(57)【要約】  本発明は、互いに対向する一対の電極と、一対の電極間に配置される電解質と、一対の電極を連結し、電解質の周囲に設けられる封止部とを備えており、封止部が、電極側から平面視した場合に少なくとも１つの角部を有しており、角部における一対の電極の少なくとも一方との第１接触面は、湾曲している湾曲線を電解質側に含有する第１湾曲線含有面を有する光電変換素子である。
2013031933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の電極と、
前記一対の電極間に配置される電解質と、
前記一対の電極を連結し、前記電解質の周囲に設けられる封止部とを備えており、
前記封止部が、前記電極側から前記封止部を平面視した場合に少なくとも１つの角部を有しており、
前記角部における前記一対の電極の少なくとも一方との第１接触面は、湾曲している湾曲線を前記電解質側に含有する第１湾曲線含有面を有する光電変換素子。
【請求項２】
前記封止部が、前記第１湾曲線含有面を有する第１封止部と、
前記角部における前記一対の電極の少なくとも一方との第１接触面に含まれ、前記第１封止部の前記第１湾曲線含有面である第１面に対し、前記電解質と反対側に配される第２面を有する第２封止部とを有する、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記第２封止部の前記第２面と前記第１面との境界線の曲率半径が、前記第１封止部の湾曲線の曲率半径よりも小さい、請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記第１面と前記第２面との前記境界線が、湾曲している湾曲線である、請求項３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記第１封止部の融点が、前記第２封止部の融点よりも低い、請求項２〜４のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記第１封止部が樹脂材料からなり、前記第２封止部が無機材料からなる、請求項２〜５のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記一対の電極のうちの一方の電極が、導電性基板と、前記導電性基板上に設けられる酸化物半導体層と、前記導電性基板上に前記酸化物半導体層を包囲するように設けられる配線部とを有し、
前記配線部が、複数本の線状部分同士を連結させる連結部を有し、
前記連結部と前記導電性基板との第２接触面が、前記酸化物半導体層に対向する縁部に湾曲線を含有する第２湾曲線含有面を有し、
前記配線部が、
前記導電性基板上に設けられる集電配線と、
前記集電配線を被覆して保護する配線保護層とを有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【請求項８】
前記配線保護層が、前記第２湾曲線含有面を有する第１配線保護層と、
前記連結部と前記導電性基板との第２接触面に含まれ、前記第１配線保護層の前記第２湾曲線含有面である第３面と前記集電配線との間に配される第４面を有する第２配線保護層とを有する、請求項７に記載の光電変換素子。
【請求項９】
前記第２配線保護層の前記第４面と前記第３面との境界線の曲率半径が、前記第１配線保護層の前記湾曲線の曲率半径よりも小さい、請求項８に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
前記第３面と前記第４面との前記境界線が、湾曲している湾曲線である、請求項９に記載の光電変換素子。
【請求項１１】
前記第１配線保護層の融点が、前記第２配線保護層の融点よりも低い、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【請求項１２】
前記第１配線保護層が樹脂材料からなり、前記第２配線保護層が無機材料からなる、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子として、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感太陽電池が注目されており、色素増感太陽電池に関して種々の開発が行われている。【０００３】
色素増感太陽電池は一般に、多孔質酸化物半導体層を有する作用極と、対極と、これらの間に配置される電解質と、作用極と対極とを連結し、電解質の周囲に設けられる封止部とを備えている。【０００４】
このような色素増感太陽電池として、下記特許文献１に記載の色素増感太陽電池が知られている。この色素増感太陽電池においては、作用極の主面に対して垂直な方向から作用極を見た際の、複数の角部を有する封止部（光硬化性樹脂）のパターンが記載されており、封止部における複数の角部の各々は、直交する２本の直線状部分を連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４０４３２号公報（段落０１３７、０１４０、図１１及び図１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献１に記載の色素増感太陽電池は、以下の課題を有していた。【０００７】
すなわち、上記特許文献１に記載の色素増感太陽電池においては、電解質の漏洩抑制の点で改善の余地があった。【０００８】
従って、電解質の漏洩を十分に抑制でき、優れた耐久性を有する色素増感太陽電池が望まれていた。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐久性を有する光電変換素子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】
【００１０】
本発明者は、上記特許文献１において電解質の漏洩を抑制する点で改善の余地がある理由について検討した。その結果、特許文献１に記載の色素増感太陽電池においては、以下の理由により、電解質の漏洩が起こり易いのではないかと考えた。すなわち、特許文献１に記載の色素増感太陽電池においては通常、作用極又は対極と、封止部との線膨張係数が異なる。このため、色素増感太陽電池の周囲の温度変化により作用極又は対極が熱収縮すると、その作用極又は対極と封止部の角部との接触面に応力が集中する。ここで、特許文献１に記載の色素増感太陽電池においては、接触面における電解質側の部分は点になっている。このため、その点に特に応力が集中する。その結果、接触面における電解質側の点を起点として角部にクラックが生じやすくなり、クラックを通じて電解質が漏洩し、耐久性が十分ではなくなる。そこで、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、封止部の角部と作用極又は対極との接触面が、電解質側に、湾曲する湾曲線を含有するようにすることで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１１】
即ち本発明は、互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極間に配置される電解質と、前記一対の電極を連結し、前記電解質の周囲に設けられる封止部とを備えており、前記封止部が、前記電極側から前記封止部を平面視した場合に少なくとも１つの角部を有しており、前記角部における前記一対の電極の少なくとも一方との第１接触面は、湾曲している湾曲線を前記電解質側に含有する第１湾曲線含有面を有する光電変換素子である。【００１２】
この光電変換素子によれば、封止部における角部は、一対の電極の少なくとも一方との第１接触面において、電解質側に湾曲線を含有する第１湾曲線含有面を有する。このため、光電変換素子の周囲の温度変化によって、封止部に応力が生じて角部に応力が集中すると、角部における一対の電極の少なくとも一方との第１接触面の第１湾曲線含有面の湾曲線に応力が集中しても、湾曲線は、全体で応力を受ける。このため、第１湾曲線含有面は、湾曲線上の各点に加わる応力を十分に分散させることができる。すなわち、第１湾曲線含有面は、電解質側において、点で応力を受けず、線で応力を受けるため、湾曲線における各点ごとの応力が小さくなり、湾曲線上の点を起点としたクラックが生じにくくなる。その結果、湾曲線上の点を起点として生じたクラックを通じて電解質が漏洩することが十分に抑制される。従って、本発明の光電変換素子は、優れた耐久性を有することが可能となる。【００１３】
上記光電変換素子において、前記封止部が、前記第１湾曲線含有面を有する第１封止部と、前記角部における前記一対の電極の少なくとも一方との第１接触面に含まれ、前記第１封止部の前記第１湾曲線含有面である第１面に対し、前記電解質と反対側に配される第２面を有する第２封止部とを有することが好ましい。【００１４】
このような構成を有する光電変換素子においては、角部における一対の電極の少なくとも一方との第１接触面が、第１湾曲線含有面である第１面のみならずその第１面に対し電解質と反対側（外側）に配される第２面をも有する。このため、万一封止部の角部のうち第１封止部にクラックが生じても、そのクラックを通じて漏洩する電解質を第２封止部で阻止することが可能となる。【００１５】
上記光電変換素子は、前記第２封止部の前記第２面と前記第１面との境界線の曲率半径が、前記第１封止部の湾曲線の曲率半径よりも小さい場合に特に有効である。【００１６】
この場合、第２封止部の第２面と第１面との境界線近傍で生じる応力が、第１封止部の角部の第１面全体で分散され、第１面と第２面との境界線近傍でクラックの発生を抑制する効果が高くなる。【００１７】
上記光電変換素子において、前記第１面と前記第２面との前記境界線が、湾曲している湾曲線であることが好ましい。【００１８】
このような構成を有する光電変換素子においては、第１封止部の第１面だけでなく、第２封止部の第２面も電解質側に湾曲線を有することになる。このため、第１封止部の第１面の湾曲線にクラックが生じ、第２面の湾曲線に応力が集中することになっても、第１面と第２面との境界線にて応力を十分に分散することができる。このため、第１面と第２面との境界線上の点を起点としたクラックの発生が十分に抑制される。【００１９】
上記光電変換素子においては、前記第１封止部の融点が、前記第２封止部の融点よりも低いことが好ましい。【００２０】
このような構成を有する光電変換素子においては、封止部の角部に応力が集中した場合、第１封止部と第２封止部とでは、第２封止部の方が第１封止部よりも周長が長いために温度変化が生じる環境下での膨張量の絶対値が大きくなり、第１封止部の方が第２封止部よりも応力が集中し易い。その点、第１封止部の融点が第２封止部の融点よりも低いと、第１封止部の方が第２封止部よりも軟らかくなる。このため、封止部の角部のうち第１封止部に応力が集中しても、その応力が第１封止部によって十分に緩和される。【００２１】
上記光電変換素子において、前記第１封止部が樹脂材料からなり、前記第２封止部が無機材料からなることが好ましい。【００２２】
このような構成を有する光電変換素子においては、封止部の角部に応力が集中した場合、第１封止部と第２封止部とでは通常、第１封止部の方が第２封止部よりも応力が集中し易い。その点、第１封止部が樹脂材料からなり、第２封止部が無機材料からなると、第１封止部の方が第２封止部よりも軟らかくなる。このため、封止部の角部のうち第１封止部に応力が集中しても、その応力が第１封止部によって、より十分に緩和される。加えて、封止部の一部である第２封止部を樹脂材料よりも高い封止能を有する無機材料が占めるため、電解質の漏洩がより十分に抑制される。【００２３】
上記光電変換素子において、前記一対の電極のうちの一方の電極が、導電性基板と、前記導電性基板上に設けられる酸化物半導体層と、前記導電性基板上に前記酸化物半導体層を包囲するように設けられる配線部とを有し、前記配線部が、複数本の線状部分同士を連結させる連結部を有し、前記連結部と前記導電性基板との第２接触面が、前記酸化物半導体層に対向する縁部に湾曲線を含有する第２湾曲線含有面を有し、前記配線部が、前記導電性基板上に設けられる集電配線と、前記集電配線を被覆して保護する配線保護層とを有することが好ましい。【００２４】
この光電変換素子によれば、配線部の連結部は、導電性基板との第２接触面において、酸化物半導体層に対向する縁部に湾曲線を含有する第２湾曲線含有面を有する。このため、光電変換素子の周囲の温度変化によって、配線部に応力が生じて連結部に応力が集中し、連結部における導電性基板との第２接触面のうち第２湾曲線含有面に応力が集中しても、第２湾曲線含有面のうち酸化物半導体層に対向する縁部は、湾曲線全体で応力を受けるため、湾曲線上の各点に加わる応力を十分に分散させることができる。すなわち、第２湾曲線含有面は、酸化物半導体層に対向する縁部において、点で応力を受けず、線で応力を受ける。このため、湾曲線における各点ごとの応力が小さくなり、連結部の湾曲線上の点を起点としたクラックが生じにくくなる。その結果、湾曲線上の点を起点として生じたクラックを通じて電解質が侵入し、配線部内の集電配線が腐食されることが十分に抑制される。このため、本発明の光電変換素子は、より優れた耐久性を有することが可能となる。【００２５】
上記光電変換素子において、前記配線保護層が、前記第２湾曲線含有面を有する第１配線保護層と、前記連結部と前記導電性基板との第２接触面に含まれ、前記第１配線保護層の前記第２湾曲線含有面である第３面と前記集電配線との間に配される第４面を有する第２配線保護層とを有することが好ましい。【００２６】
このような構成を有する光電変換素子によれば、万一第１配線保護層の第３面にクラックが生じても、そのクラックを第４面で阻止することが可能となる。このため、第３面におけるクラックを通じた電解質の侵入を第２配線保護層にて阻止することが可能となる。【００２７】
上記光電変換素子において、前記第２配線保護層の前記第４面と前記第３面との境界線の曲率半径が、前記第１配線保護層の前記湾曲線の曲率半径よりも小さいことが好ましい。【００２８】
この場合、第２配線保護層の第４面と第１配線保護層の第３面との境界線近傍で生じる応力が、第１配線保護層の第３面全体で分散され、第３面と第４面との境界線近傍でクラックの発生を抑制する効果が高くなる。【００２９】
上記光電変換素子において、前記第３面と前記第４面との前記境界線が、湾曲している湾曲線であることが好ましい。【００３０】
このような構成を有する光電変換素子においては、第１配線保護層の第３面だけでなく、第２配線保護層の第４面も湾曲線を有することになる。このため、第１配線保護層の第３面の湾曲線にクラックが生じ、第３面と第４面との境界線に応力が集中することになっても、その境界線にて応力を十分に分散することができる。このため、第３面と第４面との境界線上の点を起点としたクラックの発生が十分に抑制される。【００３１】
上記光電変換素子において、前記第１配線保護層の融点が、前記第２配線保護層の融点よりも低いことが好ましい。【００３２】
このような構成を有する光電変換素子においては、配線部の連結部に応力が集中した場合、第１配線保護層と第２配線保護層とでは、第１配線保護層の方が第２配線保護層よりも応力が集中し易い。その点、第１配線保護層の融点が第２配線保護層の融点よりも低いと、第１配線保護層の方が第２配線保護層よりも軟らかくなる。このため、配線部の連結部のうち、第１配線保護層に応力が集中しても、その応力が第１配線保護層によって十分に緩和される。【００３３】
上記光電変換素子において、前記第１配線保護層が樹脂材料からなり、前記第２配線保護層が無機材料からなることが好ましい。【００３４】
このような構成を有する光電変換素子においては、配線部の連結部に応力が集中した場合、第１配線保護層と第２配線保護層とでは通常、第１配線保護層の方が第２配線保護層よりも応力が集中し易い。その点、第１配線保護層が樹脂材料からなり、第２配線保護層が無機材料からなると、第１配線保護層の方が第２配線保護層よりも軟らかくなる。このため、配線部の連結部のうち、第１配線保護層に応力が集中しても、その応力が第１配線保護層によって、より十分に緩和される。加えて、配線保護層の一部である第２配線保護層を樹脂材料よりも高い封止能を有する無機材料が占めるため、電解質の集電配線への侵入がより十分に抑制される。【００３５】
なお、本発明において、「電極側から前記封止部を平面視した場合」とは、電極のうち封止部が形成されている面に垂直な方向から封止部を見た場合を意味する。【００３６】
また本発明において、「湾曲線」とは、最小の曲率半径が０．３ｍｍより大きく５００ｍｍ以下である線を言うものとする。また湾曲線の曲率半径は、以下のようにして測定される値を言う。すなわち、湾曲線の曲率半径は、曲率半径を求める点Ｃを挟んで、線分ＡＣ＝線分ＢＣとなるような湾曲線上の２点Ａ，Ｂを定め、線分ＡＢの長さをＬ、点Ｃと直線ＡＢ間の距離をＤとした場合に、下記式に基づいて算出されるＲの値を言う。
Ｒ＝Ｄ／２＋Ｌ２／８Ｄ【００３７】
ただし、湾曲線において、印刷の精度による問題等から発生する線のうねりが含まれている場合には、その部分における曲率半径は、上記最小の曲率半径を求めるにあたり含めないこととする。ここで、線のうねりとは、具体的には、山と谷の部分が一定方向に沿って交互に現れ、山と谷をそれぞれ複数有する波形状の線であって、山と谷の部分がそれぞれ０．１μｍ未満の曲率半径を有する線を言うものとする。【００３８】
また、本発明において、封止部における「角部」とは２本の線状部分を連結する部分をさす。ここでいう線状部分とは、当該線状部分と電極との第１接触面において電解質側の線（縁部）の最小の曲率半径が５００ｍｍを超える曲線または直線である部分をさす。【００３９】
さらに、本発明において、配線部における「縁部」とは、配線部の連結部に連結される２本の線状部分のうち電極と接触し且つ酸化物半導体層側にある線同士を連結させる部分をさす。ここでいう線とは、最小の曲率半径が５００ｍｍを超える曲線または直線をさす。【００４０】
また本発明において、「融点」とは、第１封止部、第２封止部、第１配線保護層又は第２配線保護層を構成する材料がガラスフリット以外である場合は、ＤＳＣ（セイコーアイ・テクノリサーチ社製ＤＳＣ２２０）で昇温速度１０℃／分の条件で測定して得られる値を言い、第１封止部、第２封止部、第１配線保護層又は第２配線保護層を構成する材料がガラスフリットである場合には、ＤＴＡ（セイコーアイ・テクノリサーチ社製ＴＧ／ＤＴＡ７２００）で昇温速度１０℃／分の条件で測定して得られる軟化点（ＤＴＡ軟化点）の値を言い、第１封止部、第２封止部、第１配線保護層又は第２配線保護層を構成する材料が融点を有しておらずコゲが発生する材料である場合には、コゲが発生する温度を融点と言うものとする。コゲとは、炭化物のことであり、対象物の少なくとも１％が炭化したものを言うものとする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、優れた耐久性を有する光電変換素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る光電変換素子の一の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の作用極および封止部を示す平面図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】図２の部分拡大図である。
【図５】本発明に係る光電変換素子の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】図５の作用極の平面図である。
【図７】図５の光電変換素子の部分拡大図である。
【図８】図６の部分拡大図である。
【図９】図１の封止部の第１変形例を示す部分断面図である。
【図１０】図１の封止部の第２変形例を示す部分断面図である。
【図１１】図５の配線部の変形例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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。なお、全図中、同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４４】
＜第１実施形態＞
まず本発明に係る光電変換素子の第１実施形態について図面を参照ながら説明する。図１は、本発明に係る光電変換素子の第１実施形態を示す断面図である。
【００４５】
図１に示すように、色素増感太陽電池１００は、作用極１０と、作用極１０に対向するように配置される対極２０とを備えている。作用極１０と対極２０との間には電解質３０が配置され、電解質３０の周囲には、作用極１０と対極２０とを連結する環状の封止部４０が設けられている。
【００４６】
作用極１０は、透明基板１１及び透明基板１１の対極２０側に設けられる透明導電膜１２からなる導電性基板１７と、透明導電膜１２の上に設けられる多孔質酸化物半導体層１３とを備えている。作用極１０のうちの多孔質酸化物半導体層１３には光増感色素が担持されている。
【００４７】
対極２０は、対極基板２２と、対極基板２２のうち作用極１０側に設けられて対極２０の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層２１とを備えている。
【００４８】
図２は、対極２０側から平面視した作用極１０および封止部４０を示す平面図である。図２に示すように、封止部４０は四角環状をなしている。具体的には、封止部４０は、対極２０側から封止部４０を平面視した場合に、互いに平行な一対の直線状部４０Ａと、直線状部４０Ａに直交し互いに平行な一対の直線状部４０Ｂと、直線状部４０Ａと直線状部４０Ｂとを連結する４つの角部４０Ｃとを有している。
【００４９】
図３は、図１の部分拡大図、図４は、図２の部分拡大図である。詳細に述べると、図３は、封止部４０の角部４０Ｃを通る断面を示している。図３および図４に示すように、封止部４０は、第１封止部１４Ａと第２封止部１４Ｂとを有している。第２封止部１４Ｂは、作用極１０の透明導電膜１２上に固定され、第１封止部１４Ａは、第２封止部１４Ｂと電解質３０とを遮断して第２封止部１４Ｂを電解質３０から保護するように設けられている。また第１封止部１４Ａは、第２封止部１４Ｂの一部のみを覆い、第２封止部１４Ｂと対極２０とを連結している。ここで、第２封止部１４Ｂの一部とは、電解質３０側の領域及び対極２０に対向する領域である。第２封止部１４Ｂの残部は露出されている。第２封止部１４Ｂの残部とは、第２封止部１４Ｂのうち、電解質３０と反対側の領域である。
【００５０】
封止部４０と作用極１０との接触面Ｓは、第１封止部１４Ａのうち作用極１０と接触する第１面Ｓ１と、第２封止部１４Ｂのうち作用極１０と接触する第２面Ｓ２とで構成されている。第１面Ｓ１は、第２面Ｓ２に対し電解質３０側にあり、第１面Ｓ１は、電解質３０側に、湾曲する湾曲線１４ａを有している。従って、第１面Ｓ１によって第１湾曲線含有面が構成されている。第２面Ｓ２は、電解質３０側に第１面Ｓ１との境界線１４ｂを有する。
【００５１】
色素増感太陽電池１００によれば、封止部４０における角部４０Ｃは、作用極１０との接触面Ｓにおいて、電解質３０側に、湾曲線１４ａを含有する第１面Ｓ１を有する。このため、色素増感太陽電池１００の周囲の温度変化によって、封止部４０に応力が生じて角部４０Ｃに応力が集中し、角部４０Ｃにおける作用極１０との接触面Ｓのうちの第１面Ｓ１の湾曲線１４ａに応力が集中しても、湾曲線１４ａは全体で応力を受ける。このため、湾曲線１４ａ上の各点に加わる応力を十分に分散させることができる。すなわち、第１面Ｓ１は、電解質３０側において、点で応力を受けず、線で応力を受ける。このため、湾曲線１４ａにおける各点ごとの応力が小さくなり、角部４０Ｃの湾曲線１４ａ上の点を起点としたクラックが生じにくくなる。その結果、湾曲線１４ａ上の点を起点としたクラックを通じて電解質３０が漏洩することが十分に抑制される。従って、色素増感太陽電池１００は、優れた耐久性を有することが可能となる。
【００５２】
また色素増感太陽電池１００においては、角部４０Ｃにおける作用極１０との接触面Ｓが、第１封止部１４Ａの第１面Ｓ１に対し、電解質３０と反対側に配される第２面Ｓ２を有する。すなわち、角部４０Ｃにおける作用極１０との接触面Ｓが、第１面Ｓ１のみならずその外側の第２面Ｓ２をも有する。このため、万一第１封止部１４Ａにクラックが生じても、そのクラックを通じて漏洩する電解質３０を第２封止部１４Ｂで阻止することが可能となる。
【００５３】
ここで、封止部４０について図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
図３及び図４に示すように、封止部４０の角部４０Ｃにおける第１面Ｓ１は、第２面Ｓ２に対し電解質３０側にあり、第１面Ｓ１は、電解質３０側に、湾曲する湾曲線１４ａを有している。ここで、湾曲線１４ａは、略円弧状となっており、電解質３０及び多孔質酸化物半導体層１３から離れる方向に向かって凸となっている。湾曲線１４ａの曲率半径はｒ１で示してある（図４）。
【００５５】
第２面Ｓ２は、第１面Ｓ１との境界線１４ｂを有している。ここで、境界線１４ｂは、湾曲する湾曲線であってもよく、湾曲しない非湾曲線であってもよい。ここで、非湾曲線とは、曲率半径が０．３ｍｍ以下である線を言うものとする。図４では、境界線１４ｂは、湾曲線となっている。この湾曲線は、略円弧状となっており、電解質３０及び多孔質酸化物半導体層１３から離れる方向に向かって凸となっている。ここで、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との境界線１４ｂの曲率半径ｒ２は、第１面Ｓ１の湾曲線１４ａの曲率半径ｒ１よりも小さくても、湾曲線１４ａの曲率半径ｒ１以上であってもよいが、第１面Ｓ１の湾曲線１４ａの曲率半径ｒ１よりも小さい場合、すなわち、第１面Ｓ１の湾曲線１４ａの曲率半径ｒ１が第２面Ｓ２の境界線１４ｂの曲率半径ｒ２よりも大きい場合に、本発明が特に有効である。この場合、第２封止部１４Ｂの第２面Ｓ２と第１面Ｓ１との境界線１４ｂ近傍で生じる応力が、第１封止部１４Ａの第１面Ｓ１全体で分散され、第２面Ｓ２の境界線１４ｂ近傍でクラックの発生を抑制する効果が高くなる。
【００５６】
第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との境界線１４ｂの曲率半径ｒ２が、第１面Ｓ１の湾曲線１４ａの曲率半径ｒ１より小さい場合、ｒ１−ｒ２は、クラックの発生を効果的に抑制させるという理由から、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．２〜４９．８ｍｍであることがより好ましい。
【００５７】
湾曲線１４ａの曲率半径ｒ１は、０．３ｍｍより大きく５００ｍｍ以下であればよいが、第２面Ｓ２の境界線１４ｂ近傍でのクラックの発生を効果的に抑制するためには、好ましくは０．５ｍｍ以上である。但し、湾曲線１４ａと多孔質酸化物半導体層１３との距離を増加させ、多孔質酸化物半導体層１３のコンタミネーションを防止するという理由からは、湾曲線１４ａの曲率半径ｒ１は、好ましくは５０ｍｍ以下であり、より好ましくは３０ｍｍ以下である。
【００５８】
第１封止部１４Ａの融点（Ｔｍ１）は、第２封止部１４Ｂの融点（Ｔｍ２）に比べて、低くても、同一でも、高くてもよいが、低いことが好ましい。色素増感太陽電池１００において、封止部４０の角部４０Ｃに応力が集中した場合、第１封止部１４Ａと第２封止部１４Ｂとでは、第２封止部１４Ｂの方が第１封止部１４Ａよりも周長が長いために温度変化が生じる環境下での膨張量の絶対値が大きくなり、応力が集中し易い。その点、第１封止部１４Ａの融点が第２封止部１４Ｂの融点よりも低いと、第１封止部１４Ａの方が第２封止部１４Ｂよりも軟らかくなり、封止部４０の角部４０Ｃのうち第１封止部１４Ａに応力が集中しても、その応力が第１封止部１４Ａによって十分に緩和される。
【００５９】
ここで、Ｔｍ２−Ｔｍ１は、封止部４０の形体を保ちながら、封止部４０の角部４０Ｃのうち第１封止部１４Ａへの応力を緩和するためには、好ましくは２０℃以上であり、より好ましくは５０℃以上である。但し、Ｔｍ２−Ｔｍ１は５００℃以下であることが好ましい。
【００６０】
また第１封止部１４Ａの融点（Ｔｍ１）は通常、９５〜２００℃であるが、第１封止部１４Ａの加工温度が低いほど、加工が容易になるという理由から、好ましくは９５〜１５０℃であり、より好ましくは９５〜１３０℃である。
【００６１】
第１封止部１４Ａ及び第２封止部１４Ｂはそれぞれ、樹脂材料、無機材料のいずれで構成されてもよい。
【００６２】
上記樹脂材料としては、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を含む変性ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などが挙げられる。なお、第２封止部１４Ｂとして、樹脂材料を用いる場合には、上記樹脂のほか、エポキシ樹脂も用いることが可能である。
【００６３】
上記無機材料としては、例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料が挙げられる。ここで、低融点ガラスフリットとしては、例えば１５０〜５５０℃の軟化点を有するものを用いることができる。
【００６４】
封止部４０においては、第１封止部１４Ａが樹脂材料で構成され、第２封止部１４Ｂが無機材料で構成されることが好ましい。
【００６５】
この場合、封止部４０の角部４０Ｃに応力が集中した場合、第１封止部１４Ａと第２封止部１４Ｂとでは通常、第１封止部１４Ａの方が第２封止部１４Ｂよりも応力が集中し易い。その点、第１封止部１４Ａが樹脂材料からなり、第２封止部１４Ｂが無機材料からなると、第１封止部１４Ａの方が第２封止部１４Ｂよりも軟らかくなる。このため、封止部４０の角部４０Ｃのうち第１封止部１４Ａに応力が集中しても、その応力が第１封止部１４Ａによって十分に緩和される。加えて、封止部４０の一部である第２封止部１４Ｂを樹脂材料よりも高い封止能を有する無機材料が占めるため、電解質３０の漏洩がより十分に抑制される。
【００６６】
次に、色素増感太陽電池１００の製造方法について説明する。
【００６７】
［準備工程］
まず作用極１０及び対極２０を準備する。
【００６８】
（作用極）
作用極１０は以下のようにして得ることができる。
【００６９】
はじめに透明基板１１の上に透明導電膜１２を形成して積層体を形成する。透明導電膜１２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。
【００７０】
透明基板１１を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、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）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）およびポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）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５０〜１００００μｍの範囲にすればよい。
【００７１】
透明導電膜１２を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜１２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。透明導電膜１２が単層で構成される場合、透明導電膜１２は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。また透明導電膜１２として、複数の層で構成される積層体を用いると、各層の特性を反映させることが可能となることから好ましい。中でも、ＩＴＯで構成される層と、ＦＴＯで構成される層との積層体を用いることが好ましい。この場合、高い導電性、耐熱性及び耐薬品性を持つ透明導電膜１２が実現できる。透明導電膜１２の厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。
【００７２】
次に、上記のようにして得られた透明導電膜１２上に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷する。多孔質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、テレピネオールなどの溶媒を含む。
【００７３】
上記酸化物半導体粒子としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ５）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、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）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることが可能である。多孔質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。
【００７４】
次に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを焼成して透明導電膜１２上に多孔質酸化物半導体層１３を形成する。焼成温度は酸化物半導体粒子により異なるが、通常は３５０〜６００℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子により異なるが、通常は１〜５時間である。
【００７５】
多孔質酸化物半導体層１３は、上述した酸化物半導体粒子で構成される。これら酸化物半導体粒子の平均粒径は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。ここで、多孔質酸化物半導体層１３が、粒度分布の異なる酸化物半導体粒子を積層させてなる積層体で構成されることが好ましい。この場合、積層体内で繰り返し光の反射を起こさせることが可能となり、入射光を積層体の外部へ逃がすことなく効率よく光を電子に変換することができる。多孔質酸化物半導体層１３の厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。なお、多孔質酸化物半導体層１３は、異なる材料からなる複数の半導体層の積層体で構成することもできる。
【００７６】
（対極）
一方、対極２０は、以下のようにして得ることができる。
【００７７】
即ちまず対極基板２２を準備する。そして、対極基板２２の上に触媒層２１を形成する。触媒層２１の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法などが用いられる。これらのうちスパッタ法が膜の均一性の点から好ましい。
【００７８】
対極基板２２としては、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン等の耐食性の金属材料や、上述した透明基板１１の上にＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物を積層してなるものなどを用いることができる。
【００７９】
触媒層２１は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。
【００８０】
対極２０の厚さは例えば０．００５〜０．５ｍｍの範囲内であればよい。
【００８１】
［第２封止部材料形成固定工程］
次に、作用極１０のうち透明導電膜１２の表面上の部位であって多孔質酸化物半導体層１３を包囲する第１環状部位に、第２封止部１４Ｂを形成する第２封止部形成材料を固定する。例えば、第２封止部形成材料は、第２封止部１４Ｂを例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料で構成する場合には、その無機絶縁材料を含むペーストを第１環状部位に塗布し焼成することによって得ることができる。なお、第２封止部１４Ｂの第２面Ｓ２における電解質３０側の境界線１４ｂを湾曲線とする場合には、湾曲する内周面を角部に有する環状スリットが形成されたスクリーン印刷刷版を透明導電膜１２の表面上に配置し、上記ペーストを環状スリットに導入して第１環状部位に塗布し、焼成すればよい。このとき、スクリーン印刷刷版としては、その湾曲する内周面のうち作用極１０と接触する予定の線が、所定の曲率半径の湾曲線となるものを用いる。あるいは、使用したペーストに含まれる溶媒の雰囲気環境下で、塗布したペーストの角部の内周面のうち作用極１０と接触する線が所定の曲率半径の湾曲線になるまでペーストを自然流動させた後、焼成すればよい。
【００８２】
第２封止部形成材料として、熱可塑性樹脂を用いる場合には、熱可塑性樹脂からなる四角環状の樹脂シートを用意する。このとき、その樹脂シートの角部における内周面のうち作用極１０と接触する予定の線が所定の曲率半径の湾曲線となるように樹脂シートを成形する。そして、樹脂シートを作用極１０の第１環状部位上に配置し、加熱溶融する。こうして第２封止部形成材料を作用極１０の第１環状部位に固定することができる。
【００８３】
第２封止部形成材料として、紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、第２封止部形成材料を第１環状部位に固定する方法として、第２封止部形成材料をスクリーン印刷等で印刷する印刷方法と、第２封止部形成材料をディスペンサ等で描画する描画方法とがある。印刷方法を用いて第２封止部形成材料を第１環状部位に固定する場合には、前記ペーストを用いる場合と同様にして第２封止部１４Ｂの第２面Ｓ２における電解質３０側の境界線１４ｂを湾曲線とすることができる。描画方法を用いて第２封止部形成材料を第１環状部位に固定する場合には、角部を描画する際の描画速度を下げるなどして、意図的に角部に形成される第２封止部形成材料を増加させ、塗布したペーストの角部の内周面のうち作用極１０と接触する線が所定の曲率半径の湾曲線となるまで第２封止部形成材料を自然流動させればよい。
【００８４】
［第１封止部形成材料固定工程］
一方、対極２０の表面上の部位である第２環状部位に第１封止部１４Ａを形成する第１封止部形成材料を固定する。
【００８５】
第１封止部形成材料として、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を含む変性ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂が用いられる場合には、例えば熱可塑性樹脂からなる環状の樹脂シートを準備し、樹脂シートの角部の内周面に予め湾曲形状を残したまま樹脂シートを成形した後、この樹脂シートを第２環状部位に配置し加熱溶融させることによって第１面Ｓ１の電解質３０側の線を湾曲線とすることができる。
【００８６】
［色素担持工程］
次に、作用極１０の多孔質酸化物半導体層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、その光増感色素を多孔質酸化物半導体層１３に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な光増感色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を多孔質酸化物半導体層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多孔質酸化物半導体層１３に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を多孔酸化物半導体多孔層１３に吸着させることによっても、光増感色素を多孔質酸化物半導体層１３に担持させることが可能である。
【００８７】
光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素が挙げられる。
【００８８】
［電解質層配置工程］
次に、作用極１０上であって第２封止部形成材料の内側に電解質３０を配置する。電解質３０は、作用極１０上であって第２封止部形成材料の内側に注入したり、印刷したりすることによって得ることができる。
【００８９】
ここで、電解質３０が液状である場合は、電解質３０を、第２封止部形成材料を超えて第２封止部形成材料の外側に溢れるまで注入することができる。この場合、第２封止部形成材料の内側に電解質３０を十分に注入することが可能となる。また第２封止部形成材料と第１封止部形成材料とを接着して、第２封止部１４Ｂと第１封止部１４Ａとからなる封止部４０を形成するに際し、作用極１０と対極２０と封止部４０とによって囲まれるセル空間から空気を十分に排除することができ、得られる色素増感太陽電池１００の光電変換特性を十分に向上させることができる。
【００９０】
電解質３０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。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、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、バレロニトリル、ピバロニトリル、グルタロニトリル、メタクリロニトリル、イソブチロニトリル、フェニルアセトニトリル、アクリロニトリル、スクシノニトリル、オキサロニトリル、ペンタニトリル、アジポニトリルなどを用いることができる。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、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対などの対が挙げられる。
【００９１】
また電解質３０は、有機溶媒に代えて、イオン液体を用いてもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウム  ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイド、ジメチルイミダゾリウムアイオダイド、エチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、ジメチルプロピルイミダゾリウムアイオダイド、ブチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、メチルプロピルイミダゾリウムアイオダイドが好適に用いられる。
【００９２】
また電解質３０は、上記有機溶媒に代えて、上記イオン液体と上記有機溶媒との混合物を用いてもよい。
【００９３】
また電解質３０には添加剤を加えることができる。添加剤としては、ＬｉＩ、Ｉ２、４−ｔ−ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネート、１−メチルベンゾイミダゾール、１−ブチルベンゾイミダゾールなどが挙げられる。
【００９４】
さらに電解質３０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。
【００９５】
［重合せ工程］
次に、作用極１０と対極２０とを対向させて、第２封止部形成材料と第１封止部形成材料とを重ね合わせる。
【００９６】
［封止部形成工程］
次に、第１封止部形成材料を、第２封止部形成材料に接着させる。このとき、第２封止部形成材料により第２封止部１４Ｂが形成される。また、第１封止部形成材料が例えば樹脂材料で構成され、樹脂材料が溶融されると、第１封止部形成材料の粘度が低下し、第２封止部１４Ｂの電解質３０側の領域、及び対極２０に対向する領域が第１封止部形成材料で覆われる。また第１封止部形成材料は作用極１０のうち透明導電膜１２の一部に接触することとなる。こうして、第１封止部１４Ａが形成される。
【００９７】
このとき、第１封止部形成材料と第２封止部材料との貼合せは、例えば大気圧下で行うことができる。
【００９８】
また第２封止部形成材料及び第１封止部形成材料の加圧は通常、１〜５０ＭＰａで行い、好ましくは２〜３０ＭＰａ、より好ましくは３〜２０ＭＰａで行う。
【００９９】
第１封止部形成材料を構成する樹脂として、例えば熱可塑性樹脂を用いる場合は、第１封止部形成材料を溶融させるときの温度は、第１封止部形成材料の融点以上とする。
【０１００】
但し、第１封止部形成材料を溶融させるときの温度は、（第１封止部形成材料に含まれる樹脂の融点＋２００℃）以下であることが好ましい。上記温度が（第１封止部形成材料に含まれる樹脂の融点＋２００℃）を超えると、第１封止部形成材料に含まれる樹脂が熱によって分解するおそれがある。
【０１０１】
こうして、色素増感太陽電池１００が得られ、色素増感太陽電池１００の製造が完了する。
【０１０２】
なお、上記第１実施形態では、対極２０が第２封止部形成材料固定工程の前に準備されているが、対極２０は、重合せ工程の前までに準備されていればよい。このため、対極２は、第２封止部形成材料固定工程の後に形成されていてもよい。例えば対極２０は、重合せ工程と電解質配置工程との間、電解質配置工程と色素担持工程との間、色素担持工程と第１封止部形成材料固定工程との間に準備されてもよい。
【０１０３】
また上記第１実施形態では、色素増感太陽電池１００を製造する際に、電解質３０が、作用極１０に固定した第２封止部形成材料の内側に配置されているが、電解質３０は、対極２０上であって、対極２０に固定した第１封止部形成材料の内側に配置されてもよい。この場合、作用極１０は、第２封止部形成材料固定工程の前に準備する必要はない。すなわち、作用極１０は、重合せ工程の前までに準備されていればよい。このため、作用極１０は、第２封止部形成材料固定工程の後に形成されていてもよい。
【０１０４】
＜第２実施形態＞
まず本発明に係る光電変換素子の第２実施形態について図５を参照しながら説明する。図５は、本発明に係る光電変換素子の第２実施形態を示す断面図である。
【０１０５】
図５に示すように、光電変換素子としての色素増感太陽電池２００は、作用極１０に代えて、作用極２１０が用いられている点で第１実施形態の色素増感太陽電池と相違する。具体的には、作用極２１０は、透明基板１１及び透明基板１１の対極２０側に設けられる透明導電膜１２からなる導電性基板１７上に配線部２１８をさらに備える点、および、多孔質酸化物半導体層１３を複数備える点で作用極１０と相違する。
【０１０６】
配線部２１８について図６〜図８を用いて説明する。図６は、図５の作用極を示す平面図、図７は、図５の部分拡大図、図８は、図６の部分拡大図である。
【０１０７】
図６に示すように、配線部２１８は、対極２０側から配線部２１８を平面視した場合に、互いに平行な複数本の線状部２１８Ａと、線状部２１８Ａに直交する互いに平行な複数本の線状部２１８Ｂと、線状部２１８Ａ及び線状部２１８Ｂを連結させる連結部２１８Ｃとを有している。連結部２１８Ｃには、２本の線状部２１８Ａと２本の線状部２１８Ｂとが連結される場合、２本の線状部２１８Ａと１本の線状部２１８Ｂとが連結される場合、１本の線状部２１８Ａと２本の線状部２１８Ｂとが連結される場合、１本の線状部２１８Ａと１本の線状部２１８Ｂとが連結される場合がある。
【０１０８】
図７に示すように、配線部２１８は、透明導電膜１２上に設けられる集電配線１５と、集電配線１５を被覆して電解質３０から保護する配線保護層１６とを備えている。
【０１０９】
配線保護層１６は、第１配線保護層１６Ａと第２配線保護層１６Ｂとを有している。第２配線保護層１６Ｂは、集電配線１５を被覆して保護しており、第１配線保護層１６Ａは、第２配線保護層１６Ｂと電解質３０とを遮断して第２配線保護層１６Ｂを電解質３０から保護するように設けられている。
【０１１０】
配線部２１８の連結部２１８Ｃと作用極２１０の導電性基板１７との接触面Ａ１は、集電配線１５と作用極２１０とが接触する配線接触面Ｍと、配線接触面Ｍに隣接する保護層接触面Ｓ’とを有している。そして、各保護層接触面Ｓ’は、第１配線保護層１６Ａのうち作用極２１０の透明導電膜１２と接触する第３面Ｓ３と、第２配線保護層１６Ｂのうち作用極２１０の透明導電膜１２と接触する第４面Ｓ４とで構成されている。第４面Ｓ４は、第３面Ｓ３と配線接触面Ｍとの間にある。
【０１１１】
図８に示すように、第３面Ｓ３は、多孔質酸化物半導体層１３に対向する角部である縁部に、湾曲する湾曲線１６ａを有している。第４面Ｓ４は、第３面Ｓ３との境界線１６ｂを有する。
【０１１２】
次に、色素増感太陽電池２００の作用効果について説明する。
【０１１３】
色素増感太陽電池２００では、配線部２１８の連結部２１８Ｃは、作用極２１０の導電性基板１７との接触面Ａ１において、多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部に湾曲線１６ａを含有する第３面Ｓ３を有する。このため、色素増感太陽電池２００の周囲の温度変化によって、配線部２１８に応力が生じて連結部２１８Ｃに応力が集中し、連結部２１８Ｃにおける導電性基板１７との接触面Ａ１のうち第３面Ｓ３に応力が集中しても、第３面Ｓ３のうち多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部は、湾曲線１６ａ全体で応力を受けるため、湾曲線１６ａ上の各点に加わる応力を十分に分散させることができる。すなわち、第３面Ｓ３は、点で応力を受けず、線で応力を受けるため、湾曲線１６ａにおける各点ごとの応力が小さくなり、連結部２１８Ｃの湾曲線１６ａ上の点を起点としたクラックが生じにくくなる。その結果、湾曲線１６ａ上の点を起点として生じたクラックを通じて電解質３０が侵入して集電配線１５が腐食されることが十分に抑制される。このため、色素増感太陽電池２００は、優れた耐久性を有することが可能となる。
【０１１４】
また色素増感太陽電池２００において、配線保護層１６は、第３面Ｓ３を有する第１配線保護層１６Ａと、連結部２１８Ｃと導電性基板１７との接触面Ａ１において、第１配線保護層１６Ａの第３面Ｓ３と集電配線１５との間に第４面Ｓ４を有する第２配線保護層１６Ｂを有する。すなわち、保護層接触面Ｓ’が、第３面Ｓ３のみならず第３面Ｓ３と集電配線１５との間に第４面Ｓ４をも有する。このため、万一第１配線保護層１６Ａの第３面Ｓ３にクラックが生じても、そのクラックを第４面Ｓ４で阻止することが可能となる。このため、第３面Ｓ３におけるクラックを通じた電解質３０の侵入を第２配線保護層１６Ｂで阻止することが可能となる。
【０１１５】
次に、配線保護層１６について図７及び図８を参照しながら詳細に説明する。
【０１１６】
図７及び図８に示すように、連結部２１８Ｃにおける配線保護層１６の第３面Ｓ３は、第４面Ｓ４に対し集電配線１５と反対側にあり、第３面Ｓ３は、多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部に湾曲線１６ａを有している。従って、第３面Ｓ３によって第２湾曲線含有面が構成されている。ここで、図８に示すように、湾曲線１６ａは略円弧状となっており、集電配線１５に向かって凸となっている。湾曲線１６ａの曲率半径はｒ３で示してある（図８参照）。
【０１１７】
第４面Ｓ４は、第３面Ｓ３との境界線１６ｂを有している。ここで、境界線１６ｂは、湾曲する湾曲線であってもよく、湾曲しない非湾曲線であってもよい。ここで、非湾曲線は、曲率半径が０．３ｍｍ以下である線を言うものとする。図８では、境界線１６ｂは、湾曲線となっている。湾曲線１６ｂは、略円弧状となっており、集電配線１５に向かって凸となっている。ここで、第４面Ｓ４の線１６ｂの曲率半径ｒ４は、第３面Ｓ３の湾曲線１６ａの曲率半径ｒ３よりも小さくても、湾曲線１６ａの曲率半径ｒ３以上であってもよいが、第３面Ｓ３の湾曲線１６ａの曲率半径ｒ３よりも小さい場合、すなわち、第３面Ｓ３の湾曲線１６ａの曲率半径ｒ３が第４面Ｓ４の境界線１６ｂの曲率半径ｒ４よりも大きい場合に、本発明が特に有効である。この場合、第２配線保護層１６Ｂの第４面Ｓ４における境界線１６ｂ近傍で生じる応力が、第１配線保護層１６Ａの第３面Ｓ３全体で分散され、第４面Ｓ４の境界線１６ｂ近傍でクラックの発生を抑制する効果が高くなる。
【０１１８】
第４面Ｓ４の境界線１６ｂの曲率半径ｒ４が、第３面Ｓ３の湾曲線１６ａの曲率半径ｒ３より小さい場合、ｒ３−ｒ４は、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、連結部２１８Ｃの配線保護層１６におけるクラックの発生を効果的に抑制させることができる。ｒ３−ｒ４は、０．２〜４９．８ｍｍであることがより好ましい。
【０１１９】
湾曲線１６ａの曲率半径ｒ３は、０．３ｍｍより大きく５００ｍｍ以下であればよいが、第４面Ｓ４の線１６ｂ近傍でのクラックの発生を効果的に抑制するという理由から、好ましくは０．５ｍｍ以上である。但し、湾曲線１６ａと多孔質酸化物半導体層１３との距離を増加させ、多孔質酸化物半導体層１３のコンタミネーションを防止するという理由からは、湾曲線１６ａの曲率半径ｒ３は、好ましくは５０ｍｍ以下であり、より好ましくは３０ｍｍ以下である。
【０１２０】
第１配線保護層１６Ａの融点（Ｔｍ３）は、第２配線保護層１６Ｂの融点（Ｔｍ４）に比べて、低くても、同一でも、高くてもよいが、低いことが好ましい。色素増感太陽電池２００において、連結部２１８Ｃにおける配線保護層１６に応力が集中した場合、第１配線保護層１６Ａと第２配線保護層１６Ｂとでは、第２配線保護層１６Ｂの方が第１配線保護層１６Ａよりも周長が長いために温度変化が生じる環境下での膨張量の絶対値が大きくなり、応力が集中し易い。その点、第１配線保護層１６Ａの融点が第２配線保護層１６Ｂの融点よりも低いと、第１配線保護層１６Ａの方が第２配線保護層１６Ｂよりも軟らかくなる。このため、第１配線保護層１６Ａの連結部２１８Ｃに応力が集中しても、その応力が第１配線保護層１６Ａによって十分に緩和される。
【０１２１】
ここで、Ｔｍ４−Ｔｍ３は、配線保護層１６の形体を保ちながら、連結部２１８Ｃへの応力を緩和するという理由から、好ましくは２０℃以上であり、より好ましくは５０℃以上である。但し、Ｔｍ４−Ｔｍ３は、５００℃以下であることが好ましい。
【０１２２】
また第１配線保護層１６Ａの融点（Ｔｍ３）は通常、９５〜２００℃であるが、第１配線保護層１６Ａの加工温度が低いほど、加工が容易になるという理由から、好ましくは９５〜１５０℃であり、より好ましくは９５〜１３０℃である。
【０１２３】
第１配線保護層１６Ａ及び第２配線保護層１６Ｂはそれぞれ、樹脂材料、無機材料のいずれで構成されてもよい。
【０１２４】
上記樹脂材料としては、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を含む変性ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などが挙げられる。なお、第２配線保護層１６Ｂとして樹脂材料を用いる場合には、上記樹脂のほか、エポキシ樹脂も用いることが可能である。
【０１２５】
上記無機材料としては、例えば非鉛系の透明な低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料が挙げられる。ここで、低融点ガラスフリットとしては、例えば１５０〜５５０℃の軟化点を有するものを用いることができる。
【０１２６】
配線保護層１６においては、第１配線保護層１６Ａが樹脂材料で構成され、第２配線保護層１６Ｂが無機材料で構成されることが好ましい。
【０１２７】
この場合、連結部２１８Ｃにおける配線保護層１６に応力が集中した場合、第１配線保護層１６Ａと第２配線保護層１６Ｂとでは通常、第１配線保護層１６Ａの方が第２配線保護層１６Ｂよりも応力が集中し易い。その点、第１配線保護層１６Ａが樹脂材料からなり、第２配線保護層１６Ｂが無機材料からなると、第１配線保護層１６Ａの方が第２配線保護層１６Ｂよりも軟らかくなる。このため、第１配線保護層１６Ａの連結部２１８Ｃに応力が集中しても、その応力が十分に緩和される。加えて、配線保護層１６Ｃの一部である第２配線保護層１６Ｂを樹脂材料よりも高い封止能を有する無機材料が占めるため、電解質３０の漏洩がより十分に抑制される。
【０１２８】
次に、色素増感太陽電池２００の製造方法について説明する。
【０１２９】
色素増感太陽電池２００の製造方法は、作用極２１０の製造方法の点で、色素増感太陽電池１００の製造方法と相違する。そこで、作用極２１０の製造方法について説明する。
【０１３０】
まず作用極２１０を準備する。作用極２１０は以下のようにして得ることができる。
【０１３１】
はじめに、作用極１０の製造方法と同様に、透明基板１１の上に透明導電膜１２を形成して積層体を形成する。
【０１３２】
次に、上記のようにして得られた透明導電膜１２上の複数の領域の各々に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷する。
【０１３３】
次に、多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを焼成して透明導電膜１２上に複数の多孔質酸化物半導体層１３を形成する。
【０１３４】
次に、導電性基板１７の透明導電膜１２上に集電配線１５を形成する。このとき、集電配線１５は、複数の多孔質酸化物半導体層１３を囲むように形成する。
【０１３５】
集電配線１５は、例えば、金属粒子とポリエチレングルコールなどの増粘剤とを配合してペーストとし、そのペーストを、スクリーン印刷法などを用いて透明導電膜１２上に塗膜し、加熱して焼成することによって得ることができる。
【０１３６】
集電配線１５を構成する材料は金属であればよいが、金属としては、例えば銀が用いられる。
【０１３７】
次に、集電配線１５を第２配線保護層１６Ｂで被覆する。このとき、第２配線保護層１６Ｂは集電配線１５を完全に覆うとともに導電性基板１７に接触する。なお、第４面Ｓ４と第３面Ｓ３との境界線１６ｂを湾曲線とする場合には、第２配線保護層１６Ｂを構成する材料の種類に応じ、以下のような処理を行えばよい。
【０１３８】
第２配線保護層１６Ｂとして、紫外線硬化樹脂を用いる場合には、作用極２１０の集電配線１５上に紫外線硬化樹脂の前駆体である紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線硬化性樹脂と導電性基板１７との接触面における多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部が所定の曲率半径の湾曲線を有するようになるまで紫外線硬化性樹脂を自然流動させた後に紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射すればよい。
【０１３９】
第２配線保護層１６Ｂとして、熱可塑性樹脂を用いる場合には、作用極２１０の集電配線１５上に沿って熱可塑性樹脂を加熱溶融により固定した後、熱可塑性樹脂と導電性基板１７との接触面における多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部が所定の曲率半径の湾曲線を有するようになるまで、熱可塑性樹脂の加熱を継続すればよい。
【０１４０】
第２配線保護層１６Ｂとして、低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料を用いる場合には、作用極２１０の集電配線１５上に、無機絶縁材料を含むペーストを塗布した後、多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部が、所定の曲率半径の湾曲線を有するようになるまでペーストを自然流動させた後、焼成すればよい。
【０１４１】
次に、第２配線保護層１６Ｂを第１配線保護層１６Ａで被覆する。このとき、第１配線保護層１６Ａは導電性基板１７に接触させる。
【０１４２】
第１配線保護層１６Ａとして、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を含む変性ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂が用いられる場合には、例えば熱可塑性樹脂からなる樹脂シートを準備し、樹脂シートを第２配線保護層１６Ｂ上に加熱溶融することにより固定する。その後、樹脂シートと導電性基板１７との接触面である第３面Ｓ３における多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部が、所定の曲率半径の湾曲線を有するようになるまで、熱可塑性樹脂の加熱を継続すればよい。
【０１４３】
第１配線保護層１６Ａとして、例えば紫外線硬化樹脂を用いる場合には、第１配線保護層１６Ａは、紫外線硬化樹脂の前駆体である紫外線硬化性樹脂を第２配線保護層１６Ｂ上に塗布して紫外線照射によって硬化体を形成した後、硬化体と導電性基板１７との接触面である第３面Ｓ３における多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部に対し、ディスペンサで紫外線硬化性樹脂を塗布した後に、角部が所定の曲率半径の湾曲線を有するようになるまで紫外線硬化性樹脂を自然流動させればよい。
【０１４４】
第１配線保護層１６Ａとして、低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料を用いる場合には、第２配線保護層１６Ｂ上に、無機絶縁材料を含むペーストを塗布し、多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部が所定の曲率半径の湾曲線を有するようになるまで、ペーストを自然流動させた後に、焼成して焼成体を形成すればよい。
【０１４５】
なお、湾曲線の曲率半径は、自然流動を行う環境温度と時間を適切に選ぶことで調整することができる。
【０１４６】
こうして、導電性基板１７上に、集電配線１５、第２配線保護層１６Ｂ及び第１配線保護層１６Ａが順次形成され、配線部２１８が形成される。このとき、配線部２１８は、複数本の線状部２１８Ａと、複数本の線状部２１８Ｂと、これらを連結させる連結部２１８Ｃとで構成される。ここで、集電配線１５の透明導電膜１２との接触面は配線接触面Ｍとなり、第２配線保護層１６Ｂが導電性基板１７と接触する接触面が第４面Ｓ４となる。また第１配線保護層１６Ａが導電性基板１７と接触する接触面が第３面Ｓ３となる。
【０１４７】
以上のようにして作用極２１０が得られる。
【０１４８】
本発明は、上記第１および第２実施形態に限定されるものではない。例えば上記第１および第２実施形態では、第１封止部１４Ａが第２封止部１４Ｂのうち電解質３０側の領域及び対極２０に対向する領域のみを覆っているが、第１封止部１４Ａは、図９に示すように、第２封止部１４Ｂの全部を覆ってもよい。すなわち、第１封止部１４Ａは、第２封止部１４Ｂにおける電解質３０と反対側の領域をも覆ってもよい。この場合、第１封止部１４Ａは、作用極１０の表面のうち、第２封止部１４Ｂに対し電解質３０と反対側の表面をも覆うことになる。このため、角部４０Ｃにおける作用極１０との接触面Ｓは、第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１に対して電解質３０と反対側に設けられる第２面Ｓ２と、第２面Ｓ２に対して電解質３０と反対側に設けられる面Ｓ１’とで構成されることになる。
【０１４９】
また上記第１および第２実施形態では、第１封止部１４Ａは、第２封止部１４Ｂと対極２０とを連結しているが、必ずしも第２封止部１４Ｂと対極２０とを連結していなくてもよい。すなわち、第１封止部１４Ａは、作用極１０と対極２０とを連結し、第２封止部１４Ｂも作用極１０，２１０と対極２０とを連結していてもよい。
【０１５０】
さらに、上記第１および第２実施形態では、第１封止部１４Ａが第２封止部１４Ｂと電解質３０とを遮断するように設けられているが、第１封止部１４Ａは、第２封止部１４Ｂと電解質３０とを遮断するように設けられていなくてもよい。従って、第２封止部１４Ｂは、電解質３０に接触していてもよい。
【０１５１】
さらに、上記第１および第２実施形態では、封止部４０が角部４０Ｃを４つ有しているが、封止部は、少なくとも１つの角部を有していればよい。
【０１５２】
さらにまた、上記第１および第２実施形態では、封止部４０は、第１封止部１４Ａと第２封止部１４Ｂとで構成されているが、封止部４０は、図１０に示すように、第１封止部１４Ａのみで構成されてもよい。
【０１５３】
また、上記第１実施形態では、第１封止部形成材料として、熱可塑性樹脂が用いられているが、熱可塑性樹脂に代えて、紫外線硬化樹脂や低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料を用いることも可能である。
【０１５４】
第１封止部形成材料として、紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、紫外線硬化性樹脂は、対極２０の第２環状部位及び作用極１０に固定された第２封止部形成材料上の各々、又は、作用極１０に固定された第２封止部形成材料上のみに固定される。この場合、第１封止部形成材料は、紫外線硬化性樹脂を描画法で第２環状部位又は第２封止部形成材料上に形成する場合に、角部を描画する際の描画速度を下げるなどして、意図的に角部に形成される紫外線硬化性樹脂を増加させ、塗布したペーストの角部の内周面のうち作用極１０，２１０に接触する線が所定の曲率半径の湾曲線となるまで自然流動させればよい。
【０１５５】
第１封止部形成材料として、低融点ガラスフリットなどの無機絶縁材料を用いる場合には、無機絶縁材料は、対極２０の第２環状部位及び作用極１０に固定された第２封止部形成材料上の各々、又は、作用極１０に固定された第２封止部形成材料上のみに固定される。この場合、無機絶縁材料は、第２封止部形成材料として無機絶縁材料を用いた場合と同様にして第２環状部位又は第２封止部形成材料上に固定すればよい。
【０１５６】
また上記第２実施形態では配線保護層１６は、第１配線保護層１６Ａと第２配線保護層１６Ｂとで構成されているが、配線保護層１６は、図１１に示すように、第１配線保護層１６Ａのみで構成されてもよい。この場合、連結部２１８Ｃと導電性基板１７との接触面Ａ２は、配線接触面Ｍと、第１配線保護層１６Ａの第３面Ｓ３とで構成されることとなる。
【０１５７】
また上記第２実施形態では、第３面Ｓ３が、多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部に、湾曲する湾曲線１６ａを有しているが、第３面Ｓ３は、必ずしも、多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部に、湾曲する湾曲線１６ａを有していなくてもよい。すなわち、第３面Ｓ３は、多孔質酸化物半導体層１３に対向する縁部に非湾曲線を有していてもよい。
【０１５８】
また、上記第１および第２実施形態では、光電変換素子が色素増感太陽電池である場合について説明しているが、本発明は、液体、固体、ゲルを問わず内部に電解質を封入する光電変換素子に適用可能である。従って、本発明は、例えば有機薄膜太陽電池などにも適用可能である。
【実施例】
【０１５９】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。【０１６０】
（実施例１）
はじめに、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍの寸法を有し、ガラス基板上にＦＴＯ膜を形成してなるＦＴＯ基板を準備した。続いて、ＦＴＯ基板の上に、ドクターブレード法によって酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、Ｔｉ  ｎａｎｏｉ×ｉｄｅ  Ｔ／ｓｐ）を、その厚さが１０μｍとなるように塗布した後、熱風循環タイプのオーブンに入れて５００℃で３時間焼成し、ＦＴＯ基板上に４．５ｃｍ×４．５ｃｍ×１０μｍの寸法を有する１つの多孔質酸化物半導体層を形成し、作用極を得た。【０１６１】
一方、６ｃｍ×６ｃｍ×２ｍｍのチタンからなる対極基板を準備した。そして、対極基板上に、スパッタリング法により、厚さ１０ｎｍの白金触媒層を形成し、対極を得た。【０１６２】
こうして作用極及び対極を準備した。【０１６３】
次に、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製、融点：９８℃）からなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する第１環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と作用極との接触面における内周側（多孔質酸化物半導体層側）の線の曲率半径が２ｍｍになるように調整して第１環状部位に接着し、ＦＴＯ基板における第１環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０１６４】
次に、この作用極を、光増感色素であるＮ７１９色素を０．２ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。【０１６５】
一方、ニュクレルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを対極の第２環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が２ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着し、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０１６６】
次いで、第１封止部形成材料を固定した作用極を、ＦＴＯ基板の多孔質酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、第１封止部形成材料の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。【０１６７】
次に、第１封止部形成材料を固定した対極を作用極に対向させ、大気圧下で、作用極上の第１封止部形成材料と対極上の第１封止部形成材料とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、プレス機を用いて、第１封止部形成材料同士を、対極を介して５ＭＰａで加圧しながら１４８℃で加熱して溶融させ、第１封止部からなる封止部を得た。こうして色素増感太陽電池を得た。なお、得られた色素増感太陽電池において、第１封止部の角部の作用極との接触面における電解質側の湾曲線の曲率半径は表１に示す通りであった。【０１６８】
（実施例２）
第１封止部形成材料を、ニュクレルから、アイオノマーであるハイミラン（商品名、三井・デュポンポリケミカル社製、融点：９８℃）に変更し、第１封止部の角部の作用極との接触面における電解質側の湾曲線の曲率半径を表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして色素増感太陽電池を作製した。【０１６９】
（実施例３）
はじめに、実施例１と同様にして作用極及び対極を準備した。【０１７０】
次に、ニュクレルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する第１環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と作用極との接触面における内周側（多孔質酸化物半導体層側）の線の曲率半径が０．３ｍｍ以下となるように調整して環状部位に接着し、ＦＴＯ基板における第１環状部位に第２封止部形成材料を固定した。【０１７１】
次に、この作用極に、実施例１と同様にして光増感色素を担持させた。【０１７２】
一方、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネル（デュポン社製、融点：１２７℃）からなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、４．８ｃｍ×４．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを対極の第２環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が２ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着し、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０１７３】
次いで、第２封止部形成材料を固定した作用極を、ＦＴＯ基板の多孔質酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、第１封止部形成材料の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。【０１７４】
次に、第１封止部形成材料を固定した対極を、第２封止部形成材料を固定した作用極に対向させ、大気圧下で、第１封止部形成材料と第２封止部形成材料とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、プレス機を用いて、第１封止部形成材料及び第２封止部形成材料を、対極を介して５ＭＰａで加圧しながら１４８℃で加熱して溶融させた。このとき、第１封止部形成材料が溶融して第１封止部形成材料の粘度が低下し、第２封止部の電解質側の領域、及び対極に対向する領域が第１封止部形成材料で覆われた。また第１封止部形成材料は作用極のうち透明導電膜の一部に接触した。こうして封止部が形成され、色素増感太陽電池が得られた。【０１７５】
なお、得られた色素増感太陽電池において、第１封止部の角部の作用極との接触面における電解質側の湾曲線の曲率半径（以下、「第１封止部の湾曲線の曲率半径」と略称する。）、および、第２封止部の角部の作用極との接触面における電解質側の線の曲率半径（以下、「第２封止部の電解質側の線の曲率半径」と略称する。）は表１に示す通りであった。【０１７６】
（実施例４）
第２封止部形成材料を形成するための樹脂シートを構成する材料を、ニュクレルからハイミランに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１７７】
（実施例５）
第１封止部形成材料を形成するための樹脂シートを構成する材料を、バイネルからニュクレルに変更し、第２封止部形成材料を形成するための樹脂シートを構成する材料を、ニュクレルからバイネルに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１７８】
（実施例６）
第１封止部形成材料を形成するための樹脂シートを構成する材料を、バイネルからハイミランに変更すると共に、第２封止部形成材料を形成するための樹脂シートを、ニュクレルからバイネルに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１７９】
（実施例７）
第１封止部形成材料を形成するための樹脂シートを、バイネルからハイミランに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更し、第２封止部形成材料を以下のようにして作用極の第１環状部位に固定したこと以外は実施例３と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１８０】
すなわち、エポキシ樹脂（マクシーブ、三菱ガス化学社製、コゲが発生する温度：３２０℃）を、ディスペンサを用いて作用極の第１環状部位に塗布し、３０℃の環境下で静置させた。そして、エポキシ樹脂の自然流動を待った後、周囲環境温度を１００℃にすることで、硬化体の角部と作用極との接触面における内周側（多孔質酸化物半導体層側）の線の曲率半径が０．３ｍｍ以下となるように調整して硬化させ、四角環状の硬化体を形成した。こうして、ＦＴＯ基板における第１環状部位に、硬化体からなる第２封止部形成材料を固定した。【０１８１】
（実施例８）
第１封止部形成材料を形成するための樹脂シートを構成する材料を、ハイミランからニュクレルに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更したこと以外は実施例７と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１８２】
（実施例９）
第１封止部形成材料を形成するための樹脂シートを構成する材料を、ハイミランからバイネルに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更したこと以外は実施例７と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１８３】
（実施例１０）
はじめに、実施例１と同様にして作用極及び対極を準備した。【０１８４】
次に、低融点ガラスフリット（ノリタケ社製ＮＰ−７０９５Ｅ、融点（軟化点）：４５０℃）を含むペーストを、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する第１環状部位にスクリーン印刷法を用いて印刷し、４６０℃で４時間加熱して焼成することにより四角環状の焼成体を形成した。このように、軟化温度と焼成温度を近づけることで、ダレのない焼成体が得られた。こうして、焼成体の角部と作用極との接触面における内周側（多孔質酸化物半導体層側）の線の曲率半径を０．３ｍｍ以下とし、ＦＴＯ基板上における第１環状部位に第２封止部形成材料を固定した。【０１８５】
次に、この作用極に、実施例１と同様にして光増感色素を担持させた。【０１８６】
次に、紫外線硬化性樹脂である３１ｘ−１０１（スリーボンド社製、コゲが発生する温度：２００℃）を、第２封止部形成材料上に角部と作用極との接触面における内周側（多孔質酸化物半導体層側）の線の曲率半径が０．５ｍｍとなるようにスクリーン印刷法を用いて印刷し、四角環状の紫外線硬化性樹脂からなる第１封止部形成材料を固定した。このようにして第２封止部形成材料上に第１封止部形成材料を固定した。【０１８７】
次いで、第２封止部形成材料及び第１封止部形成材料を順次固定した作用極を、ＦＴＯ基板の多孔質酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、第１封止部形成材料の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。【０１８８】
次に、対極を、第２封止部形成材料及び第１封止部形成材料を固定した作用極に対向させ、大気圧下で、第１封止部形成材料と対極とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、低圧水銀ランプを用いて第１封止部形成材料に紫外線を３０秒間照射して第１封止部形成材料を硬化させて、第１封止部形成材料の硬化体である紫外線硬化樹脂と対極とを接着させ、封止部を得た。このとき、第１封止部形成材料は第１封止部となり、第２封止部形成材料は第２封止部となった。こうして色素増感太陽電池を得た。なお、得られた色素増感太陽電池において、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径は表１に示す通りであった。【０１８９】
（実施例１１）
第１封止部形成材料を、３１ｘ−１０１からハイミランに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更し、第１封止部形成材料を以下のようにして対極における第２環状部位に固定したこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１９０】
すなわち、ハイミランからなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、４．８ｃｍ×４．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを対極の第２環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が０．５ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着した。こうして、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０１９１】
（実施例１２）
第１封止部形成材料を、３１ｘ−１０１からニュクレルに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更し、第１封止部形成材料を以下のようにして対極における第２環状部位に固定したこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１９２】
すなわち、ニュクレルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、４．８ｃｍ×４．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを対極の第２環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が０．５ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着した。こうして、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０１９３】
（実施例１３）
第１封止部形成材料を、３１ｘ−１０１からバイネルに変更し、第１封止部形成材料を以下のようにして対極における第２環状部位に固定し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更したこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１９４】
すなわち、バイネルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、４．８ｃｍ×４．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを対極の第２環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が０．５ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着した。こうして、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０１９５】
（実施例１４）
第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更したこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１９６】
（実施例１５）
第１封止部形成材料を、３１ｘ−１０１からニュクレルに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更し、第１封止部形成材料を以下のようにして対極における第２環状部位に固定したこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１９７】
すなわち、ニュクレルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、４．８ｃｍ×４．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを対極の第２環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が２ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着した。こうして、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０１９８】
（実施例１６）
第１封止部形成材料を、３１ｘ−１０１からバイネルに変更し、第１封止部の湾曲線の曲率半径、および、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を表１に示す通りに変更し、第１封止部形成材料を以下のようにして対極における第２環状部位に固定したこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０１９９】
すなわち、バイネルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、４．８ｃｍ×４．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、対極の第２環状部位に配置した。続いて、この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が２．５ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着した。こうして、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０２００】
（実施例１７）
第１封止部の湾曲線の曲率半径を５ｍｍとしたこと以外は実施例１６と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２０１】
（実施例１８）
第１封止部の湾曲線の曲率半径を２ｍｍとし、第１封止部が、第２封止部を完全に覆うことにより、第１封止部を、作用極の表面のうち、第２封止部の第２面に対して電解質側の面と、電解質と反対側（外側）の面にそれぞれ接触させるようにすると共に、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を１ｍｍとしたこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２０２】
（実施例１９）
第１封止部の湾曲線の曲率半径を２ｍｍとし、第１封止部が、第２封止部を完全に覆うことにより、第１封止部を、作用極の表面のうち、第２封止部の第２面に対して、電解質側の面と、電解質と反対側（外側）の面にそれぞれ接触させるようにすると共に、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を１ｍｍとしたこと以外は実施例１１と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２０３】
（実施例２０）
第１封止部の湾曲線の曲率半径を２ｍｍとし、第１封止部が、第２封止部を完全に覆うことにより、第１封止部を、作用極の表面のうち、第２封止部の第２面に対して、電解質側の面と、電解質と反対側（外側）の面にそれぞれ接触させるようにすると共に、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を１ｍｍとしたこと以外は実施例１２と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２０４】
（実施例２１）
第１封止部の湾曲線の曲率半径を２ｍｍとし、第１封止部が、第２封止部を完全に覆うことにより、第１封止部を、作用極の表面のうち、第２封止部の第２面に対して、電解質側の面と、電解質と反対側（外側）の面にそれぞれ接触させるようにすると共に、第２封止部の電解質側の線の曲率半径を１ｍｍとしたこと以外は実施例１３と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２０５】
（比較例１）
第１封止部形成材料を第２封止部形成材料上に固定せず、封止部を、ガラスフリットからなる第２封止部のみで構成したこと以外は実施例１０と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２０６】
（比較例２）
第１封止部形成材料を対極の第２環状部位に固定せず、封止部をエポキシ樹脂からなる第２封止部のみで構成したこと以外は実施例７と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２０７】
（実施例２２）
はじめに、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍのＦＴＯ基板を準備した。続いて、ＦＴＯ基板の上に、ドクターブレード法によって酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、Ｔｉ  ｎａｎｏｉ×ｉｄｅ  Ｔ／ｓｐ）を、その厚さが１０μｍとなるように１６箇所に塗布した後、熱風循環タイプのオーブンに入れて５００℃で３時間焼成し、ＦＴＯ基板上に１６個の多孔質酸化物半導体層を形成した。各多孔質酸化物半導体層の寸法は、１９．５ｍｍ×１９．５ｍｍ×１０μｍであった。【０２０８】
そして、銀粒子とエチルセルロースとを配合してなる銀ペーストを、各多孔質酸化物半導体層を包囲するように塗布した後、５００℃、１時間で銀ペーストを焼成し、幅１ｍｍ、厚さ１０μｍであり且つ２３ｍｍ×２３ｍｍの１６個の四角開口を有する格子状の集電配線を形成した。【０２０９】
次に、低融点ガラスフリット（ノリタケ社製ＮＰ−７０９５E、融点（軟化点）：４５０℃）を含むペーストを集電配線の上に、スクリーン印刷法を用いて印刷し、ペーストを４６０℃で４時間加熱して焼成することにより焼成体を形成した。このとき、焼成体の連結部のＦＴＯ基板との接触面において多孔質酸化物半導体層に対向する縁部における線の曲率半径が１ｍｍとなるようにした。こうして、ＦＴＯ基板上に設けられた集電配線上に第２配線保護層を形成した。【０２１０】
続いて、ハイミランからなる１０ｃｍ×１０ｃｍ×１００μｍの寸法を有する樹脂シートに、２１ｍｍ×２１ｍｍ×１００μｍの寸法を有する１６個の四角開口が形成された格子状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを第２配線保護層上に配置し、１８０℃で５分間加熱し溶融させ、第２配線保護層を完全に覆った。このとき、樹脂シートの連結部のＦＴＯ基板との接触面における多孔質酸化物半導体層に対向する縁部の曲率半径が２ｍｍとなるまで樹脂シートの加熱を継続し、樹脂シートを自然流動させた。こうして、ＦＴＯ基板上に配線部を形成し、作用極を得た。【０２１１】
一方、１０ｃｍ×１０ｃｍ×２ｍｍのチタンからなる対極基板を準備した。そして、対極基板上に、スパッタリング法により、厚さ１０ｎｍの白金触媒層を形成した。こうして対極を得た。【０２１２】
次に、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製、融点：９８℃）からなる１０ｃｍ×１０ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、９．８ｃｍ×９．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する第１環状部位に配置した。この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と作用極との接触面における内周側（多孔質酸化物半導体層側）の線の曲率半径が２ｍｍになるように調整して第１環状部位に接着し、ＦＴＯ基板における第１環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０２１３】
次に、この作用極を、光増感色素であるＮ７１９色素を０．２ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。【０２１４】
一方、ニュクレルからなる１０ｃｍ×１０ｃｍ×１００μｍのシートの中央に、９．８ｃｍ×９．８ｃｍ×１００μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、対極の第２環状部位に配置した。この樹脂シートを１８０℃で５分間加熱し溶融させることによって樹脂シートの角部と対極との接触面における内周側の線の曲率半径が２ｍｍとなるように調整して第２環状部位に接着し、対極における第２環状部位に第１封止部形成材料を固定した。【０２１５】
次いで、作用極を、ＦＴＯ基板の多孔質酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、第１封止部形成材料の内側に、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、ヨウ素を０．０５Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む揮発系電解質を注入した。【０２１６】
次に、第１封止部形成材料を固定した対極を作用極に対向させ、大気圧下で、作用極上の第１封止部形成材料と対極上の第１封止部形成材料とを重ね合わせた。そして、大気圧下で、プレス機を用いて、第１封止部形成材料同士を、対極を介して５ＭＰａで加圧しながら１４８℃で加熱して溶融させ、第１封止部を得た。こうして色素増感太陽電池を得た。なお、得られた色素増感太陽電池において、第１封止部の湾曲線の曲率半径は表２に示す通りであった。【０２１７】
（実施例２３）
第１配線保護層を、ハイミランから、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレル（三井・デュポンポリケミカル社製、融点：９８℃）に変更したこと以外は実施例２２と同様にして色素増感太陽電池を作製した。【０２１８】
（実施例２４）
第１配線保護層を、ハイミランから、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体であるバイネル（デュポン社製、融点：１２７℃）に変更したこと以外は実施例２２と同様にして色素増感太陽電池を作製した。【０２１９】
（実施例２５）
第２配線保護層を形成しなかったこと以外は実施例２３と同様にして色素増感太陽電池を作製した。【０２２０】
（実施例２６）
第２配線保護層を形成しなかったこと以外は実施例２２と同様にして色素増感太陽電池を作製した。【０２２１】
（実施例２７）
第２配線保護層上に第１配線保護層を形成せず、配線保護層を、ガラスフリットからなる第２配線保護層のみで構成し、第１配線保護層の湾曲線の曲率半径、及び、第２配線保護層と第１配線保護層との境界線の曲率半径を表２に示す通りとしたこと以外は実施例２２と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２２２】
（実施例２８）
第２配線保護層上に第１配線保護層を形成せず、配線保護層を、エポキシ樹脂からなる第２配線保護層のみで構成し、第１配線保護層の湾曲線の曲率半径、及び、第２配線保護層と第１配線保護層との境界線の曲率半径を表２に示す通りとし、第２配線保護層を以下のようにして形成したこと以外は実施例２２と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２２３】
すなわち、第２配線保護層は以下のようにして形成した。まずエポキシ樹脂（マクシーブ、三菱ガス化学社製、コゲが発生する温度：３２０℃）を、ディスペンサを用いて、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する集電配線上に塗布し、その後、周囲環境温度を１００℃にすることで、エポキシ樹脂の硬化体と作用極との接触面のうち多孔質酸化物半導体層側の角部の線の曲率半径（第２配線保護層と第１配線保護層との境界線の曲率半径）が０．３ｍｍとなるように調整した。こうして、ＦＴＯ基板上における集電配線上に第２配線保護層を形成した。【０２２４】
（実施例２９）
第１配線保護層の湾曲線の曲率半径、及び、第２配線保護層と第１配線保護層との境界線の曲率半径を表２に示す通りとし、第２配線保護層を以下のようにして形成したこと以外は実施例２２と同様にして色素増感太陽電池を得た。【０２２５】
［色素増感太陽電池の耐久性評価：評価１］
実施例１〜２９及び比較例１〜２で得られた色素増感太陽電池について、光電変換効率（η０）を測定した。続いて、色素増感太陽電池について、大気圧下、８５℃、８５％ＲＨの高温・高湿環境下で１０００ｈ放置した後の光電変換効率（η）も測定した。そして、下記式：
光電変換効率の維持率（％）＝η／η０×１００
に基づき、光電変換効率の維持率を算出した。結果を表１および表２に示す。
【表１】
2013031933.tif 000003
【表２】
2013031933.tif 000004
【０２２６】
表１および表２に示す結果より、実施例１〜２９の色素増感太陽電池は、比較例１〜２の色素増感太陽電池に比べて、光電変換効率の維持率が高いことが分かった。【０２２７】
以上のことから、本発明の光電変換素子によれば、優れた耐久性を有することが確認された。
【符号の説明】
【０２２８】
１０…作用極（電極）
１３…多孔質酸化物半導体層
１４ａ…湾曲線
１４ｂ…境界線
１４Ａ…第１封止部
１４Ｂ…第２封止部
１６ａ…湾曲線
１６ｂ…境界線（湾曲線）
１６Ａ…第１配線保護層
１６Ｂ…第２配線保護層
１７…導電性基板
２０…対極（電極）
３０…電解質
４０…封止部
４０Ｃ…角部
１００，２００…色素増感太陽電池（光電変換素子）
２１８…配線部
２１８Ａ，２１８Ｂ…線状部分
２１８Ｃ…連結部
ｒ１…第１面の湾曲線の曲率半径
ｒ２…第２面の電解質側の線の曲率半径
ｒ３…第３面の湾曲線の曲率半径
ｒ４…第４面の多孔質酸化物半導体層に対向する縁部の曲率半径
Ｓ…接触面（第１接触面）
Ｓ１…第１面
Ｓ２…第２面
Ｓ３…第３面
Ｓ４…第４面
Ａ１…接触面（第２接触面）
【図１】
2013031933.tif 000005
【図２】
2013031933.tif 000006
【図３】
2013031933.tif 000007
【図４】
2013031933.tif 000008
【図５】
2013031933.tif 000009
【図６】
2013031933.tif 000010
【図７】
2013031933.tif 000011
【図８】
2013031933.tif 000012
【図９】
2013031933.tif 000013
【図１０】
2013031933.tif 000014
【図１１】
2013031933.tif 000015
【国際調査報告】
2013031933.tif 000016
2013031933.tif 000017
2013031933.tif 000018
2013031933.tif 000019
2013031933.tif 000020
2013031933.tif 000021