(57)【要約】【課題】光電変換効率を向上させる。【解決手段】対向電極３との間に電解質４が封入されて色素増感太陽電池１を構成する色素増感太陽電池１の光電極２である。この光電極２は、光透過性のある基板部材（基材）５の表面５ａに凹み８を形成し、この基板部材５の表面上に透明電極膜６を形成することにより、透明電極膜６に凹部１０を形成するようになっている。このような構成の光電極２の透明電極膜６上に多孔性半導体電極膜７を形成し、この多孔性半導体電極膜７に増感色素を吸着・担持させる。【選択図】図１
2006100180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向電極との間に電解質が封入されて色素増感太陽電池を構成する色素増感太陽電池の光電極であって、
光透過性を有し、表面に凹みが形成された基材と、
前記基材の表面上に形成された透明電極膜と、を備え
前記透明電極膜の表面に凹部が形成されたことを特徴とする色素増感太陽電池の光電極。
【請求項２】
前記透明電極膜の膜厚が略均一に形成され、前記透明電極膜の凹部が前記基材の凹みに倣った形状を有することを特徴とする請求項１に記載の色素増感太陽電池の光電極。
【請求項３】
前記基材が樹脂材料から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の色素増感太陽電池の光電極。
【請求項４】
前記基材が射出成形により形成されることを特徴とする請求項３に記載の色素増感太陽電池の光電極。
【請求項５】
前記透明電極膜の凹部に多孔性半導体電極膜を形成するとともに、この多孔性半導体電極膜に増感色素を担持させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の色素増感太陽電池の光電極。
【請求項６】
前記透明電極膜の凹部は傾斜部を有し、前記透明電極膜の凹部に形成される前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記透明電極膜の凹部の最下部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動する場合の距離の方が短いことを特徴とする請求項５に記載の色素増感太陽電池の光電極。
【請求項７】
前記透明電極膜の凹部は傾斜部を有し、この傾斜部上に形成される前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記凹部の前記傾斜部の最下端部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動する場合の距離の方が短いことを特徴とする請求項５に記載の色素増感太陽電池の光電極。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の色素増感太陽電池の光電極と、この光電極に対向するように配置された対向電極と、これら光電極と対向電極との間に封入される電解質と、を備えてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項９】
対向電極との間に電解質が封入されて有機太陽電池を構成する有機太陽電池の光電極であって、
光透過性を有し、表面に凹みが形成された基材と、
前記基材の表面上に形成された透明電極膜と、を備え、
前記透明電極膜の表面に凹部が形成されたことを特徴とする有機太陽電池の光電極。
【請求項１０】
前記透明電極膜の膜厚が略均一に形成され、前記透明電極膜の前記凹部が前記基材の前記凹みに倣った形状を有することを特徴とする請求項９に記載の有機太陽電池の光電極。
【請求項１１】
前記基材が樹脂材料から形成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の有機太陽電池の光電極。
【請求項１２】
前記基材が射出成形により形成されることを特徴とする請求項１１に記載の有機太陽電池の光電極。
【請求項１３】
前記透明電極膜の前記凹部に導電性高分子層を形成させたことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の有機太陽電池の光電極。
【請求項１４】
前記透明電極膜の前記凹部は傾斜部を有し、前記透明電極膜の前記凹部に形成される前記導電性高分子層内の電子が前記透明電極膜の前記凹部の最下部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記導電性高分子層内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動する場合の距離の方が短いことを特徴とする請求項１３に記載の有機太陽電池の光電極。
【請求項１５】
前記透明電極膜の前記凹部は傾斜部を有し、この傾斜部上に形成される前記導電性高分子層内の電子が前記凹部の前記傾斜部の最下端部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記導電性高分子層内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動場合の距離の方が短いことを特徴とする請求項１３に記載の有機太陽電池の光電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池等の有機太陽電池に関するものであり、特に、の色素増感太陽電池の構成部品として使用される光電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題の観点から、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池が注目を集めている中、製造コストを低くできることから、色素増感太陽電池が特に注目を集めている。元来、色素増感太陽電池は、光電変換効率が低いために実用性に乏しかったが、最近、半導体電極の表面積を大きくして多量の色素を吸着させることにより、飛躍的に光電変換効率を高くできる技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）
このような技術を用いた従来例としては、図１４に示すようなものが知られている。この図１４に模式的に示す色素増感太陽電池１０１は、光電極基板１０２と対向電極基板１０３との間に電解液１０４を封入するようになっている。
【０００３】
このうち、光電極基板１０２は、基板部材１０５の表面に透明電極膜１０６を形成するようになっている。次に、その透明電極膜１０６の表面上に酸化チタン等の多孔性半導体電極膜１０７を形成し、その多孔性半導体電極膜１０７に増感色素を吸着させるようになっている。なお、多孔性半導体電極膜１０７は、透明電極膜１０６上に半導体粒子を含有する懸濁液を塗布し、乾燥後焼成する方法によって形成するようになっている。
【０００４】
一方、対向電極基板１０３は、対向基板部材１０８上に対向電極１１０として白金等の触媒をコーティングするようになっている。
【０００５】
そして、この対向電極１１０と多孔性半導体電極膜１０７とが所定の間隔を開けて対面するように、基板部材１０５と対向基板部材１０８とが対向配置され、対向電極１１０と多孔性半導体電極膜１０７の間に電解液１０４が封入され、色素増感太陽電池１０１が構成されるようになっている。
【０００６】
このような色素増感太陽電池１０１において、多孔性半導体電極膜１０７に吸着させられた増感色素に太陽光が照射されると、増感色素が可視領域の光を吸収して励起し、この増感色素の励起によって発生する電子が多孔性半導体電極膜１０７内を移動して透明電極膜１０６まで到達する。この透明電極膜１０６まで移動した電子は、透明電極膜１０６と対向電極１１０とを導通する図示しない外部回路を経由して対向電極１１０に移動する。そして、対向電極１１０まで移動した電子は、電解液１０４中のイオンによって運ばれて多孔性半導体電極膜１０７の増感色素に戻るようになっている。このような作用を繰り返して電気エネルギーが取り出される。
【０００７】
このような構造の色素増感太陽電池１０１は、増感色素の励起によって発生する電子の透明電極膜１０６への移動速度が光電変換効率に影響を与えるようになっており、ここでの電子の移動が迅速に行われないと、電子と正孔との再結合が生じ、透明電極膜１０６まで移動できる電子の量が減少するため、光電変換効率が低下するという問題を生じる。
【０００８】
そこで、このような色素増感太陽電池１０１の問題点を解決することを目的とし、図１５に示すような色素増感太陽電池２０１が既に開発された。
【０００９】
この図に示す色素増感太陽電池２０１は、光電極側の電極層２０２の表面に導電性突設部２０３を形成し、電極層２０２及び導電性突設部２０３を金属酸化物半導体層２０４で覆い、その金属酸化物半導体層２０４に吸着させた増感色素の励起によって発生した電子が電極層２０２へ迅速に移動できるようにして、光電変換効率を向上するようになっている（特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】特表平５−５０４０２３号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−７７６９１号公報（段落番号００５９，図１，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１５に示す従来の色素増感太陽電池２０１は、金属酸化物半導体層２０４における光の吸収効率と電子の電極層２０２への移動速度とのバランスが必ずしも十分にとれていなかったため、未だ満足し得る光電変換効率を達成できていなかった。
【００１２】
本発明は、光電変換効率を一層向上することができる色素増感太陽電池の光電極及び色素増感太陽電池、並びに有機太陽電池の光電極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】
【００１３】
請求項１の発明は、対向電極との間に電解質が封入されて色素増感太陽電池を構成する色素増感太陽電池の光電極に関するものである。この色素増感太陽電池の光電極は、光透過性を有し、表面に凹みが形成された基材と、前記基材の表面上に形成された透明電極膜であって、その透明電極膜の表面に凹部が形成された透明導電膜と、を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明に係る色素増感太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の膜厚が略均一に形成され、前記透明電極膜の凹部が前記基材の凹みに倣った形状を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明に係る色素増感太陽電池の光電極において、前記基材が樹脂材料から形成されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明に係る色素増感太陽電池の光電極において、前記基材が射出成形により形成されることを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の色素増感太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の凹部に多孔性半導体電極膜を形成するとともに、この多孔性半導体電極膜に増感色素を担持させたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項５の発明に係る色素増感太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の凹部は傾斜部を有し、前記透明電極膜の凹部に形成される前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記透明電極膜の凹部の最下部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動する場合の距離の方が短いことを特徴としている。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項５の発明に係る色素増感太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の凹部は傾斜部を有し、この傾斜部上に形成される前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記凹部の前記傾斜部の最下端部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記多孔性半導体電極膜内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動する場合の距離の方が短いことを特徴としている。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項５〜７のいずれかの発明に係る色素増感太陽電池の光電極と、この光電極に対向するように配置された対向電極と、これら光電極と対向電極との間に封入される電解質と、を備えてなることを特徴とする色素増感太陽電池に関するものである。
【００２１】
請求項９の発明は、対向電極との間に電解質が封入されて有機太陽電池を構成する有機太陽電池の光電極に関するものである。この有機太陽電池の光電極は、光透過性を有し、表面に凹みが形成された基材と、前記基材の表面上に形成された透明電極膜であって、その透明電極膜の表面に凹部が形成された透明導電膜と、を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項１０の発明は、請求項９の発明に係る有機太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の膜厚が略均一に形成され、前記透明電極膜の前記凹部が前記基材の前記凹みに倣った形状を有することを特徴としている。
【００２３】
請求項１１の発明は、請求項９又は１０の発明に係る有機太陽電池の光電極において、前記基材が樹脂材料から形成されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明に係る有機太陽電池の光電極において、前記基材が射出成形により形成されることを特徴としている。
【００２５】
請求項１３の発明は、請求項９〜１２のいずれかの発明に係る有機太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の前記凹部に導電性高分子層を形成させたことを特徴としている。
【００２６】
請求項１４の発明は、請求項１３の発明に係る有機太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の前記凹部は傾斜部を有し、前記透明電極膜の前記凹部に形成される前記導電性高分子層内の電子が前記透明電極膜の前記凹部の最下部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記導電性高分子層内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動する場合の距離の方が短いことを特徴としている。
【００２７】
請求項１５の発明は、請求項１３の発明に係る有機太陽電池の光電極において、前記透明電極膜の前記凹部は傾斜部を有し、この傾斜部上に形成される前記導電性高分子層内の電子が前記凹部の前記傾斜部の最下端部まで直線的に移動する場合の距離よりも、前記導電性高分子層内の電子が前記凹部の前記傾斜部へ最短距離で移動場合の距離の方が短いことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、基材そのものに凹みがあるため、光の受光面積（光の取込量）が増え、光電変換効率を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明によれば、多孔性半導体電極膜内の電子が最短距離で透明電極膜へ移動するようになっているため、多孔性半導体電極膜内の電子の移動に対する抵抗が少なくなる。  また、本発明によれば、多孔性半導体電極膜内の電子が透明電極膜の凹部の傾斜部へ最短距離で移動する場合の距離の方が、多孔性半導体電極膜内の電子が透明電極膜の凹部の最下部又は凹部の傾斜部の最下端部まで移動する距離よりも短くなっているため、多孔性半導体電極膜で十分な光を吸収でき、且つ、多孔性半導体電極膜内の電子を透明電極膜へ迅速に移動させることができ、光電変換効率を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、光電極の基材を射出成形により作製するため、安価に且つ大量に生産することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００３２】
（色素増感太陽電池の構造）
図１は、本発明の実施の形態に係る色素増感太陽電池１を示すものである。この図１に示すように、本実施の形態に係る色素増感太陽電池１は、光電極２と対向電極３との間に電解質４を封入して構成されている。
【００３３】
このうち、光電極２は、透明の基板部材５（光透過性を有する基材）の図１の上面側に透明電極膜６が形成され、この透明電極膜６の表面側に多孔性半導体電極膜７が形成され、この多孔性半導体電極膜７に増感色素が吸着・担持されることにより構成されている。
【００３４】
このうち、基板部材５は、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタリン（ＰＥＮ）、ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）等の透明樹脂材料、又は透明なガラス材料で形成されている。ここで、材料に透明樹脂材料を用いる場合には、射出成形、熱圧縮成形、押出し成形等の成形方法を用いて基板部材５を形成することができる。そして、この基板部材５の表面５ａ側（図１の上面側）には、略四角錐形状の凹み８が尖った先端部を下にした状態でマトリックス状に多数連続して形成されている（図２乃至図４参照）。この略四角錐形状の凹み８は、図３乃至図４に示すように、その深さ寸法をＤ０とし、開口部８ａの幅寸法（開口部８ａの一辺の長さ）をＷ０とすると、Ｗ０＜２・Ｄ０となるように形成されており、底８ｂに向かうにしたがって幅寸法を漸減するようになっている。なお、略四角錐形状の凹みの頂角を２θとし、頂角を２分する中心線と傾斜面とのなす角をθとする（図４参照）。
【００３５】
この基板部材５の表面（凹み８の表面及び開口部８ａ）には、図１及び図５に示すように、透明電極膜６がほぼ一様な膜厚（例えば、０．０７μｍ）で形成されている。この透明電極膜６の形成は、スパッタリング法により行う。このときのスパッタリングの条件は、ターゲット材として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を用い、スパッタリング装置内に、例えば、１００ｓｃｃｍのアルゴンガスと２ｓｃｃｍの酸素ガスを導入し、装置内の圧力を５ｍＴｏｒｒ〜３０ｍＴｏｒｒとして、これに１ＫＷ〜３ＫＷの電力を印加して生成したプラズマによって行う。これにより、透明電極膜６は、膜厚が略均一に形成され、基板部材５の表面に凹み８の形状に倣って形成される。その結果、透明電極膜６は、基板部材５の凹み８とほぼ同様の形状の凹部１０をマトリックス状に連続して形作るようになっている。この透明電極膜６に形成される凹部１０は、基板部材５の凹み８と同様に略四角錐形状を呈しており、その深さ寸法をＤとし、開口部１０ａの幅寸法（開口部１０ａの一辺の長さ）をＷとすると、Ｗ＜２・Ｄとなるように形成されている（図５参照）。
【００３６】
このような凹部１０が形成された透明電極膜６上には、二酸化チタン（ＴｉＯ２）等からなる多孔性半導体電極膜７が凹部１０を埋めると共に、凹部１０の開口部１０ａを所定の膜厚（例えば、５μｍ）で覆うように形成されている（図５参照）。この多孔性半導体電極膜７は、半導体粒子を含有する懸濁液を透明電極膜６上に塗布し、その塗布した懸濁液を乾燥後に焼成することにより形成される。そして、このようにして形成された多孔性半導体電極膜７に、光電変換機能を有する増感色素（例えば、ルテニウム錯体）が吸着・担持される。なお、多孔性半導体電極膜７は、焼成法の他に、電析法や水熱処理法で形成するようにしてもよい。また、多孔性半導体電極膜７は、二酸化チタンの他に、酸化亜鉛等で形成してもよい。
【００３７】
このように形成された光電極２は、多孔性半導体電極膜７に太陽光が照射され、多孔性半導体電極膜７に担持された増感色素が励起されると、増感色素の電子１４が透明電極膜６に向かって移動するが、この際、増感色素の電子１４が透明電極膜６の凹部１０の底部（最下部）１０ｂまで直線的に移動する場合の距離よりも、その電子１４が凹部１０の傾斜部１０ｃへ最短距離で移動する場合の距離の方が短くなる（図５参照）。
【００３８】
対向電極３は、図１に示すように、対向基板部材１１と、この対向基板部材１１の表面（図中の下面）１２に形成される対向電極膜１３とで構成されている。このうち、対向基板部材１１は、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタリン（ＰＥＮ）、ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材料、又はガラス材料で形成されている。対向電極膜１３は、白金（Ｐｔ）を対向基板部材１１の表面１２にコーティングすることにより形成されている。なお、対向電極膜１３は、白金の代わりにカーボンを使用してもよい。
【００３９】
以上のようにして形成された光電極２の多孔性半導体電極膜７と対向電極３の対向電極膜１３とが所定の間隔を有して対向するように配置され、これら多孔性半導体電極膜７と対向電極膜１３との間に電解質４が封入されて、本実施の形態に係る色素増感太陽電池１が形成される（図１参照）。
【００４０】
なお、電解質４としては、ヨウ素−ヨウ素化合物、臭素−臭素化合物などの酸化還元対を含有するレドックス電解液が通常使用される。また、電解質４は、上述の液体状のものの他、ゲル化剤やＰ型半導体（ＣｕＩ）等を用いて固体化した電解質を用いることもできる。
【００４１】
（色素増感太陽電池の作用）
以上のようにして形成された色素増感太陽電池１は、光電極２に外部から太陽光が入射すると、多孔性半導体電極膜７に吸着・担持された増感色素が励起され、電子的な基底状態から励起状態へと遷移する。励起された増感色素の電子１４は、図５に示すように、多孔性半導体電極膜７を構成するＴｉＯ２  の伝導帯へ注入され、ほぼ最短距離で透明電極膜６まで移動する。
【００４２】
この際、本実施の形態の光電極２は、透明電極膜６の凹部１０の形状が、図１及び図５に示すように、倒立した四角錐形状を呈しており、底部１０ｂに向かうにしたがって収斂するようになっているため、電極層２０２の表面に矩形形状の導電性突設部２０３を形成する従来例に比較し（図１５参照）、多孔性半導体電極膜７の膜厚を光の進行方向に対して十分に確保して光を多く吸収することができると共に、多孔性半導体電極膜７内の電子１４の移動距離を短くすることができる。その結果、本実施の形態によれば、図１５に示す従来例に比較して、透明電極膜６までの電子１４の移動をより一層迅速化することが可能となり、電子１４と正孔との再結合を低減できると共に、電子１４の移動に対する障害を少なくすることができ、光電変換効率を向上することが可能になる。
【００４３】
なお、図１５に示す従来例は、導電性突設部２０３，２０３間の距離が金属酸化物半導体層２０４の平均厚さの２倍以上離れるように形成されている。しかも、この図１５に示す従来例は、導電性突設部２０３の形状が矩形形状であるため、導電性突設部２０３，２０３間の金属酸化物半導体層２０４の厚さが金属酸化物半導体層２０４の膜厚方向に向かってほぼ一様であるため、電子の移動距離を本実施の形態のように短くすることが困難である。その結果、図１５に示す従来例は、本願実施形態ほどの光電変換効率を得ることができない。
【００４４】
透明電極膜６まで移動した電子１４は、図示しない外部回路を経由して対向電極膜１３に移動する。対向電極膜１３に移動した電子は、電解質４中のイオンに運ばれて増感色素に戻る。このような作用を繰り返して電気エネルギーが取り出される。
【００４５】
以上のような構造の本実施形態の色素増感太陽電池１によれば、基板部材５に凹み８を形成して、光の受光面積を増加させるようになっているため、光の取込み量が増加し、光電変換効率が向上する（第１効果）。しかも、本実施形態の色素増感太陽電池１は、上述のように、多孔性半導体電極膜７内の電子１４が透明電極膜６まで迅速に移動することが可能になり、電子１４と正孔との再結合が防止されると共に、電子１４の移動に対する抵抗を低減できるため、光電変換効率を向上させることができる（第２効果）。したがって、本実施形態の色素増感太陽電池１は、上述した第１効果と第２効果の相乗効果により、図１５に示すような従来の色素増感太陽電池１と比較して、格段に優れた光電変換効率で発電することができる。
【００４６】
また、本実施形態において、基板部材５と対向基板部材１１を樹脂材料で射出成形する場合には、光電極２と対向電極３を安価に且つ大量に生産することが可能になる。
【００４７】
（他の変形例）
なお、本実施の形態の色素増感太陽電池１は、基板部材５側から太陽光を入射させるため、基板部材５を光透過性に優れた透明プラスチック材料で形成するようになっている。したがって、本実施の形態において、対向基板部材１１は、必ずしも光透過性に優れたプラスチック材料で形成する必要はない。しかし、対向基板部材１１側から太陽光を入射させる場合には、対向基板部材１１を光透過性に優れたプラスチック材料で形成すると共に、対向電極膜１３を透明なものにする必要がある。このように、対向基板部材１１側から太陽光を入射させる場合には、基板部材５及び透明電極膜６に光透過性の良好な材料を使用する必要はない。
【００４８】
また、多孔性半導体電極膜７は、図１乃び図５に示す実施形態に限定されず、図６に示すように、透明電極膜６上に沿ってほぼ同一の膜厚で形成するようにしてもよい。
【００４９】
また、上述の実施形態において、基板部材５の凹み８及び透明電極膜６の凹部１０の断面形状を略三角形状とし（図１及び図５参照）、四角錐形状の凹み８及び凹部１０の側面が直線状の傾斜面である態様を例示したが、これに限られず、図７に示すような円弧形状の傾斜面８ｃ，１０ｃからなる凹み８及び凹部１０であってもよい。
【００５０】
また、基板部材５の凹み８及び透明電極膜６の凹部１０の断面形状は、図８に示すように、底部１０ｂに向かうにしたがって幅寸法（図中水平方向寸法）が狭くなる台形形状で、開口部に平坦面１９が形成されるようなものでもよい。
【００５１】
また、基板部材５の凹み８及び透明電極膜６の凹部１０の断面形状は、図９に示すように、底部１０ｂに向かうにしたがって幅寸法（図中水平方向寸法）が狭くなる三角形状で、開口部に平坦面１９が形成されるようなものでもよい。
【００５２】
また、透明電極膜６の凹部１０は、図５に示したような四角錐形状のものに限られず、図１０に示すように、平面形状が六角形の六角錐形状のものでもよく、また、図１１に示すように、平面形状が円形の円錐形状のものでもよく、また、図示しないが、平面形状が三角形の三角錐形状のものでもよい。
【００５３】
また、基板部材５の凹み８の断面形状は、図１２に示すように、四角錐を形作る傾斜面８ｃに複数の断面略三角形状の凹みを形成したようなものでもよい。このような形状によっても、多孔性半導体電極膜（図示せず）内を電子が迅速に移動することができる。
【００５４】
また、本実施形態において、基板部材５の凹み８及び透明電極膜６の凹部１０は、その断面形状が三角錐状のものを例示したが（図５参照）、これに限られず、図１３に示すように、底部１０ｂ側の断面形状のみを矩形形状に形成してもよい。この図１３に示す光電極２は、基板部材５の凹み８の傾斜面（傾斜部）８ｃ、垂直面８ｄ及び底面（底部）８ｅ上に、透明電極膜６が形成される。このように形成しても、増感色素の電子１４が透明電極膜６に向かって移動する際に、増感色素の電子１４が透明電極膜６の凹部１０の底部（最下部）１０ｂまで直線的に移動する場合の距離よりも、その電子１４が凹部１０の傾斜部１０ｃへ最短距離で移動する場合の距離の方が短くなる。したがって、この図１３に示す光電極２を用いる色素増感太陽電池１は、図５に示した光電極２を用いた場合とほぼ同様の作用を生じる。
【００５５】
また、図５、図７、図８、図９、図１３において、透明電極膜６の凹部１０の断面形状が左右対称形状の場合を例示したが、これに限られず、透明電極膜６の凹部１０の段目異形上を左右非対称形状に形成するようにしてもよい。
【００５６】
また、上述の実施例は本願発明を色素増感太陽電池に適用した例を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、増感色素の代わりに導電性高分子を用いた有機太陽電池に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本実施の形態に係る色素増感太陽電池を複数直列に接続し、また、色素増感太陽電池を複数直列に接続してなる太陽電池列を複数並列に接続して色素増感太陽電池組立体を構成し、所望の電圧値の電気エネルギーを得るようにすることができる。さらに、色素増感太陽電池組立体に蓄電池を接続し、電気エネルギーを蓄えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る色素増感太陽電池の模式的断面図である。
【図２】凹み形状を表すために基板部材の側面側を断面して示す部分的外観斜視図である。
【図３】図２のＡ方向から見た図であり、基板部材の一部平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す基板部材の断面図であり、図２のＢ方向から見た基板部材の一部断面図である。
【図５】色素増感太陽電池の作用を説明するための光電極の一部断面図である。
【図６】本発明の色素増感太陽電池を構成する光電極の第１変形例を示す部分的縦断面図である。
【図７】本発明の色素増感太陽電池を構成する光電極の第２変形例を示す部分的縦断面図である。
【図８】基板部材の凹み及び透明電極膜の凹部の他の第１例を示す断面図である。
【図９】基板部材の凹み及び透明電極膜の凹部の他の第２例を示す断面図である。
【図１０】透明電極膜の凹部が六角錐形状である場合を示す凹部の平面図である。
【図１１】透明電極膜の凹部が円錐形状である場合を示す凹部の平面図である。
【図１２】本発明の色素増感太陽電池を構成する基板部材の凹みの変形例を示す基板部材の部分的縦断面図である。
【図１３】色素増感太陽電池の他の例を説明するための光電極の一部断面図である。
【図１４】第１従来例に係る色素増感太陽電池の模式的断面図である。
【図１５】第２従来例に係る色素増感太陽電池の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１……色素増感太陽電池、２……光電極、３……対向電極、４……電解質、５……基板部材（基材）、５ａ……表面、６……透明電極膜、７……多孔性半導体電極膜、８……凹み、１０……凹部、１０ｂ……底部（最下部）、１０ｃ……傾斜部
【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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【図１４】
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【図１５】
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