JP5046630B2 - 光電変換素子および色素増感太陽電池 - Google Patents

Description

本発明は色素増感太陽電池などの太陽電池、光センサ、撮像素子等に使用可能な光電変換素子に関するものである。

太陽電池や光センサ、撮像素子等に広く用いられる光電変換素子として、光電変換部を有する一対の支持体を、接着剤（熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など）や熱可塑性樹脂などの有機高分子、またはガラスペーストなどの無機材料を用いて接合した（以下、この接合部分を接合部と呼ぶ）構成の素子が知られている。
具体的には、色素増感太陽電池において一対の支持体の周縁部を接合したもの（例えば特許文献１参照）や、シリコン薄膜太陽電池モジュールにおいて一対の支持体全面を接合したもの（例えば特許文献２参照）などが知られており、上記光電変換素子の接合部には、アイオノマー樹脂、エポキシ樹脂、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）などの有機高分子が広く用いられている。

ところが、一般的に有機高分子は紫外光によって劣化することが知られている。
光電変換素子において接合部が劣化すると、接合部にクラックが生じたり、支持体間の接合が弱まることにより、素子内部と外部の隔離が行なわれなくなることがある。
さらにモジュール化された光電変換素子においては、ユニットセル（１つ１つの光電変換単位素子）間の分離が行なわれなくなるという問題を起こすおそれがある。
特に色素増感太陽電池において接合部が劣化すると、支持体間に挟持されている溶媒の揮発や素子外部からの水分の浸入、および／またはユニットセル間の電解質の移動などが起きて、光電変換効率を著しく低下させてしまうという問題がある。

そこで従来、光電変換素子の支持体全面に紫外光を防ぐ部材（以下、この従来構造の紫外光防止部材をＵＶカット用部材という）を配置することにより、接合部の劣化を防止する方法（以下、ＵＶカット構造またはＵＶカット方法という）が提案されてきた（例えば特許文献３参照）。
特開２００６−１２６７３号公報 特開２００４−１７９５６０号公報 特開２００３−２８２１６３号公報

しかしながら、従来のＵＶカット方法によれば、接合部へ入射する紫外光が抑制されると共に、光電変換部（例えば色素増感太陽電池においては、色素を吸着した多孔質半導体からなる第１電極と、第１電極と対向配置された第２電極と、第１電極と第２電極とに挟持された電解質とからなる）に入射する紫外光も抑制されるので、発電に寄与しうる光の一部が無駄になる（光電変換効率が低下する）という問題があった。

よって本発明は、上記従来の問題点を解決することを目的とする。具体的には、接合部に入射する紫外光による接合部強度の低下を抑制した光電変換素子を提供することを目的とする。
さらに本発明は、接合部強度の低下を抑制しつつ、光電変換部に入射する紫外光の有効利用を図ることによって、光電変換効率の低下を抑制した光電変換素子を提供することを目的とする。

本発明の光電変換素子は、光電変換部を有する一対の支持体と、該一対の支持体を接合する接合部と、該接合部および前記光電変換部に入射する紫外光によって、前記接合部が劣化することを防止する劣化防止手段とを具備する光電変換素子である。

また、本発明の光電変換素子は、前記光劣化防止手段が前記接合部が紫外光によって劣化することを防止する光劣化防止手段を具備する光電変換素子である。

また、本発明の光電変換素子は、光劣化防止手段が前記接合部に入社する紫外光を前記光電変換部に入射する紫外光よりも減少させる紫外光抑制手段を含む光電変換素子である。

さらに、本発明の色素増感太陽電池は、色素を吸着した多孔質半導体からなる第１電極と、第１電極と対向配置された第２電極と、第１電極と第２電極とに挟持された電解質とからなる光電変換部と、光電変換部を有し、少なくとも一方が受光面となる一対の支持体と、一対の支持体を接合する接合部と、接合部の受光面側に平面視的に少なくとも一部が重なって配置されている紫外光抑制手段を具備する色素増感太陽電池である。

本発明によれば、接合部および光電変換部に入射する紫外光によって接合部が劣化することを防止する劣化防止手段を設けることにより、接合強度の低下を抑制した光電変換素子を得ることができる。

また、本発明によれば、接合部が、光電変換部に入射する紫外光と同一強度の紫外光によって劣化することを防止する光劣化防止手段を設けることにより、接合強度の低下を抑制した光電変換素子を得ることができる。

また、本発明によれば、接合部に入射する紫外光を光電変換部に入射する紫外光よりも減少させる紫外光抑制手段を設けることにより、光電変換部に入射する紫外光が抑制されることによる光電変換効率の低下を抑えることができると共に、接合強度の低下を抑制した光電変換素子を得ることができる。

さらに本発明によれば、接合部の受光面側に平面視的に少なくとも一部が重なって配置されている紫外光抑制手段を設けることにより、光電変換部に入射する紫外光が抑制されることによる光電変換効率の低下を抑えることができ、かつ、接合強度の低下による光電変換効率の経時変化を起こしにくい色素増感太陽電池を得ることができる。

以下、本発明の光電変換素子の実施の形態を色素増感太陽電池に実施した場合について図面と共に説明する。
図１は本発明の光電変換素子を色素増感太陽電池に実施した場合の断面概略図である。
この場合、「太陽電池」とは光電変換素子を備え、太陽光などの外光を電力に変換する目的で構成された装置をいう。

この光電変換素子（色素増感太陽電池）１００は、第1支持体1と、第1支持体1上に形成された集電電極３と、集電電極３上に形成された多孔質半導体に色素を吸着してなる第１電極２ａと、第1支持体１と対向配置された第２支持体４と、第２支持体４上に形成された第２電極５と、上記一対の支持体を接合する接合部７と、それら一対の電極に挟持された電解質６とからなる。
なお、光電変換素子１００に入射する外光を符号１０３を付けて示す。よって、光電変換素子１００の受光面は第１支持体１側となる。

この光電変換素子１００における光電変換部とは、第１電極２ａと電解質６とが平面視的に（いずれかの支持体上に投影した状態において）重なった領域なので、この場合の「接合部および光電変換部に入射する紫外光」とは、「接合部７の受光面側界面に入射する紫外光（図１中に符号１０１を付けて示す）」および「第１電極２ａの受光面側界面に入射する紫外光（図１中に符号１０２を付けて示す）」のことである。

ここで本発明者らは、「接合部および光電変換部に入射する紫外光によって、接合部が劣化することを防止する」手段を以下の２種類に分類することを考えた。
第１の手段は、接合部自体に紫外光によって劣化することを防止する手段を施すことである。
第２の手段は、接合部に入射する紫外光（図１において符号１０１で示す）を光電変換部（図１において符号１０２で示す）に入射する紫外光よりも減少させる手段を施すことである。

ここで、一般的な光電変換素子においては接合部に入射する紫外光と光電変換部に入射する紫外光の強度はほとんど同一であると考えられることから、上記第1の手段のうち、接合部が光電変換部に入射する紫外光と同一強度の紫外光によって劣化することを防止する手段を特に「光劣化防止手段」と定義する。
また、上記第２の手段を「紫外光抑制手段」と定義し、上記第1の手段と第２の手段を包含する手段を「劣化防止手段」と定義した。
なお、ここでいう「劣化防止手段」および「光劣化防止手段」とは、この手段を講じないと考えた場合に比べて接合部の劣化が起こりにくく（および／または劣化の進行が遅く）なると見なされる手段をいい、劣化が完全に起こらないということではない。

劣化防止手段の具体例としては、外光をあらかじめ光ファイバ、マイクロレンズ、回折格子等で、集光・屈折・分光等の光学的処理を行い、この処理光を光電変換素子に照射することで、接合部への紫外光の入射を抑制する手段や、接合部を含む領域を入射光方向と交差する方向に分割し、入射光側に無機物のみ、または含有有機物が体積比５０％未満の有機無機混合材料からなる領域を配置し、非入射光側に有機物のみ、または含有無機物が体積比５０％未満の有機無機混合材料からなる領域（この場合、ここが接合部と見なされる）を配置することで、接合部への紫外光の入射を抑制する手段、または接合部を形成する材料（例えばアイオノマー樹脂、エポキシ樹脂、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）などの有機高分子を含み、熱可塑性・熱硬化性・光硬化性のいずれかを持つ材料）に、ヒドロキシベンゾフェノンなどの紫外線吸収剤や無機材料（ガラスやセラミックなど）を混合する方法、または接合部を紫外線吸収性官能基を持つモノマーからなる有機高分子を用いて形成する手段などを挙げることができる。なお、これらの手段を2種以上組み合わせてもよい。

これらのうち、中ほどの手段（接合部を含む領域を入射光方向と交差する方向に分割し、入射光側に無機物のみ、または含有有機物が体積比５０％未満の有機無機混合材料からなる領域を配置し、非入射光側に有機物のみ、または含有無機物が体積比５０％未満の有機無機混合材料からなる領域を配置することで、接合部への紫外光の入射を抑制する手段）を紫外光抑制手段の具体例として挙げることができ、後半の手段（接合部を形成する材料にヒドロキシベンゾフェノンなどの紫外線吸収剤や無機材料（ガラスやセラミックなど）を混合する手段、または接合部を紫外線吸収性官能基を持つモノマーからなる有機高分子を用いて形成する手段）を光劣化防止手段の具体例として挙げることができる。

以下、上記劣化防止手段のうち、紫外光抑制手段について更に詳しく説明する。
まず、本発明の第１の実施形態（以下「実施形態１」）を、図２〜図８を用いて説明する。
＜実施形態１＞
図２〜図８に示す光電変換素子２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００は、色素増感太陽電池からなるユニットセル２０１，２０２を直列接続した色素増感太陽電池モジュールである。なお、ここで接合部７はその機能上、ユニットセル２０１，２０２の間を分割・接合する素子間接合部７ａと、一対の支持体１，４の周縁部を封止・接合する周縁接合部７ｂとに分類される

まず、図２に示す光電変換素子２００について説明する。
光電変換素子２００は、ガラスなどの透明材料からなる第１支持体１上に、集電電極３（フッ素をドープした酸化スズを用いることが一般的である）を分割形成し（長方形、すなわちストライプ状であることが一般的だが、正方形など他の形状であってもよい）、さらに色素を吸着した多孔質半導体からなる第１電極２ａ、多孔質絶縁層９（酸化ジルコニウム粒子を用いることが一般的である）、第２電極５（カーボンペーストまたは白金含有金属ペーストを用いることが一般的である）を順次積層し、これと第２支持体４と（ガラスまたはポリマーフィルムを用いることが一般的である）を、接合部７（市販の熱可塑性樹脂、または接着剤を用いることが一般的である）によって接合したものである。

ここで、第１支持体１と第２支持体４との接合前に電解液（ヨウ素化合物をアセトニトリルなどの溶媒に溶解したものを用いることが一般的である）を上記第１電極２ａ／多孔質絶縁層９／第２電極５の積層物上に塗布、含浸させておくか、または第１支持体１と第２支持体４との接合後に、両支持体の間隙に電解液を注入して電解質６を形成する。

また、一方のユニットセル２０１（上記集電電極３／第１電極２ａ／多孔質絶縁層９／第２電極５の積層物と電解質６とからなる発電単位素子）の第２電極５を延長し、他方のユニットセル２０２の集電電極３と電気的に接続することによりモジュール化している。ここで、一対の支持体１，４の少なくとも一方が透明である必要があり、この透明支持体側が光電変換素子２００における受光面側（外光を１０３で示す）となる。
さらに光電変換素子２００には、接合部７に入射する紫外光を第１電極２ａに入射する紫外光よりも減少させるための紫外光抑制手段８が設けられている。この紫外光抑制手段８は接合部７の受光面側に形成された層状領域である。

次に、図３に示す光電変換素子３００について説明する。
光電変換素子３００は、紫外光抑制手段８と第１電極２ａとが側面の一部を接して形成されている点、およびこれに伴って紫外光抑制手段８が分割形成され、この隙間に第２電極５が形成された点が光電変換素子２００と異なっている。
紫外光抑制手段８と第１電極２ａとが側面の一部を接して形成されることにより、隣接するユニットセルの間隔を小さくすることができる。これは光電変換素子における光電変換部の割合が大きくできることを意味しており、光電変換素子３００は光電変換素子２００に比べて外光の有効利用が可能な光電変換素子だということができる。

次に、図４に示す光電変換素子４００について説明する。
光電変換素子４００と、光電変換素子２００および光電変換素子３００とは、紫外光抑制手段８の配置位置が異なっている。光電変換素子２００および光電変換素子３００における紫外光抑制手段８が接合部７の受光面側に形成された層状領域であるのに対し、光電変換素子４００においては、紫外光抑制手段８が第１支持体１の外側にあり、したがって、受光面側の第１支持体１が、接合部７と紫外光抑制手段８によって挟持された構造となっている。
両者ともに紫外光抑制手段８が接合部７の受光面側に、平面視的に少なくとも一部が重なって配置されている構造である点で共通しており、いずれの構造であってもよい。

次に、図５に示す光電変換素子５００について説明する。
光電変換素子５００は、その周縁接合部７ｂが紫外光抑制手段８よりも（平面視的に）大きく形成されている点が光電変換素子２００〜４００と異なっている。
一般に、接合部７と紫外光抑制手段８とは光電変換素子３００のように（平面視的に）同じ大きさで形成されるか、もしくは光電変換素子２００のように接合部７よりも紫外光抑制手段８が（平面視的に）大きく形成される。これは接合部７に対する紫外光の入射を確実に減少するためである。
しかし、周縁接合部７ｂの一部（紫外光抑制手段８が形成されていない領域）が紫外光により劣化しても、紫外光抑制手段８が形成された領域のみでも（その光電変換素子の使用期間内において）十分な接合部強度が得られると考えられる場合、または後述するように、この紫外光抑制手段８の未形成部分への紫外光を外枠等の手段によって減少できる場合はこの限りではない。

次に、図６に示す光電変換素子６００について説明する。
光電変換素子６００は、周縁接合部７ｂへの紫外光抑制手段として、外枠１１を用いた点が光電変換素子２００〜５００と異なっている。
光電変換素子の一部、特に色素増感太陽電池においては、支持体（ガラス基板、ポリマーフィルムなど）の強度を補う目的で、または多数の太陽電池モジュールをパネル化する枠組みとして、支持体外縁部の少なくとも一部に金属製の枠（外枠）を用いることが一般的である。
このような外枠１１を、紫外光抑制手段８の一部として共用することで、光電変換素子の構造を簡略化できる。

最後に、図７および図８に示す光電変換素子７００，８００について説明する。
光電変換素子７００と光電変換素子８００は、そのユニットセル２０１，２０２の形成法と接続方法が光電変換素子２００〜６００と異なっている。
光電変換素子２００〜６００においては、第１支持体上に第１電極２ａと第２電極５とを（多孔質絶縁層９を介して）積層している。さらに一方のユニットセルの第２電極５を延長し、他方のユニットセルの集電電極３と電気的に接続することによりモジュール化している。
これに対し、光電変換素子７００，８００においては第１電極２ａと第２電極５とを別の支持体上に形成（これにより、第１電極２ａと第２電極５とのオーミック接続を防ぐための多孔質絶縁層９が不要となる）している。

さらに、光電変換素子７００においては、一方のユニットセルの第２電極５を延長するのではなく、別途導電層１０（金属ペーストやカーボンペーストを用いることが一般的である）を形成することでモジュール化している。
また、光電変換素子８００においては、隣接するユニットセルごとに第１電極２ａと第２電極５の配置順を逆転させることで、基板間を結ぶ導電領域（延長された第２電極５または導電層１０）を不要としている。
このようなユニットセル２０１，２０２の形成法と接続方法は状況に応じて選択可能である。

なお、図２〜図８にはユニットセルが２個直列接続した例を示すが、光電変換素子が１個（単体）で形成されていても良く、３個以上形成されていてもよい。さらに、接続方式も直列接続ばかりではなく並列接続が含まれていても構わない。
さらに、本明細書で述べる「透明」とは、少なくとも可視光領域（波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の光）における透過率の平均が１０％以上であることをいい、一般的には５０％以上、好ましくは７０％以上であることをいう。
また、本明細書で述べる「紫外光」とは波長が２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の光とする。

以下、本実施形態１に示す光電変換素子の構成部材について述べる。
＜第１支持体１、第２支持体４＞
第１支持体１の材料は、多孔質半導体２を形成するときに必要なプロセス温度に対する耐熱性を有し、受光面側において透明であり、さらに絶縁性を持つものであればよい。
例えばソーダガラス、石英ガラスなどのガラス基板やシリカ、アルミナなどのセラミック基板、またはポリエステル、ポリアクリル、ポリイミド、テフロン（登録商標）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の有機高分子からなるフィルム（可撓性を持つことが好ましいが、それに限るものではない）を挙げることができる。

＜多孔質半導体２＞
多孔質半導体２を構成する材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム等の公知の半導体を１種類または２種類以上組み合わせて用いることができる。ただし変換効率、安定性、安全性の点から酸化チタンが好ましい。

多孔質半導体２を第１支持体１上に形成する方法としては、種々の公知の方法を使用することができる。具体的には、スクリーン印刷法、インクジェット法などによって第１支持体１上に半導体粒子を含有するペースト（以下、半導体ペースト）を塗布し、乾燥および焼成する方法、所望の原料ガスを用いたＣＶＤ法またはＭＯＣＶＤ法等により成膜する方法、原料固体を用いたＰＶＤ法、蒸着法、スパッタリング法、さらにゾル−ゲル法、電気化学的な酸化還元反応を利用した方法等が挙げられる。このうち、厚膜化や製造コストの点から、半導体ペーストをスクリーン印刷法により形成することを好ましい方法として挙げることができる。
半導体粒子としては、適当な平均粒径、例えば１ｎｍ〜５００ｎｍ程度の平均粒径を有する単一又は化合物半導体の粒子を好ましく用いることができる。

＜色素＞
多孔質半導体２に吸着する色素として、可視光領域および／または赤外光領域に吸収をもつ種々の色素を用いることができる。
ここで、多孔質半導体２に色素を強固に吸着させるためには、色素分子中にカルボン酸基、カルボン酸無水基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、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が存在することが好ましい。これらインターロック基の中でも、カルボン酸基及びカルボン酸無水基がより好ましい。なお、ここでいう「インターロック基」とは、励起状態の色素と半導体の伝導帯との間の電子移動を容易にする電気的結合を提供する官能基である。

これらインターロック基を含有する色素として、例えば、ルテニウムビピリジン系色素、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、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、ポリフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ベリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素等が挙げられる。

第１電極２ａの作製方法、すなわち多孔質半導体２への色素吸着法としては、例えば多孔質半導体２を形成した第１支持体１を、色素を溶解した溶液（色素吸着用溶液）に浸漬する方法が挙げられる。

色素吸着用溶液に用いる溶媒としては、色素を溶解するものであれば特に限定されない。具体的には、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等の窒素化合物類、クロロホルム等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル等のエステル類、水等を挙げることができる。これらの溶媒は２種類以上を混合して用いることもできる。
色素吸着用溶液中の色素濃度は、使用する色素及び溶媒の種類により適宜調整することができるが、吸着機能を向上させるためにはできるだけ高濃度である方が好ましい。例えば、１×１０−５モル／リットル以上であることが好ましく、５×１０−５モル／リットル以上１×１０−２モル／リットル以下であることが特に好ましい。

＜集電電極３＞
本発明における集電電極３は、第１電極２ａで発生した電子を集め、外部回路に輸送する機能を有するものである。
集電電極３は導電性を持つ材料からなり、加えて電解質６中にヨウ素等の腐食力の強い成分を有する場合、少なくともその表面には耐食性の強い材料を用いることが好ましい。ここでいう耐食性とは、電解質による腐食に抗する材料特性を持つということである。

よって、集電電極３の材料として、ＩＴＯ（インジウム−スズ複合酸化物）、フッ素ドープされた酸化スズ、ボロンまたはガリウムまたはアルミニウムがドープされた酸化亜鉛、ニオブがドープされた酸化チタン等の透明導電性金属酸化物をはじめ、金、銀、アルミニウム、チタン、インジウムなどの金属やカーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレンなどのカーボン材料を用いることができ、これらを組み合わせて使用することもできる。

集電電極３の形成方法としては真空蒸着法、メッキ法、スパッタ法、ＰＶＤ法、塗布法など、任意の公知方法を挙げることができる。なお、第１支持体１を受光面側とする場合には、集電電極３は透明である必要がある。透明な材料としては、例えば、酸化スズなどの透明導電性金属酸化物、もしくはアルミニウム等の金属を薄膜化したものが用いられる。
集電電極３の形成位置は、一般に第１支持体１上であるが、第１電極２ａ内部に形成しても構わない。

＜第２電極５＞
第２電極５は、第１電極２ａと共に一対の電極を構成するものであり、外部回路から取り入れた電子を輸送する働きと、さらにこの電子を電解質６へと輸送する酸化還元反応を促進する働き（触媒機能）を持つ。触媒機能を持つ材料としては白金やカーボン材料（カーボンブラック、グラファイト粒子など）が好ましく用いられる。
第２電極５の材料としては、上記触媒機能と導電性を持つものであればよく、耐食性を持つものが好ましい。よって、カーボン材料を用いることが多い。
また、第２電極５の形成位置としては、図２、図３、図５〜図８に示すように多孔質絶縁層９上が好ましいが、図４に示すように第２支持体４上に形成してもよい。形成方法は集電電極３の形成方法と同様に、任意の公知方法が用いられる。

＜電解質６＞
電解質６は、第１電極２ａ（これを構成する多孔質半導体２の空孔中を含む）と、第２電極５との間（例えば多孔質絶縁層９の空孔中）に配置され、イオン（酸化還元対）とこれを保持可能な媒体からなる。媒体として液体（溶媒）を用いれば電解液となり、高分子ゲルを用いればゲル電解質となる。

酸化還元対としては一般に、鉄系、コバルト系など金属類や塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン物質が用いられ、好ましくはヨウ素が用いられる。ヨウ素を酸化還元対の材料として用いる場合、一般に電池等に使用できるものであれば特に限定されないが、その中でも、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化カルシウム等の金属ヨウ化物とヨウ素との組み合わせが最も好ましい。さらに、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド等のイミダゾール塩等を混入しても良い。
また、溶媒としては、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、アセトニトリル等のニトリル化合物、エタノール等のアルコール類、その他、水や非プロトン極性物質等が用いられるが、その中でも、カーボネート化合物やニトリル化合物が好ましく用いられる。これらの溶媒は２種類以上を混合して用いることもできる。一方、溶媒の揮発が問題となる場合は、溶融塩を溶媒の代わりに用いても良い。
なお、電解質６中の酸化還元対の濃度は、酸化還元対材料と媒体の種類により適宜選択され得るが、媒体が液体（溶媒）または溶融塩の場合、一般的には０．０１モル／リットル以上１．５モル／リットル以下の範囲が好ましい。

＜接合部７＞
本発明における「接合部」とは、光電変換素子の周縁部に形成され、その一対の電極の間を接合することで素子内部を封止する領域および／または部材をいう。
また、モジュール化された光電変換素子（特に色素増感太陽電池）において、ユニットセル間を分離する領域および／または部材も「接合部」である。
以下、本明細書においては前者を「周縁接合部」、後者を「素子間接合部」と表記し、単に「接合部」と述べる場合には両者を含むものとする。
すなわち、色素増感太陽電池モジュールにおける接合部７は、モジュール全体の周縁部を接合し、電解質６中の溶媒の揮発や、外部からの水等の浸入を防ぐ周縁接合部７ｂと、各ユニットセル間を接合して、隣接するユニットセル中の電解質６の接触を防ぐ素子間接合部７ａとからなる。

接合部７の材料としては、シリコーン樹脂、アイオノマー樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン系樹脂などの有機高分子が用いられる。これらは単独で、または２種類以上の材料を組み合わせて用いることができる。
また、接合部７は、ペースト状樹脂を用いた場合にはディスペンサやスクリーン印刷などの方法によってパターン形成することができる。また、シート状樹脂を用いた場合は、そのシート状樹脂をカッターやレーザー等を用いて切断し、パターン化すればよい。

＜紫外光抑制手段８＞
本発明における光電変換素子は、接合部および光電変換部に入射する紫外光によって、接合部が劣化することを防止する劣化防止手段を具備している光電変換素子である。また、本発明における光電変換素子は、接合部が光電変換部に入射する紫外光と同一強度の紫外光によって劣化することを防止する光劣化防止手段を具備している光電変換素子である。
これら劣化防止手段または光劣化防止手段とは、以下に述べる紫外光抑制手段に加え、例えば光ファイバや鏡を使って、外光を接合部に入射しないようにすることなどをも含有する手段のことである。

また、本発明における光電変換素子は、接合部７に入射する紫外光（第１紫外光）を光電変換部に入射する紫外光（第２紫外光）よりも抑制する紫外光抑制手段を具備している光電変換素子である。

ここで、第１紫外光が第２紫外光よりも「抑制」されている状態とは、
１：２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長域（本明細書において紫外光と呼ぶ波長域）全体に亘って第１紫外光が第２紫外光よりも弱い状態。
２：一部波長領域（例えば３５０ｎｍ以上４００ｎｍ未満）の第１紫外光だけが第２紫外光よりも弱く、残りの波長域の第１紫外光は第２紫外光と等しい強度である状態。
３：第２紫外光が２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長域全体に亘って測定不能な程度にまで減衰している状態（一般的にいう「遮光」状態）。
４：一部波長領域（例えば３５０ｎｍ以上４００ｎｍ未満）の第２紫外光が測定不能な程度にまで減衰している状態。の全てを指すものとする。

なお、抑制状態における紫外光減衰量の詳細な数値（どの範囲の波長光を何％減衰するのか）に関しては、各々の光電変換素子の使用材料（例えば接合部７の材料は何か）、使用状況（例えば屋外に常時設置するのか使用時のみ太陽光に暴露するのか）、使用期間（例えば２０年以上の連続使用を考えているのか、数年の使用期間しかない製品に搭載するのか）などによって異なるため、接合部７の光劣化が使用期間内に有意に起こらない程度に適宜設計、製造すればよい。

また、紫外光抑制手段８としては、第１紫外光を第２紫外光よりも抑制するものであれば、いかなる構成や部材を採用してもよい。
ただし、紫外光の少なくとも一部の波長および／または少なくとも一部の光量を吸収、反射、屈折などの方法により抑制する紫外光抑制手段８を、接合部７の受光面側に平面視的に少なくとも一部が重なるように配置することを、好ましい配置例として挙げることができる。

ここで「平面視的に重なって」とは、紫外光抑制手段８が接合部７の受光面側に接して形成されている場合（図２、図３、図５〜図８参照）ばかりではなく、紫外光抑制手段８と接合部７とが他層を挟持して配置されている場合（例えば紫外光抑制手段８が第１支持体１の受光面側に形成されている場合、図４参照）を含むことを意味している。
また「少なくとも一部が重なって」とは、必ずしも紫外光抑制手段８が接合部７の受光面側全面に、完全に（平面視的に）重なって形成されている必要は無いことを意味している。例えば使用期間が比較的短い製品の場合、接合部７の形成領域を広く取れば、その一部のみに紫外光抑制手段８を設けた場合であっても、使用期間内での特性低下抑制効果を得ることが可能である（図５における周縁接合部７ｂ参照）。ただし、接合部７を広くすることは素子全体の面積に対して、外光の利用率を下げることであるので、製品の使用目的、製造コストと使用期間との整合等を適宜判断して構造を決定すべきである。

また、「少なくとも一部が重なって」とは、紫外光抑制手段８が接合部７よりも平面視的に大きく形成されている場合をも意味している（図２、図７、図８参照）。
すなわち紫外光抑制手段８を接合部７よりも平面視的に大きく形成することは、紫外光の有効な抑制のために好ましい構成であるが、紫外光抑制手段８が大きすぎると外光の利用率を下げることになりかねないので、製品の使用目的等を適宜判断して構造を決定すればよい。

以下、紫外光抑制手段８の具体的構成・部材例を挙げる。
紫外光抑制手段８の第１の構成例（構成例１）としては、接合部７の受光面側に形成された層状領域とすることが挙げられる。
紫外光抑制手段８が「層状領域」であるとは一般に、光電変換素子を断面方向から見た場合に、その接合部７が複層構造を採り、最も受光面側の少なくとも一層が第１紫外光を第２紫外光よりも抑制する（すなわち紫外光抑制能を持つ）層である場合を指すが、明確な複層構造を採らない接合部７の一部が紫外光抑制能を持つ場合（例えば接合部７に対し、紫外光吸収材料を片側から吸着することにより、接合部７中に不均一に分散されている場合など）であってもよく、さらに接合部７全体が紫外光抑制能を持つ場合（例えば接合部７に対し、紫外光吸収材料を均一に分散した場合など）であってもよい。

なお、この構成例１における紫外光抑制手段８は、その少なくとも一部が絶縁体によって構成されていることが好ましく、製造容易の点からは、絶縁体のみによって構成することが特に好ましい。
なぜならモジュール化した光電変換素子において、紫外光抑制手段８を導電体（もしくは半導体）だけから形成することは、各ユニットセルを短絡させる恐れが高く、好ましくないからである。

例えば図３において、紫外光抑制手段８が導電性を持つ部材よりなる場合、ユニットセル２０１，２０２の集電電極３と第２電極５が短絡することで、光電変換素子として機能しなくなる（これが半導体からなっていても、多少の効率低下が起こりうる）。
ただし「少なくとも一部が絶縁体によって構成されている」とは、上記のような短絡が起こらない配置であれば、紫外光抑制手段８の一部に導電体や半導体が使用されてもよいことを意味している。例えば、紫外光抑制手段８をアルミニウムやチタンから形成しても、その表面を酸化することによって絶縁処理（酸化アルミや酸化チタンの形成による）を行なえば、これによって上記のような短絡を防ぐことが出来る（また、このような場合、この紫外光抑制手段８は、集電電極３に対する補助電極として働くことが期待できる）。

部材例としてはヒドロキシベンゾフェノンなどの紫外線吸収剤を混合した有機高分子、紫外線吸収性官能基を持つモノマーからなる有機高分子、および無機材料（ガラスやセラミックなど。それらに顔料や蛍光体などを混入したものでもよい）を好ましく用いることができる。また、個々の材料や構造では大きな紫外光抑制能を持たなくても、全体形状によって紫外光抑制能を持つもの（例えば酸化ケイ素薄膜と酸化チタン薄膜のように、屈折率の異なる材料からなる積層膜や、レンズ、回折格子など）であってもよい。
特に好ましい部材としては、第１支持体１として広く用いられる各種ガラス材料との熱膨張率の整合が得やすい、高アスペクト比な（例えば高さ：幅の比が１：１以上の）構造物の製造法が確立している等の理由から、ガラスペースト（例えばプラズマディスプレイにおける誘電体、プラズマ障壁、または封着材に用いられている材料）を単独で、または組み合わせて用いることが挙げられる。

また、紫外光抑制手段８の部材としてガラスペースト等の耐熱材料（多孔質半導体２の形成温度に耐える材料）を用いた場合、紫外光抑制手段８の形成後に、これと一部を接するように多孔質半導体２を形成することが好ましい。これにより、第１電極２ａと紫外光抑制手段８との間の無駄な空隙を減らすことが出来、外光の有効利用を図ることが出来る。

例えば図２においては、第１電極２ａと紫外光抑制手段８とが接して形成されていないため、ユニットセル２０１，２０２それぞれの光電変換部（第１電極２ａと第２電極とが平面視的に重なった領域）の間に大きな空隙（光電変換に寄与しないデッドスペース）が生じているが、図３においては、第１電極２ａと紫外光抑制手段８とが接して形成されているので、このデッドスペースが小さくなっている。

第２の構成例（構成例２）としては、紫外光抑制手段８と接合部７とを、第１支持体１を挟持するように配置することが挙げられる。
構成例２においては、紫外光抑制手段８が光電変換素子の外表面に形成されるため、これら光電変換素子を屋外に配置する際には人や物、動物などの接触、さらには雨やそこに含まれる化学物質に対して、比較的強固かつ安定な部材を用いることが好ましい。

さらに、第３の構成例（構成例３）としては、光電変換素子外縁部の（少なくとも一部に）接して配置した外枠１１（図６参照）を紫外光抑制手段８の一部として使用することが挙げられる。
外枠１１の材質としては紫外光を抑制できるものであればいかなるものであってもよいが、アルミやステンレスなどの金属材料、またはセラミックやプラスチックが好ましく用いられる。
外枠１１は通常、周縁接合部７ｂと平面視的に重なるように配置する。よってこの場合、周縁接合部７ｂに対する紫外光抑制手段８の配置は必ずしも必要ではない。

このように、構成例１〜構成例３において紫外光抑制手段８を接合部７と（平面視において）重なる位置に配置することにより、従来のＵＶカット方法に比べて使用できる構成・部材が著しく増えることが分かる。すなわち、従来のＵＶカット構造においては光電変換素子全面に紫外光防止手段を講じることから、少なくとも可視光を透過する構成・部材が必要とされたが、本発明における紫外光抑制手段８にはこのような制限はない（紫外光、可視光を完全に抑制しても構わない）。

また、従来のＵＶカット方法を用いた色素増感太陽電池（特許文献３）のように、ＵＶカット用部材の上に多孔質半導体を形成すると、ＵＶカット用部材の耐熱温度が多孔質半導体の形成（焼成）温度以上である必要が生じる。すなわち、ＵＶカット用部材として有機高分子を含んだ材料を用いると、その耐熱温度が低い（例えば２００℃以下）ことから、多孔質半導体の形成に高温処理（例えば４５０℃〜６００℃）を行なうことができず、結果として光電変換効率が高い色素増感太陽電池が得られない場合が多い。
これに対して本発明においては、第１支持体１と多孔質半導体２に挟持される位置に紫外光抑制手段８は必要ないことから、多孔質半導体２の形成（焼成）後に紫外光抑制手段８を形成できるため、従来のような形成（焼成）温度の制限は起こらない。

＜多孔質絶縁層９＞
多孔質絶縁層９は、第１電極２ａと第２電極５とのオーミック接触を防ぎつつ、電解質６をその空孔中に保持する働きをする。さらに第１電極２ａを透過した光を乱反射して第１電極２ａへ再入射することにより、外光の利用効率を上げる働きも期待できる。
多孔質絶縁層９の材質や形状は電解質６を保持可能であり、電子伝導性を有さない多孔質体であれば特に限定されない。例えば、酸化チタン（ルチル型が好ましい）、酸化ジルコニウム、酸化アルミ、酸化ケイ素（多孔質ガラス含む）などを用い、多孔質半導体２と同様な方法で形成したものが好ましく用いられる。さらにはアクリル樹脂などからなる多孔質膜や不織布、さらには和紙等も使用可能である。
なお、本実施形態１においては、図２〜図６に示すように、第１電極２ａ上に多孔質絶縁層９を介して第２電極５を形成し、この第２電極５（の一部）と、隣接するユニットセルの第１電極２ａとを（一般的には集電電極３を介して）接続することでモジュール化を行なうことが好ましい。

このような構成においては多孔質絶縁層９がほとんど必須の部材となるが、例えば第１電極２ａを第１支持体１上に、第２電極５を第２支持体４上に形成し、両支持体１，４を接合した際に、導電層１０（例えば樹脂中に金属、ＩＴＯ、カーボンなどからなる導電性粒子を混合したものからなる）を用いて、隣接するユニットセルを接続する構成（図７参照）や、両支持体１，４に多孔質半導体２を交互に形成し、接合する構成（図８参照）を採る場合には、必ずしも必要な部材ではない。
次に、本発明の第２の実施形態（以下「実施形態２」）を、図９を用いて説明する。

＜実施形態２＞
図９に示す光電変換素子９００は、複数のユニットセル９０１，９０２を形成した第１支持体１と、複数のユニットセル９１１，９１２を形成した第２支持体４とを、接合部７によって接合してなるシリコン系薄膜太陽電池モジュールである（１０３が光入射方向）。
本実施形態２における、各ユニットセル９０１，９０２および９１１，９１２は、プラズマＣＶＤ法などの公知方法によって形成した、第１の導電型を有するシリコン系半導体薄膜２１と、Ｉ型シリコン系半導体薄膜２２と、第２の導電型を有するシリコン系半導体薄膜２３との積層膜（ＰＩＮ接合）からなっている（このＰＩＮ接合領域が光電変換部である）。

ここでユニットセル９０１，９０２と９１１，９１２とは、エネルギーギャップの異なる半導体接合（例えば光電変換素子９０１，９０２を構成するＩ型シリコン系半導体がアモルファスシリコンからなり、光電変換素子９１１，９１２を構成するＩ型シリコン系半導体が微結晶シリコンからなる等）によって構成されており、これによりバンドギャップの広い半導体からなるユニットセル９０１，９０２を形成した第１支持体１側から入射した外光は、そのエネルギーギャップに応じた波長の光のみが吸収されて発電に関与する。次に、ここで吸収されなかった光はバンドギャップの狭い半導体からなるユニットセル９１１，９１２に吸収されて発電に関与する。よって、入射光の利用効率を上げることができる。

本実施形態２においても、上記実施形態１同様に接合部７（素子間接合部７ａおよび周縁接合部７ｂ）によって第１支持体１と第２支持体４との接合が行なわれ、接合部７の受光面側には紫外光抑制手段８が配置されている。
また、図９においては両支持体１，４上に形成したユニットセルの数が等しい（２個ずつ）構成を示すが、これは一例であり、両支持体１，４上に形成したユニットセルの数が異なっていても構わない。
次に、本発明の第３の実施形態（以下「実施形態３」）を、図１０を用いて説明する。

＜実施形態３＞
図１０に示す光電変換素子１０００は、所定の波長光を吸収する機能を有する第１〜第４の光電変換部１００１，１００２，１００３，１００４を形成した、透明な支持体１０１１，１０１２，１０１３，１０１４および支持体１０１５を積層してなり、波長別光センサや固体撮像素子などに用いることができる。

すなわち、本実施形態３の光電変換素子１０００は、受光面側（入射光を図１０中１０３で示す）より紫外光領域に吸収を持つ光電変換部１００１（例えば酸化亜鉛と銅アルミ酸化物との積層膜からなる）を形成した第１の透明支持体１０１１、青色領域に吸収を持つ光電変換部１００２（例えばクマリン６やテトラセンなどと導電性有機高分子などからなる）を形成した第２の透明支持体１０１２、緑色領域に吸収を持つ光電変換部１００３（例えばローダミンＢなどと導電性有機高分子などからなる）を形成した第３の透明支持体１０１３、赤色領域に吸収を持つ光電変換部１００４（例えばフタロシアニンの銅錯体や亜鉛錯体などと導電性有機高分子などからなる）を形成した第４の透明支持体１０１４、および第５の支持体１０１５（透明である必要はない）より構成される。ここで、支持体１００１の非受光面側、支持体１０１５の受光面側、および支持体１００２，１００３，１００４の両面には透明電極１０２１〜１０２７と、電極１０２８（透明である必要はない）が形成され、各光電変換部１００１〜１００４に所定の電圧を印加するようになっている。

よって、この光電変換素子１０００に紫外光および／または可視光領域の外光が入射すると、光電変換部１００１〜１００４のいずれかに（その波長に応じて）吸収され、電子を発生する。この電子は透明電極１０２１〜１０２７と電極１０２８に印加された電圧により電流として測定されるので、光電変換素子１０００は波長別の光センサとして使用できる。
本実施形態３においても、上記実施形態１や２と同様に接合部７（本実施形態３においては周縁接合部７ｂのみ）によって支持体１０１１〜１０１５の接合が行なわれ、接合部７の受光面側には紫外光抑制手段８が配置されている。
なお、本実施形態３においては、光電変換部１００１〜１００４を紫外光および可視光の三原色（赤、緑、青）をそれぞれ吸収する４層として形成したが、これに限るものではなく、光電変換部が複数であれば何層あっても良く、それらの吸収波長も任意である（例えば紫外光と赤外光を吸収する２層など）。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
＜実施例１＞
図１に示すような色素増感太陽電池１１００の作製を行った。その製造工程を図１１〜図１３として示す。

１・第１支持体１上への周縁接合部７ａの形成
集電電極３が形成された第１支持体１としてのガラス基板（日本板硝子社製酸化スズ膜付ガラス：４ｃｍ角、厚さ４ｍｍ）に対し、集電電極３が形成されていない面上にアルミ薄膜からなる紫外光抑制手段８を電子ビーム蒸着法により、外辺４ｃｍ、内辺２ｃｍ、膜厚５μｍの正方形枠状に作製した（図１１）。

２・第１支持体１上への多孔質半導体２の作製
市販の酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名Ｔｉ−Ｎａｎｏｘｉｄｅ Ｄ／ＳＰ、平均粒径１３ｎｍ）を集電電極３上にスクリーン印刷法により塗布し、５００℃で４０分間焼成する。この塗布および焼成を繰り返して、５ｍｍ角、膜厚２０μｍの多孔質半導体２を得た。

３・多孔質半導体２上への色素吸着
市販の色素材料であるＮ７１９（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製 Ｒｕ５３５ｂｉｓＴＢＡ）を、３×１０−４モル／リットルの濃度となるようエタノール（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）に溶解し、色素溶液を調製した。
次に第１支持体１を、この色素溶液中に１２０時間２５℃で保持し、色素を多孔質半導体２に吸着させた。その後、エタノール（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）で洗浄・乾燥を行い、第１電極２ａを得た（図１２）。

４・第２支持体４上への対極５の作製
第２支持体４として、第１支持体１と同一形状の酸化スズ膜付きガラス基板を準備し、白金からなる触媒層（非図示）を、貼り合わせ時（後述）に第１電極２ａと正対する位置に真空蒸着法により、２ｃｍ角、厚さ５０ｎｍで形成した。ここで、第２支持体４上の酸化スズ膜と白金触媒層とを対極５と見なす。

５・第１支持体１と第２支持体４との貼り合わせ
第２支持体４の周縁部に、市販のアイオノマー樹脂フィルム（厚さ３０μｍ）を配置して周縁接合部７ｂとし、第１支持体１と第２支持体４とを１００℃、１０分間のホットプレスにより貼り合わせた。

６・電解液の作製
電解質層６として用いる電解液を調整した。この電解液はヨウ化リチウム（０．１Ｍ）、ヨウ素（０．０１Ｍ）、ｔ−ブチルピリジン（０．５Ｍ）、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム（０．６Ｍ）のアセトニトリル溶液である。

７・電解液の注入
上記電解液を、あらかじめ第２支持体４に開けておいた電解液注入口（非図示）から注入して電解質６とした。
最後に電解液注入口をカバーガラスとアイオノマー樹脂で塞いで、色素増感太陽電池１１００を得た（図１３）。

得られた色素増感太陽電池１１００に、１ｋＷ／ｍ2 の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して（入射光方向を１０３として示す）、出力特性を測定したところ、短絡電流（Ｊｓｃ）が５０ｍＡ、開放電圧が０．６８Ｖ、ＦＦが０．６７、光電変換効率が５．７％という結果を得た。さらにこの色素増感太陽電池９００に５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外光（浜松ホトニクス社製水銀キセノンランプによる）を１００時間照射し、その後、目視による外観確認を行なったところ変化はみられなかった。

＜比較例１＞
第１支持体１にアルミ薄膜（紫外光抑制手段８）を形成せず、それ以外は実施例１同様の色素増感太陽電池を作製した。
この色素増感太陽電池に１ｋＷ／ｍ2 の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、出力特性を測定したところ、実施例１とほぼ同じ特性が得られた。
この色素増感太陽電池に実施例１同様の紫外光を１００時間照射した後、目視による外観確認を行なったところ、周縁接合部７ａの一部から電解質層６中に気泡が侵入していることが確認された。これは周縁接合部７ａの劣化による接着力低下、もしくはクラックの発生により、電解質層６中の溶媒の一部が揮発したものと考えられる。

＜実施例２＞
図１４に示すような色素増感太陽電池（モジュール）１２００の作製を行った。作製工程の概略を、図１５〜図２１を参照しつつ説明する。
なお、図１４は色素増感太陽電池１２００の断面図であり、図１５は色素増感太陽電池１２００を構成する第１支持体１上における集電電極３、第１電極２ａ、素子間接合部７ａおよび周縁接合部７ｂの配置関係を示した図である。図１６は色素増感太陽電池１２００における外枠１１の設置位置を示した図である（すなわち外枠１１は周縁接合部７ｂに対する紫外光抑制手段８として機能していることを示す）。

１・第１支持体１上の集電電極３の分割
酸化スズからなる集電電極３が形成された第１支持体１（日本板硝子社製、商品名：酸化スズ膜付ガラス：縦３０ｍｍ、横４８ｍｍ）の集電電極３を、ａを１１ｍｍ、ｂを８ｍｍ、切断幅ｃが０．０５ｍｍとなるようにレーザースクライブにより分割した（図１７）。

２・紫外光抑制手段８の形成
次に、酸化シリコン含有ガラスフリット（ノリタケカンパニーリミテッド製）を含むペーストからなる紫外光抑制手段８をスクリーン印刷法により、図１８中の１３０１に示すように、隣接する集電電極３間に１本が形成されるようなストライプ状に、２本ずつ形成する（長さ２２ｍｍ、幅１ｍｍ、隙間１ｍｍで２本ずつ形成する）。ただし、末端１本はこの限りではない。
ガラスペーストの乾燥は１２０℃で１５分、焼成は５３０℃で１０分行い、塗布と乾燥焼成を繰り返すことで厚さ２５μｍに調整した。

３・多孔質半導体２の形成
市販の酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名Ｔｉ−Ｎａｎｏｘｉｄｅ Ｄ／ＳＰ、平均粒径１３ｎｍ）をスクリーン印刷機により、図１８に示すようにストライプ状に（長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ）塗布し、焼成炉を用いて５００℃で４０分間、空気中で焼成した。このような塗布、焼成を繰り返すことにより、厚さ２０μｍの多孔質半導体２（酸化チタン膜）の作製を行った。

４・多孔質絶縁層９の作製
多孔質半導体２上に、さらに酸化ジルコニウム粒子（平均粒径５０ｎｍ、堺化学工業製）を含むペーストをスクリーン印刷し、５００℃で３０分間の焼成を行って厚さ２μｍの多孔質絶縁層９とした（（図１８参照）。

５・多孔質絶縁層９上への第２電極５の形成
さらに、カーボンとニッケル積層膜（スリーボンド社製のカーボンペーストとニッケルペーストによる）をスクリーン印刷により、多孔質絶縁体９から紫外光抑制手段８のギャップ部分（このギャップ部分を符号１３０１で示す）まで、厚さ５μｍ（カーボン層が約２μｍ、ニッケル層が約３μｍ）で形成した。ここで、上記積層膜を第２電極５と見なすことができる（（図１９参照）。

６・多孔質半導体２上への色素吸着
実施例１同様にして色素を多孔質半導体２に吸着させて、第１電極２ａを得た。第２電極５と多孔質絶縁層９には色素溶液が通過する空隙が多数あるため、上記実施例１に対して色素の吸着速度や吸着量が特に劣ることは無かった。

７・第１支持体１と第２支持体４との貼り合わせ、電解液の注入
第１支持体１上に、縦３０ｍｍ、横４４ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス基板（第２支持体４、酸化スズは形成されていない）を配置し、両者を市販のエポキシ樹脂（接着剤）を接合部７として貼りあわせ、電解液（電解質６）を注入して色素増感太陽電池１２００とした（図２０参照）。

ここで、素子間接合部７ａの形成方法は紫外光抑制手段８の上面にエポキシ樹脂をスクリーン印刷したものであり、周縁接合部７ｂの形成方法は３０μｍのスペーサビーズ（積水化成製ミクロパールＳＰ）を混合したエポキシ樹脂をディスペンサ塗布したものである。
また、電解液の作製方法ならびに注入方法は実施例１と同じである。

８・外枠の取り付けおよび評価
アルミ製の外枠１１を準備し、これを色素増感太陽電池１２００の外周部に固定した。この際、周縁接合部７ａと外枠１１とが平面視的に重なるように配置した（図２１）。

この色素増感太陽電池１２００に、１ｋＷ／ｍ2 の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して（光入射方向を１０３として示す）、出力特性を測定したところ、短絡電流（Ｉｓｃ）が４５ｍＡ、開放電圧が３．５Ｖ、ＦＦが０．６９、有効面積（酸化チタンの面積）換算での光電変換効率が７．２５％という結果を得た。
さらに、この色素増感太陽電池１２００に実施例１同様の紫外光を１００時間照射し、その後、目視によりモジュール外観を確認したが、気泡が侵入している等の変化はみられなかった。

＜比較例２＞
第１支持体１に紫外光抑制手段８を形成せずに第１支持体１と第２支持体４とを貼り合わせ、外枠１１を使用しない（それ以外は実施例２に準じる）色素増感太陽電池を作製し、１ｋＷ／ｍ2 の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、出力特性を測定したところ、実施例２とほぼ同じ特性が得られた。
しかし、この色素増感太陽電池に実施例２同様の紫外光を１００時間照射したところ、接合部７の一部から電解質層６中に気泡が侵入していることが確認された。これは接合部７の光劣化による接着力低下、もしくはクラックの発生により、電解質層６中の溶媒の一部が揮発したものと考えられる。

本発明の劣化防止手段および光劣化防止手段を説明するための、光電変換素子の一例を示す断面図である。 本発明における光電変換素子の一例である、接合部より大きな紫外光抑制手段が接合部の受光面側に形成された色素増感太陽電池モジュールの断面概略図である。 本発明における光電変換素子の一例である、紫外光抑制手段と第１電極とが、一部を接して形成された色素増感太陽電池モジュールの断面概略図である。 本発明における紫外光抑制手段の他の配置例（受光面側の支持体が接合部と紫外光抑制手段によって挟持されている例）を示す断面概略図である。 本発明における紫外光抑制手段の他の配置例（紫外光抑制手段が接合部より小さく形成された部分がある）を示す断面概略図である。 本発明における紫外光抑制手段の一例である外枠の配置例を示す断面概略図である。 本発明における光電変換素子の一例である、支持体それぞれに第１電極と第２電極を形成し、それらを導電層で接続した色素増感太陽電池モジュールの断面概略図である。 本発明における光電変換素子の一例である、支持体に交互に第１電極を形成して接続した色素増感太陽電池モジュールの断面概略図である。 本発明の実施形態２における光電変換素子の一例を示す断面概略図である。 本発明の実施形態３における光電変換素子の一例を示す断面概略図である。 本発明の実施例１における光電変換素子の作成工程において、第１支持体上に紫外光抑制手段を配置した状態を示す平面概略図と断面概略図である。 図１１上に、さらに多孔質半導体２（第１電極２ａ）を配置した状態を示す平面概略図と断面概略図である。 図１１、図１２に示す作成工程を経て作成された、本発明の実施例１における光電変換素子の平面概略図と断面概略図である。 本発明の実施例２における光電変換素子の断面概略図である。 本発明の実施例２における光電変換素子において、第１支持体上への各部材の配置を示す平面概略図である。 本発明の実施例２における光電変換素子において、外枠の設置位置を示した平面概略図である。 本発明の実施例２における光電変換素子の第１支持体上に集電電極を配置した状態を示す作製工程概略図である。 図１７上に、さらに紫外光抑制手段、多孔質半導体、多孔質絶縁体を配置した状態を示す作製工程概略図である。 図１８上に、さらに対極を配置した状態を示す工程該略図である。 多孔質半導体への色素吸着後の図１９上に、接合部を介して第２支持体を貼り合わせ、支持体間に電解質を配した状態を示す作製工程該略図である。 図２０に示す光電変換素子に対し、さらに外枠を配した状態を示す断面該略図である。

符号の説明

１ 第１支持体
２ 多孔質半導体
２ａ 第１電極
３ 集電電極
４ 第２支持体
５ 第２電極
６ 電解質
７ 接合部
７ａ 素子間接合部
７ｂ 周縁接合部
８ 紫外光抑制手段
９ 多孔質絶縁層
１１ 外枠

Claims (12)

1. 光電変換部を有する一対の支持体と、該一対の支持体を接合する接合部と、該接合部および前記光電変換部に入射する紫外光によって、前記接合部が劣化することを防止する劣化防止手段とを具備し、該劣化防止手段は、前記接合部に入射する紫外光を前記光電変換部に入射する紫外光よりも減少させる紫外光抑制手段を含むことを特徴とする光電変換素子。
2. 前記劣化防止手段は、前記接合部が紫外線によって劣化することを防止する光劣化防止手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
3. 前記光劣化防止手段は、前記接合部が紫外線吸収剤や無機材料を混合した材料または紫外線吸収官能基を持つ有機高分子を用いて形成したことを特徴とする請求項２に記載の光電変換素子。
4. 前記一対の支持体の少なくとも一方が受光面であり、前記紫外光抑制手段が、前記接合部の受光面側に平面視的に少なくとも一部が重なって配置されている請求項３に記載の光電変換素子。
5. 前記紫外光抑制手段が、前記接合部の受光面側に形成された層状領域である請求項４に記載の光電変換素子。
6. 前記紫外光抑制手段が絶縁体を含んでなる請求項５に記載の光電変換素子。
7. 前記一対の支持体のうち、受光面側の支持体が、前記接合部と前記紫外光抑制手段によって挟持されてなる請求項４に記載の光電変換素子。
8. 前記光電変換部が前記一対の支持体間に複数配置され、それらが直列接続された請求項１から請求項７のいずれか1つに記載の光電変換素子。
9. 前記光電変換素子外縁部に接する外枠をさらに具備し、該外枠が前記紫外光抑制手段である請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の光電変換素子。
10. 前記光電変換部が色素を吸着した多孔質半導体からなる第１電極と、該第１電極と対向配置された第２電極と、前記第１電極と第２電極に挟持された電解質とからなる請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の光電変換素子。
11. 前記紫外光抑制手段と、前記第１電極とが、一部を接して形成された請求項１０に記載の光電変換素子。
12. 色素を吸着した多孔質半導体からなる第１電極と、該第１電極と対向配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟持された電解質とからなる光電変換部と、該光電変換部を有し、少なくとも一方が受光面となる一対の支持体と、該一対の支持体を接合する接合部と、該接合部の受光面側に平面視的に少なくとも一部が重なって配置されている紫外光抑制手段を具備することを特徴とする色素増感太陽電池。

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