JP6006075B2 - 色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュールに関する。

光電変換素子モジュールとして、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感太陽電池モジュールが注目されており、色素増感太陽電池モジュールに関して種々の開発が行われている。

色素増感太陽電池モジュールは一般に、複数個の直列に接続された色素増感太陽電池を備えており、各色素増感太陽電池は、作用極と、対極と、作用極と対極とを連結する連結部とを備えている。そして、作用極は、透明基板と、その上に形成された透明導電膜と、透明導電膜の上に設けられる酸化物半導体層と、透明導電膜の上で且つ酸化物半導体層の周囲に設けられる集電配線とを有している。このような色素増感太陽電池モジュールとして、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１には、隣り合う２つの色素増感太陽電池において、一方の色素増感太陽電池の対極の縁部が連結部を超えて延出し、その延出部が、導電部材を介して他方の色素増感太陽電池の透明導電膜と接続された色素増感太陽電池モジュールが開示されている。

国際公開第2009/144949号

しかし、上述した特許文献１に記載の色素増感太陽電池モジュールは、以下に示す課題を有していた。

すなわち、特許文献１に記載の色素増感太陽電池モジュールにおいては、導電部材として他方の色素増感太陽電池の集電配線の一部が使用されることがある。この場合、一方の色素増感太陽電池の対極の延出部と他方の色素増感太陽電池との間に過大な応力を加えると、一方の色素増感太陽電池の対極の延出部が他方の色素増感太陽電池から剥離する場合があった。従って、特許文献１に記載の色素増感太陽電池モジュールは、接続信頼性の点で改善の余地があった。

また色素増感太陽電池モジュールにおいては、優れた光電変換特性を有することが求められる。

従って、優れた光電変換特性および接続信頼性を有する色素増感太陽電池モジュールが求められていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた光電変換特性および接続信頼性を有する色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記特許文献１に記載の色素増感太陽電池モジュールにおいて上記課題が生じる原因について検討した。その結果、一方の色素増感太陽電池の対極の延出部が他方の色素増感太陽電池から剥離する際には、対極の延出部に他方の色素増感太陽電池の集電配線が同伴していたことから、集電配線と透明導電膜との密着力が不十分なのではないかと本発明者らは考えた。ここで、集電配線と透明導電膜との間の密着性を向上させるためには、集電配線中のガラス成分の含有率を多くすることが考えられる。しかし、集電配線中のガラス成分の含有率を単純に多くするだけでは、透明導電膜と集電配線との界面付近にガラス成分が集まる傾向があるため、透明導電膜と集電配線との間の抵抗が増大し、光電変換特性が低下するものと考えられる。また上述した問題は、１つの色素増感太陽電池において、その集電配線に電流取出し用の配線が接続されている場合であってこの配線が色素増感太陽電池から剥離される場合にも起こり得る。そこで、本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により、上記課題を解決し得ることを見出した。

すなわち本発明は、透明基板、前記透明基板上に設けられる透明導電膜及び前記透明導電膜上に設けられる集電配線を有する第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極に設けられる酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に担持される光増感色素と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる電解質とを備え、前記集電配線が、ガラス成分を含み、導電部材を接続するための第１集電配線部と、前記導電部材が接続されない第２集電配線部とを有し、前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が、前記第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きく、前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が４〜１０質量％であり、前記第２集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が０．５〜３質量％である、色素増感太陽電池である。

この発明によれば、隣りの色素増感太陽電池と接続するための接続部材や電流取出し用の配線などの導電部材を接続するための第１集電配線部中のガラス成分の含有率が、導電部材が接続されない第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きい。このため、導電部材を接続するための第１集電配線部については、透明導電膜との密着性を向上させることができる。このため、第１集電配線部に導電部材が接続され、導電部材と集電配線との間に過大な応力が加わっても、透明導電膜からの集電配線の剥離が十分に抑制される。よって、本発明の色素増感太陽電池は、優れた接続信頼性を有することが可能となる。一方、導電部材を接続するための第１集電配線部中のガラス成分の含有率が、第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きいため、透明導電膜と第１集電配線部との間の抵抗が増大することが懸念されるが、透明導電膜と第２集電配線部との間の抵抗は低く抑えることができる。このため、酸化物半導体層で発生した電流を、第２集電配線部から第１集電配線部を経て他方の色素増感太陽電池に十分に流すことが可能となる。よって、本発明の色素増感太陽電池は、優れた光電変換特性を有することが可能となる。
また、第１集電配線部中のガラス成分の含有率が４質量％未満である場合に比べて、透明導電膜からの第１集電配線部の剥離をより効果的に抑制することができる。一方、第１集電配線部中のガラス成分の含有率が上記範囲内にあると、第１集電配線部中のガラス成分の含有率が１０質量％を超える場合に比べて、第１集電配線部自体の体積抵抗をより低くすることができる。

また本発明は、直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールにおいて、前記色素増感太陽電池が、透明基板、前記透明基板上に設けられる透明導電膜及び前記透明導電膜上に設けられる集電配線を有する第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極に設けられる酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に担持される光増感色素と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる電解質とを備え、隣り合う２つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第２電極と、他方の色素増感太陽電池の前記第１電極の前記集電配線とを電気的に接続する接続部材が設けられ、前記他方の色素増感太陽電池の前記集電配線が、前記接続部材が接続され、ガラス成分を含む第１集電配線部と、前記接続部材が接続されない第２集電配線部とを有し、前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が、前記第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きく、前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が４〜１０質量％であり、前記第２集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が０．５〜３質量％である、色素増感太陽電池モジュールである。

この発明によれば、接続部材が接続される第１集電配線部中のガラス成分の含有率が、第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きい。このため、接続部材が接続される第１集電配線部については、透明導電膜との密着性を向上させることができる。このため、接続部材と集電配線との間に過大な応力が加わっても、透明導電膜からの集電配線の剥離が十分に抑制される。よって、本発明の色素増感太陽電池モジュールは、優れた接続信頼性を有することが可能となる。一方、接続部材が接続される第１集電配線部中のガラス成分の含有率が、第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きいため、透明導電膜と第１集電配線部との間の抵抗が増大することが懸念されるが、透明導電膜と第２集電配線部との間の抵抗は低く抑えることができる。このため、酸化物半導体層で発生した電流を、第２集電配線部から第１集電配線部を経て他方の色素増感太陽電池に十分に流すことが可能となる。よって、本発明の色素増感太陽電池モジュールは、優れた光電変換特性を有することが可能となる。

また、第１集電配線部中のガラス成分の含有率が４質量％未満である場合に比べて、透明導電膜からの第１集電配線部の剥離をより効果的に抑制することができる。一方、第１集電配線部中のガラス成分の含有率が上記範囲内にあると、第１集電配線部中のガラス成分の含有率が１０質量％を超える場合に比べて、第１集電配線部自体の体積抵抗をより低くすることができる。

上記色素増感太陽電池においては、前記他方の色素増感太陽電池の前記第１集電配線部と前記接続部材又は前記導電部材との間に、前記第１集電配線部に含まれる金属と前記接続部材又は前記導電部材に含まれる金属との合金からなる合金部が設けられていることが好ましい。

この場合、接続部材又は導電部材と第１集電配線部との接合が合金部によって強固となり、第１集電配線部からの接続部材又は導電部材の剥離が十分に抑制される。

また上記色素増感太陽電池において、前記第１集電配線部が空隙を含み、前記第１集電配線部中に占める前記空隙の割合である空隙率が３０％以下であることが好ましい。

この場合、空隙率が３０％を超える場合に比べて、体積抵抗をより小さくすることができる。

なお、本発明において、「空隙率」とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で集電配線の断面を観察した場合における集電配線に占める空隙の面積の割合を言うものとする。

本発明によれば、優れた光電変換特性および接続信頼性を有する色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュールが提供される。

本発明の色素増感太陽電池モジュールの一実施形態を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１の作用極を示す部分平面図である。 集電配線と接続部材とが接続されている状態を示す部分断面図である。 金属基板と接続部材とが接続されている状態を示す部分断面図である。

以下、本発明の色素増感太陽電池モジュールの実施形態について図１を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第１実施形態を示す平面図である。

図１に示すように、色素増感太陽電池モジュール２００は、２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂを有している。色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂは直列且つ電気的に接続されている。色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂは、複数の色素増感太陽電池５０を有し、複数の色素増感太陽電池５０は直列且つ電気的に接続されている。

ここで、２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂは、２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂの各々における色素増感太陽電池５０の配列方向が互いに平行となるように配列されている。以下、説明の便宜上、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａにおける４つの色素増感太陽電池５０を色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｄと、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂにおける４つの色素増感太陽電池５０を色素増感太陽電池５０Ｅ〜５０Ｈと呼ぶことがある。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図、図３は、図１の作用極を示す部分平面図、図４は、集電配線と接続部材とが接続されている状態を示す部分断面図、図５は、金属基板と接続部材とが接続されている状態を示す部分断面図である。

図２に示すように、複数の色素増感太陽電池５０の各々は、作用極１０と、作用極１０に対向する対極２０と、作用極１０及び対極２０を連結させる連結部３０とを備えており、作用極１０、対極２０及び連結部３０によって形成されるセル空間には電解質４０が充填されている。

作用極１０は、透明基板１１及び透明基板１１の上に設けられる透明導電膜１２からなる透明導電性基板１５と、透明導電性基板１５の透明導電膜１２の上に設けられる複数の酸化物半導体層１３と、透明導電膜１２の上において複数の酸化物半導体層１３の各々を包囲するように設けられる配線部１７とを有している。配線部１７は、連結部３０と透明導電膜１２との間に設けられており、透明導電膜１２上に設けられる集電配線１４と、集電配線１４を電解質４０から保護する配線保護層１６とを有している。本実施形態では、透明導電性基板１５及び配線部１７によって第１電極が構成されている。

透明基板１１は、色素増感太陽電池モジュール２００における全色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｈにおいて共通の透明基板となっている。

図３に示すように、作用極１０においては、集電配線１４が、四角環状の外周部１４ａと、外周部１４ａの内側開口を仕切る複数の仕切り部（フィンガー配線）１４ｂとを有し、外周部１４ａと仕切り部１４ｂとによって酸化物半導体層１３が包囲されている。さらに集電配線１４は、集電配線１４の縁部である外周部１４ａのうち、隣の色素増感太陽電池５０側の外周部１４ａの内側に設けられるランド部１４ｃを有している。本実施形態では、外周部１４ａと仕切り部１４ｂとによって第２集電配線部が構成され、ランド部１４ｃによって第１集電配線部が構成されている。

一方、図２に示すように、対極２０は、金属基板２１と、金属基板２１の透明導電性基板１５側に設けられて触媒反応を促進する触媒層２２との積層体で構成されている。本実施形態では、対極２０によって第２電極が構成されている。

対極２０においては、ランド部１４ｃに対向する位置に切欠き２４が形成されている。

他方、各色素増感太陽電池５０の連結部３０には、ランド部１４ｃを包囲するように凹部３３が形成されている。

そして、図２に示すように、隣り合う２つ色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０の対極２０の金属基板２１と、他方の色素増感太陽電池５０の集電配線１４のランド部１４ｃとが接続部材２３によって接続されている。接続部材２３は、金属箔からなり、金属基板２１のうち透明導電性基板１５と反対側の面の一部に固定される固定部２３ａと、固定部２３ａと集電配線１４のランド部１４ｃとを電気的に接続し、金属基板２１に固定されていない非固定部２３ｂとで構成されている。

本実施形態では、例えば接続部材２３の固定部２３ａは、色素増感太陽電池５０Ｂの対極２０の金属基板２１に固定され、接続部材２３の非固定部２３ｂは、色素増感太陽電池５０Ｃの連結部３０の凹部３３において、集電配線１４の一部であるランド部１４ｃに直接接続されている。ここで、非固定部２３ｂは弛んだ状態となっている。このため、非固定部２３ｂのうち金属基板２１に対向する部分と金属基板２１との間には隙間が形成されている。

隣り合う２つの色素増感太陽電池５０Ａ，５０Ｂ、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０Ｂ，５０Ｃ、２つの色素増感太陽電池５０Ｃ，５０Ｄ、２つの色素増感太陽電池５０Ｅ，５０Ｆ、２つの色素増感太陽電池５０Ｆ，５０Ｇ、２つの色素増感太陽電池５０Ｇ，５０Ｈにおいても同様に、接続部材２３の固定部２３ａが、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０の対極２０の金属基板２１に固定され、接続部材２３の非固定部２３ｂが、他方の色素増感太陽電池５０Ｃの連結部３０の凹部３３において、集電配線１４の一部であるランド部１４ｃに直接接続され、非固定部２３ｂは弛んだ状態にある。

また、色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｈのランド部１４ｃのうち、接続部材２３の非固定部２３ｂが接続されるランド部１４ｃは、ガラス成分を含んでおり、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率より大きくなっている。

また図４に示すように、接続部材２３の非固定部２３ｂとランド部１４ｃとの間には、非固定部２３ｂを構成する金属とランド部１４ｃを構成する金属との合金からなる合金部６０が設けられている。また図５に示すように、接続部材２３の固定部２３ａと金属基板２１との間には、固定部２３ａを構成する金属と金属基板２１を構成する金属との合金からなる合金部６５が設けられている。

なお、図１に示すように、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａにおいて、接続部材２３の非固定部２３ｂは、対極２０に対し同一方向（色素増感太陽電池５０Ａから色素増感太陽電池５０Ｄに向かう方向）側に突出している。一方、接続部材２３の非固定部２３ｂは、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂにおいて、対極２０に対し同一方向（色素増感太陽電池５０Ｅから色素増感太陽電池５０Ｈに向かう方向）側に突出している。すなわち、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａと、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂとでは、接続部材２３の非固定部２３ｂの突出方向は互いに反対となっている。

また色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂにおける色素増感太陽電池５０Ｅ、すなわち、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂの端部に配置された色素増感太陽電池５０には、集電配線１４のランド部１４ｃに接続端子７０が設けられている。そして、接続端子７０と、色素増感太陽電池５０Ｄの対極２０に固定された接続部材２３とは、透明基板１１の表面に沿って設けられた導電部材１１０を介して接続されている。この導電部材１１０により、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａと色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂとが直列に接続される。導電部材１１０を構成する材料としては、例えば銅、銀、ニッケルなどが用いられる。また導電部材１１０の形状としては、テープ状、ワイヤ状などが挙げられるが、テープ状が、使用時に色素増感太陽電池モジュール２００の厚みを小さくすることができることから好ましく用いられる。

さらに色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａの色素増感太陽電池５０Ａにも、作用極１０の集電配線１４におけるランド部１４ｃに接続端子７０が設けられている。

次に、上述した色素増感太陽電池モジュール２００の作用効果について説明する。

色素増感太陽電池モジュール２００によれば、接続部材２３が接続されるランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が、集電配線１４のうちの外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率より大きくなっている。このため、接続部材２３が接続されるランド部１４ｃについては、透明導電膜１２との密着性を向上させることができる。このため、透明基板１１が撓むなどすることによって、接続部材２３と集電配線１４との間に過大な応力が加わっても、透明導電膜１２からの集電配線１４の剥離が十分に抑制される。よって、色素増感太陽電池モジュール２００は、優れた接続信頼性を有することが可能となる。一方、接続部材２３が接続されるランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が、集電配線１４のうちの外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率より大きいため、透明導電膜１２とランド部１４ｃとの間の抵抗が増大することが懸念されるが、透明導電膜１２と、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂとの間の抵抗は低く抑えることができる。このため、酸化物半導体層１３で発生した電流を、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂからランド部１４ｃを経て他方の色素増感太陽電池５０に十分に流すことが可能となる。よって、色素増感太陽電池モジュール２００は、優れた光電変換特性を有することが可能となる。

また透明基板１１が撓むと、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０の透明導電性基板１５の集電配線１４によって、２つの色素増感太陽電池５０の対極２０の金属基板２１のうち透明導電性基板１５と反対側の面に固定される接続部材２３が引っ張られる。このとき、接続部材２３のうち弛んでいた非固定部２３ｂが広がることが可能となる。すなわち、非固定部２３ｂはただちに緊張状態とはならない。このため、接続部材２３と集電配線１４との間にかかる応力が低減され、接続部材２３が集電配線１４から剥離することが十分に抑制される。その結果、色素増感太陽電池モジュール２００は、優れた接続信頼性を有することが可能となる。

また色素増感太陽電池モジュール２００において、接続部材２３は金属箔からなり、可撓性を有する。このため、透明基板１１が撓み、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０の透明導電性基板１５によって、２つの色素増感太陽電池５０の対極２０の金属基板２１に固定される接続部材２３が引っ張られる際に、非固定部２３ｂが広がりやすくなる。このため、接続部材２３と透明導電性基板１５との間にかかる応力がより低減され、接続部材２３が透明導電性基板１５から剥離することがより十分に抑制される。その結果、色素増感太陽電池モジュール２００は、より優れた接続信頼性を有することが可能となる。また接続部材２３が金属箔からなるため、接続部材２３は、優れた耐久性を有する。このため、色素増感太陽電池モジュール２００が温度変化の大きい環境下で使用されて接続部材２３に応力が繰り返し加わっても、接続部材２３の破断が長期間にわたって十分に抑制される。さらに接続部材２３が金属箔からなるため、隣り合う色素増感太陽電池５０同士間の抵抗を低減することも可能となる。

さらに色素増感太陽電池モジュール２００においては、色素増感太陽電池５０の連結部３０の外側に凹部３３が設けられ、接続部材２３の固定部２３ａが、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうちの一方の色素増感太陽電池５０の対極２０の金属基板２１に固定され、接続部材２３の非固定部２３ｂが、他方の色素増感太陽電池５０の凹部３３において、集電配線１４の一部であるランド部１４ｃに接合されている。このため、色素増感太陽電池モジュール２００の開口率を大きく低下させることなく、接続部材２３の非固定部２３ｂと、他方の色素増感太陽電池５０の透明導電性基板１５の集電配線１４との接続箇所の面積を十分に大きくすることができる。

このように色素増感太陽電池モジュール２００は、優れた接続信頼性を有する。このため、接続部材２３の非固定部２３ｂにおいて、その幅を広げる必要がない。このため、接続部材２３の非固定部２３ｂと他方の色素増感太陽電池５０のランド部１４ｃとを接続するための接続箇所の面積については小さくすることが可能となり、開口率を向上させることが可能となる。特に色素増感太陽電池モジュール２００では、ランド部１４ｃが、集電配線１４の縁部である外周部１４ａの内側に設けられている。このため、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０の対極２０同士間の隙間を小さくすることができる。すなわち、発電に寄与しないエリアの面積を小さくすることができる。このため、色素増感太陽電池モジュール２００によれば、ランド部１４ｃが集電配線１４の縁部である外周部１４ａの外側に設けられる場合に比べて開口率をより高くすることができる。

また、色素増感太陽電池モジュール２００においては、接続部材２３の非固定部２３ｂとランド部１４ｃとの間には、非固定部２３ｂを構成する金属とランド部１４ｃを構成する金属との合金からなる合金部６０が設けられている。このため、接続部材２３の非固定部２３ｂと集電配線１４の一部であるランド部１４ｃとの接合が強固となり、集電配線１４からの接続部材２３の非固定部２３ｂの剥離がより十分に抑制される。

さらに、色素増感太陽電池モジュール２００においては、接続部材２３の固定部２３ａと金属基板２１との間に、固定部２３ａを構成する金属と金属基板２１を構成する金属との合金からなる合金部６５が設けられている。このため、接続部材２３の固定部２３と金属基板２１との接合が強固となり、金属基板２１からの接続部材２３の固定部２３ａの剥離がより十分に抑制される。

さらに、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０において、一方の色素増感太陽電池５０においては、ランド部１４ｃに対向する位置に切欠き２４が形成されている。このため、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０に物体が衝突するなどの理由により、接続部材２３がそれに接合されるランド部１４ｃに対して動いたとしても、接続部材２３は切欠き２４内に逃げ込むことが可能となる。このため、接続部材２３と、隣の色素増感太陽電池５０の対極２０との接触を十分に防止することができる。

また色素増感太陽電池モジュール２００は、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂを有し、色素太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂが互いに直列且つ電気的に接続されると共に色素増感太陽電池５０の配列方向が互いに平行となるように配列され、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂの各々において、対極２０に対する接続部材２３の突出方向が同一であり、隣り合う２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂにおいて、接続部材２３の突出方向が互いに反対となっている。

このため、隣り合う２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂにおいて、一方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂを構成する色素太陽電池５０Ｅのランド部１４ｃと、他方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａを構成する色素増感太陽電池５０Ｄの接続部材２３とを、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂの配列方向に対して同じ側に配置することが可能となる。すなわち、一方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂを構成する色素太陽電池５０Ｅのランド部１４ｃと、他方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａを構成する色素増感太陽電池５０Ｄの接続部材２３とを、受光エリア外で接続させることが可能となる。このため、色素増感太陽電池モジュール２００によれば、一方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂを構成する色素太陽電池５０Ｅのランド部１４ｃと、他方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａを構成する色素増感太陽電池５０Ｄとを、開口率を低下させることなく、直列接続させることが可能となる。

次に、作用極１０．光増感色素、対極２０、接続部材２３、連結部３０および電解質４０について詳細に説明する。

（作用極）
透明基板１１を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板１１の厚さは、色素増感太陽電池１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば５０〜１００００μｍの範囲にすればよい。

透明導電膜１２を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜１２は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電膜１２が単層で構成される場合、透明導電膜１２は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。透明導電膜１２の厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。

酸化物半導体層１３は、酸化物半導体粒子を含む。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ_２）、シリカ（ＳｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化インジウム（Ｉｎ_３Ｏ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化タリウム（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ_２Ｏ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）又はこれらの２種以上で構成される。酸化物半導体層１３の厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。

集電配線１４は、上述したように、外周部１４ａと仕切り部１４ｂとランド部１４ｃとを有している。

ランド部１４ｃは、ガラス成分を含んでいる。ガラス成分としては、例えばガラスフリット（ガラス粉末）などを用いることができる。ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率は、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率よりも大きければよいが、具体的には、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率は、４〜１０質量％であることが好ましい。この場合、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が４質量％未満である場合に比べて、透明導電膜１２からのランド部１４ｃの剥離をより効果的に抑制することができる。一方、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が上記範囲内にあると、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が１０質量％を超える場合に比べて、ランド部１４ｃ自体の体積抵抗を低くすることができ、発電効率が高くなるという利点が得られる。

ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率は、より好ましくは４〜７質量％である。

ランド部１４ｃは空隙を含んでいてもいなくてもよい。ランド部１４ｃが空隙を含む場合、ランド部１４ｃ中の空隙の割合である空隙率は特に制限されるものではないが、好ましくは３０％以下である。この場合、空隙率が３０％を超える場合に比べて、ランド部１４ｃの体積抵抗をより小さくすることができる。ランド部１４ｃ中の空隙率はより好ましくは２０％以下である。但し、ランド部１４ｃ中の空隙率は１％以上であることが好ましい。

外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂは、ガラス成分を含んでいてもいなくてもよいが、ガラス成分を含むことが好ましい。外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂがガラス成分を含む場合、ガラス成分としては、ランド部１４ｃに含まれるガラス成分と同様のものを用いることができる。また外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率は、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率より小さければよく、特に制限されないが、通常は０．５〜３質量％であり、好ましくは１〜２質量％である。

配線保護層１６を構成する材料は、集電配線１４を電解質４０から保護可能なものであればよく、特に限定されないが、例えば樹脂材料、無機材料で構成される。

上記樹脂材料としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などが挙げられる。

上記無機材料としては、例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料が挙げられる。低融点ガラスフリットとしては、１５０〜５５０℃の軟化点を有するものを用いることができる。

（光増感色素）
光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素が挙げられる。

（対極）
対極２０は、上述したように、金属基板２１と触媒層２２との積層体で構成されている。

金属基板２１は、金属で構成されていればよい。このような金属としては、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、ＳＵＳ、タングステン等の耐食性を有し且つ不動態膜を有する金属が挙げられる。

触媒層２２は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。ここで、炭素系材料としては、カーボンナノチューブが好適に用いられる。

（接続部材）
金属箔は、金属基板２１よりも低い抵抗を有する金属から構成されることが好ましく、このような金属としては、例えば銅が挙げられる。

（連結部）
連結部３０としては、本実施形態では、封止能を有する材料が用いられる。すなわち、本実施形態では、連結部３０は封止部として機能する。このような封止能を有する材料としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などを含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。

（電解質）
電解質４０は通常、電解液で構成され、この電解液は例えばＩ⁻／Ｉ_３ ⁻などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、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、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、バレロニトリル、ピバロニトリル、グルタロニトリル、メタクリロニトリル、イソブチロニトリル、フェニルアセトニトリル、アクリロニトリル、スクシノニトリル、オキサロニトリル、ペンタニトリル、アジポニトリルなどを用いることができる。酸化還元対としては、例えばＩ⁻／Ｉ_３ ⁻のほか、臭素／臭化物イオン、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対などの対が挙げられる。

なお、電解質４０は、上記有機溶媒に代えて、イオン液体と揮発性成分としての上記有機溶媒との混合物からなるイオン液体電解質を含んでいてもよい。また、電解質４０は、上記有機溶媒に代えて、イオン液体を含んでもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイド、ジメチルイミダゾリウムアイオダイド、エチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、ジメチルプロピルイミダゾリウムアイオダイド、ブチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、メチルプロピルイミダゾリウムアイオダイドが好適に用いられる。また、電解質４０は、上記有機溶媒に代えて、上記イオン液体と上記有機溶媒との混合物を用いてもよい。また電解質４０には添加剤を加えることができる。添加剤としては、ＬｉＩ、Ｉ_２、４−ｔ−ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネート、１−メチルベンゾイミダゾール、１−ブチルベンゾイミダゾールなどが挙げられる。さらに電解質４０としては、上記電解質にＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化した電解質を用いてもよい。

次に、上記色素増感太陽電池モジュール２００の製造方法について説明する。

まず１つの透明基板１１の上に透明導電膜を形成してなる積層体を用意する。

透明導電膜の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis Deposition）及びＣＶＤ法などが用いられる。

次に、レーザ加工又はエッチング等により、透明導電膜を、互いに離間した複数の透明導電膜１２に分割する。こうして透明導電性基板１５が得られる。

次に、分割された複数の透明導電膜１２の各々の上に酸化物半導体層１３を形成する。酸化物半導体層１３は、酸化物半導体粒子を含む多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、焼成して形成する。

酸化物半導体層形成用ペーストは、既に述べた酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テレピネオールなどの溶媒を含む。

酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、バーコート法などを用いることができる。

焼成温度は酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は３５０〜６００℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は１〜５時間である。

次に、透明導電膜１２上に、銀などの導電材料を含むペーストを塗布する。このとき、ペーストは２種類用意する。具体的には、ランド部１４ｃを形成するための第１ペーストと、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂを形成するための第２ペーストを用意する。ここで、第２ペーストは、第２ペースト中のガラス成分の含有率が、第１ペースト中のガラス成分の含有率よりも大きくなるように用意する。そして、第１ペーストの塗布は、外周部１４ａの内側に設けられるランド部１４ｃを形成するように行い、第２ペーストの塗布は、図３に示すように、外周部１４ａと、外周部１４ａの内側開口を仕切る仕切り部１４ｂとを形成するように行う。そして、第１ペーストおよび第２ペーストを焼成してランド部１４ｃ、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂを形成する。こうして集電配線１４が得られる。

次に、集電配線１４を低融点ガラスフリットなどの配線保護層１６で被覆する。このとき、配線保護層１６は、外周部１４ａ及び仕切り部１４ｂを覆い、電解質４０と接触させないランド部１４ｃを覆わないようにする。こうして集電配線１４と配線保護層１６とによって配線部１７が得られる。

こうして複数の作用極１０が得られる。

次に、色素増感太陽電池５０の数と同数の環状の連結部３０を形成するための連結部形成体を準備する。環状の連結部形成体としては、酸化物半導体層１３を包囲する開口が形成され且つ連結部形成体の外側に凹部３３が形成されたものを用いる。

そして、この連結部形成体を作用極１０の集電配線１４の上に接着させる。このとき、集電配線１４のランド部１４ｃには、その連結部形成体に形成された凹部３３が対向するように連結部形成体を接着させるようにする。なお、同一形状の連結部形成体を対極２０の表面に接着させてもよい。連結部形成体の集電配線１４又は対極２０への接着は、連結部形成体を加熱溶融させることによって行うことができる。

次に、複数の作用極１０の酸化物半導体層１３に光増感色素を担持させる。このためには、作用極１０を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な光増感色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を酸化物半導体層１３に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させても、光増感色素を酸化物半導体層１３に担持させることが可能である。

次に、複数の作用極１０の酸化物半導体層１３の上に電解質４０を配置する。電解質４０は、例えばスクリーン印刷等の印刷法によって配置することが可能である。

次に、複数の対極２０を用意する。各対極２０には、連結部形成体の凹部３３と位置合わせされる切欠き２４を形成する。

一方、接続部材２３を形成するための金属箔を用意する。

次に、金属箔の一端を、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０の金属基板２１に接続する。

その後、複数の対極２０の各々を、連結部形成体の開口を塞ぐように連結部形成体に貼り合わせる。このとき、各対極２０の切欠き２４を、連結部形成体の凹部３３に位置合わせさせる。こうして複数の色素増感太陽電池５０が得られる。

次に、金属箔の他端を、作用極１０における集電配線１４のランド部１４ｃに接続する。こうして、金属箔からなる接続部材２３が得られる。接続部材２３のうち金属基板２１に固定されている部分は固定部２３ａとなり、ランド部１４ｃに固定される部分は非固定部２３ａとなる。このとき、金属箔の他端は、非固定部２３ｂが弛んだ状態となるようにランド部１４ｃに接続する。

金属基板２１又はランド部１４ｃへの金属箔の接続は、例えば抵抗溶接によって行うことができる。抵抗溶接は、例えば２本の抵抗溶接用電極を金属箔及び金属基板２１の少なくとも一方、又は、金属箔およびランド部１４ｃの少なくとも一方に押し当てて両者間に電流を流すことにより、金属基板２１又はランド部１４ｃと金属箔との接触部分で熱を発生させ、この熱により金属基板２１又はランド部１４ｃ及び金属箔の両方を溶融させて両者を接続させる方法である。このとき、熱は金属基板２１又はランド部１４ｃと金属箔との接触部分のみにしか発生しない。また、抵抗溶接においては通常、電流を流す時間は短時間（数ミリ秒）であるため、熱が発生する時間も短い。このため、熱が加えられる場所を局所領域に抑えることができる。従って、色素増感太陽電池５０が得られた後、金属箔を金属基板２１又はランド部１４ｃに接合する場合でも、酸化物半導体層１３に担持された光増感色素の劣化を十分に抑制することができる。

またこのとき、金属基板２１又はランド部１４ｃの抵抗が金属箔の抵抗と異なると、金属箔と金属基板２１又はランド部１４ｃとの間での接触抵抗が大きくなる。このため、金属箔と金属基板２１又はランド部１４ｃとが互いに接触する部分が熱により溶融しやすくなる。そして、２本の電極の間に印加する電圧をオフにすると、図４及び図５に示すように、溶融した部分が凝固して合金部６０及び合金部６５が形成される。従って、接続部材２３と金属基板２１又はランド部１４ｃとの接合強度を十分に向上させることができる。また接続部材２３と金属基板２１又はランド部１４ｃとの間に合金部６０、合金部６５が設けられることで、接続部材２３と金属基板２１又はランド部１４ｃとの間の接触抵抗も低下させることができる。

また抵抗溶接は３〜２０ミリ秒行うことが好ましく、５〜７ミリ秒行うことがより好ましい。この場合、接続部材２３と金属基板２１又はランド部１４ｃとの接続強度をより十分に向上させることができると共に、合金部６０、合金部６５の厚さが適度になり、金属基板２１又はランド部１４ｃと接続部材２３との間の抵抗をより十分に低くすることができる。

接続部材２３の厚さは特に制限されるものではないが、９〜２００μｍであることが好ましく、２０〜１００μｍであることがより好ましい。接続部材２３の厚さが９μｍ以上であると、９μｍ未満である場合に比べて強度がより大きくなり、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、接続部材２３の厚さが、２００μｍ以下であると、２００μｍを超える場合に比べて、より短時間で接続部材２３と金属基板２１又はランド部１４ｃとを接続できる。

集電配線１４のランド部１４ｃの厚さも特に制限されるものではないが、０．１〜５０μｍであることが好ましく、１〜３０μｍであることがより好ましい。

この場合、集電配線１４のランド部１４ｃの厚さが０．１μｍ以上であると、０．１μｍ未満である場合に比べて強度がより大きくなり、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、集電配線１４のランド部１４ｃの厚さが、５０μｍ以下であると、５０μｍを超える場合に比べてより短時間で接続部材２３とランド部１４ｃとを接続できる。

２つの抵抗溶接用電極間に印加する電流は、接続部材２３と金属基板２１又はランド部１４ｃとの組合せにも依存するため一概には言えないが、通常は０．０１〜３ｋＡであり、０．１〜２ｋＡであることが好ましい。

また電流の印加時間も一概には言えないが、通常は３〜２０ミリ秒であり、５〜７ミリ秒であることが好ましい。

さらに抵抗溶接用電極間の間隔も一概には言えないが、通常は、０．３〜２０ｍｍであり、０．５〜１０ｍｍであることが好ましい。

こうして色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂが得られる。

次に、色素増感太陽電池５０Ａ，５０Ｅの集電配線１４におけるランド部１４ｃにそれぞれ接続端子７０を接続する。接続端子７０は、銀，銅，ニッケルなどの部材を抵抗溶接法などの方法を用いてランド部１４ｃに接続することができる。なお、接続端子７０は、集電配線１４を形成する際に、集電配線１４と同様の材料を用い、スクリーン印刷法で集電配線１４と同時に形成されてもよい。

最後に、導電部材１１０を色素増感太陽電池５０Ｅに接続した接続端子７０および色素増感太陽電池５０Ｄの接続部材２３に接続する。導電部材１１０は、例えば抵抗溶接によって接続端子７０および接続部材２３と接続することができる。

以上のようにして色素増感太陽電池モジュール２００が得られる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、色素増感太陽電池５０の各連結部３０に凹部３３が設けられ、凹部３３において、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０を接続する接続部材２３の接続部２３がランド部１４ｃに接合されているが、各連結部３０には凹部３３が設けられていなくてもよい。

また上記実施形態では、接続部材２３の非固定部２３ｂとランド部１４ｃとの間に合金部６０が設けられているが、合金部６０は必ずしも設けられていなくてもよい。

また上記実施形態では、接続部材２３の固定部２３ａと金属基板２１との間に合金部６５が設けられているが、合金部６５は必ずしも設けられていなくてもよい。

さらに上記実施形態では、接続部材２３は金属箔で構成されているが、接続部材２３は、可撓性を有する材料であれば、金属箔以外の材料（例えばカーボン板、透明導電膜付き樹脂フィルム）を用いることも可能である。

また上記実施形態では、接続部材２３の非固定部２３ｂが撓んでいるが、非固定部２３ｂは撓んでいなくてもよい。

さらに上記実施形態では、接続部材２３が金属基板２１に別の部材として固定されているが、金属基板２１の一部が接続部材２３を兼ねていてもよい。

さらにまた上記実施形態では、透明基板１１が色素増感太陽電池モジュール２００における全色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｈにおいて共通の透明基板となっているが、透明基板１１は、色素増感太陽電池モジュール２００における全色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｈにおいて共通の透明基板となっていなくてもよい。すなわち、全色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｈの各々が個別に透明基板１１を有していてもよい。

また上記実施形態では、色素増感太陽電池モジュール２００は、２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂを有しているが、２つに限られず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また上記実施形態では、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂが各々、色素増感太陽電池５０を４つ備えているが、各色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂにおける色素増感太陽電池５０の数は４つに限られず、複数であればいかなる数であってもよい。

さらに、上記実施形態では、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂの各々において、対極２０に対する接続部材２３の突出方向が同じとなっているが、同じである必要はなく、互いに異なるものであってもよい。

さらに、上記実施形態では、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂが互いに直列に接続されているが、これらは並列に接続されてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、対極２０が金属基板２１を有しているが、対極２０は必ずしも金属基板２１を有している必要はない。例えば対極２０は、金属基板２１の代わりに、透明基板１１上に透明導電膜を形成してなるものを有していてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、酸化物半導体層１３は、透明導電膜１２の上に設けられているが、金属基板２１の上に設けられてもよい。この場合、酸化物半導体層１３と金属基板２１とで作用極が構成され、透明基板１１と透明導電膜１２とで対極が構成される。

さらに、上記実施形態では、ランド部１４ｃが外周部１４ａの内側にあるとされているが、ランド部１４ｃに接する外周部１４ａの部分は、ランド部１４ｃと同様の材料で構成されていてもよい。
さらに上記実施形態では、連結部３０は封止部として機能しているが、複数の色素増感太陽電池５０の対極２０に対向するようにカバー層がさらに設けられ、カバー層と透明導電性基板１５とが、複数の色素増感太陽電池５０を包囲するように設けられる封止部で連結され、カバー層と透明導電性基板１５との間に電解質４０が配置される構造を有する色素増感太陽電池モジュールにおいては、連結部３０は封止部として機能するものでなくてもよい。

さらに上記実施形態では、色素増感太陽電池５０を複数有する色素増感太陽電池モジュール１００について説明したが、色素増感太陽電池モジュール１００は、１つの色素増感太陽電池５０（例えば色素増感太陽電池５０Ｃ）のみで構成されてもよい。この場合、第１集電配線部であるランド部１４ｃには、電流を外部に取り出すための電流取出し用配線（図示せず）が接続される。この場合でも、電流取出し用配線が接続されるランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が、集電配線１４のうちの外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率より大きくなっている。このため、電流取出し用配線が接続されるランド部１４ｃについては、透明導電膜１２との密着性を向上させることができる。このため、透明基板１１が撓むなどすることによって、電流取出し用配線と集電配線１４との間に過大な応力が加わっても、透明導電膜１２からの集電配線１４の剥離が十分に抑制される。よって、色素増感太陽電池５０は、優れた接続信頼性を有することが可能となる。一方、電流取出し用配線が接続されるランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が、集電配線１４のうちの外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率より大きいため、透明導電膜１２とランド部１４ｃとの間の抵抗が増大することが懸念されるが、透明導電膜１２と、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂとの間の抵抗は低く抑えることができる。このため、酸化物半導体層１３で発生した電流を、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂからランド部１４ｃを経て外部に十分に流すことが可能となる。よって、色素増感太陽電池５０は、優れた光電変換特性を有することが可能となる。

以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
まず表面の寸法が５００ｍｍ×５００ｍｍで厚さ４ｍｍのガラスからなる透明基板の表面上に、ＦＴＯからなる厚さ１μｍの透明導電膜を形成してなる透明導電性基板を用意した。そして、透明導電膜に対しエッチングによりパターニングを行い、透明導電膜を８個の透明導電膜に分割した。

次に、各透明導電膜上に、酸化物半導体層形成用ペースト（日揮触媒化成社製、ＰＳＴ−１８ＮＲ）を、スクリーン印刷機で塗布した後、電気炉にて５００℃で１時間焼結して多孔質酸化物半導体層を形成した。

次に、ランド部１４ｃを形成するための第１ペーストと、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂを形成するための第２ペーストを用意した。ここで、第１ペーストは、銀、ガラスフリットからなるガラス成分、テルピネオールからなる溶媒、エチルセルロースを含み、第１ペーストの焼成により得られるランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率が７質量％となるように用意した。第２ペーストとしては、その焼成により得られる外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中ガラス成分の含有率が２質量％となる市販の銀ペースト（福田金属箔粉工業社製GL6000X-14）を用意した。そして、まず第２ペーストを、多孔質酸化物半導体層を包囲するように塗布した後、乾燥させた。次いで、第１ペーストを、塗布した第２ペーストのうち外周部１４ａを形成する部分の内側に塗布した後、乾燥させた。そして、第１ペーストおよび第２ペーストの各々について、この塗布及び乾燥をスクリーン印刷機にて３回繰り返して行った。その後、第１ペーストおよび第２ペーストを電気炉にて５００℃で１時間焼結した。こうして、ランド部、外周部および仕切り部からなる集電配線を形成した。このとき、ランド部の断面をＳＥＭにて観察したところ、空隙が存在しており、空隙率は１８％であった。

次に、電解質と集電配線とが接触する領域に、集電配線を保護する配線保護層形成用ガラスペーストを塗布した後、乾燥させた。この塗布及び乾燥を３回繰り返し、配線保護層形成用ガラスペーストを電気炉にて５００℃で１時間焼結させた。こうして８個の作用極を得た。

そして、上記のようにして得られた作用極を、１：１（体積比）で混合したアセトニトリル及びｔｅｒｔ−ブタノールの混合溶媒を含み、ルテニウム色素（Ｎ７１９）の濃度を０．３ｍＭとした色素溶液の中に室温で２４時間浸漬させ、その色素を多孔質半導体層に吸着させた後に上記混合溶媒で余分な色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を多孔質半導体層に吸着させた。

一方、以下のようにして８個の対極を準備した。

即ちはじめに厚さ２００μｍの圧延チタン箔からなる金属基板を用意し、この金属基板の片面に、スパッタリングによりＰｔを蒸着させ、対極を得た。こうして８個の対極を準備した。

次に、厚さ２００μｍ、長さ１０ｃｍ、幅１ｃｍの銅からなる接続部材形成用金属箔を７枚用意し、各接続部材形成用金属箔の長さ２ｃｍの部分を７個の対極の金属基板の各々に抵抗溶接により固定した。このとき、抵抗溶接は、２つの電極をいずれも接続部材形成用金属箔に押し当て、抵抗溶接用電極の間に１．０ｋＡの電流を１０ミリ秒間印加した。このとき、２つの抵抗溶接用電極間の間隔は１ｍｍとした。

次に、８個の作用極の各々の上に、エチレン−メタクリル酸共重合体（商品名：ニュクレル、三井・デュポンポリケミカル社製）からなる四角環状の樹脂シート（幅２ｍｍ、厚さ５０μｍ）を配置し、この樹脂シートを１５０℃で加熱溶融することにより８個の作用極の各々の上に固定した。

８個の対極の各々の触媒層側にも、エチレン−メタクリル酸共重合体（商品名：ニュクレル、三井・デュポンポリケミカル社製）からなる四角環状の樹脂シート（幅２ｍｍ、厚さ５０μｍ）を配置し、この樹脂シートを１５０℃で加熱溶融することにより８個の対極の各々の上に固定した。

次に、各作用極上であって樹脂シートの内側に、メトキシアセトニトリル（ＭＰＮ）を溶媒とする揮発性電解質を注入した。

そして、各対極上に固定した樹脂シートと、各作用極上に固定した樹脂シートとを重ね合わせ、これらの樹脂シートを１５０℃で加熱しながら圧着した。こうして、各作用極と各対極との間に連結部を形成し、８個の色素増感太陽電池を得た。

次に、対極に固定した接続部材の非固定部のうち長さ３ｃｍの部分と、隣りの色素増感太陽電池の集電配線とを抵抗溶接により接合させた。抵抗溶接は、２つの電極をいずれも接続部材の非固定部のうちの長さ３ｃｍの部分に押し当て、抵抗溶接用電極の間に１．０ｋＡの電流を１０ミリ秒間印加した。このとき、２つの抵抗溶接用電極間の間隔は１ｍｍとした。またこのとき、非固定部は弛んだ状態となるようにした。こうして、隣り合う２つの色素増感太陽電池を接続する接続部材を形成した。

こうして、８個の色素増感太陽電池を含む１つの色素増感太陽電池モジュールユニットからなる色素増感太陽電池モジュールを得た。

（実施例２）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を、表１に示す通り、５質量％に変更し、ランド部における空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（実施例３）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を、表１に示す通り、４質量％に変更し、ランド部における空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（実施例４）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を、表１に示す通り、９質量％に変更し、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（実施例５）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率、並びに、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率をそれぞれ、表１に示す通り、５質量％、３質量％に変更し、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（実施例６）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率、並びに、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率をそれぞれ、表１に示す通り、４質量％、０．５質量％に変更し、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（実施例７）
金属基板への接続部材形成用金属箔の接続、及び、集電配線への接続部材形成用金属箔の接続を、２３０℃に設定した半田こてで半田付けをすることによって行うようにしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。なお、半田としては、鉛フリーはんだ（石川金属株式会社製）を用いた。

（実施例８）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を、表１に示す通り、４質量％に変更し、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとするとともに、金属基板への接続部材形成用金属箔の接続、及び、集電配線への接続部材形成用金属箔の接続を、２３０℃に設定した半田こてで半田付けをすることによって行うようにしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。なお、半田としては、鉛フリーはんだ（石川金属株式会社製）を用いた。

（比較例１）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を、表１に示す通り、２質量％に変更することにより、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率と同一とするとともに、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（比較例２）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率、並びに、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率をそれぞれ、表１に示す通り、７質量％、７質量％に変更することにより、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率と同一とするとともに、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（比較例３）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率、並びに、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率をそれぞれ、表１に示す通り、４質量％、４質量％に変更することにより、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率と同一とするとともに、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（比較例４）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率、並びに、外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率をそれぞれ、表１に示す通り、２質量％、５質量％に変更することにより、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率より小さくするとともに、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（比較例５）
ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を、表１に示す通り、２質量％に変更することにより、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率と同一とするとともに、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例７と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（比較例６）
外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率を、表１に示す通り、４質量％に変更することにより、ランド部１４ｃ中のガラス成分の含有率を外周部１４ａおよび仕切り部１４ｂ中のガラス成分の含有率と同一とするとともに、ランド部１４ｃにおける空隙率を、表１に示す通りとしたこと以外は実施例８と同様にして色素増感太陽電池モジュールを作製した。

（接続信頼性）
実施例１〜８及び比較例１〜６で得られた色素増感太陽電池モジュールについて、接続信頼性を調べた。具体的には、色素増感太陽電池モジュールの透明基板を水平面に対して４５度に傾けた状態で、接続部材を鉛直方向に引っ張り、ランド部１４ｃが透明導電膜から剥離するまでの強度を調べた。このとき、引張り速度は３００ｍｍ／ｍｉｎとした。結果を表１に示す。ここで、合否基準は以下の通りとした。
合格 ：強度が５Ｎ以上
不合格：強度が５Ｎ未満。

（光電変換特性）
光電変換特性については、実施例１〜８及び比較例１〜６で得られた色素増感太陽電池モジュールについて測定した形状因子（以下、「ＦＦ」と呼ぶ）を指標とした。結果を表１に示す。ここで、合否基準は以下の通りとした。

合格 ：ＦＦが０．６５以上
不合格：ＦＦが０．６５未満

表１に示す結果より、実施例１〜８で得られた色素増感太陽電池モジュールは、光電変換特性および接続信頼性のいずれの点でも合格であった。これに対し、比較例１〜８の色素増感太陽電池モジュールは、光電変換特性および接続信頼性の少なくとも一方の点で不合格であった。

以上より、本発明の色素増感太陽電池モジュールは、優れた光電変換特性および接続信頼性を有することが確認された。

１０…作用極
１１…透明基板
１２…透明導電膜
１３…酸化物半導体層
１４…集電配線
１４ａ…外周部（第２集電配線部）
１４ｂ…仕切り部（第２集電配線部）
１４ｃ…ランド部（第１集電配線部）
１５…透明導電性基板（第１電極）
１７…配線部
２０…対極（第２電極）
２３…接続部材
３０…連結部
５０，５０Ａ〜５０Ｈ…色素増感太陽電池
６０…合金部
１００Ａ，１００Ｂ…色素増感太陽電池モジュールユニット
２００…色素増感太陽電池モジュール

Claims (5)

1. 透明基板、前記透明基板上に設けられる透明導電膜、及び、前記透明導電膜上に設けられる集電配線を有する第１電極と、
   前記第１電極に対向する第２電極と、
   前記第１電極又は前記第２電極に設けられる酸化物半導体層と、
   前記酸化物半導体層に担持される光増感色素と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる電解質とを備え、
   前記集電配線が、
   ガラス成分を含み、導電部材を接続するための第１集電配線部と、
   前記導電部材が接続されない第２集電配線部とを有し、
   前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が、前記第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きく、
   前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が４〜１０質量％であり、
   前記第２集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が０．５〜３質量％である、色素増感太陽電池。
2. 前記第１集電配線部が空隙を含み、
   前記第１集電配線部における空隙率が３０％以下である、請求項１に記載の色素増感太陽電池。
3. 直列且つ電気的に接続される複数の色素増感太陽電池を含む色素増感太陽電池モジュールユニットを有する色素増感太陽電池モジュールにおいて、
   前記色素増感太陽電池が、
   透明基板、前記透明基板上に設けられる透明導電膜及び前記透明導電膜上に設けられる集電配線を有する第１電極と、
   前記第１電極に対向する第２電極と、
   前記第１電極又は前記第２電極に設けられる酸化物半導体層と、
   前記酸化物半導体層に担持される光増感色素と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる電解質とを備え、
   隣り合う２つの色素増感太陽電池のうち一方の色素増感太陽電池の前記第２電極と、他方の色素増感太陽電池の前記第１電極の前記集電配線とを電気的に接続する接続部材が設けられ、
   前記他方の色素増感太陽電池の前記集電配線が、
   前記接続部材が接続され、ガラス成分を含む第１集電配線部と、
   前記接続部材が接続されない第２集電配線部とを有し、
   前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が、前記第２集電配線部のガラス成分の含有率より大きく、
   前記第１集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が４〜１０質量％であり、
   前記第２集電配線部中の前記ガラス成分の含有率が０．５〜３質量％である、色素増感太陽電池モジュール。
4. 前記第１集電配線部が空隙を含み、
   前記第１集電配線部における空隙率が３０％以下である、請求項３に記載の色素増感太陽電池モジュール。
5. 前記他方の色素増感太陽電池の前記第１集電配線部と前記接続部材との間に、前記第１集電配線部に含まれる金属と前記接続部材に含まれる金属との合金からなる合金部が設けられている、請求項３又は４に記載の色素増感太陽電池モジュール。
   

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