(57)【要約】【課題】隣接パターンを隙間なく、短いタクトタイム（高タクト）で基板上に形成するための、色素増感太陽電池の製造方法、色素増感太陽電池の製造装置、それによって製造した色素増感太陽電池を提供する。【解決手段】基板３上に、印刷ユニット群ａを用いて、隣接パターン群Ａを形成する。隣接パターン群Ａの場合、印刷ユニットａ１を用いて、パターンＡ１を形成し、印刷ユニットａ２を用いて、パターンＡ２を形成する。その後、適切な乾燥処理を経た後、加圧手段Ｐａにより、隣接パターン群Ａをプレスする。次に、隣接パターン群Ａの上に、印刷ユニット群ｂを用いて、隣接パターン群Ｂを積層する。隣接パターン群Ｂの場合、印刷ユニットｂ１を用いて、パターンＢ１を形成し、印刷ユニットｂ２を用いて、パターンＢ２を形成する。その後、適切な乾燥処理を経た後、加圧手段Ｐｂにより、隣接パターン群Ｂをプレスする。【選択図】図３
2010232078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように基板上に形成する第１隣接パターン群形成工程と、
前記基板の形成された第１隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第１隣接パターン群加圧工程と、
色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように、前記第１隣接パターン群加圧工程後の前記第１隣接パターン群上に積層形成する第２隣接パターン群形成工程と、
前記第１隣接パターン群上に形成された前記第２隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第２隣接パターン群加圧工程と、
を含むことを特徴とする、色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記第１隣接パターン群形成工程の後に、前記第１隣接パターン群加圧工程が行なわれ、
前記第１隣接パターン群加圧工程の後に、前記第２隣接パターン群形成工程が行なわれ、
前記第２隣接パターン群形成工程の後に、前記第２隣接パターン群加圧工程が行なわれることを特徴とする、請求項１に記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記第１隣接パターン群形成工程の後に、前記第２隣接パターン群形成工程が行なわれ、
前記第２隣接パターン群形成工程の後に、前記第１隣接パターン群加圧工程が行なわれ、
前記第１隣接パターン群加圧工程の後に、前記第２隣接パターン群加圧工程が行なわれることを特徴とする、請求項１に記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記第１隣接パターン群形成工程および前記第２隣接パターン群形成工程は、
第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布工程と、
前記第１の印刷版と第１の転写版とを密着させた後、剥離することで前記凹部の前記第１のインキを前記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成工程と、
前記第１の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第１の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを前記基板上に転写する第１の基板上パターン形成工程と、
第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布工程と、
前記第２の印刷版と第２の転写版とを密着させた後、剥離することで前記凹部の前記第２のインキを前記第２の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成工程と、
前記第２の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第２の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを、前記基板上の、前記第１の基板上パターン形成工程で形成されたパターンと重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成工程と、
を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第１隣接パターン群形成工程および前記第２隣接パターン群形成工程は、
第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布工程と、
前記第１の印刷版と第１の転写版と密着させた後、剥離することで前記凹部の前記第１のインキを前記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成工程と、
第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布工程と、
前記第２の印刷版と前記第１の転写版と密着させた後、剥離することで前記凹部の第２のインキを第１の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成工程と、
第前記１の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第１の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを前記基板上に転写する第１の基板上パターン形成工程と、
前記第１の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第２の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを前記基板上の、前記第１の基板上パターン形成工程で形成されたパターンと、重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成工程と、
を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記第２の基板上パターン形成工程は、前記第１の基板上パターン形成工程、および前記第２の基板上パターン形成工程により形成したパターン間に間隙ができるようにパターンを配置する工程であることを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記第１の基板上パターン形成工程、および前記第２の基板上パターン形成工程は、所定の圧力で加圧した際の、互いに隣接するパターンの基板水平方向のパターン歪量を、各々Ｌ１、Ｌ２とし、形成したパターン間の間隙Ｘとすれば、前記第1の基板上パターンおよび前記第２の基板上パターンが、０＜Ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２となる形成工程を有することを特徴とする、請求項４から６のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記第１隣接パターン群加圧工程、および前記第２隣接パターン群加圧工程が、前記第１の基板上パターン形成工程、および前記第２の基板上パターン形成工程により形成したパターンが隣接する方向に加圧する方法であることを特徴とする、請求項４から７のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第１隣接パターン群加圧工程、および第２隣接パターン群加圧工程における加圧方法がローラーを用いた方法であることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記基板上にパターンを形成した後、一括して乾燥、焼成処理を行なう工程を含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように基板上に形成する第１隣接パターン群形成手段と、
前記第１隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第１隣接パターン群加圧手段と、
色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように、前記加圧工程後の前記第１隣接パターン群上に積層形成する第２隣接パターン群形成手段と、
前記第２隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第２隣接パターン群加圧手段と、
を備えることを特徴とする、色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１２】
前記第１隣接パターン群形成手段を実施した後に、前記第１隣接パターン群加圧手段を実施し、
前記第１隣接パターン群加圧手段を実施した後に、前記第２隣接パターン群形成手段を実施し、
前記第２隣接パターン群形成手段を実施した後に、前記第２隣接パターン群加圧手段を実施することを特徴とする、請求項１１に記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１３】
前記第１隣接パターン群形成手段を実施した後に、前記第２隣接パターン群形成手段を実施し、
前記第２隣接パターン群形成手段を実施した後に、前記第１隣接パターン群加圧手段を実施し、
前記第１隣接パターン群加圧手段を実施した後に、前記第２隣接パターン群加圧手段を実施することを特徴とする、請求項１１に記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１４】
前記第１隣接パターン群形成手段および前記第２隣接パターン群形成手段は、
第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布手段と、
前記第１の印刷版と第１の転写版とを密着させた後、剥離することで前記凹部の前記第１のインキを前記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成手段と、
前記第１の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第１の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを前記基板上に転写する第１の基板上パターン形成手段と、
第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布手段と、
前記第２の印刷版と第２の転写版とを密着させた後、剥離することで前記凹部の前記第２のインキを前記第２の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成手段と、
前記第２の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第２の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを、前記基板上の、前記第１の基板上パターン形成手段で形成されたパターンと重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成手段と、
を含むことを特徴とする、請求項１１から１３のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１５】
前記第１隣接パターン群形成手段および前記第２隣接パターン群形成手段は、
第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布手段と、
前記第１の印刷版と第１の転写版と密着させた後、剥離することで前記凹部の前記第１のインキを前記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成手段と、
第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布手段と、
前記第２の印刷版と前記第１の転写版と密着させた後、剥離することで前記凹部の第２のインキを第１の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成手段と、
第前記１の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第１の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを前記基板上に転写する第１の基板上パターン形成手段と、
前記第１の転写版と前記基板とを密着させた後、剥離することで前記第２の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを前記基板上の、前記第１の基板上パターン形成手段で形成されたパターンと、重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成手段と、
を含むことを特徴とする、請求項１１から１３のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１６】
前記第２の基板上パターン形成手段は、前記第１の基板上パターン形成手段、および前記第２の基板上パターン形成手段により形成したパターン間に間隙ができるようにパターンを配置する手段であることを特徴とする、請求項１４または１５のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１７】
前記第１の基板上パターン形成手段、および前記第２の基板上パターン形成手段は、所定の圧力で加圧した際の、互いに隣接するパターンの基板水平方向のパターン歪量を、各々Ｌ１、Ｌ２とし、形成したパターン間の間隙Ｘとすれば、前記第１の基板上パターンおよび前記第２の基板上パターンが、０＜Ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２となるように設定する手段を有することを特徴とする、請求項１４から１６のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１８】
前記第１隣接パターン群加圧手段および第２隣接パターン群加圧手段は、前記第１の基板上パターン形成手段、および前記第２の基板上パターン形成手段により形成したパターンが隣接する方向に加圧する手段であることを特徴とする、請求項１４から１７のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項１９】
前記第１隣接パターン群加圧手段および前記第２隣接パターン群加圧手段における加圧手段がローラーであることを特徴とする、請求項１１から１８のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項２０】
前記基板上にパターンを形成した後、一括して乾燥、焼成処理を行なう手段を含むことを特徴とする、請求項１１から１９のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項２１】
前記第１隣接パターン群加圧手段、および前記第２隣接パターン群加圧手段は、インキと反発性の高い材料で構成されていることを特徴とする、請求項１１から２０のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項２２】
前記第１隣接パターン群加圧手段、および前記第２隣接パターン群加圧手段の構成材料が、シリコーン樹脂材料およびフッ素化合物樹脂材料のいずれかであることを特徴とする、請求項１１から２１のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項２３】
前記第１隣接パターン群形成手段、および前記第２隣接パターン群形成手段を構成する印刷版の、少なくとも凹部分がインキと反発性の高い材料で構成されていることを特徴とする、請求項１１から２２のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項２４】
前記第１隣接パターン群形成手段、および前記第２隣接パターン群形成手段を構成する印刷版の構成材料が、シリコーン樹脂材料またはフッ素化合物樹脂材料であることを特徴とする、請求項１１から２３のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項２５】
前記パターン群を構成するインキ中の固形成分の、そのインキ中の溶媒に対する溶解度が、そのパターンの隣接パターンおよび積層パターンを構成するインキ中の溶媒に対する溶解度より大きいことを特徴とする、請求項１１から２４のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造装置。
【請求項２６】
請求項１〜１０に記載の色素増感太陽電池の製造方法により製造された色素増感太陽電池であって、
前記第１隣接パターン群形成工程および前記第２隣接パターン群形成工程に用いられる印刷版および転写版の回転方向に沿って隣接パターンが配置されていることを特徴とする、色素増感太陽電池。
【請求項２７】
前記隣接パターンは隣接方向に隙間なく埋まっている、請求項２６に記載の色素増感太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷法を適用した色素増感太陽電池の製造方法、および、色素増感太陽電池の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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一部実用化され始めている。しかし、前者はシリコン基板の製造コストが高いという問題がある。後者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。しかし、上記の問題を完全に解決するには至っていない。
【０００３】
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、下記特許文献１（特許第２６６４１９４号公報）に開示されている。この色素増感太陽電池は、２枚のガラス基板にそれぞれ形成された電極間に、色素が吸着した金属酸化物半導体層である光電変換層と、電解質層とが配置され、可視光領域の吸収スペクトルを有している。
【０００４】
この色素増感太陽電池において、光電変換層に光が照射されると電子が発生し、電子は電極に移動する。電極に移動した電子は、外部電気回路を通って対向する電極を経由して電解質層に移動し、電解質中のイオンによって運ばれて光電変換層にもどる。このようにして電気エネルギーが取り出される。
【０００５】
このような色素増感太陽電池は、その製造工程のすべて、または一部が印刷法など簡便で、安価な製造プロセスを採用することができるため、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に比べ、非常に低コストでの製造が可能である。
【０００６】
また、上述のように基本動作するものとして、図８に示すように、複数の光電変換素子を直列接続した色素増感型太陽電池モジュールが、下記特許文献２（特開２００１−３５７８９７号公報）において提案されている。
【０００７】
具体的な構造として、短冊形にパターニングを行った透明導電膜（集電電極）１０５を形成したガラス基板１０１上に、色素を吸着させた酸化チタン層からなる光電変換層１０４を形成する。もう１枚のガラス基板１０２上に、白金層を短冊形に分割することにより対極１０３を形成する。
【０００８】
２枚のガラス基板１０１、１０２を貼り合わせ、ガラス基板１０１、１０２間にキャリア輸送層１０６となる電解液を注入し、ガラス基板１０１、１０２間の外周を樹脂にて封止する。以上の製造方法により、同一基板上に複数の光電変換素子を有する色素増感太陽電池モジュールを作製する。
【０００９】
この色素増感太陽電池モジュールでは、一つの光電変換素子の集電電極１０５と隣接する他の光電変換素子の対極１０３とが、封止手段１０７に挟まれた導電性接続層１０８により電気的に接続されることにより、各光電変換素子が直列接続されている。この導電性接続層１０８の電解液との接触を防ぐために、隣接する光電変換素子間における導電性接続層１０８の両側に絶縁性保護層１０７が形成されている。
【００１０】
上記以外にも様々な構造の太陽電池が提案されているが、いずれの構造においても、異なる材質のパターンが基板水平方向に隣接し、基板垂直方向に積層された構造となっており、このような構造にパターンを形成できて始めて、印刷法での低コスト製造が実現可能となる。
【００１１】
一般に、印刷法でパターン形成する手法として、スクリーン印刷、凹版印刷などが挙げられる。しかし、微細パターンの形成が可能であること、基板の大面積化が可能であること、剛性のある基板に対しても印刷が可能であること、などの理由から凹版オフセット印刷が注目されている。
【００１２】
下記特許文献３（特開平８−３０６３９９号公報）には、光化学電池の製造に関して、オフセット印刷機を用い、各層を連続した製造工程で形成することにより、低廉で短時間の製造が可能になることが記載されている。また、互いに隣接するセル間の絶縁層を形成する際に、絶縁層を積層印刷することで、所望の厚さの絶縁層を得ること、および同一セル内において隣接し異なる層を順番に印刷により形成する技術などが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２６６４１９４号公報
【特許文献２】特開２００１−３５７８９７号公報
【特許文献３】特開平８−３０６３９９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、現状の印刷法では、フォトリソグラフィによるパターン形成ほど、パターン位置精度、パターン形状精度が出ないのが実情である。すなわち、あるパターンを印刷した後、そのパターンに対し相対的にある距離だけ離れた位置に異なるパターンを印刷する際に、所望の位置に、所望の形状のパターンが形成されない。
【００１５】
本発明者らが、特許文献３に記載の内容を実施したところ、異なる層を隣接して形成すると、本来は隣接するパターンは、隙間なく配置されるべきところ、パターン間に隙間が生じた。また、印刷法では、流動性のあるインキを用いて各層を形成していくため、隙間がある状態で上層を積層すると、この隙間を通って上層のインキが、下層に流れ込む。
【００１６】
色素増感太陽電池の製造に、印刷法による製造を適用する場合、パターン間の隙間を通って上層のインキが下層に流れ込むことにより、上層と下層との間に意図しないリークパスが形成され、リーク原因となる。
【００１７】
これに対し、隣接パターンの一部が重畳するようにして形成することにより、パターン間の隙間をできないようにすることは可能である。しかし、印刷したパターンを未乾燥のまま接触させると、パターン接合界面で異種材料が拡散、混合し、デバイス特性を低下させる。
【００１８】
また、隣接パターン印刷間に乾燥、焼成工程を入れることで、上記記載のパターン接合界面での異種材料の拡散、混合を抑制することができる。しかし、製造工程の増加により、タクトタイムが著しく増加してしまう。
【００１９】
すなわち、従来の方法では、隣接パターンを隙間なく、短いタクトタイム（高タクト）で基板上に形成することができない。
【００２０】
本発明の目的は、隣接パターンを隙間なく、短いタクトタイム（高タクト）で基板上に形成するための、色素増感太陽電池の製造方法、色素増感太陽電池の製造装置、それによって製造した色素増感太陽電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のある局面に従うと、色素増感太陽電池の製造方法は、色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように基板上に形成する第１隣接パターン群形成工程と、上記基板の形成された第１隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第１隣接パターン群加圧工程と、色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように、上記第１隣接パターン群加圧工程後の上記第１隣接パターン群上に積層形成する第２隣接パターン群形成工程と、上記第１隣接パターン群上に形成された上記第２隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第２隣接パターン群加圧工程と、を含む。
【００２２】
上記発明において、上記第１隣接パターン群形成工程の後に、上記第１隣接パターン群加圧工程が行なわれ、上記第１隣接パターン群加圧工程の後に、上記第２隣接パターン群形成工程が行なわれ、上記第２隣接パターン群形成工程の後に、上記第２隣接パターン群加圧工程が行なわれる。
【００２３】
上記発明において、上記第１隣接パターン群形成工程の後に、上記第２隣接パターン群形成工程が行なわれ、上記第２隣接パターン群形成工程の後に、上記第１隣接パターン群加圧工程が行なわれ、上記第１隣接パターン群加圧工程の後に、上記第２隣接パターン群加圧工程が行なわれる。
【００２４】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成工程および上記第２隣接パターン群形成工程は、第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布工程と、上記第１の印刷版と第１の転写版とを密着させた後、剥離することで上記凹部の上記第１のインキを上記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成工程と、上記第１の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第１の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを上記基板上に転写する第１の基板上パターン形成工程と、第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布工程と、上記第２の印刷版と第２の転写版とを密着させた後、剥離することで上記凹部の上記第２のインキを上記第２の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成工程と、上記第２の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第２の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを、上記基板上の、上記第１の基板上パターン形成工程で形成されたパターンと重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成工程と、を含む。
【００２５】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成工程および上記第２隣接パターン群形成工程は、第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布工程と、上記第１の印刷版と第１の転写版と密着させた後、剥離することで上記凹部の上記第１のインキを上記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成工程と、第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布工程と、上記第２の印刷版と上記第１の転写版と密着させた後、剥離することで上記凹部の第２のインキを第１の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成工程と、第上記１の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第１の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを上記基板上に転写する第１の基板上パターン形成工程と、上記第１の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第２の転写版上パターン形成工程で形成した転写パターンを上記基板上の、上記第１の基板上パターン形成工程で形成されたパターンと、重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成工程と、を含む。
【００２６】
上記いずれかの発明において、上記第２の基板上パターン形成工程は、上記第1の基板上パターン形成工程、および上記第２の基板上パターン形成工程により形成したパターン間に間隙ができるようにパターンを配置する工程である。
【００２７】
上記いずれかの発明において、上記第1の基板上パターン形成工程、および上記第２の基板上パターン形成工程は、所定の圧力で加圧した際の、互いに隣接するパターンの基板水平方向のパターン歪量を、各々Ｌ１、Ｌ２とし、形成したパターン間の間隙Ｘとすれば、上記第1の基板上パターンおよび上記第２の基板上パターンが、０＜Ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２となる形成工程を有する。
【００２８】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群加圧工程および上記第２隣接パターン群加圧工程が、上記第1の基板上パターン形成工程、および上記第２の基板上パターン形成工程により形成したパターンが隣接する方向に加圧する方法である。
【００２９】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群加圧工程および第２隣接パターン群加圧工程における加圧方法がローラーを用いた方法である。
【００３０】
上記いずれかの発明において、上記基板上にパターンを形成した後、一括して乾燥、焼成処理を行なう工程を含む。
【００３１】
本発明の他の局面に従うと、色素増感太陽電池の製造装置は、色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように基板上に形成する第１隣接パターン群形成手段と、上記第１隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第１隣接パターン群加圧手段と、色素増感太陽電池の構成材料からなる複数のパターンを、互いに重畳しないように、上記加圧工程後の上記第１隣接パターン群上に積層形成する第２隣接パターン群形成手段と、上記第２隣接パターン群の、全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する第２隣接パターン群加圧手段と、を備える。
【００３２】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成手段を実施した後に、上記第１隣接パターン群加圧手段を実施し、上記第１隣接パターン群加圧手段を実施した後に、上記第２隣接パターン群形成手段を実施し、上記第２隣接パターン群形成手段を実施した後に、上記第２隣接パターン群加圧手段を実施する。
【００３３】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成手段を実施した後に、上記第２隣接パターン群形成手段を実施し、上記第２隣接パターン群形成手段を実施した後に、上記第１隣接パターン群加圧手段を実施し、上記第１隣接パターン群加圧手段を実施した後に、上記第２隣接パターン群加圧手段を実施する。
【００３４】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成手段および上記第２隣接パターン群形成手段は、第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布手段と、上記第１の印刷版と第１の転写版とを密着させた後、剥離することで上記凹部の上記第１のインキを上記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成手段と、上記第１の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第１の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを上記基板上に転写する第１の基板上パターン形成手段と、第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布手段と、上記第２の印刷版と第２の転写版とを密着させた後、剥離することで上記凹部の上記第２のインキを上記第２の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成手段と、上記第２の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第２の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを、上記基板上の、上記第１の基板上パターン形成手段で形成されたパターンと重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成手段と、を含む。
【００３５】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成手段および上記第２隣接パターン群形成手段は、第１の印刷版の凹部に第１のインキを塗布する第１のインキ塗布手段と、上記第１の印刷版と第１の転写版と密着させた後、剥離することで上記凹部の上記第１のインキを上記第１の転写版上に転写する第１の転写版上パターン形成手段と、第２の印刷版の凹部に第２のインキを塗布する第２のインキ塗布手段と、上記第２の印刷版と上記第１の転写版と密着させた後、剥離することで上記凹部の第２のインキを第１の転写版上に転写する第２の転写版上パターン形成手段と、第上記１の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第１の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを上記基板上に転写する第１の基板上パターン形成手段と、上記第１の転写版と上記基板とを密着させた後、剥離することで上記第２の転写版上パターン形成手段で形成した転写パターンを上記基板上の、上記第１の基板上パターン形成手段で形成されたパターンと、重畳しない隣接位置に転写する第２の基板上パターン形成手段と、を含む。
【００３６】
上記いずれかの発明において、上記第２の基板上パターン形成手段は、上記第1の基板上パターン形成手段、および上記第２の基板上パターン形成手段により形成したパターン間に間隙ができるようにパターンを配置する手段である。
【００３７】
上記いずれかの発明において、上記第１の基板上パターン形成手段、および上記第２の基板上パターン形成手段は、所定の圧力で加圧した際の、互いに隣接するパターンの基板水平方向のパターン歪量を、各々Ｌ１、Ｌ２とし、形成したパターン間の間隙Ｘとすれば、上記第１の基板上パターンおよび上記第２の基板上パターンが、０＜Ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２となるように設定する手段を有する。
【００３８】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群加圧手段および第２隣接パターン群加圧手段は、上記第1の基板上パターン形成手段、および上記第２の基板上パターン形成手段により形成したパターンが隣接する方向に加圧する手段である。
【００３９】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群加圧手段および上記第２隣接パターン群加圧手段における加圧手段がローラーである。
【００４０】
上記いずれかの発明において、上記基板上にパターンを形成した後、一括して乾燥、焼成処理を行なう手段を含む。
【００４１】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群加圧手段、および上記第２隣接パターン群加圧手段は、インキと反発性の高い材料で構成されている。
【００４２】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群加圧手段、および上記第２隣接パターン群加圧手段の構成材料が、シリコーン樹脂材料およびフッ素化合物樹脂材料のいずれかであることを特徴とする。
【００４３】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成手段、および上記第２隣接パターン群形成手段を構成する印刷版の、少なくとも凹部分がインキと反発性の高い材料で構成されている。
【００４４】
上記いずれかの発明において、上記第１隣接パターン群形成手段、および上記第２隣接パターン群形成手段を構成する印刷版の構成材料が、シリコーン樹脂材料またはフッ素化合物樹脂材料である。
【００４５】
上記いずれかの発明において、上記パターン群を構成するインキ中の固形成分の、そのインキ中の溶媒に対する溶解度が、そのパターンの隣接パターンおよび積層パターンを構成するインキ中の溶媒に対する溶解度より大きい。
【００４６】
本発明のさらに他の局面に従うと、上述のいずれかの色素増感太陽電池の製造方法により製造された色素増感太陽電池であって、上記第１隣接パターン群形成工程および上記第２隣接パターン群形成工程に用いられる印刷版および転写版の回転方向に沿って隣接パターンが配置されている。
【００４７】
上記いずれかの発明において、上記隣接パターンは隣接方向に隙間なく埋まっている。
【発明の効果】
【００４８】
本発明に記載の色素増感太陽電池、色素増感太陽電池の製造方法、および、色素増感太陽電池の製造装置によれば、基板上で隣接パターンが一定間隔を隔てて形成した後、隣接パターンの全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する基板上パターンプレス工程を含む。このため、隣接パターンが基板水平方向に延伸されてパターン隙間が完全に充填されるため、隙間無く隣接パターン形成される。
【００４９】
このように、基板上に転写された段階では隣接パターンは接せず、基板上パターンプレス工程で初めて隣接パターンが接する。プレスする時点では、材料混合しない程度までインキが乾燥しているので、接合界面での材料拡散・混合が生じない。
【００５０】
このようにして形成した隣接パターンを一括して乾燥、焼成することで、隣接パターンを隙間なく、短いタクトタイム（高タクト）で基板上に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態１における色素増感太陽電池の基本構造を示す模式図である。
【図２】実施の形態１における色素増感太陽電池の製造装置（凹版オフセット印刷機）の基本構成を示す図である。
【図３】実施の形態１における第１の製造方法に用いる色素増感太陽電池の製造装置を示す図である。
【図４】実施の形態１における隣接パターンの配置方法を説明するための概略図である。
【図５】実施の形態１における第１の製造方法の加圧による隣接パターンの形状変化を説明するための模式図であり、（Ａ）は変化前、（Ｂ）は変化後の状態を示す図である。
【図６】実施の形態１における第２の製造方法に用いる色素増感太陽電池の製造装置を示す図である。
【図７】実施の形態１における色素増感太陽電池のセル構造を示す断面模式図である。
【図８】特許文献２に記載の太陽電池のセル構造を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明に基づいた実施の形態における色素増感太陽電池、色素増感太陽電池の製造方法、および、色素増感太陽電池の製造装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、種々の形態での実施が本発明の範囲内で可能である。また、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００５３】
（実施の形態１）
（色素増感太陽電池の製造方法の基本）
本発明の色素増感太陽電池の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。色素増感太陽電池は、複数の隣接する層を積層する構成を有している。まず、基本的な理解のため、図１に示す模式的な構造を用いて、色素増感太陽電池の製造方法について説明する。
【００５４】
図１に示すパターン群４は、紙面奥行き方向にライン上に伸びたパターンが、複数積み重なってできたものの、断面図である。
【００５５】
具体的には、基板３上に、パターンＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・から構成される隣接パターン群Ａが、この順に隣接するよう配置されている。隣接パターン群Ａの上に、パターンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・から構成される隣接パターン群Ｂが、この順に隣接するよう配置されている。以下同様にして、隣接パターン群Ｃ、隣接パターン群Ｄ、隣接パターン群Ｅが配置される構造となっている。図１では、５層構造を示しているが、層の数は色素増感太陽電池要求される性能に応じて増減する。
【００５６】
＜パターン形成方法＞
ここで、下記に記載する第１の製造方法、および第２の製造方法に共通する、凹版オフセット印刷機を用いたパターン形成方法について、図２を用いて説明する。凹版オフセット印刷機１０は、主として、印刷版１１、インキ塗布手段１２、転写版１３、基板搬送手段２から構成される。
【００５７】
インキ塗布手段１２から、印刷版１１に対してインキ２０が塗布され、ドクターブレード１４で掻くことによって、印刷版１１の凹部１８にのみインキ層１９が形成される。印刷版１１と転写版１３とは回転して、密着点２１にて密着される。これにより、印刷版１１のインキ層１９が転写版１３上へ転写され、転写版上パターン１５が形成される。
【００５８】
続いて、転写版１３が回転して、密着点２２にて基板３と密着される。これにより、転写版上パターン１５が基板３上へ転写され、基板上パターン１６が形成される。更に基板搬送手段２が移動し、基板３を紙面右方向へ搬送することで、間隔を隔てて、基板上パターン１６が、基板３上に随時形成されていく。図には記載していないが、必要に応じて、印刷版１１や転写版１３を洗浄して、残存インキを除去するための、洗浄手段を設けても良い。
【００５９】
印刷版１１に用いる材料としては、インキ２０に対して耐性があり、ドクターブレード１４で掻いても欠損がないものであれば、材料は特に限定されない。このような材料としては、ソーダライムガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラスなどのガラス材料や、フッソ樹脂、ポリカーボネートまたはボリエステル樹脂などの樹脂材料、ステンレス、銅、ニッケル、クロムなどの金属材料が好ましい。必要に応じて、インキが離型しやすいように、印刷版１１の表面に離型剤を塗布してもよい。
【００６０】
転写版１３に用いる材料としては、インキ２０に対して耐性があり、インキを印刷版１１から転写され、続いて基板３へ転写できるようなものであれば、材料は特に限定されない。このような材料としては、シリコーン樹脂、フッ素化合物樹脂などが好ましい。
【００６１】
なお、ここでは、輪転印刷を基本として説明したが、印刷版が平版の方式であっても良い。
【００６２】
＜＜第１の製造方法＞＞
＜色素増感太陽電池の製造装置１Ａ＞
図１は、本発明に基づいた実施の形態における色素増感太陽電池の第１の製造方法に用いられる製造装置１Ａを示す図である。色素増感太陽電池の製造には、種々の印刷法を適用できるが、微細パターンを大面積に亘って高速形成可能な、凹版オフセット印刷法が最も適している。
【００６３】
この製造装置１Ａは、印刷ユニット群ａと印刷ユニット群ｂとを有している。なお、図示していないが、印刷ユニット群ａおよび印刷ユニット群ｂと同様の構成の、印刷ユニット群ｃ、印刷ユニット群ｄ、・・・と、図示する基板搬送手段２と、を有しいている。なお、説明の便宜上、図３においては、印刷ユニット群ａおよび印刷ユニットｂまでしか記載していない。
【００６４】
印刷ユニット群ａは、印刷ユニットａ１、印刷ユニットａ２、および、加圧手段Ｐａを有しいている。なお、図示していないが、印刷ユニット群ａは、印刷ユニットａ１および印刷ユニットａ２と同様の構成を有する印刷ユニットａ３、印刷ユニットａ４、・・・、を有している。
【００６５】
印刷ユニットａ１は、印刷版ａ１−１、印刷版ａ１−１にインキを供給するインキ塗布手段ａ１−２、および転写版ａ１−３を含んでいる。印刷ユニットａ２は、印刷版ａ２−１、印刷版ａ２−１にインキを供給するインキ塗布手段ａ２−２、および転写版ａ２−３を含んでいる。
【００６６】
印刷ユニット群ｂは、印刷ユニットｂ１、印刷ユニットｂ２、および、加圧手段Ｐｂを有しいている。なお、図示していないが、印刷ユニット群ｂは、印刷ユニットｂ１および印刷ユニットｂ２と同様の構成を有する印刷ユニットｂ３、印刷ユニットｂ４、・・・、を有している。
【００６７】
印刷ユニットｂ１は、印刷版ｂ１−１、印刷版ｂ１−１にインキを供給するインキ塗布手段ｂ１−２、および転写版ｂ１−３を含んでいる。印刷ユニットｂ２は、印刷版ｂ２−１、印刷版ｂ２−１にインキを供給するインキ塗布手段ｂ２−２、および転写版ｂ２−３を含んでいる。
【００６８】
＜色素増感太陽電池の製造方法＞
次に、図３に示す製造装置を用いて、図１に示す色素増感太陽電池を製造する方法について説明する。
【００６９】
概略的には、基板３上に、印刷ユニット群ａを用いて、隣接パターン群Ａを形成する。次に、隣接パターン群Ａの上に、印刷ユニット群ｂを用いて、隣接パターン群Ｂを積層する。更に、隣接パターン群Ｂの上に、印刷ユニット群ｃを用いて、隣接パターン群Ｃを積層する。同様にして、隣接パターン群Ｄ、・・・を順次、積層していく。
【００７０】
個別には、隣接パターン群Ａの場合を例にあげると、印刷ユニットａ１を用いて、パターンＡ１を形成し、印刷ユニットａ２を用いて、パターンＡ２を形成し、以下パターンＡ３、Ａ４、・・・を形成する。
【００７１】
ここで、図４に示すように、パターンＡ２は、パターンＡ１に対し、基板搬送方向（図３中矢印５に示す方向）にＸＡ１だけシフトした位置に配置されるよう、印刷ユニットａ１、印刷ユニットａ２、基板搬送手段２を制御する。また、パターンＡ３は、パターンＡ２に対し、基板搬送方向にＸＡ２だけシフトした位置に配置されるよう、印刷ユニットａ２、印刷ユニットａ３、基板搬送手段を制御する。以下同様の処理を行なうことによって、パターンＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、・・・がそれぞれ、ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＡ３、・・・を隔てて配置された隣接パターン群Ａを形成する。
【００７２】
その後、適切な乾燥処理を経た後、加圧手段Ｐａにより、隣接パターン群Ａをプレスする。具体的には、ローラーＰａによって、隣接パターンの全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する。これによって、隣接パターンが基板水平方向に延伸されて、パターン間の間隙ＸＡ１、ＸＡ２、・・・は全て充填され、パターン間に隙間がなく埋め尽くされた隣接積層パターン群が完成する。
【００７３】
なお、間隙に関しては、事前に所定の圧力で加圧した際の、基板水平方向のパターン歪量Ｌを測定しておき、これを元に設定する。例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＸＡ１の場合、加圧前パターンＡ１とＡ２とをプレスすると、インキのポアソン比に応じて、基板垂直方向に収縮するとともに、基板水平方向に延伸する。結果としてパターンＡ１’、Ａ２’のように変形する。この基板水平方向の延伸量を、パターンＡ１はＬＡ１、パターンＡ２はＬＡ２であるとすれば、０＜ＸＡ１＜ＬＡ１＋ＬＡ２となるように設定する。
【００７４】
同様の処理を、隣接パターン群Ｂ、Ｃ、・・・に対しても行なうことにより、パターン群４（図１参照）が完成する。
【００７５】
このように、製造装置１Ａを用いた色素増感太陽電池の第１の製造方法によれば、印刷版から転写版に転写された段階、および転写版から基板上に転写された段階では隣接パターン同士は接することなく、加圧手段Ｐａによる加圧によって初めて隣接パターン同士が接する。加圧により接した時点では、材料混合しない程度までインキが乾燥しているので、接合界面での材料拡散・混合がない。そして、形成した隣接パターンを一括して乾燥、焼成することで、隣接パターンを隙間なく、短いタクトタイム（高タクト）で基板上に形成することができる。
【００７６】
なお、ここでは、隣接パターン群を１層形成するごとに加圧手段によりプレスする例を示したが、必要な隣接パターン群の膜厚に応じて、複数回隣接パターン群を積層させてから、加圧手段によりプレスしても良い。
【００７７】
また、加圧手段の表面は、インキ離型性の高い材料、具体的にはシリコーン樹脂、またはフッ素化合物樹脂であることが望ましい。更に、パターンを構成するインキ中の固形成分の、そのインキ中の溶媒に対する溶解度が、そのパターンの隣接パターンおよび積層パターンを構成するインキ中の溶媒に対する溶解度より大きいことが望ましい。これによって、加圧によって、パターンが接した際に、その接合界面での材料拡散・混合をより抑制することができる。
【００７８】
＜＜第２の製造方法＞＞
＜色素増感太陽電池の製造装置１Ｂ＞
図１に示すパターン群４を形成するための、第２の製造方法について説明する。図６は、本発明に記載の色素増感太陽電池の製造に用いられる製造装置１Ｂを示す図である。色素増感太陽電池の製造には、種々の印刷法を適用できるが、微細パターンを大面積に亘って形成可能な、凹版オフセット印刷法が最も適している。
【００７９】
この製造装置１Ａは、印刷ユニット群ａと印刷ユニット群ｂとを有している。なお、図示していないが、印刷ユニット群ａおよび印刷ユニット群ｂと同様の構成の、印刷ユニット群ｃ、印刷ユニット群ｄ、・・・と、図示する基板搬送手段２と、を有しいている。なお、説明の便宜上、図３においては、印刷ユニット群ａおよび印刷ユニットｂまでしか記載していない。
【００８０】
印刷ユニット群ａは、印刷ユニットａ１、印刷ユニットａ２、および、加圧手段Ｐａを有しいている。なお、図示していないが、印刷ユニット群ａは、印刷ユニットａ１および印刷ユニットａ２と同様の構成を有する印刷ユニットａ３、印刷ユニットａ４、・・・、を有している。
【００８１】
印刷ユニットａ１は、印刷版ａ１−１および印刷版ａ１−１にインキを供給するインキ塗布手段ａ１−２を有している。印刷ユニットａ２は、印刷版ａ２−１および印刷版ａ２−１にインキを供給するインキ塗布手段ａ２−２を有している。また、印刷ユニットａ１および印刷ユニットａ２は、共通の転写版ａａを有している。転写版ａａは、図示しない印刷ユニットａ３、印刷ユニットａ４、・・・、に対しても共有に用いられる。
【００８２】
印刷ユニット群ｂは、印刷ユニットｂ１、印刷ユニットｂ２、および、加圧手段Ｐｂを有しいている。なお、図示していないが、印刷ユニット群ｂは、印刷ユニットｂ１および印刷ユニットｂ２と同様の構成を有する印刷ユニットｂ３、印刷ユニットｂ４、・・・、を有している。
【００８３】
印刷ユニットｂ１は、印刷版ｂ１−１および印刷版ｂ１−１にインキを供給するインキ塗布手段ｂ１−２を有している。印刷ユニットｂ２は、印刷版ｂ２−１および印刷版ｂ２−１にインキを供給するインキ塗布手段ｂ２−２を有している。また、印刷ユニットｂ１および印刷ユニットｂ２は、共通の転写版ｂｂを有している。転写版ｂｂは、図示しない印刷ユニットｂ３、印刷ユニットｂ４、・・・、に対しても共有に用いられる。
【００８４】
＜色素増感太陽電池の製造方法＞
次に、図６の装置を用いて、図１の色素増感太陽電池を製造する方法について説明する。
【００８５】
概略的には、基板３上に、印刷ユニット群ａを用いて、隣接パターン群Ａを形成する。次に、隣接パターン群Ａの上に、印刷ユニット群ｂを用いて、隣接パターン群Ｂを積層する。更に、隣接パターン群Ｂの上に、印刷ユニット群ｃを用いて、隣接パターン群Ｃを積層する。同様にして、隣接パターン群Ｄ、・・・を順次、積層していく。
【００８６】
個別には、隣接パターン群Ａの場合を例にあげると、印刷ユニットａ１を用いて、転写版ａａ上にパターンＡ１を形成し、印刷ユニットａ２を用いて、転写版ａａ上にパターンＡ２を形成し、以下パターンＡ３、Ａ４、・・・を転写版ａａ上に形成する。転写版ａａ上に印刷されたパターンを基板３に転写する。
【００８７】
ここで、再び図４を参照して、パターンＡ２は、パターンＡ１に対し、基板搬送方向（図６中矢印５に示す方向）にＸＡ１だけシフトした位置に配置されるよう、印刷ユニットａ１、印刷ユニットａ２、基板搬送手段を制御する。また、パターンＡ３は、パターンＡ２に対し、基板搬送方向にＸＡ２だけシフトした位置に配置されるよう、印刷ユニットａ２、印刷ユニットａ３、基板搬送手段を制御する。以下同様の処理を行なうことによって、パターンＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、・・・がそれぞれ、ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＡ３、・・・を隔てて配置された隣接パターン群Ａを形成する。
【００８８】
その後、適切な乾燥処理を経た後、加圧手段Ｐａにより、隣接パターン群Ａをプレスする。具体的には、ローラーＰａによって、隣接パターンの全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する。これによって、隣接パターンが基板水平方向に延伸されて、パターン間の間隙ＸＡ１、ＸＡ２、・・・は全て充填され、パターン間に隙間がなく埋め尽くされた隣接積層パターン群が完成する。
【００８９】
なお、間隙に関しては、事前に所定の圧力で加圧した際の、基板水平方向のパターン歪量Ｌを測定しておき、これを元に設定する。例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＸＡ１の場合、加圧前パターンＡ１とＡ２とをプレスすると、インキのポアソン比に応じて、基板垂直方向に収縮するとともに、基板水平方向に延伸する。結果としてパターンＡ１’、Ａ２’のように変形する。この基板水平方向の延伸量を、パターンＡ１はＬＡ１、パターンＡ２はＬＡ２であるとすれば、０＜ＸＡ１＜ＬＡ１＋ＬＡ２となるように設定する。
【００９０】
同様の処理を、隣接パターン群Ｂ、Ｃ、・・・に対しても行なうことにより、パターン群４が完成する。
【００９１】
このように、製造装置１Ｂを用いた色素増感太陽電池の第２の製造方法によっても、印刷版から転写版に転写された段階、および転写版から基板上に転写された段階では隣接パターンは接せず、加圧によって初めて接する。加圧により接した時点では、材料混合しない程度までインキが乾燥しているので、接合界面での材料拡散・混合がない。そして、形成した隣接パターンを一括して乾燥、焼成することで、隣接パターンを隙間なく、短いタクトタイム（高タクト）で基板上に形成することができる。
【００９２】
ここで、上記第１の製造方法では、印刷版ごとに個別に転写版を設けるが、第２の製造方法においては、複数の印刷版に共通の転写版を設ける点で異なる。第１の製造方法では、例えば２層の隣接パターンを形成する場合、２つの印刷版、２つの転写版、および基板の相対動作を制御する必要があるが、第２の製造方法では、２つの印刷版、１つの転写版、および基板の相対動作の制御でよく、制御すべき部材の組合せ数が少ないので、パターン位置精度が第１の製造方法に比べて優れる。また、転写版の数が減る分、装置フットプリントも減少する。
【００９３】
なお、ここでは、隣接パターン群を１層形成するごとに加圧手段によりプレスする例を示したが、必要な隣接パターン群の膜厚に応じて、複数回隣接パターン群を積層させてから、加圧手段によりプレスしても良い。
【００９４】
また、加圧手段の表面は、インキ離型性の高い材料、具体的にはシリコーン樹脂、またはフッ素化合物樹脂であることが望ましい。
【００９５】
更に、パターンを構成するインキ中の固形成分の、そのインキ中の溶媒に対する溶解度が、そのパターンの隣接パターンおよび積層パターンを構成するインキ中の溶媒に対する溶解度より大きいことが望ましい。これによって、加圧によって、パターンが接した際に、その接合界面での材料拡散・混合をより抑制することができる。
【００９６】
（実施の形態２）
＜色素増感太陽電池のセル構造＞
本実施の形態における色素増感太陽電池は、光透過性の材料からなる支持体上に、導電層、多孔質半導体層に色素を吸着させた光電変換層、キャリア輸送層、触媒層、対極導電層からなる対極が積層されてなる太陽電池である。図７は、本発明の太陽電池の層構成を示す要部の概略断面図である。
【００９７】
図７を参照して、この色素増感太陽電池１００は、支持体３１、導電層３２、キャリア輸送材料が充填された光電変換層３３、キャリア輸送材料３４、触媒層３５、対極導電層３６、取り出し電極３７、および、封止材３８を有している。この色素増感太陽電池１００を２つ以上直列に接続することで、色素増感太陽電池モジュールが作製される。
【００９８】
本実施の形態における色素増感太陽電池１００は、封止材３８／光電変換層３３／封止材３８から構成された隣接パターン群Ａ、封止材３８／触媒層３５／封止材３８から構成された隣接パターン群Ｂ、封止材３８／対極導電層３６／封止材３８から構成された隣接パターン群Ｃをこの順に積層することになる。
【００９９】
本実施の形態では、支持体３１としてガラス、導電層３２として酸化チタン、触媒層３５として白金、対極導電層３６としてカーボン、封止剤３８としてガラスペーストを用いた。また、導電層３２に、ルテニウム系金属錯体色素をアセトニトリルに溶解させたものを吸着させて、光電変換層３３とした。また、キャリア輸送材料３４として、アセトニトリルに、ＬｉＩ／Ｉ２を溶解させたものを用いた。
【０１００】
（実施例１）
第１の製造方法を用いた、色素増感太陽電池の製造に関して、以下に説明する。まず、基板として、ガラスからなる支持体上に、酸化スズ膜からなる導電層が成膜されたガラス基板を用いた。
【０１０１】
このガラス基板の導電層上に、第１の製造方法を用いて、ガラスペースト／酸化チタン膜／ガラスペーストから構成される、隣接パターン群Ａを形成した。ここで、ガラスペースト／酸化チタン膜のパターン間隔は、ガラスペーストのパターン幅の１％程度となるようにした。形成した隣接パターン群Ａに対し、印圧が３０ｋＰａとなるように、ローラーでプレスした。これによって、パターン間の隙間が完全に充填された、隣接パターン群Ａが得られた。
【０１０２】
次に、隣接パターン群Ａ上に、第１の製造方法を用いて、ガラスペースト／白金膜／ガラスペーストから構成される、隣接パターン群Ｂを形成した。ここで、ガラスペースト／白金膜のパターン間隔は、ガラスペーストのパターン幅の１％程度となるようにした。形成した隣接パターン群Ｂに対し、印圧が３０ｋＰａとなるように、ローラーでプレスした。これによって、パターン間の隙間が完全に充填された、隣接パターン群Ｂが得られた。
【０１０３】
次に、隣接パターン群Ｂ上に、第１の製造方法を用いて、ガラスペースト／カーボン膜／ガラスペーストから構成される、隣接パターン群Ｃを形成した。ここで、ガラスペースト／カーボン膜のパターン間隔は、ガラスペーストのパターン幅の１％程度となるようにした。形成した隣接パターン群Ｃに対し、印圧が３０ｋＰａとなるように、ローラーでプレスした。これによって、パターン間の隙間が完全に充填された、隣接パターン群Ｃが得られた。続いて、焼成炉を用いて、上記隣接パターン群を焼成した。
【０１０４】
上記のようにして積層形成し隣接パターン群を、色素溶液に浸漬し、色素を多孔質半導体層に吸着させて光電変換層を得た。取り出し電極として、電解液注入口を設けたチタン板を用いた。その後、キャピラリー効果を用いて、取り出し電極の電解液注入口から、電解液を注入した。最後に、電解液注入口を封止することにより、色素増感太陽電池を完成させた。
【０１０５】
このようにして製造した色素増感太陽電池では、従来の印刷法では存在していた、隣接パターン間の隙間がなくなり、隙間なく隣接パターンを形成することができた。
【０１０６】
（実施例２）
第２の製造方法を用いた、色素増感太陽電池の製造に関して、以下に説明する。まず、基板として、ガラスからなる支持体上に酸化スズ膜からなる導電層が成膜されたガラス基板を用いた。
【０１０７】
このガラス基板の導電層上に、第２の製造方法を用いて、ガラスペースト／酸化チタン膜／ガラスペーストから構成される、隣接パターン群Ａを形成した。ここで、ガラスペースト／酸化チタン膜のパターン間隔は、ガラスペーストのパターン幅の１％程度となるようにした。形成した隣接パターン群Ａに対し、印圧が３０ｋＰａとなるように、ローラーでプレスした。これによって、パターン間の隙間が完全に充填された、隣接パターン群Ａが得られた。
【０１０８】
次に、隣接パターン群Ａ上に、第２の製造方法を用いて、ガラスペースト／白金膜／ガラスペーストから構成される、隣接パターン群Ｂを形成した。ここで、ガラスペースト／白金膜のパターン間隔は、ガラスペーストのパターン幅の１％程度となるようにした。形成した隣接パターン群Ｂに対し、印圧が３０ｋＰａとなるように、ローラーでプレスした。これによって、パターン間の隙間が完全に充填された、隣接パターン群Ｂが得られた。
【０１０９】
次に、隣接パターン群Ｂ上に、第２の製造方法を用いて、ガラスペースト／カーボン膜／ガラスペーストから構成される、隣接パターン群Ｃを形成した。ここで、ガラスペースト／カーボン膜のパターン間隔は、ガラスペーストのパターン幅の１％程度となるようにした。形成した隣接パターン群Ｃに対し、印圧が３０ｋＰａとなるように、ローラーでプレスした。これによって、パターン間の隙間が完全に充填された、隣接パターン群Ｃが得られた。続いて、焼成炉を用いて、上記隣接パターン群を焼成した。
【０１１０】
上記のようにして積層形成し隣接パターン群を、色素溶液に浸漬し、色素を多孔質半導体層に吸着させて光電変換層を得た。取り出し電極として、電解液注入口を設けたチタン板を用いた。その後、キャピラリー効果を用いて、取り出し電極の電解液注入口から、電解液を注入した。最後に、電解液注入口を封止することにより、太陽電池を完成した。
【０１１１】
このようにして製造した色素増感太陽電池では、従来の印刷法では存在していた、隣接パターン間の隙間がなくなり、隙間なく隣接パターンを形成することができた。
【０１１２】
特に実施例２では、製造装置１Ａの制御すべき部材の組合せ数が実施例１よりも少なく、パターン位置精度がより優れる。このため、隣接パターン間の間隙を、従来と同じ値に設定した場合、この間隙を充填するために必要な加圧手段の印圧を低くすることが可能である。印圧を下げれば、加圧時の膜厚減少が小さくなるので、色素増感太陽電池セルの膜厚設計が容易となる。
【０１１３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例は全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。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全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】
【０１１４】
本発明に記載の色素増感太陽電池、色素増感太陽電池の製造方法、および、色素増感太陽電池の製造装置によれば、基板上で隣接パターンが一定間隔を隔てて形成した後、隣接パターンの全部または一部を含むように、基板垂直方向に加圧する基板上パターンプレス工程を含む。このため、隣接パターンが基板水平方向に延伸されてパターン隙間が完全に充填されるため、隙間無く隣接パターン形成される。
【０１１５】
このように、基板上に転写された段階では隣接パターンは接せず、基板上パターンプレス工程で初めて接する。プレスする時点では、材料混合しない程度までインキが乾燥しているので、接合界面での材料拡散・混合がない。
【０１１６】
このようにして形成した隣接パターンを一括して乾燥、焼成することで、隣接パターンを隙間なく、短いタクトタイム（高タクト）で基板上に形成することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１Ａ，１Ｂ  製造装置、２  基板搬送手段、３  基板、１０  オフセット印刷機、１１  印刷版、１２  インキ塗布手段、１３  転写版、１４  ドクターブレード、１５  転写版上パターン、１６  基板上パターン、１８  凹部、１９  インキ層、２０  インキ、２１，２２  密着点、３１  支持体、３２  導電層、３３  光電変換層、３４  キャリア輸送材料、３５  触媒層、３６  対極導電層、３７  取り出し電極、３８  封止材、１００  色素増感太陽電池、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ  隣接パターン群、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  パターン、Ｐａ，Ｐｂ  加圧手段（ローラー）、ａ，ｂ  印刷ユニット群、ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４  印刷ユニット、ａ１−１，ａ２−１，ｂ１−１，ｂ２−１  印刷版、ａ１−２，ａ２−２，ｂ１−２，ｂ２−２  インキ塗布手段、ａ１−３，ａ２−３，ａａ，ｂ１−３，ｂ２−３，ｂｂ  転写版。
【図１】
2010232078.tif 000003
【図２】
2010232078.tif 000004
【図３】
2010232078.tif 000005
【図４】
2010232078.tif 000006
【図５】
2010232078.tif 000007
【図６】
2010232078.tif 000008
【図７】
2010232078.tif 000009
【図８】
2010232078.tif 000010