor is not limited to these, and two or more of these can be mixed and used. The semiconductor fine particles can take various shapes and forms as necessary, such as particles, needles, tubes, scales, spheres, rods, and the like. The particle size of the semiconductor fine particles is not particularly limited, and the average particle size of primary particles is preferably 1 × 10 −9 m to 2 × 10 −7 m, particularly preferably 5 × 10 −9 m to 1 × 10 −7 m. It is. It is also possible to increase the quantum yield by mixing semiconductor fine particles having a large average particle diameter into semiconductor fine particles having such an average particle diameter and scattering incident light by the semiconductor fine particles having a large average particle diameter. In this case, the average particle diameter of the semiconductor fine particles having a large average particle diameter is preferably 2 × 10 −8 m to 5 × 10 −7 m. The semiconductor layer may have a multilayer structure in which a plurality of semiconductor layers having different particle diameters of semiconductor particles are stacked, or a multilayer structure in which a plurality of semiconductor layers having different mixing ratios of semiconductor particles having different particle diameters are stacked. You can also

半導体微粒子から成り、色素増感半導体から構成された半導体層(色素増感半導体層)において、半導体微粒子は、多くの色素を吸着することができるように、表面積の大きな粒子であることが好ましい。具体的には、半導体微粒子を第1集電体上に形成した状態での半導体層の表面積は、投影面積に対して1×101倍以上であることが好ましく、1×102倍以上であることがより好ましい。表面積の上限に特に制限はなく、通常、1×103倍程度である。半導体微粒子から成る半導体層は、一般に、その厚さが増加するほど、単位投影面積当たりの担持色素量が増加するため光の捕獲率が高くなるが、電子の拡散距離が増加するため、電荷再結合によるロスも大きくなる。従って、半導体層には好ましい厚さが存在し、その厚さは、前述したとおりの値とすることが望ましい。 In a semiconductor layer composed of semiconductor fine particles and composed of a dye-sensitized semiconductor (dye-sensitized semiconductor layer), the semiconductor fine particles are preferably particles having a large surface area so that a large amount of dye can be adsorbed. Specifically, the surface area of the semiconductor layer in a state where the semiconductor fine particles are formed on the first current collector is preferably 1 × 10 1 times or more with respect to the projected area, and preferably 1 × 10 2 times or more. More preferably. The upper limit of the surface area is not particularly limited, and is usually about 1 × 10 3 times. In general, as the thickness of a semiconductor layer composed of semiconductor fine particles increases, the amount of supported dye increases per unit projected area, and thus the light capture rate increases. Loss due to coupling also increases. Therefore, a preferable thickness exists in the semiconductor layer, and it is desirable that the thickness be a value as described above.

半導体層に担持(吸着)されて光増感剤として機能する色素として、可視光領域及び/又は赤外光領域に吸収を有する周知の種々の化合物を挙げることができ、有機色素、金属錯体色素等を使用することができる。有機色素として、例えば、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素(例えば、メロシアニン、キノシアニン、クリプトシアニン等)、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素(例えば、ローダミンB、ローズベンガル、エオシン、エリスロシン等)、ポリフィリン系色素、フタロシアニン系色素、クマリン系化合物、ペリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素、アクリジン系色素、フェニルキサンテン系色素、アントラキノン系色素、塩基性染料(例えば、フェノサフラニン、カプリブルー、チオシン、メチレンブルー等)、ポルフィリン系化合物(例えば、クロロフィル、亜鉛ポルフィリン、マグネシウムポルフィリン等)を挙げることができる。金属錯体色素として、例えば、ルテニウムビピリジン系金属錯体色素、ルテニウムターピリジン系金属錯体色素、ルテニウムクォーターピリジン系金属錯体色素等のルテニウム系金属錯体色素を挙げることができる。これらの色素を2種類以上混合して用いてもよい。半導体層に色素を強固に担持(吸着)させるためには、色素分子中に、カルボキシ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基等のインターロック基を有するものが好ましく、これらの中でもカルボキシ基(COOH基)を有するものが特に好ましい。一般に、インターロック基は、半導体層を構成する材料の表面へ色素を吸着・固定させる機能を有し、励起状態の色素と半導体層の伝導帯との間の電子移動を容易にする電気的結合を供給する。   Examples of the dye supported (adsorbed) on the semiconductor layer and functioning as a photosensitizer include various known compounds having absorption in the visible light region and / or the infrared light region. Organic dyes, metal complex dyes Etc. can be used. Examples of organic dyes include azo dyes, quinone dyes, quinone imine dyes, quinacridone dyes, squarylium dyes, cyanine dyes (eg, merocyanine, quinocyanine, cryptocyanine), merocyanine dyes, and triphenylmethane dyes. , Xanthene dyes (eg, rhodamine B, rose bengal, eosin, erythrosine, etc.), porphyrin dyes, phthalocyanine dyes, coumarin compounds, perylene dyes, indigo dyes, naphthalocyanine dyes, acridine dyes, phenylxanthenes Pigments, anthraquinone pigments, basic dyes (eg, phenosafranine, capri blue, thiocin, methylene blue, etc.), porphyrin compounds (eg, chlorophyll, zinc porphyrin, magnesium porphyrin) ) Can be mentioned. Examples of the metal complex dye include ruthenium metal complex dyes such as a ruthenium bipyridine metal complex dye, a ruthenium terpyridine metal complex dye, and a ruthenium quarterpyridine metal complex dye. Two or more of these dyes may be mixed and used. In order to firmly support (adsorb) the dye on the semiconductor layer, an interlock such as a carboxy group, an alkoxy group, a hydroxy group, a hydroxyalkyl group, a sulfonic acid group, an ester group, a mercapto group, or a phosphonyl group is contained in the dye molecule. Those having a group are preferred, and among these, those having a carboxy group (COOH group) are particularly preferred. In general, an interlock group has a function of adsorbing and fixing a dye to the surface of the material constituting the semiconductor layer, and an electrical coupling that facilitates electron transfer between the excited state dye and the conduction band of the semiconductor layer. Supply.

半導体層(色素増感半導体層)への色素の担持(吸着)方法に特に制限はなく、色素を、例えば、アルコール類、ニトリル類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、アミド類、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、3−メチルオキサゾリジノン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、水等の溶媒に溶解させ、これに半導体層を浸漬する方法、色素を含む溶液を半導体層に塗布する方法を挙げることができる。また、酸性度の高い色素を用いる場合には、色素分子同士の会合を低減する目的で、デオキシコール酸等を添加してもよい。色素を担持させた後に、過剰に担持された色素の除去を促進する目的で、アミン類を用いて表面を処理してもよい。アミン類としては、ピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ポリビニルピリジン等が挙げられ、これらが液体の場合、そのまま用いてもよいし、有機溶媒に溶解して用いてもよい。   There are no particular restrictions on the method of supporting (adsorbing) the dye on the semiconductor layer (dye-sensitized semiconductor layer). For example, the dye may be an alcohol, nitrile, nitromethane, halogenated hydrocarbon, ether, dimethyl sulfoxide, or amide. , N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters, carbonates, ketones, hydrocarbons, a method of immersing a semiconductor layer in a solvent such as water, The method of apply | coating the solution containing a pigment | dye to a semiconductor layer can be mentioned. In addition, when a dye having high acidity is used, deoxycholic acid or the like may be added for the purpose of reducing association between the dye molecules. After supporting the dye, the surface may be treated with amines for the purpose of promoting the removal of the excessively supported dye. Examples of amines include pyridine, 4-tert-butylpyridine, polyvinylpyridine and the like. When these are liquids, they may be used as they are, or may be used after being dissolved in an organic solvent.

本開示において、触媒層は、電解質層中のI3 -イオン等の酸化型のレドックスイオンの還元反応を促進させ、充分な速度で行なわせる触媒能を有するものであればよく、例えば、白金(Pt)、カーボン(C)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)等から成る層を挙げることができる。触媒層を形成する方法として、触媒又は触媒の前駆体を含む溶液を塗布あるいは印刷する湿式法や、スパッタリング法や真空蒸着法等のPVD法、各種のCVD法等の乾式法等を挙げることができる。 In the present disclosure, the catalyst layer may be any catalyst layer that has a catalytic ability to promote the reduction reaction of oxidized redox ions such as I 3 ions in the electrolyte layer and perform the reduction at a sufficient rate. Examples thereof include a layer made of Pt), carbon (C), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), iridium (Ir), and the like. Examples of the method for forming the catalyst layer include a wet method in which a solution containing a catalyst or a catalyst precursor is applied or printed, a PVD method such as a sputtering method or a vacuum deposition method, and a dry method such as various CVD methods. it can.

本開示において、第1基材と第2基材とをそれらの外縁部において封止するための封止材料は、電解質組成物の漏洩や揮発を防止し、外部から不純物が内部へ進入することを防ぐ。封止材料として、電解質層を構成する電解質組成物に対する耐性を有する樹脂を使用することが好ましく、例えば、熱融着フィルム、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂等を使用することができ、より具体的には、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル系接着剤、EVA(エチレンビニルアセテート)、アイオノマー樹脂、セラミック、ガラスフリット、二軸延伸したポリプロピレン(CPP)フィルムやポリエチレン(PE)フィルムといった各種熱融着フィルム等を用いることができる。   In the present disclosure, the sealing material for sealing the first base material and the second base material at their outer edges prevents leakage and volatilization of the electrolyte composition, and impurities enter the inside from the outside. prevent. As the sealing material, it is preferable to use a resin having resistance to the electrolyte composition constituting the electrolyte layer. For example, a heat-sealing film, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, and the like can be used. Specifically, epoxy resin, polyisobutylene resin, urethane resin, silicone resin, polyolefin resin, acrylic adhesive, EVA (ethylene vinyl acetate), ionomer resin, ceramic, glass frit, biaxially stretched polypropylene (CPP) film Various heat-sealing films such as polyethylene or PE film can be used.

本開示において、光電変換装置を製造するためには、グリーンシートと第1集電体との積層体を焼成することで、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る一方、触媒層前駆体層(焼成する前の触媒層)と第2集電体との積層体を焼成することで、触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得る。そして、第1基材と、第1積層構造体と、絶縁層と、第2積層構造体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   In the present disclosure, in order to manufacture a photoelectric conversion device, a laminated body of a green sheet and a first current collector is fired to obtain a first laminated structure including a semiconductor layer / first current collector. By firing the laminate of the catalyst layer precursor layer (catalyst layer before firing) and the second current collector, a second laminated structure composed of the catalyst layer / second current collector is obtained. Then, the first base material, the first laminated structure, the insulating layer, the second laminated structure, and the second base material are overlapped, and the first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion. Stop.

あるいは又、グリーンシートと第1集電体との積層体を焼成することで、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る一方、第2基材上に第2集電体を形成することで第2集電体/第2基材から成る第2積層構造体を得る。そして、第1基材と、第1積層構造体と、絶縁層と、触媒層と、第2積層構造体とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。あるいは又、グリーンシートと第1集電体との積層体を焼成することで、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る。そして、第1基材と、第1積層構造体と、絶縁層と、触媒層と、第2集電体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   Alternatively, by firing the laminate of the green sheet and the first current collector, a first laminated structure composed of the semiconductor layer / first current collector is obtained, while the second current collector is formed on the second substrate. By forming the body, a second laminated structure composed of the second current collector / second base material is obtained. And a 1st base material, a 1st laminated structure, an insulating layer, a catalyst layer, and a 2nd laminated structure are overlap | superposed, and a 1st base material and a 2nd base material are sealed in an outer edge part. . Alternatively, a first laminated structure composed of a semiconductor layer / first current collector is obtained by firing a laminated body of the green sheet and the first current collector. And a 1st base material, a 1st laminated structure, an insulating layer, a catalyst layer, a 2nd electrical power collector, and a 2nd base material are piled up, and the 1st base material and the 2nd base material are piled up. Seal at the outer edge.

あるいは又、グリーンシートと第1集電体と絶縁層前駆体層(焼成する前の絶縁層)とを積層することでグリーンシート/第1集電体/絶縁層前駆体層から成る積層体を形成する一方、触媒層前駆体層と第2集電体とを積層することで触媒層前駆体層/第2集電体から成る積層体を形成する。そして、これらの積層体を焼成することで、第1積層構造体及び第2積層構造体を得た後、第1基材と、第1積層構造体と、第2積層構造体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。あるいは又、これらの積層体を積層した後、焼成することで、積層体焼成品を得る。そして、第1基材と、積層体焼成品と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。あるいは又、グリーンシートと第1集電体と絶縁層前駆体層と触媒層前駆体層と第2集電体とを積層することで積層体を形成し、この積層体を焼成することで、積層体焼成品を得た後、第1基材と、積層体焼成品と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   Alternatively, a laminate composed of a green sheet / first current collector / insulating layer precursor layer is formed by laminating a green sheet, a first current collector, and an insulating layer precursor layer (insulating layer before firing). On the other hand, the catalyst layer precursor layer and the second current collector are stacked to form a stack of catalyst layer precursor layer / second current collector. And after firing these laminated bodies, after obtaining the 1st laminated structure and the 2nd laminated structure, the 1st substrate, the 1st laminated structure, the 2nd laminated structure, and the 2nd The base material is overlapped, and the first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion. Or after laminating | stacking these laminated bodies, a laminated body baked product is obtained by baking. And a 1st base material, a laminated body baked product, and a 2nd base material are piled up, and a 1st base material and a 2nd base material are sealed in an outer edge part. Alternatively, a laminate is formed by laminating the green sheet, the first current collector, the insulating layer precursor layer, the catalyst layer precursor layer, and the second current collector, and by firing the laminate, After obtaining the laminated body fired product, the first base material, the laminated body fired product, and the second base material are overlapped, and the first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion.

あるいは又、グリーンシートと第1集電体との積層体を焼成することで、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る一方、絶縁層前駆体層と触媒層前駆体層と第2集電体との積層体を焼成することで、絶縁層/触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得る。そして、第1基材と、第1積層構造体と、第2積層構造体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   Alternatively, by firing the laminate of the green sheet and the first current collector, the first laminated structure composed of the semiconductor layer / first current collector is obtained, while the insulating layer precursor layer and the catalyst layer precursor are obtained. The laminated body of the layer and the second current collector is fired to obtain a second laminated structure composed of an insulating layer / catalyst layer / second current collector. And a 1st base material, a 1st laminated structure, a 2nd laminated structure, and a 2nd base material are piled up, and a 1st base material and a 2nd base material are sealed in an outer edge part.

本開示の光電変換装置は、
リード部材本体部(以下、便宜上、『第1リード部材本体部』と呼ぶ)及びリード部材延在部(以下、便宜上、『第1リード部材延在部』と呼ぶ)から構成され、導電材料片から成り、生成した電力を出力するためのリード部材(以下、便宜上、『第1リード部材』と呼ぶ)を更に備えており、
第1集電体の外縁部にリード部材本体部(第1リード部材本体部)が取り付けられており、
リード部材延在部(第1リード部材延在部)は光電変換装置の外側に突出している形態とすることができる。また、第2集電体が多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る場合、
第2リード部材本体部及び第2リード部材延在部から構成され、導電材料片から成り、生成した電力を出力するための第2リード部材を更に備えており、
第2集電体の外縁部に第2リード部材本体部が取り付けられており、
第2リード部材延在部は光電変換装置の外側に突出している形態とすることができる。尚、これらの形態を、便宜上、『本開示のリード部材付き光電変換装置』と呼ぶ場合がある。
The photoelectric conversion device of the present disclosure is
It is composed of a lead member main body (hereinafter referred to as “first lead member main body” for convenience) and a lead member extension (hereinafter referred to as “first lead member extension” for convenience). And a lead member for outputting the generated power (hereinafter referred to as “first lead member” for convenience),
A lead member main body (first lead member main body) is attached to the outer edge of the first current collector,
The lead member extending portion (first lead member extending portion) can be configured to protrude to the outside of the photoelectric conversion device. Further, when the second current collector is made of a conductive material provided with a large number of through holes,
The second lead member body portion and the second lead member extending portion are composed of a conductive material piece, and further include a second lead member for outputting generated power,
A second lead member body is attached to the outer edge of the second current collector;
The 2nd lead member extension part can be made into the form which protrudes the outer side of the photoelectric conversion apparatus. These forms may be referred to as “a photoelectric conversion device with a lead member of the present disclosure” for convenience.

このように、本開示のリード部材付き光電変換装置において、第1リード部材が導電材料片から成り、第1集電体の外縁部に第1リード部材本体部が取り付けられており、第1リード部材延在部が光電変換装置の外側に突出している構造とすれば、半導体層に接するメッシュ状の第1集電体から第1リード部材の一部を外部に適切に、且つ、確実に出すことができ、光電変換装置に高い信頼性を付与することができる。また、第2リード部材が導電材料片から成り、第2集電体の外縁部に第2リード部材本体部が取り付けられており、第2リード部材延在部が光電変換装置の外側に突出している構造とすれば、メッシュ状の第2集電体から第2リード部材の一部を外部に適切に、且つ、確実に出すことができ、光電変換装置に高い信頼性を付与することができる。   Thus, in the photoelectric conversion device with a lead member of the present disclosure, the first lead member is made of a conductive material piece, the first lead member main body is attached to the outer edge portion of the first current collector, and the first lead If the member extending portion protrudes outside the photoelectric conversion device, a part of the first lead member is appropriately and surely taken out from the mesh-shaped first current collector in contact with the semiconductor layer. And high reliability can be imparted to the photoelectric conversion device. Further, the second lead member is made of a conductive material piece, the second lead member main body is attached to the outer edge of the second current collector, and the second lead member extending portion protrudes outside the photoelectric conversion device. With this structure, a part of the second lead member can be appropriately and reliably taken out from the mesh-shaped second current collector, and high reliability can be imparted to the photoelectric conversion device. .

更には、本開示のリード部材付き光電変換装置において、第1集電体は、第1集電体本体部、及び、第1集電体本体部から延在する第1集電体延在部から構成されており、第1リード部材本体部は、第1集電体延在部に取り付けられている形態とすることができる。また、第2集電体は、第2集電体本体部、及び、第2集電体本体部から延在する第2集電体延在部から構成されており、第2リード部材本体部は、第2集電体延在部に取り付けられている形態とすることができる。   Furthermore, in the photoelectric conversion device with a lead member of the present disclosure, the first current collector includes a first current collector main body portion and a first current collector extending portion extending from the first current collector main body portion. The 1st lead member main-body part can be made into the form attached to the 1st electrical power collector extension part. The second current collector includes a second current collector main body and a second current collector extension extending from the second current collector main body, and the second lead member main body Can be in the form of being attached to the second current collector extension.

更には、第1リード部材本体部は、第1集電体延在部の上面、及び、第1集電体延在部の下面に取り付けられている形態とすることができ、これによって、第1集電体延在部への第1リード部材本体部の取付けを一層確実に行うことができるし、接触抵抗の低減を図ることができる。また、第2リード部材本体部は、第2集電体延在部の上面、及び、第2集電体延在部の下面に取り付けられている形態とすることができ、これによって、第2集電体延在部への第2リード部材本体部の取付けを一層確実に行うことができるし、接触抵抗の低減を図ることができる。   Furthermore, the first lead member main body can be configured to be attached to the upper surface of the first current collector extension and the lower surface of the first current collector extension. The first lead member main body can be more reliably attached to the one current collector extension, and the contact resistance can be reduced. Further, the second lead member main body can be attached to the upper surface of the second current collector extending portion and the lower surface of the second current collector extending portion. The second lead member main body can be more reliably attached to the current collector extension, and the contact resistance can be reduced.

また、第1集電体の平面形状は矩形であり、第1の方向に沿って延びる第1の辺及び第3の辺、並びに、第1の方向と直交する第2の方向に沿って延びる第2の辺及び第4の辺を有し、第1集電体延在部は第1の辺に沿って位置する構成とすることができる。そして、更には、第1集電体の第2の辺及び第4の辺は被覆層で被覆されている構成とすることができ、これによって、第1集電体と第2集電体との間における短絡発生を確実に防止することができる。そして、更には、被覆層は、更に、第1集電体延在部及び第1リード部材本体部を被覆している構成とすることができ、これによって、漏れ電流の発生、第1集電体と第2集電体との間における短絡発生を確実に防止することができ、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。また、場合によっては、被覆層の厚さを制御することで、第1集電体と触媒層との間の距離の制御を行うことができる。更には、第1集電体の第2の辺と第3の辺の交わる部分及び第4の辺と第3の辺の交わる部分は面取りされている構成とすることができ、これによっても、第1集電体と第2集電体との間における短絡発生を確実に防止することができ、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。   The planar shape of the first current collector is rectangular, and extends along the first side and the third side extending along the first direction, and the second direction orthogonal to the first direction. It has the 2nd side and the 4th side, and it can be set as the composition where the 1st current collector extension part is located along the 1st side. Further, the second side and the fourth side of the first current collector can be configured to be covered with a coating layer, whereby the first current collector, the second current collector, It is possible to reliably prevent occurrence of a short circuit between the two. Further, the coating layer can further be configured to cover the first current collector extension portion and the first lead member main body portion, thereby generating leakage current, and the first current collector. The occurrence of a short circuit between the body and the second current collector can be reliably prevented, and the reliability of the photoelectric conversion device can be further improved. In some cases, the distance between the first current collector and the catalyst layer can be controlled by controlling the thickness of the coating layer. Furthermore, the portion where the second side and the third side of the first current collector intersect and the portion where the fourth side and the third side intersect can be chamfered. The occurrence of a short circuit between the first current collector and the second current collector can be reliably prevented, and the reliability of the photoelectric conversion device can be further improved.

ここで、被覆層を構成する材料として、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱融着樹脂等を挙げることができ、より具体的には、例えば、熱融着樹脂として、ポリオフィン系接着性樹脂(例えば、三菱化学株式会社製のモディック[登録商標])、アイオノマー系接着性樹脂(例えば、三井・デュポン ポリケミカル株式会社のハイミラン[登録商標])といったヒートシール性樹脂を挙げることができるし、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂として、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂の液状材料を用いることができる。そして、被覆層は、ヒートシール性樹脂を用いる場合には、所望の形状に成形したものをヒートシールするといった方法に基づき、また、液状材料を用いる場合には、ディスペンサで所定の位置に塗布した後、紫外線や熱により硬化させるといった方法に基づき形成することができる。   Here, examples of the material constituting the coating layer include an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and a heat fusion resin. More specifically, for example, as a heat fusion resin, Heat-sealable resins such as polyophine-based adhesive resins (for example, Modic [registered trademark] manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and ionomer-based adhesive resins (for example, High Milan [registered trademark] of Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) In addition, a liquid material such as a silicone resin, an acrylic resin, a urethane resin, or an epoxy resin can be used as the ultraviolet curable resin or the thermosetting resin. And, when using a heat-sealable resin, the coating layer is applied at a predetermined position with a dispenser based on a method of heat-sealing a molded product in a desired shape. Thereafter, it can be formed based on a method of curing with ultraviolet rays or heat.

また、第1基材と第2基材とが封止されている部分において、第1基材と第1リード部材との間、及び、第2基材と第1リード部材との間には接着剤層が配されている構成とすることができ、これによって、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。ここで、接着剤を構成する材料として、ポリオフィン系接着性樹脂(例えば、三菱化学株式会社製のモディック[登録商標])、アイオノマー系接着性樹脂(例えば、三井・デュポン ポリケミカル株式会社のハイミラン[登録商標])を挙げることができる。   Further, in the portion where the first base material and the second base material are sealed, between the first base material and the first lead member and between the second base material and the first lead member. It can be set as the structure by which the adhesive bond layer is distribute | arranged and, thereby, the reliability of a photoelectric conversion apparatus can be improved further. Here, as a material constituting the adhesive, a polyophine-based adhesive resin (for example, Modic [registered trademark] manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), an ionomer-based adhesive resin (for example, High Milan of Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) [Registered trademark]).

また、第2集電体の平面形状は矩形であり、第1の方向に沿って延びる第1の辺及び第3の辺、並びに、第1の方向と直交する第2の方向に沿って延びる第2の辺及び第4の辺を有し、第2集電体延在部は第3の辺に沿って位置する形態とすることができる。そして、このような形態にあっては、第1リード部材の射影像は、第2リード部材の射影像と重ならない形態とすることができ、この場合、第1リード部材延在部及び第2リード部材延在部は、光電変換装置の同じ辺から外側に突出している形態とすることができるし、更には、これらの形態にあっては、第2集電体の第2の辺及び第4の辺は被覆層で被覆されている形態とすることができ、これによって、漏れ電流の発生、第1集電体と第2集電体との間における短絡発生を確実に防止することができる。そして、更には、被覆層は、更に、第2集電体延在部及び第2リード部材本体部を被覆している形態とすることができ、これによって、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。更には、以上に説明した好ましい形態にあっては、第2集電体の第2の辺と第1の辺の交わる部分及び第4の辺と第1の辺の交わる部分は面取りされている形態とすることができ、これによっても、第1集電体と第2集電体との間における短絡発生を確実に防止することができ、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。更には、これらの形態にあっては、第1基材と第2基材とが封止されている部分において、第1基材と第2リード部材との間、及び、第2基材と第2リード部材との間には接着剤層が配されている形態とすることができる。ここで、被覆層や接着剤層を構成する材料は、上述したとおりである。   The planar shape of the second current collector is rectangular, and extends along the first side and the third side extending along the first direction, and the second direction orthogonal to the first direction. It has a 2nd edge and a 4th edge, and it can be set as the form where the 2nd current collector extension part is located along the 3rd edge. In such a configuration, the projected image of the first lead member can be configured not to overlap the projected image of the second lead member. In this case, the first lead member extending portion and the second lead member The lead member extending portion may be configured to protrude outward from the same side of the photoelectric conversion device. Furthermore, in these forms, the second side and the second side of the second current collector The side of 4 can be configured to be covered with a coating layer, thereby reliably preventing the occurrence of leakage current and the occurrence of a short circuit between the first current collector and the second current collector. it can. Further, the coating layer can further be configured to cover the second current collector extension portion and the second lead member main body portion, thereby further improving the reliability of the photoelectric conversion device. Can be made. Furthermore, in the preferred embodiment described above, the portion where the second side and the first side of the second current collector intersect and the portion where the fourth side and the first side intersect are chamfered. In this case, it is possible to reliably prevent the occurrence of a short circuit between the first current collector and the second current collector, and to further improve the reliability of the photoelectric conversion device. . Furthermore, in these forms, in the portion where the first base material and the second base material are sealed, between the first base material and the second lead member, and the second base material, An adhesive layer may be disposed between the second lead member. Here, the material which comprises a coating layer or an adhesive bond layer is as having mentioned above.

第1リード部材や第2リード部材を構成する導電材料片を構成する材料として、電解質層を構成する電解質組成物に対する耐腐食性を有する材料を選択することが好ましく、例えば、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、これらの合金、ステンレス鋼、ハステロイ[登録商標]を挙げることができる。また、第1リード部材本体部や第2リード部材本体部を第1集電体延在部や第2集電体延在部に取り付ける方法として、抵抗溶接法や超音波溶接法といった各種の溶接法、半田付け法、導電性接着剤や導電性ペーストを用いる方法、テープ止めによる方法、封止剤を用いる方法、ロウ付け法、プレスによる圧着法といった方法を挙げることができる。第1リード部材や第2リード部材の平面形状として、長方形あるいは帯状形状を例示することができる。導電材料片から成る第1リード部材延在部や第2リード部材延在部は外部回路に接続される。尚、第1集電体延在部には表面処理層を設けなくともよく、これによって、第1集電体延在部と第1リード部材本体部との間の接触抵抗の低減を図ることができる。   As a material constituting the conductive material piece constituting the first lead member or the second lead member, it is preferable to select a material having corrosion resistance to the electrolyte composition constituting the electrolyte layer. For example, titanium (Ti), Examples include molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten (W), tantalum (Ta), alloys thereof, stainless steel, and Hastelloy [registered trademark]. In addition, as a method of attaching the first lead member main body or the second lead member main body to the first current collector extension or the second current collector extension, various welding methods such as resistance welding and ultrasonic welding are used. And a soldering method, a method using a conductive adhesive or a conductive paste, a method using a tape, a method using a sealant, a brazing method, and a pressure bonding method using a press. As a planar shape of the first lead member or the second lead member, a rectangular shape or a strip shape can be exemplified. The first lead member extending portion and the second lead member extending portion made of the conductive material piece are connected to an external circuit. In addition, it is not necessary to provide a surface treatment layer in the first current collector extension portion, thereby reducing the contact resistance between the first current collector extension portion and the first lead member main body portion. Can do.

更には、第1基材にはヒートシール層が設けられている形態とすることができる。場合によっては、第2基材にもヒートシール層が設けられていてもよい。あるいは又、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示のリード部材付き光電変換装置において、少なくとも第1基材にはヒートシール層が設けられており(即ち、第1基材にはヒートシール層が設けられており、あるいは又、第1基材及び第2基材にはヒートシール層が設けられており);第1基材及び第2基材は連続して設けられており;第1基材には、半導体層に光を入射させるための窓部が設けられており;窓部は、透明なプラスチックフィルム又はプラスチックシート(以下、『窓部閉鎖部材』と呼ぶ場合がある)によって閉鎖されている構成とすることができる。金属箔ラミネート材料を用いることで、高いガスバリア性を実現することができる。また、ヒートシール層を有することで、第1基材と第2基材とをそれらの外縁部において封止するための封止材料を、別途、設ける必要が無くなり、簡素な構造の基材を得ることができる。尚、ヒートシール層は第1集電体側に設けられている。窓部閉鎖部材の水蒸気透過度は、1×10-2(g/m2/day)以下、好ましくは1×10-4(g/m2/day)以下であることが望ましく、具体的には、OPETやONY等のプラスチックフィルムにシリカ蒸着した透明なフィルム(透明シリカ蒸着フィルム。例えば、三菱樹脂株式会社製のテックバリア[登録商標])、三菱樹脂株式会社製のX−BARRIERを例示することができる。 Furthermore, the first base material may be provided with a heat seal layer. In some cases, the second base material may also be provided with a heat seal layer. Alternatively, in the photoelectric conversion device with a lead member of the present disclosure including the preferable modes and configurations described above, at least the first base material is provided with a heat seal layer (that is, the first base material is heat sealed). The first substrate and the second substrate are provided with a heat seal layer); the first substrate and the second substrate are provided continuously; 1. A base material is provided with a window part for allowing light to enter the semiconductor layer; the window part is made of a transparent plastic film or plastic sheet (hereinafter sometimes referred to as a “window part closing member”). It can be set as the structure closed. By using a metal foil laminate material, a high gas barrier property can be realized. Moreover, it becomes unnecessary to provide the sealing material for sealing a 1st base material and a 2nd base material in those outer edge parts separately by having a heat seal layer, and the base material of a simple structure is provided. Obtainable. The heat seal layer is provided on the first current collector side. The water vapor permeability of the window closing member is desirably 1 × 10 −2 (g / m 2 / day) or less, preferably 1 × 10 −4 (g / m 2 / day) or less. Exemplifies a transparent film (transparent silica-deposited film. For example, Tech Barrier [registered trademark] manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.) and X-BARRIER manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc. on plastic films such as OPET and ONY. be able to.

上述したとおり、第1基材にヒートシール層を設けることで、ヒートシール層を介して半導体層を第1基材に接着させることができ、半導体層と第1基材との間に隙間が生じることが無くなり、半導体層と第1基材との間に電解質組成物が侵入することを防止できるし、入射光のロス発生、入射光の不所望の吸収発生を防止することができる。   As described above, by providing the heat seal layer on the first base material, the semiconductor layer can be adhered to the first base material via the heat seal layer, and there is a gap between the semiconductor layer and the first base material. It can be prevented, and the electrolyte composition can be prevented from entering between the semiconductor layer and the first base material, and the loss of incident light and the undesired absorption of incident light can be prevented.

ヒートシール層を構成する材料として、二軸延伸したポリプロピレン(CPP)フィルム、ポリエチレン(PE)フィルム、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリオフィン系接着性樹脂(例えば、三菱化学株式会社製のモディック[登録商標])、アイオノマー樹脂(例えば、三井・デュポン ポリケミカル株式会社のハイミラン[登録商標])を挙げることができる。窓部を閉鎖する透明なプラスチックフィルム又はプラスチックシート(窓部閉鎖部材)を構成する材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー等のポリオレフィン樹脂や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂といった透明フィルムを挙げることができるし、また、これらのプラスチックフィルム又はプラスチックシート上にガスバリア性を高めるバリア層が形成されたものであることがより望ましい。窓部を窓部閉鎖部材で閉鎖するためには、ヒートシール層で窓部閉鎖部材を第1基材に接着すればよいし、窓部閉鎖部材が熱融着性を有している場合には、窓部閉鎖部材を加熱することで第1基材に接着することができる。   Biaxially stretched polypropylene (CPP) film, polyethylene (PE) film, ethylene vinyl alcohol copolymer, polyophine adhesive resin (for example, modic manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation [registered] Trademark]] and ionomer resins (for example, High Milan [registered trademark] from Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.). Examples of the material constituting the transparent plastic film or plastic sheet (window closing member) that closes the window include polyolefin films such as polyethylene, polypropylene, and cycloolefin polymers, and transparent films such as polyester resins such as polyethylene terephthalate. Moreover, it is more desirable that a barrier layer for enhancing gas barrier properties is formed on these plastic films or plastic sheets. In order to close the window portion with the window portion closing member, the window portion closing member may be bonded to the first base material with a heat seal layer, and when the window portion closing member has heat fusion properties. Can be bonded to the first substrate by heating the window closing member.

光電変換装置は、その用途に応じて様々な形状、構造、構成に基づき作製すればよく、これらは特に限定されない。光電変換装置は、最も典型的には、太陽電池として用いられるが、その他、例えば感光センサー等に用いることもできる。また、光電変換装置を組み込む電子機器は、基本的にはどのようなものであってもよく、携帯型電子機器と据え置き型電子機器の双方を含み、例えば、携帯電話、モバイル機器、ロボット、パーソナルコンピュータ、車載機器、各種家庭電気製品等を挙げることができる。そして、これらの場合、光電変換装置は、例えば、これらの電子機器の電源として用いられる。   The photoelectric conversion device may be manufactured based on various shapes, structures, and configurations depending on the application, and these are not particularly limited. The photoelectric conversion device is most typically used as a solar cell, but can also be used for, for example, a photosensitive sensor. In addition, the electronic device incorporating the photoelectric conversion device may be basically any type, and includes both portable electronic devices and stationary electronic devices, for example, mobile phones, mobile devices, robots, personal computers, and the like. Computers, in-vehicle devices, various home appliances, and the like can be given. In these cases, the photoelectric conversion device is used as a power source for these electronic devices, for example.

実施例1は、本開示の光電変換装置、並びに、本開示の第1の態様及び第2の態様に係る光電変換装置の製造方法に関し、より具体的には、色素増感太陽電池に関する。実施例1の光電変換装置10Aの組立前の断面概念図を図1の(A)に示し、組立後の端面概念図を示す。また、実施例1の光電変換装置における第1集電体の部分的な模式的平面図を図2の(A)に示し、図2の(A)の矢印B−Bに沿った第1集電体の模式的な一部端面図を図2の(B)に示し、図2の(A)の矢印B−Bに沿ったと同様の第1集電体及び半導体層の模式的な一部端面図を図2の(C)に示す。尚、図2の(A)〜(C)に示す状態は、一種、理想的な状態を示す。   Example 1 relates to a photoelectric conversion device of the present disclosure and a method for manufacturing the photoelectric conversion device according to the first and second aspects of the present disclosure, and more specifically to a dye-sensitized solar cell. A cross-sectional conceptual diagram of the photoelectric conversion device 10A of Example 1 before assembly is shown in FIG. 1A, and an end face conceptual diagram after assembly is shown. Moreover, the partial schematic plan view of the 1st electrical power collector in the photoelectric conversion apparatus of Example 1 is shown to (A) of FIG. 2, and the 1st collector along arrow BB of (A) of FIG. A schematic partial end view of the electric body is shown in FIG. 2B, and a schematic partial view of the first current collector and the semiconductor layer similar to that along the arrow BB in FIG. An end view is shown in FIG. In addition, the state shown to (A)-(C) of FIG. 2 shows a kind and an ideal state.

実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例13の光電変換装置、また、実施例1を含むこれらの実施例の光電変換装置の製造方法によって得られる光電変換装置は、
(A)第1基材21及び第2基材22、
(B)第1基材21と第2基材22との間に、第1基材側から、順次、設けられた、半導体層31、第1基材21と対向する第1面51a及び第2基材22と対向する第2面51bを有する第1集電体51、電解質層41、触媒層32、並びに、第2集電体、
を備え、第1基材21と第2基材22とは外縁部において封止されており、
第1集電体51は、多数の貫通孔51cが設けられた導電材料から成る。
The photoelectric conversion device obtained by the photoelectric conversion device of Example 1 or the photoelectric conversion device of Example 2 to Example 13 described later, and the photoelectric conversion device of these examples including Example 1,
(A) 1st base material 21 and 2nd base material 22,
(B) Between the first base material 21 and the second base material 22, the semiconductor layer 31, the first surface 51 a facing the first base material 21, and the first layers provided sequentially from the first base material side. 2 a first current collector 51 having a second surface 51b facing the substrate 22, an electrolyte layer 41, a catalyst layer 32, and a second current collector,
The first base material 21 and the second base material 22 are sealed at the outer edge portion,
The first current collector 51 is made of a conductive material provided with a large number of through holes 51c.

そして、実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例13の光電変換装置において、第1集電体51の第1面51a上に形成された半導体層31の厚さ方向の一部は、第1集電体51に設けられた貫通孔51cに侵入している。   And in the photoelectric conversion apparatus of Example 1 or Example 2 to Example 13 described later, a part of the semiconductor layer 31 formed on the first surface 51a of the first current collector 51 in the thickness direction is The first current collector 51 has penetrated into a through hole 51c.

具体的には、透明基板から成り、太陽光を通過させる第1基材21は、厚さ約10μmのポリプロピレン/ポリエチレンテレフタレート/シリカ蒸着層/ポリプロピレンといったヒートシール層が積層されたガスバリア材料から構成されており、第2基材22は、金属箔ラミネート材料、具体的には、アルミニウム・ラミネートフィルムから構成されている。また、半導体層(多孔質半導体層)31は、ルテニウム系の色素であるZ991を担持したアナターゼ型のTiO2微粒子(平均粒径:20nm)の集合体から構成されており、触媒層32はカーボン(C)から構成されている。 Specifically, the first base material 21 made of a transparent substrate and allowing sunlight to pass through is composed of a gas barrier material in which a heat seal layer such as polypropylene / polyethylene terephthalate / silica vapor deposition layer / polypropylene having a thickness of about 10 μm is laminated. The second substrate 22 is made of a metal foil laminate material, specifically, an aluminum laminate film. The semiconductor layer (porous semiconductor layer) 31 is composed of an aggregate of anatase-type TiO 2 fine particles (average particle diameter: 20 nm) carrying Z991 which is a ruthenium-based dye, and the catalyst layer 32 is carbon. (C).

実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例13において、第1集電体51はステンレス鋼(SUS316)から作製された金網状材料から成り、金網状材料の表面には、腐食防止、漏れ電流の発生防止のために、チタンから成る表面処理層(図示せず)がイオンプレーティング法に基づき形成されている。具体的には、第1集電体51は、貫通孔(目開き)51cの大きさ20μm、貫通孔51cの形成ピッチ40μmの金網状材料(より具体的には、ステンレス鋼から成り、直径20μmの線材が縦横に張られた、目開き20μmの所謂635メッシュの金網)から作製されている。線材で四方が囲まれた空間が貫通孔51cに相当する。貫通孔51cの平面形状は、理想的には概ね矩形である。   In Example 1 or Examples 2 to 13 to be described later, the first current collector 51 is made of a wire mesh material made of stainless steel (SUS316), and the surface of the wire mesh material has corrosion prevention, In order to prevent the occurrence of leakage current, a surface treatment layer (not shown) made of titanium is formed based on an ion plating method. Specifically, the first current collector 51 is a wire mesh material (more specifically, made of stainless steel and having a diameter of 20 μm, having a through-hole (opening) 51 c size of 20 μm and a formation pitch of the through-holes 51 c of 40 μm. The wire is stretched vertically and horizontally, so-called 635 mesh wire mesh having an opening of 20 μm. A space surrounded on all sides by the wire corresponds to the through hole 51c. The planar shape of the through hole 51c is ideally substantially rectangular.

また、実施例1の光電変換装置10Aにおいて、第2集電体61は、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る。具体的には、第2集電体61として、第1集電体51と同じ材料を使用する。そして、実施例1の光電変換装置10Aにあっては、触媒層前駆体層と第2集電体との積層体を焼成することで触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得ることができる。具体的には、第2集電体61の上に、触媒層前駆体層を形成するためにカーボンペーストを印刷した後、カーボンペーストを、空気中で、450゜C、0.5時間といった条件に基づき焼成する。こうして、第2集電体61と触媒層32とが一体となった触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得ることができる。   Further, in the photoelectric conversion device 10A of Example 1, the second current collector 61 is made of a conductive material provided with a large number of through holes. Specifically, the same material as the first current collector 51 is used as the second current collector 61. And in the photoelectric conversion apparatus 10A of Example 1, the 2nd laminated structure which consists of a catalyst layer / 2nd electrical power collector by baking the laminated body of a catalyst layer precursor layer and a 2nd electrical power collector. Can be obtained. Specifically, after the carbon paste is printed on the second current collector 61 to form the catalyst layer precursor layer, the carbon paste is subjected to conditions such as 450 ° C. and 0.5 hours in the air. Firing based on In this way, a second laminated structure composed of the catalyst layer / second current collector in which the second current collector 61 and the catalyst layer 32 are integrated can be obtained.

更には、実施例1の光電変換装置10Aにおいて、電解質層41は、電解質組成物42が含浸された絶縁層43から成る。具体的には、電解質層41を構成する絶縁層43は、ヨウ化ナトリウム0.1モル、1−プロピル−2,3ジメチルイミダゾリウムヨウ化物0.6モル、ヨウ素0.05モル、tert−ブチルピリジン0.5モルのアセトニトリル溶液から成る電解質組成物42が含浸された、ポリエステルから成る不織布から構成されている。   Furthermore, in the photoelectric conversion device 10 </ b> A of Example 1, the electrolyte layer 41 includes an insulating layer 43 impregnated with the electrolyte composition 42. Specifically, the insulating layer 43 constituting the electrolyte layer 41 includes 0.1 mol of sodium iodide, 0.6 mol of 1-propyl-2,3 dimethylimidazolium iodide, 0.05 mol of iodine, tert-butyl. It is composed of a non-woven fabric made of polyester impregnated with an electrolyte composition 42 made of 0.5 mol of pyridine in acetonitrile.

実施例1の光電変換装置10Aにおいて、図2の(C)に示すように、半導体層31の厚さ方向の一部は、第1集電体51の第2面51b(図2の(B)では一点鎖線で示す)までは到達していない。第1集電体51の平均厚さをt1、第1集電体51に設けられた貫通孔51cに侵入した半導体層31の厚さ方向の一部の平均侵入長をs1、第1集電体51の第1面51a(図2の(B)では二点鎖線で示す)上に形成され、第1集電体51の第1面51aと接する半導体層31の部分の平均厚さをs0としたとき、
0 =15μm
1 =15μm
1 =40μm
とした。また、第1基材21に面した半導体層31の表面31aの表面粗さRaは、
Ra=0.2μm
であった。
In the photoelectric conversion device 10A according to the first embodiment, as illustrated in FIG. 2C, a part in the thickness direction of the semiconductor layer 31 is formed on the second surface 51b of the first current collector 51 ((B in FIG. 2). ) Does not reach (shown by a dashed line). The average thickness of the first current collector 51 is t 1 , the average penetration length of a part of the semiconductor layer 31 in the thickness direction entering the through hole 51c provided in the first current collector 51 is s 1 , The average thickness of the portion of the semiconductor layer 31 formed on the first surface 51a of the current collector 51 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 2B) and in contact with the first surface 51a of the first current collector 51. Is s 0 ,
s 0 = 15 μm
s 1 = 15 μm
t 1 = 40 μm
It was. Further, the surface roughness Ra of the surface 31a of the semiconductor layer 31 facing the first substrate 21 is
Ra = 0.2 μm
Met.

実施例1の光電変換装置の製造方法にあっては、セラミック・グリーンシート(グリーンシート)から成る半導体層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体51の第1面51aに転写し、その後、半導体層前駆体層を焼成することで半導体層31を得る。具体的には、グリーンシートから成る半導体層前駆体層がその上に形成された支持部材を準備し、支持部材に形成された半導体層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体51の第1面51aに転写し、その後、半導体層前駆体層を焼成することで半導体層31を得る。   In the method of manufacturing the photoelectric conversion device of Example 1, the semiconductor layer precursor layer made of ceramic green sheet (green sheet) is transferred to the first surface 51a of the first current collector 51 using a press device. Thereafter, the semiconductor layer 31 is obtained by firing the semiconductor layer precursor layer. Specifically, a support member on which a semiconductor layer precursor layer made of a green sheet is formed is prepared, and the first current collector 51 is formed on the semiconductor layer precursor layer formed on the support member using a press device. The semiconductor layer 31 is obtained by transferring to the first surface 51a and then firing the semiconductor layer precursor layer.

あるいは又、実施例1の光電変換装置の製造方法にあっては、第1集電体51の第1面51a上に半導体層31を形成し、且つ、第1集電体51に設けられた貫通孔51cに半導体層31の厚さ方向の一部を侵入させる。   Alternatively, in the method for manufacturing the photoelectric conversion device of Example 1, the semiconductor layer 31 is formed on the first surface 51 a of the first current collector 51 and provided on the first current collector 51. A part of the semiconductor layer 31 in the thickness direction is caused to enter the through hole 51c.

具体的には、先ず、半導体微粒子の他、バインダー、分散剤、可塑剤、溶剤の混合物から成るスラリーを周知の方法に基づき調製する。そして、ドクターブレード等を用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のプラスチックフィルムから成る支持部材の上にスラリーを塗布、熱風乾燥(乾燥温度:80゜C)することでグリーンシートを作製する。そして、グリーンシートを、支持部材を上にして第1集電体51の第1面51aに載置し、支持部材とグリーンシートと第1集電体51の積層体を平板プレス装置に搬入する。そして、プレス温度を40゜C、プレス圧力を1×108Pa、プレス時間を2分として、グリーンシートを厚さ方向に部分的に第1集電体51に押し込んだ後、支持部材を剥がす。次いで、粒子同士を電子的にコンタクトさせ、且つ、膜強度の向上や第1集電体51との密着性を向上させるために、グリーンシートを焼成する。具体的には、グリーンシートを、空気中で、510゜C、0.5時間といった条件に基づき焼成する。こうして、第1集電体51と半導体層31とが一体となった半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得ることができる(図2の(C)参照)。その後、半導体層31に、周知の方法に基づき、色素を含浸させる。 Specifically, first, a slurry composed of a mixture of a semiconductor fine particle, a binder, a dispersant, a plasticizer, and a solvent is prepared based on a well-known method. And using a doctor blade etc., a slurry is apply | coated on the support member which consists of plastic films, such as a polyethylene terephthalate (PET), and a green sheet is produced by carrying out hot air drying (drying temperature: 80 degreeC). Then, the green sheet is placed on the first surface 51a of the first current collector 51 with the support member facing up, and the stacked body of the support member, the green sheet, and the first current collector 51 is carried into the flat plate press apparatus. . Then, the pressing temperature is 40 ° C., the pressing pressure is 1 × 10 8 Pa, the pressing time is 2 minutes, the green sheet is partially pushed into the first current collector 51 in the thickness direction, and then the support member is peeled off. . Next, the green sheet is fired in order to bring the particles into electronic contact and to improve the film strength and the adhesion to the first current collector 51. Specifically, the green sheet is fired in air based on conditions such as 510 ° C. and 0.5 hours. In this way, a first stacked structure composed of a semiconductor layer / first current collector in which the first current collector 51 and the semiconductor layer 31 are integrated can be obtained (see FIG. 2C). Thereafter, the semiconductor layer 31 is impregnated with a dye based on a known method.

以上に説明した実施例1の光電変換装置10Aの製造方法を纏めると、グリーンシートと第1集電体との積層体を焼成することで、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る。また、触媒層前駆体層(焼成する前の触媒層)と第2集電体との積層体を焼成することで、触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得る。そして、第1基材と、第1積層構造体と、絶縁層と、第2積層構造体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   When the manufacturing method of the photoelectric conversion device 10A of Example 1 described above is summarized, the first laminate composed of the semiconductor layer / first current collector is formed by firing the laminate of the green sheet and the first current collector. Get a structure. In addition, by firing the laminate of the catalyst layer precursor layer (catalyst layer before firing) and the second current collector, a second laminated structure composed of the catalyst layer / second current collector is obtained. Then, the first base material, the first laminated structure, the insulating layer, the second laminated structure, and the second base material are overlapped, and the first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion. Stop.

実施例1の光電変換装置10Aの組立にあっては、第1基材21と、第1積層構造体と、不織布から成る絶縁層43と、第2積層構造体と、第2基材22とを重ね合わせ、第1基材21と第2基材22とを、それらの外縁部の三辺において、熱融着フィルムから成る封止材料23によって封止する(貼り合わせる)。そして、開放状態とされている残りの一辺から、電解質組成物42を不織布から成る絶縁層43及び半導体層31に含浸させる。次いで、減圧下、この残りの一辺を封止材料23によって封止する。こうして、図1の(B)に示す光電変換装置10Aを得ることができる。尚、第1集電体51及び第2集電体61の一部は光電変換装置10Aから外部に突出しており、外部回路に接続できる構造となっているが、この状態は図示していない。以下に説明する実施例2〜実施例8においても同様である。   In the assembly of the photoelectric conversion device 10A of Example 1, the first base material 21, the first laminated structure, the insulating layer 43 made of nonwoven fabric, the second laminated structure, and the second base material 22 The first base material 21 and the second base material 22 are sealed (bonded) with a sealing material 23 made of a heat-sealing film on the three sides of the outer edge portion. Then, the electrolyte composition 42 is impregnated into the insulating layer 43 and the semiconductor layer 31 made of a nonwoven fabric from the remaining one side that is in an open state. Next, the remaining one side is sealed with the sealing material 23 under reduced pressure. Thus, the photoelectric conversion device 10A illustrated in FIG. 1B can be obtained. A part of the first current collector 51 and the second current collector 61 protrudes from the photoelectric conversion device 10A and can be connected to an external circuit, but this state is not shown. The same applies to Examples 2 to 8 described below.

こうして得られた実施例1(便宜上、『実施例1A』と呼ぶ)の光電変換装置10Aにあっては、AM1.5の光照射による発電の結果、6.2%の発電特性が確認された。また、図3の(A)及び(B)に第1積層構造体を第1基材側及び第2基材側から撮影した顕微鏡写真を示すように、第1基材側にあっては、第1集電体51の第1面51aは、半導体層31によって覆われている一方、第1集電体51の第2面51bは露出した状態であった。   In the photoelectric conversion device 10A of Example 1 (referred to as “Example 1A” for convenience) thus obtained, a power generation characteristic of 6.2% was confirmed as a result of power generation by light irradiation of AM1.5. . In addition, as shown in FIGS. 3A and 3B, microscopic photographs taken of the first laminated structure from the first base material side and the second base material side, on the first base material side, The first surface 51a of the first current collector 51 was covered with the semiconductor layer 31, while the second surface 51b of the first current collector 51 was exposed.

尚、第1積層構造体の大きさを50mm×50mmとし、プレス圧力を0.5×108Pa、1.5×108Paとしたときには図3の(A)及び(B)に示した状態を得ることができた。一方、プレス圧力を3.0×108Pa、6.0×108Paとしたときには、第1集電体51の第1面51a及び第2面51bは露出した状態であった。そして、プレス圧力を0.5×108Pa、1.5×108Paとしたときの発電特性平均を1.0としたとき、プレス圧力を3.0×108Pa、6.0×108Paとしたときには発電特性は0.85以下に低下した。 When the size of the first laminated structure is 50 mm × 50 mm and the pressing pressure is 0.5 × 10 8 Pa and 1.5 × 10 8 Pa, the results shown in FIGS. 3A and 3B are shown. I was able to get the status. On the other hand, when the press pressure was 3.0 × 10 8 Pa and 6.0 × 10 8 Pa, the first surface 51a and the second surface 51b of the first current collector 51 were exposed. And when the power generation characteristic average when the pressing pressure is 0.5 × 10 8 Pa and 1.5 × 10 8 Pa is 1.0, the pressing pressure is 3.0 × 10 8 Pa, 6.0 ×. When it was 10 8 Pa, the power generation characteristics decreased to 0.85 or less.

第1集電体51として、貫通孔(目開き)51cの大きさ26μm、貫通孔51cの形成ピッチ51μmの金網状材料(より具体的には、ステンレス鋼から成り、直径25μmの線材が縦横に張られた、目開き26μmの所謂500メッシュの金網)を用いた以外は、上記の実施例1と同様にして光電変換装置(実施例1Bの光電変換装置)を作製した。得られた実施例1Bの光電変換装置にあっては、AM1.5の光照射による発電の結果、5.0%の発電特性が確認された。   As the first current collector 51, a wire mesh material having a through-hole (opening) 51c size of 26 μm and a formation pitch of 51 μm of the through-holes 51c (more specifically, a wire rod made of stainless steel and having a diameter of 25 μm vertically and horizontally) A photoelectric conversion device (photoelectric conversion device of Example 1B) was produced in the same manner as in Example 1 except that a stretched so-called 500 mesh wire mesh with an opening of 26 μm was used. In the obtained photoelectric conversion device of Example 1B, a power generation characteristic of 5.0% was confirmed as a result of power generation by light irradiation of AM1.5.

市販の酸化チタンペーストを、アプリケータを使用して635メッシュの第1集電体51に塗布した以外は、上記の実施例1Aと同様にして、比較例1の光電変換装置を作製した。得られた比較例1の光電変換装置にあっては、第1集電体51の第1面51a及び第1集電体51の第2面51bが露出し、半導体層31は第1集電体51に設けられた貫通孔51c内に充填された状態であり、AM1.5の光照射による発電の結果、2.8%の発電特性しか得られなかった。比較例1において、第1基材21に面した半導体層31の表面31aの表面粗さRaは、2μmを遙かに超えていた。尚、実施例1A、実施例1B及び比較例1の光電変換装置のIV特性を評価した結果を図4に示す。   A photoelectric conversion device of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1A except that a commercially available titanium oxide paste was applied to the first current collector 51 of 635 mesh using an applicator. In the obtained photoelectric conversion device of Comparative Example 1, the first surface 51a of the first current collector 51 and the second surface 51b of the first current collector 51 are exposed, and the semiconductor layer 31 has the first current collector. The through-hole 51c provided in the body 51 is in a state of being filled, and as a result of power generation by light irradiation of AM1.5, only 2.8% power generation characteristics were obtained. In Comparative Example 1, the surface roughness Ra of the surface 31a of the semiconductor layer 31 facing the first base material 21 was far greater than 2 μm. In addition, the result of having evaluated the IV characteristic of the photoelectric conversion apparatus of Example 1A, Example 1B, and the comparative example 1 is shown in FIG.

実施例1の光電変換装置の製造方法にあっては、セラミック・グリーンシートから成る半導体層前駆体層を、プレス装置を用いて第1集電体の第1面に転写するといった方法で半導体層を形成し、また、第1集電体の第1面上に半導体層を形成し、且つ、第1集電体に設けられた貫通孔に半導体層の厚さ方向の一部を侵入させるので、第1基材は、半導体層のみと対向し、第1集電体の第1面は半導体層によって被覆されている状態を得ることができる。それ故、第1集電体の開口率や開口面積に依存すること無く、光電変換装置における光電変換に寄与する半導体層の面積を増加させることができる。加えて、第1集電体における半導体層の形成位置の制御が容易であるし、透明導電層を用いる必要が無く、第1集電体の低抵抗化が可能である。   In the manufacturing method of the photoelectric conversion device of Example 1, the semiconductor layer precursor layer made of a ceramic green sheet is transferred to the first surface of the first current collector using a press device. And a semiconductor layer is formed on the first surface of the first current collector, and a part of the semiconductor layer in the thickness direction is penetrated into the through hole provided in the first current collector. The first substrate can face only the semiconductor layer, and the first surface of the first current collector can be covered with the semiconductor layer. Therefore, the area of the semiconductor layer that contributes to photoelectric conversion in the photoelectric conversion device can be increased without depending on the opening ratio or opening area of the first current collector. In addition, it is easy to control the formation position of the semiconductor layer in the first current collector, it is not necessary to use a transparent conductive layer, and the resistance of the first current collector can be reduced.

また、実施例1の光電変換装置にあっては、電解質層は電解質組成物が含浸された絶縁層(具体的には不織布)から成るので、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る第1集電体と、第2集電体との間で短絡が発生することを確実に防止することができる。しかも、第1基材及び第2基材を上述した材料から構成することで、光電変換装置の薄型化、フレキシブル化が可能となるし、光電変換装置の構成要素の樹脂化を図ることができる。更には、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体や、触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を比較的高い焼成温度での焼成にて得ることができるので、高性能化を達成することができるし、第1集電体や第2集電体を上述した材料から構成することで、集電損失を少なくすることができるし、次に述べるように、所謂ロール・トゥー・ロール加工の適用が可能である。   In the photoelectric conversion device of Example 1, since the electrolyte layer is made of an insulating layer (specifically, a nonwoven fabric) impregnated with the electrolyte composition, the electrolyte layer is made of a conductive material having a large number of through holes. It is possible to reliably prevent a short circuit from occurring between the first current collector and the second current collector. In addition, by configuring the first base material and the second base material from the above-described materials, the photoelectric conversion device can be made thin and flexible, and the components of the photoelectric conversion device can be made resin. . Furthermore, the first laminated structure composed of the semiconductor layer / first current collector and the second laminated structure composed of the catalyst layer / second current collector can be obtained by firing at a relatively high firing temperature. Therefore, high performance can be achieved, and the current collection loss can be reduced by configuring the first current collector and the second current collector from the above-described materials, as described below. The so-called roll-to-roll processing can be applied.

即ち、図24に概念図を示すように、所謂ロール・トゥー・ロール加工法によって、第1積層構造体及び第2積層構造体を得ることもできる。具体的には、ロール状の金網状材料から成る第1集電体に、イオンプレーティング法に基づき、チタンから成る表面処理層(図示せず)を連続的に形成する。一方、ダイコーター等を用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のプラスチックフィルムから成る支持部材の上にスラリーを塗布、乾燥することで、連続的にグリーンシートを作製する。そして、ロール状の第1集電体にロール状のグリーンシートを連続して載置し、ロールプレス装置を用いてグリーンシートをロール状の第1集電体に押し込む。次いで、得られたグリーンシートと第1集電体とのロール状の積層体を、連続炉において焼成する。こうして、第1集電体51と半導体層31とがロール状で一体となった半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得ることができる。その後、半導体層31に、周知の方法に基づき、色素を含浸させる。次いで、ロール状の第1積層構造体を矩形形状に切断する。一方、ロール状の第2集電体の上に、触媒層前駆体層を形成するためにカーボンペーストを印刷した後、カーボンペーストを連続炉において焼成する。こうして、第2集電体61と触媒層32とが一体となった触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得ることができる。そして、第2積層構造体を矩形形状に切断する。そして、第1基材と、第1積層構造体と、第2積層構造体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   That is, as shown in a conceptual diagram in FIG. 24, the first laminated structure and the second laminated structure can be obtained by a so-called roll-to-roll processing method. Specifically, a surface treatment layer (not shown) made of titanium is continuously formed on a first current collector made of a roll-like wire netting material based on an ion plating method. On the other hand, using a die coater or the like, a slurry is applied on a support member made of a plastic film such as polyethylene terephthalate (PET) and dried to continuously produce green sheets. And a roll-shaped green sheet | seat is continuously mounted in a roll-shaped 1st electrical power collector, and a green sheet is pushed into a roll-shaped 1st electrical power collector using a roll press apparatus. Subsequently, the roll-shaped laminated body of the obtained green sheet and the 1st electrical power collector is baked in a continuous furnace. In this way, a first laminated structure composed of a semiconductor layer / first current collector in which the first current collector 51 and the semiconductor layer 31 are integrated in a roll shape can be obtained. Thereafter, the semiconductor layer 31 is impregnated with a dye based on a known method. Next, the roll-shaped first laminated structure is cut into a rectangular shape. On the other hand, after printing a carbon paste on the roll-shaped second current collector to form a catalyst layer precursor layer, the carbon paste is fired in a continuous furnace. In this way, a second laminated structure composed of the catalyst layer / second current collector in which the second current collector 61 and the catalyst layer 32 are integrated can be obtained. Then, the second laminated structure is cut into a rectangular shape. And a 1st base material, a 1st laminated structure, a 2nd laminated structure, and a 2nd base material are piled up, and a 1st base material and a 2nd base material are sealed in an outer edge part.

実施例2は、実施例1の変形である。実施例1にあっては、第2集電体61を多数の貫通孔が設けられた導電材料から構成した。一方、実施例2の光電変換装置10Bにあっては、組立前の断面概念図を図5に示すように、第2集電体66は導電材料層から成る。具体的には、第2集電体66はチタン箔から成る。チタン箔上にカーボンペーストを印刷した後、カーボンペーストを、空気中で、450゜C、0.5時間といった条件に基づき焼成する。このような焼成条件では、チタン箔は大幅に酸化されることはない。こうして、第2集電体66と触媒層32とが一体となった触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得ることができる。そして、実施例1において説明したと同様の方法で、実施例2の光電変換装置10Bを製造し、組み立てればよい。尚、第2集電体66は、例えば、櫛歯状にパターニングされていてもよいし、何らパターニングされていなくともよい。   The second embodiment is a modification of the first embodiment. In Example 1, the 2nd electrical power collector 61 was comprised from the electrically-conductive material provided with many through-holes. On the other hand, in the photoelectric conversion device 10B of Example 2, the second current collector 66 is made of a conductive material layer, as shown in FIG. Specifically, the second current collector 66 is made of a titanium foil. After the carbon paste is printed on the titanium foil, the carbon paste is fired in air based on conditions such as 450 ° C. and 0.5 hours. Under such firing conditions, the titanium foil is not significantly oxidized. In this way, a second laminated structure composed of the catalyst layer / second current collector in which the second current collector 66 and the catalyst layer 32 are integrated can be obtained. And what is necessary is just to manufacture and assemble the photoelectric conversion apparatus 10B of Example 2 by the method similar to having demonstrated in Example 1. FIG. The second current collector 66 may be patterned in a comb-tooth shape, for example, or may not be patterned at all.

場合によっては、予めシート状の触媒層32を形成しておき、第2基材22と対向する触媒層32の面に第2集電体66を形成してもよい。あるいは又、触媒層32と対向する第2基材22の面に第2集電体66を形成してもよい。即ち、第2基材上に第2集電体を形成することで第2集電体/第2基材から成る第2積層構造体を得てもよい。云い換えれば、グリーンシートと第1集電体との積層体を焼成することで半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る一方、第2基材の上に第2集電体を形成することで第2集電体/第2基材から成る第2積層構造体を得た後、第1基材と、第1積層構造体と、絶縁層と、触媒層と、第2積層構造体とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止してもよい。あるいは又、予めシート状の触媒層32を形成しておき、第2基材22と対向する触媒層32の面に第2集電体66の一部を形成し、併せて、触媒層32と対向する第2基材22の面にも第2集電体66の一部を形成してもよい。あるいは又、予めシート状の触媒層32及びシート状の第2集電体66を形成しておいてもよい。尚、以下の説明において、これらの形態を、便宜上、『実施例2の変形例』と呼ぶ。   In some cases, the sheet-like catalyst layer 32 may be formed in advance, and the second current collector 66 may be formed on the surface of the catalyst layer 32 facing the second base material 22. Alternatively, the second current collector 66 may be formed on the surface of the second base material 22 facing the catalyst layer 32. That is, you may obtain the 2nd laminated structure which consists of a 2nd electrical power collector / a 2nd base material by forming a 2nd electrical power collector on a 2nd base material. In other words, the first laminated structure composed of the semiconductor layer / first current collector is obtained by firing the laminated body of the green sheet and the first current collector, while the second current collector is obtained on the second substrate. After obtaining a second laminated structure composed of the second current collector / second substrate by forming an electric body, the first substrate, the first laminated structure, the insulating layer, the catalyst layer, You may overlap a 2nd laminated structure and seal a 1st base material and a 2nd base material in an outer edge part. Alternatively, a sheet-like catalyst layer 32 is formed in advance, and a part of the second current collector 66 is formed on the surface of the catalyst layer 32 facing the second base material 22. A part of the second current collector 66 may also be formed on the surface of the second base material 22 facing the second base material 22. Alternatively, the sheet-like catalyst layer 32 and the sheet-like second current collector 66 may be formed in advance. In the following description, these forms are referred to as “variations of the second embodiment” for convenience.

実施例3も、実施例1の変形である。組立前の断面概念図を図6の(A)に示し、第1集電体等の模式的な一部端面図を図6の(B)に示すように、実施例3の光電変換装置10Cにおいて、絶縁層44は、実施例1において説明した電解質組成物42が含浸された酸化チタン層から構成されており、電解質層41に相当する。そして、絶縁層44は、第1集電体51の第2面51bに形成されている。以上の点を除き、実施例3の光電変換装置10Cは、実施例1において説明した光電変換装置10Aと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。   The third embodiment is also a modification of the first embodiment. A cross-sectional conceptual diagram before assembly is shown in FIG. 6A, and a schematic partial end view of the first current collector and the like is shown in FIG. The insulating layer 44 is composed of a titanium oxide layer impregnated with the electrolyte composition 42 described in Example 1, and corresponds to the electrolyte layer 41. The insulating layer 44 is formed on the second surface 51 b of the first current collector 51. Except for the above points, the photoelectric conversion device 10C of Example 3 has the same configuration and structure as the photoelectric conversion device 10A described in Example 1, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例3の光電変換装置10Cにあっては、半導体層の前駆体である所謂グリーンシートを実施例1において説明した方法で作製し、グリーンシートを第1集電体51に載置し、プレス装置を用いてグリーンシートを厚さ方向に部分的に第1集電体51に押し込む。併せて、酸化チタンから成る絶縁層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体51の第2面51bに転写する。具体的には、酸化チタンから成る絶縁層前駆体層がその上に形成された第2支持部材を準備しておき、第2支持部材に形成された絶縁層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体51の第2面51bに転写する。こうして、グリーンシート/第1集電体/絶縁層前駆体層から成る積層体を形成することができる。尚、第1集電体の両面のそれぞれにグリーンシート及び絶縁層前駆体層が形成されているので、構造体に反りが発生し難い。一方、第2集電体61の上にカーボンペーストを印刷することで、カーボンペーストから成る触媒層前駆体層/第2集電体から成る積層体を形成することができる。そして、これらの積層体を積層し、空気中で、450゜C、0.5時間といった条件に基づき焼成し、半導体層/第1集電体/絶縁層/触媒層/第2集電体の積層構造体を得る。そして、実施例1において説明したと同様の方法で、実施例3の光電変換装置10Cを組み立てればよい。実施例3にあっては、半導体層31/第1集電体51/絶縁層44/触媒層32/第2集電体61の積層構造体を得るので、取り扱いが容易となり、光電変換装置の組立の簡素化を図ることができる。   In the photoelectric conversion device 10C of Example 3, a so-called green sheet, which is a precursor of the semiconductor layer, is produced by the method described in Example 1, and the green sheet is placed on the first current collector 51 and pressed. The green sheet is partially pushed into the first current collector 51 in the thickness direction using an apparatus. At the same time, the insulating layer precursor layer made of titanium oxide is transferred to the second surface 51b of the first current collector 51 using a pressing device. Specifically, a second support member on which an insulating layer precursor layer made of titanium oxide is formed is prepared, and the insulating layer precursor layer formed on the second support member is prepared using a press device. Transfer to the second surface 51 b of the first current collector 51. Thus, a laminate composed of the green sheet / first current collector / insulating layer precursor layer can be formed. In addition, since the green sheet and the insulating layer precursor layer are formed on both surfaces of the first current collector, the structure is unlikely to warp. On the other hand, by printing a carbon paste on the second current collector 61, a laminate composed of a catalyst layer precursor layer made of carbon paste / a second current collector can be formed. Then, these laminates are laminated and fired in air under the conditions of 450 ° C. and 0.5 hours, and the semiconductor layer / first current collector / insulating layer / catalyst layer / second current collector A laminated structure is obtained. And what is necessary is just to assemble the photoelectric conversion apparatus 10C of Example 3 by the method similar to having demonstrated in Example 1. FIG. In Example 3, since the laminated structure of the semiconductor layer 31 / first current collector 51 / insulating layer 44 / catalyst layer 32 / second current collector 61 is obtained, handling becomes easy, and the photoelectric conversion device Assembling can be simplified.

以上に説明した実施例3の光電変換装置10Cの製造方法を纏めると、グリーンシートと第1集電体と絶縁層前駆体層(焼成する前の絶縁層)とを積層することでグリーンシート/第1集電体/絶縁層前駆体層から成る積層体を形成する一方、触媒層前駆体層と第2集電体とを積層することで触媒層前駆体層/第2集電体から成る積層体を形成する。そして、これらの積層体を積層し、焼成し、半導体層/第1集電体/絶縁層/触媒層/第2集電体の積層構造体を得た後、第1基材とこの積層構造体と第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   When the manufacturing method of the photoelectric conversion device 10C of Example 3 described above is summarized, a green sheet / first collector and an insulating layer precursor layer (insulating layer before firing) are laminated to form a green sheet / A laminated body composed of a first current collector / insulating layer precursor layer is formed, and a catalyst layer precursor layer / second current collector is formed by laminating a catalyst layer precursor layer and a second current collector. A laminate is formed. And after laminating | stacking and baking these laminated bodies and obtaining the laminated structure of a semiconductor layer / 1st electrical power collector / insulating layer / catalyst layer / 2nd electrical power collector, the 1st base material and this laminated structure The body and the second base material are overlapped, and the first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion.

実施例4は、実施例3の変形である。実施例3にあっては、第2集電体61を多数の貫通孔が設けられた導電材料から構成した。一方、実施例4の光電変換装置10Dにあっては、組立前の端面概念図を図6の(C)に示すように、第2集電体66は導電材料層から成る。具体的には、実施例4にあっては、第2集電体66は、実施例2と同様に、第2集電体66はチタン箔から成る。そして、チタン箔上にカーボンペーストを印刷することで、触媒層前駆体層/第2集電体から成る積層体を得ることができる。そして、グリーンシート/第1集電体/絶縁層前駆体層から成る積層体と触媒層前駆体層/第2集電体から成る積層体とを積層し、実施例3と同様にして、但し、焼成条件を、空気中で、450゜C、0.5時間として、焼成を行う。その後、実施例3において説明したと同様の方法で、実施例4の光電変換装置10Dを組み立てればよい。尚、実施例2の変形例を実施例3に適用することもできる。   The fourth embodiment is a modification of the third embodiment. In Example 3, the second current collector 61 was made of a conductive material provided with a large number of through holes. On the other hand, in the photoelectric conversion device 10D of Example 4, the second current collector 66 is formed of a conductive material layer, as shown in FIG. Specifically, in the fourth embodiment, the second current collector 66 is made of a titanium foil as in the second embodiment. Then, a carbon paste is printed on the titanium foil, whereby a laminate composed of the catalyst layer precursor layer / second current collector can be obtained. Then, a laminate composed of the green sheet / first current collector / insulating layer precursor layer and a laminate composed of the catalyst layer precursor layer / second current collector were laminated, as in Example 3, except that The firing is performed in air at 450 ° C. for 0.5 hour. Then, what is necessary is just to assemble photoelectric conversion apparatus 10D of Example 4 by the method similar to having demonstrated in Example 3. FIG. Note that a modification of the second embodiment can be applied to the third embodiment.

以上に説明した実施例4の光電変換装置10Dの製造方法を纏めると、グリーンシートと第1集電体と絶縁層前駆体層と触媒層前駆体層と第2集電体とを積層することでグリーンシート/第1集電体/絶縁層前駆体層/触媒層前駆体層/第2集電体から成る積層体を形成した後、焼成し、半導体層/第1集電体/絶縁層/触媒層/第2集電体の積層構造体を得た後、第1基材とこの積層構造体と第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   When the manufacturing method of the photoelectric conversion device 10D of Example 4 described above is summarized, the green sheet, the first current collector, the insulating layer precursor layer, the catalyst layer precursor layer, and the second current collector are stacked. After forming a laminate composed of a green sheet / first current collector / insulating layer precursor layer / catalyst layer precursor layer / second current collector, and firing, a semiconductor layer / first current collector / insulating layer After obtaining the laminated structure of / catalyst layer / second current collector, the first base material, the laminated structure and the second base material are overlapped, and the first base material and the second base material are outer edge portions. Seal at.

実施例5も、実施例1の変形である。光電変換装置の組立前の断面概念図を図7の(A)に示し、端面概念図を図7の(B)に示すように、実施例5の光電変換装置10Eにあっては、光電変換装置の組立時、第1集電体51と対向する触媒層32の面に、酸化チタンから成る絶縁層44を設ける。尚、絶縁層44と第1集電体51との間には空間が設けられている。これらの点を除き、実施例5の光電変換装置10Eは、実施例1において説明した光電変換装置10Aと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。   The fifth embodiment is also a modification of the first embodiment. 7A is a conceptual cross-sectional view before assembly of the photoelectric conversion device, and a conceptual diagram of an end surface is illustrated in FIG. 7B. In the photoelectric conversion device 10E of Example 5, the photoelectric conversion When the apparatus is assembled, an insulating layer 44 made of titanium oxide is provided on the surface of the catalyst layer 32 facing the first current collector 51. A space is provided between the insulating layer 44 and the first current collector 51. Except for these points, the photoelectric conversion device 10E of Example 5 has the same configuration and structure as the photoelectric conversion device 10A described in Example 1, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例5の光電変換装置10Eの組立にあっては、実施例1と同様にして、第1集電体51と半導体層31とが一体となった半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る。一方、第2集電体61の一方の面上にカーボンペーストを印刷し、カーボンペーストの上に絶縁層44を印刷することで、絶縁層前駆体層/触媒層前駆体層/第2集電体から成る積層体を形成することができる。そして、触媒層前駆体層及び絶縁層前駆体層を、空気中で、450゜C、0.5時間といった条件に基づき焼成する。即ち、絶縁層前駆体層と触媒層前駆体層と第2集電体との積層体を焼成することで、第2集電体61と触媒層32と絶縁層44とが一体となった絶縁層/触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得ることができる。   In the assembly of the photoelectric conversion device 10E according to the fifth embodiment, as in the first embodiment, the first current collector 51 and the first current collector made of the semiconductor current 31 and the semiconductor layer 31 are integrated. One laminated structure is obtained. On the other hand, by printing a carbon paste on one surface of the second current collector 61 and printing an insulating layer 44 on the carbon paste, an insulating layer precursor layer / catalyst layer precursor layer / second current collector is printed. A laminate composed of a body can be formed. Then, the catalyst layer precursor layer and the insulating layer precursor layer are fired in air under the conditions of 450 ° C. and 0.5 hours. In other words, by firing the laminate of the insulating layer precursor layer, the catalyst layer precursor layer, and the second current collector, the second current collector 61, the catalyst layer 32, and the insulating layer 44 are integrated with each other. A second laminated structure comprising layer / catalyst layer / second current collector can be obtained.

そして、実施例5の光電変換装置10Eの組立にあっては、第1基材21と、第1積層構造体と、第2積層構造体と、第2基材22とを重ね合わせ、実施例1において説明したと同様の方法で、第1基材21と第2基材22とを外縁部において封止する。こうして、図7の(B)に示す光電変換装置10Eを得ることができる。空間は、電解質組成物42で充填される。尚、絶縁層44と第1集電体51との間に空間を設けるために、図示しないスペーサを配してもよい。   In the assembly of the photoelectric conversion device 10E of Example 5, the first substrate 21, the first stacked structure, the second stacked structure, and the second substrate 22 are superposed, 1, the first base material 21 and the second base material 22 are sealed at the outer edge portion by the same method as described in FIG. Thus, the photoelectric conversion device 10E illustrated in FIG. 7B can be obtained. The space is filled with the electrolyte composition 42. In order to provide a space between the insulating layer 44 and the first current collector 51, a spacer (not shown) may be provided.

以上に説明した実施例5の光電変換装置10Eの製造方法を纏めると、グリーンシートと第1集電体との積層体を焼成することで、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る一方、絶縁層前駆体層と触媒層前駆体層と第2集電体との積層体を焼成することで、絶縁層/触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得る。そして、第1基材と、第1積層構造体と、第2積層構造体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   When the manufacturing method of the photoelectric conversion device 10E of Example 5 described above is summarized, the first laminate composed of the semiconductor layer / first current collector is obtained by firing the laminate of the green sheet and the first current collector. While obtaining a structure, the laminated body of an insulating layer precursor layer, a catalyst layer precursor layer, and a second current collector is fired to obtain a second laminated structure comprising an insulating layer / catalyst layer / second current collector Get the body. And a 1st base material, a 1st laminated structure, a 2nd laminated structure, and a 2nd base material are piled up, and a 1st base material and a 2nd base material are sealed in an outer edge part.

実施例6は、実施例5の変形である。組立前の断面概念図を図8に示すように、実施例6にあっては、電解質層41は、不織布から成る絶縁層43(便宜上、『第1の絶縁層43』と呼ぶ)、及び、酸化チタンから成る絶縁層44(便宜上、『第2の絶縁層44』と呼ぶ)の積層構造から構成されている。第1の絶縁層43は第1集電体51と接しており、第2の絶縁層44は触媒層32上に形成されている。以上の点を除き、実施例6の光電変換装置10Fは、実施例5において説明した光電変換装置10Eと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。実施例6にあっては、電解質層41を第1の絶縁層43及び第2の絶縁層44の2層構造とするので、より高い信頼性を達成することができる。   The sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment. As shown in FIG. 8 which is a conceptual cross-sectional view before assembly, in Example 6, the electrolyte layer 41 includes an insulating layer 43 made of a nonwoven fabric (referred to as a “first insulating layer 43” for convenience), and It has a laminated structure of an insulating layer 44 made of titanium oxide (referred to as “second insulating layer 44” for convenience). The first insulating layer 43 is in contact with the first current collector 51, and the second insulating layer 44 is formed on the catalyst layer 32. Except for the above points, the photoelectric conversion device 10F of Example 6 has the same configuration and structure as the photoelectric conversion device 10E described in Example 5, and thus detailed description thereof is omitted. In Example 6, since the electrolyte layer 41 has a two-layer structure of the first insulating layer 43 and the second insulating layer 44, higher reliability can be achieved.

実施例5あるいは実施例6における第2集電体を、多数の貫通孔が設けられた導電材料の代わりに、実施例2と同様に、チタン箔から成る第2集電体66とすることもできる。例えば、実施例5において、チタン箔上にカーボンペーストを印刷した後、実施例2と同様にして、但し、焼成条件を、空気中で、450゜C、0.5時間とする。そして、実施例5において説明したと同様の方法で光電変換装置10Eを組み立てればよい。尚、実施例2の変形例を実施例5あるいは実施例6に適用することもできる。   The second current collector in Example 5 or Example 6 may be a second current collector 66 made of titanium foil in the same manner as in Example 2 instead of the conductive material provided with a large number of through holes. it can. For example, in Example 5, after printing a carbon paste on a titanium foil, the same as in Example 2, except that the firing conditions are 450 ° C. and 0.5 hours in air. And what is necessary is just to assemble the photoelectric conversion apparatus 10E by the method similar to having demonstrated in Example 5. FIG. Note that the modification of the second embodiment can be applied to the fifth or sixth embodiment.

実施例7も、実施例1の変形である。光電変換装置の組立前の断面概念図を図9の(A)に示し、組立後の端面概念図を図9の(B)に示すように、実施例7の光電変換装置10Gにあっては、光電変換装置の組立時、触媒層32と対向する第1集電体51の面(第2面51b)に酸化チタンから成る絶縁層44を設ける。尚、絶縁層44と触媒層32との間には空間が設けられている。これらの点を除き、実施例7の光電変換装置10Gは、実施例1において説明した光電変換装置10Aと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。   The seventh embodiment is also a modification of the first embodiment. 9A shows a conceptual cross-sectional view before assembly of the photoelectric conversion device, and FIG. 9B shows a conceptual diagram of the end face after assembly. When the photoelectric conversion device is assembled, the insulating layer 44 made of titanium oxide is provided on the surface (second surface 51b) of the first current collector 51 facing the catalyst layer 32. A space is provided between the insulating layer 44 and the catalyst layer 32. Except for these points, the photoelectric conversion device 10G of Example 7 has the same configuration and structure as the photoelectric conversion device 10A described in Example 1, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例7の光電変換装置10Gの組立にあっては、半導体層の前駆体である所謂グリーンシートを周知の方法で作製し、グリーンシートを第1集電体51に載置し、プレス装置を用いてグリーンシートを第1集電体51に押し込む。また、触媒層32と対向する第1集電体51の面に、絶縁層44を形成するための絶縁層前駆体を、実施例3と同様にして、形成する。こうして、グリーンシートと第1集電体51と絶縁層前駆体との積層体を形成することができる。次いで、グリーンシート及び絶縁層前駆体層を、空気中で、500゜C、0.5時間といった条件に基づき焼成することで、半導体層31と第1集電体51と絶縁層44とが一体となった半導体層/第1集電体/絶縁層から成る第1積層構造体を得ることができる。尚、第1集電体の両面のそれぞれに半導体層及び絶縁層が形成されているので、第1積層構造体に反りが発生し難い。一方、第2集電体61の一方の面上にカーボンペーストを印刷し、実施例1と同様にしてカーボンペーストを焼成することで、即ち、触媒層前駆体層と第2集電体との積層体を焼成することで、第2集電体61と触媒層32とが一体となった触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得ることができる。場合によっては、グリーンシート/第1集電体/絶縁層前駆体/触媒層前駆体の積層体を焼成した後、触媒層に第2集電体を設けてもよい。   In assembling the photoelectric conversion device 10G of Example 7, a so-called green sheet, which is a precursor of the semiconductor layer, is produced by a known method, the green sheet is placed on the first current collector 51, and the press device is The green sheet is pushed into the first current collector 51 by using it. In addition, an insulating layer precursor for forming the insulating layer 44 is formed on the surface of the first current collector 51 facing the catalyst layer 32 in the same manner as in Example 3. Thus, a laminate of the green sheet, the first current collector 51, and the insulating layer precursor can be formed. Next, the green sheet and the insulating layer precursor layer are baked in air based on conditions such as 500 ° C. and 0.5 hours, whereby the semiconductor layer 31, the first current collector 51, and the insulating layer 44 are integrated. Thus, the first laminated structure composed of the semiconductor layer / first current collector / insulating layer can be obtained. In addition, since the semiconductor layer and the insulating layer are formed on both surfaces of the first current collector, the first laminated structure is unlikely to warp. On the other hand, by printing a carbon paste on one surface of the second current collector 61 and firing the carbon paste in the same manner as in Example 1, that is, the catalyst layer precursor layer and the second current collector By firing the laminated body, it is possible to obtain a second laminated structure composed of a catalyst layer / second current collector in which the second current collector 61 and the catalyst layer 32 are integrated. In some cases, the second current collector may be provided on the catalyst layer after firing the green sheet / first current collector / insulating layer precursor / catalyst layer precursor laminate.

そして、実施例7の光電変換装置10Gの組立にあっては、第1基材21と、第1積層構造体と、第2積層構造体と、第2基材22とを重ね合わせ、実施例1において説明したと同様の方法で、第1基材21と第2基材22とを外縁部において封止する。こうして、図9の(B)に示す光電変換装置10Gを得ることができる。空間は、電解質組成物42で充填される。尚、絶縁層44と触媒層32との間に空間を設けるために、図示しないスペーサを配してもよい。   In the assembly of the photoelectric conversion device 10G according to the seventh embodiment, the first substrate 21, the first stacked structure, the second stacked structure, and the second substrate 22 are superposed. 1, the first base material 21 and the second base material 22 are sealed at the outer edge portion by the same method as described in FIG. Thus, the photoelectric conversion device 10G illustrated in FIG. 9B can be obtained. The space is filled with the electrolyte composition 42. In order to provide a space between the insulating layer 44 and the catalyst layer 32, a spacer (not shown) may be provided.

以上に説明した実施例7の光電変換装置10Gの製造方法を纏めると、グリーンシートと第1集電体と絶縁層前駆体との積層体を焼成することで、半導体層/第1集電体/絶縁層から成る第1積層構造体を得る一方、触媒層前駆体層と第2集電体との積層体を焼成することで、触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得る。そして、第1基材と、第1積層構造体と、第2積層構造体と、第2基材とを重ね合わせ、第1基材と第2基材とを外縁部において封止する。   When the manufacturing method of the photoelectric conversion device 10G of Example 7 described above is summarized, the stacked body of the green sheet, the first current collector, and the insulating layer precursor is baked, so that the semiconductor layer / first current collector is fired. / A first laminated structure comprising an insulating layer is obtained, while a laminated body of a catalyst layer precursor layer and a second current collector is fired to obtain a second laminated structure comprising a catalyst layer / second current collector. Get. And a 1st base material, a 1st laminated structure, a 2nd laminated structure, and a 2nd base material are piled up, and a 1st base material and a 2nd base material are sealed in an outer edge part.

実施例8は、実施例7の変形である。組立前の断面概念図を図10に示すように、実施例8にあっては、実施例6と同様に、電解質層41は、不織布から成る絶縁層43(第1の絶縁層43)、及び、酸化チタンから成る絶縁層44(第2の絶縁層44)の積層構造から構成されている。第2の絶縁層44は第1集電体51の触媒層32と対向する面(第2面51b)上に形成されており、第1の絶縁層43は触媒層32と接している。第2の絶縁層44を形成するための絶縁層前駆体を、実施例3と同様にして、形成する。以上の点を除き、実施例8の光電変換装置10Hは、実施例7において説明した光電変換装置10Gと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。実施例8にあっては、電解質層41を第1の絶縁層43及び第2の絶縁層44の2層構造とするので、より高い信頼性を達成することができる。   The eighth embodiment is a modification of the seventh embodiment. As shown in FIG. 10, a cross-sectional conceptual diagram before assembly is shown in FIG. 10. In Example 8, as in Example 6, the electrolyte layer 41 includes an insulating layer 43 (first insulating layer 43) made of nonwoven fabric, and , And a laminated structure of an insulating layer 44 (second insulating layer 44) made of titanium oxide. The second insulating layer 44 is formed on the surface (second surface 51 b) facing the catalyst layer 32 of the first current collector 51, and the first insulating layer 43 is in contact with the catalyst layer 32. An insulating layer precursor for forming the second insulating layer 44 is formed in the same manner as in Example 3. Except for the above points, the photoelectric conversion device 10H of the eighth embodiment has the same configuration and structure as the photoelectric conversion device 10G described in the seventh embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. In Example 8, since the electrolyte layer 41 has a two-layer structure of the first insulating layer 43 and the second insulating layer 44, higher reliability can be achieved.

実施例7あるいは実施例8における第2集電体を、多数の貫通孔が設けられた導電材料の代わりに、実施例2と同様に、チタン箔から成る第2集電体66とすることもできる。例えば、実施例7において、チタン箔上にカーボンペーストを印刷した後、実施例2と同様にして、但し、焼成条件を、空気中で、450゜C、0.5時間とする。そして、実施例7において説明したと同様の方法で光電変換装置を組み立てればよい。尚、実施例2の変形例を実施例7あるいは実施例8に適用することもできる。   The second current collector in Example 7 or Example 8 may be a second current collector 66 made of titanium foil in the same manner as in Example 2 instead of the conductive material provided with a large number of through holes. it can. For example, in Example 7, after printing the carbon paste on the titanium foil, the same as in Example 2, except that the firing conditions are 450 ° C. and 0.5 hours in air. Then, the photoelectric conversion device may be assembled by the same method as described in the seventh embodiment. Note that the modification of the second embodiment can be applied to the seventh or eighth embodiment.

実施例9は、本開示のリード部材付き光電変換装置に関する。実施例9の光電変換装置10Jの組立前の断面概念図を図11の(A)に示し、組立後の端面概念図を図11の(B)に示す。また、実施例9の光電変換装置の模式的な平面図、及び、図12の(A)の矢印B−Bに沿った模式的な断面図を、それぞれ、図12の(A)及び(B)に示し、第1集電体、半導体層及び第1リード部材を、第2基材側から眺めた模式的な平面図を図13に示し、第2集電体、触媒層及び第2リード部材を、第1基材側から眺めた模式的な平面図を図14に示す。尚、実施例9の光電変換装置は、リード部材の有無を除き、実質的に、実施例1〜実施例8あるいはそれらの変形例において説明した光電変換装置と同様の構成、構造を有する。   Example 9 relates to a photoelectric conversion device with a lead member of the present disclosure. A conceptual cross-sectional view of the photoelectric conversion device 10J of Example 9 before assembly is shown in FIG. 11A, and an end face conceptual diagram after assembly is shown in FIG. Further, a schematic plan view of the photoelectric conversion device of Example 9 and a schematic cross-sectional view along the arrow BB in FIG. 12A are respectively shown in FIGS. ), And a schematic plan view of the first current collector, the semiconductor layer, and the first lead member as viewed from the second base material side is shown in FIG. 13, and the second current collector, the catalyst layer, and the second lead are shown in FIG. FIG. 14 shows a schematic plan view of the member viewed from the first base material side. The photoelectric conversion device of Example 9 has substantially the same configuration and structure as those of the photoelectric conversion devices described in Examples 1 to 8 or their modifications except for the presence or absence of a lead member.

実施例9の光電変換装置10Jは、リード部材本体部(第1リード部材本体部72)及びリード部材延在部(第1リード部材延在部73)から構成され、導電材料片から成り、生成した電力を出力するためのリード部材(第1リード部材71)を更に備えている。そして、第1集電体51の外縁部に第1リード部材本体部72が取り付けられており、第1リード部材延在部73は光電変換装置10Jの外側に突出している。具体的には、第1集電体51は、第1集電体本体部52、及び、第1集電体本体部52から延在する第1集電体延在部53から構成されており、第1リード部材本体部72は第1集電体延在部53に溶接法に基づき取り付けられている。第1集電体51の平面形状は矩形であり、第1の方向に沿って延びる第1の辺51A及び第3の辺51C、並びに、第1の方向と直交する第2の方向に沿って延びる第2の辺51B及び第4の辺51Dを有し、第1集電体延在部53は第1の辺51Aに沿って位置する。   The photoelectric conversion device 10J of Example 9 includes a lead member main body portion (first lead member main body portion 72) and a lead member extension portion (first lead member extension portion 73). A lead member (first lead member 71) for outputting the generated electric power. And the 1st lead member main-body part 72 is attached to the outer edge part of the 1st electrical power collector 51, and the 1st lead member extension part 73 protrudes the outer side of the photoelectric conversion apparatus 10J. Specifically, the first current collector 51 includes a first current collector main body 52 and a first current collector extending portion 53 extending from the first current collector main body 52. The first lead member main body 72 is attached to the first current collector extension 53 based on a welding method. The planar shape of the first current collector 51 is rectangular, and the first side 51A and the third side 51C extending along the first direction and the second direction orthogonal to the first direction. It has the 2nd edge | side 51B and 4th edge | side 51D which extend, and the 1st collector extension part 53 is located along 51 A of 1st edge | sides.

また、実施例9の光電変換装置10Jは、第2リード部材本体部82及び第2リード部材延在部83から構成され、導電材料片から成り、生成した電力を出力するための第2リード部材81を更に備えており、第2集電体61の外縁部に第2リード部材本体部82が取り付けられており、第2リード部材延在部83は光電変換装置10Jの外側に突出している。第2集電体61は、具体的には、第2集電体本体部62、及び、第2集電体本体部62から延在する第2集電体延在部63から構成されており、第2リード部材本体部82は、第2集電体延在部63に溶接法に基づき取り付けられている。第2集電体61の平面形状は矩形であり、第1の方向に沿って延びる第1の辺61A及び第3の辺61C、並びに、第1の方向と直交する第2の方向に沿って延びる第2の辺61B及び第4の辺61Dを有し、第2集電体延在部63は第3の辺61Cに沿って位置する。   Further, the photoelectric conversion device 10J of Example 9 is composed of a second lead member main body portion 82 and a second lead member extending portion 83, is made of a conductive material piece, and is a second lead member for outputting generated power. 81, the second lead member main body 82 is attached to the outer edge of the second current collector 61, and the second lead member extending portion 83 protrudes outside the photoelectric conversion device 10J. Specifically, the second current collector 61 includes a second current collector main body 62 and a second current collector extending portion 63 extending from the second current collector main body 62. The second lead member main body portion 82 is attached to the second current collector extending portion 63 based on a welding method. The planar shape of the second current collector 61 is a rectangle, and extends along the first side 61A and the third side 61C extending along the first direction, and the second direction orthogonal to the first direction. The second current collector extending portion 63 has a second side 61B and a fourth side 61D that extend, and is positioned along the third side 61C.

尚、第2集電体61の第1の辺61A、第2の辺61B、第3の辺61C及び第4の辺61Dのそれぞれは、第1集電体51の第1の辺51A、第2の辺51B、第3の辺51C及び第4の辺51Dに対応している。しかも、第1リード部材71の射影像は、第2リード部材81の射影像と重なっていない。また、第1集電体本体部52と第2集電体本体部62とは重なり合うが、第1集電体延在部53と第2集電体延在部63とは重なっていない。しかも、第1リード部材延在部73及び第2リード部材延在部83は、光電変換装置10Jの同じ辺から外側に突出している。このような構造を採用することで、第1リード部材延在部73及び第2リード部材延在部83が短絡することが無いし、配線等の取り扱いが容易か、簡素化される。   Each of the first side 61A, the second side 61B, the third side 61C, and the fourth side 61D of the second current collector 61 is the first side 51A of the first current collector 51, the second side 61D. This corresponds to the second side 51B, the third side 51C, and the fourth side 51D. In addition, the projected image of the first lead member 71 does not overlap the projected image of the second lead member 81. In addition, the first current collector main body 52 and the second current collector main body 62 overlap, but the first current collector extension 53 and the second current collector extension 63 do not overlap. Moreover, the first lead member extending portion 73 and the second lead member extending portion 83 protrude outward from the same side of the photoelectric conversion device 10J. By adopting such a structure, the first lead member extending portion 73 and the second lead member extending portion 83 are not short-circuited, and the handling of wiring or the like is easy or simplified.

ここで、第1リード部材71及び第2リード部材81を構成する導電材料片は、具体的には、チタン(Ti)の薄板から成る。   Here, the conductive material pieces constituting the first lead member 71 and the second lead member 81 are specifically made of a thin plate of titanium (Ti).

そして、第1基材21と第2基材22とが封止されている部分において、第1基材21と第1リード部材71との間、及び、第2基材22と第1リード部材71との間に接着剤層54が配されている。同様に、第1基材21と第2基材22とが封止されている部分において、第1基材21と第2リード部材81との間、及び、第2基材22と第2リード部材81との間に接着剤層64が配されている。ここで、接着剤層54,64を構成する材料は、例えば、三菱化学株式会社製のモディック[登録商標]といったポリオフィン系接着性樹脂から成る。そして、これによって、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。   And in the part by which the 1st base material 21 and the 2nd base material 22 are sealed, between the 1st base material 21 and the 1st lead member 71, and the 2nd base material 22 and the 1st lead member An adhesive layer 54 is disposed between the two and 71. Similarly, in the portion where the first base material 21 and the second base material 22 are sealed, between the first base material 21 and the second lead member 81 and between the second base material 22 and the second lead. An adhesive layer 64 is disposed between the member 81. Here, the material constituting the adhesive layers 54 and 64 is made of, for example, a polyolefin adhesive resin such as Modic [registered trademark] manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. And thereby, the reliability of a photoelectric conversion apparatus can be improved further.

実施例9の光電変換装置10Jの製造にあっては、例えば、実施例1と同様にして、第1集電体51(より具体的には、第1集電体本体部52であり、以下においても同様)と半導体層31とが一体となった半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得ることができる。そして、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体を得る前に、あるいは、得た後に、第1リード部材本体部72を第1集電体延在部53に、上述した方法に基づき取り付ける。また、実施例9の光電変換装置10Jにあっては、例えば、実施例1と同様にして、第2集電体61(より具体的には、第2集電体本体部62であり、以下においても同様)と触媒層32とが一体となった触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得ることができる。そして、触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体を得る前に、あるいは、得た後に、第2リード部材本体部82を第2集電体延在部63に、上述した方法に基づき取り付ける。   In the manufacture of the photoelectric conversion device 10J of Example 9, for example, in the same manner as in Example 1, the first current collector 51 (more specifically, the first current collector body 52, And the first laminated structure composed of the semiconductor layer / first current collector in which the semiconductor layer 31 is integrated. Then, before or after obtaining the first laminated structure including the semiconductor layer / first current collector, the first lead member main body portion 72 is used as the first current collector extending portion 53 to obtain the above-described method. Install based on. In the photoelectric conversion device 10J according to the ninth embodiment, for example, in the same manner as in the first embodiment, the second current collector 61 (more specifically, the second current collector main body 62 is described below). And the like, and a second laminated structure composed of a catalyst layer / second current collector integrated with the catalyst layer 32 can be obtained. Then, before or after obtaining the second laminated structure composed of the catalyst layer / second current collector, or after obtaining the second lead member main body portion 82 as the second current collector extending portion 63, the method described above. Install based on.

そして、実施例9の光電変換装置10Jの組立にあっては、第1基材21と、半導体層/第1集電体から成る第1積層構造体と、不織布から成る絶縁層43と、触媒層/第2集電体から成る第2積層構造体と、第2基材22とを重ね合わせ、第1リード部材延在部73を外側に突出した状態とし、第2リード部材延在部83も外側に突出した状態とする。尚、接着剤層54,64を上述したとおりに配する。そして、第1基材21と第2基材22とを、それらの外縁部の三辺において、熱融着フィルムから成る封止材料23によって封止する(貼り合わせる)。その後、開放状態とされている残りの一辺から、電解質組成物42を不織布及び半導体層31に含浸させる。次いで、減圧下、この残りの一辺を封止材料23によって封止する。こうして、図11の(B)に示す光電変換装置10Jを得ることができる。以下に説明する実施例10〜実施例13においても同様である。   In the assembly of the photoelectric conversion device 10J of Example 9, the first base material 21, the first laminated structure composed of the semiconductor layer / first current collector, the insulating layer 43 composed of the nonwoven fabric, the catalyst The second laminated structure composed of the layer / second current collector and the second base material 22 are overlapped with each other so that the first lead member extending portion 73 protrudes outward, and the second lead member extending portion 83 is formed. Is also projected outward. The adhesive layers 54 and 64 are arranged as described above. And the 1st base material 21 and the 2nd base material 22 are sealed (bonded together) with the sealing material 23 which consists of a heat-fusion film in the three sides of those outer edge parts. Thereafter, the nonwoven fabric and the semiconductor layer 31 are impregnated with the electrolyte composition 42 from the remaining one side that is open. Next, the remaining one side is sealed with the sealing material 23 under reduced pressure. Thus, the photoelectric conversion device 10J illustrated in FIG. 11B can be obtained. The same applies to Example 10 to Example 13 described below.

以上に説明した実施例9の光電変換装置10Jの製造方法は、第1リード部材、第2リード部材の第1集電体延在部、第2集電体延在部への取付けを除き、実施例1〜実施例8の光電変換装置の製造方法の纏めと同様とすることができる。   In the manufacturing method of the photoelectric conversion device 10J of Example 9 described above, except for the attachment of the first lead member, the second lead member to the first current collector extension portion, and the second current collector extension portion, It can be the same as that of the summary of the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus of Example 1- Example 8.

実施例9の光電変換装置において、第1集電体は多数の貫通孔が設けられた導電材料から成り、第1リード部材は導電材料片から成り、第1集電体の外縁部に第1リード部材本体部が取り付けられており、第1リード部材延在部が光電変換装置の外側に突出しているので、半導体層に接するメッシュ状の第1集電体から第1リード部材の一部を外部に適切に、且つ、確実に出すことができる。また、第2集電体も多数の貫通孔が設けられた導電材料から成り、第2リード部材は導電材料片から成り、第2集電体の外縁部に第2リード部材本体部が取り付けられており、第2リード部材延在部が光電変換装置の外側に突出しているので、メッシュ状の第2集電体から第2リード部材の一部を外部に適切に、且つ、確実に出すことができる。そして、以上の結果として、光電変換装置に高い信頼性を付与することができる。   In the photoelectric conversion device of Example 9, the first current collector is made of a conductive material provided with a large number of through holes, the first lead member is made of a conductive material piece, and the first current collector is formed on the outer edge portion of the first current collector. Since the lead member main body is attached and the first lead member extending portion protrudes outside the photoelectric conversion device, a part of the first lead member is removed from the mesh-shaped first current collector in contact with the semiconductor layer. Appropriately and reliably output to the outside. The second current collector is also made of a conductive material provided with a large number of through holes, the second lead member is made of a conductive material piece, and the second lead member main body is attached to the outer edge of the second current collector. Since the second lead member extending portion protrudes outside the photoelectric conversion device, a part of the second lead member can be appropriately and reliably taken out from the mesh-like second current collector. Can do. As a result, high reliability can be imparted to the photoelectric conversion device.

実施例10は、実施例9の変形である。実施例10の光電変換装置10Kにあっては、模式的な端面図を図15の(A)に示すように、第1リード部材本体部72は、第1集電体延在部53の上面、及び、第1集電体延在部53の下面に取り付けられている。尚、『上面』とは第1基材に対向する面(第1面51a)を指し、『下面』とは第2基材に対向する面(第2面51b)を指す。具体的には、第1リード部材71は2つの導電材料片71A,71Bから構成されており、第1リード部材延在部73は、これらの2つの導電材料片71A,71Bが、例えば、溶接によって一体化されて構成されている。一方、第1リード部材本体部72においては、これらの2つの導電材料片71A,71Bによって第1集電体延在部53が挟まれた状態で、これらの2つの導電材料片71A,71Bは第1集電体延在部53に取り付けられている。   The tenth embodiment is a modification of the ninth embodiment. In the photoelectric conversion device 10K according to the tenth embodiment, as shown in a schematic end view of FIG. 15A, the first lead member main body 72 is an upper surface of the first current collector extension 53. And attached to the lower surface of the first current collector extension portion 53. The “upper surface” refers to the surface (first surface 51a) facing the first base material, and the “lower surface” refers to the surface (second surface 51b) facing the second base material. Specifically, the first lead member 71 is composed of two conductive material pieces 71A and 71B, and the first lead member extending portion 73 is formed by welding these two conductive material pieces 71A and 71B, for example, by welding. It is constituted by being integrated. On the other hand, in the first lead member main body 72, in the state where the first current collector extension portion 53 is sandwiched between the two conductive material pieces 71A and 71B, the two conductive material pieces 71A and 71B are The first current collector extension 53 is attached.

また、第2リード部材本体部82は、第2集電体延在部63の上面、及び、第2集電体延在部63の下面に取り付けられている。具体的には、第2リード部材81は2つの導電材料片81A,81Bから構成されており、第2リード部材延在部83は、これらの2つの導電材料片81A,81Bが、例えば、溶接によって一体化されて構成されている。一方、第2リード部材本体部82においては、これらの2つの導電材料片81A,81Bによって第2集電体延在部63が挟まれた状態で、これらの2つの導電材料片81A,81Bは第2集電体延在部63に取り付けられている。   The second lead member main body 82 is attached to the upper surface of the second current collector extending portion 63 and the lower surface of the second current collector extending portion 63. Specifically, the second lead member 81 is composed of two conductive material pieces 81A and 81B, and the second lead member extending portion 83 is formed by, for example, welding these two conductive material pieces 81A and 81B. It is constituted by being integrated. On the other hand, in the second lead member main body portion 82, these two conductive material pieces 81 </ b> A and 81 </ b> B are in a state where the second current collector extending portion 63 is sandwiched between these two conductive material pieces 81 </ b> A and 81 </ b> B. It is attached to the second current collector extension part 63.

あるいは又、模式的な端面図を図15の(B)に示し、第1リード部材71を展開したときの模式的な平面図を図15の(C)に示すように、第1リード部材71は、幅が広い第1リード部材本体部72と、幅が狭い第1リード部材延在部73から構成されており、第1リード部材本体部72は、第1集電体51の第1の辺51A、並びに、第1集電体延在部53の上面及び下面を覆うように、幅広の第1リード部材本体部72が折り曲げられて、第1集電体延在部53に取り付けられている。   Alternatively, a schematic end view is shown in FIG. 15B, and a schematic plan view when the first lead member 71 is developed is shown in FIG. Is composed of a first lead member main body portion 72 having a large width and a first lead member extending portion 73 having a small width, and the first lead member main body portion 72 is a first lead member 51 of the first current collector 51. A wide first lead member main body 72 is bent and attached to the first current collector extending portion 53 so as to cover the side 51A and the upper and lower surfaces of the first current collector extending portion 53. Yes.

あるいは又、第2リード部材81を展開したときの模式的な平面図を図15の(D)に示すように、第2リード部材81は、幅が広い第2リード部材本体部82と、幅が狭い第2リード部材延在部83から構成されており、第2リード部材本体部82は、第2集電体61の第3の辺61C、並びに、第2集電体延在部63の上面及び下面を覆うように、幅広の第2リード部材本体部82が折り曲げられて、第2集電体延在部63に取り付けられている。   Alternatively, as shown in FIG. 15D, a schematic plan view when the second lead member 81 is expanded is shown. The second lead member 81 includes a wide second lead member main body 82 and a width. The second lead member extending portion 83 is narrow, and the second lead member main body portion 82 includes the third side 61C of the second current collector 61 and the second current collector extending portion 63. A wide second lead member main body portion 82 is bent and attached to the second current collector extending portion 63 so as to cover the upper surface and the lower surface.

以上のような構成、構造を採用することで、第1集電体延在部53への第1リード部材本体部72の取付け、第2集電体延在部63への第2リード部材本体部82の取付けを一層確実に行うことができる。   By adopting the configuration and structure as described above, the first lead member main body 72 is attached to the first current collector extending portion 53 and the second lead member main body is attached to the second current collector extending portion 63. The part 82 can be attached more reliably.

以上の点を除き、実施例10の光電変換装置は、実施例9において説明した光電変換装置と同じ構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the photoelectric conversion device of Example 10 can have the same configuration and structure as the photoelectric conversion device described in Example 9, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例11は、実施例9あるいは実施例10の変形である。模式的な平面図を図16及び図17に示すように、例えば、実施例9の光電変換装置を変形した実施例11の光電変換装置10Lにあっては、第1集電体51の第2の辺51B及び第4の辺51Dは、ポリオフィン系接着性樹脂(具体的には、三菱化学株式会社製のモディック[登録商標])から成る被覆層55で被覆されており、同様に、第2集電体61の第2の辺61B及び第4の辺61Dは、被覆層55と同様の被覆層65で被覆されている。そして、これによって、第1集電体51と第2集電体61との間における短絡発生を確実に防止することができる。被覆層55,65は、第2の辺51B,61B及び第4の辺51D,61Dを、上記の材料を浸漬するディップ法、あるいは、印刷法、ディスペンサを用いる方法等、任意の方法に基づき形成することができる。場合によっては、第1集電体51の第3の辺51C、第2集電体61の第1の辺61Aを被覆層55,65で被覆してもよい。尚、被覆層55,65を明示するために、被覆層55,65に斜線を付した。   Example 11 is a modification of Example 9 or Example 10. 16 and 17, for example, in the photoelectric conversion device 10L of Example 11 in which the photoelectric conversion device of Example 9 is modified, the second of the first current collector 51 is shown. The side 51 </ b> B and the fourth side 51 </ b> D are covered with a coating layer 55 made of polyophine-based adhesive resin (specifically, Modic [registered trademark] manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The second side 61 </ b> B and the fourth side 61 </ b> D of the two current collectors 61 are covered with a coating layer 65 similar to the coating layer 55. As a result, the occurrence of a short circuit between the first current collector 51 and the second current collector 61 can be reliably prevented. The covering layers 55 and 65 are formed on the second sides 51B and 61B and the fourth sides 51D and 61D based on an arbitrary method such as a dipping method in which the above materials are immersed, a printing method, or a method using a dispenser. can do. In some cases, the third side 51C of the first current collector 51 and the first side 61A of the second current collector 61 may be covered with the covering layers 55 and 65. In order to clearly show the coating layers 55 and 65, the coating layers 55 and 65 are hatched.

また、場合によっては、模式的な平面図を図18及び図19に示すように、被覆層55は、更に、第1集電体延在部53及び第1リード部材本体部72を被覆している構成とすることができるし、被覆層65は、更に、第2集電体延在部63及び第2リード部材本体部82を被覆している構成とすることができる。そして、これによって、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。   Further, in some cases, as shown in FIGS. 18 and 19, schematic plan views, the covering layer 55 further covers the first current collector extension portion 53 and the first lead member main body portion 72. The covering layer 65 may further cover the second current collector extending portion 63 and the second lead member main body portion 82. And thereby, the reliability of a photoelectric conversion apparatus can be improved further.

以上の点を除き、実施例11の光電変換装置は、実施例9あるいは実施例10において説明した光電変換装置と同じ構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the photoelectric conversion device of Example 11 can have the same configuration and structure as the photoelectric conversion device described in Example 9 or Example 10, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例12は、実施例9〜実施例11の変形である。例えば、実施例9の光電変換装置を変形した実施例12の光電変換装置10Mにあっては、模式的な平面図を図20に示すように、第1集電体51の第2の辺51Bと第3の辺51Cの交わる部分及び第4の辺51Dと第3の辺51Cの交わる部分が、面取りされている。具体的には、第1集電体51の第2の辺51Bと第3の辺51Cの交わる部分及び第4の辺51Dと第3の辺51Cの交わる部分が、切り欠かれている。同様に、模式的な平面図を図21に示すように、第2集電体61の第2の辺61Bと第1の辺61Aの交わる部分及び第4の辺61Dと第1の辺61Aの交わる部分が、面取りされている。具体的には、第2集電体61の第2の辺61Bと第1の辺61Aの交わる部分及び第4の辺61Dと第1の辺61Aの交わる部分が、切り欠かれている。そして、これによっても、光電変換装置の信頼性を一層向上させることができる。   The twelfth embodiment is a modification of the ninth to eleventh embodiments. For example, in the photoelectric conversion device 10M according to the twelfth embodiment, which is a modification of the photoelectric conversion device according to the ninth embodiment, a schematic plan view of the second side 51B of the first current collector 51 is shown in FIG. The portion where the third side 51C intersects and the portion where the fourth side 51D and the third side 51C intersect are chamfered. Specifically, a portion where the second side 51B and the third side 51C of the first current collector 51 intersect and a portion where the fourth side 51D and the third side 51C intersect are cut out. Similarly, as shown in FIG. 21, a schematic plan view of the second current collector 61 where the second side 61B and the first side 61A intersect and the fourth side 61D and the first side 61A. The intersecting part is chamfered. Specifically, a portion where the second side 61B and the first side 61A of the second current collector 61 intersect and a portion where the fourth side 61D and the first side 61A intersect are cut out. This also makes it possible to further improve the reliability of the photoelectric conversion device.

以上の点を除き、実施例12の光電変換装置は、実施例9〜実施例11において説明した光電変換装置と同じ構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the photoelectric conversion device of Example 12 can have the same configuration and structure as those of the photoelectric conversion devices described in Examples 9 to 11, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例13は、実施例9〜実施例12の変形である。実施例13の光電変換装置10Nの組立前の断面概念図、及び、組立後の端面概念図を図22の(A)及び(B)に示すように、実施例13にあっては、第1基材21にヒートシール層24が設けられている。具体的には、第1基材21に二軸延伸したポリプロピレン(CPP)フィルムから成るヒートシール層24が積層されている。そして、第1基材21と第2基材22との外縁部は、ヒートシール層24によって封止される。また、ヒートシール層24を介して半導体層31を第1基材21に接着させることで、半導体層31と第1基材21との間に隙間が生じることが無くなり、半導体層31と第1基材21との間に電解質組成物が侵入することを防止できるし、入射光のロス発生、入射光の不所望の吸収発生を防止することができる。   The thirteenth embodiment is a modification of the ninth to twelfth embodiments. As shown in FIGS. 22 (A) and 22 (B), a sectional conceptual diagram before assembly of the photoelectric conversion device 10N of the thirteenth embodiment and an end surface conceptual diagram after the assembly are shown in FIGS. A heat seal layer 24 is provided on the substrate 21. Specifically, a heat seal layer 24 made of a polypropylene (CPP) film biaxially stretched is laminated on the first base material 21. And the outer edge part of the 1st base material 21 and the 2nd base material 22 is sealed with the heat seal layer 24. FIG. In addition, by adhering the semiconductor layer 31 to the first base material 21 via the heat seal layer 24, no gap is generated between the semiconductor layer 31 and the first base material 21. It is possible to prevent the electrolyte composition from entering between the base material 21 and the occurrence of incident light loss and undesired absorption of incident light.

以上の点を除き、実施例13の光電変換装置は、実施例9〜実施例12において説明した光電変換装置と同じ構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、ヒートシール層24を、実施例1〜実施例8あるいはそれらの変形例において説明した光電変換装置に適用することができる。   Except for the above points, the photoelectric conversion device of Example 13 can have the same configuration and structure as those of the photoelectric conversion devices described in Examples 9 to 12, and thus detailed description thereof is omitted. Moreover, the heat seal layer 24 can be applied to the photoelectric conversion devices described in the first to eighth embodiments or the modifications thereof.

以上、本開示の光電変換装置及びその製造方法を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した光電変換装置の構成、構造、用いた材料や仕様、製造方法等は例示であり、適宜、選択、変更することができる。   Although the photoelectric conversion device and the manufacturing method thereof according to the present disclosure have been described based on the preferred embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments. The configuration, structure, used materials and specifications, manufacturing method, and the like of the photoelectric conversion device described in the embodiments are examples, and can be appropriately selected and changed.

例えば、実施例9〜実施例13にあっては、第1リード部材を専ら第1集電体の下面(第2面51b)に配したが、第1集電体の上面(第1面51a)に配してもよい。また、第2リード部材を専ら第2集電体の上面に配したが、第2集電体の下面に配してもよい。また、例えば、図23の(A)に実施例9の光電変換装置の変形例10J’の組立前の断面概念図を示すように、第1集電体51の外縁部にリード部材本体部(第1リード部材本体部)72を取り付けてもよい。尚、図23の(A)に示す例にあっては、リード部材本体部(第1リード部材本体部)72は半導体層31で覆われている。あるいは又、図23の(B)に実施例9の光電変換装置の変形例10J”の組立前の断面概念図を示すように、第2集電体61の外縁部に第2リード部材本体部82を取り付けてもよい。尚、図23の(B)に示す例にあっては、第2リード部材本体部82は触媒層32で覆われている。更には、実施例9の光電変換装置の変形例10J’と変形例10J”とを組み合わせることもできることは云うまでもない。   For example, in the ninth to thirteenth embodiments, the first lead member is arranged exclusively on the lower surface (second surface 51b) of the first current collector, but the upper surface (first surface 51a) of the first current collector. ). Further, although the second lead member is disposed exclusively on the upper surface of the second current collector, it may be disposed on the lower surface of the second current collector. Further, for example, as shown in a cross-sectional conceptual diagram of the photoelectric conversion device modification 10J ′ of the ninth embodiment before assembly in FIG. 23A, a lead member main body ( A first lead member main body portion 72 may be attached. In the example shown in FIG. 23A, the lead member main body (first lead member main body) 72 is covered with the semiconductor layer 31. Alternatively, as shown in a cross-sectional conceptual diagram of the photoelectric conversion device modification 10J ″ of the ninth embodiment before assembly in FIG. 23B, the second lead member main body portion is formed on the outer edge portion of the second current collector 61. 23, the second lead member body 82 is covered with the catalyst layer 32. Furthermore, the photoelectric conversion device of Example 9 is also possible. It goes without saying that the modified example 10J ′ and the modified example 10J ″ can be combined.

10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H,10J,10J’,10J”,10K,10L,10M,10N・・・光電変換装置、21・・・第1基材、22・・・第2基材、23・・・封止材料、31・・・半導体層、31a・・・半導体層の表面、32・・・触媒層、41・・・電解質層、42・・・電解質組成物、43,44・・・絶縁層、51・・・第1集電体、51a・・・第1集電体の第1面、51b・・・第1集電体の第2面、51c・・・第1集電体に設けられた貫通孔、51A・・・第1集電体の第1の辺、51B・・・第1集電体の第2の辺、51C・・・第1集電体の第3の辺、51D・・・第1集電体の第4の辺、52・・・第1集電体本体部、53・・・第1集電体延在部、54,64・・・接着剤層、55,65・・・被覆層、61,66・・・第2集電体、61A・・・第2集電体の第2の辺、61B・・・第2集電体の第2の辺、61C・・・第2集電体の第3の辺、61D・・・第2集電体の第4の辺、62・・・第2集電体本体部、63・・・第2集電体延在部、71・・・第1集電体、71A,71B,81A,81B・・・導電材料片、72・・・第1集電体本体部、73・・・第1集電体延在部、81・・・第2集電体、82・・・第2集電体本体部、83・・・第2集電体延在部 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10J, 10J ', 10J ", 10K, 10L, 10M, 10N ... photoelectric conversion device, 21 ... first base material, 22 ... -2nd base material, 23 ... sealing material, 31 ... semiconductor layer, 31a ... surface of semiconductor layer, 32 ... catalyst layer, 41 ... electrolyte layer, 42 ... electrolyte composition , 43, 44 ... insulating layer, 51 ... first current collector, 51a ... first surface of the first current collector, 51b ... second surface of the first current collector, 51c ... a through-hole provided in the first current collector, 51A ... first side of the first current collector, 51B ... second side of the first current collector, 51C ... first 3rd side of 1 current collector, 51D ... 4th side of 1st current collector, 52 ... 1st current collector body part, 53 ... 1st current collector extension part, 54, 64 .... Adhesive layer, 55, 65 ... Cover layer, 61, 66 ... Second current collector, 61A ... Second side of second current collector, 61B ... Second current collector The second side of the body, 61C ... the third side of the second current collector, 61D ... the fourth side of the second current collector, 62 ... the second current collector main body, 63 2nd current collector extension part, 71 ... 1st current collector, 71A, 71B, 81A, 81B ... Conductive material piece, 72 ... 1st current collector body part, 73 ..First current collector extension part, 81... Second current collector, 82... Second current collector body part, 83.

Claims (14)

(A)第1基材及び第2基材、
(B)第1基材と第2基材との間に、第1基材側から、順次、設けられた、半導体層、第1基材と対向する第1面及び第2基材と対向する第2面を有する第1集電体、電解質層、触媒層、並びに、第2集電体、
を備え、第1基材と第2基材とは外縁部において封止されており、
第1集電体は、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る光電変換装置の製造方法であって、
セラミック・グリーンシートから成る半導体層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第1面に転写し、その後、半導体層前駆体層を焼成することで半導体層を得る光電変換装置の製造方法。
(A) 1st base material and 2nd base material,
(B) Between the first base material and the second base material, provided sequentially from the first base material side, facing the semiconductor layer, the first surface facing the first base material, and the second base material. A first current collector having a second surface, an electrolyte layer, a catalyst layer, and a second current collector,
The first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion,
The first current collector is a method for manufacturing a photoelectric conversion device made of a conductive material provided with a large number of through holes,
A photoelectric conversion device for obtaining a semiconductor layer by transferring a semiconductor layer precursor layer made of a ceramic green sheet to a first surface of a first current collector using a pressing device and then firing the semiconductor layer precursor layer. Production method.
(A)第1基材及び第2基材、
(B)第1基材と第2基材との間に、第1基材側から、順次、設けられた、半導体層、第1基材と対向する第1面及び第2基材と対向する第2面を有する第1集電体、電解質層、触媒層、並びに、第2集電体、
を備え、第1基材と第2基材とは外縁部において封止されており、
第1集電体は、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成る光電変換装置の製造方法であって、
第1集電体の第1面上に半導体層を形成し、且つ、第1集電体に設けられた貫通孔に半導体層の厚さ方向の一部を侵入させる光電変換装置の製造方法。
(A) 1st base material and 2nd base material,
(B) Between the first base material and the second base material, provided sequentially from the first base material side, facing the semiconductor layer, the first surface facing the first base material, and the second base material. A first current collector having a second surface, an electrolyte layer, a catalyst layer, and a second current collector,
The first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion,
The first current collector is a method for manufacturing a photoelectric conversion device made of a conductive material provided with a large number of through holes,
A method for manufacturing a photoelectric conversion device, wherein a semiconductor layer is formed on a first surface of a first current collector, and a part of the semiconductor layer in a thickness direction is inserted into a through hole provided in the first current collector.
第1集電体の第1面上に半導体層を形成し、且つ、第1集電体に設けられた貫通孔に半導体層の厚さ方向の一部を侵入させる工程は、セラミック・グリーンシートから成る半導体層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第1面に転写し、その後、半導体層前駆体層を焼成することで半導体層を得る工程から成る請求項2に記載の光電変換装置の製造方法。   The step of forming a semiconductor layer on the first surface of the first current collector and causing a part of the thickness of the semiconductor layer to enter the through-hole provided in the first current collector is a ceramic green sheet. 3. The semiconductor layer precursor layer comprising: transferring the semiconductor layer precursor layer to the first surface of the first current collector using a pressing device; and thereafter firing the semiconductor layer precursor layer to obtain the semiconductor layer. Method for manufacturing a photoelectric conversion device. 第1集電体の第2面には絶縁層が形成されている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。   The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein an insulating layer is formed on the second surface of the first current collector. 絶縁層前駆体層をプレス装置を用いて第1集電体の第2面に転写し、その後、絶縁層前駆体層を焼成することで絶縁層を得る請求項4に記載の光電変換装置の製造方法。   5. The photoelectric conversion device according to claim 4, wherein the insulating layer precursor layer is transferred to the second surface of the first current collector using a pressing device, and then the insulating layer precursor layer is baked to obtain the insulating layer. Production method. 半導体層は酸化チタンから成る請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。   The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of titanium oxide. (A)第1基材及び第2基材、
(B)第1基材と第2基材との間に、第1基材側から、順次、設けられた、半導体層、第1基材と対向する第1面及び第2基材と対向する第2面を有する第1集電体、電解質層、触媒層、並びに、第2集電体、
を備え、第1基材と第2基材とは外縁部において封止されており、
第1集電体は、多数の貫通孔が設けられた導電材料から成り、
第1集電体の第1面上に形成された半導体層の厚さ方向の一部は、第1集電体に設けられた貫通孔に侵入している光電変換装置。
(A) 1st base material and 2nd base material,
(B) Between the first base material and the second base material, provided sequentially from the first base material side, facing the semiconductor layer, the first surface facing the first base material, and the second base material. A first current collector having a second surface, an electrolyte layer, a catalyst layer, and a second current collector,
The first base material and the second base material are sealed at the outer edge portion,
The first current collector is made of a conductive material provided with a large number of through holes,
A photoelectric conversion device in which a part of the semiconductor layer formed on the first surface of the first current collector in the thickness direction enters a through-hole provided in the first current collector.
半導体層の厚さ方向の一部は、第1集電体の第2面にまでは到達していない請求項7に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 7, wherein a part of the thickness direction of the semiconductor layer does not reach the second surface of the first current collector. 第1集電体の平均厚さをt1
第1集電体に設けられた貫通孔に侵入した半導体層の厚さ方向の一部の平均侵入長をs1としたとき、
0<s1/t1≦1
を満足する請求項8に記載の光電変換装置。
The average thickness of the first current collector is t 1 ,
When the average penetration depth in the thickness direction of a part of the semiconductor layer that has penetrated into the through-hole provided in the first current collector is s 1 ,
0 <s 1 / t 1 ≦ 1
The photoelectric conversion device according to claim 8 satisfying
0.2≦s1/t1≦1
を満足する請求項9に記載の光電変換装置。
0.2 ≦ s 1 / t 1 ≦ 1
The photoelectric conversion device according to claim 9, wherein:
第1基材に面した半導体層の表面の表面粗さRaは、2μm以下である請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載の光電変換装置。   11. The photoelectric conversion device according to claim 7, wherein the surface roughness Ra of the surface of the semiconductor layer facing the first base material is 2 μm or less. 第1集電体の第2面には絶縁層が形成されている請求項7乃至請求項11のいずれか1項に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 7, wherein an insulating layer is formed on the second surface of the first current collector. 絶縁層によって電解質層が構成され、絶縁層には電解質組成物が含浸されている請求項12に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 12, wherein the insulating layer comprises an electrolyte layer, and the insulating layer is impregnated with an electrolyte composition. 半導体層は酸化チタンから成る請求項7乃至請求項13のいずれか1項に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 7, wherein the semiconductor layer is made of titanium oxide.
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