(57)【要約】【課題】優れた光電変換効率を有する色素増感型太陽電池を製造でき且つ製造効率を高めることができる色素増感型太陽電池の製造方法及び作用極の製造方法を提供すること。【解決手段】作用極１を準備する作用極準備工程、作用極１に光増感色素を担持させる色素担持工程、対極を準備する対極準備工程、作用極１及び対極の間に電解液を配置する電解液配置工程を含み、作用極準備工程が、作用極用基板６を、イオン液体２１を介して搬送板２０上に保持して積層体２２を得る工程、積層体２２の作用極用基板６上に導電膜を形成する工程、積層体２２の導電膜上に半導体電極形成用ペーストを印刷する工程、半導体電極形成用ペーストを焼成して積層体２２の導電膜上に半導体電極を形成する工程を含む色素増感型太陽電池の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用極及び対極の間に電解液が配置され、前記作用極に光増感色素が担持されている色素増感型太陽電池の製造方法において、
前記作用極を準備する作用極準備工程と、
前記作用極に前記光増感色素を担持させる色素担持工程と、
前記対極を準備する対極準備工程と、
前記作用極及び前記対極の間に前記電解液を配置する電解液配置工程とを含み、
前記作用極準備工程が、
作用極用基板を、イオン液体を介して搬送板上に保持して積層体を得る保持工程と、
前記積層体の作用極用基板上に導電膜を形成する成膜工程と、
前記積層体の前記導電膜上に半導体電極形成用ペーストを印刷する印刷工程と、
前記半導体電極形成用ペーストを焼成して前記積層体の前記導電膜上に半導体電極を形成する焼成工程と、
を含むことを特徴とする色素増感型太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記対極準備工程が、
対極用基板をイオン液体を介して搬送板上に保持して積層体を得る保持工程と、
前記対極用基板上に導電膜を形成する成膜工程とを含む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の製造方法。
【請求項３】
前記作用極準備工程が、有機溶媒を用いて前記作用極用基板を前記搬送板から剥離させる剥離工程をさらに含み、
前記電解液がイオン液体を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の色素増感型太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記イオン液体として、予め真空加熱されたものが用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の色素増感型太陽電池の製造方法。
【請求項５】
作用極用基板を、イオン液体を介して搬送板上に保持して積層体を得る保持工程と、
前記積層体の作用極用基板上に導電膜を形成する成膜工程と、
前記積層体の前記導電膜上に半導体電極形成用ペーストを印刷する印刷工程と、
前記半導体電極形成用ペーストを焼成して前記積層体の前記導電膜上に半導体電極を形成する焼成工程とを含むことを特徴とする作用極の製造方法。
【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の製造方法及び作用極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感型太陽電池は、安価で、高い光電変換効率が得られることから注目されており、色素増感型太陽電池に関して種々の開発が行われている。
【０００３】
色素増感型太陽電池は一般に、作用極と、対極と、作用極に担持される光増感色素と、作用極及び対極間に配置される電解液とを備えている。
【０００４】
上記作用極には透明基板上に透明導電膜を設けてなる透明導電基板がよく用いられる。近年注目されているフレキシブルな色素増感太陽電池においては、透明基板として、例えば厚さ０．０３〜０．１ｍｍ程度の極薄板ガラスが用いられるようになっている。しかし、このような極薄板ガラスでは割れや反りが起こりやすく、ハンドリングが難しい。特に極薄板ガラスへの透明導電膜の成膜工程では加熱や搬送時に、半導体電極形成工程では極薄板ガラスの固定、印刷、搬送時に割れや反りが起こりやすい。そのため、このような極薄板ガラスの割れや反りを避けるために通常、ガラス板や金属板などの搬送板を用意し、その搬送板に極薄板ガラスを固定した状態で成膜工程や半導体電極形成工程が行われている。例えば下記特許文献１では、支持手段上に基材を配置し、その基材への成膜時に基材の側面を保持手段によって周囲から押圧保持することによって基材の動きを束縛し、基材の被成膜面の横ズレや反りの発生を低減することが提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１９１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の方法は、透明導電基板の製造には適しているものの、例えば次の半導体電極形成工程で使用しようとすると、不都合が生じる。即ち、半導体電極形成工程では半導体電極用ペーストの透明導電膜上へのスクリーン印刷は平面上にしか行うことができないため使用することができず、ペーストの焼成時には保持手段によって基材の側面を周囲から押圧保持するため、焼成時の熱によって発生する応力によって基材が割れるおそれがある。このため、印刷時には透明導電性基板をセルファやカプトンテープで搬送板に固定し、焼成時には上から錘を載せるなどの方法が行われる。このように、これまでは工程ごとに搬送板への基材の固定方法を変更する必要があり、製造効率の点で改善の余地があった。
【０００６】
一方、得られる色素増感型太陽電池については、高い光電変換効率を有することが求められる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた光電変換効率を有する色素増感型太陽電池を製造でき且つ製造効率を高めることができる色素増感型太陽電池の製造方法及びこれに用いる作用極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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、意外なことに、色素増感型太陽電池の電解液としてよく使用されているイオン液体を介して搬送板上に作用極用基板を保持することで、上記課題を解決し得ることを見出した。
【０００９】
即ち本発明は、作用極及び対極の間に電解液が配置され、前記作用極に光増感色素が担持されている色素増感型太陽電池の製造方法において、前記作用極を準備する作用極準備工程と、前記作用極に前記光増感色素を担持させる色素担持工程と、前記対極を準備する対極準備工程と、前記作用極及び前記対極の間に前記電解液を配置する電解液配置工程とを含み、前記作用極準備工程が、作用極用基板を、イオン液体を介して搬送板上に保持して積層体を得る保持工程と、前記積層体の作用極用基板上に導電膜を形成する成膜工程と、前記積層体の前記導電膜上に半導体電極形成用ペーストを印刷する印刷工程と、前記半導体電極形成用ペーストを焼成して前記積層体の前記導電膜上に半導体電極を形成する焼成工程とを含むことを特徴とする色素増感型太陽電池の製造方法である。
【００１０】
この製造方法によれば、作用極用基板はイオン液体の表面張力によって搬送板に強固に保持され、積層体が得られる。そして、この積層体では作用極用基板の反りが十分に抑制される。このため、成膜工程では導電膜の厚さムラを十分に抑制することができる。また導電膜上への半導体電極用ペーストの印刷時には、作用極用基板の反りが十分に抑制されるため、高精度に印刷を行うことが可能となる。さらにイオン液体は耐熱性を有する。このため、焼成時においても、イオン液体によって搬送板上に作用極用基板を保持し続けることが可能となる。このように本発明の製造方法によれば、成膜工程、印刷工程及び焼成工程を、作用極用基板を、イオン液体を介して搬送板に保持したまま行うことができる。即ち、各工程ごとに、搬送板への作用極用基板の固定方法を変更する作業が不要となる。従って、本発明に係る色素増感型太陽電池の製造方法によれば、製造効率を高めることが可能となる。また上記のように、成膜工程では導電膜の厚さムラを十分に抑制することができ、導電膜上への半導体電極用ペーストの印刷を高精度に行うことができ、さらには焼成時においても、イオン液体によって搬送板上に作用極用基板を保持し続けることが可能となるため、色素増感型太陽電池において良好な特性を発揮し得る作用極を得ることができる。その結果、優れた光電変換効率を有する色素増感型太陽電池を得ることができる。
【００１１】
上記製造方法において、前記対極準備工程が、対極用基板を、イオン液体を介して搬送板上に保持して積層体を得る保持工程と、前記対極用基板上に導電膜を形成する成膜工程とを含むことが好ましい。
【００１２】
この場合、対極用基板はイオン液体の表面張力によって搬送板に強固に保持される。このとき、対極用基板の反りが十分に抑制される。このため、成膜工程では導電膜の厚さムラを十分に抑制することができ、ひいては抵抗ムラも十分に抑制することができる。
【００１３】
上記製造方法において、前記作用極準備工程が、有機溶媒を用いて前記作用極用基板を前記搬送板から剥離させる剥離工程をさらに含み、前記電解液がイオン液体を含有することが好ましい。
【００１４】
有機溶媒を用いて、作用極用基板を搬送板から剥離させると、イオン液体が作用極用基板の上に形成された半導体電極に付着する。しかし、このイオン液体は、電解液に含有される液体と同様であるため、半導体電極が汚染されることにはならない。即ち半導体電極は清浄に保たれることになる。
【００１５】
上記製造方法において、前記イオン液体は予め真空加熱されたものであることが好ましい。
【００１６】
この場合、イオン液体ではアウトガスや水分が除去されている。このため、作用極用基板上への導電膜の成膜時にアウトガスや水分による成膜への悪影響を十分に防止することができる。
【００１７】
また本発明は、作用極用基板を、イオン液体を介して搬送板上に保持して積層体を得る保持工程と、前記積層体の作用極用基板上に導電膜を形成する成膜工程と、前記積層体の前記導電膜上に半導体電極形成用ペーストを印刷する印刷工程と、前記半導体電極形成用ペーストを焼成して前記積層体の前記導電膜上に半導体電極を形成する焼成工程とを含むことを特徴とする作用極の製造方法である。
【００１８】
この製造方法によれば、作用極用基板はイオン液体の表面張力によって搬送板に強固に保持され、積層体が得られる。そして、この積層体では作用極用基板の反りが十分に抑制される。このため、成膜工程では導電膜の厚さムラを十分に抑制することができる。また導電膜上への半導体電極用ペーストの印刷時には、作用極用基板の反りが十分に抑制されるため、高精度に印刷を行うことが可能となる。さらにイオン液体は耐熱性を有する。このため、焼成時においても、イオン液体によって搬送板上に作用極用基板を保持し続けることが可能となる。このように本発明の製造方法によれば、成膜工程、印刷工程及び焼成工程を、作用極用基板を、イオン液体を介して搬送板に保持したまま行うことができる。即ち、各工程ごとに、搬送板への作用極用基板の固定方法を変更する作業が不要となる。また上記のように、成膜工程では導電膜の厚さムラを十分に抑制することができ、導電膜上への半導体電極用ペーストの印刷を高精度に行うことができ、さらには焼成時においても、イオン液体によって搬送板上に作用極用基板を保持し続けることが可能となる。このため、得られる色素増感型太陽電池において良好な性能を発揮し得る作用極を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、優れた光電変換効率を有する色素増感型太陽電池を製造でき且つ製造効率を高めることができる色素増感型太陽電池の製造方法及び作用極の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る色素増感型太陽電池の製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。図１に示す色素増感型太陽電池１００は色素増感型太陽電池を示している。
【００２２】
色素増感型太陽電池１００は、作用極１と、作用極１に対向するように配置される対極２とを備えている。作用極１には光増感色素が担持されている。作用極１と対極２との間には電解液３が配置され、電解液３の周囲には、作用極１と対極２との間に封止部４が設けられている。
【００２３】
作用極１は、透明基板６と、透明基板６の対極２側に設けられる透明導電膜７と、透明導電膜７の上に設けられる１つの半導体電極８とを備えており、光増感色素は半導体電極８に担持されている。
【００２４】
透明基板６を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板６の厚さは、色素増感型太陽電池１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、透明基板６の厚さが０．１ｍｍ以下である場合に反りや割れが起こりやすい。このため、透明基板６の厚さが０．１ｍｍ以下である場合に本発明は有効である。但し、透明基板６の厚さは、貼り合わせなどのハンドリングが難しくなるという理由から、０．００５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
透明導電膜７を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜７は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電膜７が単層で構成される場合、透明導電膜７は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。また透明導電膜７として、複数の層で構成される積層体を用いると、各層の特性を反映させることが可能となることから好ましい。中でも、ＩＴＯで構成される層と、ＦＴＯで構成される層との積層体を用いることが好ましい。この場合、高い導電性、耐熱性及び耐薬品性を持つ透明導電膜７が実現できる。透明導電膜７の厚さは例えば０．０１μｍ〜２μｍの範囲にすればよい。
【００２６】
半導体電極８は通常、酸化物半導体多孔膜で構成される１つの半導体層を有する。半導体層を構成する酸化物半導体多孔膜は、例えば酸化チタン（ＴiＯ2）、酸化亜鉛（ＺnＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ニオブ（Ｎb2Ｏ5）、チタン酸ストロンチウム（ＳrＴiＯ3）、酸化スズ（ＳnＯ2）、酸化インジウム（Ｉｎ３Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タリウム（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）又はこれらの２種以上で構成される酸化物半導体粒子で構成される。これら酸化物半導体粒子の平均粒径は１〜１０００ｎｍであることが、色素で覆われた酸化物半導体の表面積が大きくなり、即ち光電変換を行う場が広くなり、より多くの電子を生成することができることから好ましい。ここで、半導体層が、粒度分布の異なる酸化物半導体粒子を積層させて構成されることが好ましい。この場合、半導体層内で繰り返し光の反射を起こさせることが可能となり、入射光を半導体層の外部へ逃がすことなく効率よく光を電子に変換することができる。半導体電極８の厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。なお、半導体電極８は、異なる材料からなる複数の半導体層の積層体で構成することもできる。
【００２７】
光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素が挙げられる。
【００２８】
対極２は、対極基板９と、対極基板９のうち作用極１側に設けられて対極２の表面における還元反応を促進する導電性の触媒膜１０とを備えている。
【００２９】
対極基板９は、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン等の耐食性の金属材料や、ＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物や、炭素、導電性高分子で構成される。
【００３０】
対極基板９の厚さは、色素増感型太陽電池１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、対極基板９の厚さが０．１ｍｍ以下である場合に反りや割れが起こりやすい。このため、対極基板９の厚さが０．１ｍｍ以下である場合に本発明は有効である。但し、対極基板９の厚さは、形状を保持するという理由から、０．００５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
触媒膜１０は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。
【００３２】
電解液３としては、本実施形態では、イオン液体を含有する電解質が用いられる。
【００３３】
イオン液体としては、ピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩を挙げることができる。特に、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が好ましい。
【００３４】
好ましく用いることのできる溶融塩としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【化６】
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【化７】
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【００３５】
上記構造式中、Ｘ−はヨウ素アニオンを表す。上記溶融塩は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよく、また、上記溶融塩は、ヨウ素アニオンを他のアニオンで置き換えた溶融塩と併用してもよい。ヨウ素アニオンと置き換えるアニオンとしては、ハロゲン化物イオン（Ｃｌ-、Ｂｒ-等）、ＮＳＣ-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣｌＯ4-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ-、ＣＦ3ＳＯ3-、ＣＦ3ＣＯＯ-、Ｐｈ4Ｂ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-等が好ましい例として挙げられ、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-又はＢＦ4-であるのがより好ましい。また、ＬｉＩなど他のヨウ素塩を添加してもよい。
【００３６】
上記溶融塩は常温で溶融状態であるものが好ましく、溶媒を用いない方が好ましい。但し、溶媒を添加しても構わない。
【００３７】
上記溶融塩の中でも、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム  ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドが好適に用いられる。
【００３８】
封止部４を構成する材料としては、例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料や、アイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。なお、封止部４は樹脂のみで構成されてもよいし、樹脂と無機フィラーとで構成されていてもよい。
【００３９】
次に、色素増感型太陽電池１００の製造方法について図２〜図６を参照して説明する。図２〜図４は、作用極を準備する一連の工程を示す工程図、図５及び図６は、対極を準備する一連の工程を示す工程図である。
【００４０】
まず作用極１を以下のようにして準備する（作用極準備工程）。
【００４１】
はじめに図２に示すように、搬送板２０の上にイオン液体２１を塗布した後、イオン液体２１の上に透明基板６を載せる。そして、透明基板６によってイオン液体２１を介して搬送板２０を加圧する。これにより、搬送板２０上にイオン液体２１を介して透明基板６を保持し、積層体２２を得る（保持工程）。
【００４２】
搬送板２０は、透明基板６より反りや割れが起こりにくい基板であれば特に限定されない。このためには、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ステンレス、チタンなどの金属で搬送板２０を構成すればよく、搬送板２０の厚さは通常は、０．５〜１ｍｍとすればよい。
【００４３】
搬送板２０は、透明基板６を収容する収容凹部２０ａを有することが好ましい。この場合、透明基板６の位置ずれを防止することができる。また収容凹部２０ａの底面の周縁部には凹溝２０ｂが形成されることが好ましい。この凹溝２０ｂは、表面張力でエアが入りにくくなるようにするためのものである。
【００４４】
イオン液体２１としては、上述した電解液３に含まれるイオン液体と同様のイオン液体が用いられる。ここで、イオン液体２１としては、低圧下でのアウトガスや水分の放出を防止する観点から、予め真空加熱されたものを用いることが好ましい。
【００４５】
透明基板６によるイオン液体２１の加圧は通常、０．２〜２０００Ｎ／ｃｍ２の範囲で行えばよく、２０〜２００Ｎ／ｃｍ２の範囲で行うことが、イオン液体２１の厚さが適当になるという理由から好ましい。
【００４６】
次に、図３に示すように、積層体２２の透明基板６の上に透明導電膜７を形成する（成膜工程）。透明導電膜７の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis
Deposition）及びＣＶＤ法などが用いられる。これらのうちスプレー熱分解法が装置コストの点から好ましい。スプレー熱分解法を用いて透明基板６上に透明導電膜７を形成する場合は搬送板２０を加熱装置（図示せず）で加熱することにより、イオン液体２１を介して透明基板６を加熱する。このときの加熱温度は透明基板６に吹き付ける原料溶液にもよるが、通常は２５０℃以上である。但し、加熱温度は３５０℃以下とすることが好ましい。３５０℃以下であると、３５０℃を超える場合に比べてイオン液体２１の劣化が少ないという利点がある。
【００４７】
次に、積層体２２の透明導電膜７上に半導体電極形成用ペーストを印刷する（印刷工程）。半導体電極形成用ペーストは、上述した酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テレピネオールなどの溶媒を含む。半導体電極形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、バーコート法などを用いることができる。
【００４８】
次に、図４に示すように、半導体電極形成用ペーストを焼成して積層体２２の透明導電膜７上に半導体電極８を形成する（焼成工程）。焼成温度は酸化物半導体粒子により異なるが、通常は３５０℃〜４００℃である。
【００４９】
次に、有機溶媒を用いて作用極１を搬送板２０から剥離させる（剥離工程）。作用極１は、積層体２２を有機溶媒に浸漬することによって搬送板２０から剥離することができる。有機溶媒としては、例えばアセトニトリルなどのケトン、アルコール、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリルなどを用いることができる。
【００５０】
次に、上記のようにして搬送板２０から剥離された作用極１の半導体電極８に光増感色素を担持させる（色素担持工程）。このためには、作用極１を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その色素を半導体電極８に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を半導体電極８に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を半導体電極８に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体多孔膜に吸着させても、光増感色素を半導体電極８に担持させることが可能である。
【００５１】
一方、対極２を準備する（対極準備工程）。対極２は以下のようにして準備する。
【００５２】
図５に示すように、搬送板３０の上にイオン液体３１を塗布した後、イオン液体３１の上に対極基板９を載せる。そして、対極基板９によってイオン液体３１を介して搬送板３０を加圧する。これにより、搬送板３０上にイオン液体３１を介して対極基板９を保持し、積層体３２を得る（保持工程）。
【００５３】
搬送板３０は、対極基板９より反りが起こりにくい基板であれば特に限定されない。このためには、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラスまたはステンレス、チタンなどの金属で搬送板３０を構成すればよく、搬送板３０の厚さは、０．５〜１ｍｍとすればよい。
【００５４】
搬送板３０は、対極基板９を収容する収容凹部３０ａを有することが好ましい。この場合、対極基板９の位置ずれを防止することができる。また収容凹部３０ａの底面の周縁部に凹溝３０ｂを形成することが好ましいのは搬送板２０の場合と同様である。
【００５５】
イオン液体３１としては、イオン液体２１と同様のものを用いることができ、加圧もイオン液体２１に対する加圧と同様に行えばよい。
【００５６】
次に、図６に示すように、積層体３２の対極基板９の上に触媒膜１０を形成する（成膜工程）。触媒膜１０の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法などが用いられる。これらのうちスパッタ法が膜の均一性の点から好ましい。
【００５７】
次に、例えば作用極１の透明導電膜７上に半導体電極８を囲むように封止剤を接着させる。そして、以下のようにして、色素を担持した作用極１と対極２との間に電解液３を配置させる。即ち、まず上記イオン液体を含むペーストを例えばスクリーン印刷法等によって、色素を担持した作用極１上に接着した封止剤の内側領域に塗布する。その後、色素を担持した作用極１と対極２とを対向させる。上記封止剤が例えば熱可塑性樹脂である場合は、上記封止樹脂を加熱溶融することにより作用極１と対極２とが連結され、封止部４が得られる。こうして、色素増感型太陽電池１００の製造方法の製造が完了する。
【００５８】
以上の色素増感型太陽電池１００の製造方法によれば、透明基板６はイオン液体２１の表面張力によって搬送板２０に強固に保持され、積層体２２が得られる。そして、この積層体２２では透明基板６の反りが十分に抑制される。このため、成膜工程では透明導電膜７の厚さムラを十分に抑制することができる。また透明導電膜７上への半導体電極用ペーストの印刷時には、透明基板６の反りが十分に抑制されるため、高精度に印刷を行うことが可能となる。さらにイオン液体２１は耐熱性を有する。このため、焼成時においても、イオン液体２１によって搬送板２０上に透明基板６を保持し続けることが可能となる。このように上記製造方法によれば、成膜工程、印刷工程及び焼成工程を、透明基板６を、イオン液体２１を介して搬送板２０に保持させたまま行うことができる。換言すると、各工程ごとに、搬送板２０への透明基板６の固定方法を変更する作業が不要となる。従って、色素増感型太陽電池１００の製造効率を高めることが可能となる。
【００５９】
また上記のように、成膜工程では透明導電膜７の厚さムラを十分に抑制することができ、透明導電膜７上への半導体電極用ペーストの印刷を高精度に行うことができ、さらには焼成時においても、イオン液体２１によって搬送板２０上に透明基板６を保持し続けることが可能となるため、色素増感型太陽電池１００において良好な特性を発揮し得る作用極１を得ることができる。その結果、優れた光電変換効率を有する色素増感型太陽電池１００を得ることができる。
【００６０】
また上記製造方法では、作用極準備工程において、有機溶媒を用いて、透明基板６を搬送板２０から剥離させている。このため、イオン液体２１が透明基板６の透明導電膜７の上に形成された半導体電極８に付着する。しかし、イオン液体２１としては、電解液３に含有されるイオン液体と同様のものが用いられる。このため、半導体電極８にイオン液体２１が付着しても、半導体電極８は汚染されたことにはならない。即ち半導体電極８は清浄に保たれることになる。
【００６１】
またイオン液体２１として、予め真空加熱されたものが用いられる場合、イオン液体２１ではアウトガスや水分が除去されていることになる。このため、透明基板６上への透明導電膜７の成膜時にアウトガスや水分による成膜への悪影響を十分に防止することができる。
【００６２】
さらに本実施形態では、対極基板９はイオン液体３１の表面張力によって搬送板３０に強固に保持されている。このとき、対極基板９の反りが十分に抑制される。このため、成膜工程では触媒膜１０の厚さムラを十分に抑制することができる。
【００６３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、対極２は、搬送板３０上にイオン液体３１を介して対極基板９が保持された後に対極基板９の上に触媒膜１０の成膜が行われているが、搬送板３０上に例えばカプトンテープを用いて対極基板９を固定した状態で触媒膜１０の成膜が行われてもよい。
【００６４】
また上記実施形態では、電解液３として、イオン液体を含有するものが用いられているが、イオン液体を含有しない電解液が用いられていてもよい。このような電解液は例えばＩ−／Ｉ３−などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどを用いることができる。酸化還元対としては、例えばＩ−／Ｉ３−のほか、臭素／臭化物イオンなどの対が用いられてもよい。上記のような電解液３を用いる場合は、作用極１と対極２とを対向させ、封止部４によって封止した後、作用極１と対極２と封止部４とによって囲まれた空間に電解液３を充填する。電解液３の充填は、例えば対極２に予め形成された電解液注入口（図示せず）を通して電解液３を注入し、最後に電解液注入口を上記封止樹脂で封止することにより行うことができる。こうして、作用極１及び対極２の間に電解液３が配置されることになる。
【００６５】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００６６】
（実施例１）
はじめに、２０ｃｍ×２０ｃｍ×０．４ｃｍのホウケイ酸ガラスからなる搬送板を２枚準備した。２枚の搬送板としては、エッチング処理により、１０．０５ｃｍ×１０．０５ｃｍの大きさで深さ０．０５ｍｍの凹部が形成され、その周囲にさらに幅１ｍｍで深さ０．２ｍｍの凹溝が形成されたものを使用した。
【００６７】
そして、上記２枚の搬送板のうち１枚の搬送板の凹部に、イオン液体である１−エチル−３−メチルイミダゾリウム  ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドを０．０５ｍｌ塗布し、そのイオン液体の上に１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．０５ｍｍのホウケイ酸ガラスからなる透明ガラス基板を載せた。そして、プレス機により、透明ガラス基板を２００Ｎ／ｃｍ２の圧力で３０秒間加圧し、積層体を得た。なお、イオン液体としては、予め２００℃で真空加熱したものを用いた。
【００６８】
次に、積層体の搬送板に加熱プレートを接触させて搬送板を最高温度が３５０℃となるように加熱しながら、透明ガラス基板上に、スプレー熱分解法により、塩化スズ、塩化インジウム、エタノール及び水からなる原料溶液を吹き付け、ＩＴＯ膜を形成した。
【００６９】
続いて、ＩＴＯ膜の上に、酸化チタンペースト（Solaronix社製、Ti nanoixide T/sp）を、スクリーン印刷法によって塗布した後、熱風循環タイプのオーブンに入れて３５０℃で焼成し、ＩＴＯ膜上に半導体電極を形成した。こうして、搬送板上にイオン液体を介して作用極を設けてなる構造体を得た。
【００７０】
次に、この構造体をアセトニトリル中に浸漬し、作用極を搬送板から剥離させた。続いて、こうして搬送板から剥離した作用極を、光増感色素（Solaronix社製、Ruthenium535）を０．３ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。
【００７１】
一方、上記２枚の搬送板のうちもう１枚の搬送板の凹部に、イオン液体である１−エチル−３−メチルイミダゾリウム  ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（EMIm-TFSHI）を０．０５ｍｌ塗布し、そのイオン液体の上に１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．０５ｍｍのチタン箔からなる対極基板を載せた。そして、プレス機により、対極基板を２００Ｎ／ｃｍ２の圧力で３０秒間加圧し、積層体を得た。なお、イオン液体としては、予め２００℃で真空加熱したものを用いた。
【００７２】
次に、対極基板上に、スパッタ装置を用いて厚さ５０ｎｍの白金触媒膜を形成し、搬送板上にイオン液体を介して対極を設けてなる構造体を得た。
【００７３】
そして、作用極の半導体電極を覆うように、上記イオン液体を含むペーストをスクリーン印刷法によって塗布した。その後、対極を、作用極と対極との間に上記ペーストが配置されるように積層し、作用極及び対極の全周に、幅５ｍｍでホットメルト樹脂（三井・デュポン社製ハイミラン）を塗布し、作用極と対極とを貼り合わせ、袋状とした。その後、対極を含む構造体をアセトニトリル中に浸漬し、対極を搬送板から剥離させた。そして、ホットメルト樹脂の周囲に紫外線硬化性樹脂（スリーボンド社製）を塗布した後、紫外線照射により硬化させて、さらに封止を行った。こうして色素増感型太陽電池を得た。
【００７４】
上記ＩＴＯ膜形成後の膜内抵抗分布範囲は１０〜２０Ω／□であり、ＩＴＯ膜が均一に形成されていたことが分かった。
【００７５】
また半導体電極用酸化チタンペーストの焼成後に透明ガラス基板が搬送板から脱離したり割れたりした様子は見られず、イオン液体の漏れも見られなかった。
【００７６】
さらにチタン箔上に触媒膜を形成したときも搬送板からのチタン箔の脱離は見られなかった。またアウトガスによる真空度低下や成膜不良も見られなかった。
【００７７】
このことから、搬送板上にイオン液体を介して透明ガラス基板を保持させる方法は、成膜工程、印刷工程および焼成工程のいずれの工程にも適していることが分かった。
【００７８】
従って、成膜工程、印刷工程及び焼成工程を、透明ガラス基板を、イオン液体を介して搬送板に保持したまま行うことができることが分かった。
【００７９】
なお、上記のようにして得られた色素増感型太陽電池について、光電変換効率の測定を行った。結果を表１に示す。参考のため、イオン液体（EMIm-TFSHI）に代えて表１に示す液体を用いたこと以外は実施例１と同様にして得た色素増感型太陽電池についても光電変換効率を測定した。結果を表１に示す。なお、表１中、ＨＭＩｍ−Ｉは、１−へキシル−３−メチル−イミダゾリウムイオナイドを表す。
【表１】
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【００８０】
表１に示すように、本実施例の色素増感型太陽電池は、イオン液体以外の液体を用いた場合に比べて、光電変換効率に優れることが分かった。
【００８１】
よって、本発明によれば、優れた光電変換効率を有する色素増感型太陽電池を得ることができることが確認された。また本発明によれば、製造効率を高めることが可能になるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る色素増感型太陽電池の製造方法により製造される色素増感型太陽電池を示す断面図である。
【図２】図１の作用極を準備する一工程を示す工程図である。
【図３】図１の作用極を準備する他の工程を示す工程図である。
【図４】図１の作用極を準備するさらに他の工程を示す工程図である。
【図５】図１の対極を準備する一工程を示す工程図である。
【図６】図１の対極を準備する他の工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…作用極、２…対極、３…電解液、４…封止部、６…透明基板（作用極用基板）、９…対極基板（導電性基板）、１０…触媒膜（導電膜）、２０，３０…搬送板、２１，３１…イオン液体、１００…色素増感型太陽電池。
【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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