(57)【要約】  本発明は、対向する支持体（１）とカバー体（２）との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セル（１０）が配置された色素増感太陽電池モジュール（１００）である。セル（１０）は、支持体１上に、光電変換層（１１）、第１電極（１２）、多孔性絶縁層（１３）、第２電極（１４）の順に積層された積層体（１５）を有する。モジュール（１００）は、支持体（１）上に形成され、複数の積層体（１５）を分割するセル間絶縁部（３）と、セル間絶縁部（３）とカバー体（２）との間に形成され、セル間絶縁部（３）とカバー体（２）との間隔を保持する接続部（４）を有する。光電変換層（１１）の厚さがセル間絶縁部（３）の高さよりも小さく、隣り合う積層体（１５）のうち、一方の積層体（１５）の第１電極（１２）および他方の積層体（１５）の第２電極（１４）は、両積層体（１５）の間に配置されたセル間絶縁部（３）の表面上にまで延設されて該表面上で互いに接触する。
2012053327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する支持体（１）とカバー体（２）との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セル（１０）が配置された色素増感太陽電池モジュール（１００）であって、
前記色素増感太陽電池セル（１０）は、前記支持体（１）上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層（１１）、第１電極（１２）、多孔性絶縁層（１３）、第２電極（１４）の順に積層された積層体（１５）を有し、
前記色素増感太陽電池モジュール（１００）は、
前記支持体（１）上に形成され、前記複数の積層体（１５）のそれぞれを分割するセル間絶縁部（３）と、
前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間に形成され、前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間隔を保持する接続部（４）を有し、
隣り合う積層体（１５）のうち、一方の積層体（１５）の第１電極（１２）および他方の積層体（１５）の第２電極（１４）は、両積層体（１５）の間に配置されたセル間絶縁部（３）の表面上にまで延設されて該表面上で互いに接触し、
前記光電変換層（１１）の厚さが前記セル間絶縁部（３）の高さよりも小さい、色素増感太陽電池モジュール（１００）。
【請求項２】
前記セル間絶縁部（３）の側面と前記支持体（１）の表面との成す角度が９０度未満である、請求項１に記載の色素増感太陽電池モジュール（１００）。
【請求項３】
前記セル間絶縁部（３）の高さ方向における断面が台形状である、請求項１または２に記載の色素増感太陽電池モジュール（１００）。
【請求項４】
前記接続部（４）の一部は、前記第１電極（１２）と前記第２電極（１４）とが接触する接触領域を覆うことによって前記セル間絶縁部（３）と固着し、
前記接続部（４）の他の一部は、前記カバー材（２）と固着する、請求項１から３のいずれかに記載の色素増感太陽電池モジュール（１００）。
【請求項５】
対向する支持体（１）とカバー体（２）との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セル（２０）が配置された色素増感太陽電池モジュール（２００）であって、
前記色素増感太陽電池セル（２０）は、前記支持体（１）上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層（１１）、第１電極（１２）、多孔性絶縁層（１３）、第２電極（１４）の順に積層された積層体（１５）を有し、
前記色素増感太陽電池モジュール（２００）は、
前記支持体（１）上に形成され、前記複数の積層体のそれぞれを分割するセル間絶縁部（３）と、
前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間に形成され、前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間隔を保持する接続部（４）を有し、
隣り合う積層体（１５）のうち、一方の積層体の第１電極（１２）が、両積層体（１５）の間に配置されたセル間絶縁部（３）の表面上にまで延設され、他方の積層体（１５）の第２電極（１４）が、多孔性絶縁層（１３）の側面に沿って両積層体（１５）の間に配置されたセル間絶縁部（３）の前記表面上にまで延設されることによって、当該セル間絶縁部（３）上で当該第１電極（１２）と当該第２電極（１４）とが接触し、
前記接続部（４）は、前記第１電極（１２）と前記第２電極（１４）とが接触する接触領域を覆う、色素増感太陽電池モジュール（２００）。
【請求項６】
前記第２電極（１４）が延設される前記多孔性絶縁層（１３）の側面は傾斜しており、
前記接続部（４）は、前記多孔性絶縁層（１３）の側面上の前記第２電極（１４）を覆う、請求項５に記載の色素増感太陽電池モジュール（２００）。
【請求項７】
前記セル間絶縁部（３）の高さと、前記光電変換層（１１）の厚さとが同一である、請求項５または６に記載の色素増感太陽電池モジュール（２００）。
【請求項８】
前記第２電極（１４）の一部は、前記多孔性絶縁層（１３）の一部に浸透している、請求項５から７のいずれかに記載の色素増感太陽電池モジュール（２００）。
【請求項９】
前記積層体（１５）と前記カバー体（２）との間に形成されるキャリア輸送材料層（１６）を有し、
前記接続部（４）は、隣り合う前記太陽電池セル（１０，２０）の前記キャリア輸送材料層（１６）同士を隔絶する隔壁を兼ねる、請求項１から８のいずれかに記載の色素増感太陽電池モジュール（１００，２００）。
【請求項１０】
前記光電変換層（１１）と前記セル間絶縁部（３）が接触している、請求項１から９のいずれかに記載の色素増感太陽電池モジュール（１００，２００）。
【請求項１１】
前記セル間絶縁部（３）がガラス材料からなる、請求項１から１０のいずれかに記載の色素増感太陽電池モジュール（１００，２００）。
【請求項１２】
前記第１電極（１２）および前記第２電極（１４）は、チタン、ニッケル、タンタル、タングステン、ＳｎＯ2およびＩＴＯのうちの少なくとも１種からなる、請求項１から１１のいずれかに記載の色素増感太陽電池モジュール（１００，２００）。
【請求項１３】
対向する支持体（１）とカバー体（２）との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セル（１０）が配置された色素増感太陽電池モジュール（１００）であって、前記色素増感太陽電池セル（１０）は、前記支持体（１）上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層（１１）、第１電極（１２）、多孔性絶縁層（１３）、第２電極（１４）の順に積層された積層体（１５）を有し、前記色素増感太陽電池モジュール（１００）は、前記支持体（１）上に形成され、前記複数の積層体（１５）のそれぞれを分割するセル間絶縁部（３）と、前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間に形成され、前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間隔を保持する接続部（４）を有し、隣り合う積層体（１５）のうち、一方の積層体（１５）の第１電極（１２）および他方の積層体（１５）の第２電極（１４）は、両積層体（１５）の間に配置されたセル間絶縁部（３）の表面上にまで延設されて該表面上で互いに接触し、前記光電変換層（１１）の厚さが前記セル間絶縁部（３）の高さよりも小さい、色素増感太陽電池モジュール（１００）の製造方法において、
前記支持体（１）上に前記セル間絶縁部（３）を形成した後に前記積層体（１５）を形成する、色素増感太陽電池モジュール（１００）の製造方法。
【請求項１４】
対向する支持体（１）とカバー体（２）との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セル（２０）が配置された色素増感太陽電池モジュール（２００）であって、前記色素増感太陽電池セル（２０）は、前記支持体（２）上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層（１１）、第１電極（１２）、多孔性絶縁層（１３）、第２電極（１４）の順に積層された積層体（１５）を有し、前記色素増感太陽電池モジュール（２００）は、前記支持体（１）上に形成され、前記複数の積層体（１５）のそれぞれを分割するセル間絶縁部（３）と、前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間に形成され、前記セル間絶縁部（３）と前記カバー体（２）との間隔を保持する接続部（４）を有し、隣り合う積層体（１５）のうち、一方の積層体（１５）の第１電極（１２）が、両積層体（１５）の間に配置されたセル間絶縁部（３）の表面上にまで延設され、他方の積層体（１５）の第２電極（１４）が、多孔性絶縁層（１３）の側面に沿って両積層体（１５）の間に配置されたセル間絶縁部（３）の前記表面上にまで延設されることによって、当該セル間絶縁部（３）上で当該第１電極（１２）と当該第２電極（１４）とが接触し、前記接続部（４）は、前記第１電極（１２）と前記第２電極（１４）とが接触する接触領域を覆う、色素増感太陽電池モジュール（２００）の製造方法において、
前記支持体（１）上に前記セル間絶縁部（３）を形成した後に前記積層体（１５）を形成する、色素増感太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記積層体を形成した後に、さらに前記接続部を形成する、請求項１３または１４に記載の色素増感太陽電池モジュール（２００）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料に代るエネルギー源として、太陽光を電力に変換する太陽電池が注目されている。現在、結晶系シリコン基板を用いた太陽電池および薄膜シリコン太陽電池が実用化されている。しかし、前者にはシリコン基板の作製コストが高いという問題があり、後者には多種の半導体製造用ガスや複雑な装置を用いる必要があるために製造コストが高くなるという問題がある。このため、いずれの太陽電池においても光電変換の高効率化による発電出力当たりのコストを低減する努力が続けられているが、上記の問題を解決するには到っていない。【０００３】
さらに、新しいタイプの太陽電池として、金属錯体の光誘起電子移動を応用した色素増感太陽電池が提案されている（たとえば、特許文献１；特許第２６６４１９４号公報）。この色素増感太陽電池は、表面上に電極（第１電極および第２電極）を形成した２枚のガラス基板の電極間に、光増感色素を吸着させて可視光領域に吸収スペクトルをもたせた光電変換層と電解液とを挟持した構造を有する。この色素増感太陽電池において、透明な第１電極側に光を照射すると、光電変換層に電子が発生し、発生した電子が一方の第１電極から外部電気回路を通って対向する第２電極に移動し、移動した電子が電解質中のイオンにより運ばれて光電変換層に戻る、という現象が起こる。このような一連の電子移動の繰り返しにより、電気エネルギーを取り出すことが可能となる。【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の色素増感太陽電池の基本構造は、２枚のガラス基板の電極間に電解液を注入した構造であるため、小面積の太陽電池の試作は可能であるが、１ｍ角のような大面積の太陽電池への適用は困難である。すなわち、１つの太陽電池セルの面積を大きくすると、発生電流は面積に比例して増加するが、第１電極の面内方向の抵抗が増大し、それに伴って太陽電池としての内部直列電気抵抗が増大する。その結果、光電変換時の電流電圧特性における曲線因子（ＦＦ：フィルファクタ）、さらには短絡電流が低下し、光電変換効率が低くなるという問題が起こる。【０００５】
そこで、上記の問題を解決するために、複数個の色素増感太陽電池を直列接続した色素増感太陽電池モジュールが提案されている（たとえば、特許文献２；特許第４０８７４４５号公報）。この色素増感太陽電池モジュールでは、図１１に示すように、ガラス基板７１に透明導電膜７２が形成されている透明導電膜（ＴＣＯ）付ガラス基板７０が用いられている。透明導電膜７２はスクライブなどによって分割されることによって、それぞれ太陽電池セルの第１電極として機能し、１つの太陽電池セルの第１電極と隣り合う他の太陽電池セルの第２電極７３とが電気的に接続されている。【０００６】
しかしながら、上記の色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュールでは、光入射側の基板として透明導電膜付きガラス基板７０を用いているため、透明導電膜７２による光の反射と吸収が原因となって、光電変換層７５へ入射される光量が損失する問題があった。また、同色素増感太陽電池モジュールでは、透明導電膜付ガラス基板７０の受光面領域に、多孔性絶縁層７４や透明導電膜７２と第２電極７３とが接続する部分が位置している。このため、受光面において発電に寄与する光電変換層７５の占める割合が少ない、すなわち、モジュール内に形成される太陽電池セルの集積密度が低く、結果的に、光電変換効率が低くなってしまうという問題があった。【０００７】
上記の問題を解決するために、特許文献３（特許第４４１５４４８号公報）では、光入射側に透明導電膜付きガラスを使用しない色素増感太陽電池が開示されている。しかしながら、特許文献３には、色素増感太陽電池モジュールについての提案はない。これに対し、特許文献４（特開２００４−３１９３８３号公報）では、光入射側に透明導電膜付きガラスを使用しない色素増感太陽電池モジュールが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２６６４１９４号公報
【特許文献２】特許第４０８７４４５号公報
【特許文献３】特許第４４１５４４８号公報
【特許文献４】特開２００４−３１９３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４の色素増感太陽電池モジュールでは、受光面として利用可能な領域に電解質が存在する領域が存在するため、その集積密度は低く、光電変換効率が低いという問題があった。また、同色素増感太陽電池モジュールでは、隣り合う太陽電池の第１電極（負極）と第２電極（正極）を同一部材で形成することによって直列接続を行うため、電極の製造工程は複雑化する。さらには、該電極を用いた色素増感太陽電池モジュールの製造工程も複雑化する。このため、結果的に、電極の不具合の発生による生産性の低下、色素増感太陽電池モジュールの製造工程時のロスによる生産性の低下という問題があった。特に、メートル角級の大型モジュールを作製する場合には、生産性が大きく低下する傾向にあった。【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑みなされたものであり、光入射側に透明導電膜付きガラスを使用しない色素増感太陽電池モジュールであって、光電変換効率の高い色素増感太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、対向する支持体とカバー体との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セルが配置された色素増感太陽電池モジュールであって、色素増感太陽電池セルは、支持体上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層、第１電極、多孔性絶縁層、第２電極の順に積層された積層体を有し、色素増感太陽電池モジュールは、支持体上に形成され、複数の積層体のそれぞれを分割するセル間絶縁部と、セル間絶縁部とカバー体との間に形成され、セル間絶縁部とカバー体との間隔を保持する接続部を有し、隣り合う積層体のうち、一方の積層体の第１電極および他方の積層体の第２電極は、両積層体の間に配置されたセル間絶縁部の表面上にまで延設されて該表面上で互いに接触し、光電変換層の厚さがセル間絶縁部の高さよりも小さい、色素増感太陽電池モジュールである。【００１２】
上記第１の態様の色素増感太陽電池モジュールにおいて、セル間絶縁部の側面と支持体の表面との成す角度が９０度未満であることが好ましい。【００１３】
上記第１の態様の色素増感太陽電池モジュールにおいて、セル間絶縁部の高さ方向における断面が台形状であることが好ましい。【００１４】
上記第１の態様の色素増感太陽電池モジュールにおいて、接続部の一部は、第１電極と第２電極とが接触する接触領域を覆うことによってセル間絶縁部と固着し、接続部の他の一部は、カバー体と固着することが好ましい。【００１５】
本発明の第２の態様は、対向する支持体とカバー体との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セルが配置された色素増感太陽電池モジュールであって、色素増感太陽電池セルは、支持体上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層、第１電極、多孔性絶縁層、第２電極の順に積層された積層体を有し、色素増感太陽電池モジュールは、支持体上に形成され、複数の積層体のそれぞれを分割するセル間絶縁部と、セル間絶縁部とカバー体との間に形成され、セル間絶縁部とカバー体との間隔を保持する接続部を有し、隣り合う積層体のうち、一方の積層体の第１電極が、両積層体の間に配置されたセル間絶縁部の表面上にまで延設され、他方の積層体の第２電極が、多孔性絶縁層の側面に沿って両積層体の間に配置されたセル間絶縁部の表面上にまで延設されることによって、当該セル間絶縁部上で当該第１電極と当該第２電極とが接触し、接続部は、第１電極と第２電極とが接触する接触領域を覆う、色素増感太陽電池モジュールである。【００１６】
上記第２の態様の色素増感太陽電池モジュールにおいて、第２電極が延設される多孔性絶縁層の側面は傾斜しており、接続部は、多孔性絶縁層の側面上の第２電極を覆うことが好ましい。【００１７】
上記第２の態様の色素増感太陽電池モジュールにおいて、セル間絶縁部の高さと、光電変換層の厚さとが同一であることが好ましい。【００１８】
上記第２の態様の色素増感太陽電池モジュールにおいて、第２電極の一部は、多孔性絶縁層の一部に浸透していることが好ましい。【００１９】
上記第１の態様および第２の態様の各々の色素増感太陽電池モジュールは、積層体とカバー体との間に形成されるキャリア輸送材料層を有し、接続部は、隣り合う太陽電池セルのキャリア輸送材料層同士を隔絶する隔壁を兼ねることが好ましい。【００２０】
上記第１の態様および第２の態様の各々の色素増感太陽電池モジュールにおいて、光電変換層とセル間絶縁部が接触していることが好ましい。【００２１】
上記第１の態様および第２の態様の各々の色素増感太陽電池モジュールにおいて、セル間絶縁部がガラス材料からなることが好ましい。【００２２】
上記第１の態様および第２の態様の各々の色素増感太陽電池モジュールにおいて、第１電極および第２電極は、チタン、ニッケル、タンタル、タングステン、ＳｎＯ2およびＩＴＯのうちの少なくとも１種からなることが好ましい。【００２３】
また、本発明の第３の態様は、対向する支持体とカバー体との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セルが配置された色素増感太陽電池モジュールであって、色素増感太陽電池セルは、支持体上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層、第１電極、多孔性絶縁層、第２電極の順に積層された積層体を有し、色素増感太陽電池モジュールは、支持体上に形成され、複数の積層体のそれぞれを分割するセル間絶縁部と、セル間絶縁部とカバー体との間に形成され、セル間絶縁部とカバー体との間隔を保持する接続部を有し、隣り合う積層体のうち、一方の積層体の第１電極および他方の積層体の第２電極は、両積層体の間に配置されたセル間絶縁部の表面上にまで延設されて該表面上で互いに接触し、光電変換層の厚さがセル間絶縁部の高さよりも小さい、色素増感太陽電池モジュールの製造方法において、支持体上にセル間絶縁部を形成した後に積層体を形成する、色素増感太陽電池モジュールの製造方法である。【００２４】
また、本発明の第４の態様は、対向する支持体とカバー体との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セルが配置された色素増感太陽電池モジュールであって、色素増感太陽電池セルは、支持体上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層、第１電極、多孔性絶縁層、第２電極の順に積層された積層体を有し、色素増感太陽電池モジュールは、支持体上に形成され、複数の積層体のそれぞれを分割するセル間絶縁部と、セル間絶縁部とカバー体との間に形成され、セル間絶縁部とカバー体との間隔を保持する接続部を有し、隣り合う積層体のうち、一方の積層体の第１電極が、両積層体の間に配置されたセル間絶縁部の表面上にまで延設され、他方の積層体の第２電極が、多孔性絶縁層の側面に沿って両積層体の間に配置されたセル間絶縁部の表面上にまで延設されることによって、当該セル間絶縁部上で当該第１電極と当該第２電極とが接触し、接続部は、第１電極と第２電極とが接触する接触領域を覆う、色素増感太陽電池モジュールの製造方法において、支持体上にセル間絶縁部を形成した後に積層体を形成する、色素増感太陽電池モジュールの製造方法である。【００２５】
上記第３の態様および第４の態様の色素増感太陽電池モジュールの製造方法において、積層体を形成した後に、さらに接続部を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光電変換効率の高い色素増感太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態１の色素増感太陽電池モジュールの構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図１における領域Ａを模式的に示す拡大図である。
【図３】実施の形態１におけるセル間絶縁部の形状の別の一例を示す模式的な断面図である。
【図４】実施の形態１の色素増感太陽電池モジュールの製造方法の好ましい一例のフローチャートである。
【図５】実施の形態１において、格子形状のセル間絶縁部が形成された支持体の模式的な上面図である。
【図６】実施の形態１において、ストライプ形状のセル間絶縁部が形成された支持体の模式的な上面図である。
【図７】実施の形態２の色素増感太陽電池モジュールの構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】図７における領域Ｂを模式的に示す拡大図である。
【図９】実施の形態２における第１電極と第２電極との接続領域を模式的に示す図である。
【図１０】実施の形態２の色素増感太陽電池モジュールの製造方法の好ましい一例のフローチャートである。
【図１１】従来の色素増感太陽電池モジュールの構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る色素増感太陽電池モジュールおよびその製造方法の実施の形態を説明する。以下の実施の形態は一例であり、本発明の範囲内で種々の実施の形態での実施が可能である。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２９】
≪実施の形態１≫
本実施の形態１の色素増感太陽電池モジュールにおいて、光の入射面である支持体またはカバー体上で各太陽電池セルの接続を行わず、太陽電池セル間のセル間絶縁部上で各太陽電池セルの接続が行われる。これにより、色素増感太陽電池モジュールの集積密度が高くなるため、太陽電池セルの高い光電変換効率が実現される。したがって、色素増感太陽電池モジュールの光電変換効率が向上する。以下、図面を参照しながら、実施の形態１の色素増感太陽電池モジュールの一例について説明する。
【００３０】
＜色素増感太陽電池モジュール＞
図１は、実施の形態１の色素増感太陽電池モジュールの構造の一例を模式的に示す断面図である。図１において、色素増感太陽電池モジュール（以下、「モジュール」ともいう。）１００は、対向する支持体１とカバー体２との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セル（以下、「セル」ともいう。）１０を有する。モジュール１００は、さらに、支持体１上に形成され、後述する複数の積層体１５のそれぞれを分割するセル間絶縁部３と、該セル間絶縁部３とカバー体２との間に形成され、セル間絶縁部３とカバー体２との間隔を保持する接続部４と、を有する。
【００３１】
セル１０は、支持体１上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層１１、第１電極１２、多孔性絶縁層１３、第２電極１４の順に積層された積層体１５を有する。隣り合う積層体１５のうち、一方の積層体１５の第１電極１２および他方の積層体１５の第２電極１４は、両積層体１５の間に配置されたセル間絶縁部３の表面上にまで延設されて該表面上で互いに接触している。この構成により、各セル１０が直列に接続される。なお、モジュール１００の左端に露出する第２電極１４および右端に露出する第１電極１２はモジュール１００の取り出し電極としても機能する。
【００３２】
各セル１０において、第１電極１２および第２電極１４が直列に接続されている以外の構成は、セル間絶縁部３および接続部４によって隔絶されている。また、各セル１０は、支持体１、カバー体２、セル間絶縁部３および接続部４によって分割されており、分割された各セル１０内には、キャリア輸送材料が充填されている。したがって、積層体１５とカバー体２との間の領域には、キャリア輸送材料層１６が形成されることになる。なお、各セル１０内の隙間、たとえば、光電変換層１１や多孔性絶縁層１３の内部にもキャリア輸送材料が浸透していることはいうまでもない。また、光電変換層１１の厚さは、セル間絶縁部３の高さよりも小さいため、第１電極１２は、セル間絶縁部３の側面に沿うように形成される。
【００３３】
次に、図１〜図３を用いて、モジュール１００を構成する各構成要素について詳細に説明する。
【００３４】
（支持体）
支持体１は、少なくとも受光面となる部分には光透過性が必要となるため、光透過性の材料からなる必要がある。ただし、少なくとも後述する色素に実効的な感度を有する波長の光を実質的に透過させる材料であればよく、必ずしもすべての波長領域の光に対して透過性を有する必要はない。また、厚さは０．２〜５ｍｍ程度のものが好ましい。
【００３５】
すなわち、支持体１を構成する材料は、一般に太陽電池に使用可能で、かつ本発明の効果を発揮し得る材料であれば、特に限定されない。このような材料としては、たとえば、ソーダガラス、溶融石英ガラス、結晶石英ガラスなどのガラス基板、可撓性フィルムなどの耐熱性樹脂板などが挙げられる。
【００３６】
可撓性フィルム（以下、「フィルム」ともいう。）を構成する材料としては、たとえば、テトラアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、フェノキシ樹脂、テフロン（登録商標）などが挙げられる。
【００３７】
支持体１上に加熱を伴って他の部材を形成する場合、たとえば、支持体１上に２５０℃程度の加熱を伴って多孔性半導体からなる光電変換層１１を形成する場合には、２５０℃以上の耐熱性を有するテフロン（登録商標）が特に好ましい。支持体１は、完成したモジュール１００を他の構造体に取り付けるときの基体として利用することができる。すなわち、金属加工部品とねじを用いて支持体１の周辺部を他の構造体に容易に取り付けることができる。
【００３８】
（カバー体）
カバー体２は、キャリア輸送材料層１６を保持でき、また外部からモジュール１００内への水などの浸入を防ぐことができるものであればよい。ただし、カバー体２がモジュール１００の受光面となる場合は、光透過性が必要となるため、ソーダガラス、溶融石英ガラス、結晶石英ガラスなどのガラス基板などを用いることが好ましい。特に、屋外設置などを考慮すると、強化ガラスなどを好適に用いることができる。
【００３９】
ここで、カバー体２と第２電極１４は接触しないことが好ましい。これにより、キャリア輸送材料層１６用の領域を確保することができ、十分な量のキャリア輸送材料をセル１０内に保持することができる。また、カバー体２の一部にキャリア輸送材料の注入口を形成し、真空注入法や真空含浸法などによりキャリア輸送材料を注入する場合、カバー体２と第２電極１４とが接触していないことにより、キャリア輸送材料の注入速度が速くなる。したがって、モジュール１００の製造タクトを向上させることができる。
【００４０】
（セル間絶縁部）
セル間絶縁部３は、セル１０同士を電気的に絶縁できる材料であればよく、紫外線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂などを用いることができる。また、支持体１上に所望の形状に形成し易い材料を用いることが好ましい。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ホットメルト樹脂、ガラス系材料などが好ましく、これらの２種類以上を用いて複数層構造にしてもよい。
【００４１】
ただし、セル間絶縁部３を形成した後に積層体１５を形成する場合、光電変換層１１などの形成温度に対して、耐熱性を有することが好ましい。また、支持体１側を受光面とする場合、セル間絶縁部３も紫外線に照射されるため、紫外線に対する耐光性を有することが好ましい。このため、特に、ガラス系材料を好適に用いることができる。
【００４２】
ガラス系材料としては、たとえば、ガラスペーストやガラスフリットとして市販されているものがある。特に、キャリア輸送材料との反応性や環境問題を考慮すれば、鉛フリーの材料であることが好ましい。さらに、ガラス材料からなる支持体１上にセル間絶縁部３を形成する場合、５５０℃以下の焼成温度で形成されることが好ましく、たとえば、ビスマス系ガラスペーストやリン酸スズ系ガラスペーストを好適に用いることができる。
【００４３】
ここで、セル間絶縁部３の形状について、図２を用いて説明する。
図２は、図１における領域Ａを模式的に示す拡大図である。図２において、光電変換層１１の厚さがセル間絶縁部３の高さよりも小さいため、光電変換層１１上に形成される第１電極１２は、セル間絶縁部３の側面３ａに沿うように延設される。また、１つのセル１０の構成要素である第１電極１２と、該セル１０と隣り合う他のセル１０の構成要素である第２電極１４とが、セル間絶縁部３の上面３ｂ上で接触している。なお、上面３ｂで第１電極１２と第２電極１４とが重なっていてもよい。
【００４４】
第１電極１２を形成する場合、図２に示すように、第１電極１２が沿うセル間絶縁部３の側面３ａと支持体１の表面１ａとの成す角度は９０度未満であることが好ましい。なお、図２では、側面３ａと表面１ａとが接する位置の角度を角度αとして例示するが、角度αはこの位置に限られず、側面３ａの全ての位置を含む。すなわち、セル間絶縁部３の側面３ａの高さ（図中上下方向）のいずれの位置を基準にした場合であっても、側面３ａと表面１ａとの角度αは９０度未満であることが好ましい。
【００４５】
セル間絶縁部３の断面において、側面３ａは図２のように直線状であってもよく、たとえば、図３に示すように、曲線であってもよい。なお、図３には、支持体１およびセル間絶縁部３の断面のみを図示した。図２および図３において、角度αが９０度未満であることにより、容易に第１電極１２を側面３ａに沿うように形成することができる。その理由は以下の通りである。
【００４６】
第１電極１２は、後述するように、蒸着法、スパッタ法などの真空形成法、または印刷法、スプレー法などの形成方法によって簡便に形成することができる。これらの方法によって第１電極１２を形成する場合、角度αが９０度以上の場合、側面３ａへの第１電極１２の形成が困難となる。このため、第１電極１２をセル間絶縁部３の表面上に延設させることが難しくなり、第１電極１２が断裂したり、あるいは第１電極１２に欠損が生じたりすることによって、セル１０間の抵抗が増加してしまう場合がある。
【００４７】
これに対し、角度αが９０度未満の場合、上記形成方法によって第１電極１２を光電変換層１１上だけでなく、セル間絶縁部３の側面３ａ上にも容易に形成することができる。したがって、第１電極１２の形成不良に起因するセル１０間の抵抗の増加を抑制することができ、もって、モジュール１００の光電変換効率を高めることができるとともに、モジュール１００の生産性を高めることができる。さらに、角度αを４５度以下にすることにより、側面３ａ上の第１電極１２の厚さ分布が均一性が向上するためより好ましい。
【００４８】
また、図２中の側面３ｃについても、支持体１の表面１ａとの成す角度が９０度未満であることが好ましい。その理由は以下の通りである。すなわち、図２に示すように、セル間絶縁部３の上面３ｂの位置（支持体１の表面１ａからの距離）と、多孔性絶縁層１３の上面の位置（支持体１の表面１ａからの距離）が一致する場合には、第２電極１４はフラットに形成することができる。これに対し、セル間絶縁部３の上面３ｂの位置よりも多孔性絶縁層１３の上面の位置のほうが低い場合には、第２電極１４も、セル間絶縁部３の側面３ｃに沿うように形成する必要がある。したがって、この場合には、側面３ｃと表面１ａとの成す角度が９０度未満であることによって、第２電極１４をセル間絶縁部３の側面３ｃに容易に延在させることができる。
【００４９】
また、セル間絶縁部３の上面３ｂは、フラットであることが好ましい。これにより、第１電極１２と第２電極１４とを上面３ｂ上で接触させるための製造時の制御が容易となり、モジュール１００の生産性が向上し、低コスト化が可能となる。また、第１電極１２と第２電極１４との接続をセル間絶縁部３の表面上で行なうことにより、支持体１の受光領域において光電変換層１１を配置することができる領域を大きくすることができる。すなわち、この構成により、モジュール１００の集積密度を大きくすることができ、もって、モジュール１００の光電変換効率を大きくすることができる。また、上面３ｂがフラットであることにより、接続部４を上面３ｂ上に容易に形成することができるという点でも好ましい。
【００５０】
以上のことから、セル間絶縁部３の形状は、高さ方向における断面形状が台形であることがより好ましい。この場合、セル間絶縁部３の強度は高く、セル間絶縁部３の形成も簡便であり、また、支持体１との接触領域を小さく設定しながらも、上記効果を奏することができる。
【００５１】
（接続部）
接続部４は、セル間絶縁部３とカバー体２との間に形成されて、セル間絶縁部３とカバー体２との間隔を保持する。すなわち、支持体１とカバー体２との間隔を一定に保持する。この構成により、積層体１５とカバー体２との間には間隔が保持され、落下物などによる応力（衝撃）や長期の使用によってモジュール１００に発生しがちなたわみなどを、接続部４によって吸収することができる。
【００５２】
また、接続部４の存在によって保持される積層体１５とカバー体２との間には、キャリア輸送材料層１６が形成されるが、１つのセル１０内のキャリア輸送材料が隣のセル１０内に移動するのを接続部４によって防ぐことができる。すなわち、接続部４は、隣り合うキャリア輸送材料層１６同士を隔絶する隔壁を兼ねる。
【００５３】
接続部４の材料は、紫外線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の少なくとも１種を用いることができる。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ホットメルト樹脂、ガラス系材料などが好ましく、これらの２種類以上を用いて複数層構造にしてもよい。たとえば、スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−１０１、スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８、および一般に市販されているエポキシ樹脂などがある。接続部４を形成するにあたって、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスフリットを用いる場合には、ディスペンサーを用いて形成することができる。ホットメルト樹脂を用いる場合には、シート状のホットメルト樹脂にパターニングした穴を開けることにより形成することができる。
【００５４】
また、接続部４は、図２に示すように、その一部が第１電極１２と第２電極１４とが接触する接触領域を覆うことによってセル間絶縁部３の上面３ｂ上に形成され、かつ、別の一部がカバー体２に固着するように形成されることが好ましい。この構成により、セル間絶縁部３とカバー体２との間隔を保持する機能に加え、セル１０間での短絡を効率的に抑制するができる。
【００５５】
（光電変換層）
光電変換層１１は、色素を吸着した多孔性半導体層からなり、キャリア輸送材料が層内外を移動することができる。以下に、多孔性半導体層および色素についてそれぞれ説明する。
【００５６】
１．多孔性半導体層
多孔性半導体層を構成する半導体の種類は、当該分野で一般に光電変換材料に使用されるものであれば特に限定されない。たとえば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化セリウム、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、硫化鉛、硫化亜鉛、リン化インジウム、銅−インジウム硫化物（ＣｕＩｎＳ2）、ＣｕＡｌＯ2、ＳｒＣｕ2Ｏ2などの半導体化合物およびこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、安定性および安全性の点から、酸化チタンが特に好ましい。
【００５７】
多孔性半導体層に好適に用いられる酸化チタンとしては、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸、オルソチタン酸などの酸化チタンおよび水酸化チタン、含水酸化チタンなどがあり、これらの単独または混合物を用いることができる。アナタース型とルチル型の２種類の結晶系酸化チタンは、その製法や熱履歴によりいずれの形態にもなり得るが、アナタース型が一般的である。本発明においては、色素増感に関して、アナタース型の含有率の高いもの、たとえば８０％以上がアナタース型である酸化チタンが特に好ましい。
【００５８】
半導体の形態としては、単結晶、多結晶のいずれでもよいが、安定性、結晶成長の容易さ、製造コストなどの観点から、多結晶が好ましく、多結晶からなる半導体微粒子（ナノからマイクロスケール）の形態が特に好ましい。したがって、たとえば、多孔性半導体層の材料として、酸化チタンの微粒子を用いることが特に好ましい。酸化チタンの微粒子は、気相法、液相法（水熱合成法、硫酸法）など公知の方法により製造することができる。また、デグサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）社が開発した塩化物を高温加水分解することにより得る方法もある。
【００５９】
また、半導体微粒子として、同一または異なる半導体化合物からなる２種類以上の粒子サイズの微粒子を混合したものを用いてもよい。粒子サイズの大きな半導体微粒子は入射光を散乱させることによって光捕捉率の向上に寄与し、粒子サイズの小さな半導体微粒子は色素の吸着点をより多くして色素の吸着量の向上に寄与するものと考えられる。
【００６０】
異なる粒子サイズの平均粒径の比率は１０倍以上が好ましく、粒子サイズの大きな半導体微粒子の平均粒径は１００〜５００ｎｍ程度が適当であり、粒子サイズの小さな半導体微粒子の平均粒径は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度が適当である。異なる半導体化合物からなる混合粒子の場合、吸着作用の強い半導体化合物を粒子サイズの小さな半導体微粒子とするのが効果的である。
【００６１】
多孔性半導体層の厚さは、特に限定されるものではないが、たとえば０．１〜１００μｍ程度が適当である。また、多孔性半導体層は、表面積が大きなものが好ましく、表面積としては、たとえば１０〜２００ｍ2／ｇ程度が好ましい。
【００６２】
２．色素
多孔性半導体層に吸着して光増感剤として機能する色素としては、可視光領域または赤外光領域に吸収をもつ種々の有機色素、金属錯体色素などが挙げられ、これらの色素の１種または２種以上を選択的に用いることができる。
【００６３】
有機色素としては、たとえば、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、ポルフィリン系色素、ペリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素などが挙げられる。有機色素の吸光係数は、一般に、遷移金属に分子が配位結合した形態をとる金属錯体色素に比べて大きい。
【００６４】
金属錯体色素は、色素に金属が配位結合したものである。色素としては、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、ルテニウム系色素などが挙げられる。金属としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｌａ、Ｗ、Ｐｔ、ＴＡ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｇａ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｒｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ａｕ、Ａｃ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｒｈなどが挙げられる。なかでも、フタロシアニン系色素、ルテニウム系色素に金属が配位したものが好ましく、ルテニウム系金属錯体色素が特に好ましい。
【００６５】
特に、次式（１）〜（３）で表されるルテニウム系金属錯体色素が好ましい。市販のルテニウム系金属錯体色素としては、たとえば、Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製の商品名Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ５３５色素、Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ５３５−ｂｉｓＴＢＡ色素、Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０−１Ｈ３ＴＢＡ色素などが挙げられる。
【００６６】
【化１】
2012053327.tif 000003
【００６７】
【化２】
2012053327.tif 000004
【００６８】
【化３】
2012053327.tif 000005
【００６９】
また、多孔性半導体層に色素を強固に吸着させるためには、色素を構成する分子中にカルボキシル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基などのインターロック基を有するものが好ましい。なお、インターロック基とは、一般に、多孔性半導体層に色素が固定される際に介在し、励起状態の色素と半導体の伝導帯との間の電子の移動を容易にする電気的結合を提供するものである。
【００７０】
（第１電極）
第１電極１２としては、導電性を有するものであれば特に限定されず、光透過性を有していても有していなくてもよい。ただし、カバー体２を受光面にする場合は光透過性が必要となる。
【００７１】
第１電極１２を構成する材料としては、たとえば、インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化錫にフッ素をドープしたもの（ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが挙げられる。また、チタン、ニッケル、タンタルなど、電解液に対して腐食性を示さない金属を用いてもよい。このような材料からなる第１電極１２は、スパッタ法、スプレー法などの公知の方法により光電変換層１１上に形成することができる。
【００７２】
第１電極１２の厚さは、０．０２μｍ〜５μｍ程度が適当であり、膜抵抗としては低いほどよく、特に４０Ω／ｓｑ以下が好ましい。また、第１電極１２が緻密な構造である場合、キャリア輸送材料の通過を容易にするために、キャリア輸送材料パス用の複数の小孔を形成することが好ましい。
【００７３】
上記小孔は、第１電極１２に対する物理接触やレーザー加工により形成することができる。小孔の大きさは、０．１μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、１μｍ〜５０μｍ程度がさらに好ましい。小孔と小孔の間隔は、１μｍ〜２００μｍ程度が好ましく、１０μｍ〜３００μｍ程度がさらに好ましい。また、ストライプ状の開口部を第１電極１２に形成することによっても同様な効果が得られる。ストライプ状の開口部の間隔は、１μｍ〜２００μｍ程度が好ましく、１０μｍ〜３００μｍ程度がさらに好ましい。
【００７４】
（多孔性絶縁層）
多孔性絶縁層１３は、１つのセル１０内における第１電極１２と第２電極１４を電気的に絶縁する機能を有する層であり、１つのセル１０内において、第１電極１２と第２電極１４の間に形成される。また、隣り合うセルでの第１電極１２同士の間を埋めるように形成することが好ましい。多孔性絶縁層１３は多孔性であるため、キャリア輸送材料は多孔性絶縁層１３層内外を移動することができる。
【００７５】
多孔性絶縁層１３を構成する材料としては、たとえば、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、シリカガラスやソーダガラスなどの酸化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられ、これらの材料の１種または２種以上を選択的に用いることができる。また、粒径が１００ｎｍ〜５００ｎｍの酸化チタン、ルチル型酸化チタンを好適に用いることができる。これらの材料は粒子状であるのが好ましく、その平均粒径は５〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜３００ｎｍである。
【００７６】
（第２電極）
第２電極１４としては、第１電極１２と同様な材料および同様な手法を用いて形成することができる。また、光透過性については、カバー体２が受光面となる場合には不可欠となる。また、第２電極１４の構成が緻密な場合には、第１電極１２と同様に、小孔を設けることが好ましい。
【００７７】
ここで、第２電極１４において、第２電極１４表面付近での酸化還元反応を促進するために、多孔性絶縁層１３との界面に触媒層（不図示）が形成されていることが好ましい。触媒層を構成する材料は、当該分野で一般に光電変換材料に使用されるものであれば特に限定されず、たとえば、白金、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレンなどを用いることができる。触媒層の厚さは、たとえば、０．５ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が適当である。
【００７８】
（キャリア輸送材料層）
キャリア輸送材料層１６は、図１に示すように、支持体１、カバー体２、セル間絶縁部３および接続部４によって囲まれた領域であって、積層体１５とカバー体２との間の領域のことであり、キャリア輸送材料が充填されている領域をいう。
【００７９】
すなわち、図１に示すモジュール１００において、支持体１、カバー体２、セル間絶縁部３および接続部４によって囲まれた領域はそれぞれセル１０を構成しており、この領域には、それぞれキャリア輸送材料が充填されている。このため、セル１０内の空間や空隙、たとえば、積層体１５とカバー体２との間の領域、多孔性である光電変換層１１および多孔性絶縁層１３の孔内、また、第１電極１２や第２電極１４の小孔内にはキャリア輸送材料が充填されている。したがって、キャリア輸送材料は、セル１０内全域に充填されている状態であるが、本発明では、特に、他の構成要素が介在せず、キャリア輸送材料のみで満たされている領域を、キャリア輸送材料層１６としている。
【００８０】
キャリア輸送材料は、イオンを輸送できる導電性材料で構成され、好適な材料として、たとえば、液体電解質、固体電解質、ゲル電解質、溶融塩ゲル電解質などが挙げられる。
【００８１】
液体電解質は、酸化還元種を含む液状物であればよく、一般に電池や太陽電池などにおいて使用することができるものであれば特に限定されない。具体的には、酸化還元種とこれを溶解可能な溶剤からなるもの、酸化還元種とこれを溶解可能な溶融塩からなるもの、酸化還元種とこれを溶解可能な溶剤と溶融塩からなるものが挙げられる。
【００８２】
酸化還元種としては、たとえば、Ｉ-／Ｉ3-系、Ｂｒ2-／Ｂｒ3-系、Ｆｅ2+／Ｆｅ3+系、キノン／ハイドロキノン系などが挙げられる。具体的には、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ2）などの金属ヨウ化物とヨウ素（Ｉ2）の組み合わせ、テトラエチルアンモニウムアイオダイド（ＴＥＡＩ）、テトラプロピルアンモニウムアイオダイド（ＴＰＡＩ）、テトラブチルアンモニウムアイオダイド（ＴＢＡＩ）、テトラヘキシルアンモニウムアイオダイド（ＴＨＡＩ）などのテトラアルキルアンモニウム塩とヨウ素の組み合わせ、および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、臭化カルシウム（ＣａＢｒ2）などの金属臭化物と臭素の組み合わせが好ましく、これらの中でも、ＬｉＩとＩ2の組み合わせが特に好ましい。
【００８３】
また、酸化還元種の溶剤としては、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、アセトニトリルなどのニトリル化合物、エタノールなどのアルコール類、水、非プロトン極性物質などが挙げられる。これらの中でも、カーボネート化合物やニトリル化合物が特に好ましい。これらの溶剤は２種類以上を混合して用いることもできる。
【００８４】
固体電解質は、電子、ホール、イオンを輸送できる導電性材料で、太陽電池の電解質として用いることができ、流動性がない。具体的には、ポリカルバゾールなどのホール輸送材、テトラニトロフロオルレノンなどの電子輸送材、ポリロールなどの導電性ポリマー、液体電解質を高分子化合物により固体化した高分子電解質、ヨウ化銅、チオシアン酸銅などのｐ型半導体、溶融塩を含む液体電解質を微粒子により固体化した電解質などが挙げられる。
【００８５】
ゲル電解質は、通常、電解質とゲル化剤からなる。ゲル化剤としては、たとえば、架橋ポリアクリル樹脂誘導体や架橋ポリアクリロニトリル誘導体、ポリアルキレンオキシド誘導体、シリコーン樹脂類、側鎖に含窒素複素環式四級化合物塩構造を有するポリマーなどの高分子ゲル化剤、などが挙げられる。
【００８６】
溶融塩ゲル電解質は、通常、上記のようなゲル電解質と常温型溶融塩からなる。常温型溶融塩としては、たとえば、ピリジニウム塩類、イミダゾリウム塩類などの含窒素複素環式四級アンモニウム塩化合物類などが挙げられる。
【００８７】
上記の電解質には、必要に応じて添加剤を加えてもよい。添加剤としては、t-ブチルピリジン（ＴＢＰ）などの含窒素芳香族化合物、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＤＭＰＩＩ）、メチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＭＰＩＩ）、エチルメチルイミダゾールアイオダイド（ＥＭＩＩ）、エチルイミダゾールアイオダイド（ＥＩＩ）、ヘキシルメチルイミダゾールアイオダイド（ＨＭＩＩ）などのイミダゾール塩が挙げられる。
【００８８】
電解質中の電解質濃度は、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上１．５ｍｏｌ／Ｌ以下の範囲が好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上０．７ｍｏｌ／Ｌ以下の範囲が特に好ましい。ただし、モジュール１００において、受光面側に触媒層がある場合、すなわち、カバー体２が受光面となる場合、入射光が電解液を通して光電変換層１１に達し、キャリアが励起されることになる。そのため、電解質濃度により、太陽電池の性能が低下する場合があるので、この点を考慮して電解質濃度を設定するのが好ましい。
【００８９】
上述した本発明に係るモジュール１００によれば、第１電極１２と第２電極１４が、セル間絶縁部３の表面上で接続している。この構成により、受光面側に第１電極１２や第２電極１４が存在することによる受光ロスが抑制されるため、短絡電流を増加させることができ、結果的に、光電変換効率を高めることができる。特に、図１に示すように、２つのセル間絶縁部３の間の全域に光電変換層１１を形成することによって、集積密度を高めることができるため、光電変換効率をより向上させることができる。また、特許文献４のように、複雑な構造の電極を用いる必要がないため、メートル角のモジュールを実現することができる。
【００９０】
また、第１電極１２と第２電極１４を、強固なセル間絶縁部３の表面上で接続するため、電極の接続不良による短絡の発生や抵抗の増大を防止することができ、もって、モジュール１００の生産性を高めることができる。特に、セル間絶縁部３の側面と、支持体１の表面との成す角度が９０度未満である場合、第１電極１２または第２電極１４をセル間絶縁部３の側面に沿うように容易に形成することができるため、より生産性を高めることができる。また、セル間絶縁部３の高さ方向の断面形状が台形である場合、あるいは、上記角度が４５度以下である場合、さらに容易に第１電極１２および第２電極１４をセル間絶縁部３の表面上に形成することができ、生産性をさらに高めることができる。また、この構成により、第１電極１２および第２電極１４の接続を、従来のように光電変換層に並列するような位置で行なうことがない。このため、受光面に対する光電変換層１１の面積割合を大きくすることが可能となり、モジュール１００の出力密度を向上させることができる。
【００９１】
また、セル間絶縁部３の表面に形成される第１電極１２または第２電極１４が、金属などの反射性能を有する材料からなり、かつ、セル間絶縁部３が光透過性を有する材料からなることが好ましい。この場合、セル間絶縁部３の側面と支持体１の表面との成す角度が９０度未満であることにより、セル間絶縁部３に照射された光を第１電極１２および／または第２電極１４によって反射することができる。そして、この反射光が光電変換層１１に入射することによって、モジュール１００の光電変換効率はさらに高まる。
【００９２】
また、本発明に係るモジュール１００は、セル間絶縁部３とカバー体２との間に接続部４が形成されており、セル間絶縁部３とカバー体２とは、第１電極１２と第２電極１４との接続領域と接続部４とを介して、固着されることになる。この構成により、各セル１０同士は高精度に分割されて隔絶されるため、各セル１０間でのキャリア輸送材料の移動を十分に抑制することができる。したがって、各セル１０間での電位差を確実に維持することができ、もって高い光電変換効率を維持することができる。特に、第１電極１２と第２電極１４とが接続される領域およびその近傍を覆う状態で接続部４を形成することにより、セル１０内部での短絡を容易に防ぐことができる。
【００９３】
また、カバー体２と第２電極１４とが接触しないことにより、十分な量のキャリア輸送材料をセル１０内に保持することができる。また、カバー体２の一部にキャリア輸送材料の注入口を形成し、真空注入法や真空含浸法などによりキャリア輸送材料を注入する場合、カバー体２と第２電極１４とが接触していないことにより、キャリア輸送材料の注入速度が速くなる。したがって、モジュール１００の製造タクトを向上させることができる。
【００９４】
また、接続部４が存在することにより、たとえば、モジュール１００の厚み方向に力が加えられた場合でも、第１電極１２や第２電極１４とカバー体２との接触を効果的に抑制することができる。したがって、光電変換に重要な積層体１５の損傷を防ぐことができる。
【００９５】
＜色素増感太陽電池モジュールの製造方法＞
以下に、図１、図４および図５を用いて、実施の形態１のモジュール１００の製造方法の一例ついて説明する。図４は、実施の形態１の色素増感太陽電池モジュールの製造方法の好ましい一例のフローチャートであり、図５は、実施の形態１において、格子形状のセル間絶縁部が形成された支持体の模式的な上面図である。
【００９６】
（セル間絶縁部の形成）
まず、図４のステップＳ１において、支持体１上にセル間絶縁部３を形成する。
【００９７】
セル間絶縁部３の形成方法は特に限定されず、たとえば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラス系材料を用いる場合には、ディスペンサーを用いて形成することができ、ホットメルト樹脂を用いる場合には、シート状のホットメルト樹脂にパターニングした穴を開けることにより形成することができる。
【００９８】
セル間絶縁部３は、後に形成される光電変換層１１を分割するように形成される。たとえば、図５に示すように、支持体１上に、短冊形状の積層体１５形成用の領域（図中の領域ｂ）を環囲するように格子状に形成することができる。
【００９９】
（積層体の形成）
次に、図４のステップＳ２において、セル間絶縁部３で分割された領域ｂに、積層体１５を形成する。積層体１５は、多孔性半導体層（色素未吸着の光電変換層１１）、第１電極１２、多孔性絶縁層１３および第２電極１４の順に形成され、多孔性半導体層に色素を吸着させることによって光電変換層１１を完成させることによって作製される。以下、順に説明する。
【０１００】
１．多孔性半導体層の形成
まず、支持体１の領域ｂ上に光電変換層１１を構成する多孔性半導体層が形成される。多孔性半導体層は、たとえば、上述の半導体微粒子を含有する懸濁液を領域ｂに塗布し、乾燥および焼成の少なくとも一方を行うことによって形成される。
【０１０１】
具体的には、まず、半導体微粒子を適当な溶剤に懸濁して懸濁液を得る。このような溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのグライム系溶剤、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、イソプロピルアルコール／トルエンなどのアルコール系混合溶剤、水などが挙げられる。また、このような懸濁液の代わりに市販の酸化チタンペースト（たとえば、Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、Ｔｉ−ｎａｎｏｘｉｄｅ、Ｔ、Ｄ、Ｔ／ＳＰ、Ｄ／ＳＰ、）を用いてもよい。
【０１０２】
次いで、得られた懸濁液を支持体１の領域ｂ上に塗布し、乾燥および焼成の少なくとも一方を行って多孔性半導体層を支持体１上に形成する。塗布する方法は、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法、スクリーン印刷法など公知の方法を用いることができる。特に、光電変換層１１とセル間絶縁部３が接触するように形成する場合、すなわち、図１に示すように、セル間絶縁部３によって分割される領域全域に光電変換層１１を形成する場合には、ペースト粘性を低く調整し、これをディスペンサーなどからセル間絶縁部３によって分割される領域に塗布することが好ましい。ペースト粘性が低いことにより、ペーストが自重で当該領域の端部まで広がるため、容易にレベリングすることができる。
【０１０３】
乾燥および焼成に必要な温度、時間、雰囲気などは、半導体微粒子の種類に応じて適宜設定すればよく、たとえば、大気雰囲気下または不活性ガス雰囲気下で、５０〜８００℃程度の範囲で１０秒〜１２時間程度行うことができる。この乾燥および焼成は、単一の温度で１回行ってもよく、温度を変化させて２回以上行ってもよい。
【０１０４】
多孔性半導体層は、複数層であってもよい。この場合、異なる半導体微粒子の懸濁液を調製し、塗布、乾燥および焼成の少なくとも一方を行う工程を２回以上繰り返せばよい。また、多孔性半導体層を形成した後、半導体微粒子同士の電気的接続の向上、多孔性半導体層の表面積の増加、半導体微粒子上の欠陥準位の低減などの、性能向上を目的として、後処理を行ってもよい。たとえば、多孔性半導体層が酸化チタン膜の場合には、四塩化チタン水溶液で処理することによって、多孔性半導体層の性能を向上させることができる。
【０１０５】
ところで、本実施形態において、光電変換層１１は、領域ｂの全面に均一に形成されることが好ましく、この場合、セル間絶縁部３と光電変換層１１は接触することになる。このような構成の場合、たとえば、通常のスクリーン印刷用のペーストを用いて、セル間絶縁部３の間の領域ｂに図１に示すような多孔性半導体層を形成することが難しい場合がある。通常、スクリーン印刷は、スクリーンパターンにペーストを充填し、それをスキージでおさえて印刷対象の基板とスクリーンを接触させながら印刷するものであるため、スクリーンと基板が接触しない部分への印刷精度は、他の部分に比べて低くなってしまうためである。
【０１０６】
そこで、光電変換層１１を領域ｂの全面に均一に形成するためには、ペースト粘性を低く調整し、これをディスペンサーなどから領域ｂ内に塗布することが好ましい。この場合、ペースト粘性が低いために、ペーストが自重で領域ｂの端部まで広がるため、容易にレベリングすることができる。その後、塗布されたペーストを乾燥または焼成することによって多孔性半導体層が形成される。
【０１０７】
２．第１電極の形成
次に、多孔性半導体層（色素未吸着の光電変換層１１）上に第１電極１２を形成する。第１電極１２の一端は、後に形成される第２電極１４の一端と接続するために、セル間絶縁部３の表面にまで延在するように形成される。なお、形成方法は特に制限されず、たとえば、スパッタ法、スプレー法などの公知の方法を用いることができる。第１電極１２の構造が緻密である場合には、小孔を形成してもよい。また、レーザスクライブ法などを用いて、電極形状をストライプ形状や格子形状にしてもよい。
【０１０８】
３．多孔性絶縁層の形成
次に、第１電極１２上に多孔性絶縁層１３を形成する。多孔性絶縁層１３は多孔性半導体層と同様の方法によって形成することができる。すなわち、微粒子状の絶縁物を適当な溶剤に分散し、さらにエチルセルロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などの高分子化合物を混合してペーストを得、得られたペーストを第１電極１２上に塗布し、乾燥および焼成の少なくとも一方を行う。これにより、第１電極１２上に多孔性の多孔性絶縁層１３を容易に形成することができる。
【０１０９】
なお、第２電極１４の形成を容易にし、第１電極１２と第２電極１４とをより確実に接続されるためには、多孔性絶縁層１３の表面と、セル間絶縁部３の上面とが連なって１つの面が形成されるように（図１参照。）、各層の厚みまたはセル間絶縁部３の高さを調製することが好ましい。
【０１１０】
４．触媒層の形成
多孔性絶縁層１３と第２電極１４との間に、触媒層を配置する場合には、第２電極１４を形成する前に、多孔性絶縁層１３の表面に触媒層を形成する。触媒層の形成方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。具体的には、触媒層として白金を用いる場合、スパッタ法、塩化白金酸の熱分解、電着などの方法を用いて、多孔性絶縁層１３上に形成することができる。また、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレンなどのカーボンを用いる場合には、溶剤に分散してペースト状にしたカーボンをスクリーン印刷法などを用いて多孔性絶縁層１３に塗布することにより形成することができる。
【０１１１】
５．第２電極の形成
次に、多孔性絶縁層１３上に第２電極１４を形成する。第２電極１４の形成方法には、第１電極１２の形成方法と同様の方法を用いることができる。第２電極１４の構造が緻密である場合には、小孔を形成してもよい。また、レーザスクライブ法などを用いて、電極形状をストライプ形状や格子形状にしてもよい。
【０１１２】
６．色素の吸着
次に、多孔性半導体層に色素を吸着させて、光電変換層１１を完成させる。多孔性半導体層に上記色素を吸着させる方法としては、たとえば、色素を溶解した溶液（色素吸着用溶液）を多孔性半導体層に浸透させる方法が挙げられる。この際、色素吸着用溶液を多孔性半導体層内の微細孔奥部まで浸透させるために、色素吸着用溶液を加熱してもよい。
【０１１３】
色素を溶解させる溶剤としては、色素を溶解するものであればよく、たとえば、アルコール、トルエン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、クロロホルム、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。これらの溶剤は、精製されたものが好ましく、２種類以上を混合して用いてもよい。色素吸着用溶液中の色素濃度は、使用する色素、溶剤の種類、色素吸着工程などの条件に応じて適宜設定することができる。吸着機能を向上させるためには、高濃度であることが好ましく、たとえば、１×１０-5ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましい。色素吸着用溶液の調製においては、色素の溶解性を向上させるために溶剤を加熱してもよい。以上の工程により、セル間絶縁部３で分割された領域ｂに、積層体１５が形成される。
【０１１４】
（接続部の形成）
次に、図４のステップＳ３において、セル間絶縁部３上に接続部４を形成する。接続部４の形成方法は、セル間絶縁部３の形成方法と同様の方法を用いることができる。特に、接続部４は、第１電極１２と第２電極１４との接続領域を覆うように、セル間絶縁部３上に形成されることが好ましい。
【０１１５】
（カバー体の配置）
次に、図４のステップＳ４において、接続部４上にカバー体２を配置して接続部４を硬化させることによって、カバー体２と接続部４とを固着させる。なお、この段階でのカバー体２には、支持体１、カバー体２、セル間絶縁部３および接続部４によって分割される各領域にキャリア輸送材料を注入できるように、注入口が形成されている。
【０１１６】
（キャリア輸送材料層の形成）
次に、図４のステップＳ５において、積層体１５とカバー体２との間に、キャリア輸送材料層１６を形成する。具体的には、カバー体２の各注入口より、各領域内にキャリア輸送材料を注入する。これにより、積層体１５とカバー体２との間の領域にキャリア輸送材料が充填され、キャリア輸送材料層１６が形成される。なお、多孔性である光電変換層１１および多孔性絶縁層１３の孔内、また、第１電極１２や第２電極１４の小孔内にもキャリア輸送材料が充填される。
【０１１７】
（封止）
そして、最後に、図４のステップＳ６において、カバー体２の注入口を樹脂などで塞ぐことによって、キャリア輸送材料をセル１０内に封止して、モジュール１００を完成させる。
【０１１８】
上述した色素増感太陽電池モジュールの製造方法により、上記モジュール１００を高い生産性で歩留まり良く製造することができる。また、他の製造方法として、セル間絶縁部３を図６に示すようなストライプ形状となるように形成してもよい。この場合、図６中のセル間絶縁部３と図中の点線で囲まれる領域ｃに積層体１５を形成した後に、開放されている両端部（図６中の点線部分）にさらに絶縁部を形成して領域ｃを環囲することができる。
【０１１９】
≪実施の形態２≫
本実施の形態２の色素増感太陽電池モジュールにおいて、従来のような透明導電膜付ガラス基板を用いず、各色素増感太陽電池セルの分割を新規な構成で行なう。この構成により、集積密度に影響を及ぼすことなく、各色素増感太陽電池セルの安定的な分割が可能となり、もって、色素増感太陽電池モジュールの光電変換効率が向上する。以下、図面を参照しながら、実施の形態２の色素増感太陽電池モジュールの一例について説明する。
【０１２０】
＜色素増感太陽電池モジュール＞
図７は、実施の形態２の色素増感太陽電池モジュールの構造の一例を模式的に示す断面図である。図７において、色素増感太陽電池モジュール（以下、「モジュール」ともいう。）２００は、対向する支持体１とカバー体２との間に、直列に接続された複数の色素増感太陽電池セル（以下、「セル」ともいう。）２０を有する。モジュール２００は、さらに、支持体１上に形成され、後述する複数の積層体１５のそれぞれを分割するセル間絶縁部３と、該セル間絶縁部３とカバー体２との間に形成され、セル間絶縁部３とカバー体２との間隔を保持する接続部４と、を有する。
【０１２１】
セル２０は、支持体１上に、色素を吸着した多孔性半導体からなる光電変換層１１、第１電極１２、多孔性絶縁層１３、第２電極１４の順に積層された積層体１５を有する。隣り合う積層体１５のうち、一方の積層体１５の第１電極１２は、両積層体１５の間に配置されたセル間絶縁部３の表面上にまで延設され、他方の積層体１５の第２電極１４は、多孔性絶縁層１３の側面に沿って同セル間絶縁部３の表面上にまで延設されている。そして、当該第１電極１２と第２電極１４とは、間に配置されるセル間絶縁部３の表面上で接触している。この構成により、各セル２０は直列に接続される。なお、モジュール２００の左端に露出する第２電極１４および右端に露出する第１電極１２はモジュール２００の取り出し電極としても機能する。
【０１２２】
各セル２０において、実施の形態１と同様に、第１電極１２および第２電極１４が直列に接続されている以外の構成は、セル間絶縁部３および接続部４によって隔絶されている。また、各セル２０は、支持体１、カバー体２、セル間絶縁部３および接続部４によって分割されており、分割された各セル２０内には、キャリア輸送材料が充填されている。したがって、積層体１５とカバー体２との間の領域には、キャリア輸送材料層１６が形成されることになる。なお、各セル２０内の隙間、たとえば、光電変換層１１や多孔性絶縁層１３の内部にもキャリア輸送材料が浸透していることはいうまでもない。
【０１２３】
次に、図７〜図９を用いて、モジュール２００を構成する各構成要素について詳細に説明する。ただし、実施の形態１と同様の構成を有する各構成要素については、その説明は繰り返さない。したがって、以下には、実施の形態１と異なる点について説明する。
【０１２４】
（セル間絶縁部）
セル間絶縁部３の厚さ（高さ）は、光電変換層１１の厚さと同一であることが好ましい。この構成により、光電変換層１１の表面に沿ってセル間絶縁部３の表面に延設される第１電極１２の形成が容易となり、第１電極１２の欠損、断裂などによる光電変換効率の低下を抑制することができる。なお、「同一」とは、実質的に同一であることをいい、第１電極１２の形成に大きく影響しない程度の差異を含む意味である。
【０１２５】
ここで、セル間絶縁部３の形状について、図８を用いて説明する。
図８は、図７における領域Ｂを模式的に示す拡大図である。第１電極１２と第２電極１４とは、セル間絶縁部３の表面上で接触するが、図８に示すように、セル間絶縁部３がフラットな上面３ａを有することが好ましい。この場合、第１電極１２と第２電極１４とを、上面３ａ上で容易に接触させることができる。また、第１電極１２と第２電極１４との接続をセル間絶縁部３の表面上で行なうことにより、支持体１の受光領域において光電変換層１１を配置することができる領域を大きくすることができる。すなわち、この構成により、モジュール１００の集積密度を大きくすることができ、もって、モジュール１００の光電変換効率を大きくすることができる。また、このような上面３ａを有することにより、接続部４との固着も容易となる。
【０１２６】
また、セル間絶縁部３は、図７に示すように、高さ方向における断面形状が台形であることが好ましい。この場合、セル間絶縁部３の側面と、光電変換層１１の側面とを均一に接触させることができ、モジュールの集積密度をさらに向上させることができる。
【０１２７】
（接続部）
図８に示すように、接続部４は、第１電極１２と第２電極１４との接続領域を覆うように設けられる。具体的には、セル間絶縁部３の表面上に延設される第１電極１２の端部と、多孔性絶縁層１３の側面に沿って延設される第２電極１４の端部とを覆う。
【０１２８】
カバー体２とセル間絶縁部３とを、接続部４を用いることなく、第１電極１２、第２電極１４および多孔性絶縁層１３のみを介して固着した場合、第１電極１２、第２電極１４および多孔性絶縁層１３のそれぞれの界面の強度が低いために、応力の発生によって剥離、欠損等が生じる虞がある。
【０１２９】
これに対し、図８に示すように、セル間絶縁部３とカバー体２との間に接続部４を配置することによって、セル間絶縁部３とカバー体２との間隔を接続部４によって保持することができる。したがって、落下物などによる応力（衝撃）や長期の使用によってモジュール２００に発生しがちなたわみなどを、接続部４によって吸収することができ、もって、モジュール２００の強度を向上させてモジュール２００の性能低下を抑制することができる。
【０１３０】
また、接続部４が第１電極１２と第２電極１４との接続領域を覆うことにより、セル２０間での短絡を抑制することができる。さらに、実施の形態１と同様に、接続部４は、隣り合うキャリア輸送材料層１６同士を隔絶する隔壁を兼ねるため、接続部４を設けることにより、各セル２０の分割（封止）を高い精度で行なうことができる。
【０１３１】
また、接続部４は、多孔性絶縁層１３の一部に浸透していることが好ましい。なお、接続部４が多孔性絶縁層１３の一部に浸透しているとは、第２電極１４中の空隙や多孔性絶縁層１３中の空隙に接続部４の材料が浸透していることを意味する。接続部４の一部は、特に、セル間絶縁部３と第２電極１４との間に位置する多孔性絶縁層１３中（たとえば、図９中の領域ｄ）に浸透していることが好ましい。接続部４を多孔性絶縁層１３中に浸透させることができる理由は以下の通りである。
【０１３２】
接続部４は、セル間絶縁部３上に位置する第１電極１２および第２電極１４の各表面上に紫外線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の少なくとも１種からなる樹脂を塗布し、これを硬化させることによって形成することができる。一方、セル２０において、キャリア輸送材料層１６中のキャリア輸送材料は光電変換層１１にまで移動できるように、第１電極１２、多孔性絶縁層１３および第２電極１４は、キャリア輸送材料が通過可能な程度の緻密性を有している。したがって、第２電極１４の表面上に塗布される樹脂の量、粘度、塗布方法などを適宜調整することにより、接続部４の材料である樹脂を第２電極１４中に浸透させ、さらに第２電極１４の下に位置する多孔性絶縁層１３中に浸透させることができる。
【０１３３】
上記のように、第２電極１４の表面から多孔性絶縁層１３を介してセル間絶縁部３の上面３ａにまで接続部４が浸透していることによって、集積密度に影響を及ぼすことなく、接続部４を実質的に大きく構成することができる。したがって、より効果的に、モジュール２００の性能低下を抑制するとともに、その強度を向上させることができる。
【０１３４】
たとえば、図９に示す領域ｄに接続部４の材料が浸透している場合には、第１電極１２が形成されていないセル間絶縁部３の表面に接続部４が浸透することになるため、強度の向上に加え、短絡防止の効果を高めることができる。なお、領域ｄとは、図中太鎖線で囲まれた略長方形の領域をいう。また、セル間絶縁部３と第２電極１４との間に位置する多孔性絶縁層１３中の全域に接続部３が浸透している場合には、さらにモジュール２００の強度を高めることができる。
【０１３５】
（光電変換層）
光電変換層１１は、色素を吸着した多孔性半導体層からなり、キャリア輸送材料が層内外を移動することができる。なお、多孔性半導体層の厚さ、すなわち光電変換層１１の厚さは、セル間絶縁部３の高さと同一であることが好ましい。
【０１３６】
（多孔性絶縁層）
本実施の形態２において、多孔性絶縁層１３の形状は、図８に示すように、第２電極１４が延設される側面１３ａがセル間絶縁部３の上面３ａに対して傾斜していることが好ましい。この理由について、図９を用いて説明する。
【０１３７】
図９を参照し、第２電極１４は、第１電極１２と同様に、スパッタ法、スプレー法などの公知の方法により多孔性絶縁層１３上に形成される。このとき、第２電極１４の一部は、多孔性絶縁層１３中に浸透することになる。この場合、図９に示すように、多孔性絶縁層１３の側面１３ａがセル間絶縁部３の上面３ａに対して傾斜している場合、モジュール２００の厚み方向において、第２電極１４と第１電極１２の表面との距離は、互いに接触する領域（以下、「接触領域」という。）から図中左側に進むに連れて小さくなり、最終的に、第２電極１４と第１電極１２とが接触する。このため、図９の領域ｅのように、第１電極１２と第２電極１４との距離が近い部分では、多孔性絶縁層１３中に浸透した第２電極１４が第１電極１２の表面にまで到達することができる。なお、領域ｅとは、図中太一点鎖線で囲まれた略三角形の領域をいう。第２電極１４が多孔性絶縁層１３に浸透して第１電極１２に到達することにより、第１電極１２と第２電極１４との接触領域を実質的に広くすることができ、直列接続の不具合による短絡や抵抗増加によるモジュール性能の低下を抑制することができる。
【０１３８】
第２電極１４が浸透する領域ｅの幅（図９中の横方向）は図９に示す領域に限られないが、１つのセル２０を構成する第１電極１２（図９中右側の第１電極１２）と第２電極１４とが接することがないように設計する必要がある。
【０１３９】
（第２電極）
本実施の形態２において、多孔性絶縁層１３の側面１３ａが傾斜していることにより、第２電極１４が多孔性絶縁層１３の一部（たとえば、領域ｅ）に浸透して多孔性絶縁層１３の下に位置する第１電極１２の表面に到達することができる。この場合、第１電極１２と第２電極１４との接触領域を実質的に広くすることができ、直列接続の不具合による短絡や抵抗増加によるモジュール性能の低下を抑制することができる。
【０１４０】
上述した本発明に係るモジュール２００によれば、第１電極１２と第２電極１４が、セル間絶縁部３の表面上で接続している。この構成により、受光面側に第１電極１２や第２電極１４が存在することによる受光ロスが抑制されるため、短絡電流を増加させることができ、結果的に、光電変換効率を高めることができる。特に、図７に示すように、２つのセル間絶縁部３の間の全域に光電変換層１１を形成することによって、集積密度を高めることができるため、光電変換効率をより向上させることができる。また、特許文献４のように、複雑な構造の電極を用いる必要がないため、メートル角のモジュールを実現することができる。
【０１４１】
また、本発明に係るモジュール２００は、セル間絶縁部３とカバー体２との間に接続部４が形成されており、セル間絶縁部３とカバー体２とは、第１電極１２と第２電極１４との接続領域と接続部４とを介して、固着されることになる。この構成により、各セル２０同士は高精度に分割されて隔絶されるため、各セル２０間でのキャリア輸送材料の移動を十分に抑制することができる。したがって、各セル２０間での電位差を確実に維持することができ、もって高い光電変換効率を維持することができる。特に、第１電極１２と第２電極１４とが接続される領域およびその近傍を覆う状態で接続部４を形成することにより、セル２０内部での短絡を容易に防ぐことができる。
【０１４２】
また、接続部４が存在することにより、たとえば、モジュール２００の厚み方向に力が加えられた場合でも、第１電極１２や第２電極１４とカバー体２との接触を効果的に抑制することができる。したがって、光電変換に重要な積層体１５の損傷を防ぐことができる。特に、接続部４が多孔性絶縁層１３内部に浸透して、セル間絶縁部３にまで到達していることにより、集積密度に影響を及ぼすことなく、モジュール２００の強度をさらに向上させることができるとともに、各セルの分割（封止）をより確実に行なうことができる。
【０１４３】
また、第２電極１４は、第１電極１２に直接接するだけでなく、多孔性絶縁層１３中に浸透して第１電極１２に到達することによって、間接的にも接触していることが好ましい。これにより、モジュール２００の集積密度に影響を及ぼすことなく、第１電極１２と第２電極１４との接触領域を実質的に広げることができ、より確実な直列接続が可能となる。
【０１４４】
＜色素増感太陽電池モジュールの製造方法＞
以下に、図５、図７および図１０を用いて、実施の形態２のモジュール２００の製造方法ついて説明する。図１０は、実施の形態２の色素増感太陽電池モジュールの製造方法の好ましい一例のフローチャートである。
【０１４５】
（セル間絶縁部の形成）
まず、図１０のステップＳ１１において、支持体１上にセル間絶縁部３を形成する。
【０１４６】
セル間絶縁部３は、後に形成される光電変換層１１を分割するように形成される。たとえば、図５に示すように、支持体１上に、短冊形状の積層体１５形成用の領域（図５中の領域ｂ）を環囲するように格子状に形成することができる。なお、セル間絶縁部３は、図８または図９に示すように、平坦な上面３ａを有する形状であることが好ましい。この場合、第１電極１２および第２電極１４のセル間絶縁部３上での接続性を高めることができる。より好ましくは、セル間絶縁部３は、図７に示すように、台形であることが好ましい。この場合、上記効果に加え、セル間絶縁部３で環囲する領域ｂに、積層体１５を容易に均一に形成することができる。なお、具体的な形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１４７】
（積層体の形成）
次に、図１０のステップＳ１２において、セル間絶縁部３で分割された領域ｂ（図５参照）に、積層体１５を形成する。積層体１５は、多孔性半導体層（色素未吸着の光電変換層１１）、第１電極１２、多孔性絶縁層１３および第２電極１４の順に形成され、多孔性半導体層に色素を吸着させることによって光電変換層１１を完成させることによって作製される。以下、順に説明する。
【０１４８】
１．多孔性半導体層の形成
まず、支持体１の領域ｂ上に光電変換層１１を構成する多孔性半導体層が形成される。具体的な多孔性半導体層の形成方法の例は、実施の形態１と同様である。
【０１４９】
２．第１電極の形成
次に、多孔性半導体層（色素未吸着の光電変換層１１）上に第１電極１２を形成する。第１電極１２の一端は、後に形成される第２電極１４の一端と接続するために、セル間絶縁部３の表面にまで延在するように形成される。なお、具体的な第１電極１２の形成方法の例は、実施の形態１と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【０１５０】
特に、多孔性半導体層の厚みと、セル間絶縁部３の高さとが一致または近似している場合には、第１電極１２を多孔性半導体層上からセル間絶縁部３の上面３ａ（図８または図９参照。）にまで、容易に均一に形成することができる。
【０１５１】
３．多孔性絶縁層の形成
次に、第１電極１２上に多孔性絶縁層１３を形成する。具体的な多孔性絶縁層１３の形成方法の例は、実施の形態１と同様である。また、たとえば、ペーストを用いて多孔性絶縁層１３を形成する場合、ペーストの粘性係数を調整し、ペースト塗布後のレベリング工程の温度、時間などや、塗布後の乾燥工程の温度、時間などを調整することによって、第２電極１４が延設される側面１３ａをセル間絶縁部３の上面３ａに対して傾斜させることができる。あるいは、乾燥または焼成後の多孔性絶縁層１３の一部をレーザなどによって削り取ることにより、傾斜する側面１３ａを形成させることもできる。
【０１５２】
４．触媒層の形成
多孔性絶縁層１３と第２電極１４との間に、触媒層を配置する場合には、第２電極１４を形成する前に、多孔性絶縁層１３の表面に触媒層を形成する。具体的な触媒層の形成方法の例は、実施の形態１と同様である。
【０１５３】
５．第２電極の形成
次に、多孔性絶縁層１３上に第２電極１４を形成する。具体的な第２電極１４の形成方法の例は、実施の形態１と同様である。
【０１５４】
上記のように多孔性絶縁層１３の側面１３ａが傾斜している場合には、第２電極１４を、多孔性絶縁層１３の側面１３ａに沿ってセル間絶縁部３の上面３ａにまで延在するように、容易に形成することができる。これにより、第２電極１４と第１電極１２とのセル間絶縁部３上での接続性が向上するとともに、第２電極１４の断線を防止することができる。
【０１５５】
また、側面１３ａが傾斜していることにより、上述したように、第２電極１４が多孔性絶縁層１３の一部（たとえば、図９中の領域ｅ）に浸透して多孔性絶縁層１３の下に位置する第１電極１２の表面に到達することができる。この場合、第１電極１２と第２電極１４との接触領域を実質的に広くすることができ、直列接続の不具合による短絡や抵抗増加によるモジュール性能の低下を抑制することができる。
【０１５６】
６．色素の吸着
次に、多孔性半導体層に色素を吸着させて、光電変換層１１を完成させる。具体的な色素の吸着方法の例は、実施の形態１と同様である。以上の工程により、セル間絶縁部３で分割された領域ｂに、積層体１５が形成される。
【０１５７】
（接続部の形成）
次に、図１０のステップＳ１３において、セル間絶縁部３上に接続部４を形成する。具体的な接続部４の吸着方法の例は、実施の形態１と同様である。
【０１５８】
本実施の形態２において、多孔性絶縁層１３を形成し、第２電極１４を形成した後に、接続部４を形成するので、接続部４の材料を第２電極１４および多孔性絶縁層１３中に浸透させることができる。接続部４の材料を、第２電極１４および多孔性絶縁層１３に浸透させた状態で硬化させることにより、モジュールの集積密度に影響を及ぼすことなく、接続部４を実質的に大きく構成することができる。
【０１５９】
（カバー体の配置）
次に、図１０のステップＳ１４において、接続部４上にカバー体２を配置して接続部４を硬化させることによって、カバー体２と接続部４とを固着させる。なお、この段階でのカバー体２には、実施の形態１と同様に、支持体１、カバー体２、セル間絶縁部３および接続部４によって分割される各領域にキャリア輸送材料を注入できるように、注入口が形成されている。
【０１６０】
（キャリア輸送材料層の形成）
次に、図１０のステップＳ１５において、積層体１５とカバー体２との間に、キャリア輸送材料層１６を形成する。具体的なキャリア輸送材料層１６の形成方法の例は、実施の形態１と同様である。
【０１６１】
（封止）
そして、最後に、図１０のステップＳ１６において、カバー体２の注入口を樹脂などで塞ぐことによって、キャリア輸送材料をセル２０内に封止して、モジュール２００を完成させる。
【０１６２】
上述した色素増感太陽電池モジュールの製造方法により、上記モジュール２００を高い生産性で歩留まり良く製造することができる。また、他の製造方法として、セル間絶縁部３を図６に示すようなストライプ形状となるように形成してもよい。この場合、図６中のセル間絶縁部３と図中の点線で囲まれる領域ｃに積層体１５を形成した後に、開放されている両端部に絶縁部を形成して領域ｃを環囲することができる。
【実施例】
【０１６３】
本発明を実施例１〜７によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例１〜７により本発明が限定されるものではない。なお、実施例１〜７において、各層の厚さは、特に断りのない限り、株式会社東京精密製、商品名：サーフコム１４００Ａを用いて測定した。【０１６４】
＜実施例１＞
実施例１として、図１に示すモジュール１００と同様の構成であって、高さ方向の断面形状が台形のセル間絶縁部を有するモジュールを製造した。すなわち、実施例１において、支持体の表面とセル間絶縁部の側面とが成す角度は９０度未満である。以下、モジュールの製造方法について説明する。【０１６５】
（セル間絶縁部の形成）
支持体として、５１ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス基板（コーニング社７０５９）を用意し、該支持体上に、焼成後の形状が１ｍｍ×５０ｍｍ×１６μｍとなる短冊形状を５ｍｍ間隔で並ぶスクリーン印刷版を配置した。そして、スクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−３４ＴＶＡ）を用いてガラスペースト（ノリタケカンパニーリミテド製、商品名：ガラスペースト）を塗布し、１００℃で１５分間乾燥させた後、焼成炉を用いて５００℃で６０分間焼成し、セル間絶縁部を形成した。なお、形成されたセル間絶縁部の形状は、図６に示す形状と同様である。【０１６６】
（積層体の形成）
１．多孔性半導体層の形成
まず、支持体上に、焼成後の形状が５ｍｍ×５０ｍｍ×１２μｍとなるように、短冊形状が１ｍｍ間隔で並ぶスクリーン印刷版を用意し、スクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−３４ＴＶＡ）を用いて酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｔｉ−Ｎａｎｏｘｉｄｅ  Ｔ／ＳＰ、平均粒径１３ｎｍ）を塗布し、室温で１時間レベリングを行った。次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成し、この工程を２回繰り返して多孔性半導体層（酸化チタン膜）をセル間絶縁部で分割された領域に形成した。【０１６７】
２．第１電極の形成
次に、５．９ｍｍ×５０ｍｍの開口部が５個並ぶメタルマスクを用意し、多孔性半導体層とセル間絶縁部の上面全てがメタルマスクの開口部と一致するように配置し、チタンを電子ビーム蒸着器ｅｉ−５（アルバック株式会社製）を用いて蒸着速度５Å／Ｓで成膜して厚さ約５００ｎｍの第１電極を形成した。そして、形成した第１電極をＹＡＧレーザー（基本波長：１．０６μｍ）を搭載したレーザースクライブ装置（西進商事株式会社製）を用いて、レーザー光を照射してチタンを蒸発させた。これにより、スクライブライン（５０μｍ）を１００μｍ間隔で作製し、ストライプ形状の第１電極を完成させた。【０１６８】
３．多孔性絶縁層の形成
次に、酸化ジルコニウムの微粒子（粒径１００ｎｍ、シーアイ化成株式会社製）をテルピネオールに分散させ、さらにエチルセルロースを混合してペーストを調製した。なお、酸化ジルコニウム微粒子とテルピネオールとエチルセルロースの重量比は、酸化ジルコニウム微粒子：テルピネオール：エチルセルロース＝６５：３０：５であった。そして、焼成後の形状が５ｍｍ×５０ｍｍ×３．５μｍとなるように、短冊形状が１ｍｍ間隔で並ぶスクリーン印刷版を用意し、スクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−３４ＴＶＡ）を用いて得られたペーストを第１電極上に塗布し、室温で１時間レベリングを行った。レベリング後、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成して、多孔性絶縁層（酸化ジルコニウム膜）を形成した。【０１６９】
４．触媒層の形成
次に、多孔性絶縁層と第２電極との界面に触媒層を形成すべく、多孔性絶縁層上に触媒層を形成した。具体的には、５ｍｍ×５０ｍｍの開口部が５個並ぶメタルマスクを用意し、多孔性絶縁層上に白金を電子ビーム蒸着器ｅｉ−５（アルバック株式会社製）を用いて蒸着速度５Å／Ｓで成膜した。これにより、厚さ約２０ｎｍの白金からなる触媒層を形成した。【０１７０】
５．第２電極の形成
次に、５．９ｍｍ×５０ｍｍの開口部が５個並ぶメタルマスクを用意し、多孔性絶縁層上と、セル間絶縁部上に形成された第１電極上に形成されるようにメタルマスクを配置し、チタンを電子ビーム蒸着器ｅｉ−５（アルバック株式会社製）を用いて蒸着速度５Å／Ｓで成膜した。これにより、多孔性絶縁層上および露出しているセル間絶縁部上の第１電極上に厚さ約５００ｎｍの第２電極を形成した。これにより、ストライプ形状の第２電極が形成された。【０１７１】
６．色素の吸着
まず、色素（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０−１Ｈ３ＴＢＡ）を、濃度４×１０-4ｍｏｌ／Ｌになるように、体積比１：１のアセトニトリル（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）とｔ−ブチルアルコール（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）の混合溶剤に溶解させて色素吸着用溶液を得た。そして、前記工程を経て得られた積層体（色素未吸着）を色素吸着用溶液に４０℃の温度条件で２０時間浸漬し、色素を多孔質半導体層に吸着させた。その後、積層体をエタノール（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）で洗浄し、約８０℃で約１０分間乾燥させた。【０１７２】
（接続部の形成およびカバー体の配置）
次に、第１電極と第２電極の接触領域に紫外線硬化性樹脂（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−１０１）を塗布、さらに、後で注入する電解質が隣り合うユニットセルに流れ出ないように、短冊形状に形成されたセル配置用領域の端部にも紫外線硬化性樹脂を塗布した。そして、カバー体として用意した３１ｍｍ×５５ｍｍ×１．０ｍｍの支持体と同等なガラスを接続部上に配置して、支持体とカバー体とを貼り合せた。なお、カバー体には予め電解質注入用の注入口を設けておいた。次いで、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて紫外線を照射し、紫外線硬化性樹脂を硬化させてカバー体を固定した。【０１７３】
（キャリア輸送材料層の形成）
まず、キャリア輸送材料となる電解質を調製した。具体的には、溶剤としてのアセトニトリルに、酸化還元種としてＬｉＩ（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）が濃度０．１ｍｏｌ／Ｌ、Ｉ2（東京化成工業株式会社製）が濃度０．０１ｍｏｌ／Ｌとなるように、さらに添加剤としてｔ−ブチルピリジン（ＴＢＰ、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）が濃度０．５ｍｏｌ／Ｌ、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＤＭＰＩＩ、四国化成工業株式会社製）が濃度０．６ｍｏｌ／Ｌとなるように添加し、溶解させて電解質を調製した。【０１７４】
次いで、カバー体に設けられた注入口から電解質を注入した後、該注入口を樹脂にて封止することにより、図１のモジュール１００に相当するモジュールを完成した。【０１７５】
＜実施例２＞
次に、実施例２として、セル間絶縁部の高さ方向の断面形状が直方体となるように形成した以外は実施例１と同様の方法によって、モジュールを作製した。すなわち、実施例２において、支持体の表面とセル間絶縁部の側面とが成す角度は９０度である。以下、実施例１と異なる工程のみ説明する。【０１７６】
（セル間絶縁部の形成）
セル間絶縁部の側面と支持体の表面との成す角度が９０度となるように、ドクターブレード法を用いてガラスペーストを塗布した。具体的には、１ｍｍ間隔の２本のテープを支持体上に平行に配置して、テープ間の一部（端部）にセル間絶縁部の材料となるペーストを塗布した。そして、ガラス棒を用いてペーストをテープ間全域に引き伸ばして、１ｍｍ×５０ｍｍ×１６μｍのストライプ状にした。乾燥後、テープをはがし、焼成することにより高さ方向の断面形状が直方体のセル間絶縁部を形成した。【０１７７】
＜実施例１および２のモジュールの光電変換効率の測定＞
実施例１のモジュールに対して１ｋＷ／ｍ2の強度の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、太陽電池特性を測定した。実施例１のモジュールにおいて、短絡電流値が２．５ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧値が３．５Ｖ、ＦＦが０．６９５、光電変換効率が６．１％であり、高い光電変換効率が得られることが分かった。【０１７８】
また、実施例２のモジュールについて、実施例１と同様に太陽電池特性を測定したところ、短絡電流値が２．４ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧値が３．４７Ｖ、ＦＦが０．６６５、光電変換効率が５．５％であり、高い光電変換効率が得られることが分かった。【０１７９】
また、実施例１および実施例２において、それぞれ２０個ずつのモジュールを作製したが、実施例１においては２０個すべてのモジュールで同様の結果が得られ、実施例２においては１９個のモジュールの光電変換効率が０％であった。これは、実施例２のモジュールにおいて、第１電極の断線が生じたためであることがわかった。したがって、実施例１のモジュールは、実施例２のモジュールよりも再現性が高く、生産性が高いことが分かった。【０１８０】
次に、実施例３および４として、セル間絶縁部の側面と支持体の表面との成す角度が９０度未満であるセル間絶縁部を有するモジュールを、実施例１とは異なる方法によって製造した。【０１８１】
＜実施例３＞
セル間絶縁部および多孔性半導体層を以下の工程で行った以外は、実施例１と同様の方法によって図１の構造のモジュールを作製した。以下、実施例１と異なる工程についてのみ説明する。【０１８２】
（セル間絶縁部の形成）
支持体として、５１ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス基板（コーニング社７０５９）を用意し、該支持体上に、支持体との接触面の焼成後の形状が５ｍｍ×５０ｍｍの短冊状の領域を環囲するとともに、セル間絶縁部の幅が１ｍｍ、高さが１６μｍとなるようなスクリーン印刷版を用意した。そして、スクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−３４ＴＶＡ）を用いてガラスペースト（ノリタケカンパニーリミテド製、商品名：ガラスペースト）を塗布し、１００℃で１５分間乾燥させた後、焼成炉を用いて５００℃で６０分間焼成し、セル間絶縁部を形成した。なお、形成されたセル間絶縁部の形状は、図５に示す形状と同様である。【０１８３】
（積層体の形成）
積層体の形成における多孔性半導体層の形成工程を以下のように行なった。なお、積層体の形成における他の工程は、実施例１と同様とした。【０１８４】
まず、支持体上であってセル間絶縁部で環囲された領域に、酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｔｉ−Ｎａｎｏｘｉｄｅ  Ｔ、平均粒径１３ｎｍ）をピペットで塗布し、セル間絶縁部の各辺（側面）に酸化チタンペーストが確実に接触するまでレベリングを行った。次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成し、この工程を３回繰り返して、多孔性半導体層（酸化チタン膜）を形成した。【０１８５】
＜実施例４＞
第１電極および第２電極を以下の工程で行なった以外は、実施例３と同様の方法によって図１の構造のモジュールを作製した。以下、実施例３と異なる工程についてのみ説明する。【０１８６】
（第１電極および第２電極の形成）
第１電極および第２電極の材料としてＩＴＯを用い、スパッタ装置（ＵＬＶＡＣ  ＤＣスパッタ装置ＭＬＨ−６３００型）を用いて、トレイスピード１０ｍｍ／分として設定し、約６００ｎｍのＩＴＯの成膜を行うことにより、第１電極および第２電極を形成した。【０１８７】
＜実施例３および４のモジュールの光電変換効率の測定＞
実施例３のモジュールについて、実施例１と同様に太陽電池特性を測定したところ、短絡電流値が２．７ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧値が３．４５Ｖ、ＦＦが０．６８５、光電変換効率が６．４％であった。したがって、光電変換層をセル間絶縁部などの絶縁部によって環囲される領域内全域に形成することによって、集電密度が向上し、光電変換効率が向上することがわかった。【０１８８】
また、実施例４のモジュールについて、実施例１と同様に太陽電池特性を測定した結果、短絡電流値が２．７５ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧値が３．５５Ｖ、ＦＦが０．６７８、光電変換効率が６．６％であった。したがって、第１電極および第２電極としてＩＴＯを用いることによって、さらに光電変換効率が向上することがわかった。これは、ＩＴＯが光透過性を有するために、ＴｉＯ2で吸収しきれなかった光がＩＴＯを通過し、多孔性絶縁層で反射されて再度ＴｉＯ2に入射することによって、電流値が向上したものと考えられる。【０１８９】
＜実施例５＞
実施例５として、図７に示すモジュール２００と同様の構成のモジュールを製造した。以下、モジュールの製造方法について説明する。【０１９０】
（セル間絶縁部の形成）
まず、実施例１と同様の方法により、５１ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス基板（コーニング社７０５９）からなる支持体上にセル間絶縁部を形成した。なお、形成されたセル間絶縁部の形状は、図６に示す形状と同様である。【０１９１】
（積層体の形成）
１．多孔性半導体層の形成
次に、焼成後の形状が５ｍｍ×５０ｍｍ×１２μｍとなるように、短冊形状が１ｍｍ間隔で並ぶスクリーン印刷版を用意し、実施例１と同様の方法により、多孔性半導体層（酸化チタン膜）をセル間絶縁部で分割された領域に形成した。【０１９２】
２．第１電極の形成
次に、４０ｍｍ×５０ｍｍの開口部を有するメタルマスクを用意し、多孔性半導体層とセル間絶縁部の上面全てがメタルマスクの開口部と一致するように配置し、チタンを上記電子ビーム蒸着器を用いて蒸着速度５Å／Ｓで成膜して厚さ約５００ｎｍのチタン膜を形成した。そして、形成した第１電極を上記レーザースクライブ装置を用いて、セル間絶縁部上のチタン膜をセル間絶縁部と平行に５０μｍ幅で蒸発させた。これにより、膜にスクライブライン（５０μｍ）を１００μｍ間隔で作製し、ストライプ形状の第１電極を完成させた。【０１９３】
３．多孔性絶縁層の形成
次に、実施例１と同様の方法により、ペーストを調製した。そして、焼成後の形状が５．７５ｍｍ×５０ｍｍ×３．５μｍとなるように、短冊形状が０．５ｍｍ間隔で並ぶスクリーン印刷版を用意し、上記スクリーン印刷機を用いて得られたペーストを第１電極上に塗布し、室温で１時間レベリングを行った。レベリング後、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成して、多孔性絶縁層（酸化ジルコニウム膜）を形成した。【０１９４】
４．触媒層の形成
次に、絶縁層と第２電極との界面に触媒層を形成すべく、絶縁層上に触媒層を形成した。具体的には、５ｍｍ×５０ｍｍの開口部が５個並ぶメタルマスクを用意し、絶縁層上に白金を上記電子ビーム蒸着器を用いて蒸着速度５Å／Ｓで成膜した。これにより、厚さ約２０ｎｍの白金からなる触媒層を形成した。【０１９５】
５．第２電極の形成
次に、５．５ｍｍ×５０ｍｍの開口部が５個並ぶメタルマスクを用意し、多孔性絶縁層上と、セル間絶縁部上に形成された第１電極上に形成されるようにメタルマスクを配置し、実施例１と同様の方法により、多孔性絶縁層上および露出しているセル間絶縁部上の第１電極上に厚さ約５００ｎｍの第２電極を形成した。これにより、ストライプ形状の第２電極が形成された。【０１９６】
６．色素の吸着
実施例１と同様の方法により、上記色素を多孔質半導体層に吸着させた。【０１９７】
（接続部の形成、カバー体の配置およびキャリア輸送材料層の形成）
実施例１と同様の方法により、接続部を形成し、また、紫外線硬化性樹脂を硬化させてカバー体を固定した。そして、実施例１と同様の方法により、電解質を調製した。そして、カバー体に設けられた注入口から電解質を注入した後、該注入口を樹脂にて封止することにより、図７のモジュール２００に相当するモジュールを完成した。【０１９８】
＜実施例６＞
セル間絶縁部および多孔性半導体層を以下の工程で行った以外は、実施例５と同様の方法によって図７の構造のモジュールを作製した。以下、実施例５と異なる工程についてのみ説明する。【０１９９】
（セル間絶縁部の形成）
支持体として、５１ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス基板（コーニング社７０５９）を用意し、該支持体上に、支持体との接触面の焼成後の形状が５ｍｍ×５０ｍｍの短冊状の領域を環囲するとともに、セル間絶縁部の幅が１ｍｍ、高さが１２μｍとなるようなスクリーン印刷版を配置した。そして、実施例５と同様の方法によってセル間絶縁部を形成した。なお、形成されたセル間絶縁部の形状は、図５に示す形状と同様である。【０２００】
（積層体の形成）
積層体の形成において、実施例３と同様の方法によって多孔性半導体層を形成した。なお、積層体の形成における他の工程は、実施例５と同様とした。【０２０１】
＜実施例７＞
実施例４と同様の方法によって第１電極および第２電極を以下の工程で行なった以外は、実施例５と同様の方法によって図７の構造のモジュールを作製した。【０２０２】
＜実施例５〜７の光電変換効率の測定＞
実施例５〜７で作製したモジュールに対して１ｋＷ／ｍ2の強度の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、太陽電池特性を測定した。実施例５のモジュールにおいて、短絡電流値が２．４５ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧値が３．３Ｖ、ＦＦが０．７０、光電変換効率が５．７％であり、高い光電変換効率が得られることが分かった。【０２０３】
実施例６のモジュールにおいて、短絡電流値が２．６ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧値が３．４Ｖ、ＦＦが０．６９、光電変換効率が６．１％であった。したがって、光電変換層をセル間絶縁部などの絶縁部によって環囲される領域内全域に形成することによって、集電密度が向上し、光電変換効率が向上することがわかった。【０２０４】
実施例７のモジュールにおいて、短絡電流値が２．６８ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧値が３．５２Ｖ、ＦＦが０．６８、光電変換効率が６．４％であった。したがって、第１電極および第２電極として、スパッタ装置を用いてＩＴＯを形成することによって、さらに光電変換効率が向上することがわかった。これは、ＩＴＯが光透過性を有するために、ＴｉＯ2で吸収しきれなかった光がＩＴＯを通過し、多孔性絶縁層で反射されて再度ＴｉＯ2に入射することによって、電流値が向上したものと考えられる。【０２０５】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本発明は、色素増感太陽電池モジュールに広く利用することができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１  支持体、２  カバー体、３  セル間絶縁部、４  接続部、１０，２０  色素増感太陽電池セル、１１  光電変換層、１２  第１電極、１３  多孔性絶縁層、１４  第２電極、１５  積層体、１６  キャリア輸送材料層、１００，２００  色素増感太陽電池モジュール。
【図１】
2012053327.tif 000006
【図２】
2012053327.tif 000007
【図３】
2012053327.tif 000008
【図４】
2012053327.tif 000009
【図５】
2012053327.tif 000010
【図６】
2012053327.tif 000011
【図７】
2012053327.tif 000012
【図８】
2012053327.tif 000013
【図９】
2012053327.tif 000014
【図１０】
2012053327.tif 000015
【図１１】
2012053327.tif 000016
【国際調査報告】
2012053327.tif 000017
2012053327.tif 000018
2012053327.tif 000019
2012053327.tif 000020