(57)【要約】      （修正有）【課題】高湿環境下においても優れた耐久性を有し、入射される光の照度によらず安定した電圧を出力させることができる光電変換素子を提供する。【解決手段】透明基板１１の一面上に設けられる少なくとも１つの光電変換セル５０と、透明基板の一面上に設けられ、少なくとも１つの光電変換セルを覆う遮水性シート８０と、遮水性シートの周縁部と透明基板とを連結する環状のシール材１４と、遮水性シートと透明基板との間の空間に設けられる回路基板１２０と、回路基板から出力される電圧を外部に出力する外部出力部１２Ｇとを備え、回路基板が、絶縁基板１２１と、絶縁基板に設けられ、セル電圧出力部に接続される入力端子と、絶縁基板に設けられ、外部出力部のうちシール材の内側の内側外部出力部に接続される出力端子１２３と、絶縁基板に設けられ、入力端子から入力された電圧を一定電圧にして出力端子に出力する回路部１２４とを有する、光電変換素子。【選択図】図１
2018026416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板の一面上に設けられる少なくとも１つの光電変換セルと、
前記透明基板の前記一面上に設けられ、前記少なくとも１つの光電変換セルを覆う遮水性シートと、
前記透明基板の前記一面上に前記少なくとも１つの光電変換セルを包囲するように設けられ、前記遮水性シートの周縁部と前記透明基板とを連結する環状のシール材と、
前記遮水性シートと前記透明基板との間の空間に設けられる回路基板と、
前記透明基板上に設けられ、前記少なくとも１つの光電変換セルから前記回路基板に電圧を出力するセル電圧出力部と、
前記透明基板の前記一面上で且つ前記少なくとも１つの光電変セルの外側に、前記環状のシール材を横切って設けられ、前記回路基板から出力される電圧を外部に出力する外部出力部とを備え、
前記回路基板が、
絶縁基板と、
前記絶縁基板に設けられ、前記セル電圧出力部に接続される入力端子と、
前記絶縁基板に設けられ、前記外部出力部のうち前記シール材の内側の内側外部出力部に接続される出力端子と、
前記絶縁基板に設けられ、前記入力端子から入力された電圧を一定電圧にして前記出力端子に出力する回路部とを有する、光電変換素子。
【請求項２】
前記光電変換セルが、
前記透明基板の前記一面上に設けられる透明導電層と、
前記透明導電層に対向する対向基板とを備え、
前記回路基板が、前記対向基板及び前記回路基板を前記透明基板の厚さ方向に見た場合に前記対向基板と少なくとも部分的に重なって配置されている、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記対向基板が金属基板を有し、
前記回路基板が、前記対向基板及び前記回路基板を前記透明基板の厚さ方向に見た場合に前記対向基板から突出する突出部を有し、
前記突出部に前記入力端子および前記出力端子が設けられ、
前記入力端子と前記セル電圧出力部とが第１導電部材によって接続され、
前記出力端子と前記外部出力部の前記内側外部出力部とが第２導電部材によって接続されている、請求項２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を用いた光電変換素子が注目されており、色素を用いた光電変換素子に関して種々の開発が行われている。
【０００３】
このような光電変換素子として、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１には、透明基板と、透明基板の一面上に設けられる少なくとも１つの光電変換セルと、透明基板の一面上に設けられ、少なくとも１つの光電変換セルを覆う遮水性のバックシートと、少なくとも１つの光電変換セルを包囲するように設けられ、遮水性シートの周縁部と透明基板とを連結する環状の連結部と、透明基板の一面上で且つ少なくとも１つの光電変セルの外側に、環状の連結部を横切って設けられ、少なくとも１つの光電変換セルから出力される電圧を外部に出力する外部出力部とを備える光電変換素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８７０１９６号公報
【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に記載の光電変換素子は、高湿環境下においても優れた耐久性を有するものの、入射される光の照度によって出力電圧が変動することがあった。この場合、一定電圧で駆動する機器に光電変換素子を接続すると、その機器において動作不良が起こるおそれがある。
【０００６】
従って、高湿環境下においても優れた耐久性を有し、入射される光の照度によらず安定した電圧を出力させることができる光電変換素子が求められていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高湿環境下においても優れた耐久性を有し、入射される光の照度によらず安定した電圧を出力させることができ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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、透明基板と、前記透明基板の一面上に設けられる少なくとも１つの光電変換セルと、前記透明基板の前記一面上に設けられ、前記少なくとも１つの光電変換セルを覆う遮水性シートと、前記透明基板の前記一面上に前記少なくとも１つの光電変換セルを包囲するように設けられ、前記遮水性シートの周縁部と前記透明基板とを連結する環状のシール材と、前記遮水性シートと前記透明基板との間に設けられる回路基板と、前記透明基板上に設けられ、前記少なくとも１つの光電変換セルから前記回路基板に電圧を出力するセル電圧出力部と、前記透明基板の前記一面上で且つ前記少なくとも１つの光電変セルの外側に、前記環状のシール材を横切って設けられ、前記回路基板から出力される電圧を外部に出力する外部出力部とを備え、前記回路基板が、絶縁基板と、前記絶縁基板に設けられ、前記セル電圧出力部に接続される入力端子と、前記絶縁基板に設けられ、前記外部出力部のうち前記シール材の内側の内側外部出力部に接続される出力端子と、前記絶縁基板に設けられ、前記入力端子から入力された電圧を一定電圧にして前記出力端子に出力する回路部とを有する、光電変換素子である。
【０００９】
この光電変換素子によれば、光によって少なくとも１つの光電変換セルで電圧が発生し、少なくとも１つの光電変換セルから出力された電圧が、セル電圧出力部を経て回路基板の入力端子から回路部に入力され、回路部で一定電圧にされた後、出力端子、及び、外部出力部の内側外部出力部を経て、外部出力部のうち環状のシール材の外側の部分から出力される。すなわち、本発明によれば、遮水性シートに、回路基板の出力端子に接続する配線を通すための開口を形成することなく、光電変換素子に入射される光の照度によらず一定の電圧を出力させることができる。また、本発明によれば、高湿環境下においても、遮水性シートと透明基板との間の空間には水分の侵入が十分に抑制され、この空間に回路基板が設けられている。このため、回路基板の回路部が水分により劣化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、高湿環境下においても優れた耐久性を有し、入射される光の照度によらず安定した電圧を出力させることができる。
【００１０】
上記光電変換素子においては、前記光電変換セルが、前記透明基板の前記一面上に設けられる透明導電層と、前記透明導電層に対向する対向基板とを備え、前記回路基板が、前記対向基板及び前記回路基板を前記透明基板の厚さ方向に見た場合に前記対向基板と少なくとも部分的に重なって配置されていることが好ましい。
【００１１】
この場合、回路基板が、対向基板及び回路基板を透明基板の厚さ方向に見た場合に対向基板と少なくとも部分的に重なって配置されているため、透明基板上であって光電変換セルが設けられていない領域において、回路基板を設置するための領域、すなわち発電に寄与しない領域を減らすことが可能となる。このため、光電変換素子の開口率を上げることができる。
【００１２】
上記光電変換素子においては、前記対向基板が金属基板を有し、前記回路基板が、前記対向基板及び前記回路基板を前記透明基板の厚さ方向に見た場合に前記対向基板から突出する突出部を有し、前記突出部に前記入力端子および前記出力端子が設けられ、前記入力端子と前記セル電圧出力部とが第１導電部材によって接続され、前記出力端子と前記外部出力部の前記内側外部出力部とが第２導電部材によって接続されていることが好ましい。
【００１３】
この場合、回路部の入力端子および出力端子が、対向基板の金属基板から離れた突出部に設けられるため、第１導電部材又は第２導電部材が、対向基板の金属基板と接触しにくくなり、第１導電部材及び第２導電部材がいずれも対向基板の金属基板に接触することによる入力端子と出力端子との短絡が十分に抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高湿環境下においても優れた耐久性を有し、入射される光の照度によらず安定した電圧を出力させることができる光電変換素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の光電変換素子の好適な実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光電変換素子の好適な実施形態の一部を示す平面図である。
【図３】図１の回路基板と外部出力部との位置関係を示す斜視図である。
【図４】図１の光電変換素子における透明導電層のパターンを示す平面図である。
【図５】図１の一体化封止部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の光電変換素子の好適な実施形態を示す断面図、図２は、本発明の光電変換素子の好適な実施形態の一部を示す平面図、図３は、図１の回路基板と外部出力部との位置関係を示す斜視図、図４は、図１の光電変換素子における透明導電層のパターンを示す平面図、図５は、図１の一体化封止部を示す平面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、光電変換素子１００は、透明基板１１と、透明基板１１の一面１１ａ上に設けられる複数（図１では４つ）の光電変換セル５０と、透明基板１１の一面１１ａ上に設けられ、複数の光電変換セル５０を覆う遮水性シート８０と、透明基板１１の一面１１ａ上に複数の光電変換セル５０を包囲するように設けられ、遮水性シート８０の周縁部８０ａと透明基板１１とを連結する環状のシール材１４と、遮水性シート８０と透明基板１１との間の空間に設けられる回路基板１２０と、透明基板１１上に設けられ、複数の光電変換セル５０から回路基板１２０に電圧を出力するセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈと、透明基板１１の一面１１ａ上で且つ複数の光電変セル５０の外側に、環状のシール材１４を横切って設けられ、回路基板１２０から出力される電圧を外部に出力する外部出力部としての透明導電層１２Ｇとを備えている。
【００１８】
図２に示すように、複数の光電変換セル５０は導電材６０Ｐによって直列に接続されている。以下、説明の便宜上、光電変換素子１００における４つの光電変換セル５０を光電変換セル５０Ａ〜５０Ｄと呼ぶことがある。
【００１９】
図１に示すように、複数の光電変換セル５０の各々は、透明基板１１の一面１１ａ上に設けられる透明導電層１２と、透明導電層１２に対向する対向基板２０と、透明基板１１及び対向基板２０を接合させる環状の封止部３０Ａと、透明導電層１２、対向基板２０及び環状の封止部３０によって形成されるセル空間に配置される電解質４０と、透明導電層１２の上に設けられる酸化物半導体層１３とを備えている。酸化物半導体層１３は、環状の封止部３０の内側に配置され、酸化物半導体層１３には色素が担持されている。
【００２０】
対向基板２０は、金属基板２１と、金属基板２１の透明導電層１２側に設けられて触媒反応を促進する触媒層２２とを備えている。また隣り合う２つの光電変換セル５０において、対向基板２０同士は互いに離間している。
【００２１】
図４に示すように、透明導電層１２は、透明導電層１２Ａ〜１２Ｊで構成されている。
【００２２】
透明導電層１２Ａ〜１２Ｊのうち透明導電層１２Ａ〜１２Ｄはそれぞれ複数の光電変換セル５０Ａ〜５０Ｄの透明導電層１２を構成している。
【００２３】
透明導電層１２Ａ〜１２Ｄはいずれも、側縁部１２ｂを有する四角形状の本体部１２ａと、本体部１２ａの側縁部１２ｂから側方に突出する突出部１２ｃとを有している。
【００２４】
図２に示すように、透明導電層１２Ａ〜１２Ｄのうち透明導電層１２Ｃの突出部１２ｃは、光電変換セル５０Ａ〜５０Ｄの配列方向Ｘに対して側方に張り出す張出し部１２ｄと、張出し部１２ｄから延びて、隣りの光電変換セル５０Ｄの本体部１２ａに溝９０を介して対向する対向部１２ｅとを有している。
【００２５】
光電変換セル５０Ｂにおいても、透明導電層１２Ｂの突出部１２ｃは、張出し部１２ｄと対向部１２ｅとを有している。また光電変換セル５０Ａにおいても、透明導電層１２Ａの突出部１２ｃは、張出し部１２ｄと対向部１２ｅとを有している。
【００２６】
なお、光電変換セル５０Ｄは、既に光電変換セル５０Ｃと接続されており、他に接続されるべき光電変換セル５０が存在しない。このため、光電変換セル５０Ｄにおいて、透明導電層１２Ｄの突出部１２ｃは対向部１２ｅを有していない。すなわち透明導電層１２Ｄの突出部１２ｃは張出し部１２ｄのみで構成される。
【００２７】
透明導電層１２Ｊ及び透明導電層１２Ｈは透明導電層１２Ｄに接続されて一体化されている。透明導電層１２Ｈはセル電圧出力部であり、透明導電層１２Ｊは透明導電層１２Ｈと透明導電層１２Ｄとを接続するものであり、透明導電層１２Ａ〜１２Ｃの側縁部１２ｂに沿って延びている。透明導電層１２Ｈ上には内部端子１８ｃが設置されている。
【００２８】
透明導電層１２Ｅは接地用透明導電層であり、透明導電層１２Ｅ上には内部端子１８ｄが設置されている。
【００２９】
透明導電層１２Ｇは外部出力部であり、透明導電層１２Ｇの上には内部端子１８ａ，外部端子１８ｂが設置されている。内部端子１８ａはシール材１４の内側の内側外部出力部に設けられ、外部端子１８ｂはシール材１４の外側の外側外部出力部に設けられる。
【００３０】
透明導電層１２Ｉは接地用透明導電層であり、透明導電層１２Ｉ上には、内部端子１８ｅ，外部端子１８ｆが設置されている。ここで、内部端子１８ｅはシール材１４の内側に設けられ、外部端子１８ｆはシール材１４の外側に設けられている。
【００３１】
そして、外部出力部としての透明導電層１２Ｇ、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ、接地用透明導電層１２Ｅ及び接地用透明導電層１２Ｉは、光電変換セル５０Ａの透明導電層１２Ａに対して透明導電層１２Ｂと反対側に配置されており、透明基板１１の周縁部に沿って一列に配置されている。外部出力部としての透明導電層１２Ｇ、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ、接地用透明導電層１２Ｅ及び接地用透明導電層１２Ｉはいずれもシール材１４を横切って設けられている。
【００３２】
上述した透明導電層１２Ａ〜１２Ｊは、透明導電層１２Ｄ、１２Ｈ、１２Ｊを除き、溝９０によって互いに離間している。ここで、溝９０は、透明導電層１２の本体部１２ａの縁部に沿って形成される第１の溝９０Ａと、透明導電層１２のうち本体部１２ａを除く部分の縁部に沿って形成され、遮水性シート８０の周縁部８０ａと交差する第２の溝９０Ｂとで構成されている。
【００３３】
また、透明導電層１２Ａ〜１２Ｃの各突出部１２ｃおよび透明導電層１２Ｅの上には、接続端子１６が設けられている。
【００３４】
そして、光電変換セル５０Ｃにおける透明導電層１２Ｃの突出部１２ｃ上に設けられる接続端子１６と隣りの光電変換セル５０Ｄにおける対向基板２０の金属基板２１とが導電材６０Ｐを介して接続されている。同様に、光電変換セル５０Ｂにおける接続端子１６と隣りの光電変換セル５０Ｃにおける対向基板２０の金属基板２１とは導電材６０Ｐを介して接続され、光電変換セル５０Ａにおける接続端子１６と隣りの光電変換セル５０Ｂにおける対向基板２０の金属基板２１とは導電材６０Ｐを介して接続され、透明導電層１２Ｅ上の接続端子１６と隣りの光電変換セル５０Ａにおける対向基板２０の金属基板２１とは導電材６０Ｐを介して接続されている。
【００３５】
図３に示すように、回路基板１２０は、絶縁基板１２１と、絶縁基板１２１に設けられ、複数の光電変換セル５０のセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈに接続される入力端子１２２と、絶縁基板１２１に設けられ、外部出力部としての透明導電層１２Ｇのうちシール材１４の内側の内側外部出力部に接続される出力端子１２３と、絶縁基板１２１に設けられ、接地用透明導電層１２Ｅに接続される第１グランド端子１２５と、絶縁基板１２１に設けられ、接地用透明導電層１２Ｉに接続される第２グランド端子１２６と、絶縁基板１２１に設けられ、入力端子１２２から入力された電圧を一定電圧にして出力端子１２３に出力する回路部１２４とを有している。ここで、回路部１２４は、入力された電圧を増加又は低下させることにより一定にするものであり、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６に電気的に接続されている。なお、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６は接地電位を付与するものとして回路部１２４に電気的に接続されている。
【００３６】
回路基板１２０は、対向基板２０及び回路基板１２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に対向基板２０と部分的に重なって配置されている。すなわち、回路基板１２０は、対向基板２０及び回路基板１２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に対向基板２０から突出する突出部１２７を有し、突出部１２７に入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６が設けられている。詳しく述べると、入力端子１２２は、突出部１２７のうちセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ側に設けられ、出力端子１２３は、突出部１２７のうち外部出力部としての透明導電層１２Ｇ側に設けられ、第１グランド端子１２５は、突出部１２７のうち接地用透明導電層１２Ｅ側に設けられ、第２グランド端子１２６は、突出部１２７のうち接地用透明導電層１２Ｉ側に設けられている。
【００３７】
そして、回路基板１２０の出力端子１２３と外部出力部としての透明導電層１２Ｇとは第１導電部材１３０によって接続され、回路基板１２０の入力端子１２２と、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈとは第２導電部材１３１によって接続され、回路基板１２０の第１グランド端子１２５と透明導電層１２Ｅとは第３導電部材１３２によって接続され、回路基板１２０の第２グランド端子１２６と透明導電層１２Ｉとは第４導電部材１３３よって接続されている。
【００３８】
なお、透明導電層１２Ｄの本体部１２ａ、接続部１２Ｊおよびセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上には、透明導電層１２Ｄよりも低い抵抗を有する集電配線１７が延びている。この集電配線１７は、シール材１４と交差しないように配置されている。別言すると、集電配線１７は、シール材１４よりも内側に配置されている。
【００３９】
図１に示すように、封止部３０は、透明基板１１と対向基板２０との間に設けられている。そして、図５に示すように、隣り合う第１封止部３０同士は一体化されて第１一体化封止部３１を構成している。別言すると、第１一体化封止部３１は、隣り合う２つの対向基板２０の間に設けられていない環状の部分（以下、「環状部」と呼ぶ）３１ａと、隣り合う２つの対向基板２０の間に設けられており、環状の部分３１ａの内側開口３１ｃを仕切る部分（以下、「仕切部」と呼ぶ）３１ｂとで構成されている。
【００４０】
また図１に示すように、封止部３０と溝９０との間には、隣り合う透明導電層１２Ａ〜１２Ｉ同士間の溝９０に入り込み且つ隣り合う透明導電層１２にまたがるように絶縁材３３が設けられている。詳しく述べると、絶縁材３３は、溝９０のうち透明導電層１２の本体部１２ａの縁部に沿って形成される第１の溝９０Ａに入り込むとともに、第１の溝９０Ａを形成している本体部１２の縁部をも覆っている。
【００４１】
遮水性シート８０は、耐候性層と、金属層とを含む積層体で構成される本体部と、本体部のうち透明基板１１側に設けられ、シール材１４に接着される接着層９１とを含む。また接着層９１は、本体部のうち透明基板１１側の面に接着させるものであり、本体部の周縁部に形成されていてもよいし、本体部のうち光電変換セル５０側の面全体に設けられていてもよい。遮水性シート８０の周縁部８０ａは、接着部９１によって、シール材１４を介して透明導電層１２のうち透明導電層１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇ，１２Ｈ，１２Ｉと接続されている。
【００４２】
上記光電変換素子１００によれば、光によって複数の光電変換セル５０Ａ〜５０Ｄで電圧が発生し、複数の光電変換セル５０Ａ〜５０Ｄから出力された電圧が、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈを経て回路基板１２０の入力端子１２２から回路部１２４に入力され、回路部１２４で一定電圧にされた後、出力端子１２３、及び、外部出力部としての透明導電層１２Ｇの内側外部出力部を経て、外部出力部としての透明導電層１２Ｇのうち環状のシール材１４の外側の外側外部出力部から出力される。すなわち、光電変換素子１００によれば、遮水性シート８０に回路基板１２０の出力端子１２３に接続する配線を通すための開口を形成することなく、光電変換素子１００に入射される光の照度によらず一定の電圧を出力させることができる。また、光電変換素子１００によれば、高湿環境下においても遮水性シート８０と透明基板１１との間の空間には水分の侵入が十分に抑制され、この空間に回路基板１２０が設けられている。このため、回路基板１２０の回路部１２４が水分により劣化することが十分に抑制される。従って、光電変換素子１００は、高湿環境下においても優れた耐久性を有し、入射される光の照度によらず安定した電圧を出力させることができる。
【００４３】
また、光電変換素子１００においては、回路基板１２０が、対向基板２０及び回路基板１２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に対向基板２０と部分的に重なって配置されている。このため、透明基板上１１であって光電変換セル５０が設けられていない領域において、回路基板１２０を設置するための領域、すなわち発電に寄与しない領域を減らすことが可能となる。このため、光電変換素子１００の開口率を上げることができる。
【００４４】
さらに、光電変換素子１００においては、回路基板１２０が、対向基板２０及び回路基板１２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に対向基板２０から突出する突出部１２７を有し、突出部１２７に入力端子１２２および出力端子１２３が設けられ、入力端子１２２とセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈとが第１導電部材１３１によって接続され、出力端子１２３と外部出力部としての透明導電層１２Ｇの内側外部出力部とが第２導電部材１３０によって接続されている。
【００４５】
このため、回路部１２４の入力端子１２２および出力端子１２３が、対向基板２０の金属基板２１から離れた突出部１２７に設けられるため、第１導電部材１３１又は第２導電部材１３０が、対向基板２０の金属基板２１と接触しにくくなり、第１導電部材１３１及び第２導電部材１３０がいずれも対向基板２０の金属基板２１に接触することによる入力端子１２２と出力端子１２３との短絡が十分に抑制される。
【００４６】
次に、透明基板１１、透明導電層１２、接続端子１６、酸化物半導体層１３、シール材１４、色素、対向基板２０、封止部３０、絶縁材３３、電解質４０、導電材６０Ｐ、遮水性シート８０、回路基板１２０及び第１〜第４導電部材１３０〜１３３について詳細に説明する。
【００４７】
（透明基板）
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）、及び、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、光電変換素子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５０〜４００００μｍの範囲にすればよい。
【００４８】
（透明導電層）
透明導電層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（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、及び、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電層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。透明導電層１２が単層で構成される場合、透明導電層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。透明導電層１２の厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。
【００４９】
（接続端子）
接続端子１６は、金属材料を含む。金属材料としては、例えば銀、銅およびインジウムなどが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いてもよい。
【００５０】
また接続端子１６は、導電材６０Ｐと同一の材料で構成されていても異なる材料で構成されていてもよいが、同一の材料で構成されていることが好ましい。
【００５１】
この場合、接続端子１６および導電材６０Ｐが同一の材料で構成されているため、接続端子１６と導電材６０Ｐとの密着性をより十分に向上させることができる。このため、光電変換素子１００における接続信頼性をより向上させることが可能となる。
【００５２】
（酸化物半導体層）
酸化物半導体層１３は酸化物半導体粒子で構成されている。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、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）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）又はこれらの２種以上で構成される。酸化物半導体層５０の厚さは、例えば０．１〜１００μｍとすればよい。
【００５３】
（シール材）
シール材１４を構成する材料は、接着部９１と透明導電層１２とを接着させることができるものであれば特に制限されず、シール材１４を構成する材料としては、例えばガラスフリット、封止部３０に用いられる樹脂材料と同様の樹脂材料などを用いることができる。中でも、シール材１４は、ガラスフリットであることが好ましい。ガラスフリットは樹脂材料に比べて高い封止能を有するため、遮水性シート８０や接着部９１の外側からの水分等の侵入を効果的に抑制することができる。
【００５４】
（色素）
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などの光増感色素や、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト結晶などの有機−無機複合色素などが挙げられる。ハロゲン化鉛系ペロブスカイトとしては、例えばＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）が用いられる。上記色素の中でも、ビピリジン構造又はターピリジン構造を含む配位子を有するルテニウム錯体が好ましい。この場合、光電変換素子１００の光電変換特性をより向上させることができる。なお、色素として、光増感色素を用いる場合には、光電変換素子１００は色素増感光電変換素子となる。
【００５５】
（対向基板）
対向基板２０は、上述したように、金属基板２１と、金属基板２１のうち透明基板１１側に設けられて対向基板２０の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層２２とを備える。
【００５６】
金属基板２１は、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン、アルミ、ステンレス等の耐食性の金属材料で構成される。金属基板２１の厚さは、光電変換素子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０．００５〜０．１ｍｍとすればよい。
【００５７】
触媒層２２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。
【００５８】
（封止部）
封止部３０としては、例えば変性ポリオレフィン樹脂、ビニルアルコール共重合体などの熱可塑性樹脂、及び、紫外線硬化樹脂などの樹脂が挙げられる。変性ポリオレフィン樹脂としては、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およびエチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。これらの樹脂は単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。
【００５９】
封止部３０の厚さは通常、４０〜９０μｍであり、好ましくは６０〜８０μｍである。
【００６０】
（絶縁材）
絶縁材３３は、絶縁材料で構成されていればよく、このような絶縁材料としては、例えばガラスフリットなどが挙げられる。絶縁材３３の厚さは通常、１０〜３０μｍであり、好ましくは１５〜２５μｍである。
【００６１】
（電解質）
電解質４０は、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、などを用いることができる。酸化還元対としては、例えばヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオン（例えばＩ−／Ｉ３−）、臭化物イオン／ポリ臭化物イオンなどのハロゲン原子を含む酸化還元対のほか、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対が挙げられる。なお、ヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオンは、ヨウ素（Ｉ２）と、アニオンとしてのアイオダイド（Ｉ−）を含む塩（イオン性液体や固体塩）とによって形成することができる。アニオンとしてアイオダイドを有するイオン性液体を用いる場合には、ヨウ素のみ添加すればよく、有機溶媒や、アニオンとしてアイオダイド以外のイオン性液体を用いる場合には、ＬｉＩやテトラブチルアンモニウムアイオダイドなどのアニオンとしてアイオダイド（Ｉ−）を含む塩を添加すればよい。また電解質４０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などが用いられる。このようなヨウ素塩としては、例えば、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、１−メチル−３−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。
【００６２】
また、電解質４０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。
【００６３】
また電解質４０には添加剤を加えることができる。添加剤としては、１−メチルベンゾイミダゾール（ＮＭＢ）、１−ブチルベンゾイミダゾール（ＮＢＢ）などのベンゾイミダゾール、ＬｉＩ、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、４−ｔ−ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネートなどが挙げられる。中でも、ベンゾイミダゾールが添加剤として好ましい。
【００６４】
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。
【００６５】
（導電材）
導電材６０Ｐとしては、例えば金属膜が用いられる。金属膜を構成する金属材料としては、例えば銀又は銅などを用いることができる。
【００６６】
（遮水性シート）
遮水性シート８０は、上述したように、耐候性層及び金属層を含む本体部と、本体部の光電変換セル５０側の面に設けられ、シール材１４及び透明導電層１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇ又は１２Ｈを介して透明基板１１に接着される接着層９１とを含む。
【００６７】
耐候性層は、例えばポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートで構成されていればよい。
【００６８】
耐候性層の厚さは、例えば５０〜３００μｍであればよい。
【００６９】
金属層は、例えばアルミニウムを含む金属材料で構成されていればよい。金属材料は通常、アルミニウム単体で構成されるが、アルミニウムと他の金属との合金であってもよい。他の金属としては、例えば銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、鉛、及び、ビスマスが挙げられる。具体的には、９８％以上の純アルミニウムにその他の金属が微量添加された１０００系アルミニウムが望ましい。これは、この１０００系アルミニウムが、他のアルミニウム合金と比較して、安価で、加工性に優れているためである。
【００７０】
金属層の厚さは特に制限されるものではないが、例えば１２〜３０μｍであればよい。
【００７１】
本体部は、さらに樹脂層を含んでいてもよい。樹脂層を構成する材料としては、例えばブチルゴム、ニトリルゴム、熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。樹脂層は、金属層のうち耐候性層と反対側の表面全体に形成されていてもよいし、周縁部にのみ形成されていてもよい。
【００７２】
接着層９１を構成する材料としては、例えばブチルゴム、ニトリルゴム、熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。
【００７３】
接着層９１の厚さは特に制限されるものではないが、例えば３００〜６０００μｍとすればよい。
【００７４】
（回路基板）
回路基板１２０は、上述したように、絶縁基板１２１と、入力端子１２２と、出力端子１２３と、第１グランド端子１２５と、第２グランド端子１２６と、回路部１２４とを有している。
【００７５】
絶縁基板１２１は絶縁材料で構成されていればよく、絶縁材料としては、例えばガラスエポキシなどを用いることができる。
【００７６】
絶縁基板１２１の厚さは特に制限されるものではないが、例えば０．４〜３．２ｍｍであればよい。
【００７７】
入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６を構成する材料は、導電性を有している限り特に限定されるものではない。出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６は、導電材６０Ｐと同一の材料で構成されていても異なる材料で構成されていてもよいが、通常は導電材６０Ｐと同様の材料で構成される。入力端子１２２は、銅からなる層で構成されるか、又は、銅からなる層を金メッキ若しくははんだめっきすることにより得られるもので構成される。
【００７８】
回路部１２４は、入力される電圧を昇圧又は降圧することにより一定の電圧にするもののであればよく、このような回路部１２４としては、例えば電源集積回路（ＩＣ）などを用いることができる。
【００７９】
（第１〜第４導電部材）
第１〜第４導電部材１３０〜１３３は、例えば導電性接着剤で構成される。導電性接着剤としては、例えばエポキシ樹脂に銀が添加された接着剤が挙げられる。
【００８０】
次に、光電変換素子１００の製造方法について図４を参照しながら説明する。
【００８１】
まず１つの透明基板１１の一面１１ａ上に透明導電膜を形成してなる積層体を用意する。
【００８２】
透明導電膜の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法又は化学気相成長（ＣＶＤ）法などが用いられる。
【００８３】
次に、図４に示すように、透明導電膜に対して溝９０を形成し、透明導電層１２Ａ〜１２Ｊを形成する。
【００８４】
溝９０は、例えばＹＡＧレーザ又はＣＯ２レーザ等を光源として用いたレーザスクライブ法によって形成することができる。
【００８５】
こうして、透明基板１１の一面１１ａ上に透明導電層１２を形成し、導電性基板を得る。
【００８６】
次に、透明導電層１２Ａ〜１２Ｃのうちの突出部１２ｃ上に接続端子１６の前駆体を形成する。また透明導電層１２Ｅにも接続端子１６の前駆体を形成する。接続端子１６の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
【００８７】
さらに、接続部１２Ｊの上には集電配線１７の前駆体を形成する。集電配線１７の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
【００８８】
また、外部出力部としての透明導電層１２Ｇ，セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ、接地用透明導電層１２Ｅ及び接地用透明導電層１２Ｉ上にはそれぞれ内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅの前駆体及び外部端子１８ｂ，１８ｆの前駆体を形成する。内部端子の前駆体及び外部端子の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
【００８９】
さらに、本体部１２ａの縁部に沿って形成される第１の溝９０Ａに入り込み且つ本体部１２ａの縁部をも覆うように、絶縁材３３の前駆体を形成する。絶縁材３３の前駆体は、例えば絶縁材料を含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成することができる。
【００９０】
また遮水性シート８０を固定するために、絶縁材３３と同様にして、絶縁材３３を囲むように且つ透明導電層１２Ｄ、透明導電層１２Ｅ、透明導電層１２Ｆ、透明導電層１２Ｇ、透明導電層１２Ｈおよび透明導電層１２Ｉ上を通るように環状のシール材１４の前駆体を形成する。
【００９１】
さらに透明導電層１２Ａ〜１２Ｄの各々の本体部１２ａの上に、酸化物半導体層１３の前駆体を形成する。酸化物半導体層１３の前駆体は、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、乾燥させることで形成することができる。
【００９２】
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。
【００９３】
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、又はバーコート法などを用いることができる。
【００９４】
最後に、接続端子１６の前駆体、絶縁材３３の前駆体、シール材１４の前駆体、内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅの前駆体、外部端子１８ｂ，１８ｆの前駆体及び酸化物半導体層１３の前駆体を一括して焼成し、導電性基板上に、接続端子１６、集電配線１７、絶縁材３３、シール材１４、内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ、外部端子１８ｂ，１８ｆおよび酸化物半導体層１３を形成する。
【００９５】
このとき、焼成温度は酸化物半導体粒子やガラスフリット等の種類により異なるが、通常は３５０〜６００℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子やガラスフリット等の種類により異なるが、通常は１〜５時間である。
【００９６】
こうして、導電性基板上に、接続端子１６、集電配線１７、絶縁材３３、遮水性シート８０を固定するためのシール材１４、内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ、外部端子１８ｂ，１８ｆおよび酸化物半導体層１３が形成された構造体が得られる。
【００９７】
次に、上記のようにして得られた構造体の酸化物半導体層１３に色素を担持させる。このためには、上記構造体を、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、色素を酸化物半導体層１３に吸着させればよい。但し、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色素を酸化物半導体層１３に吸着させても、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。
【００９８】
次に、酸化物半導体層１３の上に電解質４０を配置する。
【００９９】
次に、封止部３０を形成するための封止部形成体を準備する。封止部形成体は、封止部３０を構成する材料からなる１枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに光電変換セル５０の数に応じた四角形状の開口を形成することによって得ることができる。封止部形成体は、複数の封止部形成体を一体化させてなる構造を有する。
【０１００】
封止用樹脂フィルムとしては、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等を含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。
【０１０１】
そして、この封止部形成体を、上記構造体の上に接着させる。このとき、封止部形成体は、絶縁材３３と重なるように構造体に接着する。封止部形成体の構造体への接着は、封止部形成体を加熱溶融させることによって行うことができる。また封止部形成体は、透明導電層１２の本体部１２ａが封止部形成体の内側に配置されるように構造体に接着する。
【０１０２】
一方、光電変換セル５０の数と同数の対向基板２０を用意する。
【０１０３】
対向基板２０は、金属基板２１上に、対向基板２０の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層２２を形成することにより得ることができる。
【０１０４】
次に、上述した封止部形成体をもう１つ用意する。そして、複数の対向基板２０の各々を、封止部形成体の各開口を塞ぐように貼り合わせる。
【０１０５】
次に、対向基板２０に接着した封止部形成体と、構造体に接着した封止部形成体とを重ね合わせ、封止部形成体を加圧しながら加熱溶融させる。こうして構造体と対向基板２０との間に封止部３０が形成される。封止部３０の形成は、大気圧下で行っても減圧下で行ってもよいが、減圧下で行うことが好ましい。
【０１０６】
次に、導電材６０Ｐを構成する金属材料を含むペーストを用意し、このペーストを、対向基板２０と、隣りの光電変換セル５０の接続端子１６とを結ぶように塗布し、硬化させる。上記ペーストとしては、色素への悪影響を避ける観点から、９０℃以下の温度で硬化させることが可能な低温硬化型のペーストを用いることが好ましい。
【０１０７】
次に、回路基板１２０を用意し、光電変換セル５０Ａの対向基板２０上に固定する。このとき、回路基板１２０は、回路基板１２０及び光電変換セル５０Ａの対向基板２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に互いに部分的に重なるように配置する。すなわち、回路基板１２０及び光電変換セル５０Ａの対向基板２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に回路基板１２０の一部が対向基板２０から外側に突出するように回路基板１２０を配置する。このとき、回路基板１２０の突出部１２７には、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６が透明基板１１側に設けられるようにする。具体的には、入力端子１２２がセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上に設置されている内部端子１８ｃに対向し、出力端子１２３が外部出力部としての透明導電層１２Ｇ上に設置されている内部端子１８ａに対向し、第１グランド端子１２５が接地用透明導電層１２Ｅの上に設置されている内部端子１８ｄに対向し、第２グランド端子１２６が接地用透明導電層１２Ｉの上に設置されている内部端子１８ｅに対向するように回路基板１２０を配置する。回路基板１２０の対向基板２０への固定は例えば絶縁性の接着材を用いて行うことができる。
【０１０８】
そして、入力端子１２２と内部端子１８ｃとを第１導電部材１３１によって接続し、出力端子１２３と内部端子１８ａとを第２導電部材１３０によって接続し、第１グランド端子１２５と内部端子１８ｄとを第３導電部材１３２によって接続し、第２グランド端子１２６と内部端子１８ｅとを第４導電部材１３３によって接続する。
【０１０９】
最後に、遮水性シート８０を用意する。そして、この遮水性シート８０の周縁部８０ａの接着部９１をシール材１４に接着させる。
【０１１０】
以上のようにして光電変換素子１００が得られる。
【０１１１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６が、回路基板１２０の突出部１２７において透明基板１１側に設けられているが、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６は、突出部１２７において、透明基板１１と反対側の面上に設けられてもよい。
【０１１２】
また上記実施形態では、回路基板１２０が回路基板１２０及び対向基板２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に対向基板２０と部分的に重なるように配置されているが、回路基板１２０の全体が対向基板２０に重なるように配置されてもよい。但し、この場合、対向基板２０は金属基板２１を有しているため、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６は、対向基板２０と反対側の面上に設けられるようにする。これは、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６同士間の短絡を防止するためである。
【０１１３】
また上記実施形態では、回路基板１２０が回路基板１２０及び対向基板２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に対向基板２０と部分的に重なるように配置されているが、回路基板１２０が対向基板２０に重ならないように配置されてもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態では、遮水性シート８０と透明基板１１との間の空間に乾燥材が設けられることが好ましい。この場合、遮水性シート８０と透明基板１１との間の空間に水分が浸入したとしても、その水分が乾燥材によって吸収されるため、回路基板１２０の回路部１２４が水分によって劣化することが十分に抑制される。乾燥材を構成する材料としては、例えばシリカゲル、アルミナ、ゼオライトなどが挙げられる。
【０１１５】
さらにまた上記実施形態では、外部出力部としての透明導電層１２Ｇ上に内部端子１８ａ及び外部端子１８ｂが設置され、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上に内部端子１８ｃが設置され、接地用透明導電層１２Ｅ上に内部端子１８ｄが設置され、接地用透明導電層１２Ｉ上に内部端子１８ｅ及び外部端子１８ｆが設置されているが、これらは必ずしも必要なものではなく、省略が可能である。
【０１１６】
また上記実施形態では、封止部３０と透明基板１１との間で隣り合う透明導電層１２同士間の溝９０に入り込むように絶縁材３３が設けられているが、絶縁材３３は必ずしも必要なものではなく、省略が可能である。
【０１１７】
さらに上記実施形態では、複数の光電変換セル５０が直列接続されているが、複数の光電変換セル５０は並列接続されていてもよい。
【０１１８】
また上記実施形態では、光電変換セル５０の数が４つであるが、少なくとも１つであればよく、４つに限定されるものではない。
【実施例】
【０１１９】
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。
【０１２０】
（実施例１）
まずガラスからなる厚さ１ｍｍの透明基板の上に、厚さ１μｍのＦＴＯからなる透明導電膜を形成してなる積層体を準備した。次に、図４に示すように、ＣＯ２レーザ（ユニバーサルシステム社製Ｖ−４６０）によって透明導電膜に溝９０を形成し、透明導電層１２Ａ〜１２Ｊを形成した。このとき、溝９０の幅は１ｍｍとした。また透明導電層１２Ａ〜１２Ｃはそれぞれ、４．６ｃｍ×２．０ｃｍの四角形状の本体部と、本体部の片側側縁部から突出する突出部とを有するように形成した。また透明導電層１２Ｄは、４．６ｃｍ×２．１ｃｍの四角形状の本体部と、本体部の片側側縁部から突出する突出部とを有するように形成した。また透明導電層１２Ａ〜１２Ｄのうち３つの透明導電層１２Ａ〜１２Ｃの突出部１２ｃについては、本体部１２ａの片側縁部１２ｂから張り出す張出し部１２ｄと、張出し部１２ｄから延びて、隣りの透明導電層１２の本体部１２ａに対向する対向部１２ｅとで構成されるようにした。また透明導電層１２Ｄの突起部１２ｃについては、本体部１２ａの片側縁部１２ｂから張り出す張出し部１２ｄのみで構成されるようにした。このとき、張出し部１２ｄの張出し方向（図２のＸ方向に直交する方向）の長さは２．１ｍｍとし、張出し部１２ｄの幅は９．８ｍｍとした。また対向部１２ｅの幅は２．１ｍｍとし、対向部１２ｅの延び方向（図２のＸ方向に平行な方向）の長さは９．８ｍｍとなるようにした。
【０１２１】
また透明導電層１２Ｄには、本体部１２ａに接続部１２Ｊを介してセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈが接続されるようにした。こうして、透明基板の一面上に透明導電層を形成し、導電性基板を得た。
【０１２２】
次に、透明導電層１２Ａ〜１２Ｃのうちの突出部１２ｃ上に、接続端子１６の前駆体を形成した。接続端子１６の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペースト（福田金属箔粉工業社製「ＧＬ−６０００Ｘ１６」）を塗布し乾燥させることで形成した。
【０１２３】
さらに、接続部１２Ｊの上に集電配線１７の前駆体を形成した。集電配線１７の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成した。
【０１２４】
また、外部出力部としての透明導電層１２Ｇ，セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ、接地用透明導電層１２Ｅ及び接地用透明導電層１２Ｉ上にそれぞれ内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅの前駆体及び外部端子１８ｂ，１８ｆの前駆体を形成した。内部端子の前駆体及び外部端子の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成した。
【０１２５】
さらに、絶縁材３３の前駆体を、本体部１２ａの縁部に沿って形成される第１の溝９０Ａに入り込み且つ本体部１２ａの縁部をも覆うように形成した。絶縁材３３の前駆体は、スクリーン印刷によりガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成した。
【０１２６】
また遮水性シート８０を固定するために、絶縁材３３と同様にして、絶縁材３３を囲むように且つ透明導電層１２Ｄ、透明導電層１２Ｅ、透明導電層１２Ｆ、透明導電層１２Ｇ、透明導電層１２Ｈおよび透明導電層１２Ｉ上を通るようにガラスフリットからなる環状のシール材１４の前駆体を形成した。またこのとき、シール材１４の前駆体は、その内側に集電配線１７の前駆体が配置されるように形成した。またシール材１４は、その外側に、外部端子１８ｂ，１８ｆの前駆体が配置されるように形成した。シール材１４は、スクリーン印刷によりガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成した。
【０１２７】
さらに透明導電層１２Ａ〜１２Ｄの各々の本体部１２ａの上に、酸化物半導体層１３の前駆体を形成した。酸化物半導体層１３の前駆体は、チタニアを含む多孔質酸化物半導体層形成用ペースト（日揮触媒化成社製「ＰＳＴ−２１ＮＲ」）をスクリーン印刷により３回塗布し、乾燥させた後、さらにチタニアを含む多孔質酸化物半導体層形成用ペースト（日揮触媒化成社製「ＰＳＴ−４００Ｃ」）をスクリーン印刷により塗布した後、乾燥させることで形成した。
【０１２８】
次に、接続端子１６の前駆体、絶縁材３３の前駆体、シール材１４の前駆体、内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅの前駆体及び外部端子１８ｂ，１８ｆの前駆体、酸化物半導体層１３の前駆体を５００℃で１５分間一括して焼成し、接続端子１６、集電配線１７、絶縁材３３、シール材１４、内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ及び外部端子１８ｂ，１８ｆおよび酸化物半導体層１３を形成した。こうして、導電性基板上に、接続端子１６、集電配線１７、絶縁材３３、絶縁材３３と遮水性シート８０を固定するためのシール材１４、内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ、外部端子１８ｂ，１８ｆおよび酸化物半導体層１３が形成された構造体を得た。このとき、内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ及び外部端子１８ｂ，１８ｆ、シール材１４、および酸化物半導体層１３の寸法はそれぞれ以下の通りであった。
内部端子１８ａ、１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ及び外部端子１８ｂ，１８ｆ：厚さ２０μｍ、幅２ｍｍ、長さ７ｍｍ
シール材１４：厚さ５０μｍ、幅３ｍｍ
酸化物半導体層１３：厚さ１３μｍ、図２のＸ方向の長さ１７ｍｍ、図２のＸ方向に直交する方向の長さ４２．１ｍｍ
【０１２９】
次に、上記のようにして得られた構造体を、Ｎ７１９からなる光増感色素を０．２ｍＭ含み、溶媒を、アセトニトリルとｔｅｒｔブタノールとを１：１の体積比で混合してなる混合溶媒とした色素溶液中に一昼夜浸漬させた後、取り出して乾燥させ、酸化物半導体層に光増感色素を担持させた。
【０１３０】
次に、酸化物半導体層の上に、３−メトキシプロピオニトリルからなる溶媒中に、へキシルメチルイミダゾリウムアイオダイド２Ｍ、ｎ−メチルベンゾイミダゾール０．３Ｍ、グアニジウムチオシアネート０．１Ｍからなる電解質を塗布し乾燥させて電解質を配置した。
【０１３１】
次に、封止部を形成するための封止部形成体を準備した。封止部形成体は、８．０ｃｍ×４．６ｃｍ×５０μｍのエチレン−メタクリル酸共重合体（商品名：ニュクレル、三井・デュポンポリケミカル社製）からなる１枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、４つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、各開口が１．７ｃｍ×４．４ｃｍ×５０μｍの大きさとなるように、且つ、環状部の幅が２ｍｍ、環状部の内側開口を仕切る仕切部の幅が２．６ｍｍとなるように封止部形成体を作製した。
【０１３２】
そして、この封止部形成体を、上記構造体上の絶縁材３３に重ね合わせた後、封止部形成体を加熱溶融させることによって上記構造体上の絶縁材３３に接着させた。
【０１３３】
次に、４枚の対極を用意した。４枚の対極のうち２枚の対極は、４．６ｃｍ×１．９ｃｍ×４０μｍのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ５ｎｍの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。４枚の対極のうち残りの２枚の対極は、４．６ｃｍ×２．０ｃｍ×４０μｍのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ５ｎｍの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。また、上記封止部形成体をもう１つ準備し、この封止部形成体を、対極のうち構造体と対向する面に、上記と同様にして接着させた。
【０１３４】
そして、上記構造体に接着させた封止部形成体と、対極に接着させた封止部形成体とを対向させ、封止部形成体同士を重ね合わせた。そして、この状態で封止部形成体を加圧しながら封止部形成体を加熱溶融させた。
【０１３５】
次に、各対極の金属基板上に、乾燥材シートを、両面テープからなる接着材で貼り付けた。乾燥材シートの寸法は、厚さ１ｍｍ×縦３ｃｍ×横１ｃｍであり、乾燥材シートとしては、ゼオシート（商品名、品川化成社製）を用いた。
【０１３６】
また光電変換セル５０Ｂ〜５０Ｄの各対極の金属基板と、３つの透明導電層１２Ａ〜１２Ｃ上の接続端子とをそれぞれ接続するように低温硬化型の銀ペースト（藤倉化成社製、ドータイトＤ−５００）を塗布し、硬化させることによって導電材６０Ｐを形成した。さらに光電変換セル５０Ａについては、対極の金属基板と透明導電層１２Ｅ上の導電材接続部とを接続するように上記低温硬化型の銀ペーストを塗布し硬化させることによって導電材６０Ｐを形成した。このとき、導電材６０Ｐは、上記低温硬化型の銀ペーストを、３０℃で１２時間硬化させることによって形成した。
【０１３７】
次に、回路基板を用意し、光電変換セル５０Ａの対向基板２０上に固定した。このとき、回路基板１２０は、回路基板１２０及び光電変換セル５０Ａの対向基板２０を透明基板１１の厚さ方向に見た場合に、ガラスエポキシからなる、寸法５６ｃｍ×２３ｃｍ×１．６ｃｍの絶縁基板が対向基板２０から外側に３ｍｍだけ突出するように配置した。このとき、回路基板１２０の突出部１２７には、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６が透明基板１１側に設けられるようにした。具体的には、入力端子１２２がセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上に設置されている内部端子１８ｃに対向し、出力端子１２３が外部出力部としての透明導電層１２Ｇ上に設置されている内部端子１８ａに対向し、第１グランド端子１２５が接地用透明導電層１２Ｅの上に設置されている内部端子１８ｄに対向し、第２グランド端子１２６が接地用透明導電層１２Ｉの上に設置されている内部端子１８ｅ，１８ｆに対向するように回路基板１２０を配置した。なお、入力端子１２２、出力端子１２３、第１グランド端子１２５及び第２グランド端子１２６の寸法はいずれも５ｍｍ×５ｍｍ×１０μｍ（厚さ）とした。回路部としては電源ＩＣを用いた。
【０１３８】
そして、入力端子１２２と内部端子１８ｃ、出力端子１２３と内部端子１８ａ、第１グランド端子１２５と内部端子１８ｄ、第２グランド端子１２６と内部端子１８ｅを導電性接着剤によって接続した。
【０１３９】
次に、ブチルゴム（アイカ工業社製「アイカメルト」）を２００℃で加熱しながらディスペンサでシール材１４上に塗布し、接着部の前駆体を形成した。一方、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂フィルム（厚さ５０μｍ）、アルミ箔（厚さ２５μｍ）、バイネル（商品名、デュポン社製）からなるフィルム（厚さ５０μｍ）をこの順に積層した積層体を用意した。そして、この積層体の周縁部を接着部９１の前駆体の上に重ね合わせ、１０秒間加圧した。こうして、シール材１４に、厚さ４ｍｍの接着部９１を介して遮水性シート８０の周縁部８０ａを接着させた。以上のようにして光電変換素子を得た。
【０１４０】
(比較例１）
外部出力部としての透明導電層１２Ｇ上に外部端子１８ｂを形成する代わりに、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上でシール材１４の外側に配置されるように外部端子１８ｂを形成し、接地用透明導電層１２Ｉ上に外部端子１８ｆを形成する代わりに、接地用透明導電層１２Ｅ上に配置されるようにシール材１４の外側に外部端子１８ｆを形成し、回路基板を対極上に固定せずに、シール材１４に遮水性シート８０を接着させたこと以外は実施例１と同様にして光電変換素子を作製した。
【０１４１】
(比較例２）
外部出力部としての透明導電層１２Ｇ上に外部端子１８ｂを形成する代わりに、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上でシール材１４の外側に配置されるように外部端子１８ｂを形成し、接地用透明導電層１２Ｉ上に外部端子１８ｆを形成する代わりに、接地用透明導電層１２Ｅ上に配置されるようにシール材１４の外側に外部端子１８ｆを形成し、回路基板を対極上に固定せずに、シール材１４に遮水性シート８０を接着させた後、回路基板１２０の入力端子１２２をセル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上に形成した外部端子１８ｂに接続し、回路基板１２０の第１グランド端子１２５を接地用透明導電層１２Ｅ上に形成した外部端子１８ｆに接続したこと以外は実施例１と同様にして光電変換素子を作製した。
【０１４２】
＜特性評価＞
（耐久性）
上記のようにして得られた実施例１、比較例１及び比較例２の光電変換素子を８５℃で湿度８０％の恒温槽（製品名「Ｈｕｍｉｌａｂ」、ＧＥ社製）中に２００時間置いた後、取り出した上記光電変換素子を蓄電デバイスに接続し、２００ルクスの白色光を照射した状態で蓄電デバイスについて、電圧が３Ｖ（充電開始電圧）に達してから３．７Ｖ（満充電電圧）に達するまでの時間（充電時間）を計測した。この充電時間を耐久性の指標とした。結果を表１に示す。なお、比較例１の光電変換素子は回路基板を有しておらず、充電ができなかったので、充電時間については「−」と表記した。また、充電時間の測定に用いた光源、照度計及び蓄電デバイスは以下の通りである。
光源：白色ＬＥＤ（製品名「ＬＥＬ−ＳＬ５Ｎ−Ｆ」、東芝ライテック社製）
照度計：製品名「デジタル照度計５１０１３」、横河メータ＆インスツルメンツ社製
蓄電デバイス：リチウムイオンキャパシタ（製品名「LIC1235R3R8406」、太陽誘電社製）
【表１】
2018026416.tif 000003
【０１４３】
（出力電圧）
実施例１、比較例１及び比較例２で得られた光電変換素子の各々について、１０ルクス、１００ルクス、２００ルクス、５００ルクス、１０００ルクス、２０００ルクス、５０００ルクスの照度ごとに出力電圧を測定した。結果を表２に示す。なお、測定した出力電圧は、実施例１については、透明導電層１２Ｇ上に設置された外部端子１８ｂと接地用透明導電層１２Ｉの上に設置された外部端子１８ｆとの間の出力電圧であり、比較例１については、セル電圧出力部としての透明導電層１２Ｈ上に設置された外部端子１８ｂと接地用透明導電層１２Ｅの上に設置された外部端子１８ｆとの間の出力電圧であり、比較例２については、回路基板１２０の出力端子１２３と接地用透明導電層１２Ｅの上に設置された外部端子１８ｆとの間の出力電圧である。
【表２】
2018026416.tif 000004
【０１４４】
表１に示す結果より、実施例１の光電変換素子は、比較例２の光電変換素子に比べて、かなり短い時間で充電が完了することが分かった。また、表２に示す結果より、実施例１及び比較例２の光電変換素子では、入射される光の照度によらず出力電圧が安定していたのに対し、比較例１の光電変換素子では、入射される光の照度が低い場合には出力電圧が小さく、入射される光の照度が高い場合には出力電圧が大きくなっており、出力電圧が、光電変換素子に入射される光の照度によって安定していなかった。
【０１４５】
以上より、本発明の光電変換素子によれば、高湿環境下においても優れた耐久性を有し、入射される光の照度によらず安定した電圧を出力させることができることが確認された。
【符号の説明】
【０１４６】
１１…透明基板
１１ａ…一面
１２…透明導電層
１２Ｇ…透明導電層（外部出力部）
１２Ｈ…透明導電層（セル電圧出力部）
１４…シール材
２０…対向基板
３０…封止部
４０…電解質
５０，５０Ａ〜５０Ｄ…光電変換セル
８０…遮水性シート
１００…光電変換素子
１２０…回路基板
１２１…絶縁基板
１２２…入力端子
１２３…出力端子
１２４…回路部
１２７…突出部
【図１】
2018026416.tif 000005
【図２】
2018026416.tif 000006
【図３】
2018026416.tif 000007
【図４】
2018026416.tif 000008
【図５】
2018026416.tif 000009