(57)【要約】【課題】  高い性能でかつ安全性の高い素材を有する色素増感型太陽電池が作製できる色素増感型太陽電池作製キットを提供し、環境に優しい太陽電池の作製を通じて学生や児童に、環境問題を意識させ地球環境に興味を持たせる。【解決手段】  導電性基板および色素増感された半導体微粒子層を含む光電極部材、電解液層、導電性基板を含む対向電極部材からなる色素増感型太陽電池作製キットにおいて、該電解液層の溶媒が、少なくともエタノールおよびポリエチレングリコールからなる溶媒であるなることを特徴とする色素増感型太陽電池作製キット。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板および色素増感された半導体微粒子層を含む光電極部材、電解液層、導電性基板を含む対向電極部材からなる色素増感型太陽電池作製キットにおいて、該電解液層の溶媒が、少なくともエタノールおよびポリエチレングリコールからなる溶媒であることを特徴とする色素増感型太陽電池作製キット。
【請求項２】
電解液に溶解させる電解質として、ヨウ化アルキルアンモニウム塩、ヨウ化イミダゾリウム塩、ヨウ化アルカリ金属塩、のうち一種類以上を０．１Ｍ〜１Ｍ溶解させたことを特徴とする請求項１に記載の色素増感型太陽電池キット。
【請求項３】
色素がエオシンＹ、アントシアニン系色素でありかつ金属元素を含まない色素であることを特徴とする請求項１および２に記載の色素増感型太陽電池作製キット。
【請求項４】
電解液層が、４００ｎｍから８００ｎｍの波長における光透過率が５０μｍの光路長において８０％以上であることを特徴とする請求項１〜３に記載の色素増感型太陽電池作製キット。
【請求項５】
電解液層が、ポピドンヨードを０．１質量％以下含有することを特徴とする請求項１〜４に記載の色素増感型太陽電池作製キット。
【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作製キットに関する。また、本発明は、色素増感型太陽電池作製キットを用いて色素増感型太陽電池を製造する方法にも関する。さらに、本発明は、色素増感型太陽電池にも関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題が深刻化し、石油に替わる代替エネルギーが注目されている。そのため、教育の場においても太陽エネルギーの利用が取り上げられている。教育の場では、学校の実験室でも作製できる太陽電池が注目されている。
【０００３】
特許文献１に、色素増感型太陽電池が提案されている。色素増感型太陽電池は、自然の光合成と同様に色素により光を吸収し、電気化学反応により発電を行う有機太陽電池の一つである。特許文献２には、従来のガラス基板に代えて、プラスチック基板を用いた色素増感型太陽電池が開示されている。プラスチック基板には、軽量でフレキシブルであるとの特徴がある。また非特許文献１には、光電極側に金属基板を用い、対向電極側にプラスチック基板を用いた色素増感型太陽電池が開示されている。この場合、光電極側に不透明な金属基板を用いるため、対向電極側から光を照射する。
【０００４】
このように色素増感型太陽電池は、簡単に作製でき、薄膜シリコンに近いエネルギー変換効率が得られ、安価であるとの特徴がある。これらの特徴から、次世代の太陽電池として、色素増感型太陽電池が広く研究されている。また、これらの特徴は、教育の場で作製する太陽電池としても、大きな利点になる。そのため、学習教材や研究用途において、色素増感型太陽電池の組み立てキットに対する需要が高まっている。非特許文献２は、市販されている色素増感型太陽電池の組み立てキットのホームページである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許４９２７７２１号明細書
【特許文献２】特開２００５−０５６６２７号公報
【特許文献３】特開２００６−１０８０８０号公報
【特許文献４】特願２００８−１２５７０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】カン（M.G. Kang）、パク（N.G. Park）、チャン（S.H. Chang）、キム（K.M. Kim）、ケミストリー・レターズ（Chemistry Letters）、３４巻、８０４頁、２００５年
【非特許文献２】西野田電工株式会社、“花力発電キット”、[online]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.nisinoda-electronics.co.jp/kit.htm＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特に最近になり環境に優しい教育を子供たちに体験させるべく、教育現場でもいろいろな試みがなされており、自然のエネルギー源である太陽光エネルギーを利用することが注目されている。その一つとして、色素増感型太陽電池による体験学習をすることがなされているが、教育現場に使用できる電解液としてはその溶媒が限定され、現在市販されている電解液の溶媒は安全上で十分とは言えない。このため、安全性の高い溶媒を使う努力がなされているが、発電性能が不十分であった。例えば、色素増感太陽電池用の電解液の溶媒としては、従来の高効率で実用化を目指した研究においてはアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ-ブチロラクトンといった非プロトン性の極性有機溶媒であることがほとんどである。さらに、電解質として０．０１Ｍ〜０．１Ｍヨウ素が含まれていることが必要とされている。特に児童を含む学生を対象とした理科実験では、その使用には十分な安全確保が必要であった。
【０００８】
特に非プロトン性の極性溶媒は、通常ポリカーボネートやアクリル等のプラスチック素材を溶解させてしまい、安全性の面で好ましいものではない。この改良として、アルコール、エチレングリコール等のプロトン性極性溶媒で比較的安全な溶媒は、そのプロトン供与性のために酸化チタン電極のコンダクションバンドが低下し、開放電圧が低下し十分な出力を発生しないという問題があった。また、色素増感型太陽電池用の電解質として含まれるヨウ素は、金属等を腐食するという問題がある。この問題に対して、すでにヨウ素を極力含まない電解液組成において、耐久性の高い色素増感型太陽電池を作製する方法について研究がなされており、その成果は特許文献４で知られている。
【０００９】
すなわち、色素増感型太陽電池は、他の太陽電池と比較して作製が容易で材料が安価であって、教育の場で作製する太陽電池として優れた特徴を有している。従来の色素増感型太陽電池の組み立てキットは、それらの特徴を利用している。しかし、上述したように教育の場で作製する場合、色素増感型太陽電池の製造工程をさらに容易かつ安全に（特に、けがをしないように）する必要がある。また、キットを用いる色素増感型太陽電池の作製は、専門家以外の者が行うため、作製される色素増感型太陽電池の性能（感度や光電変換効率）が低い場合が多い。
【００１０】
ここで、光発電を簡単な方法で確認する方法としては、電子工作用の電子オルゴールを用いる方法がある。電子工作用の電子オルゴールの簡易的なものは、電圧がおよそ１．２Ｖ、電流が３０μＡでメロディーがなる。また、電圧が０．７Ｖであっても、１ｍＡ以上の電流があれば、音がなることは確認している。
【００１１】
色素増感型太陽電池の一般的な出力は、電圧が０．５Ｖ〜０．８Ｖであり、したがって、電流が１ｍＡ以上出力するためには、例えば２ｃｍ×３ｃｍの受光面積の色素増感型太陽電池では、エネルギー変換効率に換算すると、０．０５％以上であればよい。０．０５％という変換効率は、研究開発で進められている変換効率１０％の色素増感型太陽電池と比較すると、１／１００以下の変換効率であり、したがって教育現場で用いる電解液組成は、その組成はもっと簡略化できる。
【００１２】
以上から、本発明の第１の目的は、専門家以外の者が製造しても、高い性能の色素増感型太陽電池が作製できる色素増感型太陽電池作製キットを提供することである。本発明の第２の目的は、教育現場でも安全性の高い素材を有する色素増感型太陽電池作製キットを提供することである。また第３の目的としては、環境に優しい太陽電池の作製を通じて学生や児童に、環境問題を意識させ地球環境に興味を向かせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、導電性基板および色素増感された半導体微粒子層を含む光電極部材、電解液層、導電性基板を含む対向電極部材からなる色素増感型太陽電池作製キットにおいて、該電解液層の溶媒が、少なくともエタノールおよびポリエチレングリコールからなる溶媒であるなることを特徴とする色素増感型太陽電池作製キット、によって達成された。
【００１４】
以下に、本発明の好ましい使用形態について、記述する。
（態様１）
導電性基板および色素増感された半導体微粒子層を含む光電極部材、電解液層、導電性基板を含む対向電極部材からなる色素増感型太陽電池作製キットにおいて、該電解液層の溶媒が、少なくともエタノールおよびポリエチレングリコールからなる溶媒であることを特徴とする色素増感型太陽電池作製キット。
（態様２）
電解液に溶解させる電解質として、ヨウ化アルキルアンモニウム塩、ヨウ化イミダゾリウム塩、ヨウ化アルカリ金属塩、のうち一種類以上を０．１Ｍ〜１Ｍ溶解させたことを特徴とする態様１に記載の色素増感型太陽電池キット。
【００１５】
（態様３）
色素がエオシンＹ、アントシアニン系色素でありかつ金属元素を含まない色素であることを特徴とする態様１および２に記載の色素増感型太陽電池作製キット。
（態様４）
電解液層が、４００ｎｍから８００ｎｍの波長における光透過率が５０μｍの光路長において８０％以上であることを特徴とする態様１〜３に記載の色素増感型太陽電池作製キット。
（態様５）
電解液層が、ポピドンヨードを０．１質量％以下含有することを特徴とする態様１〜４に記載の色素増感型太陽電池作製キット。
【００１６】
本発明について、以下にその内容を詳細に説明するが、本発明の範囲において実施できればこれらに限定されるものではない。
まず、電解液に使用される溶媒について記載する。本発明の電解液用の溶媒は、少なくともエタノールおよびポリエチレングリコールからなる溶媒である。ポリエチレングリコールは好ましくは平均分子量が２００〜５０００であり、より好ましくは平均分子量が２００〜３５００であり、特に好ましくは平均分子量が２５０〜２０００である。エタノールおよびポリエチレングリコールの使用量は、その質量比が３／９７〜９０／１０が好ましく、その質量比が５／９５〜８０／２０がより好ましく、その質量比が１０／９０〜７０／３０が特に好ましい。
【００１７】
さらに本発明においては、エタノール、ポリエチレングリコール以外に他の溶媒を併用することも可能である。例えば水、メタノール、プロパノール、イソプロパノールが好ましく、特には水が好ましい。併用されるその他の溶媒は、電解液溶媒中では５０質量％以下が好ましく、更には３０質量％以下が好ましく、特には２０質量％以下が好ましい。
【００１８】
次に本発明においては、電解液に溶解させる電解質としてヨウ化アルキルアンモニウム塩、ヨウ化イミダゾリウム塩、ヨウ化アルカリ金属塩、のうち一種類以上を０．０２Ｍ〜２Ｍ溶解させることが好ましい。ヨウ化アルキルアンモニウム塩のアルキル基としては、置換または未置換のどちらでもよく、好ましくは総炭素数が１〜４０であり、さらには総炭素数が１〜３０であり、特に好ましくは総炭素数が１〜２０である。
【００１９】
これら好ましい具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、ｔ−オクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ドデシル、イソドデシル、ｔ−ドデシル、トリデシル、ヘプタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシルなどであり、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、ｔ−オクチル、ノニル、イソノニル、シクロヘキシルであり、特にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ-ブチル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、ｔ−オクチル、ノニル、イソノニル、シクロヘキシルである。
本発明の電解質は、電解液中での使用量は好ましくは０．０２Ｍ〜２Ｍであるが、より好ましくは０．０５Ｍ〜１Ｍであり、特には０．１Ｍ〜０．８Ｍである。
【００２０】
なお、本発明の電解液は一般の色素増感太陽電池で用いられるヨウ化物は、極力使用しないことが好ましいが、場合によりごく少量のヨウ化物（例えばヨウ化リチウム、ヨウ化カリウム）を用いてもよい。しかし、ヨウ化リチウム、または、ヨウ化カリウムを溶解させた溶液は、溶媒中の空気と酸素により酸化され、ヨウ素が生成し、溶液の色が黄色く呈色する。そのため、結果的に電解液中のヨウ素濃度が高くなるため、有機色素を用いた場合の変換効率が低くなってしまうという問題があるためである。
【００２１】
更に又、ヨウ素を使用しないあるいは低ヨウ素濃度の電解液では、次のような効果もあげられる。電解液中のヨウ素は、光電極の酸化チタンの近傍に存在するとき、光照射下で、酸化チタン膜表面でのヨウ素の還元反応が起こるため、色素増感型太陽電池の開放電圧が低下する原因となる。したがって、本発明の電解液組成では、実質的にヨウ素を含まないことが好ましいために開放電圧の低下が少なく、開放起電力を高い（例えば０．５Ｖ〜０．７Ｖ）レベルに改善することができた。
【００２２】
次に本発明で用いられる教育用用途の色素として、取り扱い上で安全であることが重要である。これらの色素としては、ブルーベリー色素、ハイビスカス色素、シソ色素等のアントシアニン系色素が好ましい。さらに好ましい色素は、エオシンＹ、アントシアニン系色素（ハイビスカス茶、シソ赤葉、赤キャベツ、赤芋、紫イモ、赤大根などから抽出）でありかつ金属元素を含まない色素であることが好ましい。なおこれらの色素は、電解液中のヨウ素濃度が低いほうが、効率が高いことも有利である。
また、電解層はポピドンヨードを０．１質量％以下含有することも好ましい。ここでポピドンヨードはポリビニールピロリドンにヨウ素を吸着させたものである。その含有量は、好ましくは０．０５質量％以下であり、０．０１質量％以下が更に好ましい。
【００２３】
次に本発明のその他の構成要因について記述する。
本発明は、導電性基板および色素増感された半導体微粒子層を含む光電極部材、導電性基板を含む対向電極部材、並びに酸化還元系を構成する電解質を含む電解液からなる色素増感型太陽電池作製キットであることが好ましい。ここで、導電性基板および色素増感された半導体微粒子層を含む光電極部材、導電性基板を含む対向電極部材がともに透明性に富む基板でることが特に好ましい。しかし場合により、光電極部材の導電性基板が透明ポリマーフイルムおよび透明導電性層からなる透明導電性基板であり、かつ対向電極部材の導電性基板が鉄、アルミニウムおよびチタンからなる群より選ばれる金属を６０質量％以上含む金属箔からなる不透明導電性基板である色素増感型太陽電池作製キットでもよい。
【００２４】
あるいは又、光電極部材の導電性基板が鉄、アルミニウムおよびチタンからなる群より選ばれる金属を６０質量％以上含む金属箔からなる不透明導電性基板であり、対向電極部材の導電性基板が透明ポリマーフイルムおよび透明導電性層からなる透明導電性基板である色素増感型太陽電池作製キットでもよい。
【００２５】
また本発明は、対向電極部材の導電性基板の上に黒鉛を含む導電性酸化還元触媒層を形成する工程、光電極部材の半導体微粒子層と対向電極部材の導電性酸化還元触媒層との少なくとも一方の層の上に、酸化還元系を構成する電解質を含む電解液を滴下する工程、そして半導体微粒子層と導電性酸化還元触媒層とが対面するように光電極部材と対向電極部材とを貼り合わせる工程からなる。
【００２６】
光電極部材の色素増感された半導体微粒子層が導電性基板の一方の面の中央領域に設けられており、対向電極部材の導電性酸化還元触媒層が導電性基板の一方の面の中央領域に設けられていることが好ましい。光電極部材の導電性基板の半導体微粒子層が設けられている面の上記中央領域を除く縁部と、対向電極部材の導電性基板の導電性酸化還元触媒層が設けられている面の上記中央領域を除く縁部とを、両面に粘着性を有するテープで接着し、これにより光電極部材と対向電極部材とを貼り合わせると共に、滴下した電解液を封止することができる。さらに長尺状の金属端子が透明導電性層に接続していることが好ましい。
【００２７】
以下に、前述の各部材の内容について簡単に記述する。
（光電極部材）
本発明において、光電極部材は、透明導電性層を設けた透明ポリマーフイルム（透明導電性基板）および色素増感された半導体微粒子層からなることが好ましい。光電極の透明ポリマーフイルムに用いるポリマーには、無着色で透明性が高く、耐熱性が高く、耐薬品性ならびにガス遮断性に優れ、さらに低コストであることが求められている。ポリマーの例は、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）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）を含む。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は、化学的に安定でありかつ入手が容易であるため、好ましい。ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が最も好ましい。
【００２８】
透明導電性層は、金属（例、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム）、炭素、導電性金属酸化物（例、酸化スズ、酸化亜鉛）または複合金属酸化物（例、インジウム−スズ酸化物、インジウム−亜鉛酸化物）から形成できる。導電性金属酸化物は、高い光学的透明性を有するため、好ましい。インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛およびインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）がさらに好ましい。インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）は、耐熱性と化学安定性に優れ、最も好ましい。透明導電性層は、低い表面抵抗値を有する必要がある。具体的な表面抵抗値は３０Ω／□以下が好ましく、１０Ω／□以下がさらに好ましく、３Ω／□以下が最も好ましい。
【００２９】
半導体微粒子層は、ナノサイズの細孔が内部に網目状に形成された、いわゆるメソポーラスな半導体膜からなることが好ましい。半導体微粒子層を形成する半導体材料として、金属酸化物および金属カルコゲニドを使用することが好ましい。金属酸化物および金属カルコゲニドを構成する金属元素の例は、チタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、カドミウム、亜鉛、鉛、アンチモン、ビスマスを含む。
【００３０】
半導体材料は、ｎ型の無機半導体が好ましい。ｎ型の無機半導体の例は、ＴｉＯ２、ＴｉＳｒＯ３、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｓｉ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｖ２Ｏ５、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｎＳｅ、ＫＴａＯ３、ＦｅＳ２およびＰｂＳを含む。ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３およびＮｂ２Ｏ３が好ましく、チタン酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物およびこれらの複合体がさらに好ましく、二酸化チタンが最も好ましい。半導体の一次粒子は、平均粒径が１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３１】
半導体微粒子層は、色素によって増感されている。色素増感半導体微粒子層において、層内を空孔が占める体積分率で示される空孔率は、５０％以上８５％以下であることが好ましく、６５％以上８５％以下であることがさらに好ましい。半導体微粒子層は、２種類以上の微粒子群を含むことができる。２種類以上の微粒子群は、例えば、粒径分布が異なることができる。粒径分布が異なる２種類以上の微粒子群を含む場合、最も小さい粒子群の平均サイズは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下がさらに好ましい。この超微粒子群に対して、平均粒径が２００ｎｍを越える比較的大きな粒子群を５乃至３０質量％の割合で添加することが好ましい。大きな粒子群は、光吸収を高める目的で用いられる。
【００３２】
光電極部材は、透明導電性層を設けた透明ポリマーフイルム（透明導電性基板）および前述した色素により色素増感された半導体微粒子層からなり、透明導電性層は実質的に無機酸化物のみから構成され、色素増感半導体微粒子層は実質的に半導体粒子と前述の色素のみから構成されていることが好ましい。具体的には、導電性層および色素増感半導体微粒子層から、無機酸化物、半導体粒子および色素を除いた固形分の質量が、導電性層および色素増感半導体微粒子層の全質量に占める割合は、３％未満が好ましく、１％未満がさらに好ましい。
【００３３】
本発明は、専門家以外の者が学習用キットから太陽電池を製造する場合に、特に有効である。光電極部材の製造についても、専門家ではない学習者に作業を行わせることができる。学習者が作業する場合、光電極部材は高温処理を必要としない低温製膜の技術により作製することが好ましい。低温製膜は、例えばプレス法、水熱分解法、泳動電着法、バインダーフリーコーティング法によって行うことができる。バインダーフリーコーティング法は、ポリマーのようなバインダー材料を用いずに、粒子分散液をコーティングして作製する方法である。
【００３４】
簡便な製造工程の観点から、バインダーフリーコーティング法が特に好ましい。バインダーフリーコーティング法は、コーティング剤として用いる半導体粒子の分散液（ペースト）が、半導体粒子の結合のために添加される無機または有機のバインダーを実質的にほとんど含まないことを特徴とする。バインダーを実質的にほとんど含まないことは、ペーストの組成において、半導体を除く固形分でありバインダー材料を含める固形分が、半導体の全量に対して占める含量が１質量％以下であることを意味する。
【００３５】
（電荷輸送層）
電荷輸送層は、酸化還元系（oxidation-reduction system, redox system）を構成する電解質を含む電解液から構成する。電荷輸送層の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上７０μｍ以下がさらに好ましい。電解液の電解質は前述した素材が用いられる。電解液に用いる溶媒は、前述したとおりである。
【００３６】
（対向電極部材）
本発明において対向電極部材は、前述の光電極に用いられている透明ポリマーフイルム（透明導電性基板）が好ましい。更にまた金属箔からなる不透明導電性基板および導電性酸化還元触媒層からなっていてもよい。金属箔は、鉄、アルミニウムおよびチタンからなる群より選ばれる金属を６０質量％以上含むものが好ましい。
【００３７】
導電性酸化還元触媒層は、導電性に加えて、電荷輸送層の酸化還元系の酸化還元反応に対する触媒機能を有する物質（導電性酸化還元触媒）で構成する。導電性酸化還元触媒の例には、炭素材料（例、黒鉛）、導電性ポリマー、白金、酸化スズおよび酸化亜鉛が含まれる。さらに本発明では、鉛筆（黒鉛）で導電性酸化還元触媒層を形成することが好ましい。鉛筆で導電性酸化還元触媒層を形成する場合は、対向電極としてステンレス箔を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の色素増感型太陽電池作製キットにより、専門家以外の者が製造しても高い性能の色素増感型太陽電池が作製できる。また、教育現場でも安全性の高い素材を有する色素増感型太陽電池作製キットを提供することが可能となった。さらに、環境に優しい太陽電池の作製を通じて学生や児童に、環境問題を意識させ地球環境に興味を向かせることが可能となった。
【実施例】
【００３９】
［実施例１］
（１）光電極部材の作製
ＩＴＯ−ＰＥＮフイルム（厚さ：２００μｍ、表面抵抗：１５Ω／ｃｍ２、ペクセル・テクノロジーズ（株））を、１２．５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切断した。
スチロール製角形ケースの本体を裏返しにして、平らな台に置いた。ＩＴＯ−ＰＥＮフイルムの導電性層（ＩＴＯ）面を上にして、このケースの上に載せた。フイルムの四辺から５ｍｍ幅の部分を隠すように４本のメンディングテープを貼り、フイルムをケースに固定した。
【００４０】
低温成膜用二酸化チタンペースト（ペクセル・テクノロジーズ（株））２ｍｌをスポイトでとり、テープで囲まれた中央領域の上端面に載せた。
二酸化チタンペーストを、スチロール製角形ケースの蓋の短辺をテープに押しつけながら、一定の速度で上から下に引き、均一に広げた。ペーストを室温で乾燥させることにより、半導体微粒子層を形成した。
【００４１】
テープを剥がし、フイルムをケースからはずした。はさみを使い、フイルムの長辺を３．５ｃｍ幅に切断した。切り取った３．５ｃｍ×５ｃｍのフイルムに対して、つまようじを用いて、３．５ｃｍの両端から５ｍｍ、５ｃｍの一端から５ｍｍ、５ｃｍのもう一端から１．５ｃｍの部分の半導体微粒子層を削り取った。残っている半導体微粒子層のサイズは、１．５ｃｍ×４ｃｍであった。フィルムを、シャーレ中のブルーベリージュース（果汁８０％）の消毒用エタノール（アルコール分約８０％）の希釈液に、１０分間浸漬し、二酸化チタン微粒子にブルーベリーの色素を吸着させた。
【００４２】
（２）電解液の調製
５ｍＬのメスフラスコにヨウ化テトラブチルアンモニウム０．７３ｇを入れた。エタノールに２．５ｍＬを加え、ヨウ化テトラブチルアンモニウムを完全に溶解させた。その後、ポリエチレングリコール２００（和光純薬１級）を用い、５ｍＬにメスアップした。
【００４３】
（３）キットの準備
（１）で作製した光電極部材および（２）で調製したヨウ素系電解液（酸化還元系を含む電荷輸送層の塗布液）が入った点眼瓶に加えて、対向電極部材用のステンレス基板、Ｂの鉛筆、両面テープ、スポイト、導電テープ、みの虫クリップ、電子オルゴールおよび単三電池を用意して、キットを準備した。
【００４４】
（４）色素増感型太陽電池の作製
最初に、ステンレス基板の片面の中央領域をＢの鉛筆で塗り潰した。
次に、鉛筆で塗り潰した領域を除く縁部に、両面テープを貼り付けた。そして、鉛筆で塗り潰した領域の上に、スポイトを用いてヨウ素系電解液を滴下した。最後に、光電極部材を両面テープを用いて、半導体微粒子層と鉛筆で塗り潰した領域とが対面するようにステンレス基板に貼り合わせた。最後に、導電テープを光電極部材の透明導電性基板の縁部に貼り付けることによって、長尺状の金属端子を形成した。
【００４５】
（５）色素増感型太陽電池の評価
作製した太陽電池と電子オルゴールをミノムシクリップで接続した。室内の蛍光灯下で、ジージーというブザーのような音がなった。１５Ｗのデスクライトの下に持っていくことで、メロディーがなり始めた。作製した太陽電池を２つ直列に接続することで、室内の蛍光灯下においても、メロディーをはっきりと認識することができた。作製した太陽電池は、両面テープにより電解液が封止されており、太陽電池の作製および評価において、液漏れは認められなかった。
【００４６】
［実施例２］
増感色素として、エオシンＹのエタノール溶液（３ｍＭ）を用いた場合にも、実施例１と同様の性能を示す色素増感型太陽電池を作製することができた。
【００４７】
[実施例３]
増感色素として、ローズヒップハイビスカスティー（無印良品）の水抽出液を用いた場合にも、実施例１と同様の性能を示す色素増感型太陽電池を作製することができた。
【００４８】
[実施例４]
実施例１から３で作製した色素増感型太陽電池の１５Ｗの蛍光灯下における性能を測定したところ、０．７Ｖおよび２ｍＡの出力であった。このような高い出力によって、一枚の色素増感型太陽電池でも電子オルゴールの音を鳴らすことができた。教育用に用いられる従来の方法では、電子オルゴールを鳴らすために、色素増感型太陽電池が２枚ないし３枚が必要であった。しかしながら、新しい電解液を用いたところ、1枚の色素増感太陽電池を用いて容易に電子オルゴールを鳴らすことができた。
さらに、本発明の電解液と増感色素の組み合わせによって、３ｘ２ｃｍの受光面積の太陽電池3枚を並列に接続することで、０．７Ｖ、６ｍＡ以上の電流を発電することが可能となった。この出力を用いて、携帯電話に使われる振動モーターを蛍光灯下で回すこともできた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の色素増感型太陽電池作製キットを使用すると、色素増感型太陽電池を容易に製造することができる。本発明では、加熱処理のような処理が難しい工程を含まないため、学校の授業時間においても実施することができる。