JP2023107206A - 色素増感太陽電池及び太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】配線の腐食等の耐久性の劣化が生じにくく、小型な色素増感太陽電池及び太陽電池を提供すること。【解決手段】色素増感太陽電池は、第１の基板に形成された電極と、電極の上に形成される電子輸送層と、電子輸送層の上に形成され、電子捕集剤と色素とを含む光吸収層と、電極と対向して配置される第１の導電膜と、第１の導電膜に形成された絶縁膜と、絶縁膜を介して第１の導電膜と対向するように第２の基板に形成された第２の導電膜と、電極と第２の導電膜とを導通させる第１の導通部と、第１の導電膜の上に形成される触媒層と、光吸収層と触媒層との間に充填される電解液とを備え、第１の導電膜の一部及び第２の導電膜の一部は、色素増感太陽電池の外部に引き出され、第１の導電膜の一部には第１の端子が形成され、第２の導電膜の一部には第２の端子が形成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、色素増感太陽電池及び太陽電池に関する。

太陽電池は、ＩｏＴ（Internet of Things)デバイス用の電源及びエナジーハーベスティング素子として期待されている。太陽電池は、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機系太陽電池に大別される。有機系太陽電池の中で、色素増感太陽電池（Dye sensitized Solar Cell: DSC）が知られている。色素増感太陽電池は、光を吸収するための色素と、電解液とを用いた酸化還元反応によって発電する。色素増感太陽電池に用いられる電解液には、固体型電解液と液体型電解液とがある。

特開２０１５－４６２２２号公報

色素増感太陽電池を負荷に接続するために、色素増感太陽電池に接続端子を形成する必要がある。色素増感太陽電池における接続端子は、アノード電極と接続されるアノード端子とカソード電極と接続されるカソード端子とを含む。特に、複数の色素増感太陽電池を直列接続した太陽電池モジュールにおいて、アノード端子とカソード端子とを、色素増感太陽電池モジュールの１つの面側に集約させる構成が求められている。ここで、アノード端子とカソード端子とを、色素増感太陽電池モジュールの１つの面側に集約させるためには、アノード電極とアノード端子とを接続する配線とカソード電極とカソード端子とを接続する配線の少なくとも一方の配線が引き回し配線になる。引き回し方としては色素増感太陽電池の内部で引き回す方法と外部で引き回す方法とが考えられる。色素増感太陽電池の外部で引き回す場合、配線の腐食等が懸念される。一方で、色素増感太陽電池の内部で引き回す場合、引き回しのための領域を発電のための領域と別途に設ける必要があり、モジュールのサイズの増大が懸念される。

本開示は、配線の腐食等の耐久性の劣化が生じにくく、小型な色素増感太陽電池及び太陽電池を提供することを目的とする。

一態様の色素増感太陽電池は、第１の基板に形成された電極と、電極の上に形成される電子輸送層と、電子輸送層の上に形成され、電子捕集剤と色素とを含む光吸収層と、電極と対向して配置される第１の導電膜と、第１の導電膜の電極と対向する第１の面と逆の面である第２の面に形成された絶縁膜と、絶縁膜を介して第１の導電膜と対向するように第２の基板に形成された第２の導電膜と、電極と第２の導電膜とを導通させる第１の導通部と、第１の導電膜の上に形成される触媒層と、光吸収層と触媒層との間に充填される電解液とを備える色素増感太陽電池であって、第１の導電膜の一部及び第２の導電膜の一部は、色素増感太陽電池の外部に引き出され、第１の導電膜の一部には第１の端子が形成され、第２の導電膜の一部には第２の端子が形成されている。

本開示によれば、配線の腐食等の耐久性の劣化が生じにくく、小型な色素増感太陽電池及び太陽電池を提供することができる。

図１は、一実施形態に係る色素増感太陽電池の構成の一例を示す断面図である。 図２は、１つのユニットにおける発電原理を説明するための図である。 図３は、一実施形態の変形例に係る固体型電解液を用いた色素増感太陽電池の構成の一例を示す断面図である。 図４は、モノリシック構造への適用例を示す図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。図１は、一実施形態に係る色素増感太陽電池の構成の一例を示す断面図である。

一実施形態に係る色素増感太陽電池の一実施形態に係る色素増感太陽電池１は、複数の色素増感太陽電池のユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４が直列接続されて構成される色素増感太陽電池モジュールである。図１では、ユニットの数は、４つである。ユニットの数は、４つに限定されるものではない。

図１に示すように、色素増感太陽電池１のそれぞれのユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４は、第１の基板１１と第２の基板１２との間に形成される。第１の基板１１は、ガラス基板等の透明基板である。第２の基板１２は、第１の基板１１と対向するように配置される。第２の基板１２は、第１の基板１１と同様に、ガラス基板等の透明基板である。

第１の基板１１のそれぞれのユニットの位置には、電極１３が形成されている。電極１３の間隔は、例えば隣接する電極間でのリーク電流等の影響がない程度の間隔である。電極１３は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）といった透明導電酸化膜（ＴＣＯ）によって形成される。それぞれの電極１３は、対応するユニットのアノード電極として用いられる。また、色素増感太陽電池１における端のユニットであるユニットＵ１及びＵ４のうちの一方のユニット、図１ではユニットＵ１に形成される電極１３は、色素増感太陽電池１の外部に引き出されている。後で説明するように、ユニットＵ１に形成される電極１３は、外部上下導通封止材２０ｂを介して第１の上下導通接続部１４ｃに接続されている。

第２の基板１２には、対向電極ユニットが形成されている。対向電極ユニットは、第１の導電膜１４ａと、絶縁膜１４ｂと、第１の上下導通接続部１４ｃと、第２の導電膜１４ｄと、第２の上下導通接続部１４ｅとを含む。

第１の導電膜１４ａは、それぞれの電極１３と対向するように間隔を空けて形成される。第１の導電膜１４ａは、それぞれの電極１３に対向する対向電極である。第１の導電膜１４ａの間隔は、例えば隣接する電極間でのリーク電流等の影響がない程度の間隔である。第１の導電膜１４ａは、電極１３と同様、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）といった透明導電酸化膜（ＴＣＯ）によって形成される。それぞれの第１の導電膜１４ａは、対応するユニットのカソード電極として用いられる。また、色素増感太陽電池１における端のユニットであるユニットＵ１及びＵ４のうちのもう一方のユニット、図１ではユニットＵ４に形成される第１の導電膜１４ａは、色素増感太陽電池１の外部に引き出されている。引き出された第１の導電膜１４ａには、端子１４１が形成されている。端子１４１からは配線が引き出されている。この配線は、図示しない負荷の一端に接続される。

絶縁膜１４ｂは、それぞれの第１の導電膜１４ａと、第２の基板１２に形成される第２の導電膜１４ｄとの間に形成される。絶縁膜１４ｂは、第１の導電膜１４ａと第２の導電膜１４ｄとを絶縁する。絶縁膜１４ｂは、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）といった透明な絶縁膜であってよい。ユニットＵ４に形成される第１の導電膜１４ａと同様に、絶縁膜１４ｂは、ユニットＵ４の位置から色素増感太陽電池１の外部に引き出されている。また、絶縁膜１４ｂは、ユニットＵ１の位置から色素増感太陽電池１の外部にも引き出されている。ユニットＵ４の位置から引き出される絶縁膜１４ｂには、端子１４１と間隔を空けて貫通孔が形成される。また、ユニットＵ１の位置から引き出される絶縁膜１４ｂの外部上下導通封止材２０ｂとの当接位置にも、貫通孔が形成される。

ここで、図１に示すように、ユニットＵ４の位置からの絶縁膜１４ｂの引き出し量は、ユニットＵ４の位置からの第１の導電膜１４ａの引き出し量よりも多い。これは、ユニットＵ４の位置から引き出される第１の導電膜１４ａと第２の上下導通接続部１４ｅとの十分な絶縁を確保するためである。

第１の上下導通接続部１４ｃは、絶縁膜１４ｂのユニットＵ１側に形成された貫通孔に、第２の導電膜１４ｄと接触するように形成される。第１の上下導通接続部１４ｃは、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）といった透明導電酸化膜（ＴＣＯ）によって形成されてもよいし、不透明な金属によって形成されてもよい。第１の上下導通接続部１４ｃは、外部上下導通封止材２０ｂ及び第２の導電膜１４ｄと接触し、外部上下導通封止材２０ｂを介してユニットＵ１の電極１３と第２の導電膜１４ｄとを導通させる。

第２の導電膜１４ｄは、絶縁膜１４ｂに形成された２つの貫通孔のそれぞれに当接するように第２の基板１２に形成される透明導電膜である。つまり、第２の導電膜１４ｄは、絶縁膜１４ｂを介して第１の導電膜１４ａの電極１３と対向する面とは逆側の面と対向するように第２の基板１２に形成されている。第２の導電膜１４ｄは、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）といった透明導電酸化膜（ＴＣＯ）によって形成されてよい。第２の導電膜１４ｄは、絶縁膜１４ｂに形成された２つの貫通孔のそれぞれに形成される第１の上下導通接続部１４ｃ及び第２の上下導通接続部１４ｅと当接し、第１の上下導通接続部１４ｃ及び第２の上下導通接続部１４ｅを導通させる集電引き回し配線である。

第２の上下導通接続部１４ｅは、絶縁膜１４ｂのユニットＵ４側に形成された貫通孔に、第２の導電膜１４ｄと接触するように、また、一部が色素増感太陽電池１の外部に露出するように形成される。第２の上下導通接続部１４ｅは、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）といった透明導電酸化膜（ＴＣＯ）によって形成されてもよいし、不透明な金属によって形成されてもよい。さらに、第２の上下導通接続部１４ｅにおける露出部分には、端子１３１が形成されている。端子１３１からは配線が引き出されている。この配線は、図示しない負荷のもう一端に接続される。このように、第２の上下導通接続部１４ｅは、第２の導電膜１４ｄ及び端子１３１と接触し、端子１３１と第２の導電膜１４ｄとを導通させる。つまり、ユニットＵ１の電極１３は、外部上下導通封止材２０ｂ、第１の上下導通接続部１４ｃ、第２の導電膜１４ｄ、第２の上下導通接続部１４ｅを介して、色素増感太陽電池１における端子１４１と同じ面の側に形成された端子１３１と電気的に接続される。

それぞれのユニットのアノード電極を構成する電極１３の上には電子輸送層１５が形成されている。電子輸送層１５は、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）の金属酸化膜で構成される。電子輸送層１５は、金属よりも高抵抗なＴＣＯで構成される電極１３による損失を抑制するために設けられ得る。また、電子輸送層１５が形成されることにより、電子輸送層１５の上にさらに形成される光吸収層１６の密着性が向上する。

それぞれの電子輸送層１５の上には、光吸収層１６が形成されている。光吸収層１６は、電子捕集剤に色素が吸着されて構成された層である。電子捕集剤は、例えば微小な酸化物半導体、例えば酸化チタン（ＴｉＯ_２）の集積体である。色素は、例えばルテニウム（Ｒｕ）色素（ＲＵ）（Ｎ７１９色素等）等である。電子捕集剤は、酸化チタンに限らず、例えば酸化亜鉛、酸化錫、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化インジウム及びその複合体等であってもよい。また、色素は、Ｎ７１９色素に限らない。例えば、ルテニウム系色素として、Ｎ３色素、ＢｌａｃｋＤｙｅや、純粋有機色素として、Ｄ１４９、キサンテン、ＰＶＫ、メロシアニン、オキサジン等が用いられてもよい。

それぞれのユニットのカソード電極を構成する第１の導電膜１４ａの上には触媒層１７が形成されている。触媒層１７は、例えば白金層である。

それぞれのユニットの光吸収層１６と触媒層１７との間には、電解液１８が充たされている。電解液１８の溶媒としては、例えばアセトニトリル、メトキシアセトニトリル、炭酸エチレン等が用いられ得る。電解液１８の溶質としては、例えばヨウ素（Ｉ２）、１，２－ジメチル－３－ｎ－プロピルイミダゾリウムアイオダイド（ＤＭＰＩｍＩ）、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、４－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン（ＴＢＰ）等が用いられ得る。図１に示すように、電解液１８は、それぞれのユニットＵ１とユニットＵ２の間の境界位置、ユニットＵ２とユニットＵ３の間の境界位置、ユニットＵ３とユニットＵ４の間の境界位置にそれぞれ設けられる上下導通封止材１９によって仕切られている。上下導通封止材１９は、アクリル樹脂及びオレフィン樹脂等の耐溶媒性に優れた樹脂に金属粒子を含む導電剤を含有させることによって構成されている。上下導通封止材１９は、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせるとともに、対向する電極間に設けられることでユニット間を導通させる。つまり、ユニットＵ１とユニットＵ２の間の境界位置に設けられる上下導通封止材１９は、ユニットＵ１の第１の導電膜１４ａとユニットＵ２の電極１３とを導通させる。ユニットＵ２とユニットＵ３の間の境界位置に設けられる上下導通封止材１９は、ユニットＵ２の第１の導電膜１４ａとユニットＵ３の電極１３とを導通させる。ユニットＵ３とユニットＵ４の間の境界位置に設けられる上下導通封止材１９は、ユニットＵ３の第１の導電膜１４ａとユニットＵ４の電極１３とを導通させる。これにより、ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４は直列接続される。

さらに、色素増感太陽電池１の最外周部における電子輸送層１５と触媒層１７との間には外部封止材２０ａ及び外部上下導通封止材２０ｂが形成されている。外部封止材２０ａは、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせるとともに、電解液１８の外部への漏れ出しを防止する。外部封止材２０ａは、例えば樹脂である。また、外部上下導通封止材２０ｂは、上下導通封止材１９と同様に、アクリル樹脂及びオレフィン樹脂等の耐溶媒性に優れた樹脂に金属粒子を含む導電剤を含有させることによって構成されている。外部上下導通封止材２０ｂは、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせるとともに、ユニットＵ１の電極１３と、第１の上下導通接続部１４ｃとの間に設けられることでユニットＵ１の電極１３と、第１の上下導通接続部１４ｃとを導通させる。このように、電解液１８は、第１の基板１１と、第２の基板１２と、外部封止材２０ａと、外部上下導通封止材２０ｂとによって封止されている。なお、外部封止材２０ａと外部上下導通封止材２０ｂとは別の部材であってもよい。一方で、外部封止材２０ａも外部上下導通封止材２０ｂとして構成されてよく、この場合において外部封止材２０ａと外部上下導通封止材２０ｂとは一体的に構成されてもよい。

図２は、１つのユニットにおける発電原理を説明するための図である。ここで、説明の簡単化のために、図２では、対向電極ユニットは、１つの対向電極１４として示されている。また、以下の例では電子捕集剤は酸化チタン（ＴｉＯ_２）であり、色素はルテニウム（Ｒｕ）色素であり、電解液１８はヨウ素（Ｉ）電解液であるとする。

まず、色素増感太陽電池１に光が入射すると、その光は基板に形成された色素１６ａによって吸収される。色素１６ａは、光を吸収することによって励起する。反応式は、例えば以下の式（１）で示される。
Ｒｕ→Ｒｕ^＋＋ｅ^－ （１）
励起された色素１６ａから放出された電子（ｅ^－）は、例えば多孔質の酸化チタン（ＴｉＯ_２）で構成される電子捕集剤１６ｂに注入される。電子捕集剤１６ｂに注入された電子は、アノード電極である電極１３に移動する。

一方、電子（ｅ^－）を失った色素１６ａは、電解液１８中の例えばヨウ化物イオン（Ｉ^－）から、電子を供給される。電解液１８中のヨウ化物イオン（Ｉ^－）は、電子（ｅ^－）を色素１６ｂに供給すると三ヨウ化物イオン（Ｉ_３ ^－）になる。反応式は、例えば以下の
式（２）、式（３）で示される。
Ｒｕ＋ｅ^－→Ｒｕ （２）
３Ｉ^－→Ｉ_３ ^－＋２ｅ^－ （３）
このような酸化反応によって生じた三ヨウ化物イオン（Ｉ_３ ^－）は、カソード電極である対向電極１４から電子（ｅ^－）を受け取ろうとする。このとき、対向電極１４と電極１３との間には、電位差が発生する。対向電極１４と電極１３との間に負荷が接続されていれば、電極１３まで移動した電子は、負荷を通って対向電極１４まで移動する。そして、対向電極１４に達した電子は、三ヨウ化物イオン（Ｉ_３ ^－）によって吸収される。このような還元反応により、三ヨウ化物イオン（Ｉ_３ ^－）はヨウ化物イオン（Ｉ^－）に戻る。反応式は、例えば以下の式（４）で示される。
Ｉ_３ ^－＋２ｅ^－→３Ｉ^－ （４）
以上の酸化還元反応が繰り返されることにより、色素増感太陽電池１のユニットは発電する。このような酸化還元反応が起きるためには、励起状態の色素１６ａのエネルギー準位は、電子捕集剤１６ｂのエネルギー準位よりも高く、かつ、基底状態の色素１６ａのエネルギー準位は、電解液１８のエネルギー準位より低いという関係を要する。

ここで、図１に示す色素増感太陽電池１では、複数のユニットが直列接続されている。この場合において、ユニットＵ４に光が入射した場合、図２を参照して説明した原理に従って色素から電子が放出される。色素から放出された電子は、電子捕集剤に受け渡され、その後にアノード電極に移動する。ここで、ユニットＵ４のアノード電極である電極１３は、上下導通封止材１９を介してユニットＵ３のカソード電極である第１の導電膜１４ａと接続されている。したがって、ユニットＵ４のアノード電極に移動した電子は、ユニットＵ３のカソード電極に移動する。このユニットＵ３のカソード電極に移動した電子は、ユニットＵ３における還元反応に用いられる。

同様に、ユニットＵ３における酸化反応に伴って色素から放出された電子は、ユニットＵ３のアノード電極からユニットＵ２のカソード電極に移動する。そして、ユニットＵ２のカソード電極に移動した電子は、ユニットＵ２における還元反応に用いられる。また、同様に、ユニットＵ２における酸化反応に伴って色素から放出された電子は、ユニットＵ２のアノード電極からユニットＵ１のカソード電極に移動する。そして、ユニットＵ１のカソード電極に移動した電子は、ユニットＵ１における還元反応に用いられる。

さらに、ユニットＵ１における酸化反応に伴って色素から放出された電子は、ユニットＵ１のアノード電極に移動する。ユニットＵ１のアノード電極は、負荷に接続される。したがって、ユニットＵ１のアノード電極まで移動した電子は、負荷を介してユニットＵ４のカソード電極まで移動する。そして、ユニットＵ４のカソード電極に移動した電子は、ユニットＵ４における還元反応に用いられる。

以上のようなそれぞれのユニットでの酸化還元反応が繰り返されることにより、色素増感太陽電池１は発電する。色素増感太陽電池１は、図２で示した単一のユニットよりも高い発電効率を有する。

以上説明したように一実施形態によれば、それぞれの色素増感太陽電池のカソード電極として形成される第１の導電膜１４ａの電極１３と対向する面と逆側の面に絶縁膜１４ｂを介して第２の導電膜１４ｄが形成される。そして、それぞれの色素増感太陽電池のアノード電極として形成される電極１３と第２の導電膜１４ｄとが外部上下導通封止材２０ｂ及び上下導通接続部１４ｃを介して導通される。これにより、カソードの端子１３１とアノードの端子１４１とが色素増感太陽電池１における同じ面の側に形成され得る。また、第２の導電膜１４ｄは、封止内に形成できるため、腐食等も発生しにくい。さらに、第１の導電膜１４ａの下に集電引き回し配線を配置できるため、結果として色素増感太陽電池１の主面方向における小型化が期待される。

［変形例］
一実施形態の変形例を説明する。一実施形態では、液体型電解液の色素増感太陽電池１における電極の構造が示されている。これに対し、一実施形態における電極の構造は、固体型電解液の色素増感太陽電池においても適用され得る。図３は、一実施形態の変形例に係る固体型電解液を用いた色素増感太陽電池の構成の一例を示す断面図である。ここで、図３において、図１と対応する要素については、図１と同一の参照符号が付されている。これらの図１と同一の参照符号が付されている要素についての説明は省略される。つまり、図３に示す色素増感太陽電池２においては、それぞれのユニットの光吸収層１６と触媒層１７との間に介在しているのが電解液１８ではなく、固体電解質層１８ａである点が異なっている。固体電解質層１８ａは、例えば、電解液１８をゲル化剤等によってゲル化させたものであり得る。

また、さらなる変形例として、一実施形態の電極の構造は、ペロブスカイト型太陽電池等の色素増感太陽電池以外の各種の太陽電池にも適用され得る。例えば、ペロブスカイト型太陽電池の場合には、図３の固体電解質層１８ａがペロブスカイト結晶層に置き換えられればよい。

また、一実施形態では、第１の基板１１と第２の基板１２とは、ガラス基板等の透明基板であるとされている。これに対し、第１の基板１１と第２の基板１２は、可撓性基材であってもよい。この場合において、一実施形態の電極構造は、第１の基板１１と第２の基板１２の一方にだけ電極等が形成されるモノリシック構造にも適用され得る。図４は、モノリシック構造への適用例を示す図である。図４の色素増感太陽電池２では、第１の基板１１及び第２の基板１２が第１の基材１１ａ及び第２の基材１２ａに置き換えられている。第１の基材１１ａ及び第２の基材１２ａは、透明な可撓性基材であれば特には限定されない。そして、第２の基材１２ａに、電極１４、すなわち第１の導電膜１４ａ、絶縁膜１４ｂ、第１の上下導通接続部１４ｃ、第２の導電膜１４ｄ、第２の上下導通接続部１４ｅと、触媒層１７と、固体電解質層１８ａと、光吸収層１６と、電子輸送層１５と、電極１３とがこの順で形成されている。また、隣接するユニット間での電極１３と電極１４との導通は、上下導通封止材１９を介することなく、電極１３を電極１４まで延ばすことで行われる。ここで、図４において、固体電解質層１８ａは、ペロブスカイト結晶層であってもよい。

また、実施形態及び変形例において、色素増感太陽電池１及び色素増感太陽電池２は、４個のユニットが直列に接続されて構成されている。しかしながら、色素増感太陽電池１及び色素増感太陽電池２は、１個のユニットだけで構成されていてもよい。

また、図１、図３、図４に示すように、一実施形態では、カソードの端子１３１とアノードの端子１４１とはユニットの配列方向に沿って並べて配置されている。これに対し、カソードの端子１３１とアノードの端子１４１とは、ユニットの配列方向と直交する方向に並べて配置されていてもよい。また、カソードの端子１３１とアノードの端子１４１とは必ずしも並べて配置されている必要はない。つまり、第１の導電膜１４ａ及び第２の導電膜１４ｄの外部への引き出し方によって、カソードの端子１３１とアノードの端子１４１との配置は、任意の形態をとり得る。

また、図１、図３、図４に示すように、カソードの端子１３１は、第２の導電膜１４ｄに形成された第２の上下導通接続部１４ｅを介して第２の導電膜１４ｄと接続される。これに対し、カソードの端子１３１は、引き出された第２の導電膜１４ｄの上に直接的に形成されてもよい。

また、一実施形態及び変形例では、第２の基板１２の側に集電引き回し配線が配置され、第２の基板１２の側にカソードの端子１３１が形成される。これとは逆に、色素増感太陽電池１及び色素増感太陽電池２は、第１の基板１１の側に集電引き回し配線が配置され、第１の基板１１の側にアノードの端子１４１が形成される構成を有していてもよい。

また、一実施形態及び変形例では、外部上下導通封止材２０ｂ及び上下導通接続部１４ｃを用いて電極１３と第２の導電膜１４ｄとが導通されている。電極１３と第２の導電膜１４ｄとの導通のさせ方は、これに限るものではない。例えば、外部上下導通封止材２０ｂの代わりに、上下導通封止材１９によって電極１３と第２の導電膜１４ｄとが導通されてもよい。

また、一実施形態及び変形例では、第２の導電膜１４ｄが透明な導電膜であるとされている。この場合、色素増感太陽電池１及び色素増感太陽電池２は、第２の基板１２の側から光が入射した場合であっても発電する透過型の色素増感太陽電池としても動作し得る。一方、第２の導電膜１４ｄは、例えばモリブデン（ＭＯ）系金属膜、クロム（Ｃｒ）系金属膜といった光反射性を有する金属膜であってもよい。この場合、第２の導電膜１４ｄは、カソード電極として動作するとともに、第１の基板１１から入射し、光吸収層１６で吸収されなかった光を光吸収層１６に戻す働きもする。これにより、発電効率の向上が期待される。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１ 色素増感太陽電池、２ 色素増感太陽電池、１１ 第１の基板、１１ａ 第１の基材、１２ 第２の基板、１２ａ 第２の基材、１３ 電極、１４ａ 第１の導電膜、１４ｂ 絶縁膜、１４ｃ 第１の上下導通接続部、１４ｄ 第２の導電膜、１４ｅ 第２の上下導通接続部、１５ 電子輸送層、１６ 光吸収層、１６ａ 色素、１６ｂ 電子捕集剤、１７ 触媒層、１８ 電解液、１８ａ 固体電解質層、１９ 上下導通封止材、２０ａ 外部封止材、２０ｂ 外部上下導通封止材。

Claims (16)

1. 第１の基板に形成された電極と、
   前記電極の上に形成される電子輸送層と、
   前記電子輸送層の上に形成され、電子捕集剤と色素とを含む光吸収層と、
   前記電極と対向して配置される第１の導電膜と、
   前記第１の導電膜の前記電極と対向する第１の面と逆の面である第２の面に形成された絶縁膜と、
   前記絶縁膜を介して前記第１の導電膜と対向するように第２の基板に形成された第２の導電膜と、
   前記電極と前記第２の導電膜とを導通させる第１の導通部と、
   前記第１の導電膜の上に形成される触媒層と、
   前記光吸収層と前記触媒層との間に充填される電解液と、
   を具備する色素増感太陽電池であって、
   前記第１の導電膜の一部及び前記第２の導電膜の一部は、前記色素増感太陽電池の外部に引き出され、
   前記第１の導電膜の一部には第１の端子が形成され、
   前記第２の導電膜の一部には第２の端子が形成されている、
   色素増感太陽電池。
2. 前記第１の導電膜の一部と前記第２の導電膜の一部は、前記色素増感太陽電池の同方向から引き出されている、
   請求項１に記載の色素増感太陽電池。
3. 前記第２の端子は、第２の導通部を介して前記第２の導電膜の一部に形成されている、
   請求項１に記載の色素増感太陽電池。
4. 前記第２の導電膜は、透明導電膜である、
   請求項１に記載の色素増感太陽電池。
5. 前記第２の導電膜は、光反射性を有する導電膜である、
   請求項１に記載の色素増感太陽電池。
6. 前記第１の導通部は、
   前記色素増感太陽電池の最外周部に、前記電極と接触するように形成された外部上下導通封止材と、
   前記外部上下導通封止材と接触するように前記第２の導電膜に形成され、前記外部上下導通封止材を介して前記電極と前記第２の導電膜とを導通させる上下導通接続部と、
   を含む、
   請求項１に記載の色素増感太陽電池。
7. 前記電極と、
   前記電子輸送層と、
   前記光吸収層と、
   前記第１の導電膜と、
   前記触媒層と、
   前記電解液と、
   をそれぞれ含む複数のユニットを有し、
   前記複数のユニットのうちの隣り合う第１のユニットと第２のユニットとは上下導通封止材によって仕切られており、
   前記上下導通封止材は、前記第１のユニットの前記第１の導電膜と、前記第２のユニットの前記電極との間に設けられ、前記第１のユニットの前記第１の導電膜と前記第２のユニットの前記電極とを導通させている、
   請求項１に記載の色素増感太陽電池。
8. 第１の基板に形成された電極と、
   前記電極の上に形成される電子輸送層と、
   前記電子輸送層の上に形成され、電子捕集剤と色素とを含む光吸収層と、
   前記電極と対向して配置される第１の導電膜と、
   前記第１の導電膜の前記電極と対向する第１の面と逆の面である第２の面に形成された絶縁膜と、
   前記絶縁膜を介して前記第１の導電膜と対向するように第２の基板に形成された第２の導電膜と、
   前記電極と前記第２の導電膜とを導通させる第１の導通部と、
   前記第１の導電膜の上に形成される触媒層と、
   前記光吸収層と前記触媒層との間に介在する電解質と、
   を具備する太陽電池であって、
   前記第１の導電膜の一部及び前記第２の導電膜の一部は、前記太陽電池の外部に引き出され、
   前記第１の導電膜の一部には第１の端子が形成され、
   前記第２の導電膜の一部には第２の端子が形成されている、
   太陽電池。
9. 前記第１の導電膜の一部と前記第２の導電膜の一部は、前記太陽電池の同方向から引き出されている、
   請求項８に記載の太陽電池。
10. 前記第２の端子は、第２の導通部を介して前記第２の導電膜の一部に形成されている、
    請求項８に記載の太陽電池。
11. 前記第２の導電膜は、透明導電膜である、
    請求項８に記載の太陽電池。
12. 前記第２の導電膜は、光反射性を有する導電膜である、
    請求項８に記載の太陽電池。
13. 前記第１の導通部は、
    前記太陽電池の最外周部に、前記電極と接触するように形成された外部上下導通封止材と、
    前記外部上下導通封止材と接触するように前記第２の導電膜に形成され、前記外部上下導通封止材を介して前記電極と前記第２の導電膜とを導通させる上下導通接続部と、
    を含む、
    請求項８に記載の太陽電池。
14. 前記電極と、
    前記電子輸送層と、
    前記光吸収層と、
    前記第１の導電膜と、
    前記触媒層と、
    前記電解質と、
    をそれぞれ含む複数のユニットを有し、
    前記複数のユニットのうちの隣り合う第１のユニットと第２のユニットとは上下導通封止材によって仕切られており、
    前記上下導通封止材は、前記第１のユニットの前記第１の導電膜と、前記第２のユニットの前記電極との間に設けられ、前記第１のユニットの前記第１の導電膜と前記第２のユニットの前記電極とを導通させている、
    請求項８に記載の太陽電池。
15. 前記電解質は、ペロブスカイト結晶層である、
    請求項８に記載の太陽電池。
16. 電極と、
    前記電極の下に形成される電子輸送層と、
    前記電子輸送層の下に形成され、電子捕集剤と色素とを含む光吸収層と、
    前記電極と対向して配置される第１の導電膜と、
    前記第１の導電膜の前記電極と対向する第１の面と逆の面である第２の面に形成された絶縁膜と、
    前記絶縁膜を介して前記第１の導電膜と対向するように基材に形成された第２の導電膜と、
    前記電極と前記第２の導電膜とを導通させる第１の導通部と、
    前記第１の導電膜の上に形成される触媒層と、
    前記光吸収層と前記触媒層との間に充填される電解質と、
    を具備する太陽電池であって、
    前記第１の導電膜の一部及び前記第２の導電膜の一部は、前記太陽電池の外部に引き出され、
    前記第１の導電膜の一部には第１の端子が形成され、
    前記第２の導電膜の一部には第２の端子が形成されている、
    太陽電池。