TW201517286A - 光電轉換元件及光電轉換元件之製造方法 - Google Patents

Abstract

一種光電轉換元件，其特徵在於具備：光電極，其於第一電極基板形成有半導體層；對向電極，其具備與上述第一電極基板對向配置之第二電極基板；密封材，其將上述光電極與上述對向電極之間密封；及電解質，其配置於該密封材之內側；且於上述第一電極基板及上述第二電極基板中之至少一者設置將相互對向之上述第一電極基板之表面與上述第二電極基板之表面之相隔尺寸擴大的空間擴大壁部，且於上述密封材之內側形成擴大空間，上述電解質於上述擴大空間之內側被保持於上述第一電極基板與上述第二電極基板之間，於上述密封材形成有不與上述電解質接觸之非接觸部。

Description

光電轉換元件及光電轉換元件之製造方法

本發明係關於一種光電轉換元件及光電轉換元件之製造方法。本申請案係根據2013年8月22日於日本提出申請之日本特願2013-172561號而主張優先權，且將其內容援用於本文。

近年來，太陽電池作為代替石化燃料之清潔能源之發電裝置而備受關注，且開發有矽(Si)系太陽電池、及色素增感型太陽電池。尤其係色素增感型太陽電池作為廉價且容易量產者，其結構及製造方法被廣泛地研究開發(例如下述專利文獻1)。

如圖7所示，專利文獻1所記載之色素增感太陽電池100具備：光電極104，其於透明基板101之板面成膜有透明導電膜102，且於透明導電膜102之表面形成有載持色素之半導體層103；對向電極107，其於對向基板105形成有設為與透明導電膜102對向之對向導電膜106；密封材108，其圍繞半導體層103，且使光電極104之外周壁部與對向電極107之外周壁部貼合而形成內部空間S，並將該內部空間S密封；及電解液109，其被注入至上 述內部空間S。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2011-175939號公報

然而，於色素增感太陽電池100中，向內部空間S注入有電解液109之情形時，具有密封材108與電解液109接觸而使密封材108劣化，從而導致太陽電池100之品質下降之類的問題。若密封材108劣化，則會因密封材108之阻隔性下降而電解液109滲透至密封材108之內部、或者因密封材108之接著強度下降而密封材108與半導體層103等之界面剝離等，有可能會產生短路。

因此，鑒於上述課題，本發明之課題在於提供一種可抑制密封材與電解液接觸之光電轉換元件。

本發明之光電轉換元件具備：光電極，其於第一電極基板上形成有半導體層；對向電極，其具備隔著上述半導體層而對向配置於上述第一電極基板的第二電極基板；密封材，其將上述光電極與上述對向電極之間密封；及電解質，其配置於該密封材之內側；於上述第一電極基板及上述第二電極基板中之至少一者設置將上述第一電極基板與上述第二電極基板之相隔尺寸擴大的空間擴大壁部，而於上述密封材之內側形成擴大空 間，上述電解質於上述擴大空間之內側被保持在上述第一電極基板與上述第二電極基板之間，於上述密封材形成不與上述電解質接觸之非接觸部。

根據該構成，於密封材形成有不與電解質接觸之非接觸部，故而可防止電解質所致之密封材之劣化，藉此可抑制短路之產生。

再者，本申請案中所示之「電解質」包含電解液、膠狀之電解質及固體狀之電解質。

較佳為，於上述擴大空間或上述密封材之內部設有配線，該配線配置於選自由第一電極基板及第二電極基板組成之群之至少一個電極基板上。

根據該構成，可於擴大空間內配置截面積大之上述配線。

本發明之上述空間擴大壁部亦可具備使上述相隔尺寸朝向上述密封材而逐漸擴大之傾斜面。

根據該構成，將電解質保持於由空間擴大壁部形成之擴大空間而可防止電解質接觸密封材。

本發明較佳為，上述密封材之厚度(鉛垂方向之高度)尺寸、與形成有上述半導體層之區域之上述第一電極基板之表面及上述第二電極基板之表面之間之尺寸的差為30μm以上且200μm以下。

根據該構成，可於密封材之內部埋入截面積儘可能大之配線，從而可使配線電阻下降。又，藉由設為200μm以下，可防止因密封材周邊無效空間(dead space)變多而導致發電有效面積下降之狀況。

本發明之光電轉換元件之製造方法具備：電解質配置步驟，其係於光電極所具備之第一電極基板上之半導體層配置電解質；密封材配 置步驟，其係於上述第一電極基板之端部及第二電極基板之端部中至少任一者配置密封材；積層步驟，其係於上述光電極積層具備第二電極基板之對向電極；電解質延伸步驟，其係對上述光電極與上述對向電極加壓，將上述電解質配置於上述半導體層並使其保持在上述第一電極基板與上述第二電極基板之間，且形成將上述密封材附近之上述第一電極基板與上述第二電極基板之相隔尺寸擴大的空間擴大壁部，並於上述密封材形成不與上述電解質接觸之非接觸部；及密封步驟，其係將上述光電極與上述對向電極密封。

根據該構成，可簡單地製造上述所記載之光電轉換元件。

本發明較佳為，上述積層步驟、上述電解質延伸步驟及上述密封步驟係藉由上述光電極與上述對向電極之加壓而同時進行。

根據該構成，可使上述記載之光電轉換元件之製造步驟進而更簡單。

較佳為，本發明之上述空間擴大壁部係由下述方法形成：於上述第一電極基板及上述第二電極基板之至少一者使用具可撓性之樹脂基材，將上述光電極與上述對向電極加壓時使上述具可撓性之樹脂基材變形。

根據該構成，可同時進行光電極與對向電極之積層及加壓，進而可於加壓時成形在密封材形成不與電解質接觸之非接觸部的構成。

根據本發明，實現可抑制密封材與電解質接觸而可防止光電轉換元件之品質劣化的效果。

又，根據本發明之光電轉換元件之製造方法，實現可簡單且有效地製造本發明之光電轉換元件之效果。

1A‧‧‧太陽電池(光電轉換元件)

2‧‧‧第一電極基板

3‧‧‧導電膜

4‧‧‧半導體層

5‧‧‧光電極

6‧‧‧第二電極基板

7‧‧‧導電膜

8‧‧‧對向電極

11‧‧‧電解液(電解質)

15‧‧‧空間擴大壁部

15a‧‧‧傾斜面

E‧‧‧擴大空間

L1、L2‧‧‧相隔尺寸

N‧‧‧非接觸部

X1‧‧‧形成有半導體層之區域

圖1係模式性表示本發明之一實施形態之光電轉換元件之剖面圖。

圖2係模式性表示本發明之一實施形態之光電轉換元件之製造步驟之一部分的剖面圖。

圖3係模式性表示本發明之一實施形態之光電轉換元件之製造步驟之一部分的剖面圖。

圖4係模式性表示本發明之一實施形態之光電轉換元件之製造步驟之圖。

圖5係以Y1-Y2線箭視圖4所示之本發明之一實施形態之光電轉換元件之製造步驟的剖面圖。

圖6係模式性表示本發明之一實施形態之光電轉換元件之其他例之剖面圖。

圖7係表示先前之光電轉換元件之剖面圖。

以下，參照圖，以光電轉換元件為色素增感太陽電池之情形為例，對本發明之光電轉換元件之各實施形態進行說明。又，以使用電解液作為電解質而製造光電轉換元件之情形為例進行說明。

(第1實施形態)

如圖1所示，色素增感太陽電池(光電轉換元件)(以下稱為「太陽電 池」)1A具備：光電極5，其於第一電極基板2上形成有半導體層4；及對向電極8，其具備隔開間隔而與第一電極基板2對向配置之第二電極基板6。

而且，光電極5與對向電極8之間係於第一電極基板2之外端部2p與第二電極基板6之外端部6p，利用密封材10及超音波焊接等而以環繞光電極5及對向電極8之外周的方式呈框狀被密封，且於被密封之內部空間S及半導體層4內之空隙(未圖示)填充有電解液11。於圖1中，具有如上所述之構成之太陽電池係作為單元電池而左右連續地形成。上述單元電池之形狀並無特別限制，可例示三角形、四邊形、該等以外之多邊形、圓形、橢圓形等，但自製造效率等觀點而言，如圖4所示較佳為帶狀。

上述密封材10係設於單元電池(太陽電池)之緣部之至少一部分。即，上述密封材10可設為完全圍繞單元電池，只要能達成本發明之目標效果，亦可僅設於單元電池之緣部之一部分，緣部之剩餘部分則利用其他手段密封。又，於將上述密封材10僅設於單元電池之緣部之一部分之情形時，亦可將複數之上述密封材10間斷地設於單元電池之緣部。

例如，於如圖4所示單元電池為帶狀之形狀之情形時，密封材10之配置方法之具體例可列舉以下：(1)將密封材10僅設於單元電池之對向之一對長邊部之一方；(2)將密封材10設於單元電池之對向之一對長邊部之兩方；(3)將密封材10設於單元電池之對向之一對長邊部之兩方，且進而亦設於一對短邊部之一方，藉此呈字型配置密封材10；(4)將密封材10設於單元電池之四邊，利用密封材10完全圍繞單元電池。

此處，第一電極基板2於配置有密封材10之外端部2p之內側，具有具備傾斜面15a之空間擴大壁部15。

又，第二電極基板6亦與第一電極基板2同樣地，於外端部6p之內側具有具備傾斜面15a之空間擴大壁部15。而且，該等空間擴大壁部15、15於密封材10之附近係使第一電極基板2之表面與第二電極基板6之表面之相隔距離L1自外端部2p之內側朝向外側即朝向密封材10而逐漸變大，從而形成內部空間S之一部分被擴大之擴大空間E。

位於被該等空間擴大壁部15、15夾持之區域X2之擴大空間E，可充分保持半導體層4及自區域X2附近之區域X1溢出之電解液11，從而可使電解液11與密封材10之間儘可能地拉開而分離。

又，較佳為於電解液11與密封材10之間設置密封材10之劣化防止構件(未圖示)。具體而言，較佳為以分隔成光電極5與對向電極8之間之存在電解液11之空間及上述擴大空間E的方式設置劣化防止構件。該劣化防止構件較佳為利用例如具有耐溶劑性及/或耐碘性之氟樹脂等固體形成。藉由設置劣化防止構件，即便自上而下對太陽電池施壓使得存在上述電解液11之空間被壓縮，亦可防止電解液11接觸密封材10。

第一電極基板2及第二電極基板6分別係於例如以聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等透明熱塑性樹脂材料為主材料的樹脂基材P1、P2之表面成膜有導電膜3，7而成者。再者，樹脂基材P1、P2亦可為形成為膜狀者。

關於第一電極基板2及第二電極基板6(樹脂基材P1及P2)之形狀並無特別限制，但較佳為如圖4所示之帶狀。

第一電極基板2所具備之導電膜3或第二電極基板6所具備之導電膜7之任一者或兩者係由透明導電膜形成。

導電膜3，7之材料可使用例如摻錫氧化銦(ITO)、氧化鋅、摻氟氧化錫(FTO)、摻鋁氧化鋅(AZO)、氧化錫(SnO)、摻銻氧化錫(ATO)、氧化銦/氧化鋅(IZO)、摻鎵氧化鋅(GZO)等。

半導體層4係具有自後述之増感色素接收電子並進行輸送之功能者，且係利用由金屬氧化物形成之半導體而成膜於導電膜3之表面。金屬氧化物可使用例如氧化鈦(TiO₂)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO₂)等。

半導體層4載持増感色素。増感色素係由有機色素或金屬錯合物色素構成。作為有機色素可使用例如香豆素系、多烯系、花青基苷系、半花青基苷系、噻吩系等各種有機色素。作為金屬錯合物色素可較佳使用例如釕錯合物等。

如此，設置形成於第一電極基板2之一板面之半導體層4而構成光電極5。

作為第二電極基板6所具備之導電膜7，可採用不具有觸媒層之作用而具有作為導電膜之作用之材料、或可發揮觸媒層及導電膜兩者之作用之材料中的任一者。於前者之情形時，在導電膜7上進而成膜觸媒層，於後者之情形時僅將導電膜7成膜於樹脂基材P2。

又，作為成膜於導電膜7之表面之觸媒層，可採用碳漿、鉑等。

具備以此方式構成之第二電極基板6而構成對向電極8。

該對向電極8係使導電膜7對向於導電膜3而與光電極5對向配置。

作為密封材10可使用熱熔樹脂等。

該密封材10係配置於一對外端部2p、2p及/或一對外端部6p、6p，經加熱壓製而將光電極5與對向電極8之間接著。又，與配置有密封材10 之外端部2p、6p交叉之端部(設於紙面近前側及縱深側之端部)並非使用密封材10而是藉由超音波焊接等被密封。

配線20係配置於導電膜3之表面，可將太陽電池1A產生之電力聚集並引出。該配線20於擴大空間E係以較大截面積埋設於配置得較厚之密封材10內。而且，藉由配置截面積較大地形成之配線20，而實現設置於太陽電池1A之配線20之低電阻化。

又，配線20之剖面形狀形成為細長，且配置成於第一電極基板2與第二電極基板6之間之方向上較厚，於與此方向交叉之方向(密封材10、10彼此之間的方向)上變薄。藉由以此方式配置配線20，而容易埋設於密封材10內。

再者，如圖1所示，較佳為，經擴大之傾斜面之高度大於密封材內部之配線之高度(即，上述密封材之鉛垂方向之高度大於上述配線之鉛垂方向之高度)。藉此，於被施加向厚度方向壓縮之力之情形時，密封劑部分優先變形，可獲得抑制配線部變形之效果。藉此，於被施加向厚度方向壓縮之力之情形時，可持續進行發電電力之供給。

電解液11滲透至半導體層4之內部，且塗敷於其大致整個表面，且隔著擴大空間E而被保持於較密封材10更內側之區域X1附近。

該電解液11具有特定之黏性且具有表面張力，故而分別密接於第一電極基板2與第二電極基板6。因此，電解液11不會輕易地自區域X1及其附近向密封材10側流動。

而且藉此，於電解液11與密封材10之間在密封材10之內側形成使其等之間相隔之擴大空間E，於密封材10形成不與電解液11接觸之非接觸部 N。

關於該非接觸部N，較佳成為如下非接觸部N，即，與電解質對向之上述密封材10之整個表面不與電解質接觸。

又，上述擴大空間E之體積(a)相對於上述電解液11(電解質)之體積(b)之比(a/b)較佳為大於1/3，更佳為1/2以上，尤佳為1以上。

再者，作為電解液11可使用例如：乙腈、丙腈等非水系溶劑；於碘化2-甲基丙基咪唑鎓或碘化丁基甲基咪唑鎓等離子液體等之液體成分中，混合碘化鋰等支援電解液與碘而成之溶液等。又，為了防止逆電子移動反応，電解液11亦可為包含第三丁基吡啶者。

其次，使用圖2~圖5對太陽電池1A之製造方法進行說明。

再者，關於本發明之製造方法中可使用之零件及材料等，可與光電轉換元件相關之上述者相同。

第1實施形態之太陽電池1A之製造方法具備：(I)電解質配置步驟，其係於光電極5所具備之第一電極基板2上之半導體層4配置電解液11；(II)密封材配置步驟，其係於第一電極基板2之外端部2p、2p及第二電極基板6之外端部6p、6p之任一者配置密封材10；(III)積層步驟，其係於光電極5積層對向電極8；(IV)電解質延伸步驟，其係將光電極5與對向電極8加壓，使電解液11滲透至半導體層4並使其保持於第一電極基板2與第二電極基板6之間，且形成將半導體層4與密封材10之間之第一電極基板2與第二電極基板6之相隔尺寸擴大的空間擴大壁部15，從而於密封材10形成不與電解液11接觸之非接觸部N；及(V)密封步驟，其係將光電極5與對向電極8密封。

以下說明各步驟。

<光電極5及對向電極8之準備>

如圖4所示，於電解質配置步驟之前，首先將捲繞成輥狀之樹脂基材P1向一方向(箭頭L方向)引出，於其一板面成膜導電膜3而作為第一電極基板2，於導電膜3之表面形成半導體層4並使該半導體層4載持色素而作為光電極5。色素向半導體層4之載持可藉由例如噴塗而進行。再者，亦可使用預先於樹脂基材P1之一板面形成有導電膜3之輥狀之樹脂基材。

又，將捲繞成輥狀之樹脂基材P2例如於第一電極基板2之上方往一方向之相反方向引出，於其一板面成膜導電膜7而作為對向電極8。其後，使對向電極8之板面反轉，使導電膜7對向於導電膜3，而於與光電極5相同之方向延伸設置。

(I)<電解質配置步驟>

如圖2所示，於電解質配置步驟中，向被引出之光電極5之半導體層4之表面滴下電解液11。此時，電解液11之總容量預先被設為充分覆蓋半導體層4之表面且小於太陽電池1A之內部空間S之容積。

(II)密封材配置步驟

如圖3、圖4所示，於密封材配置步驟中，在與半導體層4之外端隔開間隔之外端部2p、2p之位置隔著半導體層4而配置密封材10。此時，亦可於進行集電之端部配置截面積較大之配線20後將密封材10配置於配線20上，從而使配線20埋設於密封材10內。

再者，電解質配置步驟與密封材配置步驟可先進行任一者。

(III)積層步驟

於積層步驟中，如圖4所示，利用輥R、R引導光電極5與對向電極8使其等重合，使半導體層4與導電膜7對向而將光電極5與對向電極8積層。

(IV)<電解質延伸步驟>

電解質延伸步驟係與上述積層步驟大致同時進行。具體而言，於積層步驟中使被引導為相互重合之光電極5與對向電極8重合之同時，如圖5所示，利用輥R、R自第一電極基板2之外側之表面2b及第二電極基板6之外側之表面6b之兩者進行加壓。此處，作為輥R係使用如下者：例如其表層部R1由能夠彈性變形之橡膠等材料形成，可於特定壓力以上之加壓力下彈性變形，於特定壓力以下之加壓力下彈性恢復。

如此，由於密封材10具有特定厚度(鉛垂方向之高度)尺寸而基本上不彈性變形，故而對輥R、R之表層部R1施加特定壓力以上之加壓力而表層部R1彈性變形。由此，於配置有密封材10之外端部2p、6p，大致維持密封材10之厚度尺寸而使第一電極基板2與第二電極基板6平行地延伸。

另一方面，於密封材10之內側，樹脂基材P1、P2具有可撓性，故而第一電極基板2與第二電極基板6在輥R、R間行進之過程中對輥R、R相對地施加特定壓力以下之加壓力。由此，輥R、R之表層部R1使第一電極基板2與第二電極基板6向彼此接近之方向變形(即傾斜)，而形成空間擴大壁部15。其結果，如圖5所示，於第一電極基板2及第二電極基板6形成具有相互在密封材10附近相互擴開之傾斜面15a、15a的空間擴大壁部15、15，且藉由該等空間擴大壁部15、15而形成內部空間S被擴大之擴大空間E。而且，進而如圖1所示在區域X1，使第一電極基板2與第二 電極基板6隔開較半導體層4之厚度略大之相隔距離L1而平行地延伸。

又，此時如圖4所示，隨著光電極5及對向電極8於輥R、R間行進，以特定間隔滴下之電解液11逐漸於行進方向延伸，一面利用表面張力於半導體層4之表面及附近排除空氣一面密接於第一電極基板2及第二電極基板6，而塗敷於半導體層4之全體。

又，電解液11係以較由第一電極基板2、第二電極基板6及密封材10形成之內部空間S及形成於半導體層4內之空隙之容積少的總容量滴下。由此，被拉長之電解液11於由空間擴大壁部15形成之擴大空間E之中途停止延伸，幾乎不滲入擴大空間E內地停止於半導體層4附近。其結果，密封材10與電解液11分離，於密封材10形成不與電解液11接觸之非接觸部N(參照圖1)。

(V)<密封步驟>

於電解質延伸步驟之後，在密封步驟中，藉由加熱配置有密封材10之部位而使光電極5與對向電極8貼合，且如圖4所示，於與光電極5及對向電極8之搬送方向(箭頭L1方向)交叉之方向藉由超音波焊接裝置50進行貼合而獲得圖1所示之太陽電池1A。

如以上般，根據圖1所示之太陽電池1A，使電解液11保持為在擴大空間E內之區域X1密接於第一電極基板2與第二電極基板6之間而不流動，且於密封材10形成電解液11之非接觸部N而儘可能分離地配置。因此，獲得可提供如下太陽電池1A之效果，即，儘可能抑制電解液11使密封材10劣化之狀況，由此可長期維持較高性能。

又，先前之太陽電池由於樹脂基材P1、P2係由平坦之板狀 材形成，考慮到電解液11所致之電子之輸送電阻可能增大，而將樹脂基材P1、P2間之間隔抑制為數十微米以下。即，存在若增大樹脂基材P1、P2間之間隔則電池之性能大幅下降之問題，故而先前樹脂基材P1、P2間之距離最多為30μm左右。因此，插入樹脂基材P1、P2間之配線構件等亦被限制於樹脂基材P1、P2間之距離所侷限的範圍內。

相對於此，根據太陽電池1A，如圖1所示可將配置有電解液11之區域X1形成為儘可能地薄型，且配置有密封材10之外端部2p、6p間之相隔距離L2可較大地採用至區域X1中之第一電極基板2與第二電極基板6之間之距離L1的20倍以上(其中，由於圖1為模式圖，故而並未將L2之距離表現為L1之距離之20倍以上)，且可於該密封材10內或鄰接於密封材10之擴大空間E配置截面積較大之集電用之配線20。因此，可獲得能夠實現減小配線20之電阻之高品質之太陽電池1A的效果。

又，配線20之剖面形狀形成為細長，且配置成於第一電極基板2與第二電極基板6之間之方向上較厚，於與此方向交叉之方向(密封材10、10彼此之間之方向)上變薄。因此，可獲得如下效果：容易埋設於密封材10內，且可儘可能增大半導體層4中之作為發電有效面積之積，從而可儘可能提高光電轉換效率。

又，藉由儘可能增大密封材10之厚度(鉛垂方向之高度)且將其厚度設為200μm以下，可獲得能防止因密封材10之周邊無效空間變多導致半導體層4之發電有效面積之下降的效果。

又，太陽電池1A中，於導電膜3與導電膜7接近之部分隔著導電性較低之半導體層4，於此以外之部分，第一電極基板2與第二電極 基板6係形成於向彼此遠隔之方向彎曲而逐漸相隔之方向。因此，可獲得能夠形成即便不於導電膜3與導電膜7之間介裝由不織布等形成之間隔件短路可能性亦較低之太陽電池1A的效果。

又，可獲得能夠形成省去間隔件之成本及介裝間隔件之步驟的低成本太陽電池1A之效果。再者，間隔件亦可介裝於光電極5與對向電極8之間。

又，由於可使填充至內部空間S內之電解液11為最小限度，故而可獲得能形成製造成本得到控制之太陽電池1A之效果。

又，如圖4所示，上述實施形態之本發明之太陽電池1A之製造方法構成為，在將光電極5與對向電極8之間密封之前向半導體層4滴下電解液11，其後使光電極5與對向電極8貼合。又，此時使用之電解液11未自內部空間S溢出。因此，製造太陽電池1A時，無須將所貼合之光電極5與對向電極8置於真空環境下，且光電極5與對向電極8不會於貼合狀態下浸於電解液11，故而可省去擦拭太陽電池1A之外表面之電解液11的作業。

因此，可獲得不使用昂貴的真空設備以簡單之製造步驟便可製造太陽電池1A之效果。

進而，根據上述實施形態之太陽電池1A之製造方法，可一面利用輥R、R對光電極5與對向電極8進行加壓，一面同時進行積層步驟、電解液延伸步驟。

又進而，該方法可一面於一方向送出各製造步驟，一面利用密封材10、10‧‧將於長度方向(箭頭L方向)延伸之外端部2p、6p接著，且可自太 陽電池1A之前端於任意位置利用超音波焊接等對與密封材10交叉之方向之密封進行密封及切斷。即，可獲得如下有利效果：利用將光電極5及對向電極8形成為帶狀而一面於其長度方向進行搬送一面製造太陽電池1A之所謂的Roll to Roll製造，可不考慮光電極5與對向電極8之貼合位置，而極其簡單、有效且快速地製造太陽電池1A。

再者，於上述實施形態中，太陽電池1A構成為第一電極基板2及第二電極基板6均使用具有可撓性之樹脂基材P1，P2，但本發明並非限定於該實施形態之構成者。即，如圖6所示，即便僅第一電極基板2與第二電極基板6之任一者應用具有可撓性之樹脂基材，亦可於擴大空間E及密封材10形成非接觸部N。因此，可獲得與上述大致相同之作用、功能及效果。

再者，於上述實施形態及其變形例中，構成為半導體層4以不與密封材10接觸之方式成膜，但本發明並非限定於此種構成者。即，只要電解液11係隔著擴大空間E而與密封材10空開間隔地配置，則半導體層4亦可配置成與密封材10接觸。

又，於上述實施形態中，構成為配線20被埋設於密封材10，但該配線20亦可配置於擴大空間E內。於將配線20配置於擴大空間E內之情形時，在第一電極基板2與第二電極基板6之間之方向上增大配線20之厚度而降低配線20之電阻，且於密封材10、10間之方向上減薄配線20之厚度以使其細線化，藉此可獲得能夠儘可能增大半導體層4之發電有效面積(即俯視半導體層4時之表面積)的效果。

又，於上述實施形態中，係使用於光電極5與對向電極8 之間配置電解液11之例來說明本發明，但即便使用膠狀或固體狀之電解質亦可較佳地實施本發明。再者，於使用膠狀或固體狀之電解質之情形時，在半導體層4配置膠狀或固體狀之電解質，其後積層光電極5與對向電極8，之後進行加熱及加壓而使膠狀或固體之電解質滲透至半導體層4內。

又，於上述實施形態中構成為利用超音波焊接密封與配置有密封材10、10之外端部2p、6p交叉的外端部，但亦可藉由超音波焊接以外之密封方法適宜地進行密封。

又進而，上述實施形態係以半導體層4於第一電極基板2之寬度方向排列2排而成膜之構成為例進行說明，但本發明之構成並非限定於此種構成者，半導體層4亦可為成膜1排或3排以上者。

1A‧‧‧太陽電池(光電轉換元件)

2‧‧‧第一電極基板

2p‧‧‧外端部

3‧‧‧導電膜

4‧‧‧半導體層

5‧‧‧光電極

6‧‧‧第二電極基板

6p‧‧‧外端部

7‧‧‧導電膜

8‧‧‧對向電極

10‧‧‧密封材

11‧‧‧電解液(電解質)

15‧‧‧空間擴大壁部

15a‧‧‧傾斜面

20‧‧‧配線

E‧‧‧擴大空間

L1、L2‧‧‧相隔尺寸

N‧‧‧非接觸部

P1、P2‧‧‧樹脂基材

S‧‧‧內部空間

X1‧‧‧形成有半導體層之區域

X2‧‧‧區域

Claims (10)

1. 一種光電轉換元件，其具備：光電極，其於第一電極基板形成有半導體層；對向電極，其具備與該第一電極基板對向配置之第二電極基板；密封材，其將該光電極與該對向電極之間密封；及電解質，其配置於該密封材之內側；於該第一電極基板及該第二電極基板中之至少一者設置使相互對向之該第一電極基板之表面與該第二電極基板之表面之相隔尺寸擴大的空間擴大壁部，而於該密封材之內側形成擴大空間，該電解質於該擴大空間之內側被保持在該第一電極基板與該第二電極基板之間，於該密封材形成不與該電解質接觸之非接觸部。
2. 如申請專利範圍第1項之光電轉換元件，其中，於該擴大空間或該密封材之內部設有配線，該配線配置於選自由第一電極基板及第二電極基板組成之群之至少一個電極基板上。
3. 如申請專利範圍第1或2項之光電轉換元件，其中，該空間擴大壁部具備使該相隔尺寸朝向該密封材而逐漸擴大之傾斜面。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光電轉換元件，其中，該密封材之厚度尺寸、與形成有該半導體層之區域之該第一電極基板之表面及該第二電極基板之表面之間之尺寸的最大差設為30μm以上且200μm以下。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之光電轉換元件，其中，該密封材之鉛垂方向的高度大於該配線之鉛垂方向的高度。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之光電轉換元件，其中，該擴大空間之體積大於該電解質之體積之1/3。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之光電轉換元件，其中，於電解質與密封材之間設有密封材之劣化防止構件。
8. 一種光電轉換元件之製造方法，其具備：電解質配置步驟，其係於光電極所具備之第一電極基板上的半導體層配置電解質；密封材配置步驟，其係於該第一電極基板之端部及第二電極基板之端部中至少一者配置密封材；積層步驟，其係於該光電極積層具備第二電極基板之對向電極；電解質延伸步驟，其係對該光電極與該對向電極進行加壓，將該電解質配置於該半導體層並使其保持在該第一電極基板與該第二電極基板之間，且形成將該密封材附近之該第一電極基板與該第二電極基板之相隔尺寸擴大的空間擴大壁部，並於該密封材形成不與該電解質接觸之非接觸部；及密封步驟，其係將該光電極與該對向電極密封。
9. 如申請專利範圍第8項之光電轉換元件之製造方法，其中，該積層步驟、該電解質延伸步驟及該密封步驟係藉由該光電極與該對向電極之加壓而同時進行。
10. 如申請專利範圍第8或9項之光電轉換元件之製造方法，其中，該空間擴大壁部係由下述方法形成：於該第一電極基板及該第二電極基板之至少一者使用具可撓性之樹脂基材，對該光電極與該對向電極加壓時使該具可撓性之樹脂基材變形。