(57)【要約】【課題】長期間、気密性を維持することが可能な信頼性の高い光電変換装置を得ること。【解決手段】光電変換装置は、収容部を有するとともに収容部と外部とを連通する孔部８を有する基体２０と、収容部に収容された光電変換体２１と、孔部８を塞ぐ封孔部材９と、封孔部材９を覆うようにして基体２０に接合された保護部材１０と、を備え、保護部材１０と基体２０との接合部は、封孔部材９と離間している。【選択図】図１
2010103094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容部を有するとともに該収容部と外部とを連通する孔部を有する基体と、
前記収容部に収容された光電変換体と、
前記孔部を塞ぐ封孔部材と、
該封孔部材を覆うようにして前記基体に接合された保護部材と、を備え、
前記保護部材と前記基体との接合部は、前記封孔部材と離間していることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記保護部材は、前記基体に接合された枠体と、該枠体上に接合された蓋体とを有していることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記枠体は、前記封孔部材と空隙部を介して前記基体に接合されていることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記枠体および前記蓋体は、一体的に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記蓋体は、前記封孔部材と接触していることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記蓋体は、前記封孔部材と空隙を介して離間していることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の光電変換装置。
【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等の光電変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池には、バルク型結晶系のシリコン太陽電池、非晶質のシリコン薄膜を用いてなる薄膜型アモルファスシリコン系太陽電池等の様々な形態がある。また、シリコン原料の削減を目的とし、このようなシリコンを利用しない次世代太陽電池として、色素増感型太陽電池が注目されている。
【０００３】
このような色素増感型太陽電池としては、増感色素が坦持された第１の電極と、該第１の半導体電極と対向するように配置された第２の電極と、この一対の電極間に注入された電解質と、を備えている。この電解質は、外部に漏れないように、電解質室に収納されている。電解質室に電解質を注入するためには、電解質の注入孔を電解質室の一部に形成する必要があった。そこで、この注入孔から電解質が外部へ漏れるのを防止すべく、封止部等によって電解質室を外部から封止していた。このような封止部は、外部への漏れを十分に抑制すべく、第１封止部と該第１封止部を覆うように設けられた第２封止部のように、二重封止されているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１９１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された色素増感型太陽電池は、第１封止部および第２封止部がともに樹脂で構成されているため、長期間の使用によって樹脂が劣化して気密性が低下し、信頼性が低くなる可能性があった。また、第１封止部を樹脂とし、第２封止部をガラスフリットで構成では、第１封止部と第２封止部が接触しているため、ガラスフリットを溶融させる熱により、樹脂で形成された第１封止部が劣化する可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、長期間、気密性を維持することが可能な信頼性の高い光電変換装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、収容部を有するとともに該収容部と外部とを連通する孔部を有する基体と、前記収容部に収容された光電変換体と、前記孔部を塞ぐ封孔部材と、該封孔部材を覆うようにして前記基体に接合された保護部材と、を備え、前記保護部材と前記基体との接合部は、前記封孔部材と離間していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記保護部材は、前記基体に接合された枠体と、該枠体上に接合された蓋体とを有していることが好ましい。
【０００９】
また、本発明において、前記枠体は、前記封孔部材と空隙部を介して前記基体に接合されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、前記枠体および前記蓋体は、一体的に形成されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明において、前記蓋体は、前記封孔部材と接触していることが好ましい。
【００１２】
また、本発明において、前記蓋体は、前記封孔部材と空隙を介して離間していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光電変換装置によれば、保護部材と基体との接合部は、封孔部材と離間しているため、保護部材と基体とを熱を用いて接合しても、当該熱が封孔部材に伝わりにくい。その結果、当該熱による封孔部材の劣化を低減することができ、長期間、気密性を維持することが可能な信頼性の高い光電変換装置を得ることができる。
【００１４】
また、本発明において、前記枠体を、前記封孔部材と空隙部を介して離間させて前記基体に接合すれば、空気等の熱伝導率が小さい気体を枠体と封孔部材の間に介在させることができるため、枠体から封孔部材への熱伝導をより低減することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記枠体および前記蓋体を一体的に形成すれば、枠体および蓋体の製造が容易になるとともに、蓋体、枠体および基板との接合工程が簡易になる。
【００１６】
また、本発明において、前記蓋体を前記封孔部材と接触させれば、前記封孔部材に残留している熱を蓋体に伝導することができるため、封孔部材の放熱性を高めることができる。
【００１７】
また、本発明において、前記蓋体を前記封孔部材と空隙を介して離間させれば、枠体から蓋体を介して伝導する熱が封孔部材に伝わりにくくなるため、封孔部材の熱劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る光電変換装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光電変換装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光電変換装置の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る光電変換装置の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図５】光電変換装置の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の光電変換装置は、収容部を有する基体を具備する。基体は、例えば、一対の基板を対向させ、枠状の封止材でこれらを接合することにより、一対の基板と封止材で形成された収容部を有するものとなる。これに限らず、凹部を有する基板に蓋を接合したものでもよい。
【００２０】
収容部には光電変換体が収容される。光電変換体は、光を受光して電気を生じるものも含まれ、導電させることにより光を生じるものも含まれる。光電変換体は、例えば、チップ状や層状等の種々の形状の半導体素子が含まれる。また、光電変換体は、電解質と色素が吸着された半導体とを具備する色素増感型光電変換体も含まれる。
【００２１】
基体は、収容部と基体の外部とを連通する孔部を有する。孔部は、光電変換体の一部としての電解質や、光電変換体を封止するための絶縁材料等を、収容部内に注入するための注入孔でもよい。また、孔部は、収容部内の基体を排出するための排出孔でもよい。
【００２２】
以下に、本発明の光電変換装置に係る実施の形態について模式的に示した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の光電変換装置に係る第１の実施形態を示した断面図である。光電変換装置Ｘは、一主面同士が対向するように配置された一対の基板（以下、第１の基板１、第２の基板２とする）と、第１の基板１および第２の基板２の一主面にそれぞれ第１の電極３および第２の電極４が形成されている。また、光電変換装置Ｘは、第１の基板１と第２の基板２の一主面間における間隙内に電解質５が配されている。言い換えれば、電解質５は、第１の電極３と第２の電極４との間に挟まれるように配されている。この電解質５は、外部への漏れを防止すべく、周囲が封止材６で覆われている。また、第１の電極３上には、色素が坦持された半導体層７が形成されている。また、第２の基板２および第２の電極４には、外部から電解質５を注入するための注入孔８が形成されている。そして、光電変換装置Ｘは、電解質５が外部に漏れるのを防止すべく、第２の基板２の他主面側において、注入孔８を塞ぐ封孔部材９が設けられている。この封孔部材９は、さらに保護部材１０で覆われている。この保護部材１０は、第２の基板４と直に接合された枠体１０ａと、該枠体１０ａ上に接合された蓋体１０ｂと、を有している。
【００２４】
そして、本発明の実施の形態に係る光電変換装置Ｘでは、枠体１０ａが封孔部材９と離間するように第２の基板２と接合されているため、枠体１０ａと第２の基板２とを熱を用いて接合しても、当該熱が封孔部材９に伝わりにくい。その結果、光電変換装置Ｘによれば、当該熱による封孔部材９の劣化を低減することができる。加えて、光電変換装置Ｘでは、枠体１０ａと封孔部材９とが互いに離間しているため、上述した熱が封孔部材９を介
して電解質５に伝わるのを低減できるため、当該熱による電解質５の分解・変質等を低減することができる。
【００２５】
以下に、上述した本発明の実施の形態に係る光電変換装置を構成する部材の詳細を示す。
【００２６】
＜第１および第２の基板＞
第１の基板１は、一主面上で第１の電極３、および該第１の電極３上に配置された半導体層７を支持するものである。また、第１の基板１は、主として光が入射される側に設けられるため、透光性を有している。
【００２７】
この第１の基板１の材質としては、例えば、可視光に対して透光性を有する青板ガラス、白板ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料、またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の樹脂材料が挙げられる。
【００２８】
第２の基板２は、一主面上で第２の電極４を支持するものである。この第２の基板２は、第１の基板１と同様に透光性を有する材質で構成されていれば、光の入射面（受光面）をより拡大し、光電変換効率を高めることができる。また、この第２の基板２は、光の入射側に位置していなくとも良いため、透光性が小さいものであってもよい。このような透光性が小さい材質としては、例えば、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、タングステン、ステンレスまたはアルミニウム合金等の金属材料が挙げられる。このような導電性を有する金属材料であれば、第１の基板１自体が電極として作用するため、第２の電極４は不要となり、部品点数を低減できる。また、第２の基板２は、電解質５に対する耐食性を向上させるという観点から、チタン、ニッケル、タングステンで構成すると好適である。
【００２９】
また、第２の基板２には、電解質５を外部から注入するための注入孔８が形成されている。この注入孔８は、電解質５を第１および第２の基板の間に注入できる大きさであれば、形状等は特に限定されるものではなく、例えば、横断面形状が円形状、楕円形、または四角形等の多角形等であってもよい。注入孔８の大きさとしては、例えば、横断面形状が円形状であれば、直径が０．１〜３ｍｍ程度がよい。また、本実施の形態では、注入孔８が１つしか設けられていないが、複数個あってもよい。さらに、本実施の形態では、第２の基板２に注入孔８が設けられているが、第１の基板１のみに設けてもよく、また、第１および第２の基板それぞれに設けてもよい。なお、注入孔８は、電解質５を注入するだけでなく、電解質５の排出、色素溶液の注入および排出等にも使用可能である。
【００３０】
＜第１および第２の電極＞
第１の電極３は、半導体層７で発電された電流を取りだす機能を有し、第１の基板１の一主面に設けられている。この第１の電極３は、第１の基板１の他主面側から光が入射されるため、可視光に対して透光性を有するほうが好ましい。
【００３１】
第１の電極３の材質としては、例えば、ＩＴＯ（錫ドープインジウム酸化物：酸化インジウム錫）層、ＦＴＯ（フッ素ドープ錫酸化物）層、または酸化錫層で形成される。また、第１の電極３の厚みは、製造の簡易さ、および適度なシート抵抗とするという観点から、０．３〜２μｍ程度がよい。このような第１の電極３は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スプレー法等によって層状に形成される。
【００３２】
第２の電極４は、電解質５に電荷を渡すためのものであり、第２の基板２の一主面に設けられている。この第２の電極４の材質としては、第２の基板４も受光部として利用するのであれば、第１の電極３と同じ材料、即ち、上述した透光性を有する材料を用いればよい。一方、第２の基板４から光を受光しないのであれば、第２の電極４は、透光性材料で
構成しなくてもよく、例えば、チタン、ニッケル、またはタングステン等の金属材料で構成してもよい。
【００３３】
また、第２の電極４は、電解質５との接触面にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ等や、カーボン、ＰＥＤＯＴ：ＴｓＯ（ポリエチレンジオキシチオフェン−トルエンスルフォネート）等から成る図示していない触媒層を形成すれば、電解質５への電荷移動を効率良く行うことができる。
【００３４】
＜電解質＞
電解質５は、第２の電極４から受けとった電荷を半導体層７に坦持された色素に渡す機能を有している。この電解質５は、注入孔８から注入できる状態のものであればよく、例えば、液状（電解液）、ゲル状等を用いることができ、注入後に固体になるようなものであってもよい。
【００３５】
電解質５は、電解液の場合、例えば、ヨウ素／ヨウ化物塩、臭素／臭化物塩、コバルト錯体、フェロシアン化カリウム等が挙げられる。なお、「ヨウ素／ヨウ化物塩」という表記は、電解質の化学反応によってヨウ素とヨウ化物塩の含有率が変化するものであることを意味する。また、電解質５は、注入時に液状またはゲル状であり、注入後に固体となるものの場合、ゲル電解質、ポリマー電解質等の固体電解質、ポリチオフェン・ポリピロール、ポリフェニレンビニレン等の導電性ポリマー、またはフラーレン誘導体、ペンタセン誘導体、ペリレン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等の有機分子電子輸送剤等が挙げられる。また、電解質５の厚み、即ち、第１の基板１の一主面と第２の基板の一主面との間の距離は、１〜５００μｍ程度がよい。
【００３６】
＜封止部材＞
封止部材６は、第１の基板１と第２の基板２との間に電解質５を閉じ込めるべく、電解質５の周囲に配され、電解質５の外部への漏れを低減するための部材である。この封止部材６は、例えば、ガラスフリットのようなガラス材料、ポリエチレン、変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、またはアクリレート樹脂等の樹脂材料が挙げられる。また、封止部材６を樹脂材料で構成する場合は、電解質５と接触する部位に、上述した有機材料を配し、該有機材料の外周部をさらにガラス材料で覆うような構成であれば、より気密性および機械的強度を高めることができる。
【００３７】
第１の実施形態においては、この封止部材６と第１の基板１と第２の基板２とで、収容部を有する基体２０を構成している。
【００３８】
＜半導体層＞
半導体層７は、色素を気孔内に担持する機能を有する多孔質体で構成されている。このように多孔質の半導体層７は、表面積が大きく、色素をより多く担持（吸着）させることができるため、効率良く光を吸収して光電変換効率向上に寄与する。
【００３９】
このような多孔質の半導体層７の材料としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、インジウム（Ｉｎ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）等の金属の少なくとも１種の金属酸化物半導体がよく、また窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、弗素（Ｆ）、硫黄（Ｓ）、塩素（Ｃｌ）、リン（Ｐ）等の非金属元素の１種以上を含有していてもよい。特に、酸化チタンは、電子エネルギーバンドギャップが可視光のエネルギーより大きい２〜５ｅＶの範囲にあり、好ましい。また、多孔質の半導体層は、電子エネルギー準位においてその伝導帯が色素の伝導帯よりも低いｎ型半導体がよい。
【００４０】
また、半導体層７は、多孔質体であるため、内部に微細な空孔（空孔径が好ましくは１
０〜４０ｎｍ程度のもの）を多数有している。また、半導体層７の厚みは、光電変換作用を最適化するという観点から、１〜５０μｍがよく、より好適には１０〜３０μｍがよい。また、半導体層７と第１の電極３との間に、ｎ型酸化物半導体の極薄（厚み２００ｎｍ程度）の緻密層を挿入するとよく、逆電流を抑制する効果がある。
【００４１】
色素は、例えば、ルテニウム−トリス、ルテニウム−ビス、オスミウム−トリス、オスミウム−ビス型の遷移金属錯体、多核錯体、またはルテニウム−シス−ジアクア−ビピリジル錯体、またはフタロシアニンやポルフィリン、多環芳香族化合物、ローダミンＢ等のキサンテン系のものを用いること色素が好ましい。
【００４２】
多孔質の半導体層７に色素を吸着させるためには、色素に少なくとも１個以上のカルボキシル基、スルホニル基、ヒドロキサム酸基、アルコキシ基、アリール基、ホスホリル基等を置換基として有することが有効である。ここで、置換基は色素自体を多孔質の半導体層７に強固に化学吸着させることができ、励起状態の増感色素から多孔質の半導体層７へ容易に電荷移動できるものであればよい。
【００４３】
半導体層７に色素を吸着させる方法としては、例えば、第１の基板１上に形成された半導体層７を、色素を溶解した溶液に浸漬する方法が挙げられる。半導体層７に色素を吸着させる際、色素を溶解させる溶液の溶媒としては、例えば、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル等のエーテル類、アセトニトリル等の窒素化合物等を１種または２種以上混合したものが挙げられる。溶液中の色素の濃度は５×１０−５〜２×１０−３ｍｏｌ／ｌ（ｌ（リットル）：１０００ｃｍ３）程度が好ましい。
【００４４】
第１の実施形態においては、色素が吸着された半導体層７と電解質５とで光電変換体２１を構成している。
【００４５】
＜封孔部材＞
封孔部材９は、第１および第２の基板の間に封入された電解質５が外部に漏れるのを防ぐための部材である。この封孔部材９は、注入孔８を塞ぐように、第２の基板２の他主面と接着される。
【００４６】
封孔部材９は、電解質５に対する耐食性が高い樹脂材料を含んでいる。このような樹脂材料としては、例えば、フィルム形状のポリエチレン、変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、およびフッ素樹脂あるいは液体状のブチル樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂材料は、機械的強度を高めるという観点から、必要に応じてフィラー等を含有させてもよい。
【００４７】
封孔部材９は、有機材料、無機材料およびこれらの複合材料のいずれでもよいが、注入孔８を容易に塞ぐという観点からは、有機材料であるのが好ましい。特に、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂であれば、注入孔８をより容易に塞ぐことができる。すなわち、封孔部材９を、注入孔８を簡易的な方法で塞いで電解質５の漏れを防ぐための仮止めとして機能させ、保護部材１０で強固な封止を行なうことにより、作業性が良いとともに封止の信頼性をも高めることができる。
【００４８】
＜保護部材＞
保護部材１０は、封孔部材９の外表面を覆うことにより、封孔部材９を外部から保護するとともに、電解質５の外部への漏れをより低減するための部材である。この保護部材１０は、枠体１０ａと蓋体１０ｂとを有している。なお、保護部材１０は、枠体１０ａを有さず、レーザ照射等により、直接、第２の基板２に溶着してもよい。
【００４９】
枠体１０ａは、封孔部材９を取り囲むように、所定の距離だけ離れて形成されている。また、枠体１０ａは、第２の基板２と接合されている。このように枠体１０ａは、封孔部材９と接触せずに離れているため、枠体１０ａを第２の基板２と熱を使った溶着等で接合しても、当該熱が封孔部材９に伝わりにくい。その結果、このような形態では、封孔部材９の熱劣化を低減することができる。加えて、上述した熱が封孔部材９を介して電解質５に伝わるのを低減できるため、当該熱による電解質５の分解・変質等を低減することができる。
【００５０】
なお、封孔部材９と枠体１０ａとの間隙には、封孔部材９および枠体１０ａよりも熱伝導率が小さい部材を充填させても、上述した効果を得ることができる。しかしながら、本実施の形態のように、枠体１０ａと封孔部材９とを空隙を介して離間させれば、空気等の熱伝導率が小さい気体を枠体１０ａと封孔部材９の間に介在させることができるため、枠体１０ａから封孔部材９への熱伝導をより低減することができる。
【００５１】
また、枠体１０ａの材質としては、レーザ吸収成分とガラス成分を含むガラスフリットであることが好ましい。このレーザ吸収成分は、レーザ光を選択的に吸収し、そのエネルギーを熱に変換することでガラスフリットを効率よく溶融し、焼結させる役割を担う。このレーザ吸収成分は、ガラスフリットを成すマトリックスの一部として溶融されていることが好ましいが、マトリックス中に偏析していてもよい。また、ガラスフリットの熱膨張係数は、第２の基板２の熱膨張係数と近くなるようにすれば、クラック等の不具合の発生を低減することができる。ガラスフリットを成すガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−ＭＯＸ系、Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３−ＭＯＸ系、ＳｉＯ２−ＣａＯ−Ｎａ（Ｋ）２Ｏ−ＭＯＸ系、Ｐ２Ｏ５−ＭｇＯ−ＭＯＸ系（Ｍは一種以上の金属元素で、Ｘは整数である。）などが挙げられる。また、レーザ吸収成分としては、例えば、クロム、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、銅、または炭素の単体または酸化物、もしくはこれら２種以上の化合物が挙げられる。また、第２の基板２を、ガラスを含む材料で構成すれば、枠体１０ａと第２の基板２とをレーザ溶着等で容易に接合できる。
【００５２】
このようなガラスフリットを含んでなる枠体１０ａは、第２の基板２上にガラスフリットを配置した後、例えば、ＹＡＧレーザをガラスフリットに照射し、当該ガラスフリットを溶融させて第２の基板２と接合することによって形成される。なお、枠体１０ａの形状は、少なくとも封孔部材９を囲うものであればよく、平面視して、円形、多角形等、特に限定されるものではない。但し、枠体１０ａの上面は、蓋体１０ｂが接合されるため、平面状が好ましい。
【００５３】
蓋体１０ｂは、枠体１０ａ上に接合されており、主として封孔部材９の上部を覆っている。このような蓋体１０ｂの材質は、枠体１０ａと熱溶着で接合できるようなものであればよく、例えば、青板ガラス、白板ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、タングステン、ステンレスまたはアルミニウム合金等の金属材料が挙げられる。
【００５４】
また、保護部材１０の接合方法としては、枠体１０ａを蓋体１０ｂに形成した後、レーザ加熱により第２の基板２に接合してもよいし、枠体１０ａを第２の基板２に形成した後、レーザ加熱により蓋体１０ｂを接合してもよい。
【００５５】
なお、上述した例では、枠体１０ａ自体をレーザ加熱で溶融させることによって、保護部材１０を第２の基板２に接合しているが、それに限定されない。例えば、枠体１０ａを、軟化点の異なる部材で構成し、レーザ加熱で軟化点の低い部材のみを溶融させることによって保護部材１０を第２の基板２に接合してもよい。
【００５６】
また、光電変換装置Ｘでは、蓋体１０ｂが封孔部材９と接触している。このような形態によれば、封孔部材９に残留している熱を蓋体１０ｂに伝導させることができるため、封孔部材９の放熱性を高めることができる。このような放熱性を高めるという観点では、蓋体１０ｂを熱伝導率が比較的高い金属材料で構成すると好適である。加えて、このような形態によれば、高温の環境下において、電解質５が膨張しても、封孔部材９を蓋体１０ｂで直に抑えているため、封孔部材９の第２の基板２からの剥がれを低減できる。
【００５７】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００５８】
図２は、本発明の光電変換装置に係る第２の実施形態を示した断面図である。光電変換装置Ｘ’は、蓋体１０ｂが封孔部材９と離間している点で光電変換装置Ｘと相違する。
【００５９】
光電変換装置Ｘ’では、蓋体１０ｂを封孔部材９と空隙を介して離間させれば、枠体１０ａから蓋体１０ｂを介して伝導する熱が封孔部材９に伝わりにくくなるため、封孔部材９の熱劣化を低減することができる。
【００６０】
図３は、本発明の光電変換装置に係る第３の実施形態を示した断面図である。光電変換装置Ｘ’’は、封孔部材９が注入孔内壁で支持されるように形成された点で光電変換装置Ｘと相違する。
【００６１】
光電変換装置Ｘ’’のように、封孔部材９が注入孔内壁で支持されるようにすれば、封孔部材９の第２の基板２の他主面側へのはみ出しを低減することができる。その結果、枠体１０ａの厚みは、第２の基板２の他主面側へはみ出した封孔部材９の厚みの影響を受けにくくなり、枠体１０ａの形状自由度が増す。枠体１０ａの形状自由度が増せば、強度、形成しやすさのみで枠体１０ａを設計することができる。
【００６２】
図４は、本発明の光電変換装置に係る第４の実施形態を示した断面図である。光電変換装置Ｘ’’’は、封孔部材９が注入孔内壁と第２の基板２の他主面とで接着されている点で、光電変換装置Ｘ，Ｘ’，Ｘ’’と相違する。
【００６３】
光電変換装置Ｘ’’’のように、封孔部材９が注入孔内壁と第２の基板２の他主面とで接着されれば、封孔部材９は接着面積増加による接着強度が増し、特に電解質５側への引っ張り応力に対する強度を増すことができる。
【００６４】
なお、図４では封孔部材９と蓋体１０ｂは離間しているが、このような形態に限定するものではない。図４の構成で封孔部材９と蓋体１０ｂを接触させると、封孔部材９の強度を蓋体１０ｂで補強できる、もしくは、蓋体１０ｂの強度を封孔部材９で補強することができる。
【００６５】
なお、上述した実施の形態では、保護部材１０の枠体１０ａと蓋体１０ｂとが別体で構成されているが、本発明では、このような形態に限定されることなく、枠体１０ａと蓋体１０ｂとが一体的に形成されていてもよい。このように保護部材１０が一体的に形成されていれば、枠体１０ａおよび蓋体１０ｂの製造が容易になるとともに、枠体１０ａ、蓋体１０ｂ、および第２の基板２との接合工程が簡易になる。
【実施例】
【００６６】
本実施の形態の光電変換装置の具体的な例について、図３に基づいて以下に詳細に説明する。
【００６７】
＜第１の基板１、第２の基板２、第１の電極３、第２の電極４＞
第１の基板１、第２の基板としてソーダライムガラス基板（サイズ３３ｍｍ×５０ｍｍ、厚み約４ｍｍ）を用いた。第１の電極３、第２の電極４としてシート抵抗１２Ω／□（スクエア）のＳｎＯ2：Ｆ層（ＦドープＳｎＯ2層）を用いた。
【００６８】
第２の電極４には、触媒としてのＰｔ層を、スパッタリング法を用いて厚み１ｎｍとして形成した。このとき、Ｐｔ層は厚みが１ｎｍ程度であり非常に薄いために島状に形成された。また、第２の基板２、第２の電極４には、注入孔８を２穴形成した。
【００６９】
＜電解質５＞
電解質５は、液状電解質である沃素（Ｉ２）、メチルプロピルイミダゾリウムアイオダイド（ＤＭＰＩｍＩ）、１−メチルメンズイミダゾール（ＭＢＩ）にメトキシプロピオニトリル溶液を加えて調製したものを用いた。
【００７０】
＜封止部材６＞
封止部材６は印刷出来るよう粘度調製されたガラスフリットペーストを第２の基板２に印刷し、軟化点より１０度低い温度で焼成して形成した。後述する半導体層７のＴｉＯ２層を形成後、第１の基板１と第２の基板２を、封止部材６を第１の電極３と第２の電極４で挟む様に重ね合わせ、電気炉で十分に加熱し、前出した電解質５が漏洩しないよう融着させた。
【００７１】
＜半導体層７＞
半導体層７は、ＴｉＯ２微粒子（中心粒径２０ｎｍ）が印刷出来るよう粘度調製されたペーストを印刷法で第１の電極３上に形成し、乾燥後さらにＴｉＯ２微粒子（中心粒径４００ｎｍ）が印刷できるように粘度調製されたペーストを印刷して積層し、乾燥後４８０℃で焼成することでＴｉＯ２層を形成した。
【００７２】
前述する封止部材６をレーザー加熱・封着後、注入孔８を用いて色素（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ  ６２０−１Ｈ３ＴＢＡ、ソラロニクス社製）をエタノールに溶解させた色素溶液を循環させ、半導体層７に色素を吸着させた。
【００７３】
＜封孔部材９＞
次に注入孔８を紫外線硬化樹脂で埋め、紫外線照射することで硬化させ、封孔部材９を形成した。
【００７４】
＜保護部材１０＞
蓋体１０ｂとして用いるソーダライムガラスに、印刷出来るよう粘度調製されたガラスフリットペーストを印刷し、軟化点より１０度低い温度で焼成して枠体１０ａを形成後、第２の基板２の、２つの封止孔を囲うように枠体１０ａを設置し、半導体レーザーで加熱・封着することで、保護部材１０を形成した。
【００７５】
以上で形成したセルをセルＡとし、封止性の比較のため、有機樹脂封止を行ったセルＢ、Ｃを用意した。
【００７６】
セルＢ、Ｃは、封止部材６、枠体１０ａにアイオノマー樹脂を用い、熱圧着することで形成後、図３では図示されていないが、封止部材６、枠体１０ａのそれぞれの外周部を紫外線硬化樹脂を塗布・紫外線硬化することで補強したセルである。セルＢは封止部材６の幅を９．５ｍｍ、セルＣは封止部材６の幅を３ｍｍとした。
【００７７】
これらのセルを用いて、８５℃８５％ＲＨの耐湿試験を実施したところ、セルＢ、セルＣでは時間の経過と共に電解液中に気泡が発生・拡大した。マイクロスコープで観察し、気泡の面積を算出し、電解液占有率（初期の電解液占有面積に対する電解液面積の減少量）を算出したところ、図５のように、セルＢ、セルＣでは時間の経過と共に電解液占有面積が減少したのに対し、セルＡでは３０００時間を越えても気泡の発生・拡大が見られず、電解液占有面積に変化が見られなかった。
【００７８】
このようにして、有機溶媒からなる電解質５を長時間、８５℃８５％ＲＨという環境下においても気密封止できる光電変換装置を作製できた。
【符号の説明】
【００７９】
Ｘ、Ｘ’、Ｘ’’、Ｘ’’’：光電変換装置
１：第１の基板
２：第２の基板
３：第１の電極
４：第２の電極
５：電解質
６：封止部材
７：半導体層
８：注入孔（孔部）
９：封孔部材
１０：保護部材
１０ａ：枠体
１０ｂ：蓋体
２０：基体
２１：光電変換体
【図１】
2010103094.tif 000003
【図２】
2010103094.tif 000004
【図３】
2010103094.tif 000005
【図４】
2010103094.tif 000006
【図５】
2010103094.tif 000007