(57)【要約】【課題】光電変換素子の光電変換効率を向上させること。【解決手段】第１電極８と第２電極とが電解質を介して配されてなる光電変換素子であって、第１電極は、線状金属８１とその外周を覆う被覆金属８２とからなる第１線材および第２線材であって、第１線材及び／又は第２線材の少なくとも一方の端末が、被覆金属による封止部１５を有する光電変換素子を提供する。【選択図】図２
2011029024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極とが電解質を介して配されてなる光電変換素子であって、
前記第１電極は、線状金属とその外周を覆う被覆金属とからなる第１線材および第２線材であって、第１線材および第２線材とが網目状に編まれ、その外周に色素を担持した多孔質酸化物半導体層が配された構成を有し、
前記第１線材及び／又は前記第２線材の少なくとも一方の端末は、前記被覆金属による封止部を有することを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
前記封止部は、前記被覆金属がその軸方向に垂直な方向に押し潰された形状であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記封止部は、溶接により封止されたものであることを特徴とする請求項２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項４】
前記封止部は、板状の金属板で挟み込むように溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項５】
第１電極と第２電極とが電解質を介して配されてなる光電変換素子の製造方法であって、
線状金属とその外周を覆う被覆金属とからなる第１線材および第２線材を網目状に形成する工程と、
前記第１線材及び／又は前記第２線材の少なくとも一方の端末の前記線状金属を除去し、前記被覆金属がパイプ状になるように形成する工程と、
前記パイプ状の被覆金属を押し潰し溶接する工程と、
前記第１線材および前記第２線材の外周に、色素を担持した多孔質酸化物半導体層を形成する工程とを備えることを特徴とする光電変換素子の製造方法。
【請求項６】
前記溶接は、前記被覆金属を板状の金属板で挟み込むように溶接することを特徴とする請求項５に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項７】
前記溶接は、シールドガス中でのアーク溶接、または抵抗溶接であることを特徴とする請求項５または６に記載の光電変換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感型太陽電池などに用いられる光電変換素子、および光電変換素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感型太陽電池は、スイスのグレッツェルらのグループなどから提案されたもので、高い変換効率を得られる光電変換素子として着目されている（例えば、非特許文献１を参照）。
色素増感型太陽電池は、シリコン系の従来型の太陽電池と比較して大幅な低価格化が可能とされているが、発電部に使用される導電性基板の価格が低価格化の障害となっている。従来構造の色素増感型太陽電池においては、特に光が入射する側の電極（窓電極）には、可視光の透過性と高い伝導性が要求されるため、ガラス基板やプラスチック基板上にスズドープ酸化インジウムやフッ素ドープ酸化スズといった透明導電性金属酸化物を塗布した基板が用いられてきた。したがって、このような透明導電性基板を用いていない、全く新しい構造の色素増感型太陽電池が実現するならば、太陽電池の大幅な低価格化が可能であるとして研究開発が進められている。
【０００３】
これらの解決手段として、金属線を発電部の作用極に用いる新規な素子構造（特許文献１、２、３、４参照）が提案されている。しかし、これらの構造においては、作用極に金属線を採用したがゆえに、大面積の太陽電池モジュールの構成が困難となり、本来、色素増感型光電変換素子が有する、大面積化が容易であるという利点を損なう結果となった。そのため、上記の利点を損なうことのない素子構造の開発が必要とされている。
【０００４】
大面積素子を可能とする構造として、特許文献５に記載されたようなものがある。この構造は、例えば作用極を、複数の金属線が網目状に編まれてなる布状構造としたものであって、このような構造の作用極を用いることによって、大面積素子を構成するとともに、フレキシブルな構造の色素増感型光電変換素子の提供を可能とするものである。
このような光電変換素子においては、金属線としてＴｉ線を用いることが一般的である。これは、光電変換素子に使用される電解質が金属線を腐食するため、Ｔｉのような耐腐食性の金属線しか利用できないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８１６９０号公報
【特許文献２】特開２００８−１８１６９１号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６９８２号公報
【特許文献４】特表２００５−５１６３７０号公報
【特許文献５】特開２００８−３１１１２１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】O'Regan B., Graetzel M., Alow cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films, Nature, 1991年, 353号, 737-739ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように、色素増感型光電変換素子の作用極を複数の金属線が網目状に編まれてなる布状構造とし、金属線にＴｉ線を使用した場合、Ｔｉの導電性が低いため、光電変換素子の光電変換効率が低下するという問題があった。
この問題に対し、導電性に優れた線状基材（例えばＣｕ線）の外側を耐食性に優れた合金（例えばＴｉ）で被覆した金属線（以下Ｔｉ被覆Ｃｕ線と称す）を使用した光電変換素子を発明者らは開発中である。Ｔｉ被覆Ｃｕ線を用いた布状電極とすれば、Ｃｕ線がＴｉより導電性に優れていることにより、上記の問題は解消する。
しかしながら、Ｔｉ被覆Ｃｕ線を使用した場合においては、Ｔｉ被覆Ｃｕ線の端末において、Ｔｉ被覆Ｃｕ線の内側を構成するＣｕ線が、電解質により溶解される問題が生じる。つまり、Ｔｉ被覆Ｃｕ線の端末を処理しないまま電解液中に入れ、セルを作製すると、Ｃｕ線が電解質によって溶解され化学電池となってしまい、やはり光電変換素子の光電変換効率が低下するという不具合が生じる。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の金属線を網目状に編まれてなる布状構造の作用極を有する色素増感型光電変換素子において、その光電変換効率の大幅な向上を実現する光電変換素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の請求項１に記載の第１電極と第２電極とが電解質を介して配されてなる光電変換素子は、前記第１電極は、線状金属とその外周を覆う被覆金属とからなる第１線材および第２線材であって、第１線材および第２線材とが網目状に編まれて、その外周に色素を担持した多孔質酸化物半導体層が配された構成を有し、前記第１線材及び／又は前記第２線材の少なくとも一方の端末は、前記被覆金属による封止部を有することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の光電変換素子は、請求項１において、前記封止部が、前記被覆金属がその軸方向に垂直な方向に押し潰された形状であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の光電変換素子は、請求項２において、前記封止部が、溶接により封止されたものであることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の光電変換素子は、請求項２において、前記封止部が、板状の金属板で挟み込むように溶接されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の第１電極と第２電極とが電解質を介して配されてなる光電変換素子の製造方法は、線状金属とその外周を覆う被覆金属とからなる第１線材および第２線材を網目状に形成する工程と、前記第１線材及び／又は前記第２線材の少なくとも一方の端末の前記線状金属を除去し、前記被覆金属がパイプ状になるように形成する工程と、前記パイプ状の被覆金属を押し潰し溶接する工程と、前記第１線材および前記第２線材の外周に、色素を担持した多孔質酸化物半導体層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の光電変換素子の製造方法は、請求項５において、前記溶接は、前記被覆金属を板状の金属板で挟み込むように溶接することを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の光電変換素子の製造方法は、請求項５または６において、前記溶接が、シールドガス中でのアーク溶接、または抵抗溶接であることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、線状金属とその外周を覆う被覆金属とからなる第１線材および第２線材とが網目状に編まれてなる構成の第１電極と、第２電極とが電解質を介して配されてなる光電変換素子において、第１線材及び／又は第２線材の少なくとも一方の端末が、被覆金属による封止部を有する構成としたため、線状金属の電解質による腐食を抑制することができる。よって、線状金属としてＣｕ、Ａｌなどの導電性の高い金属が使用可能となり、光電変換効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光電変換素子の概略構成図の（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光電変換素子の第１電極を構成する金属線の端部の処理工程を順次示した概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光電変換素子の第１電極を構成する金属線の端部の処理工程を順次示した概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光電変換素子の第１電極を構成する金属線の端末の別の形態を示す図である。
【図５】金属線の端末において、Ｃｕ線を取り除くことなく溶接する際の概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光電変換素子の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示す概略構成図であり、図１（ａ）は光電変換素子１の平面図、図１（ｂ）は光電変換素子１の図１（ａ）のＡ−Ａ断面に沿う断面図である。図２は、本発明の光電変換素子１の作用極５（第１電極）を構成する金属線８、９（第１線材、第２線材）の端部の処理工程を順次示した概略図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の光電変換素子１は、平面視矩形の発電部２と該発電部２の外部に設けられた集電部３とから構成されており、発電部２において発生した電子が、発電部２の一辺より延在する集電用配線部４を介して集電部３において集電される構成である。
発電部２は、平面視矩形の布状構造の作用極５（第１電極）と、平面視矩形の板状の対極６（第２電極）とがセパレータ１０を介して重ね合わされるように構成されている。布状構造の作用極５は、導電性を有する複数の第１線材８と複数の第２線材９と、該第１線材８と第２線材９の周囲に配され色素を担持した多孔質酸化物半導体層１３とから構成されており、該多孔質酸化物半導体層１３は、増感色素とともに電解質１８をも含浸している。
第１線材８と第２線材９とはともに線状をなし、これら第１線材８と第２線材９とが網目状に編まれることで矩形の布状構造をなしている。なお、第１実施形態の製織方式は、レピア方式と呼ばれる方式であり、この方式は、経糸（第１線材８）に対して、緯糸（第２線材９）を通す方向を一方向に固定したことを特徴とする。レピア方式で製織した場合、第１線材８および第２線材９それぞれの両端末が切断され、断面が露出する構造となる。この方式に対して、シャトル方式と呼ばれる方式があるが、この方式については後述する。
【００１５】
対極６は、板状の導電性基材であり、セパレータ１０を介して作用極５と重ね合わされている。また対極６は、集電部３と対となる接続部６ａを有しており、この接続部６ａは、発電部２の外側に延出している。
作用極５と対極６、およびその間に挿入されているセパレータ１０は、２枚のフィルム１４により挟まれており、２枚のフィルム１４内は電解質１８で満たされている。発電部２は４辺において、熱圧着部１２によって封止されており、これにより電解質１８がフィルム１４内に封入されている。
【００１６】
第１線材８および第２線材９は直径５０μｍのＴｉ被覆Ｃｕ線である。Ｔｉ被覆Ｃｕ線とは、Ｃｕ線８１（線状金属）の外側に、クラッド材としてＴｉ層８２（被覆金属）を被覆した線材である。作用極５は、所定本数の第１線材８および第２線材９が互いに網目状に編まれてなる構造を有している。第１線材８と第２線材９とは、重複部において互いが十分接触するように編まれ、矩形をなす布状構造を有している。
このような第１線材８の太さ（直径）は、例えば、１０μｍ〜１０ｍｍとするのが好ましい。ただし、柔軟性を十分に発揮させるためには、第１線材８の太さは細いほどよい。
なお、第１線材８、および第２線材９のクラッド材としてはＴｉに限ることはなく、ＷやＰｔなど耐食性の高い金属およびそれらの合金も使用可能である。また、金属線の基材としては、Ａｌなど導電性を有するものであれば制限なく使用可能である。
【００１７】
図１に示した発電部２において、周囲の４辺のうち側方に位置する辺をそれぞれ第１辺２０、第２辺２１とし、上下に位置する辺をそれぞれ第３辺２２、第４辺２３とすると、各第２線材９は、第３辺２２から第４辺２３まで延在しているとともに、複数の第２線材９が第１辺２０から第２辺２１まで、所定本数列設されている。
複数の第１線材８は、第３辺２２から第４辺２３まで所定本数列設されているとともに、第１辺２０から集電部３まで延在している。つまり、作用極５を構成する基材のうち第１線材８の全ては、矩形をなす発電部２の一辺より発電部２から延長されるように、外部に引き出されている。第１線材８のうち、第２辺２１と集電部３との間の部分は、集電用配線部４となり、作用極５にて発生した電子は、この集電用配線部４を介して集電部に集められる。
延長された第１線材８は、発電部２の外部で集電構造をなすように結線処理が施される。結線する手段としては、特に限定はされず、例えば、導電性のある板材上に全ての第１線材８を半田付けするなどして結線してもよい。
【００１８】
作用極５を構成する第１線材８および第２線材９（以下第１第２線材と称すことがある）の端末のうち、第２辺２１より集電部３まで延在している端末以外の端末には、Ｔｉ被覆Ｃｕ線の内側のＣｕ線８１が露呈しないように封止部１５が形成されている。この封止部１５においては、内側のＣｕ線８１が端部より３ｃｍに亘って取り除かれており、その上で、パイプ状となった部分２５がＴｉ箔１６（金属板）によって上下方向から挟まれた上で溶接されている。
具体的には、図２（ｄ）に示すように、端部は厚さ０．０４ｍｍの一対のＴｉ箔１６でサンドイッチされるように挟まれ、抵抗溶接機５０を使用した抵抗溶接により溶接されている。
図１に示すように、各辺に列設されている全ての一列の線材が一対のＴｉ箔１６によって抵抗溶接されていることが好ましいが、それぞれの基材が個別のＴｉ箔によって封止されるなど、光電変換素子１の形状など様々な仕様に応じて、その構成を変更してもよい。
なお、抵抗溶接法に限らず、シールドガス中でのアーク溶接による溶接を用いて溶接を行ってもよい。また、Ｔｉ箔１６は、一対のＴｉ箔１６を用いて挟み込む方法のみならず、一枚のＴｉ箔１６を片側から当接させた上で溶接を行ってもよい。
【００１９】
第１線材８および第２線材９のうち、布状構造をなす部分には、その表面に多孔質酸化物半導体層１３が配されており、その表面には少なくとも一部に増感色素及び電解質１８が担持されている。第１線材８のうち、集電用配線部４には多孔質酸化物半導体層１３が配されることはない
多孔質酸化物半導体層１３を形成する半導体は、酸化チタン（ＴｉＯ２）である。この酸化チタンの膜厚は約５μｍとしたが、特に限定されるものではなく、例えば、１μｍ〜５０μｍであってよい。
多孔質酸化物半導体層１３を形成する半導体としては酸化チタンに限ることはなく、一般に色素増感型太陽電池に用いられるものであれば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）など様々な半導体電極が制限なく使用可能である。
【００２０】
増感色素としては、例えば、Ｎ７１９、Ｎ３、ブラックダイなどのルテニウム錯体、ポルフィリン、フタロシアニン等の含金属錯体をはじめ、エオシン、ローダミン、メロシアニン等の有機色素などを適用することができ、これらの中から用途、使用半導体に適した励起挙動をとるものを適宜選択すれば良い。
【００２１】
多孔質酸化物半導体層１３内には、電解液が含浸されており、この電解液も前記電解質１８の一部を構成している。この場合、多孔質酸化物半導体層１３内の電解質１８は、多孔質酸化物半導体層１３内に電解液を含浸させてなるものか、または、多孔質酸化物半導体層１３内に電解液を含浸させた後に、この電解液を適当なゲル化剤を用いてゲル化（擬固体化）して、多孔質酸化物半導体層１３と一体に形成されてなるもの、あるいは、イオン液体をベースとしたもの、さらには、酸化物半導体粒子及び導電性粒子を含むゲル状の電解質などが用いられる。
【００２２】
上記電解液としては、ヨウ素、ヨウ化物イオン、ターシャリーブチルピリジンなどの電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリルなどの有機溶媒やイオン液体に溶解されてなるものが用いられる。
この電解液をゲル化する際に用いられるゲル化剤としては、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が挙げられる。
また、揮発性電解質溶液に代えて、一般に色素増感型太陽電池に用いられるものであれば、溶媒がイオン液体であるものやゲル化したものだけではなく、ｐ型無機半導体や有機ホール輸送層といった固体であっても制限なく使用可能である。
【００２３】
上記イオン液体としては、特に限定されるものではないが、室温で液体であり、例えば、四級化された窒素原子を有する化合物をカチオンとした常温溶融塩が挙げられる。
常温溶融塩のカチオンとしては、四級化イミダゾリウム誘導体、四級化ピリジニウム誘導体、四級化アンモニウム誘導体などが挙げられる。
常温溶融塩のアニオンとしては、ＢＦ４−，ＰＦ６−，（ＨＦ）ｎ−、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド［Ｎ（ＣＦ３ＳＯ２）２−］、ヨウ化物イオンなどが挙げられる。
イオン液体の具体例としては、四級化イミダゾリウム系カチオンとヨウ化物イオンまたはビストリフルオロメチルスルホニルイミドイオンなどからなる塩類を挙げることができる。
【００２４】
上記酸化物半導体粒子としては、物質の種類や粒子サイズなどは特に限定されるものではないが、イオン液体を主体とする電解液との混和性に優れ、この電解液をゲル化させるようなものが用いられる。また、酸化物半導体粒子は、電解質１８の半導電性を低下させることがなく、電解質１８に含まれる他の共存成分に対する科学的安定性に優れることが必要である。特に、電解質１８がヨウ素／ヨウ化物イオンや、臭素／臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合であっても、酸化物半導体粒子は、酸化反応による劣化を生じないものが好ましい。
【００２５】
このような酸化物半導体粒子としては、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｅＯ２からなる群から選択される１種または２種以上の混合物が好ましく、その平均粒径は２ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が好ましい。
【００２６】
上記導電性微粒子としては、導電体や半導体など、導電性を有する粒子が用いられる。
また、導電性粒子の種類や粒子サイズなどは特に限定されるものではないが、イオン液体を主体とする電解液との混和性に優れ、この電解液をゲル化するようなものが用いられる。さらに、電解質１８に含まれる他の共存成分に対する化学的安定性に優れることが必要である。
特に、電解質１８がヨウ素／ヨウ化物イオンや、臭素／臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合であっても、酸化反応による劣化を生じないものが好ましい。
【００２７】
このような導電性微粒子としては、カーボンを主体とする物質からなるものが挙げられ、具体例としては、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、カーボンブラックなどの粒子を例示できる。これらの物質の製造方法はいずれも公知であり、また、市販品を用いることもできる。
【００２８】
対極６は、導電性を有する板状をなし、その表面が不導態となるＴｉ板から構成される。また、対極６は、表面にＰｔからなる触媒膜（不図示）を有している。
対極６の構成は、上述したようなＰｔ被膜Ｔｉ板に限るものではなく、Ｐｔ板、またはＰｔを被膜した金属板であってよい。あるいは、カーボン板、またはカーボンを被膜した金属板であってよい。
対極６の厚みは約４０μｍ、膜の厚みは３０ｎｍとするとよいが、電解液に耐え、作用極５と対極６とを絶縁可能であれば、これらに限定はされない。
【００２９】
作用極５と対極６との間には、作用極５と対極６との短絡を防止するために、非導電性の材料からなるセパレータ１０が挿入されている。セパレータ１０の材質は、ポリエチレンなどのポリオレフィンであり、厚さは２０μｍ以下であることが好ましいが、電解液に耐え、作用極５と対極６とを絶縁可能であれば、これらに限定はされない。
【００３０】
さらに作用極５、対極６、およびセパレータ１０は、ＰＥＴを基板とする高ガスバリアフィルムで形成されたフィルム１４に挟まれる構成となっており、これにより電解質１８を封止している。
フィルム１４は、作用極５の布状構造部分、および対極６と略同形状の矩形形状をなしており、その４辺において熱圧着部１２が形成されている。
【００３１】
上述したような構成の光電変換素子１は、布状構造である作用極５を構成する第１第２線材（Ｔｉ被覆Ｃｕ線）の端末が、Ｃｕ線８１が露呈しないようにＴｉパイプ状部２５によって溶接されているため、Ｃｕ線８１の電解質１８による腐食を抑制することができる。
また、端末は、Ｔｉパイプ状部２５がＴｉ箔で挟み込むように溶接されているため、溶接の強度を高めることができる。
また、シールドガス中でのアーク溶接によって溶接を行うことによって、酸素を巻き込むことがなくなり、良好な溶接を行うことができる。
【００３２】
（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２実施形態の光電変換素子においては、第１第２線材８、９の封止部１５は、図３（ｄ）に示すような、Ｔｉパイプ状部２５がその軸方向に垂直な方向に押し潰された形状である。この実施形態においては、第１実施形態に使用したＴｉ板１６は使用せず、封止部１５は、抵抗溶接機５０によって直接溶接される。
封止部１５においては、内側のＣｕ線８１が端部より３ｃｍに亘って取り除かれており、その上で、パイプ状部２５が溶接されている。封止部１５の形状は、図３（ｄ）に示すように、溶接によって形成された平坦部が、線材の外周部に沿った形状でもよいし、図４（ｂ）に示すように、溶接によって形成された平坦部が、線材の略中央を横切るような位置になる形状でもよい。
このように、Ｔｉ箔１６を使用しないことで、Ｔｉ箔１６でパイプ状のＴｉを溶接した第１の実施形態と比較して、より低コストで溶接することが可能となる。
【００３３】
さらに、封止部１５の構成として、図５に示すように、内側のＣｕ線８１が取り除かれていない形態も採用可能である。
このように、端末付近のＣｕ線８１を取り除かない形態にすることによって、より低コストで封止部１５を形成することが可能となる。
【００３４】
（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態を図６に基づいて説明する。本発明の第３の実施形態は、第１の実施形態において、布状電極の製織方法をシャトル方式にしたものである。
シャトル方式とは、経糸（第１線材８）に緯糸（第２線材９）を通す際、緯糸を経糸の端で往復させるように製織する方式である。よって、シャトル方式で製織した場合、内側の金属（Ｃｕ線）が露出するのは経糸（第１線材８）のみとなる。
作用極５をシャトル方式で製織することによって、光電変換素子１を製造する際、第１線材８の端末のみを溶接するだけで電解質１８による腐食を抑制することができるため、低コスト化が可能となる。
【００３５】
（実施例１）
図１に示す構造の光電変換素子１を作製した。この構造は第１の実施形態で説明した光電変換素子１の構造である。
まず、直径５０μｍのＴｉ被覆Ｃｕ線を、織機によりレピア方式で布状に製織した。縦横のＴｉ被覆Ｃｕ線が織り重ねられる矩形部分（布状部）のサイズは５ｃｍ×５ｃｍとし、Ｔｉ被覆Ｃｕ線の本数は、経糸３００本、に緯糸１０００本とした。
Ｔｉ被覆Ｃｕ線の長さは、縦横に織られるＴｉ被覆Ｃｕ線の編まれていない部分が矩形部分より３ｃｍ以上延在するような長さとした。基材端部の拡大図を図２（ａ）に示す。
【００３６】
次に、集電に使用される端末以外のＴｉ被覆Ｃｕ線の端末を、３ｃｍに亘って５０％硝酸に浸漬させ、図２（ｂ）に示すように、端部より３ｃｍに亘ってＣｕを溶解させた。浸漬時間は６０分とした。これにより、基材の端部より３ｃｍに亘ってパイプ状部２５が形成された。
さらに、図２（ｃ）に示すように、Ｃｕを溶解させたパイプ状部２５を厚さ０．０４ｍｍの一対のＴｉ箔によって上下方向から挟み、抵抗溶接機５０で溶接し、封止部１５とした。
結果、各辺に列設されている基材の端部が、図２（ｄ）に示すように、一対のＴｉ箔１６によってサンドイッチされた。
【００３７】
次に、抵抗溶接の際の電流値について検討した結果を示す。溶接する際の条件は、溶接電流値０．１〜５ｋＡ、溶接時間５ｍ秒、加圧力４０Ｎとした。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１に示すように、電流値が１．２ｋＡより低い場合、溶接状態が悪く、押し潰されたＴｉどうしの密着性が低い結果となった。一方１．２ｋＡ以上の溶接電流で抵抗溶接を行った場合は、Ｔｉどうしの密着性が良好となった。
【００４０】
このように作製した布状部にＴｉＯ２ペースト（触媒化成製、PST-21NR）を塗布した後、電気炉で５００℃、１時間焼結して多孔質ＴｉＯ２膜付きＴｉ布状部を得た。ＴｉＯ２の膜厚はおよそ５μｍであった。
【００４１】
次に、上記電極を、ルテニウム色素（Solaronix社製、RutheAlum535-bisTBA、一般には
Ｎ７１９と呼ばれる）の０．３ｍＭ、アセトニトリル／tert-ブタノール＝１：１溶液に浸漬し、室温で２４時間放置してＴｉＯ２表面に色素を担持した。色素溶液から引き上げた後、上記混合溶媒で洗浄し、これを作用極とした。
【００４２】
一方、三元ＲＦスパッタ装置を用いてＴｉ板上にＰｔを蒸着させたものを対極とした。作用極と対極とは、厚さ１２μｍのセパレータを介して重ね合わせた。
【００４３】
ＰＥＴを基板とする高ガスバリアフィルムを２枚重ね、この２枚のフィルムの間に作用極と対極を挟んで３辺を熱圧着した。この際、作用極を構成するＴｉ線のうち、長くされたＴｉ線を、発電部の外になるようにフィルムを封止した。なお、作用極および対極の熱圧着部には、あらかじめアイオノマー樹脂を接着しておき、封止後の電解液の漏洩を防ぐようにした。
熱圧着されていない１辺から、メトキシアセトニトリルを溶媒とする揮発性電解質を注入した。最後に電解液注入部を熱圧着することによって、発電部を封止した。
【００４４】
以上のようにして光電変換素子を作製することによって、電極として用いるＴｉ被覆Ｃｕ線の内側を構成するＣｕが電解質によって腐食溶解することを防ぐことが可能となった。
【００４５】
（実施例２）
第２実施形態において説明した光電変換素子を作製した。
前述したように、第２実施形態の光電変換素子は、第１の実施形態において、Ｔｉパイプ状部２５を溶接する際に用いたＴｉ箔１６を省略した構造である。
【００４６】
まず、実施例１と同様に金属線による布状部を作製した。基材端末の拡大図を図３（ａ）に示す。
次に、集電に使用される端部以外のＴｉ被覆Ｃｕ線の端部３ｃｍを５０％硝酸に浸漬させ、図３（ｂ）に示すように、端部より３ｃｍに亘ってＣｕを溶解させた。浸漬時間は６０分とした。これにより、基材の端部より３ｃｍに亘ってパイプ状部２５が形成された。
さらに、図３（ｃ）に示すように、Ｃｕを溶解させたパイプ状部２５を、抵抗溶接機５０で溶接した。
結果、各辺に列設されている基材の端末が、図３（ｄ）に示すように、パイプ状のＴｉが押し潰された形状となり、Ｔｉどうしが溶接された。
【００４７】
溶接する際の条件は、溶接電流値０．１〜５ｋＡ、溶接時間５ｍ秒、加圧力４０Ｎとした。その結果を以下の表に示す。
【００４８】
【表２】
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【００４９】
表２に示すように、電流値が０．８ｋＡより低い場合、溶接状態が悪く、Ｔｉどうしの密着性が低い結果となった。一方０．８ｋＡ以上の溶接電流で抵抗溶接を行った場合は、Ｔｉどうしの密着性が良好となった。
【００５０】
このように作製した布状部を用いて、実施例１と同様の方法で光電変換素子を作製した。
以上のようにして光電変換素子を作製することによって、より低コストで、電極として用いるＴｉ被覆Ｃｕ線の内側を構成するＣｕが電解質によって腐食溶解することを防ぐことが可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、金属線を電極に用いた光電変換素子に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１…光電変換素子、２…発電部、３…集電部、４…集電用配線部、５…作用極、６…対極、７…、８…第１線材、９…第２線材、１０…セパレータ、１３…多孔質酸化物半導体層、１５…封止部、１６…Ｔｉ箔、１８…電解質、２５…パイプ状部、８１…Ｃｕ線、８２…Ｔｉ被覆。
【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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