(57)【要約】【課題】色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池等の励起型太陽電池において、光電変換層の比表面積の増大による光学吸収利得の改善と良好な電気輸送性の確保とを両立させる。【解決手段】透明電極１２と対向電極３０との間に光電変換層２０を挟む。光電変換層２０は、第１層２１と第２層２２を含む。第１層２１と第２層２２は、それぞれ連続細孔２１ａ，２２ａを有して一体に連続する三次元網目構造をなし、かつ相手側の連続細孔に充填されるよう相互に絡み合っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極と、前記透明電極と対向する対向電極と、これら透明電極及び対向電極の間に設けられた光電変換層とを備え、前記光電変換層が、電子を受け取り又は輸送する第１層と、電子を与え又は正孔を輸送する第２層を含み、前記第１層及び第２層が、それぞれ連続細孔を有して一体に連続する三次元網目構造をなし、かつ相手側の連続細孔に充填されるよう相互に絡み合っていることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記第１層及び第２層のうち少なくとも一方の連続細孔の平均直径が、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記第１層及び第２層のうち少なくとも一方の連続細孔の平均直径が、１００ｎｍ以上、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第１層が、増感色素を担持した金属酸化物であり、前記第２層が、有機半導体であり、色素増感太陽電池を構成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第１層が、ｎ型有機半導体であり、前記第２層が、ｐ型有機半導体であり、有機薄膜太陽電池を構成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
透明電極と対向電極との間に、電子を受け取り又は輸送する第１層と、電子を与え又は正孔を輸送する第２層とを含む光電変換層を挟んでなる太陽電池を製造する方法であって、
前記透明電極又は対向電極の表面に、連続細孔を有する三次元網目構造のテンプレート層を形成するテンプレート形成工程と、
前記第１層及び第２層のうち一方を、前記連続細孔に充填するよう形成する第１充填工程と、
前記テンプレート層をエッチングするエッチング工程と、
前記第１層及び第２層のうち他方を、前記テンプレート層をエッチングしてできた空間に充填するよう形成する第２充填工程と、
を順次実行することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記テンプレート形成工程において、金属−酸素結合の架橋性材料と溶媒を含む混合物を、前記透明電極又は対向電極の表面上でゾルゲル反応させ、前記テンプレート層となる金属−酸素結合の架橋構造体を生成することを特徴とする請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記第１充填工程において、前記第１層及び第２層の一方の材料が溶解した原料液を前記連続細孔に充填し、次いで前記溶液の溶媒を気化させることを特徴とする請求項６又は７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記エッチング工程において、前記テンプレート層を大気圧近傍のプラズマにてエッチングすることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第２充填工程において、前記透明電極又は対向電極に電圧をかけ、前記第１層及び第２層の他方となる金属酸化物を電気めっきにより析出させることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、及び太陽電池の製造方法に関し、特に、光電変換層を有する所謂励起型の太陽電池、及び励起型の太陽電池を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の励起型太陽電池として、色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池が挙げられる。例えば色素増感太陽電池の光電変換層は、ＴｉＯ２やＺｎＯ等の金属酸化物に増感色素が担持されている。金属酸化物に電解質又は有機半導体が接している。入射光によって色素が励起する。この色素の電子が金属酸化物に移り、電解質または有機半導体から電子が色素に移る。これにより、電気が発生する。有機薄膜太陽電池の光電変換層は、ｎ型半導体として挙動する有機半導体とｐ型半導体として挙動する有機半導体を含む。２種類の半導体の界面において光励起により電子−正孔対が形成され、電子がｎ型半導体にて輸送され、正孔がｐ型半導体にて輸送される。
【０００３】
一般に、色素増感太陽電池の光電変換層を構成する金属酸化物は、ＴｉＯ２やＺｎＯからなる微粒子の集合体を焼結させ、多孔質化したものである（特許文献１、２参照）。ＺｎＯ等の金属酸化物を電析法により形成する技術も知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００８−６２１８１号公報
【特許文献２】特開２００６−８６０５６号公報
【特許文献３】特開２００７−２０７７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池等の励起型太陽電池の光学吸収利得を増大させるためには、光電変換が行なわれる異種材料の界面の面積を大きくする必要がある。光電変換層が微粒子の集合体にて構成されている場合、微粒子の粒径を小さくすればするほど界面積（比表面積）を大きくでき、光学吸収利得を大きくできる。しかし、隣接する微粒子どうしの間には電気輸送抵抗が生じる。微粒子の粒径を小さくすればするほど電気輸送抵抗が大きくなる。
一方、電析法によれば金属酸化物が針状に形成されるため、良好な電気輸送性が得られる。しかし、比表面積が小さく、光学吸収利得が充分でない。また、電析にてなる針状の金属酸化物は、微粒子集合体からなる金属酸化物より光散乱効果が小さく、光路の実効長さを延ばすのが難しい。
本発明は、上記の事情に鑑み、色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池等の励起型太陽電池において、光電変換層の比表面積の増大による光学吸収利得の改善と良好な電気輸送性の確保とを両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池は、透明電極と、前記透明電極と対向する対向電極と、これら透明電極及び対向電極の間に設けられた光電変換層とを備え、前記光電変換層が、電子を受け取り又は輸送する第１層と、電子を与え又は正孔を輸送する第２層を含み、前記第１層及び第２層が、それぞれ連続細孔を有して一体に連続する三次元網目構造をなし、かつ相手側の連続細孔に充填されるよう相互に絡み合っていることを特徴とする。
光電変換層の第１層及び第２層が三次元網目構造であるから、第１層と第２層の界面積を充分に大きくすることができる。したがって、入射光の吸収効率を高めることができ、光学吸収利得を高めることができる。加えて、第１層及び第２層は一体的に連続した構造になっており、内部界面が殆ど無く又は小さいため、微粒子の集合体にて構成した場合よりも内部の電気抵抗を充分に小さくで、電気輸送性を高めることができる。よって、光電変換層の光学吸収利得の改善と、良好な電気輸送性の確保とを両立させることができる。
ここで、一体に連続するとは、第１層又は第２層が、複数の分割片又は多数の粒子に分割されておらず、全体的につながっている状態をいい、内部界面がまったく無い場合の他、一体に連なった複数の線条部分が互いに接し、これら線条部分どうし間に界面が形成される場合も含む。
【０００６】
前記第１層及び第２層のうち少なくとも一方の連続細孔の平均直径が、１μｍ以下であることが好ましい。
これによって、第１層若しくは第２層の比表面積、又は第１層及び第２層の界面積を充分に大きくでき、光学吸収利得を確実に向上できる。
【０００７】
前記第１層及び第２層のうち少なくとも一方の連続細孔の平均直径が、１００ｎｍ以上、１μｍ以下であることがより好ましい。
これによって、上述したように比表面積又は界面積を充分に大きくできるとともに、入射光の散乱効果を確保でき、光電変換層内での光路の実効長さを大きくできる。したがって、光の吸収効率を充分に確保できる。
【０００８】
前記太陽電池が、色素増感太陽電池である場合、前記第１層が、増感色素を担持した金属酸化物であり、前記第２層が、有機半導体であることが好ましい。
前記金属酸化物として、ＴｉＯ２、ＺｎＯ等の金属酸化物半導体が挙げられる。これら金属酸化物半導体は、電子を増感色素から受け取り輸送する電子アクセプター又は電子輸送部として機能する。前記増感色素として、ルテニウム錯体、クマリン等が挙げられる。前記有機半導体として、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等が挙げられる。前記有機半導体は、電子を増感色素に与える電子ドナー、又は正孔を輸送する正孔輸送部として機能する。
【０００９】
前記太陽電池が、有機薄膜太陽電池である場合、前記第１層が、ｎ型有機半導体であり、前記第２層が、ｐ型有機半導体であることが好ましい。
前記ｎ型有機半導体として、ＰＣＢＭ（フラーレン誘導体）が挙げられる。ｎ型有機半導体は、電子を受け取り輸送する電子アクセプター又は電子輸送部として機能する。前記ｐ型有機半導体として、Ｐ３ＨＴ（ポリ３ヘキシルチオフェン）等が挙げられる。ｐ型有機半導体は、電子を与える電子ドナー、又は正孔を輸送する正孔輸送部として機能する。
【００１０】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法は、透明電極と対向電極との間に、電子を受け取り又は輸送する第１層と、電子を与え又は正孔を輸送する第２層とを含む光電変換層を挟んでなる太陽電池を製造する方法であって、
前記透明電極又は対向電極の表面に、連続細孔を有する三次元網目構造のテンプレート層を形成するテンプレート形成工程と、
前記第１層及び第２層のうち一方を、前記連続細孔に充填するよう形成する第１充填工程と、
前記テンプレート層をエッチングするエッチング工程と、
前記第１層及び第２層のうち他方を、前記テンプレート層をエッチングしてできた空間に充填するよう形成する第２充填工程と、
を順次実行することを特徴とする。
第１充填工程では、テンプレート層をテンプレート（鋳型）にして、第１層及び第２層のうち一方を三次元網目状に形成できる。第２充填工程では、第１充填工程で形成した第１層又は第２層をテンプレート（鋳型）にして、第１層及び第２層のうち他方を三次元網目状に形成できる。これによって、第１層と第２層の界面積を充分に大きくすることができる。したがって、入射光の吸収効率を高めることができ、光学吸収利得を高めることができる。加えて、第１層及び第２層の内部界面を小さくできる。したがって、微粒子の集合体にて構成した場合よりも内部の電気抵抗を充分に小さくで、電気輸送性を高めることができる。よって、光電変換層の光学吸収利得の改善と、良好な電気輸送性の確保とを両立させることができる。
【００１１】
前記テンプレート形成工程において、金属−酸素結合の架橋性材料と溶媒を含む混合物を、前記透明電極又は対向電極の表面上でゾルゲル反応させ、金属−酸素結合の架橋構造体を生成することが好ましい。
架橋構造体が溶媒と相分離を起こす付近でゾルゲル反応が終結するよう前記混合物の組成やゾルゲル反応の条件を調節することによって、三次元網目状の架橋構造体を得ることができる。この架橋構造体を前記テンプレート層として用いることができる。前記金属−酸素結合の金属は、好ましくはシリコンである。
【００１２】
前記第１充填工程において、前記第１層及び第２層の一方の材料が溶解した原料液を前記連続細孔に充填し、次いで前記溶液の溶媒を気化させることが好ましい。
これによって、第１層又は第２層を容易に形成できる。
【００１３】
前記エッチング工程において、前記テンプレート層を大気圧近傍のプラズマにてエッチングすることが好ましい。
テンプレート層がシリコン−酸素結合を有する場合、プラズマエッチングのプロセスガスとして水を添加したハロゲン系ガスを用いるとよい。ハロゲン系ガスとして、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、又はＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２等が挙げられる。
【００１４】
前記第２充填工程において、前記透明電極又は対向電極に電圧をかけ、前記第１層及び第２層の他方となる金属酸化物を電気めっきにより析出させることが好ましい。析出する金属酸化物として、例えばＺｎＯが挙げられる。析出用の溶液に増感色素を分散させておくことが好ましい。これによって、色素増感太陽電池の光電変換層を生成できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、太陽電池の光電変換層の比表面積増大による光学吸収利得の改善と、良好な電気輸送性の確保とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る色素増感太陽電池１を模式的に示したものである。色素増感太陽電池１は、基板１０と、光電変換層２０と、対向電極３０と、封止基板４０とを備えている。基板１０の上に光電変換層２０、対向電極３０、及び封止基板４０が順次積層されている。基板１０は、透明基材１１と、透明電極１２を有している。透明基材１１は、ガラス又は透明樹脂にて構成されている。透明樹脂としてＰＥＴが挙げられる。透明電極１２は、例えばＩＴＯ等の透明導電膜にて構成されている。この実施形態では、基板１０として、ＩＴＯが被膜されたＰＥＴフィルムが用いられている。
【００１７】
透明電極１２の表面に光電変換層２０が設けられている。光電変換層２０は、第１層２１と、第２層２２を含む。第１層２１は、金属酸化物からなる半導体にて構成され、電子を後記増感色素２３から受け取り輸送する機能を有する。金属酸化物としてＴｉＯ２やＺｎＯが挙げられる。この実施形態の第１層２１は、ＺｎＯにて構成されている。
【００１８】
第１層２１に増感色素２３が担持されている。増感色素２３は、金属錯体色素や有機色素にて構成されている。金属錯体色素として、ルテニウム錯体（Ｎ３、Ｎ７１９等）が挙げられる。有機色素として、クマリンが挙げられる。
【００１９】
第２層２２は、有機材料からなるｐ型の半導体にて構成され、電子を増感色素２３に与え、又は正孔を輸送する機能を有する。この実施形態の第２層２２は、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にて構成されている。
【００２０】
図１においては模式化されているが、第１層２１及び第２層２２は、それぞれ連続細孔２１ａ，２２ａを有して一体に連続する三次元網目構造体（多孔質体）になっている。しかも、第１層２１及び第２層２２は、互いに相手側の連続細孔２２ａ，２１ａに充填されるよう相互に絡み合っている。連続細孔２１ａ，２２ａの平均直径は、好ましくは１００ｎｍ以上、１μｍ以下である。
【００２１】
上記のように構成された色素増感太陽電池１を製造する方法を説明する。
（１）テンプレート形成工程
まず、透明電極１２で被膜されたＰＥＴフィルムからなる基板１０を用意する。この基板１０の透明電極１２の表面に、連続細孔を有する三次元網目構造のテンプレート層を形成する。テンプレート層の形成は、特開２００５−１９０８２８に開示された方法を用い、次のようにして行なうことができる。
【００２２】
（１−１）調整工程
先ず、金属−酸素結合の架橋性材料（前駆体）と溶媒を含む混合物を調整する。好ましくは混合物に更に触媒を混ぜて調整を行なう。架橋性材料の金属としては、好ましくはシリコンを用いる。架橋性材料として、好ましくは複数の架橋性（加水分解性）のシリル基と、このシリル基共有結合した炭素原子を有する有機無機複合架橋性化合物を用いる。架橋性（加水分解性）のシリル基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシなどのアルコキシ基が直接シリコン原子に結合したアルコキシシリル基、塩素などのハロゲンがシリコン原子に結合したハロゲン化シリル基、アセトキシ基などのカルボキシシリル基等が挙げられる。架橋性シリル基として、予め加水分解されたシラノール基、シラノレート基を用いてもよく、この場合、後記ゾルゲル反応工程における加水分解は不要であり、縮合反応のみを行なえばよい。
【００２３】
上記架橋性化合物として、好ましくは下記式（１）により表されるものを用いる。
【化１】
2010153185.tif 000003
式中、Ｒ５はＯＣＨ３またはＯＣ２Ｈ５基を表し、ｎ１，ｎ２は０，１，または２のいずれかであり、ｎ１，ｎ２の少なくともひとつが１または２である。
これらの架橋性化合物としては、例えば、ビス（ジエトキシメチルシリル）エタン、ビス（ジエトキシメチルシリル）ヘキサン、ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタン、ビス（ジエトキシメチルシリル）ノナン、ビス（ジエトキシメチルシリル）デカン、ビス（ジエトキシメチルシリル）テトラデカン、ビス（ジメチルエトキシシリル）エタン、ビス（ジメチルエトキシシリル）ヘキサン、ビス（ジメチルエトキシシリル）オクタン、ビス（ジメチルエトキシシリル）ノナン、ビス（ジメチルエトキシシリル）デカン、ビス（ジメチルエトキシシリル）テトラデカン等が挙げられる。
【００２４】
溶媒としては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、イソプロパノール等のアルコールを用いてもよく、水アルコール混合液を用いてもよく、水を用いてもよい。
【００２５】
触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸などの酸を用いてもよく、アンモニア、水酸化ナトリウムなどの無機化合物、アミン化合物などの有機化合物などの塩基触媒を用いてもよい。好ましくは、触媒として、ブレンステッド酸を用いる。
【００２６】
（１−２）供給工程
調整した上記混合物を基板１０に供給し、透明電極１２上に混合物の膜を形成する。
【００２７】
（１−３）ゾルゲル反応工程
上記の混合物を基板１０上でゾルゲル反応させる。すなわち、加水分解及びそれに続く脱水縮合反応を起こさせる。この工程では、混合物を被膜した基板１０を室温から３００℃までの任意の温度で加温することが好ましい。また、混合物に水を加えてもよく、水蒸気を接触させてもよい。混合物をゾルゲル反応させると重縮合により架橋性材料の分子量が徐々に増加し、架橋構造体の形成が進行する。架橋構造体の分子量がある程度の大きさになると、溶媒に溶解した状態から不溶の状態になり、相分離が起きる。この相分離を利用して、架橋構造体を三次元網目状に連続的につながった状態にすることができる。この状態で構造が凍結するように、溶媒量、触媒濃度、温度等の条件を調節する。この架橋構造体が、上記テンプレート層になる。テンプレート層の化学構造は、例えば下記式（２）により表される。
【化２】
2010153185.tif 000004
式中、ｘは架橋に関与する−Ｏ−結合又はＯＨ基であり、ｎ１，ｎ２は０，１，または２のいずれかであり、ｎ１，ｎ２の少なくともひとつが１または２である。
【００２８】
（１−４）連続細孔開放工程
テンプレート層の連続細孔には、上記混合物の溶媒が充填されている。この溶媒も三次元網目状に連続した状態になっている。この溶媒を除去する。これによって、テンプレート層の連続細孔の内部が空の状態になり、連続細孔が開放される。
【００２９】
（２）第１充填工程
次に、上記テンプレート層をテンプレート（鋳型）にして、第２層２２を形成する。すなわち、テンプレート層の連続細孔に第２層２２を充填する。この充填工程は、下記のようにして行なうことができる。
第２層２２の原料液をテンプレート層の連続細孔に注入する。第２層２２の原料液として、例えばＰＥＤＯＴおよびドーパントとしてＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）を溶解させた溶液を用いる。このＰＥＤＯＴ溶液の溶媒としては、水等を用いる。続いて、上記ＰＥＤＯＴ溶液の溶媒を加熱等で気化させて除去する。これにより、ＰＥＤＯＴが固化し、テンプレート層の連続細孔内にＰＥＤＯＴからなる第２層２２を充填できる。テンプレート層の連続細孔は三次元網目状に連続しているから、ＰＥＤＯＴからなる第２層２２についても三次元網目構造になる。
【００３０】
（３）エッチング工程
次に、テンプレート層をエッチングする。エッチングは、ドライエッチングでもよく、ウエットエッチングでもよいが、プラズマを用いたプラズマエッチングが好ましく、特に大気圧近傍のプラズマでエッチングする大気圧プラズマエッチングがより好ましい。大気圧プラズマエッチングは次のようにして行なう。
【００３１】
一対の電極を含む大気圧プラズマ処理装置を用意する。一対の電極間に電界を印加することによって、電極間に大気圧近傍の放電を生成する。この電極間の放電空間にプロセスガスを導入してプラズマ化する。このプラズマ化されたプロセスガスを、テンプレート層を含む基板１０に接触させる。
【００３２】
プロセスガスとして、例えばハロゲン系ガスに水（Ｈ２Ｏ）を添加したガスを用いる。ハロゲン系ガスとして、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、又はＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２等が挙げられる。プロセスガスには、アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが更に含有されていてもよく、これにより良好なプラズマを生成できる。これら不活性ガスをハロゲン系ガスのキャリアガスとして用いてもよい。
【００３３】
上記プロセスガスのプラズマ化によってＨＦが生成される。このＨＦを含むプラズマガスがテンプレート層に接触することにより、テンプレート層のＳｉ−ＯとＨＦが反応して揮発性のＳｉＦ４が生成され、テンプレート層がエッチングされる。
第２層２２は残置される。したがって、第２層２２の連続細孔２２ａ内が空の状態になる。
【００３４】
（４）第２充填工程
次に、上記の第２層２２を新たなテンプレート（鋳型）にして、第１層２１を形成する、すなわち、第２層２２の連続細孔（テンプレート層をエッチングしてできた空間）に第１層２１を充填する。第１層第１層２１の充填は、次のように電気めっき法を用いて行なうことができる。
【００３５】
塩化亜鉛水溶液を用意する。塩化亜鉛水溶液には増感色素２３を分散させておく。第２層２２が形成された基板１０を、塩化亜鉛水溶液中に浸漬する。基板１０の透明電極１２にマイナス電圧をかける。これによって、連続細孔２２ａの透明電極１２に面する箇所から酸化亜鉛が成長する（特許文献３参照）。この酸化亜鉛の成長方向が第２層２２によって規制される。したがって、酸化亜鉛は、第２層２２の連続細孔２２ａを埋めるように成長する。これにより、第２層２２の連続細孔２２ａに酸化亜鉛からなる第１層２１が充填される。したがって、第１層２１は、上記テンプレート層と同一形状の三次元網目構造になる。第１層２１には、塩化亜鉛水溶液に分散させておいた２３が担持される。特に、第１層２１と第２層２２の界面に２３が介在される。
このようにして、光電変換層２０を形成できる。
【００３６】
続いて、光電変換層２０上に対向電極３０を配置し、さらに封止基板４０にて封止する。こうして、色素増感太陽電池１が完成する。
【００３７】
上記のようにして製造された色素増感太陽電池１によれば、光電変換層２０の第１層２１を三次元網目構造にでき、該第１層２１の比表面積ないしは第１層２１と第２層２２の界面積を充分に大きくすることができる。したがって、入射光の吸収効率を高めることができ、光学吸収利得を高めることができる。加えて、第１層２１は、全体的に一体的に連続した構造になっており、内部界面が殆ど無く又は小さいため、微粒子の集合体にて構成した場合よりも内部の電気抵抗を充分に小さくで、電気輸送性を高めることができる。よって、光電変換層２０の光学吸収利得の改善と、良好な電気輸送性の確保とを両立させることができる。
連続細孔２１ａ，２２ａの平均直径を１μｍ以下にすることによって、第１、第２層２１，２２の比表面積又は界面積を充分に大きくでき、光学吸収利得を確実に向上できる。連続細孔２１ａ，２２ａの平均直径を１００ｎｍ以上にすることによって、入射光の散乱効果を確保でき、光電変換層２０内での光路の実効長さを大きくできる。したがって、光の吸収効率を充分に確保できる。
【００３８】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と重複する部分については、図面に同一符号を付して説明を省略する。
本発明は、色素増感太陽電池に限られず、有機薄膜太陽電池等の他の励起型太陽電池にも適用できる。図２は、有機薄膜太陽電池１Ａを模式的に示したものである。有機薄膜太陽電池１Ａの光電変換層２０は、ｎ型有機半導体からなる第１層２５と、ｐ型有機半導体からなる第２層２６を有している。第１層２５を構成するｎ型有機半導体としては、ＰＣＢＭ（フラーレン誘導体）が挙げられる。第２層２６を構成するｐ型有機半導体としては、Ｐ３ＨＴ（ポリ３ヘキシルチオフェン）が挙げられる。光電変換層２０は、ＰＣＢＭとＰ３ＨＴとによるバルクヘテロ層を構成している。
【００３９】
図２においては模式化されているが、ＰＣＢＭ層２５及びＰ３ＨＴ層２６は、それぞれ連続細孔２５ａ，２６ａを有して一体に連続する三次元網目構造体（多孔質体）になっている。しかも、ＰＣＢＭ層２５及びＰ３ＨＴ層２６は、互いに相手側の連続細孔２６ａ，２５ａに充填されるよう相互に絡み合っている。連続細孔２５ａ，２６ａの平均直径は、好ましくは１００ｎｍ以上、１μｍ以下である。
【００４０】
第２実施形態のＰＣＢＭ層２５及びＰ３ＨＴ層２６を含む光電変換層２０についても、第１実施形態の光電変換層２０と同様にして製造できる。
【００４１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、透明でない対向電極３０上に上記テンプレート層を形成し、さらに第１充填工程、エッチング工程、第２充填工程を行なってもよい。対向電極３０が透明であってもよい。
第１充填工程では第１層２１を形成し、第２充填工程では第２層２２を形成することにしてもよい。
第１実施形態において、第２層２２として電解質を用いてもよい。第１層２１を形成した後、第１層２１の形成に用いたテンプレートを除去し、第２層２２として電解質を充填することにしてもよい。第１層２１として金属の三次元網目構造を形成した後、この金属の表面を酸化させ、金属酸化物を得ることにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る色素増感太陽電池を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る有機薄膜太陽電池を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      色素増感太陽電池（励起型太陽電池）
１Ａ    有機薄膜太陽電池（励起型太陽電池）
１０    基板
１１    透明基材
１２    透明電極
２０    光電変換層
２１    酸化亜鉛層（第１層）
２１ａ  連続細孔
２２    ＰＥＤＯＴ層（第２層）
２２ａ  連続細孔
２３    増感色素
２５    ＰＣＢＭ層（第１層）
２５ａ  連続細孔
２６    Ｐ３ＨＴ層（第２層）
２６ａ  連続細孔
３０  対向電極
４０  封止基板
【図１】
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【図２】
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