JP2013131482A - 色素増感太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

色素増感太陽電池およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】封止材を十分に硬化させて耐久性を向上させることができる色素増感太陽電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】第１基板２０と、第１基板上に配置された第１電極１０と、第１電極上に配置され、半導体微粒子２と色素分子４を備える多孔質半導体層１８と、多孔質半導体層と接し、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液１４と、電解液に接する第２電極と、第２電極上に配置された第２基板と、第１基板と第２基板の間に配置され、電解液を封止する封止材１６とを備え、封止材は、光硬化樹脂によって第１基板側および第２基板側に予め形成される所定高さの第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと、第１土台部および第２土台部との間に介在される光硬化樹脂からなる接合部４０とで構成され、第１土台部側および第２土台部側の少なくとも一方には、光線を接合部に入射させる開口部ＡＰが形成されている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、色素増感太陽電池（ＤＳＣ：Dye-sensitized Solar Cells）およびその製造方法に係り、特に耐久性を向上させることができる色素増感太陽電池およびその製造方法に関する。
近年、安価で高性能の太陽電池としてＤＳＣが注目されている。ＤＳＣは、スイス・ローザンヌ工科大学のグレツェルが開発したもので、増感色素を表面に担持した酸化チタンを用いることで、光電変換効率が高く、製造コストが安いなどの利点を有することから、次世代の太陽電池として期待されている。この太陽電池は、内部に電解液を封入してあることから、湿式太陽電池とも呼ばれる。
ＤＳＣは、ＩＴＯやＦＴＯなどの透明電極を形成したガラス基板上に、レッドダイ（Ｎ７１９）やブラックダイ（Ｎ７４９）などの色素を吸着させた厚さ数十μｍの酸化チタンと、アセトニトリルなどの有機溶剤にヨウ素などの電解質を添加した電解液を、ＩＴＯやＦＴＯなどの透明電極を形成したガラス基板上にＰｔを積層した基板で挟み込んだ構造を有する。
そして、色素を吸着させた酸化チタンおよび電解液を保持し、保護するために、対向する２枚の基板の縁部は樹脂によって覆われて封止されている。
このような構成を有する色素増感太陽電池としては例えば特開２０１０−２７７７２２号公報（特許文献１）が挙げられる。
特開２０１０−２７７７２２号公報
従来において、基板を封止する樹脂としては、紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂が用いられているが、樹脂の硬化に必要な光線を十分に照射することが難しいという問題があった。
即ち、硬化用の光線は、基板や予め基板に形成される光硬化樹脂製の土台部を透過させて、封止用の樹脂まで到達させる必要があるが、土台部によって光線がある程度吸収されてしまうため、封止用の樹脂が十分に硬化しないという不都合があった。特に、土台部それ自体を紫外線硬化樹脂で形成した場合には、硬化用の紫外線を吸収し易いという特性がある。
そして、封止用の樹脂の硬化が不十分な場合には、水分や酸素が比較的容易にセル内に侵入し、電解液と反応して発電性能を劣化させるため、ＤＳＣパネルの十分な耐久性を確保することができないという問題があった。
本発明の目的は、封止材を十分に硬化させて耐久性を向上させることができる色素増感太陽電池およびその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、第１基板と、前記第１基板上に配置された第１電極と、前記第１電極上に配置され、半導体微粒子と色素分子を備える多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層と接し、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液と、前記電解液に接する第２電極と、前記第２電極上に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置され、前記電解液を封止する封止材とを備え、前記封止材は、前記第１基板側および前記第２基板側に予め形成される所定高さの第１土台部および第２土台部と、前記第１土台部および前記第２土台部との間に介在される接合部とで構成される色素増感太陽電池が提供される。
本発明の他の態様によれば、前第１土台部および第２土台部は、ガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成され、前記接合部は、光硬化樹脂で構成される色素増感太陽電池が提供される。
本発明の他の態様によれば、前第１土台部、第２土台部および前記接合部は、光硬化樹脂で構成される色素増感太陽電池が提供される。
本発明の他の態様によれば、第１基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、第２基板上に第２電極を形成する工程と、第１基板上に前記第１電極と色素分子を吸着させた前記多孔質半導体層とを形成した作用極基板上に、光硬化樹脂を塗布して、所定高さの第１土台部を開口部を隣接させて形成する工程と、第２基板上に前記第２電極を形成した対極基板上に、光硬化樹脂を塗布して、所定高さの第２土台部を開口部を隣接させて形成する工程と、前記光硬化樹脂に光線を照射して、前記第１土台部および前記第２土台部を硬化させる工程と、前記第１土台部側および前記第２土台部側の少なくとも一方に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第１土台部と前記第２土台部とを前記接合部を介して密着させる工程と、前記第１土台部側または前記第２土台部側の開口部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程とを有する色素増感太陽電池の製造方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、第１基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、第２基板上に第２電極を形成する工程と、第１基板上に前記第１電極と色素分子を吸着させた前記多孔質半導体層とを形成した作用極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第１土台部を形成する工程と、第２基板上に前記第２電極を形成した対極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第２土台部を形成する工程と、前記第１土台部側および前記第２土台部側の少なくとも一方に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第１土台部と前記第２土台部とを前記接合部を介して密着させる工程と、前記第１土台部または前記第２土台部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程とを有する色素増感太陽電池の製造方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、第１基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、第２基板上に第２電極を形成する工程と、第１基板上に前記第１電極と色素分子を吸着させた前記多孔質半導体層とを形成した作用極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第１土台部を形成する工程と、前記第１土台部側に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第１土台部と前記接合部を介して密着させる工程と、前記第１土台部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程とを有する色素増感太陽電池の製造方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、第１基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、第２基板上に第２電極を形成する工程と、第２基板上に前記第２電極を形成した対極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第２土台部を形成する工程と、前記第２土台部側に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第２土台部と前記接合部を介して密着させる工程と、前記第２土台部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程とを有する色素増感太陽電池の製造方法が提供される。
本発明によれば、封止材を十分に硬化させて耐久性を向上させることができる色素増感太陽電池およびその製造方法を提供することができる。
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池の模式的断面構造図。 図１の多孔質半導体層の半導体微粒子の模式的構造図。 第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池の動作原理説明図。 第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池の電解液における電荷交換反応に基づく動作原理説明図。 第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池において、多孔質半導体層（１２）／色素分子（３２）／電解液（１４）間のエネルギーポテンシャルダイヤグラム。 第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池において、色素分子（３２）／電解液（１４）間のエネルギーポテンシャルダイヤグラムであって、図５のＪ部分の拡大図。 第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池の各構成材料のエネルギーレベルと発電サイクルを示す説明図。 第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池に用いられる色素を示す化学構造式であって、（ａ）ｉｎｄｏｌｉｎｅを示す化学構造式、（ｂ）Ｎ７１９を示す化学構造式、（ｃ）Ｄ１３１を示す化学構造式。 色素増感太陽電池の模式的断面構造図。 比較例に係る封止材の構成例を示す断面図。 （ａ）第１実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｂ）第２実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｃ）第３実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｄ）第４実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｅ）第５実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｆ）第６実施例に係る封止材の構成例を示す断面図。 比較例に係る封止材を形成する工程を示す図であって、（ａ）接合部を硬化させる前の状態を示す断面図、（ｂ）接合部を硬化させた後の状態を示す断面図。 第５実施例に係る封止材を形成する工程を示す図であって、（ａ）接合部を硬化させる前の状態を示す断面図、（ｂ）接合部を硬化させた後の状態を示す断面図。 （ａ）第７実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｂ）第８実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｃ）第４実施例に係る封止材の状態を示す断面図、（ｄ）図１４（ｃ）のＤ部の拡大図。 封止材に形成される抜気部の構成例を示す平面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、第１基板に透明電極を形成する工程を示す平面図および断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、多孔質半導体層を形成する工程を示す平面図および断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、多孔質半導体層に色素を吸着させた状態を示す平面図および断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、封止材を形成する工程を示す平面図および断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、対極基板と作用極基板とを貼りあわせ、光線を照射して封止材を硬化させる工程を示す平面図および断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、電解液を注入し、注入孔を封止した状態を示す平面図および断面図。 光線Ｗ１、Ｗ２の波長と強度分布を示すグラフ。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、第２基板上に第２電極と触媒層を形成した状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、図２３に示す触媒層上に第１土台部を形成した状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、第１基板上に第１電極と多孔質半導体層を形成した状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、第１電極上に第２土台部を形成した状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、図２６に示す多孔質半導体層に色素を吸着させた状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、図２７に示す第１基板側に電解液を滴下すると共に、第１土台部および第２土台部に紫外線硬化樹脂を塗布し、第２基板を第１土台部を下側にした状態で第１基板に対向させた状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、第１土台部と第２土台部とを対向させて接触させた状態で、第２基板側から紫外線を照射する状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、第１土台部と第２土台部とが接合部を介して接着された状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、第２基板側のみに第１土台部を形成し、第１土台部に紫外線硬化樹脂を塗布し、電解液を滴下した第１基板に第１土台部の先端を接触させる状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の封止部を形成する工程を示す図であって、第１基板側のみに第２土台部を形成し、第２土台部に紫外線硬化樹脂を塗布し、第２土台部の先端を第２基板に接触させる状態を示す断面図。 封止部の構成のバリエーションを示す図であり、（ａ）同様の高さに形成した第１土台部と第２土台部とを対向させて接着した構成を示す断面図、（ｂ）第１基板側に形成した第１土台部を第２基板に接着した構成を示す断面図、（ｃ）第２基板側に形成した第２土台部を第２基板に接着した構成を示す断面図、（ｄ）異なる高さに形成した第１土台部と第２土台部とを対向させて接着した構成を示す断面図。 封止部の構成のバリエーションを示す図であり、（ａ）第１実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｂ）第２実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｃ）第３実施例に係る封止部の構成例を示す断面図。 封止部の構成の他のバリエーションを示す図であり、（ａ）第４実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｂ）第５実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｃ）第６実施例に係る封止部の構成例を示す断面図。 封止部の構成の他のバリエーションを示す図であり、（ａ）第７実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｂ）第８実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｃ）第９実施例に係る封止部の構成例を示す断面図。 封止部の構成の他のバリエーションを示す図であり、（ａ）第１０実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｂ）第１１実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｃ）第１２実施例に係る封止部の構成例を示す断面図。 封止部の構成の他のバリエーションを示す図であり、（ａ）第１３実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｂ）第１４実施例に係る封止部の構成例を示す断面図。 封止部の構成の他のバリエーションを示す図であり、（ａ）第１５実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｂ）第１６実施例に係る封止部の構成例を示す断面図。 封止部の構成の他のバリエーションを示す図であり、（ａ）第１７実施例に係る封止部の構成例を示す断面図、（ｂ）第１８実施例に係る封止部の構成例を示す断面図。 （ａ）第１９実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｂ）第２０実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｃ）第２１実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｄ）第２２実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｅ）第２３実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｆ）第２４実施例に係る封止材の構成例を示す断面図。 （ａ）第２５実施例に係る封止材の接合部を硬化させる前の状態を示す断面図、（ｂ）接合部を硬化させた後の状態を示す断面図。 第２６実施例に係る封止材を形成する工程を示す図であって、（ａ）接合部を硬化させる前の状態を示す断面図、（ｂ）接合部を硬化させた後の状態を示す断面図。 （ａ）第２７実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｂ）第２８実施例に係る封止材の構成例を示す断面図、（ｃ）第２９実施例に係る封止材の状態を示す断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の模式的断面構造図。 封止部の構成例を示す断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、第１土台部に紫外線硬化樹脂を塗布する工程を示す平面図および断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、対極基板と作用極基板とを貼りあわせ、光線を照射して接合部を硬化させる工程を示す平面図および断面図。 実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法を示す工程図であって、電解液を注入し、注入孔を封止した状態を示す平面図および断面図。 複数の色素増感太陽電池を形成する場合を示す平面図。 （ａ）色素増感太陽電池の構成例を示す平面図、（ｂ）そのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 色素増感太陽電池の作成例を示す撮影図。 色素増感太陽電池の断面構造を示すＳＥＭ撮影図。 色素増感太陽電池の断面構造を示すＳＥＭ撮影図。 色素増感太陽電池の断面構造を示すＳＥＭ撮影図。 色素増感太陽電池の断面構造を示すＳＥＭ撮影図。 ＵＶ硬化樹脂の硬化度を確認するためのラマンイメージング撮影図。 図５７の拡大状態を示すラマンイメージング撮影図。 ＵＶ硬化樹脂の硬化度を確認するためのラマンイメージング撮影図。 図５９の拡大状態を示すラマンイメージング撮影図。 比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化（正規化）された最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。 比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化（正規化）された最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。 第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。 第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。 土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。 土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。 土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。 土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）開放電圧と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）短絡電流密度と時間の関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタと時間の関係を示すグラフ。 土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、（ａ）最大出力電力と時間の関係を示すグラフ、（ｂ）規格化最大出力電力と時間の関係を示すグラフ。
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
以下の実施の形態に係る色素増感太陽電池において、「透明」とは、透過率が約５０％以上であるものと定義する。また「透明」とは、実施の形態に係る色素増感太陽電池において、可視光線に対して、無色透明という意味でも使用する。可視光線は波長約３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度、エネルギー約３．４５ｅＶ〜１．４９ｅＶ程度に相当し、この領域で透過率が５０％以上あれば透明である。
[第１の実施の形態]
（色素増感太陽電池）
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００の模式的断面構造は、図１に示すように表される。
なお、図１において、封止部１６の構成は概略的にストレートな構造で示されているが、詳細構造は、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）、図１３、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示す構成を備えている。
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００は、第１基板２０と、第１基板上に配置された第１電極１０と、第１電極１０上に配置され、半導体微粒子２と色素分子４を有する多孔質半導体層１２と、多孔質半導体層１２と接し、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液１４と、電解液１４に接する第２電極１８と、第２電極１８上に配置された第２基板２２と、第１基板２０と第２基板２２の間に配置され、第１基板２０および第２基板２２に予め配置される所定高さの第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと、第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂの間に介在される接合部４０とで構成され、電解液１４を封止する封止部１６とを備える。ここで、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは第１光硬化樹脂によって構成され、接合部は第２光硬化樹脂によって構成され、かつ第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂの少なくとも一方には、第２光硬化樹脂を硬化させる光を接合部４０に対して入射させる開口部ＡＰを備える。
ここで、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、それぞれ２以上配置され、第１土台部３６ａ間および第２土台部３６ｂ間に、開口部ＡＰが配置されていても良い。
また、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、第１土台部３６ａの先端部および第２土台部３６ｂの先端部が互いに対向して配置されていても良い。
また、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、第１土台部３６ａの先端部および第２土台部３６ｂの先端部の位置が互い違いとなるように配置されていても良い。
また、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、先端部同士が並び方向にオーバラップする高さに配置されていても良い。
また、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、第１基板２０および第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなるテーパー形状を有していても良い。
また、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、断面形状が楔型を有していても良い。
また、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂの少なくとも一方には、光硬化樹脂の空気を抜気する抜気部（スリットＳＬ１〜ＳＬ８）を備えていても良い。
また、第１光硬化樹脂と第２光硬化樹脂は、波長の異なる光によって硬化されていても良い。
また、第１光硬化樹脂および第２光硬化樹脂は、紫外線硬化樹脂であっても良い。
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００に適用される作用極１００は、図１に示すように、ガラス基板２０上に配置された透明電極１０と、透明電極１０上に配置された多孔質半導体層１２とを備える。
実施の形態に係る色素増感太陽電池２００は、図１に示すように、ガラス基板２０と、ガラス基板２０上に設けられた透明電極１０と、透明電極１０上に配置された多孔質半導体層１２と、多孔質半導体層１２と接し、溶媒と複数種類の酸化還元電解質を混合して作られた電解質を備える電解液１４とを備える。
第１基板２０の透明電極１０上には、色素増感太陽電池２００のマイナス極となるカソード電極３Ｋが形成されている。
第２基板２２の第２電極１８上には、色素増感太陽電池２００のプラス極となるアノード電極３Ａが形成されている。
さらに、実施の形態に係る色素増感太陽電池２００は、図１に示すように、第１基板２０と、第１基板２０上に配置された第１電極１０と、第１電極１０上に配置された図２に示すような半導体微粒子２と色素分子４とを備える多孔質半導体層１２と、多孔質半導体層１２と接し、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液１４と、電解液１４に接する第２電極（対極）１８と、第２電極１８上に配置された第２基板２２と、電解液１４に接する第２電極１８の電解液１４側の表面に設けられる触媒層１９と、第１基板２０と第２基板２２の間に配置され、電解液１４を封止する紫外線硬化樹脂で構成される封止部（セパレータ）１６とを備える。
触媒層１９は、例えば、Ｐｔ、炭素、若しくは、導電性高分子などで構成可能である。また、触媒層は、活性炭にＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３等の金属酸化物の微粒子を含んで構成されていても良い。ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３等の金属酸化物の微粒子は、白金（Ｐｔ）に比べて比較的安価であり、また白金（Ｐｔ）を成膜する際の真空成膜法を用いる必要がなく、後述するようにスクリーン印刷等の印刷法を適用して成膜可能であるので、製造コストを低廉化して、色素増感太陽電池の製造単価を大幅に引き下げることができる。
さらに、触媒層１９は、活性炭に導電性高分子（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなど）を含むことで、粒子間の導電性を更に向上させることができ、この場合においても製造コストの低廉化を図りつつ、発電特性を向上させることができる。
封止部１６は、光硬化樹脂の一種である紫外線硬化樹脂で構成される。封止部１６を構成する紫外線硬化樹脂は、第１基板２０側または第２基板２２側から照射される紫外線（ＵＶ：Ultraviolet）によって硬化される。この際に、開口部を介して紫外線を入射させることにより、封止部１６を構成する紫外線硬化樹脂を十分に硬化させることができる。これにより、水分や酸素のセル内への侵入を有効に防止し、色素増感太陽電池２００の耐久性を向上させることができる。
なお、紫外線（ＵＶ）は波長１０〜４００ｎｍの範囲の波長の短い電磁波である。電磁波は、波長が短くなるほどエネルギーは大きくなり、紫外線は物質に吸収された際に、その物質の構造を変化させる作用を有している。
また、紫外線（ＵＶ）は波長によってＵＶ−Ａ（長波長紫外線：波長３１５〜４００ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ（中波長紫外線：波長２８０〜３１５ｎｍ）、ＵＶ−Ｃ（短波長紫外線：波長１０ｎｍ前後〜２８０ｎｍ）の３つに区分される。 紫外線（ＵＶ）の照射源としては、ＵＶランプ（水銀ランプ、メタルハライドランプ）等が用いられる。
紫外線硬化樹脂としては、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエーテルアクリレート、ビニルアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、ポリスチリルエチルメタクリレート等が挙げられる。なお、耐電解液性、封止性の点ではアクリル系紫外線硬化樹脂がより好ましい。
第１基板２０および第２基板２２は、例えば、ガラス基板などで形成することができる。また、フレキシブルなプラスチック基板を用いることもできる。この場合、多孔質半導体層を構成するＴｉＯ２ペーストとしては、２００℃以下で焼成可能なものを用いる。
また、第１基板２０側から光を照射するため、第１基板２０は、照射光に対して、透明であることが望ましい。なお、第１基板２０の光が入射する側に反射防止膜などをコーティングしても良い。
第１電極１０は、例えば、ＦＴＯ、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などの透明電極で形成される。第１基板２０上に電極加工し、ＦＴＯ付き基板、金属などのグリッド付き基板、或いは上記の複合基板としても良い。
多孔質半導体層１２は、例えば、スクリーン印刷技術、スピンコート技術、ディッピング、スプレーコート技術などを用いて形成することができる。
多孔質半導体層１２は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＩｎＯ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２などの材料を用いて形成されていても良い。特に、効率面から安価なＴｉＯ２（アナターゼ型、ルチル型）が主に用いられる。
図１の多孔質半導体層１２の半導体微粒子２の模式的構造は、図２に示すように表される。図２に示すように、多孔質半導体層１２は、ＴｉＯ２などからなる半導体微粒子２が互いに結合して複雑なネットワークを形成している。色素分子４は、半導体微粒子２の表面に吸着される。多孔質半導体層１２内には、大きさ１００ｎｍ以下の細孔が多数存在する。
（動作原理）
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００の動作原理は、図３に示すように表される。
下記の（ａ）〜（ｄ）の反応が継続して起こることで、起電力が発生し、負荷２４に電流が導通する。
（ａ）色素分子３２が光子（ｈν）を吸収し、電子（ｅ−）を放出し、色素分子３２は酸化体ＤＯになる。
（ｂ）Ｒｅで表される還元体の酸化還元電解質２６が多孔質半導体層１２中を拡散して、ＤＯで表される酸化体の色素分子３２に接近する。
（ｃ）酸化還元電解質２６から色素分子３２に電子（ｅ−）が供給される。酸化還元電解質２６は、Ｏｘで表される酸化体の酸化還元電解質２８になり、色素分子３２はＤＲで表される還元された色素分子３０になる。
（ｄ）酸化還元電解質２８は、触媒層１９方向に拡散し、触媒層１９より電子を供給されて、Ｒｅで表される還元体の酸化還元電解質２６になる。
酸化還元電解質２６は、多孔質半導体層１２中の入り組んだ空間を拡散しながら色素分子３２の近傍に接近する必要がある。
また、第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００の電解液１４における電荷交換反応に基づく動作原理は、図４に示すように表される。
まず、外部から光照射されると光子（ｈν）が色素分子３２と反応して、色素分子３２は基底状態から励起状態へと遷移する。このとき発生した励起電子（ｅ−）がＴｉＯ２からなる多孔質半導体層１２の伝導帯へ注入される。多孔質半導体層１２中を導通した電子（ｅ−）は、透明電極１０から外部回路の負荷２４を導通し、第２電極１８へ移動する。第２電極１８から電解液１４中に注入された電子（ｅ−）は、電解液１４中のヨウ素酸化還元電解質（Ｉ−／Ｉ３ −）と電荷交換される。ヨウ素酸化還元電解質（Ｉ−／Ｉ３ −）が電解液１４内を拡散し、色素分子３２と再反応する。ここで、電荷交換反応は、色素分子表面において、３Ｉ−→Ｉ３ −＋２ｅ−に従って進行し、第２電極１８において、Ｉ３ −＋２ｅ−→３Ｉ−に従って進行する。
電解液１４は、溶媒として、例えば、アセトニトリルを使用し、この場合の電解質として、例えば、ヨウ素は、電解液１４中のヨウ素酸化還元電解質Ｉ３ −として存在する。また、電解質として、例えば、ヨウ化物塩（ヨウ化リチウム、ヨウ化カリウムなど）は、電解液１４中のヨウ素酸化還元電解質Ｉ−として存在する。また、電解液１４中には、逆電子移動抑制溶液として添加剤（例えば、ＴＢＰ：ターシャルブチルピリジン）を適用しても良い。
上記の溶質、添加剤を溶媒（アセトニトリル）に溶解させることによって、電解液１４を構成することができる。なお、上記の材料は湿式ＤＳＣなどに適用可能なものであって、常温溶融塩（イオン性液体）や固体電解質を用いる場合には、構成材料が異なる。
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００において、溶媒は、後述する電解質、添加剤を溶解する液体であり、高沸点、化学的安定性が高く、高誘電率（電解質が良く溶解する）、低粘度であること望ましい。例えば、アセトニトリル、炭酸プロピレン、γブチロラクトン、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどで構成されていても良い。
色素は、図８（ａ）に化学構造式を示すｉｎｄｏｌｉｎｅ、図８（ｂ）に化学構造式を示すレッドダイ（Ｎ７１９）、図８（ｃ）に化学構造式を示すＤ１３１や、ブラックダイ（Ｎ７４９）などを適用することができる。
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００において、多孔質半導体層（１２）／色素分子（３２）／電解液（１４）間のエネルギーポテンシャルダイヤグラムは、図５に示すように表される。また、色素分子（３２）／電解液（１４）間のエネルギーポテンシャルダイヤグラムであって、図５のＪ部分の拡大図は、図６に示すように表される。
外部から光照射されると光子（ｈν）により、色素分子３２は基底状態ＨＯＭＯから励起状態ＬＵＭＯへと遷移する。このとき発生した励起電子（ｅ−）がＴｉＯ２からなる多孔質半導体層１２の伝導帯へ注入される。多孔質半導体層１２中を導通した電子（ｅ−）は、透明電極１０から外部回路の負荷２４を導通し、第２電極１８へ移動する。触媒層１９から電解液１４中に注入された電子（ｅ−）は、電解液１４中の酸化還元電解質と電荷交換される。酸化還元電解質が電解液１４内を拡散し、色素分子３２を還元する。
電解液１４の酸化還元準位ＥＲＯと多孔質半導体層１２のフェルミ準位Ｅｆ間の電位差が最大起電力ＶＭＡＸである。最大起電力ＶＭＡＸの値は、電解液１４の酸化還元電解質により変化する。酸化還元電解質単独系（ヨウ素酸化還元電解質）の場合には、例えば、０．９Ｖ（Ｉ，Ｎ７１９）である。電解液１４がヨウ素・臭素の混合系酸化還元電解質を含む場合には、図７に示すように、混合比率を調整することで混合系酸化還元電解質の酸化還元電位を、ヨウ素酸化還元電解質の酸化還元電位と臭素酸化還元電解質の酸化還元電位の間の任意の値に調整することができる。
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００の各構成材料のエネルギーレベルと発電サイクルは図７に示すように表される。図７においては、外部から光照射されると光子（ｈν）により、色素（Ｄｙｅ）の充満帯Ｓ0/Ｓ+に存在する電子は、導電帯Ｓ*に励起され、多孔質半導体層１２の伝導帯ＥCへ電子注入(electron injection)される。伝導帯ＥCへ電子注入された電子の一部は、再結合（recombination）されて、色素（Ｄｙｅ）の充満帯Ｓ0/Ｓ+に遷移する。多孔質半導体層１２中を導通した電子（ｅ−）は、透明電極１０から外部回路の負荷２４を導通し、第２電極１８へ移動する。触媒層１９から電解液１４中に注入された電子（ｅ−）は、電解液１４中の酸化還元電解質と電荷交換される。酸化還元電解質が電解液１４内を拡散し、電子注入(electron injection)により、色素（Ｄｙｅ）の充満帯Ｓ0/Ｓ+において、色素分子３２を還元する。電解液１４の酸化還元準位ＥＲＯと多孔質半導体層１２のフェルミ準位Ｅｆ間の電位差ＶOCが最大起電力ＶＭＡＸである。
（直列配置例）
直列構成の色素増感太陽電池２００の模式的断面構造は、図９に示すように、３つのセルを第１基板２０と第２基板２２との間に作り込んだ構成となっている。図１と同様の構成については同一符号を付して重複した説明は省略する。
なお、図９において、封止部１６の構成は概略的にストレートな構造で示されているが、詳細構造は、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）、図１３、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示す構成を備えている。
直列構成の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００は、図９に示すように、封止部１６ａ・１６ｂによって各セル間を仕切ると共に、封止部１６ａ・１６ｂとの間に形成される電極３Ｓによって透明電極１０と第２電極１８との間を接続した構成となっている。これにより、隣接する３つのセルが直列接続された色素増感太陽電池２００が構成される。
各封止部１６・１６ａ・１６ｂは、光硬化樹脂の一種である紫外線硬化樹脂で構成される。封止部１６・１６ａ・１６ｂを構成する紫外線硬化樹脂は、第１基板２０側または第２基板２２側から照射される紫外線（ＵＶ：Ultraviolet）によって硬化される。この際に、開口部ＡＰを介して紫外線を入射させることにより、封止部１６・１６ａ・１６ｂを構成する紫外線硬化樹脂を十分に硬化させることができる。これにより、水分や酸素の各セル内への侵入を有効に防止し、色素増感太陽電池２００の耐久性を向上させることができる。
（比較例）
ここで、図１０および図１２を参照して、比較例としての封止部１６の構成について説明する。
封止部１６は、光硬化樹脂によって第１基板２０側および第２基板２２側に予め形成される所定高さ（例えば１０μｍ程度）の第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂとの間に介在される紫外線硬化樹脂からなる接合部４０とで構成される。
なお、封止部１６全体の厚さＬは、例えば３０μｍ程度とされる。即ち、図１０に示す例では、第１土台部３６ａ、第２土台部３６ｂおよび接合部４０の高さは、各々１０μｍ程度とされる。
第１土台部３６ａ、第２土台部３６ｂおよび接合部４０は、スクリーン印刷の技法によって紫外線硬化樹脂を塗布して形成されるが、この印刷法の１回の工程で形成される厚さが、丁度１０μｍ程度となる。
ここで、接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂は、予め形成された第１土台部３６ａまたは第２土台部３６ｂの何れかの先端部に塗布される。そして、第１基板２０および第２基板２２を対向させて、第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂとの間を紫外線硬化樹脂からなる接合部４０を介して接合された状態とする（図１２（ａ）参照）。なお、図１２（ａ）において、符号４０ａは、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０との接触部を示す。
次いで、第１基板２０側または第２基板２２側から紫外線（ＵＶ）を照射して、接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂を硬化させる（図１２（ｂ）参照）。なお、図１２（ｂ）において、符号４０ｂは、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０との接触部を示す。
ところが、比較例としての封止部１６にあっては、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂが紫外線硬化樹脂で形成されているため、それ自体が紫外線を吸収し易いという特性を有している。
そのため、第１基板２０側または第２基板２２側から照射された紫外線（ＵＶ）が接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に到達するまでに、ある程度吸収されてしまい、紫外線硬化樹脂が十分に硬化されない。
そして、接合部４０の硬化が不十分な場合には、水分や酸素が比較的容易にセル内に侵入し、電解液１４と反応して発電性能を劣化させるため、色素増感太陽電池の十分な耐久性を確保することができない。
（実施例）
次に、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）を参照して、第１〜第６実施例について説明する。
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す第１〜第３実施例は、一対の第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂが、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、第１土台部３６ａの先端部および第２土台部３６ｂの先端部とが対向するように形成されている場合の構成例である。
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す第１〜第３実施例において、第１土台部３６ａ側および第２土台部３６ｂ側には、紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線（ＵＶ）を接合部４０に対して入射させる開口部ＡＰが形成されている。
開口部ＡＰの幅は、例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度とされる。
図１１（ａ）に示す第１実施例において、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、断面形状が略楔型を呈するように形成されている
図１１（ｂ）に示す第２実施例および図１１（ｃ）に示す第３実施例において、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、第１基板２０および第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなる形状とされている。
図１１（ｂ）に示す第２実施例にあっては、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、両側部が負の曲率を有する形状となっている。
また、図１１（ｃ）に示す第３実施例にあっては、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、両側部が正の曲率を有する形状となっている。
そして、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す第１〜第３実施例において、第１土台部３６ａ側および第２土台部３６ｂ側の少なくとも一方の開口部ＡＰから紫外線（ＵＶ）を、接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に入射させて硬化させることができる。
この際に、紫外線（ＵＶ）は開口部ＡＰを介して接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に直接入射するので、前述の比較例に比べて、紫外線硬化樹脂を十分に硬化させる光量を確保することができる。これにより、接合部４０は、中央部も含めて全体が十分に硬化され、第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂとを確実に接合することができる。
また、比較例に比べて、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０との接触面積が広いので、接合強度を高めることができる。
したがって、水分や酸素のセル内への侵入が有効に防止され、色素増感太陽電池２００の耐久性が向上される。
なお、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、それぞれ３つ以上形成され、第１土台部の間および第２土台部のそれぞれの間に、開口部ＡＰが形成されるようにしても良い。
図１１（ｄ）〜図１１（ｆ）に示す第４〜第６実施例は、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂが、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、第１土台部３６ａの先端部および第２土台部３６ｂの先端部の位置が互い違いとなるように形成されている場合の構成例である。
図１１（ｄ）〜図１１（ｆ）に示す第４〜第６実施例において、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、第１土台部３６ａの先端部および第２土台部３６ｂの先端部が互い違いに配置された際に、先端部同士が並び方向にオーバラップする高さに形成されている。
図１１（ｄ）に示す第４実施例にあっては、第１基板２０と第２基板２２に、それぞれ１つの第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂが形成されている。そして、各第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂が介在される隙間を挟むように配置される。
ここで、図１３は、第５実施例に係る封止部を形成する工程を示す図であって、図１３（ａ）は接合部４０を硬化させる前の状態を示す断面図、図１３（ｂ）は接合部４０を硬化させた後の状態を示す断面図である。
図１３（ａ）において、符号４０ａは、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０との接触部を示す。また、一点鎖線Ａ、Ｂ、Ｃで囲った場所は、紫外線（ＵＶ）の照射により、特に強固に硬化される部位を示す。
また、図１３（ｂ）において、符号４０ｂは、紫外線（ＵＶ）が行き渡らず、硬化が不十分な部位を示すが、他の部位が十分に硬化されることにより、実用上十分な強度が得られる。
図１１（ｅ）に示す第５実施例にあっては、第１基板２０に１つの第１土台部３６ａ、第２基板２２に２つの第２土台部３６ｂが形成されている。そして、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、２つの第２土台部３６ｂの間に、第１土台部３６ａが位置するように配置され、第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂとで接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂を挟むようになっている。
図１１（ｆ）に示す第６実施例にあっては、第１基板２０に１対の第１土台部３６ａ、第２基板２２に１対の第２土台部３６ｂが形成されている。そして、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂが互い違いになるように配置され、各一対の第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂとで接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂を挟むようになっている。
なお、図１１（ｄ）〜図１１（ｆ）に示す第４〜第６実施例において、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは、断面形状が略楔型を呈するように形成されている
そして、第４〜第６実施例において、第１土台部３６ａ側および第２土台部３６ｂ側の少なくとも一方の開口部ＡＰから紫外線（ＵＶ）を、接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に入射させて硬化させることができる。
この際に、紫外線（ＵＶ）は、開口部ＡＰを介して接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に直接入射するので、前述の比較例に比べて、紫外線硬化樹脂を十分に硬化させる光量を確保することができる。これにより、接合部４０は、全体が十分に硬化され、第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂとを強固に接合することができる。
また、比較例に比べて、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０との接触面積が広いので、接合強度を高めることができる。特に、図１１（ｅ）に示す第５実施例および図１１（ｆ）に示す第６実施例の場合には、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０との間に摩擦力によるアンカー効果が働き、より強固に接合される。
したがって、水分や酸素のセル内への侵入がより有効に防止され、色素増感太陽電池２００の耐久性が一層向上される。
なお、第６実施例について、第１基板２０の第１土台部３６ａおよび第２基板２２の第２土台部３６ｂをそれぞれ３つ以上形成するようにしても良い。
また、第１〜第６実施例において、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂを形成する紫外線硬化樹脂と、接合部４０を形成する紫外線硬化樹脂とは、波長の異なる光によって硬化されるようにしても良い。
即ち、例えば図２２に示すように、波長λ１の紫外線Ｗ１で硬化する紫外線硬化樹脂と、波長λ２の紫外線で硬化する紫外線硬化樹脂とを用いるようにできる。
具体的には、例えば、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂに波長３６０ｎｍの紫外線で硬化する紫外線硬化樹脂を用い、接合部４０に波長３８０ｎｍの紫外線で硬化する紫外線硬化樹脂を用いるようにできる。これにより、より深くまで入射可能な波長３８０ｎｍの紫外線によって、接合部４０をより確実に硬化させることができる。
次に、図１４（ａ）および図１４（ｂ）を参照して、本発明の第７実施例および第８実施例について説明する。
図１４（ａ）に示す第７実施例は、前述の図１１（ｃ）に示す第３実施例について、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂを１つずつ追加した構成となっている。
これにより、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０との接触面積がより広くなって、接合強度が一層向上される。
また、開口部ＡＰも第１基板２０側、第２基板２２側ともに２箇所ずつとなり、紫外線（ＵＶ）が開口部ＡＰを介してより確実に接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に入射される。これにより、接合部４０が十分に硬化され、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０がより強固に接合される。
図１４（ｂ）に示す第８実施例は、前述の図１１（ｆ）に示す第６実施例について、図１１（ｃ）に示す第３実施例のような形態の第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂを適用した例である。この場合には、図１４（ｂ）に示すように、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂは並び方向にオーバラップはしていない。この場合にも、十分な光量の紫外線（ＵＶ）が開口部ＡＰを介して接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に入射される。これにより、接合部４０が十分に硬化され、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０が強固に接合される。
図１４（ｃ）は、前述の第４実施例に係る封止部の状態を示す断面図、図１４（ｄ）は、図１４（ｃ）のＤ部の拡大図である。
図１４（ｄ）に示すように、第１土台部３６ａ（または第２土台部３６ｂ）と接合部４０との接触面は、所定の粗さ（例えば、表面粗さＲｓ＝１００〜１０００μｍ）の微小な凹凸を有している。これは、第１土台部３６ａ、第２土台部３６ｂおよび接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂は、スクリーン印刷によって塗布されるが、その際にメッシュ状のスクリーンを通過する際に紫外線硬化樹脂が粒状となるためである。
このように第１土台部３６ａ（または第２土台部３６ｂ）と接合部４０との接触面が微小な凹凸を有するので、接触面における摩擦力が高まり、より強固に接合される。
図１５は、封止部に形成される抜気部の構成例を示す。図１５に示すように、封止部１６には、抜気部として８箇所のスリットＳＬ１〜ＳＬ８が形成されている。
即ち、封止部１６を構成する第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂの少なくとも一方には、紫外線硬化樹脂を塗布して接合部４０を形成する際に、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと、塗布される紫外線硬化樹脂との間の空気を抜気する抜気部（スリットＳＬ１〜ＳＬ８）を形成することができる。
これにより、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂの少なくとも一方に、接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂を塗布して、第１基板２０と第２基板２２とを重ね合わせた際に、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと、塗布された紫外線硬化樹脂との間の空気が抜気部（スリットＳＬ１〜ＳＬ８）を介して外部に抜ける。従って、紫外線硬化樹脂がスムーズに第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂの間に入り、隙間が生じるのを防止することができ、密着性を向上させることができる。
（製造方法）
図１６〜図２１を参照して、第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法について説明する。
第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法は、第１基板２０上に第１電極１０を形成する工程と、第１電極１０上に半導体微粒子２を有する多孔質半導体層１２を形成する工程と、多孔質半導体層１２を色素溶液に浸漬させて色素分子４を吸着させる工程と、第２基板２２上に第２電極１８を形成する工程と、第１基板２０および第２基板２２上に、第１光硬化樹脂を塗布して、所定高さの第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂを形成する工程と、第１光硬化樹脂に第１の光を照射して、第１光硬化樹脂を硬化させる工程と、第１土台部３６ａまたは第２土台部３６ｂに、第２光硬化樹脂を塗布して接合部４０を形成する工程と、第１基板２０および第２基板２２を対向させて、第１土台部３６ａと第２土台部３６ｂとを接合部４０を介して密着させる工程と、第１土台部３６ａまたは第２土台部３６ｂの有する開口部ＡＰを介して、第２光硬化樹脂に第２の光を照射して第２光硬化樹脂を硬化させる工程と、第１基板２０および第２基板２２の間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液１４を注入する工程とを有する。
（ａ）まず、図１６に示すように、ガラス基板またはフレキシブルなプラスチック基板等で構成される第１基板２０上に透明電極１０を形成する。透明電極１０は、例えば、ＦＴＯ、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などのスパッタ成膜等により形成される。
（ｂ）次に、図１７に示すように、透明電極１０上に多孔質半導体層１２を形成する。具体的には、例えばＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＩｎＯ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２などの微粒子を含むペーストをスクリーン印刷によって塗布し、所定の温度でペースト層を焼成することにより、多孔質半導体層１２が形成される。
（ｃ）次に、図１８に示すように、色素溶液に、多孔質半導体層１２を浸漬させることにより、多孔質半導体層１２に色素を吸着させる。色素としては、図８に示すｉｎｄｏｌｉｎｅ、レッドダイ（Ｎ７１９）、Ｄ１３１や、ブラックダイ（Ｎ７４９）などを適用することができる。これにより、図１８に示すように、色素（Ｄｙｅ）を吸着させた多孔質半導体層１２を備える作用極が作成される。
（ｄ）次に、図１９に示すように、多孔質半導体層１２を囲繞させて、紫外線硬化樹脂を塗布し、封止部１６を形成する。具体的には、図１１（ａ）〜（ｆ）、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基板２０に第１土台部３６ａを、第２基板２２に第２土台部３６ｂを予め形成し、第１土台部３６ａの上に、接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂をスクリーン印刷により塗布する。
（ｅ）次に、図２０に示すように、第１基板２０と第２基板２２とを封止部１６を介して対向させる。なお、第２基板２２には、予め第２電極１８が形成されている。また、第２基板２２には、電解液１４の注入口３４ａおよび抜気孔３４ｂが穿設されている。第１基板２０と第２基板２２とを貼り合わせることにより、封止部１６は、図１１（ａ）〜（ｆ）および図１４（ａ）、（ｂ）に示すような状態となる。そして、第１基板２０側または第２基板２２側の何れかから紫外線（ＵＶ）を照射する。
紫外線（ＵＶ）は、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）および図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、開口部ＡＰから接合部４０を構成する紫外線硬化樹脂に直接入射する。これにより、接合部４０が十分に硬化されて、第１土台部３６ａおよび第２土台部３６ｂと接合部４０とが強固に接続される。
（ｆ）次に、図２１に示すように、注入口３４ａから電解液１４を注入した後、注入口３４ａおよび抜気孔３４ｂにガラスプレート３４ｃをそれぞれ接着して封止する。
以上の工程により完成された色素増感太陽電池２００は、封止部１６が十分に硬化されるので密閉性が高く、水分や酸素のセル内への侵入が有効に防止され、耐候性や耐久性が向上される。
第１の実施の形態によれば、封止材を十分に硬化させて耐久性を向上させることができる色素増感太陽電池およびその製造方法を提供することができる。
[第２の実施の形態]
（色素増感太陽電池）
第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の全体構成は、第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００と同様である。第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、動作原理等も第１の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００と同一である。
第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池において、第２土台部３６Ｂおよび第１土台部３６Ａは、ガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成され、接合部１６は、紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂で構成される。
また、ガラスフリットは、例えば、Ｚｎ−Ｓｉ系の酸化物の粉末で構成される。
（封止部の形成工程）
図２３〜図４４を参照して、封止部を形成する工程について説明する。
まず、図２３に示すように、ガラス基板等で構成される第２基板２２上に第２電極１８と触媒層１９を形成する。触媒層１９は、例えば、Ｐｔ、炭素、若しくは、導電性高分子などで形成される。
次いで、図２４に示すように、触媒層１９上に第１土台部３６Ａを形成する。第１土台部３６Ａは、ガラスフリットを含有するペーストをスクリーン印刷等の手法を用いて塗布して所定条件（例えば、焼成炉において５８０℃、１時間の条件）下で焼成することにより形成される。なお、ガラスフリットは、例えば、Ｚｎ−Ｓｉ系の酸化物の粉末で構成される。
次に、図２５に示すように、ガラス基板等で構成される第１基板２０上に第１電極１０と多孔質半導体層１２を形成する。
そして、図２６に示すように、第１電極１０上に第２土台部３６Ｂを形成する。第２土台部３６Ｂは、ガラスフリットを含有するペーストをスクリーン印刷等の手法を用いて塗布して所定条件下で焼成することにより形成される。なお、ガラスフリットは、Ｚｎ−Ｓｉ系の酸化物の粉末で構成される。次いで、図２７に示すように、多孔質半導体層１２Ｄに色素を吸着させた状態とする。
次に、図２８に示すように、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの先端部に光硬化樹脂としての紫外線硬化樹脂１６Ａ、１６Ｂを塗布し、第１基板２０側に電解液１４を滴下すると共に、第２基板２２を第１土台部３６Ａを下側にした状態で第１基板２０に対向させた状態とする。
そして、図２９に示すように、図２８の状態から第１土台部３６Ａと第２土台部３６Ｂとを紫外線硬化樹脂からなる接合部１６を介して対向させて接触させた状態で、接合部１６に対して紫外線（ｈν（ＵＶ））を照射する。なお、図２９に示す例では、第２基板２２側から紫外線（ｈν（ＵＶ））を照射している。
これにより、ガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体から成る第１土台部３６Ａを介して、紫外線硬化樹脂で構成される接合部１６が硬化される。
このように、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂを紫外線（ｈν（ＵＶ））の透過性が高いガラスフリットを含有するペーストの焼成体で構成することにより、土台部を紫外線硬化樹脂で構成する場合に比して、紫外線硬化樹脂からなる接合部１６に対して紫外線を十分に照射し、より確実に硬化させることができる。これにより、土台部を紫外線硬化樹脂で構成する場合に比して、発電特性および電解液保持性の維持を向上させることができる。
また、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂを構成するガラスフリットを含有するペーストの焼成体は、電解液耐性が強く、溶液保持能力が高いので、封止線幅を０．２ｍｍ程度まで細くすることができ、狭額縁化することができる。
また、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂを構成するガラスフリットを含有するペーストの焼成体の表面は多孔質状になっているため、この多孔質状の内部に接合部を構成する紫外線硬化樹脂１６Ａ、１６Ｂが浸透する。そして、この状態で紫外線硬化樹脂１６Ａ、１６Ｂを硬化することにより、アンカー効果が働き、第１土台部３６Ａと第２土台部３６Ｂがより強固に接合される。
また、図３１に示すように、第２基板２２側のみに第１土台部３６Ａ１を形成し、その先端部に紫外線硬化樹脂１６Ａを塗布するようにしても良い。
そして、第１基板２０側から第１土台部３６Ａ１を介して接合部に対して紫外線（ｈν（ＵＶ））を照射して、紫外線硬化樹脂１６Ａを硬化させる。
また、図３２に示すように、第１基板２０側のみに第２土台部３６Ｂ１を形成し、その先端部に紫外線硬化樹脂１６Ｂを塗布するようにしても良い。
そして、第２基板２２側から第２土台部３６Ｂ１を介して接合部に対して紫外線（ｈν（ＵＶ））を照射して、紫外線硬化樹脂１６Ｂを硬化させる。
（封止部の構成のバリエーション）
図３３を参照して、封止部の構成のバリエーションについて説明する。
図３３（ａ）は、同様の高さに形成した土台部Ｃ２と土台部Ｃ１とを対向させて接合した構成を示す。
図３３（ｂ）は、第１基板２０側に形成した土台部Ｃ１を接合部Ｃ３を介して第２基板２２に接合した構成を示す。
図３３（ｃ）は、第２基板２２側に形成した土台部Ｃ２を接合部Ｃ３を介して第１基板２０に接合した構成を示す。
図３３（ｄ）は、異なる高さに形成した土台部Ｃ２と土台部Ｃ１とを対向させて、接合部Ｃ３を介して接合した構成を示す。
（封止部の実施例）
図３４（ａ）は、第１実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３４（ａ）に示すように、この実施例では、各２個形成される第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、楔形となっている。
図３４（ｂ）は、第２実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３４（ｂ）に示すように、この実施例では、各２個形成される第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、第１基板２０および第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなるテーパー形状を有している。
図３４（ｃ）は、第３実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３４（ｃ）に示すように、この実施例では、各２個形成される第２土台部３６Ｂおよび第１土台部３６Ａの断面形状は、第１基板２０および第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなる紡錘形のテーパー形状を有している。
図３５（ａ）は、第４実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３５（ａ）に示すように、この実施例では、２個形成される第１土台部３６Ａの断面形状は、楔形となっている。
図３５（ｂ）は、第５実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３５（ｂ）に示すように、この実施例では、２個形成される第１土台部３６Ａの断面形状は、第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなるテーパー形状を有している。
図３５（ｃ）は、第６実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３５（ｃ）に示すように、この実施例では、２個形成される第１土台部３６Ａの断面形状は、第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなる紡錘形のテーパー形状を有している。
図３６（ａ）は、第７実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３６（ａ）に示すように、この実施例では、２個形成される第２土台部３６Ｂの断面形状は、楔形となっている。
図３６（ｂ）は、第８実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３６（ｂ）に示すように、この実施例では、２個形成される第２土台部３６Ｂの断面形状は、第１基板２０から離れるに従って断面積が小さくなるテーパー形状を有している。
図３６（ｃ）は、第９実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３６（ｃ）に示すように、この実施例では、２個形成される第２土台部３６Ｂの断面形状は、第１基板２０から離れるに従って断面積が小さくなる紡錘形のテーパー形状を有している。
図３７（ａ）は、第１０実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３７（ａ）に示すように、この実施例では、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、互い違いの楔形となっている。
図３７（ｂ）は、第１１実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３７（ｂ）に示すように、この実施例では、２個形成される第１土台部３６Ａと、第１土台部３６Ａに所定の空間を介して挟まれる第２土台部３６Ｂの断面形状は、互い違いの楔形となっている。
図３７（ｃ）は、第１２実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３７（ｃ）に示すように、この実施例では、各２個ずつ交互に所定の空間を介して形成される第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、互い違いの楔形となっている。
図３８（ａ）は、第１３実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３８（ａ）に示すように、この実施例では、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、互い違いの楔形となっており、接合部１６を介して垂直方向の面で接合されている。
図３８（ｂ）は、第１４実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３８（ｂ）に示すように、この実施例では、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、互い違いの楔形となっており、接合部１６を介して垂直方向の一部の面で接合されている。
図３９（ａ）は、第１５実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３９（ａ）に示すように、この実施例では、２個形成される第１土台部３６Ａと、第１土台部３６Ａに接合部１６を介して接触して挟まれる第２土台部３６Ｂの断面形状は、互い違いの楔形となっている。
図３９（ｂ）は、第１６実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図３９（ｂ）に示すように、この実施例では、各２個形成される第１土台部３６Ａと第２土台部３６Ｂの断面形状は、互い違いの楔形となっており、接合部１６を介して互いに接触している。
図４０（ａ）は、第１７実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図４０（ａ）に示すように、この実施例では、各３個形成される第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、第１基板２０および第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなるテーパー形状を有している。
図４０（ｂ）は、第１８実施例に係る封止部の構成例を示す断面図である。図４０（ｂ）に示すように、この実施例では、各３個形成される第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂの断面形状は、第１基板２０および第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなる紡錘形のテーパー形状を有している。
次に、図４１（ａ）〜図４１（ｆ）を参照して、第１９〜第２４実施例について説明する。
図４１（ａ）〜図４１（ｃ）に示す第１９実施例〜第２１実施例は、一対の第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂが、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、第１土台部３６Ａの先端部および第２土台部３６Ｂの先端部とが対向するように形成されている場合の構成例である。
図４１（ａ）〜図４１（ｃ）に示す第１９〜第２１実施例において、第１土台部３６Ａ側および第２土台部３６Ｂ側には、紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線（ＵＶ）を入射させる開口部ＡＰが形成されている。
開口部ＡＰの幅は、例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度とされる。
図４１（ａ）に示す第１９実施例において、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、断面形状が略楔型を呈するように形成されている
図４１（ｂ）に示す第２０実施例および図４１（ｃ）に示す第２１実施例において、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、第１基板２０および第２基板２２から離れるに従って断面積が小さくなる形状とされている。
図４１（ｂ）に示す第２０実施例にあっては、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、両側部が負の曲率を有する形状となっている。
また、図４１（ｃ）に示す第２１実施例にあっては、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、両側部が正の曲率を有する形状となっている。
そして、図４１（ａ）〜図４１（ｃ）に示す第１９〜第２１実施例において、第１土台部３６Ａ側および第２土台部３６Ｂ側の少なくとも一方の開口部ＡＰから紫外線（ＵＶ）を、接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂に入射させて硬化させることができる。
この際に、紫外線（ＵＶ）は開口部ＡＰを介して接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂に直接入射するので、紫外線硬化樹脂をより確実に硬化させる光量を確保することができる。
なお、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、それぞれ３つ以上形成され、第１土台部の間および第２土台部のそれぞれの間に、開口部ＡＰが形成されるようにしても良い。
図４１（ｄ）〜図４１（ｆ）に示す第２２実施例〜第２４実施例は、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂが、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、第１土台部３６Ａの先端部および第２土台部３６Ｂの先端部の位置が互い違いとなるように形成されている場合の構成例である。
図４１（ｄ）〜図４１（ｆ）に示す第２２〜第２４実施例において、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、第１土台部３６Ａの先端部および第２土台部３６Ｂの先端部が互い違いに配置された際に、先端部同士が並び方向にオーバラップする高さに形成されている。
図４１（ｄ）に示す第２２実施例にあっては、第１基板２０と第２基板２２に、それぞれ１つの第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂが形成されている。そして、各第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂が介在される隙間を挟むように配置される。
図４１（ｅ）に示す第２３実施例にあっては、第１基板２０に１つの第１土台部３６Ａ、第２基板２２に２つの第２土台部３６Ｂが形成されている。そして、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、２つの第２土台部３６ｂの間に、第１土台部３６ａが位置するように配置され、第１土台部３６Ａと第２土台部３６Ｂとで接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂を挟むようになっている。
図４１（ｆ）に示す第２４実施例にあっては、第１基板２０に１対の第１土台部３６Ａ、第２基板２２に１対の第２土台部３６Ｂが形成されている。そして、第１基板２０と第２基板２２とを対向させた際に、第１土台部３６Ａと第２土台部３６Ｂが互い違いになるように配置され、各一対の第１土台部３６Ａと第２土台部３６Ｂとで接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂を挟むようになっている。
なお、図４１（ｄ）〜図４１（ｆ）に示す実施例において、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは、断面形状が略楔型を呈するように形成されている
そして、これらの実施例において、第１土台部３６Ａ側および第２土台部３６Ｂ側の少なくとも一方の開口部ＡＰから紫外線（ＵＶ）を、接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂に入射させて硬化させることができる。
また、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂと接合部１６との接触面積が広いので、接合強度を高めることができる。
なお、第２４実施例について、第１基板２０の第１土台部３６Ａおよび第２基板２２の第２土台部３６Ｂをそれぞれ３つ以上形成するようにしても良い。
図４２（ａ）には、第２５実施例に係る封止材の接合部を硬化させる前の状態を、図４２（ｂ）には接合部を硬化させた後の状態を示す。
この実施例では、接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂を他の光硬化樹脂からなる接合材４０ａ・４０ｂを介して接合している。接合材４０ａ・４０ｂは、接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂と同じでも良いし、他の波長で硬化される別の樹脂で構成するようにしても良い。
図４３は、第２６実施例に係る封止部を形成する工程を示す図であって、図４３（ａ）は接合部４０を硬化させる前の状態を示す断面図、図４３（ｂ）は接合部４０を硬化させた後の状態を示す断面図である。
図４３（ａ）において、符号４０ａは、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂと接合部４０との接触部を示す。また、一点鎖線Ａ、Ｂ、Ｃで囲った場所は、紫外線（ＵＶ）の照射により、特に強固に硬化される部位を示す。
また、図４３（ｂ）において、符号４０ｂは、紫外線（ＵＶ）が行き渡らず、硬化が不十分な部位を示すが、他の部位が十分に硬化されることにより、実用上十分な強度が得られる。
図４４（ａ）に示す第２７実施例は、前述の図４１（ｃ）に示す第２１実施例について、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂを１つずつ追加した構成となっている。
これにより、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂと接合部１６との接触面積がより広くなって、接合強度が一層向上される。
また、開口部ＡＰも第１基板２０側、第２基板２２側ともに２箇所ずつとなり、紫外線（ＵＶ）が開口部ＡＰを介してより確実に接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂に入射される。これにより、接合部１６が十分に硬化され、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂと接合部１６がより強固に接合される。
図４４（ｂ）に示す第２８実施例は、前述の図４１（ｆ）に示す第２４実施例について、図４１（ｃ）に示す実施例のような形態の第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂを適用した例である。この場合には、図４４（ｂ）に示すように、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂは並び方向にオーバラップはしていない。この場合にも、十分な光量の紫外線（ＵＶ）が開口部ＡＰを介して接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂に入射される。これにより、接合部１６が十分に硬化され、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂと接合部１６が強固に接合される。
なお、図４４（ｃ）は、前述の第２２実施例に係る封止部の状態を示す断面図である。
（直列配置例）
第２の実施の形態に係る直列構成の色素増感太陽電池２００の模式的断面構造は、図４５に示すように、３つのセルを第１基板２０と第２基板２２との間に作り込んだ構成となっている。
直列構成の実施の形態に係る色素増感太陽電池２００は、図４５に示すように、封止部３６を構成する第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂによって各セル間を仕切ると共に、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂとの間に形成される電極３Ｓによって透明電極１０と第２電極１８との間を接続した構成となっている。これにより、隣接する３つのセルが直列接続された色素増感太陽電池２００が構成される。
なお、封止部３６は、図４６に示すように、ガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体から成る第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂが紫外線硬化樹脂で構成される接合部１６を介して接合される構成とすることができる。また、封止部３６は、上述のように、図３４〜図４４に示す何れかの構成とすることができる。
（製造方法）
図４７〜図４９を参照して、第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法について説明する。
第２の実施の形態に係る色素増感太陽電池の製造方法は、第１基板２０上に第１電極１０を形成する工程と、第１電極１０上に半導体微粒子２を有する多孔質半導体層１２を形成する工程と、多孔質半導体層１２を色素溶液に浸漬させて色素分子４を吸着させる工程と、第２基板２２上に第２電極１８を形成する工程と、第１基板２０上に第１電極１０と色素分子４吸着させた多孔質半導体層１２Ｄとを形成した作用極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第２土台部３６Ｂを形成する工程と、第２基板２２上に第２電極１８を形成した対極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第１土台部３６Ａを形成する工程と、第１土台部３６Ａ側および第２土台部３６Ｂ側の少なくとも一方に、接合部１６としての光硬化樹脂を塗布する工程と、作用極基板と対極基板とを対向させて、第１土台部３６Ａと第２土台部３６Ｂとを接合部１６を介して密着させる工程と、第１土台部３６Ａまたは第２土台部３６Ｂを介して光線を接合部１６を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、対極基板と作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程とを有する。
（ａ）まず、図４７に示すように、ガラス基板またはフレキシブルなプラスチック基板等で構成される第１基板２０上に透明電極１０を形成する。透明電極１０は、例えば、ＦＴＯ、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などのスパッタ成膜等により形成される。
（ｂ）次に、透明電極１０上に多孔質半導体層１２を形成する。具体的には、例えばＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＩｎＯ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２などの微粒子を含むペーストをスクリーン印刷によって塗布し、所定の温度でペースト層を焼成することにより、多孔質半導体層が形成される。
（ｃ）次に、色素溶液に、多孔質半導体層を浸漬させることにより、多孔質半導体層１２Ｄに色素を吸着させる。色素としては、前出の図８に示すｉｎｄｏｌｉｎｅ、レッドダイ（Ｎ７１９）、Ｄ１３１や、ブラックダイ（Ｎ７４９）などを適用することができる。これにより、図１８に示すように、色素（Ｄｙｅ）を吸着させた多孔質半導体層１２Ｄを備える作用極が作成される。
（ｄ）次に、図４７に示すように、多孔質半導体層１２Ｄを囲繞させて、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定条件下で焼成して第２土台部３６Ｂ１を形成する。
（ｅ）次に、第２土台部３６Ｂ１の先端部に、接合部１６Ｂを形成する紫外線硬化樹脂を塗布する。
（ｆ）次に、図４８に示すように、第１基板２０と第２基板２２とを第２土台部３６Ｂ１および接合部１６Ｂを介して対向させる。なお、第２基板２２には、予め第２電極１８が形成されている。また、第２基板２２には、電解液１４の注入口３４ａおよび抜気孔３４ｂが穿設されている。第１基板２０と第２基板２２とを貼り合わせることにより、封止部１６は、図４１（ａ）〜図４１（ｆ）等に示すような状態となる。そして、第１基板２０側または第２基板２２側の何れかから紫外線（ＵＶ）を照射する。
紫外線（ＵＶ）は、図４１（ａ）〜図４１（ｆ）等に示すように、開口部ＡＰから接合部１６Ｂを構成する紫外線硬化樹脂に入射する。これにより、接合部１６が十分に硬化されて、第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂと接合部１６とが強固に接合される。
（ｇ）次に、図４９に示すように、注入口３４ａから電解液１４を注入した後、注入口３４ａおよび抜気孔３４ｂにガラスプレート３４ｃをそれぞれ接着して封止する。
以上の工程により完成された色素増感太陽電池２００は、接合部１６が十分に硬化されるので密閉性が高く、水分や酸素のセル内への侵入が有効に防止され、耐候性や耐久性が向上される。
なお、図５０は、複数の色素増感太陽電池を形成する場合を示す平面図を示す。図５０において、Ｉ−Ｉ線に沿う断面構造が、図１或いは図３０に示すセル断面構造に対応する。図５１（ａ）は色素増感太陽電池の構成例を示す平面図、図５１（ｂ）は、そのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図５１に示す例では、封止部３６（第１土台部３６Ａおよび第２土台部３６Ｂ）が２重に形成されている。ここで、２重に形成された封止部３６の各幅は、例えば、約０．２ｍｍであり、封止部３６間のスペースは、例えば、約０．２ｍｍである。
このように、上述のようにガラスフリットを含有するペーストの焼成体を融着させて２重に封止部を形成する方法によって、耐候性や耐久性を向上させた複数の色素増感太陽電池を効率的に量産することができる。
なお、図５０に示すように各色素増感太陽電池を作成した状態からスクライブラインに沿って各色素増感太陽電池を切り離して製品化する。
また、図５２は色素増感太陽電池の作成例を示す撮影図である。セルサイズは、例えば、約５ｍｍ×５ｍｍ程度である。
また、上記の製造方法に代えて、次のような製造方法を適用することもできる。
即ち、第１基板２０上に第１電極１０を形成する工程と、第１電極１０上に半導体微粒子２を有する多孔質半導体層１２を形成する工程と、多孔質半導体層１２を色素溶液に浸漬させて色素分子４を吸着させる工程と、第２基板２２上に第２電極１８を形成する工程と、第１基板２０上に第１電極１０と色素分子４を吸着させた多孔質半導体層１２とを形成した作用極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第２土台部３６Ｂを形成する工程と、第２土台部３６Ｂ側に、接合部１６としての光硬化樹脂を塗布する工程と、作用極基板と対極基板とを対向させて、第２土台部３６Ｂと接合部１６を介して密着させる工程と、第２土台部３６Ｂを介して光線を接合部１６を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、対極基板と作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液１４を注入する工程とを有するようにしても良い。
また、第１基板２０上に第１電極１０を形成する工程と、第１電極１０上に半導体微粒子２を有する多孔質半導体層１２を形成する工程と、多孔質半導体層１２を色素溶液に浸漬させて色素分子４を吸着させる工程と、第２基板２２上に第２電極１８を形成する工程と、第２基板２２上に第２電極１８を形成した対極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第１土台部３６Ａを形成する工程と、第１土台部３６Ａ側に、接合部１６としての光硬化樹脂を塗布する工程と、作用極基板と対極基板とを対向させて、第１土台部３６Ａと接合部１６を介して密着させる工程と、第１土台部３６Ａを介して光線を接合部１６を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、対極基板と作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液１４を注入する工程とを有するようにしても良い。
（ＳＥＭにより断面観察結果）
図５３〜図５６は、色素増感太陽電池の封止部の各種断面構造を示すＳＥＭ撮影図である。
図５３は、電極（ＩＴＯ）が形成Ｉされた２枚のガラス（基板）間に、ガラスペースト（基礎）を形成し、その間にＵＶ硬化樹脂を介して接合した構成のＳＥＭ撮影図である。
図５３に示すように、ガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体から成るガラスの表面には微細な凹凸が形成され、アンカー効果によりＵＶ硬化樹脂と強固に接合されている。
図５４は、図５４を拡大した撮像図であり、ガラスフリットを含有するペーストからなる基礎と、ＵＶ硬化樹脂を接合した状態を示す。
図５５はガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体から成るガラス間にＵＶ硬化樹脂から成る基礎を挟んだ状態を示す。図５６は、図５５を拡大した撮像図であり、ＵＶ硬化樹脂から成る基礎をＵＶ硬化樹脂を介して接合した状態を示す。
（重合度の確認結果）
本発明に係る色素増感太陽電池の封止部において、接合部１６を構成する紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）が硬化しているか確認するために、ラマンイメージング法を用いて重合度の確認を行った。
図５７は、ＵＶ硬化樹脂の硬化度を確認するためのラマンイメージング撮影図、図５８は図５７のＡ部の拡大状態を示すラマンイメージング撮影図、図５９はＵＶ硬化樹脂の硬化度を確認するためのラマンイメージング撮影図、図６０は図５９のＢ部の拡大状態を示すラマンイメージング撮影図である。
図５７〜図６０の撮像図によれば、中央部のＵＶ硬化樹脂は十分に硬化していることが確認された。また、界面において、不純物は見られないことも確認された。
（環境試験結果）
図６１〜図７６に、各種色素増感太陽電池の環境試験の試験結果を示す。
なお、図６１〜図７６では、前出の図４６における封止部の厚さＬ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍについて試験を行った。
図６１は、比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６１（ａ）は開放電圧ＶOC(Ｖ)と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６１（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６１（ｃ）はフィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図６２は、比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変特性の時系列変化を示すグラフであり、図６２（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６２（ｂ）は規格化（正規化）された最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
なお、図６２では、前出の図４６における封止部の厚さＬ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍについて試験を行った。
図６３は、比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６３（ａ）は開放電圧ＶOC(Ｖ)と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６３（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図６４は、比較例に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６４（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６４（ｂ）は規格化最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図６５は、第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６５（ａ）は開放電圧ＶOC(Ｖ)と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６５（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６５（ｃ）フィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図６６は、第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６６（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６６（ｂ）は規格化最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図６７は、第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６７（ａ）は開放電圧ＶOC(Ｖ)と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６７（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、（ｃ）フィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図６８は、第１土台部および第２土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成した本発明に係る色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６８（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６８（ｂ）は規格化最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図６９は、土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図６９（ａ）は開放電圧と時間の関係を示すグラフ、図６９（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図６９（ｃ）フィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図７０は、土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図７０（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７０（ｂ）は規格化最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図７１は、土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図７１（ａ）は開放電圧ＶOC(Ｖ)と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７１（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７１（ｃ）フィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図７２は、土台部をＵＶ硬化樹脂で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図７２（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７２（ｂ）は規格化最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図７３は、土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図７３（ａ）は開放電圧と時間の関係を示すグラフ、図７３（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７３（ｃ）フィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図７４は、土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（７０℃）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図７４（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７４（ｂ）は規格化最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図７５は、土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図７５（ａ）は開放電圧ＶOC(Ｖ)と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７５（ｂ）は短絡電流密度ＪSC（ｍＡ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７５（ｃ）フィリングファクタＦＦと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
図７６は、土台部をガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体で構成した色素増感太陽電池の環境試験（６０℃／９０％ＲＨ）における光電変換特性の時系列変化を示すグラフであり、図７６（ａ）は最大出力電力Ｐmax（ｍＷ／ｃｍ2）と時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフ、図７６（ｂ）は規格化最大出力電力Ｐmaxと時間ｔ（ｈ）との関係を示すグラフである。
第２の実施の形態によれば、封止材を十分に硬化させて耐久性を向上させることができる色素増感太陽電池およびその製造方法を提供することができる。
以上、説明したように、本発明によれば、封止材を十分に硬化させて耐久性を向上させることができる色素増感太陽電池およびその製造方法を提供することができる。
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
例えば、第１の実施の形態に述べた紫外線硬化樹脂に代えて、可視光等で硬化する光硬化樹脂で封止材を構成するようにしても良い。より具体的には、第１土台部３６ａ、第２土台部３６ｂおよび接合部４０を光硬化樹脂で構成するようにできる。
本発明の色素増感太陽電池は、電源として適用することによって、携帯通信機器やゲーム機器など各種電子機器用補助電源や無線通信センサモジュールの駆動電源といった様々なシステムに適用可能である。
２…半導体微粒子
３Ａ…アノード電極
３Ｋ…カソード電極
３Ｓ…電極
４…色素分子
１０…第１電極
１２…多孔質半導体層
１４…電解液
１６，１６ａ、１６ｂ…封止材（接合部）
１８…第２電極
１９…触媒層
２０…第１基板
２２…第２基板
２６…酸化還元電解質
２８…酸化還元電解質
３０…色素分子
３２…色素分子
３４ａ…注入口
３４ｂ…抜気孔
３４ｃ…ガラスプレート
３６ａ、３６Ａ…第１土台部
３６ｂ、３６Ｂ…第２土台部
４０…接合部
４４…電解液
１００…作用極
２００…色素増感太陽電池

Claims (19)

  1. 第１基板と、
    前記第１基板上に配置された第１電極と、
    前記第１電極上に配置され、半導体微粒子と色素分子を備える多孔質半導体層と、
    前記多孔質半導体層と接し、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液と、
    前記電解液に接する第２電極と、
    前記第２電極上に配置された第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板の間に配置され、前記電解液を封止する封止材と
    を備え、
    前記封止材は、
    前記第１基板側および前記第２基板側に予め形成される所定高さの第１土台部および第２土台部と、
    前記第１土台部および前記第２土台部との間に介在される接合部とで構成されることを特徴とする色素増感太陽電池。
  2. 前第１土台部および第２土台部は、ガラスフリットを含有するペーストの光透過性を有する焼成体によって構成され、
    前記接合部は、光硬化樹脂で構成されることを特徴とする請求項１に記載の色素増感太陽電池。
  3. 前第１土台部、第２土台部および前記接合部は、光硬化樹脂で構成されることを特徴とする請求項１に記載の色素増感太陽電池。
  4. 前記第１土台部側および前記第２土台部側の少なくとも一方には、光硬化樹脂を硬化させる光線を前記接合部に対して入射させる開口部が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の色素増感太陽電池。
  5. 前記第１土台部および前記第２土台部は、それぞれ２以上形成され、
    前記第１土台部の間および前記第２土台部のそれぞれの間に、前記開口部が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  6. 前記第１土台部および前記第２土台部は、前記第１基板と前記第２基板とを対向させた際に、前記第１土台部の先端部および前記第２土台部の先端部とが対向するように形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  7. 前記第１土台部および前記第２土台部は、前記第１基板と前記第２基板とを対向させた際に、前記第１土台部の先端部および前記第２土台部の先端部の位置が互い違いとなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  8. 前記第１土台部および前記第２土台部は、前記第１土台部の先端部および前記第２土台部の先端部が互い違いに配置された際に、前記先端部同士が並び方向にオーバラップする高さに形成されていることを特徴とする請求項７に記載の色素増感太陽電池。
  9. 前記第１土台部および前記第２土台部は、前記第１基板および前記第２基板から離れるに従って断面積が小さくなる形状とされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  10. 前記第１土台部および前記第２土台部は、断面形状が略楔型を呈するように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の色素増感太陽電池。
  11. 前記第１土台部および前記第２土台部の少なくとも一方には、光硬化樹脂を塗布して前記接合部を形成する際に、前記第１土台部および前記第２土台部と、塗布された光硬化樹脂との間の空気を抜気する抜気部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  12. 前記第１土台部および前記第２土台部を形成する光硬化樹脂と、前記接合部を形成する光硬化樹脂とは、波長の異なる光線によって硬化されることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  13. 前記光硬化樹脂は、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  14. 前記ガラスフリットは、Ｚｎ−Ｓｉ系の酸化物の粉末で構成されることを特徴とする請求項２、４〜１３のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
  15. 請求項１〜１４の内、いずれか１項に記載の色素増感太陽電池からなるセルを複数個直列接続したことを特徴とする色素増感太陽電池。
  16. 第１基板上に第１電極を形成する工程と、
    前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、
    該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、
    第２基板上に第２電極を形成する工程と、
    第１基板上に前記第１電極と色素分子を吸着させた前記多孔質半導体層とを形成した作用極基板上に、光硬化樹脂を塗布して、所定高さの第１土台部を開口部を隣接させて形成する工程と、
    第２基板上に前記第２電極を形成した対極基板上に、光硬化樹脂を塗布して、所定高さの第２土台部を開口部を隣接させて形成する工程と、
    前記光硬化樹脂に光線を照射して、前記第１土台部および前記第２土台部を硬化させる工程と、
    前記第１土台部側および前記第２土台部側の少なくとも一方に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、
    前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第１土台部と前記第２土台部とを前記接合部を介して密着させる工程と、
    前記第１土台部側または前記第２土台部側の開口部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、
    前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程と
    を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
  17. 第１基板上に第１電極を形成する工程と、
    前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、
    該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、
    第２基板上に第２電極を形成する工程と、
    第１基板上に前記第１電極と色素分子を吸着させた前記多孔質半導体層とを形成した作用極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第１土台部を形成する工程と、
    第２基板上に前記第２電極を形成した対極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第２土台部を形成する工程と、
    前記第１土台部側および前記第２土台部側の少なくとも一方に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、
    前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第１土台部と前記第２土台部とを前記接合部を介して密着させる工程と、
    前記第１土台部または前記第２土台部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、
    前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程と
    を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
  18. 第１基板上に第１電極を形成する工程と、
    前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、
    該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、
    第２基板上に第２電極を形成する工程と、
    第１基板上に前記第１電極と色素分子を吸着させた前記多孔質半導体層とを形成した作用極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第１土台部を形成する工程と、
    前記第１土台部側に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、
    前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第１土台部と前記接合部を介して密着させる工程と、
    前記第１土台部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、
    前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程と
    を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
  19. 第１基板上に第１電極を形成する工程と、
    前記第１電極上に半導体微粒子を備える多孔質半導体層を形成する工程と、
    該多孔質半導体層を色素溶液に浸漬させて色素分子を吸着させる工程と、
    第２基板上に第２電極を形成する工程と、
    第２基板上に前記第２電極を形成した対極基板上に、ガラスフリットを含有するペーストを塗布し、所定の条件で焼成して所定高さの第２土台部を形成する工程と、
    前記第２土台部側に、接合部としての光硬化樹脂を塗布する工程と、
    前記作用極基板と前記対極基板とを対向させて、前記第２土台部と前記接合部を介して密着させる工程と、
    前記第２土台部を介して光線を前記接合部を構成する光硬化樹脂に照射して硬化させる工程と、
    前記対極基板と前記作用極基板との間に、酸化還元電解質を溶媒に溶解した電解液を注入する工程と
    を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
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