(57)【要約】【課題】集電極の厚さを厚くすることなく、多孔質層の厚さを厚くした色素増感型太陽電池を容易に形成する手段を提供する。【解決手段】色素増感型太陽電池が、透光性基板と、透光性基板に形成された、分離壁で仕切られた開口を有する複数の凹部と、分離壁を覆い、凹部の底面に端面を有する集電極と、凹部の底面の透光性基板および集電極を覆う、増感色素を吸着させた多孔質層とを備える。【選択図】        図３
2010027285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、
前記透光性基板に形成された、分離壁で仕切られた開口を有する複数の凹部と、
前記分離壁を覆い、前記凹部の底面に端面を有する集電極と、
前記凹部の底面の前記透光性基板および前記集電極を覆う、増感色素を吸着させた多孔質層とを備えたことを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項２】
請求項１において、
前記分離壁の頂面を覆う集電極に、前記集電極を貫通して前記頂面に達する窓部を形成したことを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記多孔質層に、前記増感色素を２種類以上吸着させたことを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項４】
前記透光性基板に、分離壁で仕切られた開口を有する複数の凹部を形成する工程と、
前記透光性基板上に、前記分離壁および前記凹部を覆うメタル層を形成する工程と、
前記凹部の底面の前記メタル層をエッチングして、前記透光性基板を露出させ、前記分離壁を覆い前記凹部の底面に端面を有する集電極を形成する工程と、
前記透光性基板上に、金属酸化物からなる微粒子を含むペーストを塗布し、前記ペーストを焼結処理して、前記凹部の底面の前記透光性基板および前記集電極を覆う多孔質層を形成する工程と、
前記多孔質層に、増感色素を吸着させる工程と、を備える色素増感型太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記分離壁の頂面を覆う前記メタル層をエッチングして、前記メタル層を貫通して前記頂面に達する窓部を形成する工程を備える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６】
請求項４または請求項５において、
前記多孔質層に増感色素を吸着させる工程で、前記増感色素を２種類以上吸着させることを特徴とする色素増感型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、色素によって、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する色素増感型太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球全体に降り注ぐ太陽光エネルギは、全世界が消費する電力の１０万倍とも言われる。
太陽電池は、この資源（太陽光）を、人類が利用し易い電気エネルギに変換する為の装置で、５０年の歴史がある。
太陽電池を始めとした再生可能エネルギは、環境負荷がほとんどない理想的なエネルギ資源と言われているが、これまでのところ普及はあまり進んでいない状況にあり、その理由は高い発電コストにある。
【０００３】
このような状況下で、市場をより活性化させ、自然と調和するエネルギ供給システム（社会）を実現していく為には、発電の低コスト化が必要であり、このためには太陽電池の高効率化と材料、製造方法の低コスト化が必要である。
色素増感型太陽電池は、この点を解決できる技術として期待されている。
従来の色素増感型太陽電池は、ガラス基板上に形成された複数の帯状の集電極と、ガラス基板上に集電極を直接覆うように形成された、ルテニウム金属錯体等の増感色素を吸着させた二酸化チタンからなる多孔質層（アノード電極）と、この多孔質層に電解溶液を介して対向配置された白金を被覆した金属板（カソード電極）と、電解溶液を封止する枠体とで構成されており、ガラス基板上に、ＣＶＤ法等でタングステン膜を形成し、このタングステン膜を、ホトリソ・エッチング法でエッチングして複数の帯状の集電極を形成し、ガラス基板上に、直径２０ｎｍ〜３０ｎｍ程度の二酸化チタンの微粒子を含んだ分散液を塗布し、約４５０℃で２時間程度の焼結処理を行って、集電極を覆う二酸化チタンからなる多孔質層を形成し、ルテニウム金属錯体を含んだアルコール溶液への浸漬により多孔質層の表面にルテニウム金属錯体を吸着させ、ガラス基板と白金を被覆した金属板とを枠体を挟んで接合し、これにより形成された空間にガラス基板に設けられたピンホールからヨウ素を含む電解溶液を注入して製造されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、最近では更なる高効率化のために、吸収する波長領域が異なる増感色素を２層以上積層して吸収波長領域を広げる狙いの色素積層構造の色素増感型太陽電池が検討されてきている（例えば、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−２８７５９３号公報（段落００２９−段落００３５、第１図）
【非特許文献１】Shuzi Hayase  他３名、「Proposal for high efficiency dye sensitized solar cell structure」、Technical Digest of the International PVSEC-17、２００７年、ｐ．８１−８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、太陽電池の普及のためには、色素増感型太陽電池の光電変換効率を高めることが必須であり、そのためには増感色素の吸着量を増加させる必要があるが、多孔質層の単位体積当りの増感色素の吸着量は決まっているため、増感色素の吸着量を増加させるためには多孔質層の厚さを厚くする必要がある。
例えば、２０μｍの厚さの多孔質層を形成するためには、励起電子の拡散長（１０μｍ程度）を考慮すると、集電極の厚さは１０μｍ程度にしなければ、励起電子を余すことなく捕獲することが論理的に不可能となる。
【０００６】
このような構造の集電極を形成する方法としては、タングステン膜を１０μｍ程度の厚さに形成し、ホトリソ・エッチング法でパターニングすることが考えられるが、タングステン膜を厚くした場合には、エッチング後の端面を垂直に形成することが困難になるという問題がある。
また、タングステン膜を３μｍ以上の厚さにすると、タングステン膜とガラス基板との熱膨張差等によって、ガラス基板に反りが生じ、集電極の製造工程においてガラス基板の反りに起因したパターニング不良が発生するという問題がある。
【０００７】
このことは、非特許文献１に示された、複数の増感色素を積層する色素積層構造の色素増感型太陽電池の場合も同様であり、光電変換効率の向上のためには、同様の問題を解決する必要がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、集電極の厚さを厚くすることなく、多孔質層の厚さを厚くした色素増感型太陽電池を容易に形成する手段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】
本発明は、上記課題を解決するために、色素増感型太陽電池が、透光性基板と、前記透光性基板に形成された、分離壁で仕切られた開口を有する複数の凹部と、前記分離壁を覆い、前記凹部の底面に端面を有する集電極と、前記凹部の底面の前記透光性基板および前記集電極を覆う、増感色素を吸着させた多孔質層とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、本発明は、集電極の厚さを薄く形成したとしても、凹部の周囲を囲う分離壁の側面に沿って形成された集電極に、多孔質層の厚さを厚くするために凹部に埋込まれた多孔質層で放出された励起電子を容易に流れ込ませることができ、多孔質層の全体の厚さを実質的に厚くして、多孔質層に吸着させる増感色素の量を増加させることができ、集電極の厚さを厚くすることなく、多孔質層の厚さを厚くして光電変換効率を向上させた色素増感型太陽電池を容易に形成することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して本発明による色素増感型太陽電池およびその製造方法の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は実施例１の色素増感型太陽電池の断面を示す説明図、図２は図１のＡ部の上面を示す拡大図、図３は図２のＢ−Ｂ断面線に沿った断面を示す説明図、図４は実施例１の色素増感型太陽電池の製造方法を示す説明図である。
なお、図２は多孔質層を除いた状態で示してある。
図１において、１は色素増感型太陽電池であり、絶縁性および透光性（透明または半透明であること等により光を透過させる性質をいう。）を有する透光性基板としてのガラス基板２の上面の中央部に形成された多孔質層３（アノード電極）と、ガラス基板２に枠体４を挟んで接合された、白金（Ｐｔ）等の電解溶液５の還元反応を促進する触媒からなる触媒層７を被覆した導電性を有する金属板８で形成された対極電極９（カソード電極）と、枠体４と多孔質層３との間および多孔質層３と対極電極９の触媒層７との間の空間に封止されたヨウ素（Ｉ）を含む電解溶液５とで構成されている。
【００１２】
多孔質層３は、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の金属酸化物からなる微粒子を含有するペースト（例えば、酸化チタンペーストとしては、Solaronix社製Ti-Nanoxide D/SP等が適用できる。）を焼結処理して形成されたナノポーラス構造の半導体層であって、その多孔質構造の表面にルテニウム（Ｒｕ）金属錯体等からなる増感色素を吸着させて形成されている。
【００１３】
図２、図３において、１１は凹部であり、ガラス基板２に形成された正六角形の開口を有する六角錐台形状の有底の穴であって、分離壁１２で等間隔に仕切られた状態で複数形成されている。
１４は集電極であり、窒化チタン（ＴｉＮ）からなる密着層１５、タングステン（Ｗ）やイリジウム（Ｉｒ）等の導電性材料からなるメタル層１６、メタル層１６を、酸化および電解溶液５による腐食から保護するための窒化チタンや窒化チタン合金（Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ）からなるキャップ層１７を積層して形成され、ガラス基板２の上面に相当する分離壁１２の頂面１２ａおよび側面を覆って凹部１１の底面１１ａに延在し、その底面１１ａに正六角形形状のガラス基板２を露出させた端面１４ａが形成されている。
【００１４】
また、集電極１４の底面１１ａに形成された端面１４ａには、キャップ層１７と同様の目的のために、同様の材料で形成されたサイドウォール１８が形成されている。
本実施例のガラス基板２を掘り込んで形成された凹部１１の側面、つまり凹部１１の周囲を囲う分離壁１２の側面は、ガラス基板２の下面側から入射する光の採光面積を確保するためには、ガラス基板２の上面に対して鉛直に形成することが望ましいが、サイドウォール１８を形成する際にキャップ層１７上に窒化チタン等の材料が残留して、見掛け上キャップ層１７が厚くなってしまうことを防止するために、分離溝１２の頂面１２ａから凹部１１の底面１１ａに向かって縮小する傾斜を有する斜面とするのがよい。このため、本実施例の凹部１１は六角錐台形状に形成されている。
【００１５】
また、集電極１４の凹部１１の底面１１ａへの延在部は、光の採光面積を確保するために、凹部１１の側面と底面１１ａとの隅部から、可能な限り短い延在長さに形成されている。
更に、凹部１１の深さは、多孔質層３の厚さを厚くして光電変換効率を向上させるために、励起電子の拡散長（本実施例では、１０μｍ程度）の５０％以上、２００％以下（本実施例では、５μｍ以上、２０μｍ以下）の深さに設定される。
【００１６】
なお、凹部１１の深さは、色素増感型太陽電池１に求められる光電変換効率に基づいて前記の範囲内で、適宜に設定する。
本実施例の多孔質層３は、凹部１１内のガラス基板２、および集電極１４の分離壁１２（ガラス基板２）に接する面を除く他の面を覆って形成され、ガラス基板２の上面である分離壁１２の頂面１２ａと、多孔質層３の上面との間の距離、つまりガラス基板２上の膜厚は、励起電子の拡散長の５０％以上、１００％以下（本実施例では、５μｍ以上、１０μｍ以下）の厚さに形成されている。
【００１７】
また、凹部１１の開口を形成する正六角形の外接円の直径は、凹部１１内に埋め込まれた多孔質層３およびガラス基板２上に形成した多孔質層３で放出された励起電子を、凹部１１の周囲の側面に形成された集電極１４および分離壁１２上の集電極１４に余すことなく流れ込ませるために励起電子の拡散長の１５０％程度（本実施例では、１５μｍ程度）に形成されている。
【００１８】
なお、本実施例では、図３に示す状態、つまりガラス基板２と、凹部１１の底面１１ａ上の端面１４ａにサイドウォール１８が形成された集電極１４と、凹部１１の内部を埋め、集電極１４を覆う多孔質層３とで構成される構造体を第１の構造体といい、他の構成、つまり触媒層７が形成された対極電極９と枠体４とで構成される構造体を第２の構造体という。
【００１９】
図４において、２０はレジストマスクであり、フォトリソグラフィによりガラス基板２の上面側に塗布されたポジ型またはネガ型のレジストを露光、現像処理して形成されたマスク部材であって、本実施例のエッチング工程等におけるマスクとして機能する。
上記の構成の色素増感型太陽電池１は、ガラス基板２上の中央部に形成された増感色素を吸着させた多孔質層３が色素増感型太陽電池１のアノード電極（陰極）として機能すると共に、触媒層７が形成された対極９が色素増感型太陽電池１のカソード電極（陽極）として機能する。
【００２０】
これらの電極間に図示しない外部配線により外部負荷に接続して、ガラス基板２側から太陽光を照射すると、多孔質層３の多孔質構造の表面に吸着させた増感色素が、特定の波長領域の光を吸収し、その光に励起されて電子を放出する。
そして、放出された励起電子は、その拡散長の範囲にある集電極１４に流れ込み、外部配線で接続された外部負荷を駆動等した後に対極電極９に流れ込むと、その電子は電解溶液５中のヨウ素を経由して、電子を放出して陽イオンとなった増感色素に受け渡され、増感色素が元の状態に戻る。
【００２１】
このようなサイクルにより、色素増感型太陽電池１が、外部負荷へ電流を供給する太陽電池として機能する。
以下に、図４にＰで示す工程に従って、本実施例の色素増感型太陽電池の製造方法について説明する。
まず、第１の構造体の製造方法について説明する。
【００２２】
Ｐ１（図４）、ガラス基板２を準備し、その上面に、フォトリソグラフィにより、凹部１１の形成領域のガラス基板２を露出させた、つまり分離壁１２の形成領域を覆うレジストマスク２０（不図示）を形成し、これをマスクとして、異方性エッチングにより、露出しているガラス基板２をエッチングして、図５に示すように、正六角形の開口を有し、分離壁１２で仕切られた、分離壁１２の頂面１２ａから底面１１ａまでの深さが５〜２０μｍ程度の六角錐台形状の凹部１１を複数形成し、前記のレジストマスク２０を除去する。
【００２３】
Ｐ２（図４）、凹部１１を形成したガラス基板２の上に、スパッタ法またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、窒化チタンを堆積して膜厚１０〜１００ｎｍ程度の密着層１５を形成し、密着層１５上に、スパッタ法またはＣＶＤ法により、導電性材料を堆積して膜厚５０〜１０００ｎｍ程度のメタル層１６を形成し、メタル層１６上に、スパッタ法またはＣＶＤ法により、窒化チタン等を堆積して膜厚１０〜１００ｎｍ程度のキャップ層１７を形成する。
【００２４】
Ｐ３（図４）、フォトリソグラフィにより、キャップ層１７上に、凹部１１の深さ方向に段階的に露光のフォーカスを合わせながら、集電極１４の形成領域を覆うレジストマスク２０を形成し、これをマスクとして、異方性エッチングにより、キャップ層１７、メタル層１６、密着層１５をエッチングして凹部１１の底面１１ａのガラス基板２を露出させ、分離壁１２を覆う集電極１４を形成する。
【００２５】
これにより、通常の場合と同様の厚さを有する集電極１４が形成される。
Ｐ４（図４）、工程Ｐ３で形成したレジストマスク２０を除去し、スパッタ法またはＣＶＤ法により、凹部１１内の底面１１ａ、集電極１４の上面および底面１１ａ上の端面１４ａに、窒化チタン等を厚さ１０〜１００ｎｍ程度堆積し、異方性エッチングにより、窒化チタン等の堆積層をエッチングして、凹部１１内の底面１１ａおよび集電極１４の上面を露出させ、集電極１４の底面１１ａ上の端面１４ａにサイドウォール１８を形成する。
【００２６】
これにより、集電極１４の、分離壁１２のガラス基板２に接する面を除く他の面に窒化チタン等からなるキャップ層１７およびサイドウォール１８が形成され、集電極１４の酸化耐性、および電解溶液５に対する腐食耐性を向上させることができる。
Ｐ５（図４）、次いで、ガラス基板２の上面側に、スクリーン印刷法により、酸化チタンペーストを塗布して、凹部１１の内部に酸化チタンペーストを埋め込むと共に、集電極１４を覆う酸化チタンペースト層を形成し、これを４５０℃程度の温度で焼成して焼結処理を行う。
【００２７】
これにより、酸化チタンペースト層の溶剤が蒸散し、酸化チタンの微粒子が物理的および電気的に結合して多孔質構造が形成され、ガラス基板２上の膜厚を５〜１０μｍ程度とした多孔質層３が形成される。
そして、ルテニウム金属錯体からなる増感色素を含んだアルコール溶液へ所定の時間浸漬して、多孔質構造の酸化チタンの表面に増感色素を吸着させ、エタノール（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）等で洗浄した後に乾燥させる。
【００２８】
上記の工程で、ガラス基板２上に増感色素を吸着させた厚い多孔質層３を形成した本実施例の第１の構造体が形成される。
その後に、第１の構造体のガラス基板２の周縁部に、別工程で形成された対極電極９と枠体４とを接合した第２の構造体の枠体４を、第２の構造体の触媒層７と第１の構造体の多孔質層３とを対向させて接着により接合し、枠体４に設けられた図示しない注入口から電解溶液５を注入し、その後に注入口をエポキシ系樹脂材料等で塞いで、多孔質層３と第２の構造体とで形成された空間に電解溶液５を封止する。
【００２９】
このようにして、本実施例の図１に示す色素増感型太陽電池１が形成される。
上記のように、本実施例の集電極１４は、凹部１１の周囲を囲う分離壁１２の側面に沿って形成されているので、集電極１４の厚さを３μｍ以下の厚さで薄く形成したとしても、多孔質層３の厚さを厚くするために、ガラス基板２を掘り込んで形成された凹部１１に埋込まれた多孔質層３で放出された励起電子を集電極１４に容易に流れ込ませることができ、集電極１４を形成するメタル層１６によるガラス基板２の反りに起因するパターニング不良の発生を抑制できると共に、多孔質層３の実質的な厚さを、通常の多孔質層３の厚さの１．５〜３倍程度の厚さに形成して、多孔質層３に吸着させる増感色素の量を増加させることができ、集電極１４の厚さを厚くすることなく、多孔質層３の厚さを厚くして光電変換効率を向上させた色素増感型太陽電池１を容易に形成することができる。
【００３０】
また、厚さを３μｍ以下とした集電極１４の端面１４ａを、凹部１１の底面１１ａであるガラス基板２上に形成するので、その膜厚の薄い端面１４ａのエッチングによる加工性を損なうことなく、鉛直形状を容易に実現することができ、メタル層１６の酸化耐性および電解溶液５に対する腐食耐性の向上を意図したサイドウォール１８を、集電極１４の端面１４ａに容易に形成することができる。
【００３１】
更に、本実施例では、周囲の側面に集電極１４を形成した凹部１１の深さを励起電子の拡散長の５０％以上、２００％以下の範囲に形成し、凹部１１の正六角形の開口の外接円の直径を励起電子の拡散長の１５０％程度の長さに形成し、ガラス基板２上の多孔質層３の膜厚を、励起電子の拡散長の５０％以上、１００％以下の範囲の厚さに形成して、励起電子の拡散長の範囲内に集電極１４を配置したので、太陽光の照射により増感色素から放出された励起電子を余すところなく集電極１４に流れ込ませることができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施例では、色素増感型太陽電池のガラス基板に、分離壁で仕切られた正六角形の開口を有する複数の凹部を形成すると共に、その分離壁を覆い凹部の底面に端面を有する集電極を形成し、凹部の底面のガラス基板上および集電極上に、これらを覆う増感色素を吸着させた多孔質層を形成するようにしたことによって、集電極の厚さを通常の厚さと同様に薄く形成したとしても、凹部の周囲を囲う分離壁の側面に沿って形成された集電極に、多孔質層の厚さを厚くするために凹部に埋込まれた多孔質層で放出された励起電子を容易に流れ込ませることができ、多孔質層の全体の厚さを実質的に厚くして、多孔質層に吸着させる増感色素の量を増加させることができ、集電極の厚さを厚くすることなく、多孔質層の厚さを厚くして光電変換効率を向上させた色素増感型太陽電池を容易に形成することができる。
【実施例２】
【００３３】
図６は実施例２の第１の構造体の上面を示す説明図、図７は図６のＣ−Ｃ断面線に沿った断面を示す説明図、図８、図９は実施例２の色素増感型太陽電池の製造方法を示す説明図である。
なお、図６は上記実施例１の図２と同様の部位の上面を示す拡大図であり、多孔質層を除いた状態で示してある。
【００３４】
また、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図６、図７において、２５は窓部であり、分離壁１２の頂面１２ａを覆う集電極１４の隣り合う凹部１１間の中央部に形成された、集電極１４を貫通して頂面１４ａに達する矩形の開口を有する貫通穴であって、実施例１の色素増感型太陽電池１の採光面積を拡大するために形成されている。
【００３５】
また、集電極１４の新たに形成された端面である窓部２５の各側面には、キャップ層１７と同様の目的のために、同様の材料で形成されたサイドウォール１８が形成されている。
なお、本実施例では、図７に示す状態の構造体を第１の構造体という。第２の構造体の構成は、上記実施例１と同様である。
【００３６】
以下に、図８、図９にＰＡで示す工程に従って、本実施例の色素増感型太陽電池の製造方法について説明する。
まず、第１の構造体の製造方法について説明する。
本実施例の工程ＰＡ１（図８）〜ＰＡ３（図８）の作動は、上記実施例１の工程Ｐ１（図４）〜Ｐ３（図４）の作動と同様であるので、その説明を省略する。
【００３７】
ＰＡ４（図８）、工程ＰＡ３で形成したレジストマスク２０を除去し、再度フォトリソグラフィにより、分離壁１２の頂面１２ａを覆う集電極１４のキャップ層１７上に、窓部２５の形成領域のキャップ層１７を露出させたレジストマスク２０を形成し、これをマスクとして、異方性エッチングにより、キャップ層１７、メタル層１６、密着層１５をエッチングして分離壁１２の頂面１２ａのガラス基板２を露出させ、分離壁１２の頂面１２ａ上の集電極１４に、集電極１４を貫通して頂面１４ａに達する窓部２５を形成する。
【００３８】
これにより、通常の場合と同様の厚さを有する集電極１４が形成される。
ＰＡ５（図８）、工程ＰＡ４で形成したレジストマスク２０を除去し、スパッタ法またはＣＶＤ法により、凹部１１内の底面１１ａ、窓部２５内の側面および分離壁１２の頂面１２ａ、集電極１４の上面および底面１１ａ上の端面１４ａに、窒化チタン等を厚さ１０〜１００ｎｍ程度堆積し、異方性エッチングにより、窒化チタン等の堆積層をエッチングして、凹部１１内の底面１１ａ、窓部２５内の分離壁１２の頂面１２ａおよび集電極１４の上面を露出させ、集電極１４の底面１１ａ上の端面１４ａおよび、集電極１４の端面である窓部１５の側面にサイドウォール１８を形成する。
【００３９】
これにより、集電極１４の、分離壁１２のガラス基板２に接する面を除く他の面に窒化チタン等からなるキャップ層１７およびサイドウォール１８が形成され、集電極１４の酸化耐性、および電解溶液５に対する腐食耐性を向上させることができる。
その後の工程ＰＡ５（図９）、ＰＡ６（図９）の作動は、上記実施例１の工程Ｐ４（図４）、Ｐ５（図４）の作動と同様であるので、その説明を省略する。
【００４０】
また、第２構造体との接合および電解溶液５の封止の作動は、上記実施例１の作動と同様であるので、その説明を省略する。
上記のように、本実施例では、上記実施例１の構成に加えて、分離壁１２の頂面１２ａ上の集電極１４に窓部２５が形成されているので、色素増感型太陽電池１の採光面積を拡大することができ、多孔質層３の厚さを厚くした色素増感型太陽電池１の光電変換効率を更に向上させることができる。
【００４１】
また、厚さを３μｍ以下とした集電極１４の端面である窓部２５を、分離壁１２の頂面１２ａであるガラス基板２上に形成するので、その膜厚の薄い側面のエッチングによる加工性を損なうことなく、鉛直形状を容易に実現することができ、メタル層１６の酸化耐性および電解溶液５に対する腐食耐性の向上を意図したサイドウォール１８を、窓部２５の側面に容易に形成することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、分離壁の頂面を覆う集電極に、集電極を貫通して頂面に達する窓部を形成したことによって、色素増感型太陽電池の採光面積を拡大することができ、多孔質層の厚さを厚くした色素増感型太陽電池の光電変換効率を更に向上させることができる。
なお、上記各実施例では、集電極のメタル層の酸化耐性および腐食耐性の観点から、集電極にキャップ層およびサイドウォールを形成するとして説明したが、これらのキャップ層およびサイドウォールは、必要に応じて形成すればよく、必須の構成とする必要はない。
【００４３】
また、上記各実施例では、１種類の増感色素を多孔質層に吸着させるとして説明したが、吸収する光の波長領域が異なる２種類以上の増感色素を吸着させるようにしてもよい。
このようにすれば、吸着させた複数の増感色素が、複数の波長領域の光に励起されてそれぞれの励起電子を放出させるので、厚さを厚くした多孔質層よる光電変化効率を更に向上させることができる。
【００４４】
この場合に、２種類以上の増感色素は順次に積層して吸着させてもよく、２種類以上の増感色素を混合して吸着させるようにしてもよい。
更に、上記各実施例においては、色素増感型太陽電池の多孔質層を形成するための酸化チタンペーストは、スクリーン印刷法により塗布するとして説明したが、塗布法により塗布するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１の色素増感型太陽電池の断面を示す説明図
【図２】図１のＡ部の上面を示す拡大図
【図３】図２のＢ−Ｂ断面線に沿った断面を示す説明図
【図４】実施例１の色素増感型太陽電池の製造方法を示す説明図
【図５】実施例１の工程Ｐ１におけるガラス基板の上面を示す説明図
【図６】実施例２の第１の構造体の上面を示す説明図
【図７】図６のＣ−Ｃ断面線に沿った断面を示す説明図
【図８】実施例２の色素増感型太陽電池の製造方法を示す説明図
【図９】実施例２の色素増感型太陽電池の製造方法を示す説明図
【符号の説明】
【００４６】
１    色素増感型太陽電池
２    ガラス基板
３    多孔質層
４    枠体
５    電解溶液
７    触媒層
８    金属板
９    対極電極
１１  凹部
１１ａ  底面
１２  分離壁
１２ａ  頂面
１４  集電極
１５  密着層
１６  メタル層
１７  キャップ層
１８  サイドウォール
２０  レジストマスク
【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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