JP4387652B2

JP4387652B2 - 炭素電極及びこれを備えた色素増感型太陽電池

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Publication number: JP4387652B2
Application number: JP2002294050A
Authority: JP
Inventors: 康彦竹田; 和夫樋口; 晃洋武市; 友美元廣; 竜生豊田; 利行佐野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Central R&D Labs Inc; Aisin Corp
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc; Aisin Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP2004127849A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炭素電極及びこれを備えた色素増感型太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化やエネルギー問題に対する関心の高まりとともに太陽電池の様々な開発が進められている。その太陽電池の中でも、色素増感型太陽電池はグレッツェルらにより提案（例えば、特許第２６６４１９４号公報）されて以来、使用する材料が安価であること、比較的シンプルなプロセスで製造できること等の利点からその実用化が期待されている。
【０００３】
このような色素増感型太陽電池の対極としては、例えば、透明基板上に、Ｐｔ等の触媒粒子を付着させた透明導電膜をコートした構成を有するいわゆるＰｔ担持ＴＣＯガラス基板（Transparent Conductive Oxide Coated Glass）やＰｔ担持導電性合成樹脂フィルムが知られている（例えば、特許第２６６４１９４号公報）。ＴＣＯガラス基板としては、例えば、95% 酸化インジウムと 5% 酸化錫とからなる化合物（ＩＴＯ）コートガラスや、フッ素ドープＳｎＯ₂（ＦＴＯ）コートガラス等が挙げられ、導電性合成樹脂フィルムとしては導電性PETフィルム等が挙げられる。
【０００４】
しかし、上述の対極以外に、電解質中に存在する酸化還元対（例えば、Ｉ₃ ^-／Ｉ^-等）の酸化体を還元体に還元する還元反応（例えば、Ｉ₃ ^-をＩ^-に還元する還元反応）を速やかに進行させることが可能な優れた電極特性を有し、かつ、製造が容易にできてしかも安価な対極を開発することは、色素増感型太陽電池の実用化の観点から重要であり、これまで様々な検討が行われている。
【０００５】
例えば、上記のような検討として、例えば、Solar Energy Materials and Solar Cells, 44(1996) p.99-117 には、カーボンブラック粒子と、平板状の形状を有するグラファイト粒子と、アナターゼ型の酸化チタン粒子（例えば、上記文献の図３を参照）とを構成材料として形成された多孔質の炭素電極が提案されており、さらにこれを対極として使用した色素増感型太陽電池が提案されている。
【０００６】
上記の多孔質の炭素電極は、電極内部の細孔中に電解質溶液を取り込むことができるので、先に述べたＰｔ担持ＴＣＯガラス基板からなる対極に比較して、電極面積をより大きく確保することが容易であり、また、軽量かつ化学的に安定であり、更に、低コストで様々な形状に容易に形成することができるという利点を有する。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２６６４１９４号公報（第３頁、図１）
【非特許文献１】
Andreas Kay, Michael Gratzel，「Low cost photovoltaic modules based on dye sensitized nanocrystalline titanium dioxide and carbon powder」，Solar Energy Materials and Solar Cells, 44，Elsevier Science，1996，p.99-117
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らは、上記従来の炭素電極を対極として備える色素増感型太陽電池は、先に述べたＰｔ担持ＴＣＯガラス基板を対極として備えた色素増感型太陽電池に比較して、得られるFilling Factor (以下、「Ｆ.Ｆ.」という)及びエネルギー変換効率ηが低く、未だ不充分であるという問題があることを見出した。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、電極表面の電子移動反応を速やかに進行させることのできる炭素電極及びこれを対極として備えており、優れたエネルギー変換効率を有する色素増感型太陽電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、上記従来の炭素電極の電気伝導率が先に述べたＰｔ担持ＴＣＯガラス基板からなる対極よりも低いことが上述の問題に大きく影響していることを見出した。
【００１１】
そして本発明者らは、電極の電気伝導率の向上を目指して更に検討を重ねた結果、上記従来の炭素電極を構成する際に、バインダとして含有されているアナターゼ型の酸化チタン粒子のかわりにこれよりも電気抵抗率の低い導電性酸化物粒子を用いることが、先に述べた長所を失うことなくその電気伝導率の向上を図ることに対して極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。
【００１２】
すなわち、本発明は、細孔を有する多孔質の炭素電極であって、カーボンブラック状粒子と、グラファイト状粒子と、アナターゼ型の酸化チタン粒子よりも電気抵抗率の低い導電性酸化物粒子と、を構成材料として少なくとも含有しており、カーボンブラック状粒子の含有質量Ｗ１と、グラファイト状粒子の含有質量Ｗ２と、導電性酸化物粒子の含有質量Ｗ３とが、下記式（１）及び下記式（２）で表される条件を同時に満たしていること、を特徴とする炭素電極を提供する。
０.０５≦（Ｗ１／Ｗ２）≦０.４・・・（１）
０.０５≦｛Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２）｝≦０.４・・・（２）
【００１３】
本発明においては、アナターゼ型の酸化チタン粒子よりも電気抵抗率の低い導電性酸化物粒子を構成材料として使用することにより、得られる炭素電極の電気伝導率を向上させることができる。そのため、本発明の炭素電極は、先に述べた従来の炭素電極に比較して、該電子移動反応を速やかに進行させることができる。また、本発明の炭素電極は、先に述べた従来のＰＴ担持ＴＣＯガラス基板からなる電極に比較して、広い電極面積を確保し易く、また、軽量かつ化学的に安定であり、しかも低コストで所望の形状に容易に形成することができる。
【００１４】
従って、本発明の炭素電極を色素増感型太陽電池の対極として使用すれば、先に述べた従来の炭素電極に比較して、電解質中に含有される酸化還元対（例えば、Ｉ₃ ^-／Ｉ^-等）の酸化体に電子を反応させて還元体を得る還元反応（例えば、Ｉ₃ ^-をＩ^-へ還元する還元反応）を速やかに進行させることが可能となり、高いエネルギー変換効率を得ることができる。また、本発明の炭素電極は、軽量で所望の形状に容易に形成できるので、コンパクトで軽量の色素増感型太陽電池を低コストで容易に構成することができる。
【００１５】
なお、本発明の炭素電極の用途は特に限定されず、色素増感型太陽電池の対極として好ましく使用されるが、色素増感型太陽電池の対極以外の電極としても使用できる。例えば、他の電池（例えば、空気電池、マンガン乾電池）、電解工業の各種プロセス（例えば、食塩電解、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、アルカリ金属等の電解精錬）、又は、電解製鋼、電解合成用のアノードとして使用してもよい。
【００１６】
また、本発明は、受光面を有する半導体電極と当該受光面上に隣接して配置された透明電極とを有する光電極と、対極とを有しており、半導体電極と対極とが電解質を介して対向配置された色素増感型太陽電池であって、対極が上述の本発明の炭素電極であること、を特徴とする色素増感型太陽電池を提供する。
【００１７】
このように、先に述べた本発明の炭素電極を対極として用いることにより、優れたエネルギー変換効率を有する色素増感型太陽電池を容易に構成することができる。なお、本発明の炭素電極を色素増感型太陽電池の対極として使用する場合、炭素電極自身を対極として使用してもよく、基板上に本発明の炭素電極を一体化して形成したものを対極として使用してもよい。
【００１８】
ここで、本発明において、「色素」とは、金属錯体色素及び有機色素を示す。また、「電解質」とは、電解質溶液（以下、必要に応じて「電解液」という）、電解質溶液にゲル化剤を添加してゲル化したもの、及び、固体電解質を示す。
【００１９】
また、本明細書において、「カーボンブラック状粒子」とは、カーボンブラック粒子（アモルファス状態のもの、結晶化された状態のもの、並びに、アモルファス状態の構造及び結晶化された状態の構造とが混在した状態のもの）、カーボンエアロゲル粒子（アモルファス状態のもの、結晶化された状態のもの、並びに、アモルファス状態の構造及び結晶化された状態の構造とが混在した状態のもの）、並びに、上記カーボンブラック粒子及び上記カーボンエアロゲル粒子の混合物を示す。このカーボンブラック状粒子の形状は特に限定されず、例えば、中空状の粒子であってもよい。
【００２０】
更に、本明細書において、「グラファイト状粒子」とは、(i)グラファイト粒子、(ii)グラファイト粒子の層間を膨潤させたもの、(iii)グラファイト粒子の層間に他の元素が取り込まれた状態の層間化合物、及び、(iv)上記の(i)〜(iii)のうちの少なくとも２種の粒子を任意に混合させた混合物を示す。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の炭素電極及び色素増感型太陽電池の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の色素増感型太陽電池の第１実施形態の基本構成を示す模式断面図である。なお、図１に示す色素増感型太陽電池２０は、本発明の炭素電極の好適な一実施形態を対極ＣＥ１として備えている。
【００２３】
図１に示す色素増感型太陽電池２０は、主として、光電極１０と、対極ＣＥ１と、スペーサＳにより光電極１０と対極ＣＥ１との間に形成される間隙に充填された電解質Ｅとから構成されている。また、図１に示す光電極１０は、主として、受光面Ｆ２を有する半導体電極２と、当該半導体電極２の受光面Ｆ２上に隣接して配置された透明電極１とから構成されている。そして、半導体電極２は、受光面Ｆ２と反対側の裏面Ｆ２２において電解質Ｅと接触している。
【００２４】
この色素増感型太陽電池２０は、透明電極１を透過して半導体電極２に照射される光によって半導体電極２内に吸着されている増感色素が励起され、この増感色素から半導体電極２へ電子が注入される。そして、半導体電極２において注入された電子は、透明電極１に集められて外部に取り出される。
【００２５】
透明電極１の構成は特に限定されるものではなく、通常の色素増感型太陽電池に搭載される透明電極を使用できる。例えば、図１に示す透明電極１は、ガラス基板等の透明基板４の半導体電極２の側にいわゆる透明導電膜３をコートした構成を有する。この透明導電膜３としては、液晶パネル等に用いられる透明電極を用いればよい。
【００２６】
例えば、フッ素ドープＳｎＯ₂コートガラス、ＩＴＯコートガラス、ＺｎＯ：Ａｌコートガラス、アンチモンドープ酸化スズ（ＳｎＯ₂−Ｓｂ）、等が挙げられる。また、酸化スズや酸化インジウムに原子価の異なる陽イオン若しくは陰イオンをドープした透明電極、メッシュ状、ストライプ状など光が透過できる構造にした金属電極をガラス基板等の基板上に設けたものでもよい。
【００２７】
透明基板４としては、液晶パネル等に用いられる透明基板を用いてよい。具体的には透明なガラス基板、ガラス基板表面を適当に荒らすなどして光の反射を防止したもの、すりガラス状の半透明のガラス基板など光を透過するものが透明基板材料として挙げられる。なお、光を透過するものであれば材質はガラスでなくてもよく、透明プラスチック板、透明プラスチック膜、無機物透明結晶体などでもよい。
【００２８】
図１に示す半導体電極２は、酸化物半導体粒子を構成材料とする酸化物半導体層からなる。半導体電極２に含有される酸化物半導体粒子は特に限定されるものではなく、公知の酸化物半導体等を使用することができる。酸化物半導体としては、例えば、ＴｉＯ₂，ＺｎＯ，ＳｎＯ₂，Ｎｂ₂Ｏ₅，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＷＯ₃，ＺｒＯ₂，Ｌａ₂Ｏ₃，Ｔａ₂Ｏ₅，ＳｒＴｉＯ₃，ＢａＴｉＯ₃等を用いることができる。これらの酸化物半導体の中でもアナターゼ型ＴｉＯ₂が好ましい。
【００２９】
また、半導体電極２に含有される増感色素は、可視光領域および／または赤外光領域に吸収を持つ色素であれば特に限定されるものではない。より好ましくは、少なくとも２００ｎｍ〜１０μｍの波長の光により励起されて電子を放出するものであればよい。このような増感色素としては、金属錯体や有機色素等を用いることができる。金属錯体としては銅フタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の金属フタロシアニン、クロロフィルまたはその誘導体、ヘミン、ルテニウム、オスミウム、鉄及び亜鉛の錯体（例えば、シス−ジシアネート−Ｎ，N’−ビス（２、２’−ビピリジル−４、４’−ジカルボキシレート）ルテニウム（ＩＩ））等が挙げられる。有機色素としては，メタルフリーフタロシアニン，シアニン系色素，メロシアニン系色素，キサンテン系色素，トリフェニルメタン系色素等を用いることができる。
【００３０】
また、対極ＣＥ１は、電解質中に含有される酸化還元対（例えば、Ｉ₃ ^-／Ｉ^-等）の酸化体に電子を反応させて還元体を得る還元反応（例えば、Ｉ₃ ^-をＩ^-へ還元する還元反応）を速やかに進行させることを意図して以下に説明する構成を有している。
【００３１】
すなわち、対極ＣＥ１は、平板状の基板６と、基板６の一方の面上に形成された炭素電極８とから構成されている。そして、対極ＣＥ１は、その炭素電極８が電解質Ｅに接触するように配置されている。なお、図１において、対極ＣＥ１は、充分な機械的強度が得られる場合には、炭素電極８自体のみからなる構成としてもよい。
【００３２】
基板６は、炭素電極８の支持体となるものである。基板６の構成は特に限定されるものではなく、例えば、先に述べた透明基板４と同様のものを使用してよい。
【００３３】
炭素電極８は、カーボンブラック状粒子と、グラファイト状粒子と、アナターゼ型の酸化チタン粒子よりも電気抵抗率の低い導電性酸化物粒子とを少なくとも構成材料として形成された多孔質の電極である。この多孔質の炭素電極８の細孔内には、電解質Ｅ（液体状或いはゲル状の電解質）が保持されている。
【００３４】
ここで、炭素電極８の高い電子伝導性をより確実に得る観点から、カーボンブラック状粒子の含有質量Ｗ１と、グラファイト状粒子の含有質量Ｗ２と、導電性酸化物粒子の含有質量Ｗ３とが、下記式（１）及び下記式（２）で表される条件を同時に満たしていることが好ましい。
【００３５】
０.０５≦（Ｗ１／Ｗ２）≦０.４・・・（１）
０.０５≦｛Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２）｝≦０.４・・・（２）
【００３６】
式（１）において、（Ｗ１／Ｗ２）が０.０５未満となると、電極面積が低下するため、電解質中に含有される酸化還元対（例えば、Ｉ₃ ^-／Ｉ^-等）の酸化体に電子を反応させて還元体を得る還元反応（例えば、Ｉ₃ ^-をＩ^-へ還元する還元反応）の速度が低下する傾向が大きくなる。また、式（１）において、（Ｗ１／Ｗ２）が０.４を超えると、電気伝導性が低下する傾向が大きくなる。
【００３７】
また、式（２）において、｛Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２）｝が０.０５未満となると、炭素電極８自体の機械的強度が低下し、炭素電極８の一部或いは全部の剥離が発生したり、炭素電極８中に亀裂が発生したりする傾向が大きくなる。また、式（２）において、｛Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２）｝が０.４を超えると、電子伝導性が低下する傾向が大きくなる。
【００３８】
また、上述と同様に炭素電極８の高い電子伝導性をより確実に得る観点から、導電性酸化物粒子の電気抵抗率は１×１０^-2Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。導電性酸化物粒子の電気抵抗率が１×１０^-2Ω・ｃｍを超えると、充分な電子伝導性を得にくくなる傾向が大きくなる。
【００３９】
更に、上述の条件を満たす導電性酸化物粒子としては、ＳｎドープＩｎ₂Ｏ₃、ＺｎドープＩｎ₂Ｏ₃、ＳｂドープＳｎＯ₂、ＦドープＳｎＯ₂、ＡｌドープＺｎＯ、ＧａドープＺｎＯ、及び、Ｉｎ₄Ｓｎ₃Ｏ₁₂からなる群より選択される少なくとも１種の粒子であることが好ましい。
【００４０】
なお、炭素電極８の高い電子伝導性をより確実に得る観点から、ＳｎドープＩｎ₂Ｏ₃からなる粒子としては、この化合物中に含有されているＳｎの原子数とＩｎの原子数との比（Ｓｎの原子数／Ｉｎの原子数）が０.０１〜０.２５であることが好ましい。また、ＺｎドープＩｎ₂Ｏ₃からなる粒子としては、この化合物中に含有されているＺｎの原子数とＩｎの原子数との比（Ｚｎの原子数／Ｉｎの原子数）が０.０１〜０.２５であることが好ましい。
【００４１】
更に、ＳｂドープＳｎＯ₂からなる粒子としては、この化合物中に含有されているＳｂの原子数とＳｎの原子数との比（Ｓｂの原子数／Ｓｎの原子数）が０.０５〜０.５５であることが好ましい。また、ＦドープＳｎＯ₂からなる粒子としては、この化合物中に含有されているＦの原子数とＯ（酸素原子）の原子数との比（Ｆの原子数／Ｏの原子数）が０.０５〜０.５０であることが好ましい。
【００４２】
更に、ＡｌドープＺｎＯからなる粒子としては、この化合物中に含有されているＡｌの原子数とＺｎの原子数との比（Ａｌの原子数／Ｚｎの原子数）が０.０１〜０.２５であることが好ましい。また、ＧａドープＺｎＯからなる粒子としては、この化合物中に含有されているＧａの原子数とＺｎの原子数との比（Ｇａの原子数／Ｚｎの原子数）が０.０１〜０.２５であることが好ましい。
【００４３】
なお、多孔質の炭素電極である対極ＣＥ１中には、例えば、電極反応をより速やかに進行させる観点から、Ｐｔ微粒子等の触媒微粒子を分散担持してもよい。
【００４４】
更に、電解質Ｅは、光励起され半導体への電子注入を果した後の色素を還元するための酸化還元種を含んでいれば特に限定されず、例えば、液状の電解質であってもよく、これに公知のゲル化剤（高分子或いは低分子のゲル化剤）を添加して得られるゲル状の電解質であってもよい。
【００４５】
また、電解質Ｅに使用される液状電解質の溶媒としては、溶質成分を溶解できる化合物であれば特に制限はないが、電気化学的に不活性で、比誘電率が高くかつ粘度が低い溶媒（およびこれらの混合溶媒）に溶かしたものが好ましく、例えば、例えば，メトキシプロピオニトリルやアセトニトリルのようなニトリル化合物，γ−ブチロラクトンやバレロラクトンのようなラクトン化合物，エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートのようなカーボネート化合物、炭酸プロピレン等が挙げられる。
【００４６】
電解質Ｅに使用される液状電解質の溶質としては，半導体電極２に担持された色素や対極ＣＥと電子の受け渡しを行える酸化還元対（Ｉ₃ ^-／Ｉ^-系の電解質、Ｂｒ₃ ^-／Ｂｒ^-系の電解質、ハイドロキノン／キノン系の電解質などのレドックス電解質）や、この電子の受け渡しを助長する作用を有する化合物等が挙げられ、これらがそれぞれ単独あるいは複数組み合せて含まれていてもよい。
【００４７】
より具体的には、酸化還元対を構成する物質としては、例えば，ヨウ素，臭素，塩素などのハロゲン，ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム，ヨウ化テトラプロピルアンモニウム，ヨウ化リチウムのようなハロゲン化物などが挙げられる。電子の受け渡しを効率よく行うための添加剤としては、例えば、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンが通常使用される。
【００４８】
また、スペーサＳの構成材料は特に限定されるものではなく、例えば、シリカビーズ等を用いることができる。
【００４９】
また、電解質Ｅを密封する目的で光電極１０、対極ＣＥ及びスペーサＳを一体化するために使用する封止材としては、電解質Ｅの成分ができる限り外部に漏洩しないように封止できるものであればよく、特に制限されないが、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エチレン／メタクリル酸共重合体，表面処理ポリエチレンからなる熱可塑性樹脂などを用いることができる。
【００５０】
次に、図１に示した色素増感型太陽電池２０の製造方法の一例について説明する。
【００５１】
透明電極１を製造する場合は、ガラス基板等の基板４上に先に述べたフッ素ドープＳｎＯ₂等の透明導電膜３をスプレーコートする等の公知の薄膜製造技術を用いて形成することができる。例えば、この他にも、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法及びゾルゲル法の公知の薄膜製造技術を用いて形成することができる。
【００５２】
透明電極１の透明導電膜３上に半導体電極２を形成する方法としては、例えば、以下の方法がある。すなわち、先ず、所定の大きさ（例えば粒子径が１０〜３０ｎｍ程度）を有する酸化物半導体粒子を分散させた分散液を調製する。この分散液の溶媒は水、有機溶媒、または両者の混合溶媒など酸化物半導体粒子を分散できるものなら特に限定されない。また、分散液中には必要に応じて界面活性剤、粘度調節剤を加えてもよい。
【００５３】
次に、分散液を透明電極１の透明導電膜３上に塗布し、次いで乾燥する。このときの塗布方法としてはバーコーター法、印刷法などを用いることができる。そして、乾燥した後、空気中、不活性ガス或いは窒素中で加熱、焼成して半導体電極２（多孔質半導体膜）を形成する。
【００５４】
次に、半導体電極２中に浸着法等の公知の技術により増感色素を含有させる。増感色素は半導体電極２に付着（化学吸着、物理吸着または堆積など）させることにより含有させる。この付着方法は、例えば色素を含む溶液中に半導体電極２を浸漬するなどの方法を用いることができる。この際、溶液を加熱し還流させるなどして増感色素の吸着、堆積を促進することができる。なお、このとき、色素の他に必要に応じて、銀等の金属やアルミナ等の金属酸化物を半導体電極２中に含有させてもよい。
【００５５】
なお、半導体電極２内に含まれる光電変換反応を阻害する不純物を除去する表面酸化処理を、各層それぞれの形成時毎、或いは、各層全てを形成した時などに公知の方法により適宜施してもよい。
【００５６】
また、透明電極１の透明導電膜３上に半導体電極２を形成する他の方法としては、以下の方法がある。すなわち、透明電極１の透明導電膜３上にＴｉＯ₂等の半導体を膜状に蒸着させる方法を用いてもよい。透明導電膜３上に半導体を膜状に蒸着させる方法としては公知の薄膜製造技術を用いることができる。例えば、電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、スパッタ蒸着、クラスタイオンビーム蒸着等の物理蒸着法を用いてもよく、酸素等の反応性ガス中で金属等を蒸発させ、反応生成物を透明導電膜３上に堆積させる反応蒸着法を用いてもよい。更に、反応ガスの流れを制御する等してＣＶＤ等の化学蒸着法を用いることもできる。
【００５７】
対極ＣＥ１の製造方法も特に限定されず、例えば、以下の手法で形成することができる。すなわち、カーボンブラック状粒子と、グラファイト状粒子と、アナターゼ型の酸化チタン粒子よりも電気抵抗率の低い導電性酸化物粒子と、アセチルアセトン等の有機溶媒と、イオン交換水と、界面活性剤とを含むスラリー（或いはこのスラリーに増粘剤を添加したカーボンペースト）を調製し、これを平板状の基板６の一方の面上に塗布し乾燥させることにより形成してもよい。そして、乾燥後、必要に応じて焼結処理をおこなうことにより、基板６の一方の面上に炭素電極８を形成し対極ＣＥ１を完成する。なお、上記のスラリー（或いはペースト）の塗布、乾燥及び焼結の一連の作業を繰り返すことにより炭素電極８の厚さを調節することができる。
【００５８】
このようにして光電極１０及び対極ＣＥ１を作製した後は、図１に示すように、光電極１０と、対極ＣＥとをスペーサＳを介して対向させるように組み上げる。このとき、スペーサＳにより光電極１０と対極ＣＥとの間に形成される空間に電解質Ｅを充填し、色素増感型太陽電池２０を完成させる。
【００５９】
［第２実施形態］
図２は、本発明の色素増感型太陽電池の第２実施形態を示す模式断面図である。以下、図２に示す色素増感型太陽電池３０について説明する。なお、上述の図１に示した色素増感型太陽電池２０に関して説明した要素と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図２に示す色素増感型太陽電池３０は、本発明の炭素電極の好適な一実施形態を対極ＣＥ２として備えている。
【００６０】
図２に示す色素増感型太陽電池３０は、図１に示した光電極１０を使用し、図１に示した対極ＣＥ１と同様の構成を有する対極ＣＥ２を使用している。そして、図１に示した色素増感型太陽電池２０においてはスペーサＳにより光電極１０と対極ＣＥ１との間に形成される空間に電解質Ｅを充填したのに比較して、図２に示す色素増感型太陽電池３０においては、光電極１０と対極ＣＥ２との間に多孔体層ＰＳを配置している。そして、対極ＣＥ２は、多孔体層ＰＳに隣接して配置される炭素電極８と、この炭素電極８の多孔体層ＰＳと反対側の面上に隣接して配置される基板６とから構成されている。
【００６１】
この多孔体層ＰＳは多数の細孔を有した構造を有しており、この多孔体層ＰＳの内部には、図１に示した色素増感型太陽電池２０に使用したものと同様の電解質Ｅ（液体状或いはゲル状の電解質）が充填されて保持されている。
【００６２】
この多孔体層ＰＳは、電解質Ｅを保持可能であり、電子伝導性を有さない多孔体であれば特に限定されない。例えば、ルチル型の酸化チタン粒子により形成した多孔体を使用してもよい。また、ルチル型の酸化チタン以外の構成材料としては、ジルコニア、アルミナ、シリカ等が挙げられる。更に、この多孔体層ＰＳは、光電極１０を透過する光を反射してその反射光を再び光電極１０内に照射する光反射層としての機能も有している。これにより、光電極１０における光の利用効率を向上させることができる。
【００６３】
また、この電解質Ｅは半導体電極２内や、対極ＣＥ２の多孔質の炭素電極８にも保持されている。そして、図２に示す色素増感型太陽電池３０の半導体電極２、多孔体層ＰＳ及び対極ＣＥの側面は、電解質Ｅが、半導体電極２、多孔体層ＰＳ及び対極ＣＥ２の側面から外部に漏れることを防止するためにシール材５により被覆されている。
【００６４】
また、シール材５としては、例えば、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂フィルム、あるいはエポキシ系接着剤を使用することができる。
【００６５】
更に、対極ＣＥ２は、図１に示した色素増感型太陽電池２０の対極ＣＥ１と同じ構成を有している。対極ＣＥ２に配置される基板６は光電極１０の透明電極１に使用される透明基板４と同様の基板を使用することができる。なお、図２において、対極ＣＥ２は、充分な機械的強度が得られる場合には、炭素電極８自体のみからなる構成としてもよい。
【００６６】
次に、図２に示す色素増感型太陽電池３０の製造方法の一例について説明する。先ず、図１に示した色素増感型太陽電池２０と同様にして光電極１０を作製する。次に、光電極１０の半導体電極２を作製する場合と同様の手順により、光電極１０の半導体電極２の面Ｆ２２上に多孔体層ＰＳを形成する。例えば、ルチル型の酸化チタン等の多孔体層ＰＳの構成材料を含む分散液（スラリー）を調製し、これを半導体電極２の面Ｆ２２上に塗布し乾燥させることにより形成してもよい。
【００６７】
また、対極ＣＥ２についても、先に述べた対極ＣＥ１の場合と同様の方法により形成してもよい。また、先に述べた対極ＣＥ１の場合と同様の組成成分からなるスラリー（或いは、カーボンペースト）を調製し、これを多孔体層ＰＳの面上に塗布し乾燥させることにより形成してもよい。この場合には、対極ＣＥ２の多孔体層ＰＳの側と反対の側の面上に基板６を形成し、半導体電極２、多孔体層ＰＳ及び対極ＣＥ２の側面をシール材５で被覆して色素増感型太陽電池３０を完成する。
【００６８】
［第３実施形態］
図３は、本発明の色素増感型太陽電池の第３実施形態を示す模式断面図である。以下、図３に示す色素増感型太陽電池４０について説明する。なお、上述の図１に示した色素増感型太陽電池２０又は図２に示した色素増感型太陽電池３０に関して説明した要素と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図３に示す色素増感型太陽電池は、本発明の炭素電極の好適な一実施形態を対極ＣＥ３として備えている。
【００６９】
図３に示す色素増感型太陽電池４０は、以下に示す多孔体層ＰＳの形状と対極ＣＥ３の形状以外は図２に示した色素増感型太陽電池３０と同様の構成を有している。すなわち、図３に示す色素増感型太陽電池４０の場合、多孔体層ＰＳが半導体電極２の裏面Ｆ２２を覆う部分の他に、半導体電極２の側面を密着して覆う鍔状の縁部分を有している。この鍔状の縁部分は、光電極１０の透明電極１の受光面Ｆ１の法線方向に略平行となる方向にのびてその先端が透明電極１に接続されている。
【００７０】
この透明電極１と多孔体層ＰＳとの接続部についてより詳細に説明すると、この接続部において、透明電極１の透明導電膜３の部分は、例えばレーザスクライブ等の技術により完全に削りとられ、透明基板４の表面があらわれる深さの溝９が形成されている。そして、この溝９の部分に多孔体層ＰＳの鍔状に形成された縁部分が挿入されている。
【００７１】
また、対極ＣＥ３は多孔体層ＰＳに隣接して配置される炭素電極８と、この炭素電極８の多孔体層ＰＳと反対側の面上に隣接して配置される基板６とから構成されている。そして、この対極ＣＥ３にも、多孔体層ＰＳの鍔状の縁部分を密着して覆うための鍔状の縁部分が形成されている。この対極ＣＥ３の鍔状の縁部分も、光電極１０の透明電極１の受光面Ｆ１の法線方向に略平行となる方向にのびてその先端が透明電極１の透明導電膜３の表面に密着するように接続されている。
【００７２】
また、半導体電極２の側面のうち多孔体層ＰＳの鍔状の縁部分で覆われていない部分、及び、多孔体層ＰＳの側面のうち、対極ＣＥ３の鍔状の縁部分で覆われていない部分は、図２に示した色素増感型太陽電池３０に使用されているものと同様のシール材５を密着させて配置することによりシールされている。更に、対極ＣＥ３の鍔状の縁部分の外表面に対しても図２に示した色素増感型太陽電池３０に使用されているものと同様のシール材５が密着するように配置されている。
【００７３】
基板６とシール材５とを配置することにより、半導体電極２及び多孔体層ＰＳのそれぞれの内部に含有されている電解質の電池４０外部への逸散を充分に防止することができる。なお、必要に応じて、基板６と炭素電極８との間にもシール材５を密着させて配置しておいてもよい。これにより、対極ＣＥ３内部に含有されている電解質の電池４０外部への逸散をより充分に防止することができる。
【００７４】
以上のように、この色素増感型太陽電池４０は、光電極１０の透明電極１に多孔体層ＰＳと対極ＣＥ３とがそれぞれ一体化された構成を有している。そして、多孔体層ＰＳの鍔状の縁部分により、光電極１０と対極ＣＥ３との電気的な接触が防止されている。なお、光電極１０と対極ＣＥ３との電気的な接触（光電極１０と対極ＣＥ３との間での電子移動）が充分に防止されるのであれば、図３において、多孔体層ＰＳの鍔状の縁部分を設けずに、半導体電極２の側面と対極ＣＥ３の鍔状の縁部分の内側面とが見かけ接触している状態の構成としてもよい。この場合、溝９内には半導体電極２の構成材料が挿入される。
【００７５】
この色素増感型太陽電池４０は、光電極１０を形成する際に、上記の溝９をレーザスクライブ等の公知の技術により形成し、多孔体層ＰＳ及び対極ＣＥ３の形成時にそれぞれ上述の鍔状の縁部分が形成されるように原料となるスラリー（或いはペースト）を塗布すること以外は図２に示した色素増感型太陽電池３０と同様の製造方法により形成することができる。
【００７６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００７７】
例えば、本発明の色素増感型太陽電池は、例えば、図４に示す色素増感型太陽電池５０のように、複数の電池を併設したモジュールの形態を有していてもよい。図４に示す色素増感型太陽電池５０は、図２に示した色素増感型太陽電池３０又は図３に示した色素増感型太陽電池４０をそれぞれ複数個直列に併設する場合の一例を示している。
【００７８】
図２に示した色素増感型太陽電池３０に比較して、図４に示す色素増感型太陽電池５０は、隣り合う太陽電池の単セルの光電極１０間に設けられるシール材５と一方の単セル（以下、単セルＡという）の光電極１０との間に溝９が形成されている。
【００７９】
この溝９は、単セルＡの半導体電極２を、例えばレーザスクライブなどの技術により削りとることにより形成される。この溝９のうちのシール材５の近傍部分は、半導体電極２の部分を完全に除去して透明電極１の透明導電膜３の層があらわれる深さまで達している。また、この溝９のうちの単セルＡの半導体電極２の近傍部分は、半導体電極２の部分と透明導電膜３の部分を完全に除去して、透明電極１の透明基板４の層があらわれる深さまで達している。
【００８０】
そして、この溝のうちのシール材５の近傍部分には、隣り合う光電極１０の透明導電膜３及び該透明導電膜３上の半導体電極２の部分同士が電気的に接触しないように、これらの部分の間に単セルＡの多孔体層ＰＳの鍔状に形成された縁部分が透明電極１の透明基板４に接触するようにして挿入されている。
【００８１】
更に、この溝のうちの単セルＡの半導体電極２の近傍部分、すなわち、単セルＡの多孔体層ＰＳとシール材５との間の部分には、単セルＡの対極ＣＥの鍔状に形成された縁部分が、もう一方の単セルＡの透明電極１の透明導電膜３に接触するようにして挿入されている。この色素増感型太陽電池５０は、図３に示した色素増感型太陽電池４０と同様の製造方法により形成することができる。
【００８２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の炭素電極及び色素増感型太陽電池について更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００８３】
（実施例１）
以下に示す手順により、図３に示した光電極１０と同様の構成を有する光電極（ただし、半導体電極２を２層構造とした。）を作製し、更に、この光電極を用いた以外は図３に示した色素増感型太陽電池４０と同様の構成を有する色素増感型太陽電池（半導体電極２の受光面Ｆ２の面積：１ｃｍ²）を作製した。なお、２層構造を有する半導体電極２の各層について、透明電極１に近い側に配置される層を、「第１の層」、多孔体層ＰＳに近い側に配置される層を「第２の層」という。
【００８４】
先ず、市販のアナターゼ型の酸化チタン粒子（平均粒子径：２５ｎｍ、以下、「Ｐ２５」という）と、これと粒子径の異なるアナターゼ型の酸化チタン粒子（平均粒子径：２００ｎｍ、以下、「Ｐ２００」という）とを用い、Ｐ２５とＰ２００の合計の含有量が１５質量％で、Ｐ２５とＰ２００との質量比が、Ｐ２５：Ｐ２００＝３０：７０となるように、これらにアセチルアセトン、イオン交換水、界面活性剤（東京化成社製、商品名；「Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ」）を加え、混練して第２の層形成用のスラリー（Ｐ２５の含有量；７．５質量％、Ｐ２００の含有量；７．５質量％、以下、「スラリー１」とする）を調製した。
【００８５】
次に、Ｐ２００を使用せず、Ｐ２５のみを使用したこと以外は前述のスラリー１と同様の調製手順により第１の層形成用のスラリー（Ｐ１の含有量；１５質量％、以下、「スラリー２」とする）を調製した。
【００８６】
一方、ガラス基板（透明導電性ガラス）上にフッ素ドープされたＳｎＯ₂導電膜（膜厚：７００ｎｍ）を形成した透明電極（厚さ：１．１ｍｍ）を準備した。そして、このＳｎＯ₂導電膜上に、上述のスラリー２をバーコーダを用いて塗布し、次いで乾燥させた。その後、大気中、４５０℃の条件のもとで３０分間焼成した。このようにして、透明電極上に、半導体電極２の第１の層を形成した。
【００８７】
更に、スラリー１を用いて、上述と同様の塗布と焼成とを繰り返すことにより、第１の層上に、第２の層を形成した。このようにして、ＳｎＯ₂導電膜上に半導体電極２（受光面の面積；１．０ｃｍ²、層厚：１０μｍ、第１の層の層厚：３μｍ、第２の層の層厚：７μｍ）を形成し、増感色素を含有していない状態の光電極１０を作製した。
【００８８】
その後、半導体電極の裏面に色素を以下のようにして吸着させた。先ず、増感色素としてルテニウム錯体［cis-Di(thiocyanato)-N,N'-bis(2,2'-bipyridyl-4,4'dicarboxylic acid)-ruthenium(II)］を用い、これのエタノール溶液（増感色素の濃度；３×１０^-4ｍｏｌ／Ｌ）を調製した。
【００８９】
次に、この溶液に半導体電極を浸漬し、８０℃の温度条件のもとで２０時間放置した。これにより、半導体電極の内部に増感色素を約１．０×１０^-7ｍｏｌ／ｃｍ²吸着させた。次に、開放電圧Ｖｏｃを向上させるために、ルテニウム錯体吸着後の半導体電極を４-tert-ブチルピリジンのアセトニトリル溶液に１５分浸漬した後、２５℃に保持した窒素気流中において乾燥させ、光電極１０を完成させた。
【００９０】
次に、図３に示したように、光電極１０の透明導電膜３の所定の領域をレーザスクライブ処理を行って削り、溝９を形成し、透明基板４の表面を露出させた。
【００９１】
次に、多孔体層ＰＳを形成するためのスラリー（以下、「スラリー３」という）を以下の手順で調製した。すなわち、スラリー３は、市販の二酸化ケイ素（平均粒子径：４０ｎｍ、以下、Ｐ１という）と市販のルチル型の酸化チタン（平均粒子径：４００ｎｍ、以下、Ｐ２という）とを用い、Ｐ１とＰ２の合計の含有量が１５質量％で、Ｐ１とＰ２との質量比が、Ｐ１：Ｐ２＝３５：６５となるようにした以外は前述のスラリー１と同様の調製手順により多孔体層ＰＳ形成用のスラリー３を調製した。次いで、図３に示した状態となるように、光電極の裏面Ｆ２２及び側面に対してこのスラリー３の塗布と焼結を繰り返すことにより、厚さ７μｍの多孔体層ＰＳを形成した。
【００９２】
次に、対極ＣＥ３を次の手順により形成した。この対極を形成するためのスラリー（以下、「スラリー４」という）を、市販のカーボンブラック状粒子（平均粒径：４０ｎｍ）、市販のグラファイト状粒子（平均粒径：５μｍ）、及び、ＳｂドープＳｎＯ₂粒子（平均粒径：８ｎｍ）を用い、カーボンブラック状粒子、グラファイト状粒子、及びＳｂドープＳｎＯ₂粒子の質量比が、カーボンブラック状粒子：グラファイト状粒子：ＳｂドープＳｎＯ₂粒子＝２０：１００：１５となるようにした以外は前述のスラリー１と同様の調製手順により調製した。
【００９３】
次いで、光電極１０の形成手順と同様にして図３に示した状態となるようにこのスラリー４の塗布と焼結を繰り返し、多孔体層ＰＳの面上に厚さ５０μｍの対極ＣＥ３を形成した。
【００９４】
次に、溶媒となるγ−ブチロラクトンに、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウムと、ヨウ化リチウムと、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンとを溶解させて液状電解質（ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウムの濃度：０．６ｍｏｌ／Ｌ、ヨウ化リチウムの濃度：０．１ｍｏｌ／Ｌ４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン濃度：０．５ｍｏｌ／Ｌ）を調製した。
【００９５】
次に、半導体電極の大きさに合わせた形状を有する三井デュポンポリケミカル社製のシール材Ｓ（商品名：「ハイミラン」，エチレン／メタクリル酸ランダム共重合体アイオノマーフィルム）を準備し、図３に示すように半導体電極２、多孔体層ＰＳ及び対極ＣＥ３の外部に露出した側面に配置し、熱溶着し、電池の筐体（電解質未充填）を得た。
【００９６】
次に、電解質を予め設けておいた対極ＣＥ３の孔から筐体内に注入した後、孔をシール材Ｓと同素材の部材で塞ぎ、更に対極ＣＥ３の孔にこの部材を熱溶着させて孔を封止し、色素増感型太陽電池を完成させた。
【００９７】
（実施例２）
以下に示す手順により、図１に示した色素増感型太陽電池２０と同様の構成を有する色素増感型太陽電池（半導体電極２の受光面Ｆ２の面積：１ｃｍ²）を作製した。
【００９８】
先ず実施例１と同様の作製手順及び条件により、実施例１と同様の構成を有する光電極１０を作製した。次に、実施例１と同様の作製手順及び条件により、実施例１と同様の構成を有する液状の電解質を調製した。
【００９９】
次に、光電極１０に使用した透明基板４と同様の基板６を準備し、その片面に実施例１で調製したものと同様のスラリー４を塗布し、更に乾燥及び焼結を繰り返すことにより、基板６上に炭素電極８（厚さ：２０μｍ）を形成し、図１示したものと同様の構成を有する対極ＣＥ１を作製した。
【０１００】
半導体電極２の大きさに合わせた形状を有する三井デュポンポリケミカル社製のスペーサＳ（商品名：「ハイミラン」）を準備し、図１に示すように、光電極１０と対極ＣＥ１とをスペーサＳを介して対向させ、内部に実施例１で調製したものと同様の電解質を充填して図１示したものと同様の構成を有する色素増感型太陽電池２０を完成させた。
【０１０１】
（比較例１）
対極ＣＥ３を形成する際に、ＳｂドープＳｎＯ₂粒子（平均粒径：８ｎｍ）のかわりにチタニア（アナターゼ型の酸化チタン）粒子（平均粒径：８ｎｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様の作製手順及び条件により、実施例１と同様の構成を有する色素増感型太陽電池を作製した。
【０１０２】
（比較例２）
対極ＣＥ１を形成する際に、ＳｂドープＳｎＯ₂粒子（平均粒径：８ｎｍ）のかわりにチタニア（アナターゼ型の酸化チタン）粒子（平均粒径：８ｎｍ）を用いたこと以外は、実施例２と同様の作製手順及び条件により、実施例２と同様の構成を有する色素増感型太陽電池を作製した。
【０１０３】
［電池特性評価試験］
以下の手順により電池特性評価試験を行ない、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の色素増感型太陽電池のエネルギー変換効率η（％）を測定した。なお、色素増感型太陽電池のエネルギー変換効率η（％）は、下記式（Ａ）で表される。ここで、下記式（Ａ）中、Ｐ₀は入射光強度[ｍＷｃｍ^-2]、Ｖ_ocは開放電圧[Ｖ]、J_scは短絡電流密度[ｍＡ・ｃｍ^-2]、Ｆ.Ｆ.は曲線因子（Filling Factor）を示す。
η＝１００×（Ｖ_oc×Ｊ_sc×Ｆ.Ｆ.）／Ｐ₀…（Ａ）
【０１０４】
電池特性評価試験は、ソーラーシミュレータ（ワコム製、商品名；「ＷＸＳ−８５−Ｈ型」）を用い、ＡＭフィルター（ＡＭ１．５）を通したキセノンランプ光源からの疑似太陽光の照射条件を、１０ｍＷ／ｃｍ²とする場合（いわゆる「０.１Ｓｕｎ」の照射条件）と、１００ｍＷ／ｃｍ²とする場合（いわゆる「１Ｓｕｎ」の照射条件）の２つの測定条件の下で行った。
【０１０５】
各色素増感型太陽電池について、Ｉ−Ｖテスターを用いて室温にて電流−電圧特性を測定し、開放電圧（Ｖｏｃ／Ｖ）、短絡電流密度（Jｓｃ／ｍＡ・ｃｍ^-2）、曲線因子（F.F.）を求め、これらからエネルギー変換効率η₀［％］を求めた。得られた結果を表１（０.１Ｓｕｎの照射条件）及び表２（１Ｓｕｎの照射条件）に示す。なお、表１に示す「Ｊｓｃ＠１Ｓｕｎ」とは、０.１Ｓｕｎの照射条件のもとで実際に得られたＪｓｃを１０倍した値を示す。
【０１０６】
【表１】

【０１０７】
【表２】

【０１０８】
表１及び表２に示した結果から明らかなように、実施例１及び実施例２の色素増感型太陽電池は、２つの照射条件の何れの場合にも優れたＦ.Ｆ.及びエネルギー変換効率ηを示すことが確認された。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電極表面の電子移動反応を速やかに進行させることのできる電子伝導性の高い炭素電極を提供することができる。また、これを対極として備えることにより、電解質中に含有される酸化還元対（例えば、Ｉ₃ ^-／Ｉ^-等）の酸化体に電子を反応させて還元体を得る還元反応（例えば、Ｉ₃ ^-をＩ^-へ還元する還元反応）を速やかに進行させることが可能となるため、優れたエネルギー変換効率を有する色素増感型太陽電池を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色素増感型太陽電池の第１実施形態の基本構成を示す模式断面図である。
【図２】本発明の色素増感型太陽電池の第２実施形態の基本構成を示す模式断面図である。
【図３】本発明の色素増感型太陽電池の第３実施形態の基本構成を示す模式断面図である。
【図４】図２又は図３に示した色素増感型太陽電池を複数併設する場合の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１…透明電極、２…半導体電極、３…透明導電膜、４…透明基板、５…シール材、６・・・透明基板、８・・・炭素電極、９・・・レーザスクライブにより形成された溝、１０…光電極，２０,３０，４０，５０…色素増感型太陽電池、ＣＥ１,ＣＥ２,ＣＥ３,ＣＥ４…対極、Ｅ…電解質、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，…受光面、Ｆ２２…半導体電極２の裏面、Ｓ…スペーサ、ＰＳ…多孔体層。

Claims

細孔を有する多孔質の炭素電極であって、
カーボンブラック状粒子と、グラファイト状粒子と、アナターゼ型の酸化チタン粒子よりも電気抵抗率の低い導電性酸化物粒子と、を構成材料として少なくとも含有しており、
前記カーボンブラック状粒子の含有質量Ｗ１と、前記グラファイト状粒子の含有質量Ｗ２と、前記導電性酸化物粒子の含有質量Ｗ３とが、下記式（１）及び下記式（２）で表される条件を同時に満たしていること、を特徴とする炭素電極。
０.０５≦（Ｗ１／Ｗ２）≦０.４・・・（１）
０.０５≦｛Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２）｝≦０.４・・・（２）
前記導電性酸化物粒子の電気抵抗率は１×１０^−２Ω・ｃｍ以下であること、を特徴とする請求項１に記載の炭素電極。
導電性酸化物粒子は、ＳｎドープＩｎ_２Ｏ_３、ＺｎドープＩｎ_２Ｏ_３、ＳｂドープＳｎＯ_２、ＦドープＳｎＯ_２、ＡｌドープＺｎＯ、ＧａドープＺｎＯ、及び、Ｉｎ_４Ｓｎ_３Ｏ_１２からなる群より選択される少なくとも１種の粒子であること、を特徴とする請求項１又は２に記載の炭素電極。
受光面を有する半導体電極と当該受光面上に隣接して配置された透明電極とを有する光電極と、対極とを有しており、前記半導体電極と前記対極とが電解質を介して対向配置された色素増感型太陽電池であって、
前記対極が請求項１〜３の何れか一項に記載の炭素電極であること、
を特徴とする色素増感型太陽電池。
前記半導体電極と前記対極との間に絶縁性の多孔体材料からなる多孔体層が更に配置されており、当該多孔体層中に前記電解質が含有されていること、を特徴とする請求項４に記載の色素増感型太陽電池。