(57)【要約】【課題】簡易な工程で製造することが可能であり、かつ性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を作製することが可能な色素増感型太陽電池用積層体を提供することを主目的とする。【解決手段】貫通孔が形成された金属基板と、上記金属基板上に、上記貫通孔を覆うように形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、を有する色素増感型太陽電池用積層体であって、上記金属基板の貫通孔内には、上記多孔質層が形成されていないことを特徴とする色素増感型太陽電池用積層体を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成された金属基板と、前記金属基板上に、前記金属基板表面と前記貫通孔を覆うように形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、を有する色素増感型太陽電池用積層体であって、
前記金属基板の貫通孔内には、前記多孔質層が形成されていないことを特徴とする、色素増感型太陽電池用積層体。
【請求項２】
前記金属基板が、チタン、アルミ、鉄、ニッケル、鉄−ニッケル合金、銅、または銅−ニッケル合金からなることを特徴とする、請求項１に記載の色素増感型太陽電池用積層体。
【請求項３】
前記金属基板の厚みが１０μｍ〜１０００μｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の色素増感型太陽電池用積層体。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の色素増感型太陽電池用積層体が用いられたことを特徴とする、色素増感型太陽電池素子。
【請求項５】
請求項４に記載の色素増感型太陽電池素子が複数個連結されてなることを特徴とする、色素増感型太陽電池モジュール。
【請求項６】
金属基板を用い、前記金属基板上に、金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を形成する多孔質層形成工程と、
前記金属基板に貫通孔を形成する、貫通孔形成工程と、
を有することを特徴とする、色素増感型太陽電池用積層体の製造方法。
【請求項７】
前記貫通孔工程が、フォトリソグラフィー法により前記金属基板に貫通孔を形成するものであることを特徴とする、請求項６に記載の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感型太陽電池素子に用いられる色素増感型太陽電池用積層体、当該色素増感型太陽電池用積層体が用いられた色素増感型太陽電池素子、さらに当該色素増感型太陽電池素子が用いられた色素増感型太陽電池モジュールに関するものである。また、本発明は色素増感型太陽電池用積層体の製造方法にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の増加が原因とされる地球温暖化等の環境問題が深刻となり、世界的にその対策が進められている。中でも環境に対する負荷が小さく、クリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを利用した太陽電池に関する積極的な研究開発が進められている。このような太陽電池としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、および化合物半導体太陽電池などが既に実用化されているが、これらの太陽電池は製造コストが高い等の問題がある。そこで、環境負荷が小さく、かつ製造コストを削減できる太陽電池として、色素増感型太陽電池が注目され研究開発が進められている。
このような色素増感型太陽電池には、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極が用いられている。
【０００３】
色素増感型太陽電池セルの一般的な構成の一例を図６に示す。図６に例示するように、一般的な色素増感型太陽電池セル１００は、基材１１１上に、第１電極層１１２および色素増感剤を担持した金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層１１３がこの順で積層した酸化物半導体電極１１０と、対向基材１２１上に第２電極層１２２が形成された対極基板１２０との間に、酸化還元対を有する電解質層１０１がシール材１０２の内側に形成された構成を有するものである。そして、金属酸化物半導体微粒子の表面に吸着した色素増感剤が、基材１１１側から太陽光を受光することによって励起され、励起された電子が第１電極層へ伝導し、外部回路を通じて第２電極層へ伝導される。その後、酸化還元対を介して色素増感剤の基底準位に電子が戻ることよって発電するものである。
【０００４】
ところで、現在、色素増感太陽電池は、透過光の有効活用の観点から上記第１電極層としてＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電膜が用いられている。しかしながら、太陽電池の面積拡大に伴い、ＩＴＯやＺｎＯの導電率では十分な集電が出来ず、性能低下につながるという問題が指摘されるようになってきた。すなわち、上記ＩＴＯやＺｎＯなどは、比較的電気抵抗が高いことから、大面積の色素増感型太陽電池を作製した場合に、第１電極層の電気抵抗が高くなってしまい、結果として素子の性能低下が著しくなってしまうという問題点があった。
【０００５】
このような問題点に鑑み、上記第１電極層に接触するように金属配線等からなる補助電極を形成する方法が知られている。この方法は、電気抵抗の低い補助電極を上記第１電極層に接するように形成することにより、上記第１電極層の導電性い、集電を補助することを目的とするものである。
しかしながら、そのような補助電極を使用した場合、補助電極の設置箇所下部は光が当らずに発電に寄与する有効面積が減少するという問題点があった。このような問題点について図を参照しながら説明する。
【０００６】
図７は、上記補助電極が用いられた色素増感型太陽電池素子の一例を示す概略図である。図７に例示するように、上記補助電極が用いられる場合は、多孔質層１１３と第１電極層１１２との間に形成されるのが一般的である。ここで、色素増感型太陽電池は、通常、少なくとも第１電極側（同図中、Ｘで示す方向）から太陽光が照射されることによって、上記多孔質層１１３において発電が生じるのが一般的であるところ、上記補助電極１１４が形成されると、当該補助電極１１４が形成された領域では多孔質層１１３への光照射が遮蔽されてしまうため、発電に寄与する多孔質層の有効面積が低下してしまうという問題点があった。
【０００７】
そこで近年、透明基材上に設けた多孔質層上に有孔の金属蒸着やメッシュ金属を積層する方法が検討されている。この方法を用いることで光の有効活用が可能となるとともに導電性に優れる金属を用いた集電が可能となった。
しかしながら、これらの方法を用いた場合、透明基材上に金属酸化物を焼結させる必要があり、フィルム基材のようなフレキシブル化には不適であった。また、低温焼成可能なペーストを用いてプラスチックフィルム上に金属酸化物を積層させた後に有孔金属を作製する方法等があるが、焼成工程が追加できない、真空プロセスを用いなければならないなどの問題点があった。他にも金属メッシュ上に酸化チタンペーストを積層後、焼成する方法などがあるが、ペースト塗布時にメッシュ目からペーストが漏洩する、焼成後メッシュ凹凸によりクラック発生が生じるなどの問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８３９４１号公報
【特許文献２】特開２００３−１２３８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な工程で製造することが可能であり、かつ性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を作製することが可能な色素増感型太陽電池用積層体を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、貫通孔が形成された金属基板と、上記金属基板上に、上記貫通孔を覆うように形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、を有する色素増感型太陽電池用積層体であって、上記金属基板の貫通孔内には、上記多孔質層が形成されていないことを特徴とする色素増感型太陽電池用積層体を提供する。
【００１１】
本発明によれば、上記金属基板上に多孔質層が形成されているため、金属基板側に電解質層が形成されるように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池素子を作製することにより、多孔質層の発電に寄与する有効面積を低下させることなく、発電効率の高い色素増感型太陽電池素子を作製することができる。また、このようにして作製された色素増感型太陽電池素子においては上記金属基板が補助電極として機能するため、集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を得ることができる。
さらに、本発明の色素増感型太陽電池用積層体においては、上記金属基板に形成された貫通孔内には上記多孔質層が形成されていないことから、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて上記のような色素増感型太陽電池素子を作製する場合に、多孔質層に均一に電解質を含浸させることができる。
さらに本発明によれば、上記金属基板上に多孔質層が形成されていることから、十分な焼成を行うことによって金属基板と強固に密着した多孔質層を形成することが可能であり、かつ後述するような簡易な工程で作製することができる。
このようなことから、本発明によれば、簡易な工程で製造することが可能であり、かつ性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を作製することが可能な色素増感型太陽電池用積層体を提供することができる。
【００１２】
本発明においては、上記金属基板が、チタン、アルミ、鉄、ニッケル、鉄−ニッケル合金、銅、または銅−ニッケル合金からなることが好ましい。本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、上記金属基板が電解質層と接するように配置された色素増感型太陽電池素子を作製するために用いられるものであるところ、上記金属は電解質層による耐蝕性に優れるからである。
【００１３】
また本発明においては、上記金属基板の厚みが１０μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。上記金属基板の厚みが上記範囲内であることにより、上記金属基板に形成された貫通孔の大きさや形状、さらには開口率等に関わらず、上記金属基板を補助電極としての集電機能に優れるものにできるからである。
【００１４】
また本発明は、上記本発明に係る色素増感型太陽電池用積層体が用いられたことを特徴とする、色素増感型太陽電池素子を提供する。さらに本発明は、当該本発明の色素増感型太陽電池素子が複数個連結されてなることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュールを提供する。
本発明によれば、上記本発明に係る色素増感型太陽電池用積層体が用いられていることにより、性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子および色素増感型太陽電池モジュールを得ることができる。
【００１５】
本発明は、金属基板を用い、上記金属基板上に、金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を形成する多孔質層形成工程と、上記金属基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、を有することを特徴とする、色素増感型太陽電池用積層体の製造方法を提供する。
【００１６】
本発明によれば、貫通孔が形成された金属基板と、上記金属基板上に、上記貫通孔を覆うように形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層とを有し、性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を作製することが可能な、色素増感型太陽電池用積層体を簡易な工程で製造することができる。
【００１７】
本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法においては、上記貫通孔工程が、フォトエッチング法により上記金属基板に貫通孔を形成するものであることが好ましい。上記貫通孔形成工程においてフォトエッチング法が用いられることにより、上記金属基板に大きな応力の負担を生じさせることなく、また、貫通穴端部にバリを生じることなく、所望の形状の貫通孔を形成することができる。このため、上記貫通孔形成工程において貫通孔を形成する際に上記金属基板に応力がかかることに起因して、多孔質層にクラックができてしまうこと等の不具合を防止することができるからである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、簡易な工程で製造することが可能であり、かつ性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子等を作製することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の色素増感型太陽電池用積層体の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製される色素増感型太陽電池素子の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の色素増感型太陽電池用積層体の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の色素増感型太陽電池素子の一例を示す概略図断面図である。
【図６】一般的な色素増感型太陽電池の例を示す概略図である。
【図７】従来の、色素増感型太陽電池の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、色素増感型太陽電池用積層体、色素増感型太陽電池素子、色素増感型太陽電池モジュール、および色素増感型太陽電池用積層体の製造方法に関するものである。
以下、これらの各発明にについて順に説明する。
【００２１】
Ａ．色素増感型太陽電池用積層体
まず、本発明の色素増感型太陽電池用積層体について説明する。
上述したように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、貫通孔が形成された金属基板と、上記金属基板上に、上記貫通孔を覆うように形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、を有するものであって、上記金属基板の貫通孔内には、上記多孔質層が形成されていないことを特徴とするものである。
【００２２】
このような本発明の色素増感型太陽電池用積層体について図を参照しながら説明する。図１は本発明の色素増感型太陽電池用積層体の一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０は、貫通孔Ｈが形成された金属基板１と、上記金属基板１上に、上記貫通孔Ｈを覆うように形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層２と、を有するものである。
このような例において、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０は、上記金属基板１の貫通孔内Ｈには、上記多孔質層２が形成されていないことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、色素増感型太陽電池素子を作製するために用いられるものである。図２は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体が用いられた色素増感型太陽電池素子の一例を示す概略断面図である。図２に例示するように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０が用いられた色素増感型太陽電池素子３０は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０、および対向基材２１と、当該対向基材２１上に形成された対向電極層２２とを有する色素増感型太陽電池用対極２０が、金属基板１と対向電極層２２とが対向するように配置され、上記色素増感型太陽電池用積層体１０および上記色素増感型太陽電池用対極２０の間に電解質層３１が形成された構成を有するものとなる。
なお、図２に例示するように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０を用いて色素増感型太陽電池素子３０を作製する場合、本発明の色素増感型太陽電池用積層体２０は、上記多孔質層２上に透明基板３が配置されたものであることが好ましい。
また、図２において３２はシール材を表す。
【００２４】
本発明によれば、上記金属基板上に多孔質層が形成されているため、金属基板側に電解質層が形成されるように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池素子を作製することにより、多孔質層の発電に寄与する有効面積を低下させることなく、発電効率の高い色素増感型太陽電池素子を作製することができる。また、このようにして作製された色素増感型太陽電池素子においては上記金属基板が補助電極として機能するため、集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を得ることができる。
さらに、本発明の色素増感型太陽電池用積層体においては、上記金属基板に形成された貫通孔内には上記多孔質層が形成されていないことから、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて上記のような色素増感型太陽電池素子を作製する場合に、多孔質層に均一に電解質を含浸させることができる。
さらに本発明によれば、上記金属基板上に多孔質層が形成されていることから、十分な焼成を行うことによって金属基板と強固に密着した多孔質層を形成することが可能であり、かつ後述するような簡易な工程で作製することができる。
このようなことから、本発明によれば、簡易な工程で製造することが可能であり、かつ性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を作製することが可能な色素増感型太陽電池用積層体を提供することができる。
【００２５】
本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、少なくとも上記金属基板と、多孔質層とを有するものであり、必要に応じて他の任意の構成が用いられてもよいものである。
以下、本発明の色素増感型太陽電池用積層体に用いられる各構成について順に説明する。
【００２６】
１．金属基板
まず、本発明に用いられる金属基板について説明する。本発明に用いられる金属基板は、貫通孔が形成されたものであり、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製された色素増感型太陽電池素子において、集電補助電極として機能するものである。
【００２７】
本発明に用いられる金属基板は、集電補助電極として用いることが可能な金属材料からなるものであれば特に限定されるものではない。本発明における金属基板に用いられる金属材料としては、たとえば、チタン、アルミ、鉄、ニッケル、鉄−ニッケル合金、銅、銅−ニッケル合金、ニオブ、タングステン、タンタル、クロム、ステンレス系合金等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの金属材料からなる金属基板であっても好適に用いることができるが、なかでも本発明においては、チタン、アルミ、ステンレス系合金が用いられることが好ましい。上述したように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、上記金属基板が電解質層と接するように配置された色素増感型太陽電池素子を作製するために用いられるものであるところ、上記金属材料は電解質層による耐食性に優れるからである。また、これらの金属材料からなる金属基板は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を製造する工程において、所望形状の貫通孔を形成することが容易だからである。
【００２８】
本発明に用いられる金属基板は、貫通孔が形成されたものであるところ、当該貫通孔の形状は特に限定されるものではなく、所望の開口率で貫通孔を形成でき、本発明における金属基板の電気抵抗を所定の範囲内にできる形状であればよい。このような形状としては、例えば、円形、多角形、ストライプ状、串歯状、渦巻状等を挙げることができる。
【００２９】
また、上記貫通孔の個々の大きさについても特に限定されるものではなく、貫通孔の形成後に１０％〜９０％の開口率を達成できる形状が好ましい。貫通孔の形状については、限定されるものではないが、開口寸法は板厚に応じてフォトエッチングプロセスにより形成可能な範囲内で適宜設定されるものとする。
【００３０】
さらに、本発明における金属基板の開口率、すなわち金属基板の単位面積あたりに貫通孔が占有している面積の比率）は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池素子を作製した場合に、補助電極として機能し得る電気抵抗を維持できる範囲内であれば特に限定されるものではなく、金属基板の厚みとの関係で適宜決定することができるものである。なかでも本発明における金属基板の開口率は、１０％〜９０％の範囲内であることが好ましく、２０％〜８０％の範囲内であることがより好ましく、３０％〜５０％の範囲内であることがさらに好ましい。
【００３１】
２．多孔質層
次に、本発明における多孔質層について説明する。本発明に用いられる多孔質層は、上記金属基板に形成された貫通孔を覆うように、上記金属基板上に形成されるものであり、金属酸化物半導体微粒子を含むものである。そして、本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、当該多孔質層が上記金属基板に形成された貫通孔内には形成されていないことを特徴とするものである。
以下、このような多孔質層について説明する。
【００３２】
本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではない。本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子を構成する金属酸化物としては、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等を挙げることができる。これらの金属酸化物半導体微粒子は、多孔性の多孔質層を形成するのに適しており、エネルギー変換効率の向上、コストの削減を図ることができるため本発明に好適に用いられる。
【００３３】
本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子は、すべて同一の金属酸化物からなるものであってもよく、あるいは、異なる金属酸化物からなるものが２種類以上用いられていてもよい。また、本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子は、一種をコア微粒子とし、他の金属酸化物半導体微粒子により、コア微粒子を包含してシェルを形成するコアシェル構造としてもよい。
なかでも本発明においては、上記半導体酸化物微粒子としてＴｉＯ２からなるものを用いることが最も好ましい。ＴｉＯ２は特に半導体特性に優れるからである。
【００３４】
本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子の粒径としては、多孔質層の表面積を所望の範囲内にできる程度であれば特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜１０μｍの範囲内が好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。粒径が上記範囲よりも小さいと各々の金属酸化物半導体微粒子が凝集し二次粒子を形成してしまう場合があり、また粒径が上記範囲より大きいと、多孔質層が厚膜化してしまうだけではなく、多孔質層の多孔度、すなわち比表面積が減少してしまう可能性があるからである。
【００３５】
また本発明においては、上記金属酸化物半導体微粒子としてすべて同一の粒径のものを用いてもよく、あるいは、粒径の異なる複数の金属酸化物半導体微粒子を２種類以上用いてもよい。ここで、粒径の異なる金属酸化物半導体微粒子を併用することにより、多孔質層における光散乱効果を高めることができるため、例えば、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製した色素増感型太陽電池素子において、色素増感剤による光吸収を効率的に行うことが可能となるという利点がある。
【００３６】
本発明において、粒径の異なる金属酸化物半導体微粒子を２種類以上用いる場合、異なる粒径の組み合わせとしては、例えば、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内にある金属酸化物半導体微粒子と、５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内にある金属酸化物半導体微粒子との組み合わせを例示することができる。
【００３７】
本発明に用いられる多孔質層は、少なくとも上記金属酸化物半導体微粒子を含有するものであるが、必要に応じて他の材料が含まれるものであってもよい。このような他の材料としては、例えば色素増感剤を挙げることができる。本発明に用いられる色素増感剤としては、光を吸収し起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定はされない。このような色素増感剤としては、有機色素または金属錯体色素を挙げることができる。上記有機色素としては、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系の色素が挙げられる。本発明においてはこれらの有機色素の中でも、クマリン系色素を用いることが好ましい。また、上記金属錯体色素としては、ルテニウム系色素が好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素が好ましい。このようなルテニウム錯体は、吸収する光の波長範囲が広いため、光電変換できる光の波長領域を大幅に広げることができるからである。
【００３８】
本発明に用いられる多孔質層の厚みは、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、特に５μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。多孔質層の厚みが上記範囲よりも厚いと、多孔質層自体の凝集破壊が起りやすく、膜抵抗となりやすくなってしまう場合があるからである。また、上記範囲よりも薄いと厚みが均一な多孔質層を形成するのが困難となったり、例えば、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製した色素増感型太陽電池素子において、色素増感剤を含んだ多孔質層が太陽光などを十分に吸収できないために、性能不良になる可能性があるからである。
【００３９】
本発明における多孔質層は、単一の層からなる構成でもよく、また複数の層が積層された構成でもよい。複数の層が積層された構成としては、例えば、多孔質層が上記第１電極層と接する酸化物半導体層と、上記酸化物半導体層上に形成され、かつ上記酸化物半導体層よりも空孔率が高い介在層と、からなる２層構造を挙げることができる。
【００４０】
また、上述したように本発明における多孔質層は、上記金属基板に形成された貫通孔内には形成されないものである。このように、多孔質層が上記貫通孔内に形成されていないことにより、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて上記のような色素増感型太陽電池素子を作製する場合に、多孔質層に均一に電解質を含浸させることができるという有利な効果を得ることができる。
【００４１】
３．色素増感型太陽電池用積層体
本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、少なくとも上記金属基板、および多孔質層を有するものであるが、必要に応じて他の任意の構成を有してもよい。このような任意の構成としては、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製する色素増感型太陽電池素子の構成等に応じて適宜選択して用いることができるものである。なかでも本発明においては、上記任意の構成として上記多孔質層上に配置される透明基板が用いられることが好ましい。このような透明基板が用いられることにより、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製した色素増感型太陽電池素子において上記多孔質層を保護することができるとともに、電解質層が漏洩してしまうことを防止できるからである。
【００４２】
本発明の色素増感型太陽電池用積層体に上記透明基板が用いられる場合について図を参照しながら説明する。図３は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体に透明基板が用いられている場合の一例を示す概略断面図である。図３に例示するように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０は、多孔質層２上に透明基板３が配置されていることが好ましい。
なお、図３において、４はシール材を表す。
【００４３】
本発明に用いられる透明基板としては、太陽光を透過させることができるものであり、上記多孔質層を保護することができるものであれば特に限定されるものではない。したがって、本発明に用いられる透明基板は可撓性を有するフレキシブル材であってもよく、または、石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等の可撓性を有さないリジッド材であってもよい。なかでも本発明に用いられる透明基板はフレキシブル材であることが好ましく、上記フレキシブル材のなかでもフィルム基材であることが好ましい。フィルム基材は加工性に優れ、製造コストの低減ができるからである。
【００４４】
このような透明基板としては、例えば、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂フィルム基材等を挙げることができ、なかでも二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネートフィルム（ＰＣ）が好ましい。
【００４５】
ここで、従来の色素増感型太陽電池においては、透明基板上に多孔質層が形成されることが一般的であったことから、上記透明基板としては、耐熱性に乏しいフィルム基材を用いることは困難であった。しかしながら、本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、上記金属基板上に多孔質層が形成された構成を有するため、上記金属基板上に上記多孔質層を焼成して形成することができる。したがって、上記透明基板としては、その耐熱性にかかわらず任意の基板を用いることができ、フィルム基材であっても好適に用いることができるのである。
【００４６】
また、本発明に用いられる透明基板の厚みは、通常、５０μｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましく、特に７５μｍ〜１８００μｍの範囲内であることが好ましく、さらに１００μｍ〜１５００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００４７】
本発明において上記透明基板が上記多孔質層上に配置されている態様としては、多孔質層と透明基板との間に両者を接着させる接着層が設けられることによって配置される態様であってもよく、あるいは図３に例示ししたように、多孔質層を覆うようにシール材が形成され、当該シール材により金属基板と透明基板とが接着されるように配置される態様であってもよい。本発明においてはこれらのいずれの態様であっても好適に用いることができるが、なかでも後者の態様により、透明基板が配置されることが好ましい。このような態様によれば、上記透明基板によって多孔質層を保護することが可能になることに加えて、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製された色素増感型太陽電池素子において、電解質層が漏洩することも防止できるからである。
【００４８】
４．色素増感型太陽電池用積層体の製造方法
本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、例えば、後述する「Ｂ．色素増感型太陽電池用積層体の製造方法」の項において説明する方法によって製造することができるため、ここでの説明は省略する。
【００４９】
Ｂ．色素増感型太陽電池用積層体の製造方法
次に、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法について説明する。上述したように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法は、金属基板を用い、上記金属基板上に、金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を形成する多孔質層形成工程と、
上記金属基板に貫通孔を形成する、貫通孔形成工程と、を有することを特徴とするものである。
【００５０】
このような、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法について図を参照しながら説明する。図４は本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法について、その一例を示す概略図である。図４に例示するように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法は、金属基板１’を用い（図４（ａ））、当該金属基板１’上に、金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層２を形成する多孔質層形成工程と（図４（ｂ））、上記金属基板１’（１）に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と（図４（ｃ））、を有することを特徴とするものである。
【００５１】
本発明によれば、貫通孔が形成された金属基板と、上記金属基板上に、上記貫通孔を覆うように形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、を有し、性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を作製することが可能な、色素増感型太陽電池用積層体を簡易な工程で製造することができる。
【００５２】
本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法は、少なくとも上記多孔質層形成工程と、上記貫通孔形成工程とを有するものであり、必要に応じて他の工程を有してもよいものである。
以下、本発明に用いられる各工程について説明する。
【００５３】
１．多孔質層形成工程
まず、本発明に用いられる多孔質層形成工程について説明する。本工程は、金属基板を用い、上記金属基板上に金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層を形成する工程である。
【００５４】
本工程に用いられる金属基板は、貫通孔が形成されていないこと以外は、上記「Ａ．色素増感型太陽電池用積層体」の項において説明したものと同様である。
【００５５】
本工程において上記金属基板上に多孔質層を形成する方法としては、所望の金属酸化物半導体微粒子を含有し、所望の程度の空隙を有する多孔質層を形成することができる方法であれば特に限定されるものではない。本工程に用いられる多孔質層の形成方法としては、金属酸化物半導体微粒子とバインダー樹脂とを含有する多孔質層形成用塗工液を用い、これを金属基板上に塗布した後、塗膜を焼成することによって多孔質層を形成する方法（第１の方法）と、金属酸化物半導体微粒子および樹脂材料を含有する多孔質層形成用塗工液を用い、これを金属基板上に塗布した後、塗膜を乾燥することによって多孔質層を形成する方法（第２の方法）とを挙げることができる。
【００５６】
上記第１の方法に用いられる多孔質層形成用塗工液としては、上記金属酸化物半導体微粒子と、焼成によって分解除去することが可能なバインダー樹脂を含有するものであれば特に限定されるものではない。上記バインダー樹脂としては、例えば、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などのほか、ポリエチレングリコールのような多価アルコール類等を挙げることができる。
【００５７】
なお、上記金属酸化物半導体微粒子としては、上記「Ａ．色素増感型太陽電池用積層体」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５８】
上記多孔質層形成用塗工液中のバインダー樹脂と、金属酸化物半導体微粒子との含有量比は、本工程において形成する多孔質層の空隙率を所望の範囲内にできる程度に適宜調整されるものである。
【００５９】
上記多孔質層形成用塗工液に溶媒を用いた場合には、上述したバインダー樹脂が溶解するものであれば特に限定はされるものではない。本工程に用いられる溶媒としては、例えば、水またはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ターピネオール、ジクロロメタン、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル等の各種溶剤を挙げることができる。
【００６０】
また、本工程に用いられる多孔質層形成用塗工液には、塗工適性等を向上させるために、各種添加剤が含有されていてもよい。本工程に用いられる添加剤としては、例えば、界面活性剤、粘度調整剤、分散助剤、ｐＨ調節剤等を用いることができる。例えば、ｐＨ調製剤としては、硝酸、塩酸、酢酸、ジメチルホルムアミド、アンモニア等を挙げることができる。また、分散助剤としては、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのようなポリマー、界面活性剤、酸、またはキレート剤等を挙げることができる。
【００６１】
本工程において、上記多孔質層形成用塗工液を上記金属基板上に塗布する方法としては、一般的に公知の塗布方法を用いることができ、特に限定はされない。このような塗布方法としては、例えば、ダイコート、グラビアコート、グラビアリバースコート、ロールコート、リバースロールコート、バーコート、ブレードコート、ナイフコート、エアナイフコート、スロットダイコート、スライドダイコート、ディップコート、マイクロバーコート、マイクロバーリバースコートや、スクリーン印刷（ロータリー方式）等を挙げることができる。
【００６２】
上記第１の方法においては、金属基板上に多孔質層形成用塗工液の塗膜を形成した後、これを焼成することによって多孔質層を形成するが、このときの焼成温度としては、上記バインダー樹脂を分解除去できる範囲内であれば特に限定されるものではない。なかでも、本工程における焼成温度は、通常、２５０℃〜５５０℃の範囲内であることが望ましいが、特に限定されるものではない。
【００６３】
次に上記第２の方法について説明する。上記第２の方法は、金属酸化物半導体微粒子と樹脂材料とを含有する多孔質層形成用塗工液を金属基板上に塗布することにより、焼成を行うことなく、多孔質層を形成する方法である。上記第２の方法に用いられる多孔質層形成用塗工液としては、金属酸化物半導体微粒子と樹脂材料とを含有するものであれば特に限定されるものではない。ここで、上記樹脂材料としては、例えば、セルローズ誘導体、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシメタアクリレート、ポリエチレングリコール、ポリオレフィン、カゼインＮ-ブチルアセトアミドポリエチレンオキサイド、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸およびその塩等を挙げることができる。なお、上記金属酸化物半導体微粒子については、上記「Ａ．色素増感型太陽電池用積層体」において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６４】
また、第２の方法において金属基板上に多孔質層形成用塗工液を塗布する方法としては、一般的に公知の方法を用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、上記第１の方法の項において例示した塗布方法を用いることができる。
【００６５】
本工程においては、上記第１の方法、および上記第２の方法のいずれであっても好適に用いることができるが、中でも上記第１の方法が用いられることが好ましい。上記第１の方法を用いることにより、上記金属基板と多孔質層とが焼成により強固に密着させることができるため、本発明によって製造される色素増感型太陽電池用積層体を用いて作製した色素増感型太陽電池素子の性能を向上させることができるからである。
【００６６】
２．貫通孔形成工程
次に、本発明における貫通孔形成工程について説明する。本工程は、金属基板に貫通孔を形成する工程である。
【００６７】
本工程において、金属基板に貫通孔を形成する方法としては、所望の貫通孔を所望の開口率で形成することができる方法であれば特に限定されるものでなく、金属基板の厚みや材質等に応じて任意の方法を用いることができる。したがって、本工程に用いられる貫通孔の形成方法は、物理的に金属基板を切除することによって貫通孔を形成する方法であってもよく、あるいは金属基板をエッチングすることによって貫通孔を形成する方法であってもよい。本工程においてはこのような物理的方法、化学的方法のいずれであっても好適に用いることができるが、なかでも化学的方法が用いることが好ましく、化学的方法の中でも特にフォトエッチング法が用いられることが好ましい。フォトエッチング法が用いられることにより、上記金属基板に大きな応力の負担を生じさせることなく、所望の形状の貫通孔を形成することができるため、貫通孔を形成する際に上記金属基板に応力がかかることに起因して、多孔質層にクラックができてしまうこと等の不具合を防止することができる。また、エッチングにより加工した貫通孔端部にてバリが生じないために、好適であるからである。
【００６８】
本工程において、金属基板に形成される貫通孔の形状、および開口率については、上記「Ａ．色素増感型太陽電池用積層体」の項において説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６９】
３．その他の工程
本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法は、少なくとも上記多孔質層形成工程と、上記貫通孔形成工程とを有するものであるが、必要に応じて他の任意の工程が用いられてもよいものである。本発明に用いられる任意の工程としては、本発明によって製造される色素増感型太陽電池用積層体の所望の機能を付与できるものであれば特に限定されるものではない。このような任意の工程としては、たとえば、上記多孔質層上に透明基板を配置する透明基板配置工程を挙げることができる。透明基板配置工程が用いられることにより、本発明によって製造される色素増感型太陽電池用積層体を、上記多孔質層上に透明基板が配置されたものにできる。
【００７０】
本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法に、上記透明基板配置工程が用いられる場合、当該透明基板配置工程が実施されるタイミングとしては、上記多孔質層形成工程後、上記貫通孔形成工程の前であってもよく、あるいは上記貫通孔形成工程の後であってもよい。さらに上記多孔質層形成工程において、上述した第１の方法が用いられる場合は、金属基板上に多孔質層形成用塗工液の塗膜が形成された後、焼成が行われる前に実施されてもよい。この場合、上記多孔質層形成用塗工液の塗膜上に透明基板が配置された状態で焼成が行われることになるため、多孔質層と透明基板とを強固に密着させることができるという利点がある。
【００７１】
また、上記任意の工程としては、透明基板配置工程以外に、上記多孔質層に色素増感剤を担持させる色素増感剤担持工程を挙げることができる。
【００７２】
Ｃ．色素増感型太陽電池素子
次に、本発明の色素増感型太陽電池素子について説明する。上述したように本発明の色素増感型太陽電池素子は、上記本発明に係る色素増感型太陽電池用積層体が用いられたことを特徴とするものである。
【００７３】
本発明によれば、上記本発明に係る色素増感型太陽電池用積層体が用いられていることにより、性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池素子を得ることができる。
【００７４】
本発明の色素増感型太陽電池素子は、上記本発明に係る色素増感型太陽電池用積層体が用いられたものであればよく、いかなる構成を有するものであってもよい。中でも本発明の色素増感型太陽電池素子は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体、および対向基材と、当該対向基材上に形成された対向電極層とを有する色素増感型太陽電池用対極が、金属基板と対向電極層とが対向するように配置され、色素増感型太陽電池用積層体および上記色素増感型太陽電池用対極の間に電解質層が形成された構成を有するものであることが好ましい。
【００７５】
図５は、本発明の色素増感型太陽電池素子の好ましい構成の一例を示す概略断面図である。図５に例示するように、本発明の色素増感型太陽電池素子３０は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０、および対向基材２１と、当該対向基材２１上に形成された対向電極層２２とを有する色素増感型太陽電池用対極２０が、金属基板１と対向電極層２２とが対向するように配置され、上記色素増感型太陽電池用積層体１０および上記色素増感型太陽電池用対極２０の間に電解質層３１が形成された構成を有するものであることが好ましい。
なお、図５に例示するように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体１０を用いて色素増感型太陽電池素子３０を作製する場合、本発明の色素増感型太陽電池用積層体２０は、上記多孔質層２上に透明基板３が配置されたものであることが好ましい。
図５において３２はシール材を表す。
【００７６】
以下、このような構成を有する色素増感型太陽電池素子について詳細に説明する。
【００７７】
１．色素増感型太陽電池用対極
まず、上記色素増感型太陽電池用対極について説明する。上述したように本発明に用いられる色素増感型対応電池用対極は、対向基材と、当該対向基材上に形成された対向電極層とを有するものである。
【００７８】
（１）対向電極層
本発明に用いられる対向電極層について説明する。本発明に用いられる対向電極層は後述する対向基材上に形成され、導電性材料からなるものである。
【００７９】
本発明に用いられる導電性材料としては、電気抵抗が所望の範囲内である対向電極層を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。このような導電性材料としては、金属および金属酸化物を挙げることができる。なかでも本発明においては、上記導電性材料として金属酸化物を用いることが好ましい。後述するように、本発明に用いられる対向電極層は光透過性を有することが好ましいところ、上記導電性材料として金属酸化物を用いることにより、光透過性に優れた対向電極層を形成することができるからである。
【００８０】
上記金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯを挙げることができる。本発明においては、これらのいずれの金属酸化物であっても好適に用いることができるが、なかでもフッ素ドープしたＳｎＯ２（以下、ＦＴＯと称する。）、ＩＴＯを用いることが好ましい。ＦＴＯおよびＩＴＯは、導電性および太陽光の透過性の両方に優れているからである。
【００８１】
また、本発明に用いられる対向電極層は、単一の層からなる構成であってもよく、また、複数の層が積層された構成であってもよい。複数の層が積層された構成としては、例えば、仕事関数が互いに異なる導電性材料からなる層を積層する態様や、互いに異なる金属酸化物からなる層を積層する態様を挙げることができる。
【００８２】
本発明に用いられる対向電極層の厚みは、上記導電性材料の種類等に応じて、電気抵抗が所望の範囲内である対向電極層を形成することができる範囲内であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、３００ｎｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましく、１０μｍ〜２５０μｍの範囲内であることがより好ましく、１０μｍ〜１８０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００８３】
さらに本発明に用いられる対向電極層は、光透過性を有することが好ましい。これにより、本発明の色素増感型太陽電池素子を、両面からの光照射による発電可能性を有するものにできるからである。
【００８４】
（２）対向基材
本発明に用いられる対向基材としては、対向電極層を支持することが可能な程度の自己支持性を有するものであれば特に限定されるものではない。したがって、本発明に用いられる対向基材は可撓性を有するフレキシブル材であってもよく、または、石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等の可撓性を有さないリジッド材であってもよい。なかでも本発明に用いられる対向基材はフレキシブル材であることが好ましく、上記フレキシブル材のなかでもフィルム基材であることが好ましい。フィルム基材は加工性に優れ、製造コストの低減ができるからである。
【００８５】
また本発明に用いられる対向基材は、光透過性を有することが好ましい。これにより、本発明の色素増感型太陽電池用対極を全体として光透過性を有するものとすることができ、シースルー性や両面からの光照射による発電可能性を有する色素増感型太陽電池素子を作製することが可能になるからである。
【００８６】
このような対向基材としては、例えば、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂フィルム基材等を挙げることができ、なかでも二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネートフィルム（ＰＣ）が好ましい。
【００８７】
また、本発明に用いられる対向基材の厚みは、通常、５０μｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましく、特に７５μｍ〜１８００μｍの範囲内であることが好ましく、さらに１００μｍ〜１５００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８８】
（３）その他の構成
本発明に用いられる色素増感型太陽電池用対極は、上記対向電極層および対向基材以外に他の構成を有するものであってもよい。このような他の構成としては、上記対向電極層上に形成される触媒層を挙げることができる。当該触媒層は、後述する電解質層の酸化還元対に対して触媒作用を有するものであるため、本発明の色素増感型太陽電池素子の発電効率をさらに向上させることができるという利点がある。
【００８９】
本発明に用いられる触媒層としては、上記酸化還元対に対する触媒作用を有する材料からなるものであれば特に限定されるものではない。このような触媒層としては、Ｐｔ等の金属材料からなるものや、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子からなるものを挙げることができる。
【００９０】
２．色素増感型太陽電池用積層体
本発明に用いられる色素増感型太陽電池用積層体は、上記「Ａ．色素増感型太陽電池用積層体」の項において説明したものであるため、ここでの説明は省略する。
【００９１】
３．電解質層
次に、本発明に用いられる電解質層について説明する。本発明における電解質層は、酸化還元対を含むものである。
【００９２】
本発明における電解質層に用いられる酸化還元対としては、一般的に色素増感型太陽電池素子の電解質層に用いられているものであれば特に限定はされるものではない。なかでも本発明に用いられる酸化還元対は、ヨウ素およびヨウ化物の組合せ、臭素および臭化物の組合せであることが好ましい。
【００９３】
上記酸化還元対として本発明に用いられるヨウ素およびヨウ化物の組合せとしては、例えば、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣａＩ２等の金属ヨウ化物と、Ｉ２との組合せを挙げることができる。
さらに、上記臭素および臭化物の組合せとしては、例えば、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣａＢｒ２等の金属臭化物と、Ｂｒ２との組合せを挙げることができる。
【００９４】
本発明における電解質層には、上記酸化還元対以外のその他の化合物として、架橋剤、光重合開始剤、増粘剤、常温融解塩等の添加剤を含有していてもよい。
【００９５】
電解質層は、ゲル状、固体状または液体状のいずれの形態からなる電解質層であってもよい。電解質層をゲル状とした場合には、物理ゲルと化学ゲルのいずれであってもよい。ここで、物理ゲルは物理的な相互作用で室温付近でゲル化しているものであり、化学ゲルは架橋反応などにより化学結合でゲルを形成しているものである。
また、電解質層を液体状とした場合には、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、炭酸プロピレンなどを溶媒とし、酸化還元対を含んだものや、同じくイミダゾリウム塩をカチオンとするイオン性液体を溶媒とすることができる。
さらに、電解質層を固体状とした場合には、酸化還元対を含まずにそれ自身が正孔輸送剤として機能するものであればよく、例えばＣｕＩ、ポリピロール、ポリチオフェンなどを含む正孔輸送剤であってもよい。
【００９６】
４．色素増感型太陽電池素子
本発明の色素増感型太陽電池素子は、上記色素増感型太陽電池用積層体の多孔質層等、および、上記色素増感型太陽電池用対電極の対向電極層等がパターニングされていることにより、一対の色素増感型太陽電池用積層体および色素増感型太陽電池用対極の間に複数のセルが連結された構成を有するものであってもよい。このような構成を有することにより、本発明の色素増感型太陽電池素子を起電力の高いものにできるからである。
【００９７】
また、上記パターニングの形状としては、本発明の色素増感型太陽電池素子に求める起電力等により任意に決定することができるが、なかでも本発明においてはストライプ形状のパターニングとすることが最も好ましい。
【００９８】
５．色素増感型太陽電池素子の製造方法
次に本発明の色素増感型太陽電池素子の作製方法の一例について説明する。本発明の色素増感型太陽電池素子は、上記本発明に係る色素増感型太陽電池用積層体が有する金属基板と、上記色素増感型太陽電池用対極が有する対向電極層との間に電解質層を形成することにより製造することができる。
【００９９】
本発明において、上記電解質層を形成する方法としては、厚み精度よく形成できる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、上記色素増感型太陽電池用積層体の金属基板上に電解質層を形成した後、当該電解質層上に色素増感型太陽電池用対極を配置する方法（第１の方法）と、上記色素増感型太陽電池用積層体および色素増感型太陽電池用対極を、金属基板と対向電極層とが対向するように配置した後、金属基板と対向電極層との間に電解質層を形成する方法（第２の方法）と、を挙げることができる。
【０１００】
上記第１の方法としては、例えば、電解質層形成用組成物を上記金属基板上に塗布し、乾燥させることにより電解質層を形成した後に、色素増感型太陽電池用対極を付与する塗布法を用いることができる。また、上記第２の方法としては、上記色素増感型太陽電池用積層体の金属基板と、色素増感型太陽電池用対極が有する対向電極層とが対向するように所定の間隙を有して配置させ、その間隙に、電解質層形成用組成物を注入することにより、電解質層を形成する注入法を用いることができる。
【０１０１】
Ｄ．色素増感型太陽電池モジュール
次に、本発明の色素増感型太陽電池モジュールについて説明する。本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、上記本発明に係る色素増感型太陽電池素子が複数個連結されてなることを特徴とするものである。
【０１０２】
本発明によれば、上記本発明に係る色素増感型太陽電池用積層体が用いられていることにより、性能および集電効果の高い色素増感型太陽電池モジュールを得ることができる。
【０１０３】
本発明において複数の色素増感型太陽電池素子が連結された態様としては、本発明の色素増感型太陽電池モジュールにより所望の起電力を得ることができる態様であれば特に限定されるものではない。このような態様としては、個々の色素増感型太陽電池素子が直列で連結された態様であってもよく、あるいは並列で連結された態様であってもよい。
【０１０４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１０５】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１０６】
[実施例]
（色素増感太陽電池用積層体の作製）
50mm角の100μSUS箔（SUS304）を用意し、表面洗浄後、酸化チタンペーストNanooxide D-SP（solaronix社製）をスキージ法にて積層後500℃  1hの加熱により多孔質層を形成した。その後、ロールラミネーターを用いて100度で基板の上下からネガ型フォトレジスト  FRA063-25μｍｔ（（株）デュポンMRCドライフィルム社製）を張り合わせた。その後、ラミネートフィルムを500μ径の孔が30個空くようにマスクパターンで露光現像し、フォトレジスト上に500μｍ径の孔が30個配置されたフォトマスクを配し、紫外線照射を行った（露光エネルギー：50ｍJ/cm2）。紫外線照射後に、0.5ｗｔ％の炭酸ナトリウム水溶液中（液温：30℃・スプレー圧：1.5ｋｇｆ/ｃｍ２）にて現像を行い、SUS箔上にレジスト画像を形成した。表面にレジスト画像が形成された前記基材を第二塩化鉄液を用いてSUS箔側のみからエッチングし（液温：50℃・スプレー圧：2.0ｋｇｆ/ｃｍ２・45ボーメ）、SUS箔上に500μ径の孔を30個得た。次に、この電極に増感色素としてルテニウム錯体（Dyesol製N719）を濃度が３×１０−４ｍｏｌ／ｌとなるようにアセトニトリルとｔｅｒｔ−ブチルアルコールの体積比１：１溶液に溶解させた色素担持用塗工液に、室温にて20h浸漬。次いで、前記の電極を色素担持用塗工液から引き上げ、多孔質層に付着した色素担持用塗工液をアセトニトリルにより洗浄後、風乾した。これにより、多孔質層を形成している酸化チタン微粒子表面に上記の増感色素が坦持された基板サイズ50×50ｍｍの色素増感型太陽電池用積層体を得た。その後、色素担持酸化チタンを覆うように50mm角PETフィルムを50mm角アイオノマー樹脂にて貼り付けた。
【０１０７】
(色素増感型太陽電池用対極の作製)
ITO/PEN上に白金膜(膜厚300nm)をスパッタリング法によって形成して50ｍｍ角の対極基板を作製。その後、基材の中心付近に孔を空けた。
【０１０８】
(電解質作製)
0.6M ＨMIｍI、 0.03M I2、 0.1M  ＮＭＢＩ  を混合したものを使用した。
【０１０９】
(セル組み)
前記対極上に50mm角の不織布を積層し、周囲をアイオノマー樹脂で電極と張り合わせ後、対極の孔部から電解質を真空下で注入し、孔をアイオノマー樹脂にて塞いだ。
【０１１０】
（結果）
得られた色素増感太陽電池を、擬似太陽光(１００ｍＷ／ｃｍ２、ＡＭ（ＡｉｒＭａｓｓ）１．５)を光源として、光電変換効率を求めた。その結果、太陽電池は変換効率η＝5.0％であった。
【符号の説明】
【０１１１】
１,１’  …  金属基板
２  …  多孔質層
３  …  透明基板
４  …  シール材
１０  …  色素増感型太陽電池用積層体
２０  …  色素増感型太陽電池用対極
２１  …  対向基材
２２  …  対向電極層
３０  …  色素増感型太陽電池素子
３１  …  電解質層
３２  …  シール材
Ｈ  …  貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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