(57)【要約】【課題】色素増感型太陽電池の持つデザイン性とフレキシブル性の特徴を生かすことができるようにする。【解決手段】太陽電池兼表示部６１は、太陽電池としての機能と、所定の表示体を表示する表示部としての機能の両方の機能を有しており、「POMY」等の所定の文字列を識別させるとともに、照明光又は太陽光から電力を発生させて、蓄電池６２に蓄える。蛍光灯等の光源６３は、蓄電池６３に蓄えられた電力により、光を太陽電池兼表示部６１に照射することで、色素増感型太陽電池の持つ特徴を生かすことが可能となる。本発明は、色素増感型太陽電池を有する機器に適用することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成された光電変換素子を備える
電子装置。
【請求項２】
前記表示体を照射する光源をさらに備え、
前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記光源に供給し、
前記光源は、前記光電変換素子からの前記電力によって駆動する
請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備え、
前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記蓄電部に蓄え、
前記光源は、前記蓄電部に蓄えられた前記電力によって駆動する
請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである
請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である
請求項１に記載の電子装置。
【請求項６】
所定の形状を有する物体に貼りはがし可能な基板上に形成される光電変換素子を備える
電子装置。
【請求項７】
前記基板は、何度でも貼りはがし可能なフィルムである
請求項６に記載の電子装置。
【請求項８】
前記光電変換素子は、前記基板によって窓又はタイルに貼り付けられ、太陽光又は照明光から電力を発生させて、その電力を、接続された前記携帯用の機器に搭載された蓄電部に供給する
請求項６に記載の電子装置。
【請求項９】
前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備える
請求項６に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記光電変換素子には、所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成されている
請求項６に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである
請求項１０に記載の電子装置。
【請求項１２】
前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である
請求項６に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子を用いた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコン（Ｓｉ）系などに替わる次世代の太陽電池として、色素増感型太陽電池についての研究が広く行われている。
【０００３】
この色素増感型太陽電池は、その特徴として、製造プロセスが簡便であることや、デザイン性の付与が可能であることが挙げられる。デザイン性の一例としては、複数の色を有する太陽電池であれば、設置する装置、建物等の外観を損なうことなく、設置することができ、太陽電池の一層の普及につながるものと考えられる。
【０００４】
この種の色素増感型太陽電池としては、たとえば、特許文献１及び２が知られている。
【特許文献１】特開２００６−２２１９６５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８２０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、色素増感型太陽電池は、従来より用いられてきたシリコンなどの太陽電池にはないデザイン性やフレキシブルである等の特徴を有しているため、それらの特徴を生かした用途での使用の要求が高まっている。
【０００６】
たとえば、特許文献１に開示されている発明では、道路標識等の表示部に色素増感型太陽電池からなる太陽電池部を取り付けて使用する場合において、単に、表示部の上面に太陽電池部を付加しているので、太陽電池部と表示部とが全く別々に構成されていることになる。そのため、全体としての体積が大きくなってしまい、またその構造も複雑になるといった問題や景観に違和感があるといった問題があり、色素増感型太陽電池の特徴を生かしているとは言えなかった。
【０００７】
また、特許文献２に開示されている発明においても、太陽電池と、液晶表示装置とが別々に接続されて機能するものであるため、上記の文献の発明と同様に色素増感型太陽電池の持つ特徴を生かしているとは言えない。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、色素増感型太陽電池の特徴であるデザイン性やフレキシブル性等に対応することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面の電子装置は、所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成された光電変換素子を備える。
【００１０】
前記表示体を照射する光源をさらに備え、前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記光源に供給し、前記光源は、前記光電変換素子からの前記電力によって駆動する。
【００１１】
前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備え、前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記蓄電部に蓄え、前記光源は、前記蓄電部に蓄えられた前記電力によって駆動する。
【００１２】
前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである。
【００１３】
前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である。
【００１４】
本発明の第２の側面の電子装置は、所定の形状を有する物体に貼りはがし可能な基板上に形成される光電変換素子を備える。
【００１５】
前記基板は、何度でも貼りはがし可能なフィルムである。
【００１６】
前記光電変換素子は、前記基板によって窓又はタイルに貼り付けられ、太陽光又は照明光から電力を発生させて、その電力を、接続された前記携帯用の機器に搭載された蓄電部に供給する。
【００１７】
前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備える。
【００１８】
前記光電変換素子には、所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成されている。
【００１９】
前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである。
【００２０】
前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明の一側面によれば、色素増感型太陽電池の持つ特徴を生かすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
ところで、色素増感型太陽電池の製造プロセスであるが、たとえば、下記の（１）ないし（７）の工程に沿って行われる。
【００２４】
（１）レーザスクライブ加工処理
（２）スクリーン印刷処理
（３）アニール処理
（４）色素吸着処理
（５）貼り合せ処理
（６）電解液注液処理
（７）注液口の封止処理
【００２５】
簡単に説明すると、かかる製造プロセスでは、まず、（１）レーザスクライブ加工処理によって、導電性ガラス等の透明基板をレーザ加工することで、パターン化された透明基板が得られる。次に、（２）スクリーン印刷処理では、スクリーン印刷法により所定のペーストを透明基板上に塗布し、続いて、（３）アニール処理によって、たとえば、電気炉において100℃〜600℃での加熱焼成を約１時間行うことで、半導体電極が得られる。
【００２６】
そして、（４）色素吸着処理において、半導体電極に所定の色素が吸着され、（５）対極との貼り合せや反射防止フィルム等が行われた後、（６）電解液注液処理によって、所定の電解溶液が注液され、（７）注液口を封止することで、色素増感型太陽電池が得られる。
【００２７】
以上のような製造プロセスを経ることで色素増感型太陽電池が製造されるが、本発明の色素増感型太陽電池を製造する際には、特に、（４）色素吸着処理の工程が特徴的な工程となる。そこで、以下、かかる色素吸着処理について、［実施例１］ないし［実施例５］によって具体例を挙げながら説明する。
【００２８】
［実施例１］
（４）色素吸着処理の前段の工程（１），（２），（３）によって、市販のFTOガラス（15Ω／□）上に、市販のTiO2 ペーストがスクリーン印刷法によって塗布され、500℃で１時間焼成されることにより、短冊状のパターンを有する酸化チタン電極（平均膜厚20μm）が得られる。
【００２９】
次に、工程は、（４）色素吸着処理に進み、図１の（４）色素吸着処理の工程の断面図に示す処理が行われる。なお、図１においては、（１）ないし（３）の工程により得られる短冊状の酸化チタン電極を、半導体電極１２1ないし１２3として記述している。
【００３０】
図１Ａに示すように、器具２１は、底部を持つ容器状（トレイ状）の形状からなる。また、器具２１は、所定の形状の隔壁を有しており、その隔壁で仕切られた区画ごとにそれぞれ異なる色素溶液を入れることできる。たとえば、図１Ａにおいては、器具２１は３つの区画に分けられており、それらの区画には、異なる３種の色素溶液が入れられる。すなわち、たとえば、Ｎ719，Black dye，Ｄ149の３種類の色素をそれぞれ、CH3CN/t-BuOH混合溶液に溶解させることで、0.3mMの色素溶液（色素溶液Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3）が得られるので、この色素溶液を、図１の器具２１の３つの区画にそれぞれ注ぐことができる。
【００３１】
そして、図１Ｂに示すように、異なる３種の色素溶液Ｓ1ないしＳ3がそれぞれ入れられた器具２１の隔壁による上縁部（開口上縁部側）に透明基板１１を、半導体電極１２1ないし１２3（酸化チタン電極）の形成された面が下側（器具２１側）となるように設置することで、器具２１を密閉する。このとき、図中の黒色の丸印で示す接着剤２２によって、透明基板１１と器具２１とを接着することで貼り合せて固定する。
【００３２】
なお、かかる貼り合せの手法としては、ＵＶ硬化接着剤等の接着剤２２を用いる手法の他、たとえば、シリコンゴムのようなガスケットとして機能するような材料を用いて圧着する手法を用いることもできる。この場合、シリコンゴムは器具２１と接着されていても構わないし、シート状のものを用いても構わない。また、透明基板１１としては、たとえば、導電性ガラス等のガラス基板、透明プラスチック基板、金属板などが用いられる。
【００３３】
そして、透明基板１１と器具２１とが接着されている状態で、その密閉された器具２１の上下を反転させると、図１Ｃに示すような状態となる。すなわち、器具２１の上下が反転されることで、器具２１の底部側にあった色素溶液Ｓ1ないしＳ3が、透明基板１１側に流れ込むと同時に、半導体電極１２1ないし１２3が色素溶液Ｓ1ないしＳ3でそれぞれ満たされることになる。これにより、半導体電極１２1ないし１２3には、それぞれ色素が吸着される。このとき、半導体電極１２1は色素溶液Ｓ1により色素が吸着され、半導体電極１２2は色素溶液Ｓ2により色素が吸着され、半導体電極１２3は色素溶液Ｓ3により色素が吸着される。このことは、言い換えれば、半導体電極上の任意の位置に、任意の色素を吸着させていると言え、さらに、器具２１を用意するだけで色素の塗り分けが可能となるため、簡便であるとも言える。
【００３４】
その後、図１Ｃの状態のまま24時間静置した後、器具２１を透明基板１１からはがすことによって、図１Ｄに示すように、透明基板１１上には、色素溶液Ｓ1ないしＳ3による色素で塗り分けられた半導体電極１２1ないし１２3が得られる。
【００３５】
なお、（４）色素吸着処理の工程で用いられる、器具２１の形状であるが、隔壁の高さとしては少なくとも3mm以上必要である。これは、それ以下であると、半導体電極１２に注がれる色素溶液に含まれる色素の量が不十分となるためである。隔壁の高さの上限は3mm以上であれば特にない。また、隔壁の幅についても特に制限はないが、実用上は10mm以下であることが望ましい。それ以上である場合には、太陽電池面積のうち、発電に寄与する面積が減少するため、実用に耐えうるレベルではないからである。
【００３６】
また、図１Ｃの状態で静置しておく時間であるが、これは半導体電極１２1ないし１２3の膜厚で変わるものであって、膜厚が薄ければたとえば、10分，15分，30分などの短時間での吸着が可能となるし、逆に、膜厚が厚いと、たとえば、48時間やそれ以上の時間を吸着に要すこととなる。また、静置しておく時間は温度にも影響を受けるため、膜厚と作業を行う場所の温度の両方を考慮して、かかる時間を決めると好適である。また、加熱、攪拌といった操作を必要に応じて用いても構わない。
【００３７】
そして、（４）色素吸着処理が終了すると、その後段の工程（５），（６），（７）が行われることで、（４）の工程により得られた色素付半導体電極が、白金スパッタ対極とＵＶ硬化接着剤を用いて貼り合せられ、そこに電解溶液が注入されることで、色素増感型太陽電池が得られる。したがって、これにより、所定の位置に、所定の色素が吸着された色素増感型太陽電池が得られたことになる。
【００３８】
なお、この［実施例１］の手法を用いて、異なる色を塗り分けるだけでなく、１色（１種類）の色素の濃淡を塗り分けることも可能である。この場合、吸着時間、色素溶液の濃度、溶媒の種類などを各ユニットごとに変更することで、濃淡を制御することが可能となる。また、器具２１によって異なる色を塗り分けることで、たとえば、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせを表す色素を半導体電極上に吸着させることが可能となる。これらについては、後述する他の実施例においても同様である。
【００３９】
［実施例２］
上記の［実施例１］では、器具２１の貼り合せの手法として、接着剤２２を用いる例の他、ガスケットにより圧着させる例について説明したが、圧着手法としては、機械的に圧着させる手法の他、真空中で貼り合わせた上で大気中に戻すなどの、大気圧を利用して圧着させる手法を採用することも可能である。
【００４０】
具体的には、［実施例１］と同様の３種類の色素溶液Ｓ1ないしＳ3が注液された隔壁を有し、その外周にシリコンゴム層を設けた器具２１を、［実施例１］と同様の手法（工程（１）ないし（３））で作製された半導体電極１２1ないし１２3に対し機械的に貼り合わせる。その後、貼り合わされたることで密閉状態となった器具２１の内部空間を、真空ポンプを用いて減圧することにより十分に接着させ、これを［実施例１］と同様にして、その状態で上下を反転させた後、24時間静置した。
【００４１】
その後、反転されて器具２１の下側に位置している半導体電極１２1ないし１２3を再度上側に戻し、さらに、その内部を大気圧に戻して透明基板１１をはがすことにより、３種類の色素で塗り分けられた半導体電極１２1ないし１２3が得られる。その後、［実施例１］と同様の手法（工程（５），（６），（７））にて、この色素付半導体電極を白金スパッタ対極とＵＶ硬化接着剤を用いて貼り合せ、電解溶液を注入することで、色素増感型太陽電池が得られる。
【００４２】
［実施例３］
上記の［実施例１］では、図１の器具２１の上下を反転させることで、半導体電極１２1ないし１２3に色素を吸着させる構成について説明したが、図２の治具３１を用いることで、部材を反転させなくとも、色素を吸着させることが可能となる。なお、図２において、下側の図は治具３１の斜視図を表し、上側の図はシリコンゴム３２の上面図を表している。
【００４３】
具体的には、［実施例１］と同様の手法（工程（１）ないし（３））で作製した半導体電極１２1ないし１２3に対して、中空の形状を有する治具３１を、その中空部Ｈ1ないしＨ3に対応する形状の穴部ｈ1ないしｈ3を有するシリコンゴム３２を介して機械的に圧着させる。すなわち、このとき、半導体電極１２1ないし１２3は、中空の形状を有する治具３１の底部に位置することになる。その後、［実施例１］と同様の３種類の色素溶液Ｓ1ないしＳ3を、それぞれ治具３１に設けられた３つの中空部Ｈ1ないしＨ3のそれぞれに注液すると、治具３１の底部としてシリコンゴム３２を介して圧着されている半導体電極１２1ないし１２3に色素が吸着される。
【００４４】
そして、そのままの状態で24時間静置することにより、治具３１の中空の形状に対応する３種類の色素で塗り分けられた半導体電極１２1ないし１２3が得られる。そして、［実施例１］と同様の手法（工程（５），（６），（７））にて、この色素付半導体電極を白金スパッタ対極とＵＶ硬化接着剤を用いて貼り合せ、電解溶液を注入することで、色素増感型太陽電池が得られる。
【００４５】
［実施例４］
上記の［実施例１］では色素の吸着のすべてを一度に行っていたが、それらを複数回に分けて行うことも可能である。ここでは、図３を参照して、たとえば、［実施例１］と同様の手法により、5cm×5cmの一面に、酸化チタン電極が得られた場合を例に挙げて説明する。
【００４６】
なお、図３においては、［実施例１］と同様の工程（１）ないし（３）により得られた酸化チタン電極を、その大きさである5cm×5cmに対応させた5×5個の格子状のマス目（１つのマス目が1cm四方）からなる半導体電極１２として記述している。また、図３には、治具４１及び治具４２、並びに半導体電極１２の上面図が示されており、図中の矢印で示すように、半導体電極１２は、図中左上から図中右下に向かう方向に時系列で並んでいる。そこで、図３では、図中左上から図中右下に向かって時系列で並んでいる３つの半導体電極１２の状態を、それぞれ、図中左上から順に、状態１，状態２，状態３と称して説明する。
【００４７】
ここでは、図３に示すように、パターン１（図３では穴部Ｈ4及び穴部Ｈ5）の形状を有する治具４１と、パターン１とは異なるパターン２（図３では穴部Ｈ6）の形状を有する治具４２のうち、はじめに、治具４１を、状態１の半導体電極１２上に設置する。
【００４８】
そして、工程（１）ないし（３）によって得られた状態１の半導体電極１２上の5×5のマス目のうち、治具４１に設けられた穴部Ｈ4及び穴部Ｈ5に対応する位置にある図中左から１，２列目のマス目と、図中左から４，５列目のマス目に、それぞれ色素溶液Ｓ1，Ｓ2を注液する。より具体的には、治具４１を半導体電極１２に貼り合わせた後、Ｎ719とBlack dyeの色素溶液Ｓ1，Ｓ2をそれぞれ穴部Ｈ4及び穴部Ｈ5に注液し、そのまま24時間静置することにより、半導体電極１２には治具４１の穴部Ｈ4及び穴部Ｈ5に対応する形状の色素が吸着される。
【００４９】
そして、治具４１をはがすことで、図３の状態２の半導体電極１２に示すように、１，２列目のマス目には色素溶液Ｓ1により色素が吸着され（図中右下がり斜線で表すマス目上の領域）、４，５列目のマス目には色素溶液Ｓ2により色素が吸着される（図中左下がり斜線で表すマス目上の領域）。このとき、状態２の半導体電極１２からも分かるように、真ん中の３列目のマス目は、色素が吸着されていない状態となる。
【００５０】
続いて、治具４２を用いて、半導体電極１２のうち、残った真ん中の３列目に所定の色素を吸着させる。具体的には、アセトニトリルを用いてリンスした後、治具４２を半導体電極１２に貼り合わせて、Ｄ149の色素溶液Ｓ3を穴部Ｈ6に注液し、そのまま24時間静置することで、半導体電極１２には治具４２の穴部Ｈ6に対応する形状の色素が吸着される。
【００５１】
そして、治具４２をはがすことで、図３の状態３の半導体電極１２に示すように、３列目のマス目には、色素溶液Ｓ3により色素が吸着される（図中幅広の右下がり斜線で表すマス目上の領域）。すなわち、治具４１と、治具４２を用いた２段階での色素の塗り分けによって、３種類の色素で塗り分けられた半導体電極１２が得られたことになる。
【００５２】
その後、［実施例１］と同様の手法（工程（５），（６），（７））にて、この色素付半導体電極を白金スパッタ対極とＵＶ硬化接着剤を用いて貼り合せ、電解溶液を注入することで、色素増感型太陽電池が得られる。
【００５３】
このように、色素の吸着を行う際、全体を一度に吸着させる他に、部分ごとに何段階かに分けて吸着させることができるので、たとえば、塗り分けの区間同士が隣接している、あるいは隔壁を設けるのに十分なだけ離れていないといった場合にも、［実施例４］のようにして数段階に分けて吸着させることにより、簡便に色素の塗り分けを行うことが可能となる。
【００５４】
［実施例５］
上記の［実施例１］ないし［実施例４］においては、［実施例１］で説明した工程（１）ないし（３）によって作製された酸化チタン電極に対し、（４）色素吸着処理の工程を行う例について説明したが、酸化チタン電極は他の手法により作製してもよい。
【００５５】
すなわち、（４）色素吸着処理の前段の工程である工程（１）ないし（３）において、市販の酸化チタンP25を、ガンマブチロラクトンに対して20wt％分散させ、さらに酸化チタンに対して30wt％のPVDF-HFP（ポリフッカビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体を加え、約60℃に加熱しながら、攪拌することにより、均一な溶液が得られる。これをITOつきのPEN基板上にブレードコーティング法により塗布し、120℃で１時間乾燥させ、さらに、この基板を、ロールプレス機を用いてプレスすることにより、PEN基板上に、5cm×5cmの酸化チタン電極が得られる。
【００５６】
そして、これを、たとえば、上記の［実施例４］と同様の手法により処理することで、３種類の色素で塗り分けられた酸化チタン電極が得られ、その後、［実施例１］と同様の手法（工程（５），（６），（７））により処理することで、色素増感型太陽電池が得られる。すなわち、この［実施例５］では、たとえばPEN基板等のフレキシブルな基板上に酸化チタン電極が形成されるので、より柔軟性の高い色素増感型太陽電池を作製できる。
【００５７】
以上のようにして、色素増感型太陽電池の製造プロセスの工程（１）ないし（７）のうち、（４）色素吸着処理において、上記の［実施例１］ないし［実施例５］で説明した処理のいずれかが行われるが、次に、かかる工程を経ることで製造される色素増感型太陽電池の詳細について説明する。
【００５８】
図４には、［実施例１］ないし［実施例４］で説明した工法のいずれかを用いて、（４）色素吸着処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池の例が示されている。
【００５９】
なお、図４の左側の断面図において、太陽電池としての機能と、表示部としての機能の両方を有している太陽電池兼表示部６１は、上記の工程（１）ないし（７）により製造された色素増感型太陽電池に相当する。この太陽電池兼表示部６１には、図４の右側の正面図に示すように、「POMY」の文字が識別可能となるように色素が吸着されており、見る者には太陽電池であることの意識をさせることなく、文字を識別させることが可能となる。つまり、見る者にとって、太陽電池兼表示部６１は、ただ「POMY」の文字が表示されている自然な景観となっている。
【００６０】
また、図４に示すように、太陽電池兼表示装置５１において、太陽電池兼表示部６１によって発生された電力は、接続されている蓄電池６２に蓄えられる。そして、この蓄電池６２に蓄えられた電力が蛍光灯等からなる光源６３に供給されることで、光源６３によって光が太陽電池兼表示部６１に照射される。これにより、太陽電池兼表示装置５１においては、太陽光の他に、光源６３により光を照射して、その光から生成した電気エネルギーを照明光に利用するといった自己完結型の発電が可能となり、省エネルギーにも大変効果的となる。
【００６１】
具体的には、たとえば、図５に示すように、駅のホームに設置してある駅名表示板として、太陽電池兼表示装置５１を使用する場合、駅の利用者にとってはただの駅名を表している表示板にしか見えないが、太陽電池兼表示装置５１は、図４に示した構成を有しているため、実際には太陽電池としての機能も有している。図５の例の場合、太陽電池兼表示部６１には、上記の［実施例１］ないし［実施例４］の工法のいずれかを用いて、「南東線 自由の森駅」等の文字を表す色素が吸着されている。
【００６２】
すなわち、図５の駅名表示板の内部では、光源６３によって太陽電池兼表示部６１が照射されることにより表示板の駅名が照らされ、その照明光は、太陽電池兼表示部６１によって、電力に変換される。そして、その電力が蓄電池６２に蓄えられるので、光源６３は、蓄電池６２に蓄えられた電力によって表示板の駅名を照らすことになる。なお、このとき、太陽電池兼表示部６１は、光源６３からの照明光の他に、太陽光からも電力を発生させて、それにより得られる電力を蓄電池６２に蓄えるようにしてもよい。
【００６３】
また、太陽電池兼表示装置５１は、図４に示すように、その内部に光源６３を設けるのではなく、図６に示すように、太陽電池兼表示部６１の表示部面側に設置された光源６３による照明光から電力を発生させて、蓄電池６２に蓄えるようにしてもよい。この場合、図６の左側の断面図で示すように、太陽電池兼表示部６１は、光源６３からの照射光の他に、太陽光からも電力を発生させ、その電力を蓄電池６２に蓄える。また、図６の右側の正面図に示すように、太陽電池兼表示部６１には、図４と同様に、上記の［実施例１］ないし［実施例４］の工法のいずれかを用いて、「POMY」の文字が識別可能となるように色素が吸着されている。
【００６４】
具体的には、たとえば、図７の広告板に示すように、太陽電池兼表示部６１には、たとえば、「これからは仲良しです ・・・」等の文字列が形成されるように、所定の色素が半導体電極に吸着されている。そして、これらの文字列が形成された表示部面が太陽電池としての機能も有していることから、図６に示すように、太陽電池兼表示部６１は、光源６３による照明光又は太陽光から電力を発生させ、その電力を蓄電池６２に蓄えることが可能となる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、太陽電池兼表示装置５１の具体例として、図５の駅名表示板と図７の広告板について説明したが、それ以外のものに適用することも勿論可能であり、たとえば、車内広告、駅の広告標識、自動販売機、オフィスの壁や柱、内照式表示装置、警告表示装置、誘導表示装置、道路標識、自発光式表示装置などにも適用することができる。すなわち、太陽電池兼表示装置５１において、太陽電池兼表示部６１の表示部面には、使用の形態に応じた、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせからなる表示体が形成される。
【００６６】
また、図４及び図６の太陽電池兼表示装置５１においては、太陽電池兼表示部６１によって発生された電力が蓄電池６２に蓄積されるとして説明したが、蓄電池６２を設けずに、太陽電池兼表示部６１からの電力を直接、光源６３に供給するようにしてもよい。
【００６７】
以上のように、太陽電池兼表示装置５１において、太陽電池兼表示部６１は、１枚若しくは２枚のガラス基板又は透明プラスチック基板等の透明基板の大きさの厚みのみで、表示部と太陽電池の発電部の両方を兼ね備えることができる。その結果、それらを別々に構成した場合と比べて構造が複雑にならず、さらに、その表示部を見ても太陽電池が存在していることに気がつかないような大変自然な景観とすることが可能となる。
【００６８】
また、色素増感型太陽電池の製造プロセスの（４）色素吸着処理の工程において、［実施例１］ないし［実施例４］を採用することで、形状、色調の自由なデザイン性の優れた太陽電池兼表示装置５１を製造することが可能となる。
【００６９】
さらには、室内光において、シリコン系太陽電池と比較して発電効率の良好な色素増感型太陽電池を用いることで、太陽光のみならず、照明光を利用することが可能である。よって、太陽電池兼表示装置５１は、室外の他、室内にも設置可能となる。
【００７０】
以上、［実施例１］ないし［実施例４］のいずれかの工法を用いて処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池の例について説明したが、次に、残りの［実施例５］の工法を用いて処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池について説明する。
【００７１】
図８と図９には、上記の［実施例５］で説明した工法を用いて、（４）色素吸着処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池の例が示されている。
【００７２】
図８において、太陽電池８１とフィルム８２からなるフィルム状太陽電池７１は、上記の工程（１）ないし（７）により製造された色素増感型太陽電池に相当する。すなわち、フィルム状太陽電池７１は、［実施例５］で説明したように、たとえば、PEN基板等のフィルム基板上に酸化チタン電極を作製し、それを各種の色素で塗り分けたものである。したがって、フィルム状太陽電池７１は、何度でも貼りはがし可能なフィルム上に色素増感型太陽電池を形成していることになるので、たとえば、窓やタイルなどに自由に貼り付けて、発電させることが可能となる。
【００７３】
このフィルム状太陽電池７１は、図８に示すように、フィルム８２が太陽電池８１を形成する基板の一部となるように作製してもよいし、図９に示すように、それらをさらに、蓄電池８３と組み合わせた構成とすることもできる。すなわち、図９のフィルム状太陽電池７１においては、フィルム８２上の太陽電池８１によって、太陽光又は照明光から電力が発生され、その電力が蓄電池８３に蓄えられる。
【００７４】
具体的には、たとえば、図１０に示すように、フィルム状太陽電池７１を、窓９１に貼り付け可能な充電用太陽電池シールとすることで、携帯電話機９２を、窓９１に貼り付けられたフィルム状太陽電池７１（充電用太陽電池シール）と接続して、携帯電話機９２の充電池の充電を行うことができる。ここで、窓９１としては、住宅等の建物の窓は勿論、たとえば、バスや電車等の乗り物の窓ガラスにフィルム状太陽電池７１を貼ることで、乗車中の乗客がバス等の乗り物に乗っている間に、その時間を利用して、携帯電話機９２の充電を行うことができる。この場合、場所もとらないため、乗車中であっても、スペースを気にすることなく、また他の乗客の迷惑にならずに、機器の充電が可能となる。
【００７５】
なお、発電効率が光の入射角度に依存しにくく、さらに、室内光での発電効率が高い色素増感型太陽電池は、窓ガラスに貼り付けて室内光を利用する太陽電池として適しており、フィルム状太陽電池７１は、上記の充電用太陽電池シールのように、窓９１に貼り付けて使用すると好適である。
【００７６】
このように、携帯電話機等の充電の必要な携帯用の機器の充電を行いたい場合に、フィルム状太陽電池７１を所望の場所に貼り付けることで、機器の充電を行うことが可能である。また、フィルム状太陽電池７１は、貼ったものをはがして何度でも再利用することができる。
【００７７】
さらにまた、図１０の例に示すように、フィルム状太陽電池７１は、たとえば、窓９１に貼ることができることから、室内からの光と太陽光の両方の光を用いた発電が可能となる。また、フィルム状太陽電池７１を窓９１に貼るだけでよいため、使用後には、窓９１を汚さずに貼り替えることが可能となるといった利点もある。
【００７８】
また、フィルム状太陽電池７１は、上記の［実施例５］で説明した手法により色素を塗り分けることが可能であるので、その色素が塗り分けられたフィルム状太陽電池７１を、たとえば、車やお店の窓に貼ることにより、広告としての機能を発揮させることも可能となる。すなわち、フィルム状太陽電池７１において、太陽電池兼表示部８１の表示部面には、使用の形態に応じた、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせからなる表示体が形成される。
【００７９】
以上のように、フィルム状太陽電池７１は、何度でも貼りはがし可能なフィルムから作製されているため、窓やタイル等に貼ることで、太陽光や照明光を利用して発電することが可能となる。この発電した電力は、たとえば携帯機器の充電池の充電に用いることができる。また、フィルム状太陽電池７１は、床に置くことなく、窓などの側壁に貼り付けることができるので、少ないスペースを有効に活用することができる。
【００８０】
また、色素増感型太陽電池の製造プロセスの（４）色素吸着処理の工程において、［実施例５］を採用することで、形状、色調の自由なデザイン性の優れたフィルム形成が可能となり、インテリアグッズの他、広告、標識などにも使用できる。さらには、室内光において、シリコン系太陽電池と比較して発電効率の良好な色素増感型太陽電池を用いることで、太陽光のみならず、照明光を利用することが可能である。よってフィルム状太陽電池７１は、室外の他、室内にも設置可能となる。
【００８１】
さらにまた、色素増感型太陽電池を利用することで、たとえば、シースルーや多色な電池を作製することが可能となることから、太陽電池という概念を越えてインテリアとしても充分に機能することができる。また、フィルム状太陽電池７１を持ち運ぶ際には、折りたたんだり、丸めたりすることが可能となるため、場所をとらずに、簡単に持ち運びができるといった利点もある。
【００８２】
なお、本実施の形態では、色素増感型太陽電池によって発電された電力は、蓄電池に蓄えるとして説明したが、それ以外のものに蓄電してもよく、たとえば、キャパシタに蓄電させることも可能である。
【００８３】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。たとえば、本実施の形態において挙げた、数値、構造、形状、材料、原料、プロセス等は、あくまでも一例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、プロセスを用いてもよい。
【００８４】
さらに、本実施の形態においては、光電変換素子として、色素増感型太陽電池を例に挙げて説明したが、本発明は、色素増感型以外の太陽電池や、太陽電池以外の光電変換素子についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明を適用した色素吸着処理の工程を説明するための断面図である。
【図２】本発明を適用した色素吸着処理の工程を説明するための図である。
【図３】本発明を適用した色素吸着処理の工程を説明するための図である。
【図４】本発明を適用した太陽電池兼表示装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図５】太陽電池兼表示部の例を示す図である。
【図６】本発明を適用した太陽電池兼表示装置の一実施の形態の他の構成を示す図である。
【図７】太陽電池兼表示部の例を示す図である。
【図８】本発明を適用したフィルム状太陽電池の一実施の形態の構成を示す図である。
【図９】本発明を適用したフィルム状太陽電池の一実施の形態の他の構成を示す図である。
【図１０】フィルム状太陽電池の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１１  透明基板，  １２1ないし１２3及び１２  半導体電極，  ２１  器具，  ２２  接着剤，  ３１  治具，  ３２  シリコンゴム，  ４１  治具，  ４２  治具，  Ｓ1ないしＳ3  色素溶液，  Ｈ1ないしＨ3  中空部，  ｈ1ないしｈ3  穴部，  Ｈ4ないしＨ6  穴部，  ５１  太陽電池兼表示装置，  ６１  太陽電池兼表示部，  ６２  蓄電池，  ６３  光源，  ７１  フィルム状太陽電池，  ８１  太陽電池，  ８２  フィルム，  ８３  蓄電池
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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