JPWO2012017610A1 - 光電変換素子の封止構造、光電変換素子および光電変換素子モジュール - Google Patents
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Abstract
簡易な構造で光電変換素子の開放側端部を確実にかつ高い耐久性で持続的に封止することができるとともに、取り出し電極のシール不足の問題も解消することができる光電変換素子の封止構造を提供する。光電変換素子の一例としての色素増感太陽電池の封止構造１０は、円筒状の色素増感太陽電池本体１２と色素増感太陽電池本体１２の両端を封止する封止部１４ａ、１４ｂで構成される。透明ガラス管１６の両端部に導電性金属部材で形成される蓋体２６ａ、２６ｂが設けられ、色素増感太陽電池本体１２を封止するとともに、色素増感太陽電池本体１２の一対の電極部と電気的に接続されての一対の取り出し電極となる。
Description
本発明は、光電変換素子の封止構造ならびにその封止構造を有する光電変換素子および光電変換素子モジュールに関する。
色素増感太陽電池は、湿式太陽電池あるいはグレッツェル電池等と呼ばれ、シリコン半導体を用いることなくヨウ素溶液に代表される電気化学的なセル構造を持つ点に特徴がある。例えば、透明な導電性ガラス板等のアノード電極に二酸化チタン粉末等を焼付け、これに色素を吸着させて形成したチタニア層等の多孔質半導体層と導電性ガラス板（導電性基板）からなる対極（カソード電極）の間に電解質としてヨウ素溶液等を配置した、簡易な構造を有する。
色素増感太陽電池は、材料が安価であり、作製に大掛かりな設備を必要としないことから、低コストの太陽電池として注目されている。
しかし、従来の色素増感太陽電池は、主に平板状の構造であるために、広い設置面積が必要であった。また、太陽電池のエネルギソースである太陽光が時刻や季節によって光量や入射角度が変化するために、発電量が安定しない不具合があった。
しかし、従来の色素増感太陽電池は、主に平板状の構造であるために、広い設置面積が必要であった。また、太陽電池のエネルギソースである太陽光が時刻や季節によって光量や入射角度が変化するために、発電量が安定しない不具合があった。
そこで、従来の色紙増感太陽電池における上記の欠点に鑑み、透明材料からなる管の内面にアノード電極層、色素増感多孔質半導体層および電解質層が順次設けられ、管の中央部にカソード電極が挿入された円筒構造を有する色素増感太陽電池が提案されている（例えば特許文献１参照）。
このような円筒構造を有する色素増感太陽電池によれば、光の入射角度に対する発電量の変化を大幅に低減することができ、しかも平板状の構造と比べて高強度であり封止箇所も少なく、耐久性が高い色素増感太陽電池を提供できる。
このような円筒構造を有する色素増感太陽電池によれば、光の入射角度に対する発電量の変化を大幅に低減することができ、しかも平板状の構造と比べて高強度であり封止箇所も少なく、耐久性が高い色素増感太陽電池を提供できる。
上記の例を含め、円筒構造の色素増感太陽電池は、両側開放端を樹脂接着剤により封止することが行われている。
しかし、一般に樹脂接着剤は環境変化や劣化により耐久性に欠け、封止部分からの電解質の漏洩が起こりやすいという問題がある。
しかし、一般に樹脂接着剤は環境変化や劣化により耐久性に欠け、封止部分からの電解質の漏洩が起こりやすいという問題がある。
上記の不具合を解消するために、円筒素子の開口端部をネジ構造により封止し、さらに好ましくは開口端部にＯリングを配置した封止構造を有する光電変換素子が提案されている（特許文献２参照）。
この場合、文献には明記されていないが、上記の他の例と同様に、アノード電極およびカソード電極からなる一対の電極のそれぞれに接続される一対の取り出し電極は、それぞれ封止部分から露出して設けられ、そのために封止部分に貫通孔を設ける等して取り出し電極を引き出す必要があるものと考えられる。このため、電解質の漏洩の観点からは貫通孔等の封止構造に不安が残る。
この場合、文献には明記されていないが、上記の他の例と同様に、アノード電極およびカソード電極からなる一対の電極のそれぞれに接続される一対の取り出し電極は、それぞれ封止部分から露出して設けられ、そのために封止部分に貫通孔を設ける等して取り出し電極を引き出す必要があるものと考えられる。このため、電解質の漏洩の観点からは貫通孔等の封止構造に不安が残る。
この点を改善するものとして、電池ブロックが封入された筺体に貫通孔を設け、貫通孔の外側にガラスフリッドを用いて取り付けられた金属ナットと、ナットに螺合する金属ボルトを設け、金属ボルトに形成した引き出し孔に筺体内から引き出された電極リードワイヤを挿通し、引き出し孔の空隙をガラスフリッドで埋める封止構造を有する色素増感太陽電池モジュールが提案されているが、作製技術が煩雑である（特許文献３参照）。
解決しようとする問題点は、従来の円筒型色素増感太陽電池等の光電変換素子の両側開放端の封止構造のシール性が十分ではなく、または経時変化に対する封止構造の耐久性が必ずしも十分でなく、あるいはまた、封止構造の作製技術が煩雑である点である。
本発明に係る光電変換素子の封止構造は、円筒状または円錘台状の透明部材の側面を受光面とし、該透明部材の内部に径方向に層状に光電変換セル構成部材が配列されてなり、
該透明部材の両端部に一対の蓋体が設けられ、
該一対の蓋体は、それぞれ該透明部材の軸方向に延出する導電性金属部を有し、該導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の一対の電極のいずれか一方に電気的に接続されて取り出し電極とされることを特徴とする。
該透明部材の両端部に一対の蓋体が設けられ、
該一対の蓋体は、それぞれ該透明部材の軸方向に延出する導電性金属部を有し、該導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の一対の電極のいずれか一方に電気的に接続されて取り出し電極とされることを特徴とする。
また、本発明に係る光電変換素子の封止構造は、一端側が閉塞された円筒状または円錘台状の透明部材の側面を受光面とし、該透明部材の内部に径方向に層状に光電変換セル構成部材が配列されてなり、
該透明部材の開放側端部に蓋体部が設けられ、
該蓋体部は相互に絶縁されて軸方向に貫通して延出する２つの導電性金属部を有し、１つの導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の１つの電極に電気的に接続されるとともに他の１つの導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の他の１つの電極に電気的に接続され、それぞれ取り出し電極とされることを特徴とする。
該透明部材の開放側端部に蓋体部が設けられ、
該蓋体部は相互に絶縁されて軸方向に貫通して延出する２つの導電性金属部を有し、１つの導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の１つの電極に電気的に接続されるとともに他の１つの導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の他の１つの電極に電気的に接続され、それぞれ取り出し電極とされることを特徴とする。
また、本発明に係る光電変換素子の封止構造は、好ましくは、前記光電変換素子が色素増感太陽電池であり、前記光電変換セル構成部材が、色素を含む多孔質半導体層、電解質層および一対の電極層を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る光電変換素子の封止構造は、好ましくは、前記光電変換素子が色素増感太陽電池であり、前記光電変換セル構成部材が、色素を含む多孔質半導体層、電解質層および一対の電極層を含み、
該一対の電極層のうちの対極層を最内層とし、該対極層の内側に絶縁材を挿通して該対極層を支持し、該一対の電極層のうちのアノード電極の一端部を収束して収束部を形成し、
該一対の蓋体をそれぞれ内蓋部と外蓋部の二体構造とし、ひとつの蓋体の内蓋部を該対極層の内側に摺接して該対極層に電気的に接続するとともに該ひとつの蓋体の外蓋部に形成する開口から露出し、他のひとつの蓋体の内蓋部を該アノード電極の収束部に押圧して該アノード電極に電気的に接続するとともに該他のひとつの蓋体の外蓋部に形成する開口から露出し、該一対の蓋体のそれぞれの外蓋部で該光電変換セル構成部材の最外層の端部を封止することを特徴とする。
該一対の電極層のうちの対極層を最内層とし、該対極層の内側に絶縁材を挿通して該対極層を支持し、該一対の電極層のうちのアノード電極の一端部を収束して収束部を形成し、
該一対の蓋体をそれぞれ内蓋部と外蓋部の二体構造とし、ひとつの蓋体の内蓋部を該対極層の内側に摺接して該対極層に電気的に接続するとともに該ひとつの蓋体の外蓋部に形成する開口から露出し、他のひとつの蓋体の内蓋部を該アノード電極の収束部に押圧して該アノード電極に電気的に接続するとともに該他のひとつの蓋体の外蓋部に形成する開口から露出し、該一対の蓋体のそれぞれの外蓋部で該光電変換セル構成部材の最外層の端部を封止することを特徴とする。
また、本発明に係る光電変換素子の封止構造は、好ましくは、前記蓋体が前記電解質層に連通して軸方向に貫通する貫通孔を有し、該貫通孔にチェックバルブがとりつけられ、キャップにより封止されてなることを特徴とする。
また、本発明に係る光電変換素子は、上記の光電変換素子の封止構造を有することを特徴とする。
また、本発明に係る光電変換素子モジュールは、上記の光電変換素子の複数個を、前記取り出し電極に接続される電極リードを介して直列にまたは並列に配列してなることを特徴とする。
本発明に係る光電変換素子の封止構造は、円筒状等に形成される光電変換素子の開放側端部を封止する蓋体または蓋体部が設けられ、蓋体等は軸方向に延出する導電性金属部を有し、導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の電極に電気的に接続されて取り出し電極とされるため、簡易な構造で光電変換素子の開放側端部を確実にかつ高い耐久性で持続的に封止することができるとともに、取り出し電極のシール不足の問題も解消することができる。
また、本発明に係る光電変換素子および光電変換素子モジュールは、上記の封止構造を有するため、上記の封止構造の効果を好適に得ることができる。
また、本発明に係る光電変換素子および光電変換素子モジュールは、上記の封止構造を有するため、上記の封止構造の効果を好適に得ることができる。
本発明の実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
本実施の形態に係る封止構造を有する光電変換素子の基本構成は、円筒状または円錘台状の透明部材の側面を受光面とし、透明部材の内部に径方向に層状に光電変換セル構成部材が配列されるものである。
光電変換セル構成部材は、適宜の構成とすることができる。光電変換セル構成部材の光電変換部は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、薄膜シリコン、各種薄膜および色素増感材料等を挙げることができる。
光電変換セル構成部材は、適宜の構成とすることができる。光電変換セル構成部材の光電変換部は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、薄膜シリコン、各種薄膜および色素増感材料等を挙げることができる。
いわばファイバー型あるいはチューブ型の上記光電変換素子は、従来の平板型、言い換えればフラットパネル型の光電変換素子に比べて、大型化する場合の電極層等のセル構成部材の作製が容易でかつ電気的特性も有利である。また、光の入射角度に対する発電量の変化を大幅に低減することができ、しかも平板状の構造と比べて高強度であり封止箇所も少なく、耐久性が高い。
光電変換素子の封止構造の基本原理は、以下のとおりである。
封止構造は、円筒状または円錘台状の透明部材の一または双方の解放端を封止する蓋体（蓋体部）が設けられる。蓋体は透明部材の軸方向に延出する導電性金属部を有し、導電性金属部の一端が光電変換セル構成部材の電極に電気的に接続される。蓋体の導電性金属部は、取出し電極とされる。
以下、光電変換素子として色素増感太陽電池を例にとって実施の形態を説明する。
封止構造は、円筒状または円錘台状の透明部材の一または双方の解放端を封止する蓋体（蓋体部）が設けられる。蓋体は透明部材の軸方向に延出する導電性金属部を有し、導電性金属部の一端が光電変換セル構成部材の電極に電気的に接続される。蓋体の導電性金属部は、取出し電極とされる。
以下、光電変換素子として色素増感太陽電池を例にとって実施の形態を説明する。
まず、図１を参照して、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造を説明する。
図１に示す本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０は、円筒状の色素増感太陽電池本体１２と色素増感太陽電池本体１２の両端を封止する封止部１４ａ、１４ｂで構成される。
図１に示す本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０は、円筒状の色素増感太陽電池本体１２と色素増感太陽電池本体１２の両端を封止する封止部１４ａ、１４ｂで構成される。
色素増感太陽電池本体１２は、円筒状の透明ガラス管（透明部材）１６の内側に、径方向に、色素を吸着した多孔質半導体層１８、集電電極（アノード電極、電極層、導電性金属層）２０、絶縁層２２、対極層（電極層）２４が、この順で積層される。集電電極２０は、例えば、有孔の導電体金属層を有孔の板上に設けたもの等の適度の剛性を有するものを用いる。また、対極層２４は、適度の剛性を有するものであれば、図示するような中空筒であってもよく、また、中実筒であってもよい。また、対極層２４はシート状材料を巻いたものであってもよい。集電電極２０および絶縁層２２はいずれも多孔質に形成される。
なお、図示しないが、集電電極（アノード電極）２０と対極層の間に電解質が充填される（電解質層）。
透明ガラス管１６の両端部は、上記の電池の各構成部材を収容した部分に比べて段差状に広径に形成されるとともに、両端部の外周には雄ネジのねじ山２１ａ、２１ｂが形成される。
なお、図示しないが、集電電極（アノード電極）２０と対極層の間に電解質が充填される（電解質層）。
透明ガラス管１６の両端部は、上記の電池の各構成部材を収容した部分に比べて段差状に広径に形成されるとともに、両端部の外周には雄ネジのねじ山２１ａ、２１ｂが形成される。
色素増感太陽電池本体１２の構成は、特に限定するものではなく、周知の適宜の構成を採用することができる。
例えば、透明ガラス管１６は耐久性に優れるため好適であるが、これに変えて透明硬質樹脂管を用いることを排除するものではない。
また、例えば、いわゆる立体電極である集電電極２０に変えて透明ガラス管１６の内側に透明電極を設けるＴＣＯ電極としてもよい。
また、各部材は、周知の材料のなかから適宜選択して用いることができる。
例えば、透明ガラス管１６は耐久性に優れるため好適であるが、これに変えて透明硬質樹脂管を用いることを排除するものではない。
また、例えば、いわゆる立体電極である集電電極２０に変えて透明ガラス管１６の内側に透明電極を設けるＴＣＯ電極としてもよい。
また、各部材は、周知の材料のなかから適宜選択して用いることができる。
透明ガラス管１６の両端部（開放端部）にはそれぞれ蓋体２６ａ、２６ｂが設けられ、透明ガラス管１６の両端部および蓋体２６ａ、２６ｂが封止構造（封止部）を構成する。
蓋体２６ａ、２６ｂは、それぞれ導電性金属部材で形成される（導電性金属部）。この場合、蓋体２６ａ、２６ｂは、それぞれ透明ガラス管１６の軸方向に延出する一部のみを導電性金属部材で形成してもよい。蓋体２６ａ、２６ｂの蓋体２６ａ、２６ｂの導電性金属部材の材料は、良好な導電性を有し、かつ電解質に溶出しないものであれば特に限定するものではなく、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Fe、Cu、CrおよびＡｕからなる群から選ばれる１種または２種以上の金属材料またはこれらの化合物を好適に用いることができる。また、電解質により腐食恐れがある金属材料を用いる場合は、金属材料表面に耐食性の良好な金属材料をスパッタリング、メッキ、蒸着等してもよい。
蓋体２６ａ、２６ｂは、それぞれ雌ねじ付きのキャップであり、一端部が閉塞された円筒部材の側面の内側にねじ山２１ａ、２１ｂと係合するねじ山２７ａ、２７ｂが形成される。蓋体２６ａ、２６ｂの内側の中央には先端が相互に径の異なる凹部２９ａ、２９ｂに形成された突起２８ａ、２８ｂが設けられ、一方、蓋体２６ａ、２６ｂの外側の中央にも突起３０ａ、３０ｂが設けられる。ただし、突起３０ａ、３０ｂは後述する別目的のために必要となるが、基本的には不要である。なお、蓋体２６ａ、２６ｂは、内側断面形状が円形であれば、外側断面形状は円形であっても、多角形であってもよい。この点は、他の例についても同様である。また、蓋体２６ａ、２６ｂは、透明ガラス管１６に内嵌めする構造であってもよく、この場合、蓋体２６ａ、２６ｂに雄ねじが設けられ、透明ガラス管１６に雌ねじが設けられることになる。
蓋体２６ａの側の電池の各構成部材のうちの色素を吸着した多孔質半導体層１８を除く他の部材は、端部が延出して突起２８ａの凹部２９ａに収容され、摺接する寸法に形成される。一方、蓋体２６ｂの側の電池の各構成部材のうちの対極層２４の端部が延出して突起２８ｂの凹部２９ｂに収容され、摺接する寸法に形成される。
蓋体２６ａの側の電池の各構成部材のうちの色素を吸着した多孔質半導体層１８を除く他の部材は、端部が延出して突起２８ａの凹部２９ａに収容され、摺接する寸法に形成される。一方、蓋体２６ｂの側の電池の各構成部材のうちの対極層２４の端部が延出して突起２８ｂの凹部２９ｂに収容され、摺接する寸法に形成される。
色素増感太陽電池本体１２への蓋体２６ａ、２６ｂの取り付けは、以下の手順で行われる。
対極層２４の端部に絶縁パッキン３２を配設し、また、突起２８ａの外周にパッキン３４ａを配設した状態で、蓋体２６ａを透明ガラス管１６の図１中左側端部に外嵌めし、色素を吸着した多孔質半導体層１８を除く他の部材の端部を突起２８ａの凹部２９ａに収容し、摺接させる。なお、パッキン３４ａは、シートガスケットやＯリング等の適宜のものを用いることができる。パッキンの形状については、以下に説明する他の例のパッキンについても同様である。ここで、絶縁パッキン３２およびパッキン３４ａ等（パッキン３４ｂ含む）は、テフロン（テフロンは登録商標）、発泡テフロン（テフロンは登録商標）、ニトリルゴム、シリコン材、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができるが、電解質に対する耐食性に優れるテフロンコーティングを施した材料が特に好ましい。この点は、以下に説明する他の例のパッキンについても同様である。
また、透明ガラス管１６の雄ネジのねじ山２１ａ、２１ｂと蓋体２６ａ、２６ｂの雌ねじのねじ山２７ａ、２７ｂの係合箇所からその付近の透明ガラス管１６と蓋体２６ａ、２６ｂの当たり面にかけてシールテープを用いてもよい。シールテープの材質は、電解質に対する耐食性に優れる物であれば、特に限定されないが、テフロンが好ましい。
これにより、透明ガラス管１６の端部が蓋体２６ａによって密閉されるとともに、蓋体２６ａの突起２８ａの凹部２９ａと集電電極２０が接触することで蓋体２６ａが集電電極２０に電気的に接続され、蓋体２６ａは集電電極２０の引き出し電極とされる。蓋体２６ａの例えば突起３０ａを端子としてこれに電極リードを接続することができる。なお、対極層とが蓋体２６ａの短絡は絶縁パッキン３２により防止される。
一方、突起２８ｂの外周にパッキン３４ｂを配設した状態で、蓋体２６ｂを透明ガラス管１６の図１中右側端部に外嵌めし、対極層および絶縁層２４の端部を突起２８ｂの凹部２９ｂに収容し、摺接させる。
これにより、透明ガラス管１６の端部が蓋体２６ｂによって密閉されるとともに、蓋体２６ｂの突起２８ｂの凹部２９ｂと対極層が接触することで蓋体２６ｂが対極に電気的に接続され、蓋体２６ｂは対極の引き出し電極とされる。蓋体２６ｂの例えば突起３０ｂを端子としてこれに電極リードを接続することができる。
対極層２４の端部に絶縁パッキン３２を配設し、また、突起２８ａの外周にパッキン３４ａを配設した状態で、蓋体２６ａを透明ガラス管１６の図１中左側端部に外嵌めし、色素を吸着した多孔質半導体層１８を除く他の部材の端部を突起２８ａの凹部２９ａに収容し、摺接させる。なお、パッキン３４ａは、シートガスケットやＯリング等の適宜のものを用いることができる。パッキンの形状については、以下に説明する他の例のパッキンについても同様である。ここで、絶縁パッキン３２およびパッキン３４ａ等（パッキン３４ｂ含む）は、テフロン（テフロンは登録商標）、発泡テフロン（テフロンは登録商標）、ニトリルゴム、シリコン材、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができるが、電解質に対する耐食性に優れるテフロンコーティングを施した材料が特に好ましい。この点は、以下に説明する他の例のパッキンについても同様である。
また、透明ガラス管１６の雄ネジのねじ山２１ａ、２１ｂと蓋体２６ａ、２６ｂの雌ねじのねじ山２７ａ、２７ｂの係合箇所からその付近の透明ガラス管１６と蓋体２６ａ、２６ｂの当たり面にかけてシールテープを用いてもよい。シールテープの材質は、電解質に対する耐食性に優れる物であれば、特に限定されないが、テフロンが好ましい。
これにより、透明ガラス管１６の端部が蓋体２６ａによって密閉されるとともに、蓋体２６ａの突起２８ａの凹部２９ａと集電電極２０が接触することで蓋体２６ａが集電電極２０に電気的に接続され、蓋体２６ａは集電電極２０の引き出し電極とされる。蓋体２６ａの例えば突起３０ａを端子としてこれに電極リードを接続することができる。なお、対極層とが蓋体２６ａの短絡は絶縁パッキン３２により防止される。
一方、突起２８ｂの外周にパッキン３４ｂを配設した状態で、蓋体２６ｂを透明ガラス管１６の図１中右側端部に外嵌めし、対極層および絶縁層２４の端部を突起２８ｂの凹部２９ｂに収容し、摺接させる。
これにより、透明ガラス管１６の端部が蓋体２６ｂによって密閉されるとともに、蓋体２６ｂの突起２８ｂの凹部２９ｂと対極層が接触することで蓋体２６ｂが対極に電気的に接続され、蓋体２６ｂは対極の引き出し電極とされる。蓋体２６ｂの例えば突起３０ｂを端子としてこれに電極リードを接続することができる。
以上説明した本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０は、簡易な構造で色素増感太陽電池の開放側端部を確実にかつ高い耐久性で持続的に封止することができるとともに、取り出し電極のシール不足の問題も解消することができる。
つぎに、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０の第一の変形例について、図５および図６を参照して説明する。
図５の概略構成図および図６の組み立て分解図に示す変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｃは、封止部１４ｅ、１４ｆの一対の蓋体２６ｃ、２６ｄが、それぞれ内蓋部６０ａ、６０ｂおよび内蓋部６０ａ、６０ｂを覆う外蓋部６２ａ、６２ｂの２つの部材で構成される二体構造である点以外は、色素増感太陽電池の封止構造１０とほぼ同様の構造である。このため、色素増感太陽電池の封止構造１０と重複する説明は省略する。なお、図６では、図５に示す透明ガラス管１６ｂの表示は省略している。
以下、色素増感太陽電池の封止構造１０ｃの構造をその組み立て方とともに説明する。
以下、色素増感太陽電池の封止構造１０ｃの構造をその組み立て方とともに説明する。
色素増感太陽電池本体１２ｂは、透明ガラス管１６ｂを除いて構成されるセル部材（図５および図６中、矢印Ａで示す。）が、集電電極（アノード電極）２０ａ、絶縁層２２ａおよび対極層２４ａを有する。なお、色素を吸着した多孔質半導体層および電解質は図示を省略している。
対極層２４ａの内部には、対極層２４ａを支持する棒状の絶縁体６４が挿入されている。絶縁体６４の左側端部にはフランジ６６ａ付きの突起６６が設けられる。絶縁体６４の右側端部は対極層２４ａの端部よりも後退している。集電電極２０ａは、フランジ６６ａ付きの突起６６の側が収束され収束部を形成する。
突起６６の先端に導電性材料で形成されるコイルバネ６８が巻回される。集電電極２０ａの左側端部は収束されてコイルバネ６８の一端側に接合される。
蓋体２６ｃの内蓋部６０ａは、導電性材料で形成され、フランジ７２ａを挟んで右側に突起７２ｂが設けられる。フランジ７２ａの左側には段差状の突起７２ｃ、７２ｄが設けられる。外蓋部６２ａは、絶縁材料等の適宜の材料で形成される、一端部が閉塞された円筒部材である。外蓋部６２ａの閉塞された底面には貫通孔７５が形成される。なお、参照符号７３はパッキンを示す。
蓋体２６ｄの内蓋部６０ｂは、導電性材料で形成され、フランジ７４ａを挟んで左側に突起７４ｂが設けられる。フランジ７４ａの右側には段差状の突起７４ｃ、７４ｄが設けられる。突起７４ｄの外周には雄ねじのねじ山７４ｅが設けられる。突起７４ｂ、フランジ７４ａおよび突起７４ｃ、７４ｄを貫通する貫通孔７４ｆが形成され、貫通孔７４ｆは突起７４ｂの側面に設けた孔７４ｇにより、突起７４ｂの側面から外部に連通する。内蓋部６０ｂは、突起７４ｄを覆う、導電性材料で形成されるキャップ７６をさらに有し、キャップ７６の内面には雌ねじのねじ山７６ａが設けられる。外蓋部６２ｂは、一端部が閉塞された円筒部材である。外蓋部６２ｂの閉塞された底面には貫通孔７２ｂが形成される。なお、参照符号７８、８０はパッキンを示す。
対極層２４ａの内部には、対極層２４ａを支持する棒状の絶縁体６４が挿入されている。絶縁体６４の左側端部にはフランジ６６ａ付きの突起６６が設けられる。絶縁体６４の右側端部は対極層２４ａの端部よりも後退している。集電電極２０ａは、フランジ６６ａ付きの突起６６の側が収束され収束部を形成する。
突起６６の先端に導電性材料で形成されるコイルバネ６８が巻回される。集電電極２０ａの左側端部は収束されてコイルバネ６８の一端側に接合される。
蓋体２６ｃの内蓋部６０ａは、導電性材料で形成され、フランジ７２ａを挟んで右側に突起７２ｂが設けられる。フランジ７２ａの左側には段差状の突起７２ｃ、７２ｄが設けられる。外蓋部６２ａは、絶縁材料等の適宜の材料で形成される、一端部が閉塞された円筒部材である。外蓋部６２ａの閉塞された底面には貫通孔７５が形成される。なお、参照符号７３はパッキンを示す。
蓋体２６ｄの内蓋部６０ｂは、導電性材料で形成され、フランジ７４ａを挟んで左側に突起７４ｂが設けられる。フランジ７４ａの右側には段差状の突起７４ｃ、７４ｄが設けられる。突起７４ｄの外周には雄ねじのねじ山７４ｅが設けられる。突起７４ｂ、フランジ７４ａおよび突起７４ｃ、７４ｄを貫通する貫通孔７４ｆが形成され、貫通孔７４ｆは突起７４ｂの側面に設けた孔７４ｇにより、突起７４ｂの側面から外部に連通する。内蓋部６０ｂは、突起７４ｄを覆う、導電性材料で形成されるキャップ７６をさらに有し、キャップ７６の内面には雌ねじのねじ山７６ａが設けられる。外蓋部６２ｂは、一端部が閉塞された円筒部材である。外蓋部６２ｂの閉塞された底面には貫通孔７２ｂが形成される。なお、参照符号７８、８０はパッキンを示す。
色素増感太陽電池の封止構造１０ｃの組み立て状態において、内蓋部６０ａの突起７２ｂでフランジ６６ａにコイルバネ６８を押圧する。一方、突起７２ｃ、７２ｄを貫通孔７５から突出させる。外蓋部６２ａで内蓋部６０ａを覆うとともに、外蓋部６２ａは透明ガラス管１６ｂにねじ止めされる（ねじ止め構造は図示を省略。）。これにより、集電電極２０ａはコイルバネ６８を介して内蓋部６０ａに電気的に接続され、内蓋部６０ａは取り出し電極として作用する。なお、内蓋部６０ａ、外蓋部６２ａおよび透明ガラス管１６ｂの間はパッキン７３でシールされる。
一方、内蓋部６０ｂの突起７４ｂが対極層２４ａの内側に挿入され、対極層２４ａに摺接し、対極層２４ａは内蓋部６０ｂに電気的に接続される。内蓋部６０ｂの突起７４ｄにキャップ７６が取り付けられ、内蓋部６０ｂはキャップ７６に電気的に接続される。外蓋部６２ｂが内蓋部６０ｂを覆って取り付けられ、内蓋部６０ｂの突起７４ｃ、７４ｄおよびキャップ７６が貫通孔７２ｂを介して外蓋部６２ｂから突出する。外蓋部６２ｂは透明ガラス管１６ｂにねじ止めされる（ねじ止め構造は図示を省略。）。これにより、内蓋部６０ｂは取り出し電極として作用する。なお、内蓋部６０ｂ、外蓋部６２および透明ガラス管１６ｂの間はパッキン７８でシールされ、突起７４ｄとキャップ７６の間はパッキン８０でシールされる。透明ガラス管１６ｂと突起７４ｂの間に空間部（図５中、矢印Ｂで示す。）が画成され、空間部Ｂは貫通孔７４ｇを介して貫通孔７４ｆに連通するため、温度変動により膨張する電解質の液抜き等の緩衝機能を奏する。
一方、内蓋部６０ｂの突起７４ｂが対極層２４ａの内側に挿入され、対極層２４ａに摺接し、対極層２４ａは内蓋部６０ｂに電気的に接続される。内蓋部６０ｂの突起７４ｄにキャップ７６が取り付けられ、内蓋部６０ｂはキャップ７６に電気的に接続される。外蓋部６２ｂが内蓋部６０ｂを覆って取り付けられ、内蓋部６０ｂの突起７４ｃ、７４ｄおよびキャップ７６が貫通孔７２ｂを介して外蓋部６２ｂから突出する。外蓋部６２ｂは透明ガラス管１６ｂにねじ止めされる（ねじ止め構造は図示を省略。）。これにより、内蓋部６０ｂは取り出し電極として作用する。なお、内蓋部６０ｂ、外蓋部６２および透明ガラス管１６ｂの間はパッキン７８でシールされ、突起７４ｄとキャップ７６の間はパッキン８０でシールされる。透明ガラス管１６ｂと突起７４ｂの間に空間部（図５中、矢印Ｂで示す。）が画成され、空間部Ｂは貫通孔７４ｇを介して貫通孔７４ｆに連通するため、温度変動により膨張する電解質の液抜き等の緩衝機能を奏する。
第一の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｃは、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０の効果を好適に奏することができる。
また、色素増感太陽電池の封止構造１０ｃは、組み立て時のねじれ等の力による集電電極や対極層の変形、損傷、さらにはこれに起因する封止不良等のおそれが皆無である。また、蓋体を全て導電性金属部材で形成する本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０に比べて、軽量化および材料費の低減を図ることができる。また、内蓋部６０ｂの先端はねじ構造であり貫通孔７４ｆが形成されているため、チェックバルブを搭載することも可能である。
なお、蓋体を内蓋部と外蓋部の二体で構成する第一の変形例の封止構造は、他の例にも適用できる。
また、色素増感太陽電池の封止構造１０ｃは、組み立て時のねじれ等の力による集電電極や対極層の変形、損傷、さらにはこれに起因する封止不良等のおそれが皆無である。また、蓋体を全て導電性金属部材で形成する本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０に比べて、軽量化および材料費の低減を図ることができる。また、内蓋部６０ｂの先端はねじ構造であり貫通孔７４ｆが形成されているため、チェックバルブを搭載することも可能である。
なお、蓋体を内蓋部と外蓋部の二体で構成する第一の変形例の封止構造は、他の例にも適用できる。
つぎに、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０の第二の変形例について、図２を参照して説明する。
図２に示す第二の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ａは、封止構造１０の蓋体２６ａ、２６ｂに貫通孔３６、チェックバルブ３５、パッキン８０、キャップ７６を設ける点以外は、色素増感太陽電池の封止構造１０とほぼ同様の構造である。
このため、色素増感太陽電池の封止構造１０と重複する説明は省略する。なお、図２には封止構造１０の蓋体２６ｂの側のみを示し、その内容を以下に説明するが、蓋体２６ａの側についても同様である。
このため、色素増感太陽電池の封止構造１０と重複する説明は省略する。なお、図２には封止構造１０の蓋体２６ｂの側のみを示し、その内容を以下に説明するが、蓋体２６ａの側についても同様である。
対極層２４は、孔３７を有する。
封止部１４ｃの蓋体２６ｂは、軸線に沿って貫通孔３６が形成される。貫通孔３６は対極層２４の内部空間と連通する。これにより、電解質は、貫通孔３７を介して対極層２４の内部空間および貫通孔３６に流通する。蓋体２６ｂの突起３０ｂの先端部の外周には雄ねじのねじ山３８が形成される。蓋体２６ｂは、貫通孔３６が対極層の中空２５と連通するようにして透明ガラス管１６に外嵌される。
チェックバルブ３５は、突起３０ｂの貫通孔３６の部分に外嵌め挿入される。また突起３０ｂには雄ねじのねじ山４０が設けられ、キャップ７６の内側に雌ねじのねじ山７６ａが設けられる。
色素増感太陽電池は光が照射されることにより電池内の温度が上昇する。その結果電解液の熱膨張により内圧が上昇し、電解液もれの原因となる。また一旦電解液もれが生じるとそのもれた隙間から空気や水分が混入しやすくなり、電池寿命を大きく低下させる。この貫通孔とチェックバルブにより、上昇した内圧を簡便に逃がし、外部からの混入を防ぐことができる。例えば、電解液の注入により上昇した内圧を逃すことや、電池の使用中に上昇した内圧を、使用中又は使用後に逃がすことができるので、長期間電池を使用することができる。
封止部１４ｃの蓋体２６ｂは、軸線に沿って貫通孔３６が形成される。貫通孔３６は対極層２４の内部空間と連通する。これにより、電解質は、貫通孔３７を介して対極層２４の内部空間および貫通孔３６に流通する。蓋体２６ｂの突起３０ｂの先端部の外周には雄ねじのねじ山３８が形成される。蓋体２６ｂは、貫通孔３６が対極層の中空２５と連通するようにして透明ガラス管１６に外嵌される。
チェックバルブ３５は、突起３０ｂの貫通孔３６の部分に外嵌め挿入される。また突起３０ｂには雄ねじのねじ山４０が設けられ、キャップ７６の内側に雌ねじのねじ山７６ａが設けられる。
色素増感太陽電池は光が照射されることにより電池内の温度が上昇する。その結果電解液の熱膨張により内圧が上昇し、電解液もれの原因となる。また一旦電解液もれが生じるとそのもれた隙間から空気や水分が混入しやすくなり、電池寿命を大きく低下させる。この貫通孔とチェックバルブにより、上昇した内圧を簡便に逃がし、外部からの混入を防ぐことができる。例えば、電解液の注入により上昇した内圧を逃すことや、電池の使用中に上昇した内圧を、使用中又は使用後に逃がすことができるので、長期間電池を使用することができる。
第二の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ａについて、具体的な作製例を説明する。
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ４０μｍのステンレスメッシュ（集電電極）の両面に、厚さ300nmになるようにチタンをスパッタリングし、そのメッシュの片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成する。それから０．０５ｗｔ％の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのステンレスメッシュを７２時間浸漬する。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ４０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦３２ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備する。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０の両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込む。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せる。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにする。ガラス管の集電電極と絶縁層を寄せた側および対極層を寄せた側それぞれに、チタン製ねじキャップ（蓋体）で強く栓をする。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine 580mM の３−メトキシプロピオニトリル溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンを当て、キャップを閉じ、色素増感太陽電池（電池セル）を作製する。
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ４０μｍのステンレスメッシュ（集電電極）の両面に、厚さ300nmになるようにチタンをスパッタリングし、そのメッシュの片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成する。それから０．０５ｗｔ％の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのステンレスメッシュを７２時間浸漬する。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ４０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦３２ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備する。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０の両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込む。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せる。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにする。ガラス管の集電電極と絶縁層を寄せた側および対極層を寄せた側それぞれに、チタン製ねじキャップ（蓋体）で強く栓をする。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine 580mM の３−メトキシプロピオニトリル溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンを当て、キャップを閉じ、色素増感太陽電池（電池セル）を作製する。
以上説明した第二の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ａは、光照射により電池の温度が上がり、電解質の熱膨張で電池の内圧が上昇したときキャップを緩めることで、チェックバルブ３５が、圧抜きとして作用するため、透明ガラス管１６の破損を防止することができる。
なお、色素増感太陽電池の封止構造１０ａは、以下に説明する本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｂについても同様に適用できる。
なお、色素増感太陽電池の封止構造１０ａは、以下に説明する本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｂについても同様に適用できる。
つぎに、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０の第三の変形例について、図７を参照して説明する。第三の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｄは、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０とほぼ同様の円筒状の色素増感太陽電池本体と色素増感太陽電池本体の開放端を封止する封止部１４ｇで構成される。
図７に示す第三の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｄは、集電電極１２０ａと突起１７２ｂを接続する際に、封止構造１０ｃのようなコイルバネ６８を使用せず直接接続させ、ねじ山８２、８５を有するロッドで当該接続部分を集電電極押さえ８３及びボルト状部材８１で固定している点以外は色素増感太陽電池の封止構造１０ｃと同じ構造である。このため、色素増感太陽電池の封止構造１０ｃと重複する説明は省略する。なお、図７では、図５に示すような透明ガラス管１６ｂの表示は省略している。
なお、図７中、参照符号１２２ａは絶縁層を、参照符号２６ｅは蓋体を、参照符号１７２ｃ、１７２ｄは突起を、参照符号６０ｃは内蓋部を、参照符号６２ｅは外蓋部を、参照符号１７２ａはフランジを、それぞれ示す。
なお、図７中、参照符号１２２ａは絶縁層を、参照符号２６ｅは蓋体を、参照符号１７２ｃ、１７２ｄは突起を、参照符号６０ｃは内蓋部を、参照符号６２ｅは外蓋部を、参照符号１７２ａはフランジを、それぞれ示す。
第三の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｄについて、具体的な作製例を説明する。
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ３６μｍのステンレスメッシュ（集電電極）の両面に、厚さ300nmになるようにチタンをスパッタリングし、そのメッシュの片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成する。それから0.05
wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのステンレスメッシュを７２時間浸漬する。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ４０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦３２ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備する。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０ｍｍの両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込む。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにする。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入する。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せる。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにする。ガラス管の集電電極を寄せた側には、集電電極を内蓋と集電電極押さえで挟み込み、六角ネジで固定する。対極層を寄せた側は、チタン製ねじキャップ（蓋体）で栓をする。ヨウ素 40mM, LiI 500mM,
t-Butylpyridine 580mMのγブチロラクトン溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池（電池セル）を作製する。
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ３６μｍのステンレスメッシュ（集電電極）の両面に、厚さ300nmになるようにチタンをスパッタリングし、そのメッシュの片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成する。それから0.05
wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのステンレスメッシュを７２時間浸漬する。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ４０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦３２ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備する。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０ｍｍの両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込む。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにする。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入する。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せる。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにする。ガラス管の集電電極を寄せた側には、集電電極を内蓋と集電電極押さえで挟み込み、六角ネジで固定する。対極層を寄せた側は、チタン製ねじキャップ（蓋体）で栓をする。ヨウ素 40mM, LiI 500mM,
t-Butylpyridine 580mMのγブチロラクトン溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池（電池セル）を作製する。
以上説明した第三の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｄは、集電電極と内蓋部が直接接触することで、電池内部の抵抗が小さくなり、効率よく発電ができる。なお、色素増感太陽電池の封止構造１０ｄは、以下に説明する本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｂについても同様に適用できる。
つぎに、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０の第四の変形例について、図８を参照して説明する。第四の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｅは、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０とほぼ同様の円筒状の色素増感太陽電池本体と色素増感太陽電池本体の開放端を封止する封止部１４ｉ、１４ｊで構成される。
図８に示す第四の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｅは、内蓋部６２ｃと透明ガラス管１６ｃの間がパッキン１７３ａでシールされ、内蓋部６２ｄと透明ガラス管１６ｃの間がパッキン１７８ａでシールされ、それぞれのシール部分を外蓋部（図示せず）により締め付けることで封止する点以外は色素増感太陽電池の封止構造１０ｃと同じ構造である。このため、色素増感太陽電池の封止構造１０ｃと重複する説明は省略する。本封止構造１０ｅは、透明ガラス管の封止部分がネジ止め構造でなくフランジであることを特徴とし、封止部分構造が単純なため、低コストで製造できる。本封止構造１０ｅの場合は、封止部分をクランプチェーン等適宜の固定具で締め付けてシールすることが好ましい。この場合、当該固定具は、色素増感太陽電池の封止構造１０ｃにおける外蓋部６２ａ及び６２ｂに相当する。また、クランプチェーン等適宜の固定具で締め付けてシールする代わりに、フランジ１６g、１６ｅ、６０ｈ、６０ｊに穴を開けてボルトで締め付けシールすることもできる。この場合パッキンの代わりにガスケットを使用しシールする。
なお、封止構造１０ｃの突起７４ｄのねじ山７４ｅと同様の突起１７４ｄのねじ山２７４ｅ、およびキャップ７６のねじ山７６ａが設けられる。
図８中、参照符号１２４ａは対極層を、参照符号２６ｇ、２６ｈは蓋体を、参照符号１７４ｆは突起を、参照符号２７６はキャップを、参照符号１６ｄ、１６ｆ、６０ｇ、６０ｉはスロープを、参照符号２７４ｆ、２７４ｇは貫通孔を、２８０はパッキンを、それぞれ示す。
なお、封止構造１０ｃの突起７４ｄのねじ山７４ｅと同様の突起１７４ｄのねじ山２７４ｅ、およびキャップ７６のねじ山７６ａが設けられる。
図８中、参照符号１２４ａは対極層を、参照符号２６ｇ、２６ｈは蓋体を、参照符号１７４ｆは突起を、参照符号２７６はキャップを、参照符号１６ｄ、１６ｆ、６０ｇ、６０ｉはスロープを、参照符号２７４ｆ、２７４ｇは貫通孔を、２８０はパッキンを、それぞれ示す。
第四の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｅについて、具体的な作製例を説明する。
縦５０ｍｍ、横１２０ｍｍ、厚さ３６μｍのタングステンメッシュ（集電電極）の片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成する。それから0.05 wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのタングステンメッシュを７２時間浸漬する。
一方、縦５１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦７０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備する。
内径２５ｍｍ×直管部長さ１００ｍｍの両端がフランジ構造となったガラス管（スプールＮＷ２５）の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込む。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにする。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入する。なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにする。ガラス管の集電電極を寄せた側は、パッキン（シールアウターリングＮＷ２５）を付けたガラス管のチタン製フランジ型キャップ（蓋体）を挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせる。蓋体とガラス管のスロープに円周方向にをクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をする。更にガラス管に挿入された蓋体に集電電極を集電電極押さえで挟み六角ネジで固定する。対極層を寄せた側は、集電電極を寄せた側と同様に、チェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）の付いたチタン製フランジ型キャップ（蓋体）をガラス管に挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせる。蓋体とガラス管のスロープに円周方向をクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をする。この際ガラス管内壁には対極があるため、ガラス内壁と挿入された蓋体の隙間に対極が挟まれるようになり、対極と蓋体とが接触することになる。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mMのγブチロラクトン溶液からなる電解質を注入後、キャップを閉じ、色素増感太陽電池（電池セル）を作製する。
縦５０ｍｍ、横１２０ｍｍ、厚さ３６μｍのタングステンメッシュ（集電電極）の片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成する。それから0.05 wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのタングステンメッシュを７２時間浸漬する。
一方、縦５１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦７０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備する。
内径２５ｍｍ×直管部長さ１００ｍｍの両端がフランジ構造となったガラス管（スプールＮＷ２５）の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込む。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにする。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入する。なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにする。ガラス管の集電電極を寄せた側は、パッキン（シールアウターリングＮＷ２５）を付けたガラス管のチタン製フランジ型キャップ（蓋体）を挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせる。蓋体とガラス管のスロープに円周方向にをクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をする。更にガラス管に挿入された蓋体に集電電極を集電電極押さえで挟み六角ネジで固定する。対極層を寄せた側は、集電電極を寄せた側と同様に、チェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）の付いたチタン製フランジ型キャップ（蓋体）をガラス管に挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせる。蓋体とガラス管のスロープに円周方向をクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をする。この際ガラス管内壁には対極があるため、ガラス内壁と挿入された蓋体の隙間に対極が挟まれるようになり、対極と蓋体とが接触することになる。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mMのγブチロラクトン溶液からなる電解質を注入後、キャップを閉じ、色素増感太陽電池（電池セル）を作製する。
以上説明した第四の変形例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｅは、透明ガラス管の封止部分がネジ止め構造でなくフランジであり構造が単純なため、低コストで製造できる。なお、色素増感太陽電池の封止構造１０ｅは、以下に説明する本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｂについても同様に適用できる。
つぎに、図３の封止構造の概略断面図および図４の封止部品（蓋体部）の組立分解断面図を参照して、本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造を説明する。
図３および図４に示す本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｂは、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０とほぼ同様の円筒状の色素増感太陽電池本体１２ａと色素増感太陽電池本体１２ａの開放端を封止する封止部１４ｄで構成される。
図３および図４に示す本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｂは、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０とほぼ同様の円筒状の色素増感太陽電池本体１２ａと色素増感太陽電池本体１２ａの開放端を封止する封止部１４ｄで構成される。
色素増感太陽電池本体１２ａは、透明ガラス管１６ａの一端部が開放されるとともに他端部が閉塞された、試験管状に形成される。なお、透明ガラス管１６ａは、拡縮のある透明ガラス管１６と異なりストレート管である。ただし、このような形状の違いは、蓋体の形状、寸法との関係で適宜設定できるものである。
色素増感太陽電池本体１２ａは、対極４２が棒状の導電性金属材料で形成されるとともに、対極４２の一端部に凹部４３が設けられる。凹部４３には雌ねじのねじ山４５が形成される。色素を吸着した多孔質半導体層１８を除く他の電池構成部材は対極４２の凹部４３の外周まで延出して設けられる。これらの点を除き、色素増感太陽電池本体１２ａの構成要素は色素増感太陽電池本体１２と同様であるため、重複する説明は省略する。
色素増感太陽電池本体１２ａは、対極４２が棒状の導電性金属材料で形成されるとともに、対極４２の一端部に凹部４３が設けられる。凹部４３には雌ねじのねじ山４５が形成される。色素を吸着した多孔質半導体層１８を除く他の電池構成部材は対極４２の凹部４３の外周まで延出して設けられる。これらの点を除き、色素増感太陽電池本体１２ａの構成要素は色素増感太陽電池本体１２と同様であるため、重複する説明は省略する。
封止部１４ｄは、透明ガラス管１６ａの、雄ネジのねじ山２１ｂを有する一端部と、封止部品で構成される。
封止部品は、取り出し電極となる、ボルト状部材４４および蓋体部４６と、シール部材である、複数のパッキン４８、５０、５２、５４と、ナット５６で構成される。なお、パッキン４８、５０、５４は、絶縁パッキンを用いるが、パッキン５２は適宜のパッキン材を用いることができる。
ボルト状部材４４は、導電性金属材料で形成され、棒状の本体の軸方向ほぼ中央に円盤鍔状の突出部４４ａが設けられる。ボルト状部材４４の両端外周にはそれぞれ雄ねじのねじ山４４ｂ、４４ｃが設けられる。
蓋体部４６は、導電性金属材料で形成される一端部が閉塞された円筒部材である。蓋体部４６の閉塞された底面には貫通孔４６ａが形成される。蓋体４６の内側には円筒状の突起部４６ｃが設けられる。蓋体部４６の側面（外周壁）の内側に雌ねじのねじ山４６ｂが形成される
ナット５６は適宜の金属部材等で形成される。参照符号５６ａはナット５６の内側に形成されるねじ山を示す。
封止部品は、取り出し電極となる、ボルト状部材４４および蓋体部４６と、シール部材である、複数のパッキン４８、５０、５２、５４と、ナット５６で構成される。なお、パッキン４８、５０、５４は、絶縁パッキンを用いるが、パッキン５２は適宜のパッキン材を用いることができる。
ボルト状部材４４は、導電性金属材料で形成され、棒状の本体の軸方向ほぼ中央に円盤鍔状の突出部４４ａが設けられる。ボルト状部材４４の両端外周にはそれぞれ雄ねじのねじ山４４ｂ、４４ｃが設けられる。
蓋体部４６は、導電性金属材料で形成される一端部が閉塞された円筒部材である。蓋体部４６の閉塞された底面には貫通孔４６ａが形成される。蓋体４６の内側には円筒状の突起部４６ｃが設けられる。蓋体部４６の側面（外周壁）の内側に雌ねじのねじ山４６ｂが形成される
ナット５６は適宜の金属部材等で形成される。参照符号５６ａはナット５６の内側に形成されるねじ山を示す。
色素増感太陽電池本体１２ａへの封止部品の取り付けは、以下の手順で行われる。
パッキン４８を介して、ボルト状部材４４のねじ山４４ｂの側を対極４２の凹部４３にねじ込む。これにより、ボルト状部材４４は対極４２に接触し、ボルト状部材４４は対極４２に電気的に接続される。
ついで、ボルト状部材４４の突出部４４ａのねじ山４４ｃの面に当接するようにパッキン５０をボルト状部材４４に嵌めるとともに、蓋体部４６の内側にパッキン５２を配設した状態で、蓋体部４６を透明ガラス管１６ａに外嵌めする。このとき、蓋体部４６の突起部４６ｃが集電電極２０等が外周に設けられた対極４２を覆うように摺接し、蓋体部４６は集電電極２０に電気的に接続される。また、ボルト状部材４４のねじ山４４ｂの側が蓋体部４６の貫通孔４６ａを挿通する。なお、このとき、ボルト状部材４４の突出部４４ａの外周と蓋体部４６の突起部４６ｃの内周の間には十分なクリアランスが設けられているが、両者の接触をより確実に防ぐ観点からは、突出部４４ａの外周と蓋体部４６の突起部４６ｃの内周の間に絶縁スペーサを配設し、あるいはまた、両者が近接する箇所に絶縁被覆を設ける等しておくと、より好ましい。
最後に、パッキン５４を介して、ボルト状部材４４のねじ山４４ｂの側をナット５６でねじ止めする。
これにより、色素増感太陽電池本体１２ａの開放側端部が確実に密閉されるとともに、ボルト状部材４４が対極４２の取り出し電極として、および蓋体部４６が集電電極２０の取り出し電極として、それぞれ機能する。
なお、上記のように、ボルト状部材４４および蓋体４６は、それぞれ導電性金属部材で形成されるが、これに変えて、これらの部材の本体あるいは外周部を絶縁材料で形成し、例えばその中心に軸方向に貫通して延出する導電性金属部材を設ける構成としてもよい。
パッキン４８を介して、ボルト状部材４４のねじ山４４ｂの側を対極４２の凹部４３にねじ込む。これにより、ボルト状部材４４は対極４２に接触し、ボルト状部材４４は対極４２に電気的に接続される。
ついで、ボルト状部材４４の突出部４４ａのねじ山４４ｃの面に当接するようにパッキン５０をボルト状部材４４に嵌めるとともに、蓋体部４６の内側にパッキン５２を配設した状態で、蓋体部４６を透明ガラス管１６ａに外嵌めする。このとき、蓋体部４６の突起部４６ｃが集電電極２０等が外周に設けられた対極４２を覆うように摺接し、蓋体部４６は集電電極２０に電気的に接続される。また、ボルト状部材４４のねじ山４４ｂの側が蓋体部４６の貫通孔４６ａを挿通する。なお、このとき、ボルト状部材４４の突出部４４ａの外周と蓋体部４６の突起部４６ｃの内周の間には十分なクリアランスが設けられているが、両者の接触をより確実に防ぐ観点からは、突出部４４ａの外周と蓋体部４６の突起部４６ｃの内周の間に絶縁スペーサを配設し、あるいはまた、両者が近接する箇所に絶縁被覆を設ける等しておくと、より好ましい。
最後に、パッキン５４を介して、ボルト状部材４４のねじ山４４ｂの側をナット５６でねじ止めする。
これにより、色素増感太陽電池本体１２ａの開放側端部が確実に密閉されるとともに、ボルト状部材４４が対極４２の取り出し電極として、および蓋体部４６が集電電極２０の取り出し電極として、それぞれ機能する。
なお、上記のように、ボルト状部材４４および蓋体４６は、それぞれ導電性金属部材で形成されるが、これに変えて、これらの部材の本体あるいは外周部を絶縁材料で形成し、例えばその中心に軸方向に貫通して延出する導電性金属部材を設ける構成としてもよい。
以上説明した本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０ｂは、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の封止構造１０と同様の効果を得ることができる。また、特に、透明ガラス管１６ａの一端部が閉塞されているため、色素増感太陽電池本体をより確実に密閉することができる。また、２つの取り出し電極が色素増感太陽電池本体の一端側に集積して設けられているため、電極リードを配線するうえで便宜である。
つぎに、本実施の形態に係る色素増感太陽電池（光電変換素子）は、上記のいずれかの封止構造を有する。
これにより、上記の封止構造の効果を好適に得ることができる。
これにより、上記の封止構造の効果を好適に得ることができる。
つぎに、本実施の形態に係る色素増感太陽電池（光電変換素子）モジュールは、上記の色素増感太陽電池の複数個を、取り出し電極に接続される電極リードを介して直列にまたは並列に配列する。
これにより、上記の封止構造の効果を好適に得ることができる。
これにより、上記の封止構造の効果を好適に得ることができる。
以下に、太陽電池特性を測定した本発明の実施例についてさらに説明する。本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ４０μｍのステンレスメッシュ（集電電極）の両面に、厚さ300nmになるようにチタンをスパッタリングし、そのメッシュの片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成した。それから０．０５ｗｔ％の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのステンレスメッシュを７２時間浸漬した。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦５０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備した。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０の両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込んだ。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せた。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにした。ガラス管の集電電極と絶縁層を寄せた側および対極層を寄せた側それぞれに、チタン製ねじキャップ（蓋体）で強く栓をした。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mM の３−メトキシプロピオニトリル溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池Ａを作製した。これを２３±２℃の部屋で保管した。
作製した色素増感太陽電池Ａに、ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を照射し、太陽電池特性を測定した。保管１ヶ月後の変換効率は４．２％であった。また、保管５ヶ月後の変換効率は４．０％であった。
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ４０μｍのステンレスメッシュ（集電電極）の両面に、厚さ300nmになるようにチタンをスパッタリングし、そのメッシュの片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成した。それから０．０５ｗｔ％の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのステンレスメッシュを７２時間浸漬した。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦５０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備した。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０の両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込んだ。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せた。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにした。ガラス管の集電電極と絶縁層を寄せた側および対極層を寄せた側それぞれに、チタン製ねじキャップ（蓋体）で強く栓をした。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mM の３−メトキシプロピオニトリル溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池Ａを作製した。これを２３±２℃の部屋で保管した。
作製した色素増感太陽電池Ａに、ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を照射し、太陽電池特性を測定した。保管１ヶ月後の変換効率は４．２％であった。また、保管５ヶ月後の変換効率は４．０％であった。
（実施例２）
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ３６μｍのタングステンメッシュ（集電電極）の片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成した。それから0.05 wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのタングステンメッシュを７２時間浸漬した。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦５０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備した。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０ｍｍの両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込んだ。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにした。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入した。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せた。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにした。ガラス管の集電電極を寄せた側には、集電電極を内蓋と集電電極押さえで挟み込み、六角ネジで固定した。対極層を寄せた側は、チタン製ねじキャップ（蓋体）で強く栓をした。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mM の３−メトキシプロピオニトリル溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池（図７中、矢印Ｂで示す。）を作製した。これを２３±２℃の部屋で保管した。
作製した色素増感太陽電池Ｂに、ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を照射し、太陽電池特性を測定した。保管１ヶ月後の変換効率は４．４％であった。また、保管５ヶ月後の変換効率の変換効率は４．５％であった。
縦３０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ３６μｍのタングステンメッシュ（集電電極）の片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成した。それから0.05 wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのタングステンメッシュを７２時間浸漬した。
一方、縦３１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦５０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備した。
内径１０．４ｍｍ×直管部長さ９０ｍｍの両端をねじ加工したガラス管の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込んだ。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにした。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入した。なおガラス管の片側に集電電極、絶縁シートおよび対極層を寄せ、もう片側に対極層を寄せた。
なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにした。ガラス管の集電電極を寄せた側には、集電電極を内蓋と集電電極押さえで挟み込み、六角ネジで固定した。対極層を寄せた側は、チタン製ねじキャップ（蓋体）で強く栓をした。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mM の３−メトキシプロピオニトリル溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池（図７中、矢印Ｂで示す。）を作製した。これを２３±２℃の部屋で保管した。
作製した色素増感太陽電池Ｂに、ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を照射し、太陽電池特性を測定した。保管１ヶ月後の変換効率は４．４％であった。また、保管５ヶ月後の変換効率の変換効率は４．５％であった。
（実施例３）
縦５０ｍｍ、横１２０ｍｍ、厚さ３６μｍのタングステンメッシュ（集電電極）の片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成した。それから0.05 wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのタングステンメッシュを７２時間浸漬した。
一方、縦５１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦７０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備した。
内径２５ｍｍ×直管部長さ１００ｍｍの両端がフランジ構造となったガラス管（スプールＮＷ２５）の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込んだ。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにした。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入した。なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにした。ガラス管の集電電極を寄せた側は、パッキン（シールアウターリングＮＷ２５）を付けたガラス管のチタン製フランジ型キャップ（蓋体）を挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせた。蓋体とガラス管のスロープに、円周方向にクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をした。更にガラス管に挿入された蓋体に集電電極を集電電極押さえで挟み六角ネジで固定した。対極層を寄せた側は、集電電極を寄せた側と同様に、チタン製フランジ型キャップ（蓋体）をガラス管に挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせた。蓋体とガラス管のスロープに円周方向をクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をした。この際ガラス管内壁には対極があるため、ガラス内壁と挿入された蓋体の隙間に対極が挟まれるようになり、対極と蓋体とが接触することになる。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mMのγブチロラクトン溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池Ｃを作製した。これを２３±２℃の部屋で保管した。
作製した色素増感太陽電池Ｃに、ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を照射し、太陽電池特性を測定したところ、保管１ヶ月後のの変換効率は３．７％であった。また、保管５ヶ月後の変換効率は３．５％であった。
縦５０ｍｍ、横１２０ｍｍ、厚さ３６μｍのタングステンメッシュ（集電電極）の片側にチタニアペーストを乾燥膜厚が１５μｍの厚みになるように塗布し、５００℃で３０分焼成してチタニア（多孔質半導体層）を形成した。それから0.05 wt %の色素溶液（ブラックダイ、ソラロニクス社製 アセトニトリル：tブチルアルコール=1:1）に上記のチタニア付きのタングステンメッシュを７２時間浸漬した。
一方、縦５１ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ５０μｍのチタン箔（純度９９．５％以上）を白金でスパッタリングした対極と、縦７０ｍｍ横１１０ｍｍ厚さ３２μｍの絶縁シート（絶縁層）を準備した。
内径２５ｍｍ×直管部長さ１００ｍｍの両端がフランジ構造となったガラス管（スプールＮＷ２５）の内部に対極にチタニアのついた側を外側に向けて丸めた集電電極を差し込み、さらにその集電電極の内側に絶縁シートを丸めて管状にしてゆっくりと差し込み、その内側に対極を丸めて差し込んだ。その際、絶縁シートの端部を対極の内側に折り込まれるようにした。さらに対極の内側にテフロン製の円柱型の絶縁体を挿入した。なお集電電極と絶縁層を寄せた側には絶縁パッキンを当て、対極層と集電電極が触れて短絡しないようにした。ガラス管の集電電極を寄せた側は、パッキン（シールアウターリングＮＷ２５）を付けたガラス管のチタン製フランジ型キャップ（蓋体）を挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせた。蓋体とガラス管のスロープに、円周方向にクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をした。更にガラス管に挿入された蓋体に集電電極を集電電極押さえで挟み六角ネジで固定した。対極層を寄せた側は、集電電極を寄せた側と同様に、チタン製フランジ型キャップ（蓋体）をガラス管に挿入し、ガラス管のフランジ面と蓋体のフランジ面の間にパッキンを挟む込みように合わせた。蓋体とガラス管のスロープに円周方向をクランプ（クランプチェーン ＮＷ２５）を掛け、栓をした。この際ガラス管内壁には対極があるため、ガラス内壁と挿入された蓋体の隙間に対極が挟まれるようになり、対極と蓋体とが接触することになる。ヨウ素 40mM, LiI 500mM, t-Butylpyridine
580mMのγブチロラクトン溶液からなる電解質を注入後、蓋体の貫通孔にチェックバルブ（Ｌｅｅ社製ＣＣＲＭ２５５０２６９Ｓ）を、貫通孔の内側から外側へは気体または電解液が流れ外側から内側へは逆流しない向きに差し込み、チェックバルブの頭を木槌で叩き固定する。チェックバルブの部分にパッキンをあてキャップを閉じ、色素増感太陽電池Ｃを作製した。これを２３±２℃の部屋で保管した。
作製した色素増感太陽電池Ｃに、ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を照射し、太陽電池特性を測定したところ、保管１ヶ月後のの変換効率は３．７％であった。また、保管５ヶ月後の変換効率は３．５％であった。
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ 色素増感太陽電池の封止構造
１２、１２ａ 色素増感太陽電池本体
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｉ、１４ｊ 封止部
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 透明ガラス管
１８ 色素を吸着した多孔質半導体層
２０、２０ａ、１２０ａ 集電電極
２１ａ、２１ｂ、２７ａ、２７ｂ、３８、４０、４４ｂ、４４ｃ、４５、４６ｂ、
５６ａ、７４ｅ、７６ａ、８２、２７４ｅ、２７６ａ、８５ ねじ山
２２、２２ａ、１２２ａ 絶縁層
２４、２４ａ、１２４ａ 対極層
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｇ、２６ｈ 蓋体
２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、６６、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７４ｄ、１７４ｆ 突起
２９ａ、２９ｂ、４３ 凹部
３２ 絶縁パッキン
３４ａ、３４ｂ、４８、５０、５２、５４、７３、７４ａ、７８、８０、１７３ａ、１７８ａ、２８０ パッキン
３５ チェックバルブ
４２ 対極
４４、８１ ボルト状部材
４４ａ 突出部
４６ 蓋体部
４６ｃ 突起部
５６ ナット
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６２ｃ、６２ｄ 内蓋部
６２ａ、６２ｂ、６２ｅ 外蓋部
６４ 絶縁体
１６ｅ、１６g、６０ｈ、６０ｊ、６６ａ、７２ａ、７４ａ、１７２ａ フランジ
６８ コイルバネ
７６、２７６ キャップ
１６ｄ、１６ｆ、６０ｇ、６０ｉ スロープ
８４、１７２ｅ、２７４ｆ、２７４ｇ 貫通孔
８３ 集電電極押さえ
１２、１２ａ 色素増感太陽電池本体
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｉ、１４ｊ 封止部
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 透明ガラス管
１８ 色素を吸着した多孔質半導体層
２０、２０ａ、１２０ａ 集電電極
２１ａ、２１ｂ、２７ａ、２７ｂ、３８、４０、４４ｂ、４４ｃ、４５、４６ｂ、
５６ａ、７４ｅ、７６ａ、８２、２７４ｅ、２７６ａ、８５ ねじ山
２２、２２ａ、１２２ａ 絶縁層
２４、２４ａ、１２４ａ 対極層
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｇ、２６ｈ 蓋体
２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、６６、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７４ｄ、１７４ｆ 突起
２９ａ、２９ｂ、４３ 凹部
３２ 絶縁パッキン
３４ａ、３４ｂ、４８、５０、５２、５４、７３、７４ａ、７８、８０、１７３ａ、１７８ａ、２８０ パッキン
３５ チェックバルブ
４２ 対極
４４、８１ ボルト状部材
４４ａ 突出部
４６ 蓋体部
４６ｃ 突起部
５６ ナット
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６２ｃ、６２ｄ 内蓋部
６２ａ、６２ｂ、６２ｅ 外蓋部
６４ 絶縁体
１６ｅ、１６g、６０ｈ、６０ｊ、６６ａ、７２ａ、７４ａ、１７２ａ フランジ
６８ コイルバネ
７６、２７６ キャップ
１６ｄ、１６ｆ、６０ｇ、６０ｉ スロープ
８４、１７２ｅ、２７４ｆ、２７４ｇ 貫通孔
８３ 集電電極押さえ
Claims (7)
- 円筒状または円錘台状の透明部材の側面を受光面とし、該透明部材の内部に径方向に層状に光電変換セル構成部材が配列されてなり、
該透明部材の両端部に一対の蓋体が設けられ、
該一対の蓋体は、それぞれ該透明部材の軸方向に延出する導電性金属部を有し、該導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の一対の電極のいずれか一方に電気的に接続されて取り出し電極とされることを特徴とする光電変換素子の封止構造。 - 一端側が閉塞された円筒状または円錘台状の透明部材の側面を受光面とし、該透明コア部材の内部に径方向に層状に光電変換セル構成部材が配列されてなり、
該透明部材の開放側端部に蓋体部が設けられ、
該蓋体部は相互に絶縁されて軸方向に貫通して延出する２つの導電性金属部を有し、１つの導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の１つの電極に電気的に接続されるとともに他の１つの導電性金属部の一端側が光電変換セル構成部材の他の１つの電極に電気的に接続され、それぞれ取り出し電極とされることを特徴とする光電変換素子の封止構造。 - 前記光電変換素子が色素増感太陽電池であり、前記光電変換セル構成部材が、色素を含む多孔質半導体層、電解質層および一対の電極層を含むことを特徴とする請求項１または２記載の光電変換素子の封止構造。
- 前記光電変換素子が色素増感太陽電池であり、前記光電変換セル構成部材が、色素を含む多孔質半導体層、電解質層および一対の電極層を含み、
該一対の電極層のうちの対極層を最内層とし、該対極層の内側に絶縁材を挿通して該対極層を支持し、該一対の電極層のうちのアノード電極の一端部を収束して収束部を形成し、
該一対の蓋体をそれぞれ内蓋部と外蓋部の二体構造とし、ひとつの蓋体の内蓋部を該対極層の内側に摺接して該対極層に電気的に接続するとともに該ひとつの蓋体の外蓋部に形成する開口から露出し、他のひとつの蓋体の内蓋部を該アノード電極の収束部に押圧して該アノード電極に電気的に接続するとともに該他のひとつの蓋体の外蓋部に形成する開口から露出し、該該一対の蓋体のそれぞれの外蓋部で該光電変換セル構成部材の最外層の端部を封止することを特徴とする請求項１記載の光電変換素子の封止構造。 - 前記蓋体が前記電解質層に連通して軸方向に貫通する貫通孔を有し、該貫通孔にチェックバルブがとりつけられ、キャップにより封止されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電変換素子の封止構造。
- 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光電変換素子の封止構造を有することを特徴とする光電変換素子。
- 請求項６記載の光電変換素子の複数個を、前記取り出し電極に接続される電極リードを介して直列にまたは並列に配列してなることを特徴とする光電変換素子モジュール。
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