(57)【要約】【課題】  優れた接続信頼性を有する色素増感太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】  １つ以上の色素増感太陽電池５０と、色素増感太陽電池５０に電気的に接続される接続部６０とを有する色素増感太陽電池モジュール１００であって、接続部６０が、透明基板１１上に設けられ溝７０により第１透明導電膜１２Ａと絶縁される第２透明導電膜１２Ｂと、第２透明導電膜１２Ｂ上に設けられる端子部１８とを有し、第２透明導電膜１２Ｂ上であって端子部１８よりも色素増感太陽電池５０側には、端子部１８に隣接して形成された樹脂材料を含む絶縁短絡防止部１９が設けられ、色素増感太陽電池５０の第２電極２０と端子部１８が、絶縁短絡防止部１９の直上を通過し色素増感太陽電池５０の第２電極２０から端子部１８に延びる接続部材２３を介して電気的に接続されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の色素増感太陽電池と、前記色素増感太陽電池に電気的に接続される接続部とを有する色素増感太陽電池モジュールであって、
前記色素増感太陽電池が、透明基板及び前記透明基板上に設けられる第１透明導電膜を有する第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極を連結させる封止部とを有し、
前記接続部が、前記透明基板上に設けられ溝により前記第１透明導電膜と絶縁される第２透明導電膜と、前記第２透明導電膜上に設けられる端子部とを有し、
前記第２透明導電膜上であって前記端子部よりも前記色素増感太陽電池側には、前記端子部に隣接して形成された樹脂材料を含む絶縁短絡防止部が設けられ、
前記色素増感太陽電池の第２電極と前記端子部が、前記絶縁短絡防止部の直上を通過し前記色素増感太陽電池の前記第２電極から前記端子部に延びる接続部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする色素増感太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記絶縁短絡防止部は、前記端子部よりも前記透明基板から離れる方向に向かって突出していることを特徴とする請求項１記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記絶縁短絡防止部と前記第２透明導電膜との間には、無機絶縁材が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記無機絶縁材は、前記接続部材の直下において前記絶縁短絡防止部と前記第２透明導電膜との間から前記色素増感太陽電池側に延出し、前記溝に入り込んでいることを特徴とする請求項３記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記無機絶縁材は、前記接続部材の直下において前記封止部と前記第１透明導電膜の間に入り込んでいることを特徴とする請求項４記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記封止部は、樹脂材料を含み、前記接続部材の直下において前記絶縁短絡防止部側に前記絶縁短絡防止部と密着するまで延出していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記絶縁短絡防止部は、前記封止部と同一材料からなり、前記封止部と一体化されていることを特徴とする請求項６記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記接続部材は、前記第２電極から前記端子部側に引出された突出部であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記色素増感太陽電池を少なくとも２以上有し、前記透明基板は、少なくとも２以上の色素増感太陽電池の共通の透明基板とされており、
一方の色素増感太陽電池の第１透明導電膜と前記接続部の第２透明導電膜は電気的に接続され一体となっており、他方の色素増感太陽電池の前記第２電極と前記端子部が接続部材を介して電気的に接続されており、
前記第２透明導電膜上であって、前記一方の色素増感太陽電池の封止部よりも前記他方の色素増感太陽電池側に前記端子部が設けられており、
前記第２透明導電膜上であって前記端子部よりも更に前記他方の色素増感太陽電池側に、前記絶縁短絡防止部が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記端子部は、隣接する前記絶縁短絡防止部と前記一方の色素増感太陽電池の封止部とで、密着して包囲されていることを特徴とする請求項９記載の色素増感太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記絶縁短絡防止部は、前記一方の色素増感太陽電池の封止部と同一材料からなり、一体化されていることを特徴とする請求項１０記載の色素増感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、色素増感太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感太陽電池モジュールは、色素増感太陽電池と色素増感電池に電気的に接続される接続部を備えている。色素増感太陽電池は作用極と、これに対向する対極と、これらを接合させる封止部とを有しており、作用極は、透明基板と、その上に形成された透明導電膜と、透明導電膜の上に設けられる酸化物半導体層とを有する。
【０００３】
このような色素増感太陽電池モジュールにおいて、色素増感太陽電池と接続部を電気的に接続する構造として、従来、特許文献１に記載の構造が知られている。特許文献１には、隣り合う２つの色素増感太陽電池において、一方の色素増感太陽電池の透明導電膜上に形成された接続部と、他方の色素増感太陽電池の対極とが、接続部材を介して接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１３３６８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の色素増感太陽電池モジュールは以下の課題を有していた。すなわち、上記特許文献１記載の色素増感太陽電池モジュールでは、色素増感太陽電池と接続部を電気的に接続する構造として、一方の色素増感太陽電池の透明導電膜に設けられた接続部と他方の色素増感太陽電池の対極が接続部材を介して接続されている。しかし、他方の色素増感太陽電池の透明導電膜の一方の色素増感太陽電池側の端部は露出しており、外力などにより、接続部材が透明基板側に変形した場合や封止部が潰れて透明導電膜と対極との距離が短くなった場合、上記露出した透明導電膜の端部と接続部材とが接触してしまい、短絡を起こし、太陽電池として機能しなくなる恐れがある。これは、接続部材を用いずに色素増感太陽電池の対極を直接接続部に接合した場合も同様である。
【０００６】
そこで、優れた接続信頼性を有する色素増感太陽電池モジュールが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決し得ることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明に係る色素増感太陽電池モジュールは、少なくとも１つ以上の色素増感太陽電池と、色素増感太陽電池に電気的に接続される接続部とを有する色素増感太陽電池モジュールであって、色素増感太陽電池が、透明基板及び透明基板上に設けられる第１透明導電膜を有する第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極及び第２電極を連結させる封止部とを有し、接続部が、透明基板上に設けられ溝により第１透明導電膜と絶縁される第２透明導電膜と、第２透明導電膜上に設けられる端子部とを有し、第２透明導電膜上であって端子部よりも色素増感太陽電池側には、端子部に隣接して形成された樹脂材料を含む絶縁短絡防止部が設けられ、色素増感太陽電池の第２電極と端子部が、絶縁短絡防止部の直上を通過し色素増感太陽電池の第２電極から端子部に延びる接続部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
この色素増感太陽電池モジュールによれば、接続部が、第２透明導電膜上に設けられる端子部を有し、第２透明導電膜上であって端子部よりも色素増感太陽電池側には、端子部に隣接して形成された樹脂材料を含む絶縁短絡防止部が設けられ、色素増感太陽電池の第２電極と端子部が、絶縁短絡防止部の直上を通過し色素増感太陽電池の第２電極から端子部に延びる接続部材を介して電気的に接続されているため、接続部材と第１透明導電膜との短絡が防止される。具体的には、外力などの原因により、接続部材が第１透明基板側に変形したり封止部に接続部材と第１透明導電膜とが短絡する方向に力が加わっても、端子部と色素増感太陽電池との間において接続部材の直下に絶縁短絡防止部が設けられているため、接続部材と第１透明導電膜との距離が一定間隔以上になるように保持される。このため、第１透明導電膜に接続部材が接触しにくく、短絡が防止される。また、絶縁短絡防止部は端子部と隣接して形成され更に樹脂材料を含んでいるため、外力が加わった際に、端子部に加わる応力を絶縁短絡防止部で緩和することができ、接続部材と端子部とが剥離したり端子部や接続部材が破壊されることを防止することができる。従って、この色素増感太陽電池モジュールは接続信頼性が向上する。
【００１０】
絶縁短絡防止部は、端子部よりも透明基板から離れる方向に向かって突出していることが好ましい。この場合、絶縁短絡防止部は、端子部よりも透明基板から離れる方向に向かって突出しているため、接続部材と第１透明導電膜との距離がより広い間隔になるように保持される。このため、第１透明導電膜に接続部材がより接触しにくくなり、短絡がより防止される。また、接続部材に対し第１透明導電膜方向に外力が加わった場合には、絶縁短絡防止部の方が、端子部よりも透明基板から離れる方向に向かって突出しているので、まずは絶縁短絡防止部に外力が加わり応力を緩和するので、端子部と接続部材の接続部分に加わる応力が弱くなる。このため、接続部材と端子とが剥離したり端子部が破壊されることをより防止することができる。従って、この色素増感太陽電池モジュールは接続信頼性がより向上する。
【００１１】
絶縁短絡防止部と第２透明導電膜との間には、無機絶縁材が形成されていることが好ましい。この場合、より大きな応力が加わっても、絶縁短絡防止部よりも固い無機絶縁材があることで、より第１透明導電膜に接続部材が接触しにくく短絡が防止される。
【００１２】
無機絶縁材は、接続部材の直下において絶縁短絡防止部と第２透明導電膜との間から色素増感太陽電池側に延出し、溝に入り込んでいることが好ましい。この場合、第２透明導電膜と接続部材との接触も防止される。また、溝に異物や水分等が混入し異物や水分等と接続部材が接触し、短絡してしまうことも防止される。
【００１３】
無機絶縁材は、接続部材の直下において封止部と第１透明導電膜との間に入り込んでいることが好ましい。この場合、接続部材の直下において第１透明導電膜の表面も無機絶縁材で覆われるので、より第１透明導電膜に接続部材が接触しにくく短絡が防止される。また、封止部と第１透明導電膜の間に無機絶縁材が入り込んでいることで、封止部の外側で第１透明導電膜まで繋がる隙間をなくすることができるため、異物や水分等が隙間に侵入し、異物や水分を介して接続部材と第１透明導電膜が短絡することを防止することができる。
【００１４】
封止部は、樹脂材料を含み、接続部材の直下において絶縁短絡防止部側に絶縁短絡防止部と密着するまで延出していることが好ましい。この場合、接続部材の直下であって第１透明導電膜の上には、樹脂材料を含む封止部が存在するので、より第１透明導電膜に接続部材が接触しにくく、短絡が防止される。また、封止部が樹脂材料を含んでいるため、封止部においても応力を緩和することができ、より接続部材と端子部とが剥離したり端子部や接続部材が破壊されることを防止することができる。
【００１５】
絶縁短絡防止部は、封止部と同一材料からなり、封止部と一体化されていることが好ましい。この場合、封止部と絶縁短絡防止部との熱膨張係数が同一になり、色素増感太陽電池モジュールに熱サイクルが加わった場合であっても、封止部と絶縁短絡防止部の接着部において、熱サイクルによる応力が発生しない。従って、絶縁短絡防止部の耐久性が向上する。
【００１６】
接続部材は、第２電極から端子部側に引出された突出部であることが好ましい。この場合、端子部と第２電極との間に他の部材を用いる必要がなくなるため、接続箇所が減少し、接続信頼性がより向上する。また、接続箇所が少ないため、接続抵抗も低くなる。
【００１７】
上記の色素増感太陽電池を少なくとも２以上有し、透明基板は、少なくとも２以上の色素増感太陽電池の共通の透明基板とされており、一方の色素増感太陽電池の第１透明導電膜と接続部の第２透明導電膜は電気的に接続され一体となっており、他方の色素増感太陽電池の第２電極と端子部が接続部材を介して電気的に接続されており、第２透明導電膜上であって、一方の色素増感太陽電池の封止部よりも他方の色素増感太陽電池側に端子部が設けられており、、第２透明導電膜上であって端子部よりも更に他方の色素増感太陽電池側に、絶縁短絡防止部が設けられていることが好ましい。
【００１８】
この場合、２以上の色素増感太陽電池を接続部を介して電気的に直列接続しても、接続信頼性が向上する。
【００１９】
端子部は、隣接する絶縁短絡防止部と一方の色素増感太陽電池の封止部とで、密着して包囲されていることが好ましい。この場合、端子部は、隣接する絶縁短絡防止部と一方の色素増感太陽電池の封止部とで包囲されているので、端子部の周囲より異物や水分が端子部に浸入することを防止することができる。
【００２０】
絶縁短絡防止部は、一方の色素増感太陽電池の封止部と同一材料からなり、一体化されていることが好ましい。この場合、封止部と絶縁短絡防止部とが同一材料であるので、熱膨張係数も同一のため、色素増感太陽電池モジュールに熱サイクルが加わった場合であっても、封止部と絶縁短絡防止部の接着部において、熱サイクルによる応力が発生しない。従って、絶縁短絡防止部の耐久性が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、優れた接続信頼性を有する色素増感太陽電池モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の色素増感太陽電池モジュールの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の封止部、端子部、及び絶縁短絡防止部周辺部分を示す図１のＩＩ−ＩＩの断面図である。
【図３】図１の色素増感太陽電池モジュールの裏面を示す裏面図である。
【図４】図１の色素増感太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す図である。
【図５】図１の色素増感太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す図である。
【図６】本発明の色素増感太陽電池モジュールの第２実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の色素増感太陽電池モジュールの第３実施形態を示す断面図である。
【図８】図７の色素増感太陽電池モジュールの裏面を示す裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
＜第１実施形態＞  まず本発明の色素増感太陽電池モジュールの第１実施形態について図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第１実施形態を示す断面図である。図２は、封止部３０、接続部６０及び絶縁短絡防止部１９周辺を示す図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、図１の色素増感太陽電池モジュールの裏面を示す裏面図である。
【００２５】
図１に示すように、色素増感太陽電池モジュール１００は、複数（図１では３つ）の色素増感太陽電池５０と接続部６０と絶縁短絡防止部１９を有し、色素増感太陽電池５０は、接続部６０と接続されており、複数の色素増感太陽電池５０は接続部６０を介して電気的に直列に接続されている。以下、説明の便宜上、色素増感太陽電池モジュール１００において隣り合う３つの色素増感太陽電池５０を色素増感太陽電池５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃと呼ぶことがある。また、接続部６０を接続部６０Ｂ，６０Ｃと呼ぶことがある。
【００２６】
まず色素増感太陽電池５０Ｂについて説明する。
【００２７】
色素増感太陽電池５０Ｂは、作用極１０と、作用極１０に対向する対極２０と、作用極１０及び対極２０を接合させる封止部３０と、作用極１０、対極２０及び環状の封止部３０によって形成されるセル空間に充填される電解質４０とを備えている。
【００２８】
作用極１０は、透明基板１１及び透明基板１１の上に設けられる第１透明導電膜１２Ａからなる透明導電性基板１５と、透明導電性基板１５の第１透明導電膜１２Ａの上に設けられる酸化物半導体層１３と、第１透明導電膜１２Ａの上において酸化物半導体層１３の各々を包囲するように設けられる配線部１７とを有している。配線部１７は、第１透明導電膜１２Ａ上に設けられる集電配線１４と、集電配線１４を覆う配線保護層１６とを有している。酸化物半導体層１３には光増感色素が担持されている。本実施形態では、透明導電性基板１５によって第１電極が構成されている。
【００２９】
色素増感太陽電池５０Ｂの透明基板１１は、色素増感太陽電池モジュール１００における色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｃにおいて共通の透明基板となっている。
【００３０】
対極２０は、金属基板と金属基板の作用極１０側に設けられて触媒反応を促進する触媒層（図示せず）とを備えている。また、色素増感太陽電池５０Ｂの対極２０は、隣りの色素増感太陽電池５０Ｃ側の縁部の一部から引出される突出部２３を有している。本実施形態では、対極２０によって第２電極が構成されており、突出部２３によって、接続部材が構成されている。
【００３１】
なお、色素増感太陽電池５０Ｂの隣りの色素増感太陽電池５０Ａ，５０Ｃも、色素増感太陽電池５０Ｂと同一の構成を有している。
【００３２】
次に接続部６０Ｂについて説明する。
【００３３】
接続部６０Ｂは、透明基板１１の上に設けられる第２透明導電膜１２Ｂと、第２透明導電膜１２Ｂの上に設けられる端子部１８とを有している。なお、接続部６０Ｂの第２透明導電膜１２Ｂと色素増感太陽電池５０Ａの第１透明導電膜１２Ａとの間には、溝７０が形成され絶縁されている。本実施形態では、色素増感太陽電池５０Ｂの第１透明導電膜１２Ａの封止部３０で囲まれる領域外に第２透明導電膜１２Ｂが形成され、第１透明導電膜１２Ａと第２透明導電膜１２Ｂは電気的に接続され一体となっている。これにより、接続部６０Ｂと色素増感太陽電池５０Ｂの作用極１０とは電気的に接続されている。また、本実施形態では、色素増感太陽電池５０Ｂの封止部３０で囲まれる領域外に端子部１８が形成され、集電配線１４と端子部１８とは電気的に接続され一体となっており、封止部３０で囲まれた領域外に露出した部分が端子部１８となっている。
【００３４】
なお、接続部６０Ｃも、接続部６０Ｂと同一の構成を有している。
【００３５】
そして、色素増感太陽電池５０Ａと接続部６０Ｂとは、色素増感太陽電池５０Ａの突出部２３が、接続部６０Ｂの端子部１８と接続されていることによって、電気的に接続されている。これにより、色素増感太陽電池５０Ａと色素増感太陽電池５０Ｂとは接続部６０Ｂを介して電気的に直列に接続される。なお、色素増感太陽電池５０Ｂと接続部６０Ｃも、色素増感太陽電池５０Ａと接続部６０Ｂ同様に電気的に接続されている。
【００３６】
以下、作用極１０、対極２０、封止部３０、電解質４０、接続部６０について詳細に説明する。
【００３７】
（作用極）  作用極１０は、上述したように、透明基板１１及び透明基板１１上に設けられる第１透明導電膜１２Ａから成る透明導電性基板１５と、透明導電性基板１５の第１透明導電膜１２Ａ上に設けられ、光増感色素が担持される多孔質な酸化物半導体層１３と、第１透明導電膜１２Ａの上において酸化物半導体層１３の各々を包囲するように設けられる配線部１７とを有している。
【００３８】
透明基板１１は、光透過性の材料、すなわち透明な材料からなる基板により構成される。このような材料としては、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、高歪点ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、透明ポリイミドなどが挙げられる。透明基板１１の厚さは、色素増感太陽電池モジュール１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．０５〜１０ｍｍの範囲にすればよい。
【００３９】
第１透明導電膜１２Ａは、透明性を有する導電性材料であれば特に限定されるものではないが、作用極１０の透明性を著しく損なわない構造とするために、導電性金属酸化物からなる薄膜であることが好ましい。このような導電性金属酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などが挙げられる。第１透明導電膜１２Ａは、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。第１透明導電膜１２Ａの厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。
【００４０】
多孔質な酸化物半導体層１３を形成する酸化物半導体としては、特に限定されず、通常、光電変換素子用の多孔質な酸化物半導体層を形成するのに用いられるものであれば、いかなるものでも用いることができる。このような酸化物半導体としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）酸化インジウム（Ｉｎ３Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タリウム（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が挙げられ、一般的にはこれらの粒子が用いられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４１】
これら酸化物半導体の粒子の平均粒径は１〜１０００ｎｍであることが、色素で覆われた酸化物半導体の表面積が大きくなり、即ち光電変換を行う場が広くなり、より多くの電子を生成することができることから好ましい。また、多孔質な酸化物半導体層１３は、粒度分布の異なる酸化物半導体粒子を積層させて構成されることが好ましい。この場合、酸化物半導体層１３内で繰り返し光の反射を起こさせることが可能となり、酸化物半導体層１３の外部へ逃がす入射光を少なくして、効率よく光を電子に変換することができる。酸化物半導体層１３の厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。なお、酸化物半導体層１３は、異なる材料からなる複数の酸化物半導体の積層体で構成することもできる。
【００４２】
光増感色素としては、ビピリジン構造、ターピリジン構造などを配位子に含むルテニウム錯体、ポリフィリン、フタロシアニンなどの含金属錯体、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などが挙げられ、これらの中から、用途、使用半導体に適した挙動を示すものを特に限定なく選ぶことができる。具体的には、Ｎ３、Ｎ７１９、Ｎ７４９などを使用することができる。
【００４３】
配線部１７は、第１透明導電膜１２Ａ上に設けられる集電配線１４と、集電配線１４を覆う配線保護層１６とを有している。集電配線１４としては、例えば銀、銅、金、アルミ、ニッケル、チタンなどが挙げられる。配線保護層１６としては、集電配線１４を覆って電解質４０から保護する材料で構成されればよく、配線保護層１６としては、例えば低融点ガラスなどの無機材料、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂や、ポリオレフィン等のホットメルト接着剤等を用いることができる。なお、配線保護層１６は、無機材料の複層構造であっても良いし、無機材料と樹脂材料の複層構造であってもよい。無機材料を複層にする場合、溶融温度の異なる無機材料を用いてもよい。
【００４４】
（対極）  対極２０は、金属基板と、還元反応を促進する触媒層とで構成される。金属基板はその表面上に不動態を形成する基板を用いることが好ましい。不動態を形成する金属基板を構成する金属としては、例えばチタン、ニッケル、ニオブ、アルミニウム、タングステン、ＳＵＳ、白金、モリブデン、などの電解質４０に耐久性を有するもの、すなわち電解質４０に対して耐食性を有するものを用いることができる。金属基板の厚さは、色素増感太陽電池５０のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．００５〜０．１ｍｍとすればよい。触媒層は、白金や炭素系材料（炭素）又は導電性高分子などからなる。ここで、炭素系材料としては、カーボンナノチューブが好適に用いられる。
【００４５】
（封止部）  封止部３０は、作用極１０と対極２０とを連結しており、作用極１０と対極２０との間の電解質４０は、封止部３０によって包囲されることで封止される。封止部３０を構成する材料としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などを含む各種変性ポリオレフィン樹脂や、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体が挙げられる。なお、封止部３０は樹脂のみで構成されてもよいし、樹脂と無機フィラーとで構成されていてもよい。
【００４６】
（電解質）  電解質４０は通常、電解液で構成され、この電解液は例えばＩ−／Ｉ３−などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。酸化還元対としては、例えばＩ−／Ｉ３−のほか、臭素／臭化物イオンなどの対が挙げられる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどを用いることができる。また、電解質４０は、有機溶媒に変えて、イオン液体を用いて良い。また、イオン液体と有機溶媒との混合物からなる電解質でもよい。イオン液体としては、例えば１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド等が好適に用いられる。上記電解質４０には添加剤を加えてもよい。添加剤としては、ヨウ化リチウム、４−ｔｅｒｔブチルピリジン、Ｎ−メチルベンゾイミダゾール、グアニジンチオシアネートなどが挙げられる。さらに電解質４０としては、上記電解質にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化した電解質を用いてもよい。
【００４７】
（接続部）  接続部６０は、上述したように、透明基板１１の上に設けられる第２透明導電膜１２Ｂと、第２透明導電膜１２Ｂの上に設けられる端子部１８とを有している。第２透明導電膜１２Ｂは第１透明導電膜１２Ａと同様の材料を用いることができる。また、端子部１８は、集電配線１４と同様の材料を用いることができる。
【００４８】
次に絶縁短絡防止部１９について説明する。
【００４９】
図１に示すように、色素増感太陽電池５０Ａと接続部６０Ｂの間の絶縁短絡防止部１９は、接続部６０Ｂの第２透明導電膜１２Ｂの上であって、端子部１８よりも色素増感太陽電池５０Ａ側に端子部１８に接触して形成されている。さらに本実施形態において、絶縁短絡防止部１９は、溝７０の一部に入り込んでおり、透明基板１１にも接触している。また、絶縁短絡防止部１９は、端子部１８よりも透明基板１１から離れる方向に向かって突出している。即ち透明導電膜１２の表面から絶縁短絡防止部１９の上端までの厚さは、透明導電膜１２の表面から端子部１８の上端までの厚さよりも厚くなっている。
【００５０】
絶縁短絡防止部１９を構成する材料としては、樹脂材料を含み絶縁性を有していれば特に限定されないが、樹脂材料としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などを含む各種変性ポリオレフィン樹脂や、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体が挙げられる。なお、絶縁短絡防止部１９は樹脂のみで構成されてもよいし、樹脂材料と無機フィラーとで構成されていてもよい。
【００５１】
なお、絶縁短絡防止部１９は、端子部１８の上面の一部を覆っていても良い。この場合、より端子部１８に加わる応力を絶縁短絡防止部１９で緩和することができ、端子部１８が破壊されることを防止することができる。また、絶縁短絡防止部１９は、色素増感太陽電池５０Ａの接続部６０Ｂ側の第１透明導電膜１２Ａの一部を覆っていても良い。
【００５２】
絶縁短絡防止部１９の幅は、特に限定されないが、０．１〜５ｍｍとすることができる。また、第２透明導電膜１２Ｂから絶縁短絡防止部１９の上端までの厚さと、第２透明導電膜１２Ｂから端子部１８の上面までの厚さの差は、５〜５０μmであることが好ましい。
【００５３】
次に、封止部３０、接続部６０及び絶縁短絡防止部１９周辺の平面構造について説明する。図２に示すように、封止部３０は、外側に開口する凹部が設けられており、端子部１８では、封止部３０の凹部内で露出した領域で突出部２３と接続される。このため、封止部３０は、端子部１８以外の部分において色素増感太陽電池５０Ａ側に形成される。これにより、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０同士間の隙間を小さくすることができるので、発電に寄与しないエリアの面積が小さくなり、色素増感太陽電池モジュール１００によれば開口率を高くすることができる。
【００５４】
また、絶縁短絡防止部１９は、端子部１８の色素増感太陽電池５０Ａ側の側面全体を覆うように接着して設けられ、更に上方に延びて形成されている。そして、絶縁短絡防止部１９と封止部３０の凹部とは接着されており、絶縁短絡防止部１９と封止部３０とで端子部１８を包囲している。このため、端子部１８の周囲より異物や水分が端子部１８に侵入することを防止することができる。また、本実施形態においては、絶縁短絡防止部１９は、封止部３０と同一材料からなり、封止部３０と一体化されているので、熱サイクルが加わった場合でも応力が発生せずに絶縁短絡防止部１９の耐久性が向上する。
【００５５】
図１に示すように、色素増感太陽電池５０Ａの突出部２３は、色素増感太陽電池５０Ｂに向かって延びており、色素増感太陽電池５０Ｂの絶縁短絡防止部１９に向かい折れ曲がり、絶縁短絡防止部１９上に接している。更に突出部２３は、端子部１８に向かって折れ曲がり、その先端が端子部１８上に接続されている。ここで、端子部１８は、絶縁短絡防止部１９の直上を通過していれば、絶縁短絡防止部１９から上方に離れていても良い。
【００５６】
次に、色素増感太陽電池モジュール１００全体の底面構造について、図３を用いて説明する。図３に示すように、色素増感太陽電池モジュール１００は、２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂを有している。色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂは直列且つ電気的に接続されている。色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂは、それぞれ複数の色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｄ，５０Ｅ〜５０Ｈを有し、複数の色素増感太陽電池５０同士は、上記の通り接続部６０を介して直列且つ電気的に接続されている。ここで、２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂは、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａにおける色素増感太陽電池５０の配列方向Ｘ１と、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂにおける色素増感太陽電池５０の配列方向Ｘ２とが互いに平行となるように配列されている。
【００５７】
図３に示すように、本実施形態では、それぞれの色素増感太陽電池ごとに４つの突出部２３を有している。
【００５８】
なお、本実施形態では、色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｈは全て同一の構成を有している。すなわち、色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｈにおいて、接続部６０は、上述したとおり、端子部１８を有する（図２、参照。）。そして、図３に示すように、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａにおいて、色素増感太陽電池５０Ａ〜５０Ｄの各々の対極２０における突出部２３は同一方向（色素増感太陽電池５０Ａから色素増感太陽電池５０Ｄに向かう方向、すなわち図３の矢印Ｘ１方向）側に突出している。一方、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂにおいて、色素増感太陽電池５０Ｅ〜５０Ｈの各々の対極２０における突出部２３は同一方向（色素増感太陽電池５０Ｅから色素増感太陽電池５０Ｈに向かう方向、すなわち図５の矢印Ｘ２方向）側に突出している。すなわち、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａにおける対極２０の突出部２３の突出方向と、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂにおける対極２０の突出部２３の突出方向は互いに反対となっている。
【００５９】
このため、隣り合う２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂにおいて、色素増感太陽電池５０Ｅの集電配線１４と一体となっている端子部１８と、色素増感太陽電池５０Ｄの突出部２３とを、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂの配列方向Ｘ３に対して同じ側に配置することが可能となる。このため、色素増感太陽電池５０Ｅのの集電配線１４と一体となっている端子部１８と、色素増感太陽電池５０Ｄの突出部２３とを、受光エリア外で接続させることが可能となる。従って、色素増感太陽電池モジュール１００によれば、一方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂと、他方の色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａとを、開口率を低下させることなく、直列接続させることが可能となる。
【００６０】
具体的には、図３に示すように、色素増感太陽電池５０Ｅの集電配線１４と一体となっている端子部１８に接続端子２５が設けられており、接続端子２５と、色素増感太陽電池５０Ｄの突出部２３とは、透明基板１１の表面に沿って設けられた導電配線１１０を介して接続されている。この導電配線１１０により、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａと色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ｂとが直列に接続される。
【００６１】
導電配線１１０を構成する材料としては、例えば銅、銀、ニッケルなどが用いられる。また導電配線１１０の形状としては、テープ状、ワイヤ状などが挙げられるが、テープ状が、使用時に色素増感太陽電池モジュール１００の厚みを小さくすることができることから好ましく用いられる。
【００６２】
次に、図１に示す色素増感太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。
【００６３】
まず図１に示す１つの透明基板１１の上に、透明導電膜を形成してなる透明導電性基板を用意する。透明導電膜の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis Deposition）及びＣＶＤ法などが用いられる。
【００６４】
次に、レーザ加工又はエッチング等により、溝７０を形成し透明導電膜を、互いに離間した複数の第１透明導電膜１２Ａに分割する。この際、同時に第２透明導電膜１２Ｂも形成する。そして、分割された複数の第１透明導電膜１２Ａの各々の上に酸化物半導体層１３を形成する。酸化物半導体層１３は、酸化物半導体粒子を含む酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、焼成して形成する。
【００６５】
酸化物半導体層形成用ペーストは、酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テルピネオールなどの溶媒を含む。酸化物半導体粒子を構成する酸化物半導体としては、第１実施形態で多孔質の酸化物半導体層１３を形成する酸化物半導体として挙げたものと同様のものを用いることができる。酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、バーコート法などを用いることができる。焼成温度は酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は３５０〜６００℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は１〜５時間である。
【００６６】
次に、第１透明導電膜１２Ａ上及び第２透明導電膜１２Ｂ上に、銀などの導電材料を含むペーストを塗布する。そして、ペーストを焼成して集電配線１４、及び、端子部１８が得られる。
【００６７】
次に、集電配線１４を低融点ガラスフリットなどの配線保護層１６で被覆する（図１参照）。このとき、配線保護層１６は、端子部１８を覆わないようにする。こうして集電配線１４と配線保護層１６とによって配線部１７が得られる。
【００６８】
次に、図４に示すように、端子部１８の上面の露出部分に耐熱部材３１を設ける。
耐熱部材３１としては、封止部３０を形成する際の熱で溶融しないものであれば、いかなるものでも用いることができる。このような耐熱部材３１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂や、アルミ等の金属板を用いることができる。
【００６９】
こうして複数の作用極１０、及び、接続部６０が得られる。
【００７０】
次に、色素増感太陽電池５０の数と同数の封止部３０を準備する。各封止部３０としては、酸化物半導体層１３を包囲する開口が形成されたものを用いる。
【００７１】
そして、図５に示すように、この封止部３０を作用極１０の集電配線１４の上、及び、端子部１８を覆うように接着させる。また、絶縁短絡防止部１９も同時に形成する。具体的には、封止部３０を作用極１０の集電配線１４の上、端子部１８上に形成された耐熱部材３１の上、及び、端子部１８の他方の色素増感太陽電池側（図５の接続部６０Ｂの端子部１８においては、色素増感太陽電池５０Ａ側）の側面を覆うように接着させる。この端子部１８の他方の色素増感太陽電池側の側面を覆う封止部３０が、絶縁短絡防止部１９となる。このとき、同一形状の封止部３０を対極２０の表面に接着させる。封止部３０の集電配線１４又は対極２０への接着は、封止部３０を加熱溶融させることによって行うことができる。
【００７２】
次に、複数の作用極１０の酸化物半導体層１３に光増感色素を担持させる。このためには、作用極１０を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その色素を酸化物半導体層１３に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を酸化物半導体層１３に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させても、光増感色素を酸化物半導体層１３に担持させることが可能である。この場合、上述したとおり、端子部１８は、封止部３０で覆われているため、端子部１８に光増感色素を含有する溶液が接触することを防止でき、この溶液による端子部１８の腐食を防止することができる。
【００７３】
次に、複数の作用極１０の酸化物半導体層１３の上に電解質４０を配置する。電解質４０は、例えばスクリーン印刷等の印刷法によって配置することが可能である。
【００７４】
次に、複数の対極２０を用意し、複数の対極２０の各々を、封止部３０の開口を塞ぐように貼り合わせる。この貼り合わせの際に、貼り合わせの圧力等の条件やそもそもの電解質４０の量によっては、封止部３０で囲まれる範囲外に、電解質４０が飛散する場合がある。電解質４０は、上述したとおり、酸化還元対を含んでおり、電解質４０の飛散によって、端子部１８に電解質４０が付着すると、端子部１８が腐食してしまう。しかし、本製造方法によれば、端子部は１８、封止部３０で覆われているため、電解質４０が飛散しても、端子部１８に電解質４０が付着することが防止され、端子部１８の腐食を防止することができる。対極２０は、上述したように、突出部２３を備える。ここで、突出部２３は、金属基板のみで構成されてよいし、金属基板と触媒層との積層体で構成されてもよい。
【００７５】
次に、突出部２３と端子部１８とを接続させるために、端子部１８の表面を露出させる。このためには、端子部１８の表面の耐熱部材３１、及び、耐熱部材３１の上に設けられた封止部３０を除去する。耐熱部材３１、及び、耐熱部材３１の上に設けられた封止部３０を除去する方法としては、カッター等の刃物で耐熱部材３１の上に設けられた封止部３０に切れ込みを入れて、耐熱部材３１ごと除去すればよい。
【００７６】
本製造方法においては、耐熱部材３１を端子部１８の表面と封止部３０の間に設けているため、耐熱部材３１の上に設けられた封止部３０を耐熱部材ごと、簡易に除去することができる。すなわち、耐熱部材３１を設けていない場合、封止部３０の形成の際の加熱工程で、封止部３０が端子部１８と接着してしまい、封止部３０を端子部１８から除去することが困難となるが、耐熱部材３１は、封止部３０を形成する際の加熱で溶融しないものであるため、端子部１８と接着することがなく、封止部３０を耐熱部材３１ごと簡易に除去することができる。
【００７７】
次に、対極２０の突出部２３を、隣の接続部６０の端子部１８に接続する。端子部１８への突出部２３の接続は、例えば抵抗溶接によって行うことができる。抵抗溶接は、２本の抵抗溶接用電極を突出部２３及び端子部１８又はそのいずれか一方に押し当てて両者間に電流を流すことにより、端子部１８と突出部２３との接触部分で熱を発生させ、この熱により端子部１８及び突出部２３の両方を溶融させて両者を接続させる方法である。このとき、熱は端子部１８と突出部２３の接触部分のみにしか発生しない。また、はんだ等を用いることなく、簡便に接合させることができるとともに、接続強度を向上させることができ、接触抵抗も低下させることができる。さらに、抵抗溶接においては通常、電流を流す時間は短時間（数ミリ秒）であるため、熱が発生する時間も短い。このため、熱が加えられる場所を局所領域に抑えることができる。従って、封止工程の後、対極２０の突出部２３を端子部１８に接合する場合でも、酸化物半導体層１３に担持された光増感色素の劣化を十分に抑制することができる。
【００７８】
また対極２０の突出部２３と端子部１８とを抵抗溶接により接続する際には、抵抗溶接を、端子部１８と突出部２３とを接触させた状態で、２つの抵抗溶接用の電極を、突出部２３のうち端子部１８と反対側の表面に当接させることによって行うことが好ましい。
この場合、突出部２３と端子部１８とを抵抗溶接により接続する際に、２つの抵抗溶接用電極を端子部１８及び突出部２３の作用極１０側の表面に押し当てずに済む。このため、突出部２３の作用極１０側の表面に、抵抗溶接用電極の溶着による不純物が残ることを防止できるという利点が得られる。また、端子部１８に抵抗溶接用電極を押し当てずに済むので、溶接に必要なスペースを小さくすることができる。
【００７９】
また、抵抗溶接は１〜２０ミリ秒行うことが好ましく、１〜７ミリ秒行うことがより好ましい。この場合、突出部２３と端子部１８との接続強度をより十分に向上させることができると共に、合金部の厚さが適度になり、端子部１８と突出部２３との間の抵抗をより十分に低くすることができる。
【００８０】
対極２０の厚さは特に制限されるものではないが、１０〜２００μｍであることが好ましく、対極２０の厚さが１０μｍ以上であると、１０μｍ未満である場合に比べて強度がより大きくなり、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、対極２０の厚さが、２００μｍ以下であると、２００μｍを超える場合に比べて、より短時間で対極２０の突出部２３とランド部１４ｃとを接続できる。また対極２０に可撓性を持たせることもできる。
【００８１】
端子部１８の厚さも特に制限されるものではないが、０．１〜５０μｍであることが好ましい。この場合、端子部１８の厚さが０．１μｍ以上であると、０．１μｍ未満である場合に比べて強度がより大きくなり、抵抗溶接に際して変形しにくくなる。一方、端子部１８の厚さが、５０μｍ以下であると、５０μｍを超える場合に比べてより短時間で対極２０の突出部２３と端子部１８とを接続できる。
【００８２】
こうして色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂが得られる。
【００８３】
次に、図３に示すように、色素増感太陽電池５０Ａ，５０Ｅの集電配線１４と一体となっている端子部１８にそれぞれ接続端子２５を接続する。接続端子２５は、銀，銅，ニッケルなどの部材を抵抗溶接法などの方法を用いて端子部１８に接続することができる。
【００８４】
次に、導電配線１１０を接続端子２５に接続する。導電配線１１０は、例えば抵抗溶接によって接続端子２５と接続することができる。なお、導電配線１１０は、集電配線１４を形成する際に、集電配線１４と同様の材料を用い、スクリーン印刷法で集電配線１４と同時に形成されてもよい。
【００８５】
以上のようにして色素増感太陽電池モジュール１００が得られる。
【００８６】
この色素増感太陽電池モジュール１００によれば、接続部６０Ｂが、第２透明導電膜１２Ｂ上に設けられる端子部１８を有し、第２透明導電膜１２Ｂ上であって端子部１８よりも色素増感太陽電池５０Ａ側には、端子部１８に隣接して形成された樹脂材料を含む絶縁短絡防止部１９が設けられ、色素増感太陽電池５０Ａの第２電極２０と端子部１８が、絶縁短絡防止部１９の直上を通過し色素増感太陽電池の第２電極２０から端子部１８に延びる接続部材である突出部２３を介して電気的に接続されているため、接続部材と第１透明導電膜１２Ａとの短絡が防止される。具体的には、外力などの原因により、接続部材が第１透明導電膜１２Ａ側に変形したり封止部３０に接続部材と第１透明導電膜１２Ａとが短絡する方向に力が加わっても、接続部６０Ｂの端子部１８と色素増感太陽電池５０Ａとの間において接続部材の直下に絶縁短絡防止部１９が設けられているため、接続部材と第１透明導電膜１２Ａとの距離が一定間隔以上になるように保持される。このため、第１透明導電膜１２Ａに接続部材が接触しにくく、短絡が防止される。また、絶縁短絡防止部１９は端子部１８と隣接して形成され更に樹脂材料を含んでいるため、外力が加わった際に、端子部１８に加わる応力を絶縁短絡防止部１９で緩和することができ、接続部材と端子部１８とが剥離したり端子部１８や接続部材が破壊されることを防止することができる。従って、この色素増感太陽電池モジュール１００は接続信頼性が向上する。
【００８７】
また、絶縁短絡防止部１９は、端子部１８よりも透明基板１１から離れる方向に向かって突出している。この場合、絶縁短絡防止部１９は、端子部１８よりも透明基板１１から離れる方向に向かって突出しているため、接続部材と色素増感太陽電池５０Ａの第１透明導電膜１２Ａとの距離がより広い間隔になるように保持される。このため、色素増感太陽電池５０Ａの第１透明導電膜１２Ａに接続部材がより接触しにくくなり、短絡がより防止される。また、接続部材に対し第１透明導電膜１２Ａ方向に外力が加わった場合には、絶縁短絡防止部１９の方が、端子部１８よりも透明基板１１から離れる方向に向かって突出しているので、まずは絶縁短絡防止部１９に外力が加わり応力を緩和するので、端子部１８と接続部材の接続部分に加わる応力が弱くなる。このため、接続部材と端子部１８とが剥離したり端子部１８が破壊されることをより防止することができる。
【００８８】
また、接続部材は、色素増感太陽電池５０Ａの第２電極２０から接続部６０Ｂの端子部１８側に引出された突出部２３である。この場合、端子部１８と第２電極２０との間に他の部材を用いる必要がなくなるため、接続箇所が減少し、接続信頼性がより向上する。また、接続箇所が少ないため、接続抵抗も低くなる。
【００８９】
また、この色素増感太陽電池モジュール１００は、色素増感太陽電池５０を少なくとも２以上有し、透明基板１１は、少なくとも２以上の色素増感太陽電池５０の共通の透明基板１１とされており、一方の色素増感太陽電池５０Ｂの第１透明導電膜１２Ａと接続部６０Ｂの第２透明導電膜１２Ｂは電気的に接続され一体となっており、他方の色素増感太陽電池５０Ａの第２電極２０と端子部１８が接続部材２３を介して電気的に接続されており、第２透明導電膜１２Ｂ上であって、一方の色素増感太陽電池５０Ｂの封止部３０よりも他方の色素増感太陽電池５０Ａ側に端子部１８が設けられており、、第２透明導電膜１２Ｂ上であって端子部１８よりも更に他方の色素増感太陽電池５０Ａ側に、絶縁短絡防止部１９が設けられている。この場合、２以上の色素増感太陽電池５０を接続部６０を介して電気的に直列接続しても、接続信頼性が向上する。
【００９０】
また、端子部１８は、隣接する絶縁短絡防止部１９と一方の色素増感太陽電池５０Ｂの封止部３０とで、密着して包囲されている。この場合、端子部１８は、隣接する絶縁短絡防止部１９と一方の色素増感太陽電池５０Ｂの封止部３０とで、接着して包囲されているので、端子部１８の周囲より異物や水分が端子部に浸入することを防止することができる。
【００９１】
絶縁短絡防止部１９は、一方の色素増感太陽電池５０Ｂの封止部３０と同一材料からなり、封止部３０と一体化されている。この場合、封止部３０と絶縁短絡防止部１９とが同一材料であるので、熱膨張係数も同一のため、色素増感太陽電池モジュール１００に熱サイクルが加わった場合であっても、封止部３０と絶縁短絡防止部１９の接着部において、熱サイクルによる応力が発生しない。従って、絶縁短絡防止部１９の耐久性が向上する。
【００９２】
＜第２実施形態＞  次に、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９３】
図６は、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第２実施形態を示す断面図である。本実施形態の色素増感太陽電池モジュール２００は、対極が第１実施形態の色素増感太陽電池モジュール１００と相違する。
【００９４】
すなわち、本実施形態の色素増感太陽電池モジュール２００において、対極２２０は、金属基板及び触媒層に加えて、金属基板のうち作用極１０と反対側の表面に設けられる導電板２３０を更に有している。この導電板２３０は、金属基板よりも低い抵抗を有する金属からなる。このような金属は、金属基板よりも低い抵抗を有する金属であればよく、このような金属としては、例えば銅が用いられる。そして、導電板２３０の端部が突出部２３として、接続部６０における端子部１８に接続されている。
【００９５】
この場合、端子部１８から流れ込む電子を、金属基板より抵抗の低い導電板２３０を通して電解質４０に近づけることが可能となるため、導電板２３０から電解質４０までの抵抗を小さくすることも可能となる。
【００９６】
このとき、対極２２０の突出部２３と端子部１８との接続は、第１実施形態と同様に、抵抗溶接により行う。また対極２２０を作製する際には、導電板２３０と、金属基板とを抵抗溶接によって接合する。具体的にはまず、導電板２３０のうち端子部１８と反対側の表面に、２つの抵抗溶接用電極の両方を押し当て、２つの抵抗溶接用電極間に電圧を印加すればよい。このとき、抵抗溶接は、第１実施形態と同様に行えばよい。
【００９７】
このように対極２２０の金属基板に導電板２３０を形成する場合でも、酸化物半導体層１３に担持された光増感色素や封止部３０の劣化を十分に抑制することができる。さらに得られる色素増感太陽電池モジュール２００の導電性及び接続信頼性をより向上させることができる。
【００９８】
上記色素増感太陽電池モジュール２００によれば、色素増感太陽電池モジュール１００と同様に、接続部６０Ｂの第２透明導電膜１２Ｂ上であって、端子部１８よりも更に色素増感太陽電池５０Ａ側に、端子部１８と隣接して絶縁短絡防止部１９が設けられているため、接続部材である突出部２３と色素増感太陽電池５０Ａの第１透明導電膜１２Ａとの短絡が防止される。また、端子部１８と隣接して絶縁短絡防止部１９が設けられており、絶縁短絡防止部１９が樹脂を含んでいるため、外力が加わった際に、端子部１８に加わる応力を絶縁短絡防止部１９で緩和することができ、突出部２３と端子部１８が剥離したり、端子部１８が破壊されることを防止することができる。従って、接続信頼性が向上する。
【００９９】
＜第３実施形態＞  次に、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態や第２実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１００】
図７は、本発明の色素増感太陽電池モジュールの第３実施形態を示す断面図である。図８は、図７の色素増感太陽電池モジュールの裏面を示す裏面図である。
【０１０１】
本実施形態の色素増感太陽電池モジュール３００は、接続部６０の第２透明導電膜１２Ｂの構造、色素増感太陽電池５０の数、絶縁短絡防止部１９周辺部、及び、色素増感太陽電池５０の構造が第１実施形態及び第２実施形態と相違する。
【０１０２】
図７に示すように、本実施形態の色素増感太陽電池モジュール３００は、色素増感太陽電池５０を１つのみ有しており、接続部６０の第２透明導電膜１２Ｂは、色素増感太陽電池５０の第１透明導電膜１２Ａに電気的に接続されていない。また、絶縁短絡防止部１９と第２透明導電膜１２Ｂとの間に無機絶縁材９０が設けられている。そして、色素増感太陽電池５０の封止部３０は、絶縁短絡防止部１９側に延出し、絶縁短絡防止部１９と密着している。また、色素増感太陽電池５０の対極３２０は、金属基板及び触媒層に加えて、金属基板のうち作用極３１０と反対側の表面に設けられる導電材３３０を更に有している。
【０１０３】
本実施形態においても、接続部６０は、第２透明導電膜１２Ｂと第２透明導電膜１２Ｂ上に設けられる端子部１８を有しており、端子部１８は接続部材２３を介して色素増感太陽電池５０の対極３２０と電気的に接続されている。そして、第２透明導電膜１２Ｂ上であって端子部１８よりも色素増感太陽電池５０側には、端子部１８に隣接して形成された絶縁短絡防止部１９が設けられており、接続部材である突出部２３は、絶縁短絡防止部１９の直上を通過している。
【０１０４】
図８に示すように、接続部６０の第２透明導電膜１２Ｂは色素増感太陽電池５０とは反対側へ延出しており、この延出部分に、外部と電流を取りだすための外部接続用端子８０が設けられている。これにより、色素増感太陽電池５０の対極３２０は、接続部６０を介して外部接続用端子８０と接続されるので、外部と電流のやり取りをすることが可能となる。
【０１０５】
同様に色素増感太陽電池５０の第１透明導電膜１２Ａについても、第２透明導電膜１２Ｂと同様に、封止部３０の外側において、接続部６０の第２透明導電膜１２Ｂの延出している部分と隣り合うように同一方向に延出し、この延出部分に外部に電流を取り出すための外部接続用端子８０が設けられている。
【０１０６】
したがって、外部接続用端子８０同士は透明導電膜１２上で隣り合って配置される。この場合、外部接続用端子８０から電流を外部に取り出すためのコネクタの数を１つにすることが可能となる。言い換えると、外部接続用端子８０から電流を外部に取り出すためのコネクタを一体化することが可能となる。このため、省スペース化を図ることができる。
【０１０７】
本実施形態の色素増感太陽電池モジュール３００は、色素増感太陽電池５０を１つのみ有している。色素増感太陽電池５０を１つのみ有している場合でも、接続部６０が設けられており、上述したように、接続部６０を介して色素増感太陽電池５０の対極３２０と外部接続用端子８０とは電気的に接続される。色素増感太陽電池５０を１つしか有しない場合、色素増感太陽電池同士の間の発電に寄与しないスペースがなくなり、発電面積を拡大することができる。
【０１０８】
本実施形態の色素増感太陽電池モジュール３００は、絶縁短絡防止部１９と第２透明導電膜１２Ｂとの間に無機絶縁材９０が設けられている。無機絶縁材９０は、接続部材である突出部２３の直下において絶縁短絡防止部１９と第２透明導電膜１２Ｂとの間から色素増感太陽電池５０側に延出し、溝７０に入り込んでいる。さらに、無機絶縁材は、接続部材である突出部２３の直下において溝７０を乗り越え、第１透明導電膜１２Ａの表面も覆い、封止部３０と第１透明導電膜１２Ａの間に入り込んでいる。言い換えると、無機絶縁材９０は、接続部材である突出部２３の直下において、絶縁短絡防止部１９に重なる位置から封止部３０に重なる位置まで連続的に形成されている。
【０１０９】
なお、図示はしていないが、無機絶縁材９０は、接続部材である突出部２３の直下だけでなく、封止部３０の全周において、封止部３０と第１透明導電膜１２Ａの間に入り込んでおり、溝７０のすべてに入り込んでいる。これにより、異物や水分等が入り込むことを防止することができる。
【０１１０】
また、無機絶縁材９０は、第１透明導電膜１２Ａの封止部の外側の表面及び第２透明導電膜１２Ｂの表面のうち、端子部１８及び外部接続用端子８０が設けられる部分以外の表面を覆っていてもよい。この場合、第１透明導電膜１２Ａの封止部の外側の表面及び第２透明導電膜１２Ｂの表面に異物や水分が入り込むことを防止することができる。
【０１１１】
本実施形態の色素増感太陽電池５０の封止部３０は、接続部材である突出部２３の直下において無機絶縁材９０上を絶縁短絡防止部１９側に延出し、絶縁短絡防止部１９と密着している。本実施形態において、絶縁短絡防止部１９と封止部３０とは同一材料からなり一体化されている。
【０１１２】
本実施形態の色素増感太陽電池５０の対極３２０は、金属基板及び触媒層に加えて、金属基板のうち作用極１０と反対側の表面に設けられる導電材３３０を更に有している。この導電材３３０は、金属粒子とバインダ樹脂とを含んでいる。このような金属粒子としては、例えば銀が用いられる。バインダ樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びセルロース樹脂が挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。そして、導電材３３０の端部が突出部２３として、接続部６０における端子部１８に接続されている。
【０１１３】
導電材３３０は、金属粒子、バインダ樹脂及び有機溶媒を含む導電ペーストを対極３２０の金属基板のうち作用極３１０と反対側の表面から端子部１８の上面にわたって塗布して乾燥させ、硬化させることによって得ることができる。このように導電材３３０を用いることで、簡便に対極３２０と端子部１８を接続させることができる。
【０１１４】
上記色素増感太陽電池モジュール３００によれば、色素増感太陽電池モジュール１００と同様に、接続部６０の第２透明導電膜１２Ｂ上であって、端子部１８よりも更に色素増感太陽電池５０側に、端子部１８と隣接して絶縁短絡防止部１９が設けられているため、接続部材である突出部２３と色素増感太陽電池５０の第１透明導電膜１２Ａとの短絡が防止される。また、端子部１８と隣接して絶縁短絡防止部１９が設けられており、絶縁短絡防止部１９が樹脂を含んでいるため、外力が加わった際に、端子部１８に加わる応力を絶縁短絡防止部１９で緩和することができ、接続部材である突出部２３と端子部１８が剥離したり、端子部１８が破壊されることを防止することができる。従って、接続信頼性が向上する。
【０１１５】
また、絶縁短絡防止部１９と第２透明導電膜１２Ｂとの間には、無機絶縁材９０が形成されている。この場合、より大きな応力が加わっても、絶縁短絡防止部１９よりも固い無機絶縁材９０があることで、より第１透明導電膜１２Ａに接続部材が接触しにくく短絡が防止される。
【０１１６】
また、無機絶縁材９０は、接続部材である突出部２３の直下において絶縁短絡防止部１９と第２透明導電膜１２Ｂとの間から色素増感太陽電池５０側に延出し、溝７０に入り込んでいる。この場合、第２透明導電膜１２Ｂと接続部材との接触も防止される。また、溝７０に異物や水分等が混入し異物や水分等と接続部材が接触し、短絡してしまうことも防止される。
【０１１７】
また、無機絶縁材９０は、接続部材である突出部２３の直下において封止部３０と第１透明導電膜１２Ａの間に入り込んでいる。この場合、接続部材である突出部２３の直下において第１透明導電膜１２Ａの表面も無機絶縁材９０で覆われているので、より第１透明導電膜１２Ａに接続部材が接触しにくく短絡が防止される。また、封止部３０と第１透明導電膜１２Ａの間に無機絶縁材９０が入り込んでいることで、封止部３０の外側で第１透明導電膜１２Ａまで繋がる隙間をなくすることができるため、異物や水分等が隙間に侵入し、異物や水分を介して接続部材と第１透明導電膜１２Ａが短絡することを防止することができる。
【０１１８】
また、封止部３０は、樹脂材料を含み、接続部材である突出部２３の直下において絶縁短絡防止部１９側に絶縁短絡防止部１９と密着するまで延出している。この場合、接続部材である突出部２３の直下であって第１透明導電膜１２Ａの上には、樹脂材料を含む封止部３０が存在するので、より第１透明導電膜１２Ａに接続部材が接触しにくく、短絡が防止される。また、封止部３０が樹脂材料を含んでいるため、封止部３０においても応力を緩和することができ、より接続部材と端子部１８とが剥離したり端子部１８や接続部材が破壊されることを防止することができる。
【０１１９】
また、絶縁短絡防止部１９は、封止部３０と同一材料からなり、封止部と一体化されている。この場合、封止部３０と絶縁短絡防止部１９との熱膨張係数が同一になり、色素増感太陽電池モジュール３００に熱サイクルが加わった場合であっても、封止部３０と絶縁短絡防止部１９の接着部において、熱サイクルによる応力が発生しない。従って、絶縁短絡防止部１９の耐久性が向上する。
【０１２０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記第１、第２、及び、第３実施形態では、酸化物半導体層１３は、第１透明導電膜１２Ａの上に設けられているが、金属基板の上に設けられてもよい。この場合、酸化物半導体層１３と金属基板とで作用極１０が構成され、透明基板１１と第１透明導電膜１２Ａとで対極２０が構成される。
【０１２１】
また例えば上記第１、第２及び第３実施形態では、絶縁短絡防止部１９と端子部１８とは、接触しているが、接触していなくてもよい。また、上記第１、第２及び第３実施形態では、第１透明導電膜１２Ｂの表面から絶縁短絡防止部１９の上端までの厚さは、第１透明導電膜１２Ｂの表面から端子部１８の上端までの厚さよりも厚くなっているが、第１透明導電膜１２Ｂの表面から端子部１８の上端までの厚さの方が厚くてもよい。
【０１２２】
また例えば上記第１及び第２実施形態では、色素増感太陽電池５０Ａの対極２０の突出部２３が、接続部６０Ｂの端子部１８に接続されているが、突出部２３は、インサート材を介して接続部６０Ｂの端子部１８に接続されてもよい。ここで、インサート材としては、対極２０の突出部２３及び端子部１８よりも低い抵抗を有するものを用いることが好ましい。この場合、抵抗溶接によって突出部２３と端子部１８とを接続する際、突出部２３とインサート材とが接合しやすく、インサート材と端子部１８とが接合しやすくなる。
【０１２３】
また例えば上記第１、第２及び第３実施形態では、接続部材として対極の突出部２３を用いているが、リード線等の他部材を用いて対極と端子部１８とを接続してもよい。
【０１２４】
また上記第１実施形態では、色素増感太陽電池モジュール１００は、２つの色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂを有しているが、２つに限られず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また上記第１実施形態では、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂがそれぞれ色素増感太陽電池５０を４つ備えているが、色素増感太陽電池５０の数は４つに限られず、第３実施形態のように１つでも良いし、複数の場合いかなる数であってもよい。
【０１２５】
さらに、上記第１実施形態では、色素増感太陽電池モジュールユニット１００Ａ，１００Ｂの各々において、色素増感太陽電池５０の突出部２３の本体部に対する突出方向が同じとなっているが、同じである必要はなく、互いに異なるものであってもよい。
【０１２６】
さらに、上記第１及び第２実施形態では、色素増感太陽電池５０は、配線部１７を有しているが、配線部１７を有さなくてもよい。また、端子部１８は、集電配線１４と一体化されているが、端子部１８は、集電配線１４と一体化されていなくてもよい。すなわち、集電配線１４は配線保護層１６で完全に覆われており、集電配線１４と端子部１８とは接続されていなくてもよい。この場合も、集電配線１４の形成と同時に端子部１８を形成することができる。
【０１２７】
また上記第１実施形態では、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０Ａの対極２０の接続部６０Ｂ側の一部から引出される突出部２３と、接続部６０Ｂの端子部１８とが接続されているが、隣り合う２つの色素増感太陽電池５０のうち一方の色素増感太陽電池５０Ａの対極２０の接続部６０Ｂ側の全部から突出する突出部２３と、接続部６０Ｂの端子部１８とが、接続されていてもよい。
【０１２８】
また上記第１実施形態では、色素増感太陽電池５０Ａの対極２０が突出部２３を有し、この突出部２３が、隣接する色素増感太陽電池５０Ｂの封止部３０によって形成された凹部まで延設され、端子部１８と接続されているが、色素増感太陽電池５０Ａが封止部３０によって形成された凹部を有し、接続部６０Ｂの第２透明導電膜１２Ｂ及び端子部１８が、この凹部まで延設され、対極２０の突出部２３と端子部１８とが接続されてもよい。この場合、突出部２３は、例えば、色素増感太陽電池５０Ａに形成された凹部に対応する箇所の対極２０の縁部に２つの切り込みを入れて突出部２３を形成する。そして、この２つの切込みによって、突出部２３が垂れ下がることが可能となり、この垂れ下がった突出部２３と凹部にまで延設された端子部１８とを接続することができる。
【０１２９】
また上記第１及び第２実施形態においても、第３実施形態のように、絶縁短絡防止部１９と第２透明導電膜１２Ｂとの間には、無機絶縁材９０を形成しても良い。この場合、無機絶縁材９０は配線保護層１６と同一材料からなり一体化されていてもよい。同様に封止部３０を絶縁乱落防止部１９側に延出させてもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１０，３１０…作用極、１１…透明基板、１２Ａ…第１透明導電膜、１２Ｂ…第２透明導電膜、１３…酸化物半導体層、１４…集電配線、１５…透明導電性基板（第１電極）、１８…端子部、１９…絶縁短絡防止部、２０，２２０,３２０…対極（第２電極）、２３…突出部（接続部材）、４０…電解質、３０…封止部、５０，５０Ａ〜５０Ｈ…色素増感太陽電池、７０…溝、８０…、９０…無機絶縁材、１００，２００，３００…色素増感太陽電池モジュール、１００Ａ，１００Ｂ…色素増感太陽電池モジュールユニット、２３０…導電板、３３０…導電材。
【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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