(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面を有する基板と、
前記基板に対向して配置される封止部と、
前記基板の前記封止部に対向する側の面の上面に形成された第１電極と、
前記第１電極と前記封止部との間に配置され、内部に空間が形成されるように四方を囲む絶縁枠部と、
前記空間内において前記絶縁枠部に対して間隔を開けて、前記第１電極の上面に形成された光電変換部と、
前記空間内において、前記第１電極に隣接する他の第１電極の上面から前記封止部に向けて延在するように形成され、上面の一部が前記封止部に対向する第２電極と、
前記光電変換部と前記第２電極との間に配置され、前記光電変換部と前記第２電極との間、および、隣接する前記第１電極同士の間を絶縁する多孔性絶縁部と
を備え、
前記空間内において、前記絶縁枠部と前記光電変換部との間の隙間に通じる空隙が、前記第２電極と前記封止部との間に形成され、
前記空隙を含む前記空間の内部がキャリア輸送部により充填され、
前記空隙が、前記第２電極の上面全体に亘って形成されたスペーサにより形成され、
前記封止部においては、前記キャリア輸送部の充填入口となる開口部が前記隙間に通じる位置に形成されている、湿式太陽電池。
【請求項２】
前記スペーサが、平面的に見て、前記第２電極の上面全体に亘って直線状に形成された複数のパターンから構成されている、請求項１に記載の湿式太陽電池。
【請求項３】
前記スペーサが、平面的に見て、前記第２電極の上面全体に亘って点状に形成された複数のパターンから構成されている、請求項１に記載の湿式太陽電池。
【請求項４】
前記スペーサが、平面的に見て、前記第２電極の上面全体に亘って、互いに所定の間隔を開けて矩形状に形成されたパターンから構成されている、請求項１に記載の湿式太陽電池。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の湿式太陽電池を含む、複数の湿式太陽電池が互いに接続された、湿式太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式太陽電池および湿式太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料に代わるエネルギー源として、太陽光を電力に変換できる太陽電池が注目されている。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。【０００３】
結晶系シリコン基板を用いた太陽電池には、シリコン基板の製造コストが高いという問題がある。薄膜シリコン太陽電池には、多種の半導体製造用ガスまたは複雑な装置を用いる必要があるため、製造コストが高くなるという問題がある。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の低減が図られているが、上記の製造コストの問題を解決するには到っていない。【０００４】
新たな方式の太陽電池として、金属錯体の光誘起電子移動を応用した湿式太陽電池を開示した先行文献として、特開平１−２２０３８０号公報(特許文献１)がある。特開平１−２２０３８０号公報に記載された湿式太陽電池においては、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である光電変換部と、電解液部とが配置されている。光電変換部は、可視光領域の吸収スペクトルを有している。【０００５】
湿式太陽電池においては、光電変換部に可視光が入射された際に電子が発生し、発生した電子は一方の電極に移動する。電極に移動した電子は、外部電気回路を通過した後、一方の電極に対向する他方の電極を経由して電解液部に移動する。さらに電子は、電解液中のイオンによって運ばれることにより、光電変換部に戻る。このようにして、湿式太陽電池から電気エネルギが取り出される。【０００６】
複数の光電変換素子が直列に接続された色素増感型太陽電池モジュールを開示した先行文献として、特開２００１−３５７８９７号公報(特許文献２)がある。図１２は、特開２００１−３５７８９７号公報に記載された色素増感型太陽電池モジュールの構造を模式的に示す断面図である。【０００７】
図１２に示すように、特開２００１−３５７８９７号公報に記載された色素増感型太陽電池モジュールにおいては、一方のガラス基板２１の上面に短冊形に透明導電膜（集電電極）２５がパターニングされて形成されている。透明導電膜２５の上面に、色素を吸着した酸化チタン層からなる光電変換部２４が形成されている。他方のガラス基板２２の上面で、白金層が短冊形に分割されることにより対極２３が形成されている。【０００８】
２枚のガラス基板２１、２２が貼り合わされて、ガラス基板２１とガラス基板２２との間に、電解液が注入されることによりキャリア輸送部２６が形成されている。ガラス基板２１とガラス基板２２との間の外周は樹脂で封止されている。このようにして、同一のガラス基板上に複数の光電変換素子を有する色素増感型太陽電池モジュールが形成されている。【０００９】
この色素増感型太陽電池モジュールにおいては、一の光電変換素子の透明導電膜２５と、この光電変換素子に隣接する他の光電変換素子の対極２３とが、導電性接続部２８により電気的に接続されるている。その結果、各光電変換素子が直列に接続されている。導電性接続部２８がキャリア輸送部２６に接触することを防ぐために、互いに隣接する光電変換素子同士の間において、導電性接続部２８の両側に絶縁性保護部２７が形成されている。このような直列接続構造は、一般に、Ｚ型構造と称呼されている。【００１０】
他のＺ型構造の色素増感太陽電池モジュールを開示した先行文献として、国際公開第ＷＯ９７／１６８３８号パンフレット(特許文献３)がある。図１３は、国際公開第ＷＯ９７／１６８３８号パンフレットに記載された色素増感型太陽電池モジュールの構造を模式的に示す断面図である。【００１１】
図１３に示すように、国際公開第ＷＯ９７／１６８３８号パンフレットに記載された色素増感太陽電池モジュールにおいては、ガラス基板３１の上面に、短冊形にパターニングされた透明導電膜（集電電極）３２が形成されている。透明導電膜３２の上面に、色素を吸着した多孔性酸化チタンからなる光電変換部３３が形成されている。光電変換部３３を覆うように、電解質を含有する多孔性絶縁部３４が形成されている。多孔性絶縁部３４の上面に対極３５が形成されている。【００１２】
上記の積層構造の周囲は絶縁部３６に被覆されている。絶縁部３６の上面に、絶縁性トップカバー３７が配置されている。この色素増感型太陽電池モジュールにおいては、それぞれの対極３５が、対極３５に対向する光電変換部３３に隣接する光電変換部３３が上面に形成された透明導電膜３２に接続されることにより、各光電変換素子同士が直列に接続されている。【００１３】
短冊形状の色素増感型太陽電池セルを直列に接続した色素増感型太陽電池モジュールを開示した先行文献として特開２００６−２４４９５４号公報(特許文献４)および特開２００５−２３５７２５号公報(特許文献５)がある。特開２００６−２４４９５４号公報および特開２００５−２３５７２５号公報に記載された色素増感型太陽電池モジュールにおいては、複数の短冊形状の色素増感型太陽電池セルをストライプ状に並べ、それぞれの色素増感型太陽電池セルを直列に接続している。【００１４】
色素増感型太陽電池などの光学装置における封止構造を開示した先行文献をして、特開２００７−５９１８１号公報(特許文献６)がある。特開２００７−５９１８１号公報に記載された封止構造においては、電解質層の端部に通じる開口を設け、その開口から電解液を注入する構造となっている。【００１５】
光電変換部と対極との短絡を防ぐとともに対極の変形を防止した光電変換装置を開示した先行文献として、特開２００６−２６９１６８号公報(特許文献７)がある。特開２００６−２６９１６８号公報に記載された光電変換装置においては、光電変換部と対極とはそれぞれ別の基板に形成されている。光電変換部と対極との間に電荷輸送層が設けられることにより、光電変換部と対極との間の空間が機械的に固定されて、光電変換部と対極との短絡が防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１−２２０３８０号公報
【特許文献２】特開２００１−３５７８９７号公報
【特許文献３】国際公開第ＷＯ９７／１６８３８号パンフレット
【特許文献４】特開２００６−２４４９５４号公報
【特許文献５】特開２００５−２３５７２５号公報
【特許文献６】特開２００７−５９１８１号公報
【特許文献７】特開２００６−２６９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特開２００６−２４４９５４号公報および特開２００５−２３５７２５号公報に記載された色素増感型太陽電池モジュールにおいて、色素増感型太陽電池セルの面積を大きくする場合、短冊形状の色素増感型太陽電池セルを長くすることになる。【００１８】
大面積の色素増感型太陽電池セルにおいて、特開２００７−５９１８１号公報に記載された封止構造のように、電解質層の端部から電解液を注入する場合、電解液が色素増感型太陽電池セルの全体に浸透するまでに多くの時間を要する。具体的には、電解液を充填するための色素増感型太陽電池セルの内部の減圧に要する時間、および、色素増感型太陽電池セルの内部に電解液を充填に要する時間が長くなる。色素増感型太陽電池セルの全体に十分に電解液が充填できていない場合、色素増感型太陽電池セルの光の変換効率が低下する。【００１９】
特開２００６−２６９１６８号公報に記載されている光電変換装置においては、光電変換部と対極との空間を確保することにより短絡を防止しているが、光電変換部と対極とをそれぞれ別の基板に形成している。このように光電変換部と対極との間の空間を設ける場合、２つの基板を貼り合せる際の位置合わせがずれることにより、フィルファクタが低下、さらには、色素増感型太陽電池セルの発電性能が低下する。【００２０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、大面積の太陽電池セルにおいて、太陽電池セルの全体に十分に電解液を短時間で充填できることにより、太陽電池セルの発電性能を向上することができる、湿式太陽電池および湿式太陽電池モジュール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】
【００２１】
本発明に基づく湿式太陽電池は、受光面を有する基板と、基板に対向して配置される封止部と、基板の封止部に対向する側の面の上面に形成された第１電極とを備えている。また、湿式太陽電池は、第１電極と封止部との間に配置され、内部に空間が形成されるように四方を囲む絶縁枠部と、空間内において絶縁枠部に対して間隔を開けて、第１電極の上面に形成された光電変換部とを備えている。さらに、湿式太陽電池は、空間内において、上記第１電極に隣接する他の第１電極の上面から封止部に向けて延在するように形成され、上面の一部が封止部に対向する第２電極を備えている。また、湿式太陽電池は、光電変換部と第２電極との間に配置され、光電変換部と第２電極との間、および、隣接する第１電極同士の間を絶縁する多孔性絶縁部を備えている。上記空間内において、絶縁枠部と光電変換部との間に通じる空隙が、第２電極と封止部との間に形成されている。湿式太陽電池においては、上記空隙を含む空間の内部が、キャリア輸送部により充填されている。【００２２】
上記の湿式太陽電池においては、絶縁枠部と光電変換部との間が、第２電極と封止部との間に形成された空隙に通じているため、キャリア輸送部を充填する際に、上記空隙が空気の流路となり、湿式太陽電池の内部を容易に減圧することができる。また、キャリア輸送部を充填する際に、上記空隙がキャリア輸送部の流路となり、湿式太陽電池の内部に容易にキャリア輸送部を充填することができる。そのため、大面積の湿式太陽電池において、短時間で湿式太陽電池の内部に十分にキャリア輸送部を充填することができる。【００２３】
さらに、上記の湿式太陽電池においては、光電変換部と第２電極とを同一の基板上に形成しているため、封止部により湿式太陽電池を封止する際に、光電変換部と第２電極との相対位置を維持した状態で、湿式太陽電池の内部にキャリア輸送部を十分に充填することができるため、湿式太陽電池の発電性能を向上することができる。【００２４】
本発明に基づく湿式太陽電池においては、上記空隙が、第２電極の上面の凹凸により形成されるようにしてもよい。【００２５】
上記の湿式太陽電池においては、第２電極の凸部が封止部と接触した場合に、第２電極の凹部と封止部との間に空隙が形成されるため、第２電極と封止部との間の空隙を確保することができる。この場合、別の部材を設けることなく上記の空隙を確保できるため、湿式太陽電池の部品点数を増やす必要がなく、湿式太陽電池の製造コストの上昇を抑制することができる。【００２６】
本発明に基づく湿式太陽電池においては、上記空隙が、第２電極の上面に形成されたスペーサにより形成されるようにしてもよい。【００２７】
上記の湿式太陽電池においては、第２電極の上面に形成されたスペーサが封止部と接触した場合に、第２電極と封止部との間に空隙が形成されるため、第２電極と封止部との間の空隙を確保することができる。この場合、スペーサの厚さにより上記空隙の幅を幅広く設定することができる。【００２８】
本発明に基づく湿式太陽電池においては、スペーサが、平面的に見て、第２電極の上面に直線状に形成された複数のパターンから構成されるようにしてもよい。この場合、直線状のスペーサの凸部と封止部とが接触した場合に、第２電極と封止部との間に隙間を確保することができる。【００２９】
本発明に基づく湿式太陽電池においては、スペーサが、平面的に見て、第２電極の上面に点状に形成された複数のパターンから構成されるようにしてもよい。この場合、点状のスペーサの凸部と封止部とが接触した場合に、第２電極と封止部との間に隙間を確保することができる。【００３０】
本発明に基づく湿式太陽電池においては、スペーサが、平面的に見て、第２電極の上面に、互いに所定の間隔を開けて矩形状に形成されたパターンから構成されるようにしてもよい。この場合、矩形状のスペーサの凸部と封止部とが接触した場合に、第２電極と封止部との間に隙間を確保することができる。【００３１】
本発明に基づく湿式太陽電池においては、上記凹凸が、微粒子単体または微粒子の集合体から形成されるようにしてもよい。この場合、微粒子の粒形を反映した凹凸が形成され、微粒子の頂点と封止部とが接触した場合に、微粒子の半径に相当する幅の空隙を第２電極と封止部との間に確保することができる。【００３２】
本発明に基づく湿式太陽電池モジュールは、上記のいずれかの湿式太陽電池を含む、複数の湿式太陽電池が互いに接続されている。【００３３】
なお、一般に、湿式太陽電池とは色素増感型太陽電池を意味するが、本願の発明は太陽電池セルの内部の減圧、および、太陽電池セルの内部にキャリア輸送部などの液体を充填しやすい構造に技術的特徴を有する。そのため、ここで記載する湿式太陽電池とは、各種化合物系、各種有機系および量子ドット型など様々な太陽電池において、減圧工程およびキャリア輸送部などの液体の充填を必要とする太陽電池を含む概念である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、絶縁枠部と光電変換部との間の隙間が、第２電極と封止部との間に形成された空隙に通じているため、キャリア輸送部を充填する際に、上記空隙が空気の流路となり、湿式太陽電池の内部を容易に減圧することができる。また、キャリア輸送部を充填する際に、上記空隙がキャリア輸送部の流路となり、湿式太陽電池の内部に容易にキャリア輸送部を充填することができる。そのため、大面積の湿式太陽電池において、短時間で湿式太陽電池の内部に十分にキャリア輸送部を充填することができる。【００３５】
さらに、上記の湿式太陽電池においては、光電変換部と第２電極とを同一の基板上に形成しているため、封止部により湿式太陽電池を封止する際に、光電変換部と第２電極との相対位置を維持した状態で、湿式太陽電池の内部にキャリア輸送部を十分に充填することができるため、湿式太陽電池の発電性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る湿式太陽電池の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】同実施形態における光増感色素として好ましいルテニウム系金属錯体色素の第１の例を示す化学式である。
【図３】同実施形態における光増感色素として好ましいルテニウム系金属錯体色素の第２の例を示す化学式である。
【図４】同実施形態における光増感色素として好ましいルテニウム系金属錯体色素の第３の例を示す化学式である。
【図５】同実施形態に係るスペーサのパターン形状の第１の例を示す平面図である。
【図６】同実施形態に係るスペーサのパターン形状の第２の例を示す平面図である。
【図７】同実施形態に係るスペーサのパターン形状の第３の例を示す平面図である。
【図８】同実施形態に係るスペーサのパターン形状の第４の例を示す平面図である。
【図９】同実施形態の変形例の湿式太陽電池の構造を模式的に示す断面図である。
【図１０】実験例１における、湿式太陽電池内の減圧時間と湿式太陽電池の変換効率との関係を示すグラフである。
【図１１】実験例２における、湿式太陽電池内の減圧時間と湿式太陽電池内の圧力との関係を示すグラフである。
【図１２】特開２００１−３５７８９７号公報に記載された色素増感型太陽電池モジュールの構造を模式的に示す断面図である。
【図１３】国際公開第ＷＯ９７／１６８３８号パンフレットに記載された色素増感型太陽電池モジュールの構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、この発明に基づいた一実施形態における湿式太陽電池および湿式太陽電池モジュールについて、図を参照しながら説明する。
【００３８】
本発明は、色素増感型太陽電池および量子ドット型太陽電池など電解液を用いるモノリシック型太陽電池全般に関わる発明であるが、本実施形態においては、代表的なモノリシック型湿式太陽電池として、モノリシック型色素増感型太陽電池について説明する。
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態に係る湿式太陽電池の構造を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る湿式太陽電池１においては、太陽光１４を受光する受光面を有する基板２の上面に、複数の第１電極３が形成されている。複数の第１電極３は、互いに所定の間隔を置いて形成されている。基板２および第１電極３により導電性支持体４が構成されている。
【００４０】
導電性支持体４の第１電極３が形成されている側の面に対向するように封止部１１が配置されている。第１電極３と封止部１１との間に、絶縁枠部１０が配置されている。絶縁枠部１０が四方を囲むことにより、導電性支持体４、封止部１１および絶縁枠部１０により囲まれる空間が形成される。
【００４１】
上記空間内において絶縁枠部１０に対して間隔を開けて、第１電極３の上面に光電変換部５が形成されている。複数の湿式太陽電池１が接続された湿式太陽電池モジュールの場合、第１電極３が隣接する湿式太陽電池１に跨るように形成されている。上記空間内において絶縁枠部１０に対して間隔を開けて、隣接する湿式太陽電池１から延設された第１電極３の上面から封止部１１に向けて延在するように第２電極９が形成されている。
【００４２】
湿式太陽電池１が、単セルから構成される場合、第２電極９は、光電変換部５が上面に形成された第１電極３に隣接する他の第１電極３の上面から、封止部１１に向けて延在するように第２電極９が形成されている。第２電極９は、封止部１１の近傍において延在方向を異にし、第２電極９の上面の一部が封止部１１に対向している。
【００４３】
光電変換部５と第２電極９との間に、多孔性絶縁部６が配置されている。多孔性絶縁部６により、光電変換部５と第２電極９との間、および、隣接する第１電極３同士の間が絶縁されている。多孔性絶縁部６と第２電極９との間に、触媒部７が形成されている。
【００４４】
第２電極９の上面にスペーサ１３が形成されている。スペーサ１３の上面が封止部１１の下面に接触することにより、第２電極９と封止部１１との間に空隙が確保されている。この空隙は、上記の空間内において、絶縁枠部１０と光電変換部５との間、および、絶縁枠部１０と第２電極９との間の隙間に通じている。
【００４５】
封止部１１には、キャリア輸送部８となる電解液を充填するための開口部１２が形成されている。開口部１２は、第２電極９と封止部１１との間の空隙に通じている。また、開口部１２は、絶縁枠部１０と光電変換部５との間、および、絶縁枠部１０と第２電極９との間の隙間に通じている。開口部１２から上記空隙および上記隙間を通じて、電解液が上記空間の内部に充填される。開口部１２は、電解液の充填後に図示しない封止部材により封止される。
【００４６】
以下、本実施形態に係る湿式太陽電池１の各構成要素について説明する。
（基板２）
基板２として用いられる材料は、光電変換部５を構成する多孔性半導体層を形成する際のプロセス温度に耐えうる耐熱性、電気絶縁性、および、太陽光に対して光透過性を有する材料であれば特に限定されない。たとえば、ガラス基板、可撓性フィルムなどの耐熱性樹脂板、または、セラミック基板などを用いることができる。
【００４７】
基板２の耐熱性としては、たとえば、エチルセルロースを含有したペーストを用いて多孔性半導体層を形成する場合には、５００℃程度に耐えうることが好ましい。エチルセルロースを含有しないペーストを用いて多孔性半導体層を形成する場合には、基板２は、１２０℃程度に耐えうる耐熱性を有すればよい。
【００４８】
また、キャリア輸送部８として揮発性溶媒を用いる場合は、基板２は、この揮発性溶媒に対して透湿性の低い材料から形成されていることが好ましい。より好ましくは、基板２の一表面または両面が、ＳｉＯ2などの透湿性の低い材料によりコーティングされている。
【００４９】
（第１電極３）
第１電極３は、光電変換部５で発生した電子を外部回路に輸送する機能を有している。第１電極３を形成する材料としては、ＩＴＯ（インジウム−スズ複合酸化物)、フッ素がドープされた酸化スズ、ボロンがドープされた酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムがドープされた酸化亜鉛、ニオブまたはタンタルがドープされた酸化チタンなどの透明導電性金属酸化物を用いることができる。また、第１電極３を形成する材料としては、金、銀、アルミニウム、インジウムなどの金属、カーボンブラック、カーボンホイスカ、カーボンナノチューブ、フラーレンなどのカーボンを用いることができる。
【００５０】
好ましくは、第１電極３を形成する材料として、透明導電性金属酸化物が用いられる。不透明材料である金属またはカーボンを第１電極３として用いる場合には、これらの材料を薄膜化して光透過性を付与することが好ましい。キャリア輸送部８として用いられる電解液に腐食される金属を第１電極３として用いる場合には、第１電極３の電解液と接触する部分に、耐腐食性材料をコーティングすることが好ましい。
【００５１】
第１電極３は、基板２の上面に、スパッタ法またはスプレー法などによって形成される。第１電極３の膜厚は、０．０２μｍ〜５μｍ程度であることが好ましい。第１電極３の膜抵抗は低いほどよく、４０Ω／ｓｑ以下であることが好ましい。
【００５２】
基板２の上面に、互いに所定の間隔を置いて複数の第１電極３を形成する方法としては、第１電極３をパターン形成する、または、基板２の上面に一様に形成した第１電極３の一部を除去する方法が考えられる。
【００５３】
第１電極３をパターン形成する方法としては、たとえば、フォトリソグラフィ法、または、メタルマスクもしくはテープマスクを用いる方法などがある。第１電極３の一部を除去する方法としては、溶液エッチングなどの化学的方法、または、レーザスクライブもしくはサンドブラスタなどの物理的方法がある。
【００５４】
(光電変換部５)
光電変換部５は、多孔性半導体層に光増感色素を吸着させることで形成される。
【００５５】
（多孔性半導体層）
多孔性半導体層は、半導体から構成され、その状態は、粒子状または膜状などの種々な状態のものを用いることができる。好ましくは、膜状の状態の半導体が用いられる。多孔性半導体層を構成する材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛などの半導体を１種類または２種類以上組み合わせて用いることができる。変換効率、安定性、安全性の観点から、酸化チタンを用いることが好ましい。
【００５６】
膜状の多孔性半導体層を基板２の上面に形成する方法としては、たとえば、スクリーン印刷法またはインクジェット法などの、基板２の上面に半導体粒子を含有するペーストを塗布し、その後焼成する方法が挙げられる。厚膜化および製造コストの観点から、ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いることが好ましい。なお、多孔性半導体層の膜厚は、特に限定されるものではないが、光電変換部５における変換効率の観点から、５μｍ〜５０μｍ程度であることが好ましい。
【００５７】
光電変換部５における変換効率を向上させるためには、多孔性半導体層に多くの光増感色素を吸着させることが必要である。このため、膜状の多孔性半導体層としては、比表面積が大きなものが好ましく、比表面積が１０ｍ2／ｇ〜２００ｍ2／ｇ程度であることが好ましい。なお、本明細書において示す比表面積の値は、ＢＥＴ吸着法により測定した値である。
【００５８】
上記の半導体粒子としては、たとえば、１ｎｍ〜５００ｎｍ程度の平均粒径を有する単一半導体または化合物半導体の粒子を用いることができる。
【００５９】
上記の多孔性半導体層の乾燥および焼成は、使用する基板２または半導体粒子の種類により、温度、時間、雰囲気などの条件を適宜調整して行なわれる。たとえば、大気中または不活性ガス雰囲気中において、５０℃〜８００℃程度の温度に１０秒〜４時間程度保持されることにより、多孔性半導体層が乾燥および焼成される。乾燥および焼成は、単一の温度の下で１ステップで行なわれてもよいし、温度が異なる２ステップ以上で行なわれてもよい。
【００６０】
（光増感色素）
多孔性半導体層に吸着されて光増感剤として機能する色素としては、種々の可視光領域および／または赤外光領域に吸収をもつ、有機色素または金属錯体色素などの色素から１種または２種以上を選択的に用いることができる。
【００６１】
有機色素としては、たとえば、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素、ペリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素などを用いることができる。有機色素の吸光係数は、一般的に、遷移金属に分子が配位結合した形態をとる金属錯体色素の吸光係数に比べて大きい。
【００６２】
金属錯体色素としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｌａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｇａ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｒｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ａｕ、Ａｃ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｒｈなどの金属に、分子が配位結合したものを用いることができる。好ましくは、フタロシアニン系色素またはルテニウム系色素が用いられ、特に、ルテニウム系金属錯体色素が好ましい。
【００６３】
図２は、本実施形態における光増感色素として好ましいルテニウム系金属錯体色素の第１の例を示す化学式である。図３は、本実施形態における光増感色素として好ましいルテニウム系金属錯体色素の第２の例を示す化学式である。図４は、本実施形態における光増感色素として好ましいルテニウム系金属錯体色素の第３の例を示す化学式である。図２〜４に示す化学式で表されるルテニウム系金属錯体色素が、光増感色素として用いられることが特に好ましい。
【００６４】
また、多孔性半導体層に光増感色素を強固に吸着させるためには、光増感色素の分子中に、カルボン酸基、カルボン酸無水基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基などのインターロック基が含まれていることが好ましい。特に、光増感色素の分子中に、カルボン酸基およびカルボン酸無水基が含まれていることが好ましい。なお、インターロック基とは、励起状態の光増感色素と多孔性半導体層の伝導帯との間の電子移動を容易にする電気的結合を提供するものである。
【００６５】
多孔性半導体層に光増感色素を吸着させる方法としては、たとえば、第１電極３の上面に形成された多孔性半導体層を、光増感色素を溶解した溶液（色素吸着用溶液）に浸漬する方法がある。
【００６６】
光増感色素を溶解させる溶剤としては、光増感色素を溶解するものであればよく、具体的には、エタノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリルなどの窒素化合物類、クロロホルムなどのハロゲン化脂肪族炭化水素、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼンなどの芳香族炭化水素、酢酸エチルなどのエステル類、水などを用いることができる。これらの溶剤を２種類以上混合して用いてもよい。
【００６７】
光増感色素を溶解した溶液中における光増感色素の濃度は、使用する光増感色素および溶剤の種類により適宜調整されるが、溶液の吸着機能を向上させるためには、光増感色素の濃度が高濃度である方が好ましい。たとえば、光増感色素の濃度が、５×１０-4モル／リットル以上であることが好ましい。
【００６８】
（多孔性絶縁部６）
多孔性絶縁部６は、光電変換部５と第２電極９との物理的接触および電気的接続を阻止する機能を有している。多孔性絶縁部６としては、キャリア輸送部８中の電解質（酸化還元種）を内部に取り込み、かつ、電解質を移動させることができるものでなければならない。そのため、多孔性絶縁部６は、多孔性絶縁部６の内部に、連続した気泡を有する多孔体であることが好ましい。さらに、多孔性絶縁部６は、屈折率が高く、光電変換部５を通り抜けた太陽光１４を反射して、光を再び光電変換部５の内部に入射させる機能を有していることが好ましい。
【００６９】
多孔性絶縁部６によって光電変換部５と第２電極９との物理的接触を阻止するために、光電変換部５の上面に隙間なく、所定の膜厚の多孔性絶縁部６を形成する。多孔性絶縁部６の膜厚を厚くする場合には、２回以上の膜形成を行なってもよい。
【００７０】
多孔性絶縁部６によって光電変換部５と第２電極９との電気的接続を阻止する方法としては、多孔性絶縁部６を構成する材料に高電気抵抗材料を用いる、または、光電変換部５と第２電極９との接触面積を減少させるなどの方法が考えられる。
【００７１】
高電気抵抗材料としては、酸化物半導体を用いることが好ましく、特に、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび酸化チタンのうちの１種または２種以上を組み合わせた材料を用いることが好ましい。
【００７２】
また、光電変換部５と第２電極９との接触面積を低下させる場合、多孔性絶縁部６の表面の表面積を減少させることが好ましい。具体的には、多孔性絶縁部６の表面の凹凸の数を減少させる、または、多孔性絶縁部６が多孔体から形成されている場合、材料となる微粒子のサイズを大きくするなどの方法がある。
【００７３】
多孔性絶縁部６の形成方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法などにより光電変換部５を形成した導電性支持体４の上面に、半導体粒子を含有するペーストを塗布し、その後焼成する方法がある。
【００７４】
（キャリア輸送部８）
基板２、封止部１１および絶縁枠部１０により囲まれる空間に充填されるキャリア輸送部８は、イオンを輸送できる導電性材料、たとえば、電解液、高分子電解質などのイオン導電体から構成される。このイオン導電体としては、酸化還元性電解質を含むものが好ましい。酸化還元性電解質として、具体的には、鉄系、コバルト系などの金属類、または、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン化合物が用いられる。
【００７５】
酸化還元性電解質としてヨウ素を用いる場合、一般的な電池などに使用されるものであれば特に限定されないが、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化カルシウムなどの金属ヨウ化物と、ヨウ素とを組み合わせて用いることが好ましい。さらに、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイドなどのイミダゾール塩を、ヨウ素に添加してもよい。
【００７６】
キャリア輸送部８の溶媒としては、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、アセトニトリルなどのニトリル化合物、エタノールなどのアルコール類、その他、水または非プロトン極性物質などを用いることができる。好ましくは、カーボネート化合物またはニトリル化合物が用いられる。これらの溶媒は、２種類以上を混合して用いることもできる。電解液の揮発が問題となる場合は、溶融塩を溶媒の代わりに用いてもよい。
【００７７】
キャリア輸送部８における酸化還元性電解質の濃度としては、電解質の種類により適宜選択されるが、０．０１モル／リットル以上１．５モル／リットル以下であることが好ましい。
【００７８】
（触媒部７）
触媒部７は、多孔性絶縁部６中に存在する電解質（酸化還元種）の反応を促進する機能を有している。多孔性半導体層に光増感色素を吸着させる前に触媒部７を形成する場合、多孔性半導体層に光増感色素を吸着させ易くなるように、触媒部７は、たとえば、網状のように多数の孔を有する形状に形成されていることが好ましい。多孔性半導体層に光増感色素を吸着させた後に触媒部７を形成する場合は、触媒部７の形状は特に限られない。また、触媒部７は、酸化還元種と接触する面積が大きくなるように、多孔体で形成されていることが好ましい。
【００７９】
触媒部７を形成する材料としては、Ｆｅ、Ｃｏおよび白金族であるＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔといった８族元素、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレンなどのカーボン類、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ）などが用いられる。キャリア輸送部８を形成する材料として、腐食性の高いハロゲン系の酸化還元種を用いる場合は、耐食性の高い材料であるカーボン化合物または白金を用いることが、触媒部７の長期安定性の観点から好ましい。触媒部７の形成方法としては、特に限定されないが、たとえば、電子ビーム蒸着またはスパッタなどを用いることができる。
【００８０】
（第２電極９）
第２電極９は、第１の湿式太陽電池１の触媒部７と、第１の湿式太陽電池１に隣接する第２の湿式太陽電池１の第１電極３とを電気的に接続する機能を有している。第２電極９を形成する材料としては、特に限定されないが、導電性が高い金属または透明導電性材料を用いることができる。ただし、キャリア輸送部８として腐食性の高いハロゲン系の酸化還元種を用いる場合には、第２電極９の長期安定性の観点から耐食性の高い材料、たとえば、ＴｉまたはＴａなどの高融点金属を第２電極９として用いることが好ましい。
【００８１】
第２電極９は、キャリア輸送部８と接触しているため、カーボン類または白金族などの酸化還元を促進する材料から形成されない方がよい。その理由は、第２電極９とキャリア輸送部８との間において酸化還元反応が起こった場合、内部短絡が発生するからである。そのため、たとえば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕおよびそれらの化合物（合金を含む）のうちの１種または２種以上を組み合わせた材料を用いて、第２電極９を形成することが好ましい。
【００８２】
多孔性半導体層に光増感色素を吸着させる前に第２電極９を形成する場合、多孔性半導体層に光増感色素を吸着させ易くするために、第２電極９は、たとえば、網状のように多数の孔を有する形状に形成されていることが好ましい。多孔性半導体層に光増感色素を吸着させた後に第２電極９を形成する場合は、第２電極９の形状は特に限られない。第２電極９の形成方法としては特に限定されないが、たとえば、電子ビーム蒸着またはスパッタなどを用いることができる。
【００８３】
第２電極９の上面にスペーサ１３が形成される。たとえば、感光性樹脂を第２電極９の上面に、ディスペンサによりスペーサ１３を形成する方法がある。他の方法として、第２電極９を形成した後、ガラスフリットを第２電極９の上面にスクリーン印刷法を用いてパターン形成することによりスペーサ１３を形成してもよい。
【００８４】
図５は、本実施形態に係るスペーサのパターン形状の第１の例を示す平面図である。図６は、本実施形態に係るスペーサのパターン形状の第２の例を示す平面図である。図７は、本実施形態に係るスペーサのパターン形状の第３の例を示す平面図である。図８は、本実施形態に係るスペーサのパターン形状の第４の例を示す平面図である。
【００８５】
図５に示すように、第１の例のスペーサ１３は、第２電極９の上面に、所定の間隔を置いて平行に並ぶ直線状に形成されている。この場合、スペーサ１３の直線同士の間に、空隙が確保される。図６に示すように、第２の例のスペーサ１３は、第２電極９の上面に、所定の間隔を置いて点状に形成されている。この場合、スペーサ１３の点同士の間に、空隙が確保される。
【００８６】
図７に示すように、第３の例のスペーサ１３は、第２電極９の上面に、互いに所定の間隔を開けて矩形状に形成されている。この場合、スペーサ１３の矩形同士の間に、空隙が確保される。第３の例の場合、第２電極９の上面が網目状になるように、スペーサ１３が配置されている。図８に示すように、第４の例のスペーサ１３は、第２電極９の上面に互いに所定の間隔を開けて矩形状に形成されている。この場合も、第３の例のスペーサ１３と同様に、スペーサ１３の矩形同士の間に、空隙が確保される。第４の例の場合、第２電極９の上面が格子状になるように、スペーサ１３が配置されている。
【００８７】
第１から第４の例のスペーサ１３は、厚みが０．１μｍ以上となるように形成されることが好ましい。言い換えると、第２電極９の上面と封止部１１との間の空隙の幅が、０．１μｍ以上であることが好ましい。スペーサ１３を設ける場合、スペーサ１３の厚さにより、上記空隙の幅を幅広く設定することができる。空隙の幅を広くするほど、湿式太陽電池１の内部をさらに容易に減圧することができ、キャリア輸送部８の充填を短時間で行なうことができる。
【００８８】
また、第１の例のスペーサ１３の場合、第２電極９の上面と封止部１１との間の空隙が、直線状のスペーサ１３の向きによって、キャリア輸送部８が充填され易い所と、充填されにくい所ができる。そこで、スペーサ１３の上面に凹凸を形成するようにしてもよい。このようにした場合、スペーサ１３の上面に形成した凹部がキャリア輸送部８の流路となるため、直線状のスペーサ１３の向きの影響を少なくして、キャリア輸送部を均一に充填することができる。樹脂からなるスペーサ１３の上面に凹凸を形成する場合、ノズルの口径を適宜変更し、流量を調節することにより、上面に凹凸を有するスペーサ１３を形成することができる。具体的には、凸部を形成する際には、ノズルの口径を大きくして樹脂の吐出し量を多くし、凹部を形成する際には、ノズルの口径を小さくして樹脂の吐出し量を小さくする。
【００８９】
図９は、本実施形態の変形例の湿式太陽電池の構造を模式的に示す断面図である。図９に示すように、変形例の湿式太陽電池においては、第２電極９の上面に凹凸が形成されている。この凹凸が、スペーサの役割を果たし、第２電極９と封止部１１との間に空隙を確保している。
【００９０】
第２電極９の上面に凹凸を形成させるために、第２電極９を形成する前に、たとえば、粒径が４００ｎｍ〜５００ｎｍである酸化ジルコニウムなどを使用して多孔性絶縁部６を形成する。この場合、図９に示すように、多孔性絶縁部６の上面には、酸化ジルコニウムの粒径が反映された凹凸が形成される。
【００９１】
その多孔性絶縁部６の上面に、たとえば、Ｔｉなどを蒸着することにより、第２電極９を形成する。このように第２電極９を形成することにより、第２電極９の上面に、凹凸を形成することができる。好ましくは、第２電極９の上面の表面粗さＲａが、０．０１μｍ以上１０μｍ以下となるように、凹凸が形成される。
【００９２】
このように、第２電極９の上面の凹凸は、微粒子単体または微粒子の集合体から構成されているようにしてもよい。この場合、微粒子の粒形を反映した凹凸が形成され、微粒子の頂点と封止部１１とが接触した場合に、微粒子の半径に相当する幅の空隙を第２電極９と封止部１１との間に確保することができる。この場合、別の部材を設けることなく上記空隙を確保できるため、湿式太陽電池１の部品点数を増やす必要がなく、湿式太陽電池１の製造コストの上昇を抑制することができる。
【００９３】
（絶縁枠部１０）
絶縁枠部１０は、キャリア輸送部８の酸化還元種の移動を阻止する機能を有している。また、絶縁枠部１０は、湿式太陽電池１内において、第２電極９が、第２電極９と接続されている第１電極３とは異なる第１電極３に接触することにより、内部短絡が生ずることを防止する機能を有している。
【００９４】
基板２と封止部１１との間には、異なる電位を持つ第１電極３が存在するため、キャリア輸送部８中の酸化還元種が偏在しないように、絶縁枠部１０により各湿式太陽電池１が区画されている。その結果、隣接する湿式太陽電池１同士間において、キャリア輸送部８中の酸化還元種の移動が阻止される。
【００９５】
絶縁枠部１０は、キャリア輸送部８中の酸化還元種が絶縁枠部１０内を通過できない程度に、緻密な膜で形成されていることが好ましい。緻密な膜とは、隣接する湿式太陽電池１同士間を酸化還元種が通過できない膜であればよく、たとえば、独立した気泡を有する多孔体が含まれる。
【００９６】
また、絶縁枠部１０は、隣接する第１電極３同士が導通することによる内部短絡が発生しないようにするため、隣接する第１電極３同士の間に絶縁材料にて形成される。図１に示すように、図の紙面に垂直な方向に、絶縁枠部１０の二辺が延在するように配置されている。
【００９７】
絶縁枠部１０を形成する絶縁材料としては一般的に高電気抵抗である無機酸化物が好ましい。たとえば、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの材料を絶縁枠部１０として用いることができる。絶縁枠部１０の形成方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法などにより、導電性支持体４の上面に半導体粒子を含有するペーストを塗布し、その後焼成する方法を用いることができる。
【００９８】
（封止部１１）
封止部１１は、キャリア輸送部８の電解液の揮発の防止、および、湿式太陽電池１の内部への水などの浸入を防止する機能を有している。また、封止部１１は、導電性支持体４に作用する応力または衝撃を吸収する機能を有している。さらに、封止部１１は、湿式太陽電池１の長期にわたる使用において、導電性支持体４に発生するたわみなどを吸収する機能を有している。
【００９９】
封止部１１を形成する材料としては、たとえば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ホットメルト樹脂、ガラスフリットなどが好ましく、これらを２種類以上使用して２層以上に積層して用いてもよい。酸化還元性電解質の溶剤としてニトリル系溶剤、カーボネート系溶剤を使用する場合には、封止部１１を形成する材料としては、シリコン樹脂またはホットメルト樹脂（たとえば、アイオノマー樹脂）、ポリイソブチレン系樹脂、ガラスフリットが特に好ましい。
【０１００】
封止部１１には、開口部１２が形成される。この開口部１２は、封止部１１をシリコン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスフリットを用いて形成する場合には、ディスペンサにより設けることができる。封止部１１をホットメルト樹脂を用いて形成する場合には、シート状のホットメルト樹脂にパターニングした穴を開けることにより、開口部１２を設けることができる。
【０１０１】
（開口部１２）
開口部１２は、キャリア輸送部８である電解液の湿式太陽電池１への充填入口となる。本実施形態においては、絶縁枠部１０と光電変換部５との隙間に通じる位置に、少なくとも一つの開口部１２を設けている。また、開口部１２の位置としては、受光面側とは反対側に形成されていることが好ましい。
【０１０２】
（湿式太陽電池モジュール）
本実施形態に係る湿式太陽電池モジュールは、本実施形態に係る湿式太陽電池１を少なくとも１つ含み、湿式太陽電池が直列に接続されて構成されている。言い換えると、湿式太陽電池モジュールを構成する少なくとも２つ以上の湿式太陽電池の中で、少なくとも１つが本実施形態に係る湿式太陽電池１であればよい。
【０１０３】
上記の湿式太陽電池１および湿式太陽電池モジュールにおいては、絶縁枠部１０と光電変換部５との間、および、絶縁枠部１０と第２電極９との間の隙間が、第２電極９と封止部１１との間に形成された空隙に通じているため、キャリア輸送部８を充填する際に、上記隙間および上記空隙が空気の流路となり、湿式太陽電池１の内部を容易に減圧することができる。
【０１０４】
また、キャリア輸送部８を充填する際に、上記隙間および上記空隙がキャリア輸送部８の流路となり、湿式太陽電池１の内部に容易にキャリア輸送部８を充填することができる。そのため、大面積の湿式太陽電池１において、短時間で湿式太陽電池１の内部に十分にキャリア輸送部８を充填することができる。
【０１０５】
さらに、上記の湿式太陽電池１においては、光電変換部５と第２電極９とを同一の基板２上に形成しているため、封止部１１により湿式太陽電池１を封止する際に、光電変換部５と第２電極９との相対位置を維持した状態で、湿式太陽電池１の内部にキャリア輸送部８を十分に充填することができるため、湿式太陽電池１の発電性能を向上することができる。
【０１０６】
実験例１
従来の湿式太陽電池において、湿式太陽電池内の減圧時間と湿式太陽電池の変換効率との関係を確認した。以下、本実験方法について説明する。
【０１０７】
図１３に示す、モノリシック型色素増感型太陽電池モジュールを構成する湿式太陽電池を作製した。導電性ガラス基板（日本板硝子社製、商品名：ＳｎＯ2膜付ガラス、長さ１５１０ｍｍ×幅１５ｍｍ）を用意した。この導電性ガラス基板の上面に、酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｔｉ−ＮａｎｏｘｉｄｅＤ／ＳＰ）を、焼成後の形状が、長さ１５００ｍｍ×幅５ｍｍ×膜厚１３μｍとなるように、スクリーン印刷機（ニューロング精密工業製ＬＳ−１５０）を用いて成膜した。
【０１０８】
その後、導電性ガラス基板を５００℃の温度で、６０分間焼成することにより、多孔性半導体層を形成した。次に、多孔性半導体層の上方に、平均粒経５０ｎｍのジルコニア粒子を含むペーストを上記スクリーン印刷機を用いて成膜した。この導電性ガラス基板を５００℃の温度で、６０分間焼成することにより、平坦部分の膜厚が７μｍである多孔性絶縁部を形成した。触媒層として、膜厚が５０ｎｍであるＰｔ膜、および、第２電極として、膜厚が３００ｎｍであるＴｉ膜を、共に電子ビーム蒸着機を用いて形成した。
【０１０９】
図４に示す化学式のルテニウム色素（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０−１Ｈ３ＴＢＡ）を、アセトニトリルと1-ブタノールとを体積比で１：１に混合した溶媒に、濃度が４×１０-4モル／リットルとなるように溶解させて、吸着用色素溶液を作製した。
【０１１０】
この吸着用色素溶液に、上記多孔性半導体層を有する導電性ガラス基板を浸漬することにより、色素を多孔性半導体層（酸化チタン膜）に吸着させた。その後、吸着用色素溶液から取り出した導電性ガラス基板をエタノール（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）で洗浄し、乾燥して、光電変換部を形成した。
【０１１１】
次に、上記の積層体が形成された導電性ガラス基板の上面を覆うように、感光性樹脂（スリーボンド社製：３１Ｘ−１０１）をディスペンサ（ＥＦＤ社製：ＵＬＴＲＡＳＡＶＥＲ）により塗布した。感光性樹脂に封止部を貼り合わせた後、紫外線ランプ（ＥＦＤ社製：ＮＯＶＡＣＵＲＥ）を用いて、導電性ガラス基板に紫外線を照射することにより、感光性樹脂を硬化させた。この際、第２電極と封止部との間の距離は５μｍとし、導電性ガラス基板と封止部との間の空間に、隙間が形成されないように感光性樹脂を形成した。
【０１１２】
封止部に形成された電解液注入口を通じて、３０，１２０，４５０，１８００秒間の４つの減圧時間において、湿式太陽電池の内部を減圧した。その後、電解液をキャピラリー効果により注入した。電解液注入後、電解液注入口を感光性樹脂にて封止することにより、湿式太陽電池を作製した。
【０１１３】
キャリア輸送部として用いた電解液は、アセトニトリル（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）に、濃度が０．１モル／リットルのヨウ化リチウム（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）、濃度が０．０１モル／リットルのヨウ素（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）、濃度が０． ５モル／リットルのＴＢＰ（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）、濃度が０．６モル／リットルのジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（四国化成製）を溶解させて調製した。
【０１１４】
図１０は、実験例１における、湿式太陽電池内の減圧時間と湿式太陽電池の変換効率との関係を示すグラフである。図１０においては、縦軸に湿式太陽電池の変換効率、横軸に湿式太陽電池内の減圧時間を示している。なお、湿式太陽電池には、ＡＭ(Air Mass)１．５、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光を照射することにより変換効率を確認した。
【０１１５】
図１０に示すように、湿式太陽電池内の減圧時間が長いほど、湿式太陽電池の変換効率が高くなっている。これは、減圧時間を長くすることにより、湿式太陽電池内の多孔体の細部まで減圧することができ、その結果、湿式太陽電池内に電解液を充填する際に、多孔体の細部まで電解液が浸透するためである。
【０１１６】
実験例２
本実施形態の湿式太陽電池のように、封止部と第２電極との間に空隙を形成した場合と、従来の湿式太陽電池において、封止部と第２電極との間に空隙を形成しない場合とにおける、湿式太陽電池内の減圧時間による湿式太陽電池内の圧力変化を確認した。
【０１１７】
封止部と第２電極との間に空隙が形成されない湿式太陽電池として、実験例１において作製した湿式太陽電池を用いた。封止部と第２電極との間に空隙が形成された湿式太陽電池においては、第２電極の上面に、ガラスフリットを図５に示すパターンとなるようにスクリーン印刷した。第２電極の上面と封止部との間に形成された空隙の幅は、５０μｍとなるようにした。
【０１１８】
図１１は、実験例２における、湿式太陽電池内の減圧時間と湿式太陽電池内の圧力との関係を示すグラフである。図１１においては、縦軸に規格化した湿式太陽電池内の圧力、横軸に湿式太陽電池内の減圧時間を示している。湿式太陽電池内の圧力は、湿式太陽電池内の減圧時間が０のときの圧力を１とした相対的な圧力を示している。なお、湿式太陽電池内の圧力は、湿式太陽電池内に接続したピラニーゲージにより確認した。
【０１１９】
図１１に示すように、第２電極と封止部との間に空隙を形成した方が、短時間で湿式太陽電池の内部を減圧することができている。これは、上記空隙が、空気の流路の役割を果たしているからである。
【０１２０】
上記の結果から、第２電極の上面に凹凸を形成することにより、または、第２電極の上面にスペーサを形成することにより、第２電極と封止部との間に空隙を設けることで、短時間で湿式太陽電池の内部を減圧することができる。図１０に示すように、十分に減圧された湿式太陽電池には、電解液が浸透しやすく高い変更効率が得られる。よって、第２電極と封止部との間に空隙を設けることで、湿式太陽電池の変換効率の向上が図りやすくなる。
【０１２１】
第２電極の上面に凹凸を形成する場合に、第２電極の上面全体に凹凸を形成してもよいし、その一部にのみ凹凸を形成してもよい。第２電極の上面にスペーサを形成する場合に、第２電極の上面全体にスペーサを形成してもよいし、その一部にのみスペーサを形成してもよい。また、スペーサのパターンも適宜変更可能である。
【０１２２】
第２電極の上面に凹凸を形成する場合、湿式太陽電池の内部に電解液を注入しやすい空隙を確保するために、第２電極の上面の表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは、第２電極の上面の表面粗さＲａが、０．０１μｍ以上１０μｍ以下である。この場合、図９に示すように、多孔性絶縁部を形成する材料の粒径を選択することにより、容易に、第２電極の上面に凹凸を形成することができる。
【０１２３】
本発明は、湿式太陽電池の内部の減圧、および、湿式太陽電池の内部への電解液の注入を容易にするための技術である。そのため、実施形態に記載の湿式太陽電池の製造方法は一例であり、他の方法で製作された湿式太陽電池においても、湿式太陽電池の内部の減圧、および、湿式太陽電池の内部への電解液の注入を容易にする空隙が形成された湿式太陽電池は、本発明に含まれる。
【０１２４】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１２５】
１  湿式太陽電池、２  基板、３  第１電極、４  導電性支持体、５  光電変換部、６
多孔性絶縁部、７  触媒部、８  キャリア輸送部、９  第２電極、１０  絶縁枠部、１１  封止部、１２  開口部、１３  スペーサ、１４  太陽光、２１，２２，３１  ガラス基板、２３，３５  対極、２４，３３  光電変換部、２５，３２  透明導電膜、２６  キャリア輸送部、２７  絶縁性保護部、２８  導電性接続部、３４  多孔性絶縁部、３６  絶縁部、３７  絶縁性トップカバー。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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