(57)【要約】【課題】従来よりも低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能な光電変換装置作製キット、光電変換装置および光電変換装置付き携帯機器用カバーを提供する。【解決手段】光電変換装置作製キットは、既設の透明部材１８に設置されるとともにキャリア輸送材料１９が形成されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、支持基板１１と、支持基板１１上に設けられた第１導電層１２と、第１導電層１２上に設けられた触媒層１７と、触媒層１７上に設けられた多孔質絶縁層１６と、多孔質絶縁層１６上に設けられた第２導電層１５と、第２導電層１５上に設けられた光電変換層１４とを備えている。光電変換層１４は、多孔質半導体層と多孔質半導体層上の光増感剤とを有している。【選択図】図７
2015144235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の透明部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、
支持基板と、
前記支持基板上に設けられた第１導電層と、
前記第１導電層上に設けられた触媒層と、
前記触媒層上に設けられた多孔質絶縁層と、
前記多孔質絶縁層上に設けられた第２導電層と、
前記第２導電層上に設けられた光電変換層とを備え、
前記光電変換層は、多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上の光増感剤とを有する、光電変換装置作製キット。
【請求項２】
既設の透明部材と、
請求項１に記載の光電変換装置作製キットと、
前記透明部材と前記光電変換装置作製キットとを接合する封止部材と、
前記透明部材と前記支持基板と前記封止部材とで取り囲まれている領域に導入されているキャリア輸送材料とを備えた、光電変換装置。
【請求項３】
既設の部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、
支持基板と、
前記支持基板上に設けられた第１導電層と、
前記第１導電層上に設けられた光電変換層と、
前記光電変換層上に設けられた多孔質絶縁層と、
前記多孔質絶縁層上に設けられた触媒層と第２導電層とを備え、
前記光電変換層は、多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上の光増感剤とを有する、光電変換装置作製キット。
【請求項４】
既設の部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、
支持基板と、
前記支持基板上に設けられた第１導電層と、
前記第１導電層上に設けられた第１の光電変換層と、
前記第１導電層上に前記第１の光電変換層と間隔を空けて設けられた第２の光電変換層と、
前記第１の光電変換層上に順次設けられた第１の多孔質絶縁層、第１の触媒層および第１の第２導電層と、
前記第２の光電変換層上に順次設けられた第２の多孔質絶縁層、第２の触媒層および第２の第２導電層とを備え、
前記第１の光電変換層および前記第２の光電変換層は、それぞれ、多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上の光増感剤とを有し、
前記第１の第２導電層は、前記第１導電層によって前記第２の光電変換層と電気的に接続されており、
前記第１の多孔質絶縁層は、前記第１の光電変換層と前記第１の第２導電層とを電気的に絶縁するように前記第１導電層を電気的に分離しており、
前記第２の多孔質絶縁層は、前記第２の光電変換層と前記第２の第２導電層とを電気的に絶縁するように前記第１導電層を電気的に分離しており、
前記第１の第２導電層と、前記第２の光電変換層と前記第２の多孔質絶縁層と前記第２の触媒層と前記第２の第２導電層との積層体との間に間隔が設けられている、光電変換装置作製キット。
【請求項５】
透明部材としての携帯機器用カバーと、
請求項３または請求項４に記載の光電変換装置作製キットとを備えた、光電変換装置付き携帯機器用カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置作製キット、光電変換装置および光電変換装置付き携帯機器用カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料に代わるエネルギー源として太陽光が注目されており、太陽光を電力に変換することができる太陽電池が注目されている。さらに、新しいタイプの太陽電池として、金属錯体の光誘起電子移動を応用した色素増感太陽電池が提案されている。
【０００３】
図１５に、特許文献１に記載の色素増感太陽電池の模式的な断面図を示す。図１５に示す色素増感太陽電池は、基板１０１上に、順次積層された、第１導電層１０２、触媒層１０３、多孔性絶縁層１０４、第２導電層１０５、光増感剤が吸着された多孔性半導体層１０６および透光性カバー部材１０７を備えている。また、基板１０１上の第１導電層１０２と透光性カバー部材１０７との間の外周部に封止部１０８が設けられている。
【０００４】
第１導電層１０２は、スクライブライン１１０を封止部１０８の近傍の内側領域に有している。第１導電層１０２は、スクライブライン１１０を挟んで、太陽電池形成領域となる幅の広い部分と幅の狭い部分とに分割されている。幅の広い第１導電層１０２の外部に露出した部分と、幅の狭い第１導電層１０２の外部に露出した部分とが外部回路に接続されることになる。
【０００５】
図１５に示す色素増感太陽電池の透光性カバー部材１０７に光１０９が入射すると、多孔性半導体層１０６に吸着された光増感剤において電子が発生し、電子は多孔性半導体層１０６を伝導して第２導電層１０５に移動し、第２導電層１０５に接続された幅の狭い方の第１導電層１０２から外部に取り出される。また、隣の色素増感太陽電池で発生した電子が幅の広い第１導電層１０２に移動してきて、第１導電層１０２と透光性カバー部材１０７との間に充填された電解質を伝導して多孔性半導体層１０６に吸着された光増感剤に補充される。図１５に示す色素増感太陽電池においては、上記の一連の電子移動の繰り返しにより、電気エネルギーを取り出すことが可能となる。
【０００６】
また、特許文献１には、色素増感太陽電池を屋外に設置する場合には、強化ガラスを用いることが好ましいことが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、ＴｉＯ2層上に互いに異なる色の光増感色素を備えた色素増感型太陽電池層が設けられた色素増感型太陽電池が記載されている。また、特許文献３には、２種類以上の色を有する太陽電池素子を特定の文字や図形のパターンを形成するようにモザイク状に並べられることにより意匠性を備えた太陽電池モジュールが記載されている。さらに、特許文献４には、複数の配線材が設置された固定レールが垂直な方向に層状に設けられ、異なる色のセルユニットをそれぞれ同じ固定レールに設置する発電パネル装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００９／０７５２２９号
【特許文献２】特開２００５−３４６９３４号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９３８０号公報
【特許文献４】特開２０１２−１１４３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
色素増感太陽電池は、散乱光や様々な角度から入射した光に対して発電割合が高いという特徴を有することから、従来の太陽電池とは異なる設置場所への設置が検討されている。このような色素増感太陽電池の設置場所の１つとして、窓ガラスなどの透明部材からなる採光部を有する建材への設置が検討されている。
【００１０】
図１６に、図１５に示す色素増感太陽電池を取り付けた窓ガラスの模式的な断面図を示す。図１６に示す窓ガラスは、図１５に示す色素増感太陽電池２０４が取り付けられたガラス窓部２０１と、ガラス窓部２０１に取り付けられた窓枠２０２とを備えており、色素増感太陽電池２０４の透光性カバー部材１０７がガラス窓部２０１に貼り付けられた構造を有している。
【００１１】
しかしながら、図１６に示す窓ガラスのガラス窓部２０１に光２０３が入射した場合には、採光部２０１および透光性カバー部材１０７による光２０３の吸収、および採光部２０１と透光性カバー部材１０７との界面における光２０３の反射によって、多孔性半導体層１０６に入射する光２０３の量が減少し、色素増感太陽電池２０４の変換効率が低下する。
【００１２】
また、図１６に示す窓ガラスに色素増感太陽電池２０４を設置する際には、窓枠２０２からガラス窓部２０１を一旦取り外して、ガラス窓部２０１に色素増感太陽電池２０４を取り付けた後に、再度窓枠２０２に嵌め込むという作業を行なう必要があった。また、ビルの上階層などの高所においては、このようなガラス窓部２０１への色素増感太陽電池２０４の設置作業が困難であった。そのため、近年では、採光部への色素増感太陽電池２０４の設置コストを低減することが要望されている。
【００１３】
また、色素増感太陽電池は、窓ガラスなどの透明部材だけでなく、既存の建物の外壁のような不透明部材への設置も検討されている。しかしながら、図１５に示す従来の色素増感太陽電池を既存の建物の外壁に取り付ける場合には、図１５に示す色素増感太陽電池は基板１０１および透光性カバー部材１０７の２枚の支持基板を備えているために色素増感太陽電池自体が重くなり、さらには色素増感太陽電池を外壁に取り付けるための部材の重さも加わるために建物の外壁に所定の強度が要求されていた。
【００１４】
上記の事情に鑑みて、後述の態様においては、従来よりも低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能な光電変換装置作製キットおよび光電変換装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、後述の態様においては、従来よりも軽量の光電変換装置を実現することが可能な光電変換装置作製キットおよび光電変換装置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】
【００１６】
本発明の一例である第１の態様によれば、既設の透明部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、支持基板と、支持基板上に設けられた第１導電層と、第１導電層上に設けられた触媒層と、触媒層上に設けられた多孔質絶縁層と、多孔質絶縁層上に設けられた第２導電層と、第２導電層上に設けられた光電変換層とを備え、光電変換層は、多孔質半導体層と多孔質半導体層上の光増感剤とを有する光電変換装置作製キットを提供することができる。
【００１７】
本発明の他の一例である第２の態様によれば、既設の透明部材と、本発明の第１の態様の光電変換装置作製キットと、透明部材と光電変換装置作製キットとを接合する封止部材と、透明部材と支持基板と封止部材とで取り囲まれている領域に導入されているキャリア輸送材料とを備えた光電変換装置を提供することができる。
【００１８】
本発明の他の一例である他の態様によれば、既設の部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、支持基板と、支持基板上に設けられた第１導電層と、第１導電層上に設けられた光電変換層と、光電変換層上に設けられた多孔質絶縁層と、多孔質絶縁層上に設けられた触媒層と第２導電層とを備え、光電変換層は、多孔質半導体層と多孔質半導体層上の光増感剤とを有する光電変換装置作製キットを提供することができる。
【００１９】
本発明の他の一例である他の態様によれば、既設の部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、支持基板と、支持基板上に設けられた第１導電層と、第１導電層上に設けられた第１の光電変換層と、第１導電層上に第１の光電変換層と間隔を空けて設けられた第２の光電変換層と、第１の光電変換層上に順次設けられた第１の多孔質絶縁層、第１の触媒層および第１の第２導電層と、第２の光電変換層上に順次設けられた第２の多孔質絶縁層、第２の触媒層および第２の第２導電層とを備え、第１の光電変換層および第２の光電変換層は、それぞれ、多孔質半導体層と多孔質半導体層上の光増感剤とを有し、第１の第２導電層は、第１導電層によって第２の光電変換層と電気的に接続されており、第１の多孔質絶縁層は、第１の光電変換層と第１の第２導電層とを電気的に絶縁するように第１導電層を電気的に分離しており、第２の多孔質絶縁層は、第２の光電変換層と第２の第２導電層とを電気的に絶縁するように第１導電層を電気的に分離しており、第１の第２導電層と、第２の光電変換層と第２の多孔質絶縁層と第２の触媒層と第２の第２導電層との積層体との間に間隔が設けられている光電変換装置作製キットを提供することができる。
【００２０】
本発明の他の一例である他の実施態様によれば、既設の透明部材としての携帯機器用カバーと、上記の態様の光電変換装置作製キットとを備えた光電変換装置付き携帯機器用カバーを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
上記の実施態様によれば、従来よりも低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能な光電変換装置作製キットおよび光電変換装置を提供することができる。さらには、異なる色の光電変換装置作製キットを用いることによって、採光部のデザイン性を向上させることができる。
【００２２】
また、上記の実施態様によれば、従来よりも軽量の光電変換装置を実現することが可能な光電変換装置作製キットおよび光電変換装置を提供することができる。
【００２３】
また、上記の実施態様によれば、軽量化を達成し得る光電変換装置付き携帯機器用カバーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１の光電変換装置作製キットの模式的な断面図である。
【図２】実施の形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図３】実施の形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図４】実施の形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図５】実施の形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図６】実施の形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図７】実施の形態１の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図８】実施の形態１の光電変換装置の模式的な平面図である。
【図９】実施の形態２の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１０】実施の形態３の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図１１】実施例５の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図１２】実施の形態４の光電変換装置の模式的な平面図である。
【図１３】比較例１の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図１４】比較例２の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図１５】特許文献１に記載の色素増感太陽電池の模式的な断面図である。
【図１６】図１５に示す色素増感太陽電池を取り付けた窓ガラスの模式的な断面図である。
【図１７】実施の形態５の光電変換装置作製キットの模式的な断面図である。
【図１８】実施の形態５の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図１９】実施の形態６の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図２０】実施の形態７の光電変換装置の模式的な断面図である。
【図２１】実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの模式的な断面図である。
【図２２】光電変換装置作製キットと携帯機器用カバーの模式的な斜視図である。
【図２３】実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの変形例の模式的な断面図である。
【図２４】実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーのさらなる変形例の模式的な断面図である。
【図２５】実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーのさらなる変形例の模式的な断面図である。
【図２６】実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーのさらなる変形例の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一例である実施の形態について説明する。なお、実施の形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２６】
＜実施の形態１＞
≪光電変換装置作製キットの構成≫
図１に、実施の形態１の光電変換装置作製キットの模式的な断面図を示す。実施の形態１の光電変換装置作製キットは、支持基板１１と、支持基板１１上に設けられた第１導電層１２と、第１導電層１２を分離して支持基板１１の表面を露出させるスクライブライン２０と、第１導電層１２上の触媒層１７と、触媒層１７を覆うとともにスクライブライン２０を埋めるようにして設けられた多孔質絶縁層１６と、スクライブライン２０によって分離された第１導電層１２の一方と電気的に接続されるように多孔質絶縁層１６上に設けられた第２導電層１５と、第２導電層１５上に設けられた光電変換層１４とを備えている。光電変換層１４は、多孔質半導体層と、多孔質半導体層上に設けられた光増感剤とを有している。
【００２７】
実施の形態１の光電変換装置作製キットは、既設の透明部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる。
【００２８】
≪支持基板≫
支持基板１１としては、支持基板１１上の部材を支持することができる材料を特に限定なく用いることができ、たとえば、ソーダガラス、溶融石英ガラス、結晶石英ガラスなどのガラス基板、または可撓性フィルムなどの可撓性を有する基板などを用いることができる。
【００２９】
支持基板１１に用いられる可撓性フィルム（以下、「フィルム」ともいう。）を構成する材料としては、たとえば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、テトラアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、フェノキシ樹脂およびテフロン（登録商標）からなる群から選択された少なくとも１種を含むものなどを挙げることができる。
【００３０】
支持基板１１の厚さも特に限定されないが、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００３１】
≪第１導電層≫
第１導電層１２としては導電性を有する材料を特に限定なく用いることができ、たとえば、インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、フッ素をドープした酸化錫（ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、およびタンタルあるいはニオブをドープした酸化チタンからなる群から選択された少なくとも１種を含むものなどを用いることができる。
【００３２】
第１導電層１２の厚さは、０．０２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。また、第１導電層１２の表面抵抗率は低いほど好ましく、なかでも４０Ω／ｓｑ以下であることが好ましい。
【００３３】
支持基板１１してのソーダ石灰フロートガラス上に第１導電層１２としてのＦＴＯを積層した透光性導電基板を用いることが特に好ましく、透光性導電基板の市販品を用いてもよい。
【００３４】
≪触媒層≫
触媒層１７としては、触媒層１７の表面で電子の受け渡しができる材料であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、白金、パラジウム、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブおよびフラーレンからなる群から選択された少なくとも１種を含む材料を用いることができる。
【００３５】
≪多孔質絶縁層≫
多孔質絶縁層１６としては、多孔質絶縁層１６を介して向かい合っている、集電電極１５と、第１導電層１２および触媒層１７との間の短絡を防止できる程度の絶縁性を有する材料を特に限定なく用いることができ、たとえば、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよびチタン酸バリウムからなる群から選択された少なくとも１種を含む材料を用いることができる。また、多孔質絶縁層１６には、たとえば、リチウム電池でセパレーターとして使用されている不織布なども必要に応じて用いることができる。
【００３６】
≪第２導電層≫
第２導電層１５としては導電性を有する材料を特に限定なく用いることができ、たとえば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＦＴＯおよびＺｎＯからなる群から選択された少なくとも１種を含む材料を用いることができる。なかでも、第２導電層１５としては、キャリア輸送材料に対して腐食性を示さないチタン、ニッケルまたはタンタルなどの金属を含んでいることが好ましい。
【００３７】
第２導電層１５の厚さは、０．０２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。また、第２導電層１５の表面抵抗率は低いほど好ましいが、なかでも４０Ω／ｓｑ以下であることが好ましい。
【００３８】
また、第２導電層１５としては、たとえば、金網、または複数の小孔がマトリックス状に形成された金属フィルム（金属箔）などを用いることができる。上記の金網または金属箔としては、複数の透光用開口部を有するものであれば特に限定されないが、透光用開口部が均一な大きさでかつ整然と配置されていることが好ましい。
【００３９】
上記の金網または金属箔からなる第２導電層１５の厚さは、５μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。この第２導電層１５の厚さが１ｍｍ以下である場合には、多孔質絶縁層１６の厚さが厚くなりすぎて、多孔質絶縁層１６内の電荷輸送距離を短くすることができる傾向にある。また、上記の金網または金属箔からなる第２導電層１５の厚さが５μｍ以上である場合には、当該第２導電層１５をより容易に作製することができるとともに、第２導電層１５の強度が高強度となるため、光電変換層１４を構成する多孔質半導体層の形成時に破損するおそれがある。
【００４０】
また、透光用開口部を有する部分の全面積に対する開口部の総面積の割合である開口率は、１０％以上９０％以下であることが好ましく、３０％以上９０％以下であることがより好ましい。
【００４１】
≪光電変換層≫
光電変換層１４は、多孔質半導体層と、多孔質半導体層上の光増感剤とを有している。以下に、光電変換層１４に含まれる多孔質半導体層および光増感剤についてそれぞれ説明する。
【００４２】
［多孔質半導体層］
多孔質半導体層を構成する半導体の種類は、太陽電池分野で一般に光電変換材料に使用される多孔質半導体を含むものであれば特に限定されない。多孔質半導体層としては、たとえば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化タングステン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、硫化鉛、硫化亜鉛、リン化インジウム、銅−インジウム硫化物（ＣｕＩｎＳ2）、ＣｕＡｌＯ2およびＳｒＣｕ2Ｏ2からなる群から選択された少なくとも１種を含む半導体化合物などを用いることができる。なかでも、多孔質半導体層としては、安定性および安全性を向上させる観点から、酸化チタンを含むものを用いることが特に好ましい。
【００４３】
多孔質半導体層に好適に用いられる酸化チタンとしては、たとえば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸を含む化合物、オルソチタン酸を含む化合物、水酸化チタンおよび含水酸化チタンからなる群から選択された少なくとも１種を含むものを用いることができる。アナターゼ型酸化チタンおよびルチル型酸化チタンの２種類の結晶系酸化チタンは、その製法や熱履歴によりいずれの形態にもなり得るが、アナターゼ型酸化チタンが一般的である。なかでも、アナターゼ型酸化チタンの含有率の高い酸化チタンを用いることが好ましく、たとえばアナターゼ型酸化チタンの含有率が８０％以上の酸化チタンを用いることが特に好ましい。
【００４４】
多孔質半導体層の形態も、特に限定されず、たとえば単結晶または多結晶のいずれであってもよいが、安定性、結晶成長の容易さ、および製造コストなどの観点から、多結晶であることが好ましく、多結晶からなる半導体微粒子（ナノからマイクロスケール）の形態であることが特に好ましい。したがって、たとえば、多孔質半導体層の材料としては、たとえば酸化チタンの微粒子を用いることが特に好ましい。酸化チタンの微粒子は、たとえば、気相法または液相法（水熱合成法、硫酸法）など公知の方法により製造することができる。また、酸化チタンの微粒子は、たとえば、デグサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）社が開発した塩化物を高温加水分解することにより得ることもできる。
【００４５】
多孔質半導体層の厚さは、特に限定されるものではなく、たとえば０．１μｍ以上１００μｍ以下とすることが好適である。また、多孔質半導体層は、表面積が大きいことが好ましく、多孔質半導体層の表面積は、１０ｍ2／ｇ以上２００ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。
【００４６】
［光増感剤］
多孔質半導体層上の光増感剤は、特に限定されないが、たとえば可視光領域または赤外光領域に吸収領域を有する種々の有機色素または金属錯体色素の１種または２種以上を用いることができる。
【００４７】
有機色素としては、たとえば、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素、ペリレン系色素、インジゴ系色素およびナフタロシアニン系色素からなる群から選択された少なくとも１種を含むものを用いることができる。有機色素の吸光係数は、一般に、遷移金属に分子が配位結合した形態をとる金属錯体色素に比べて大きくなる。
【００４８】
金属錯体色素としては、たとえば、分子に金属が配位結合したものを用いることができる。分子としては、たとえば、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素およびルテニウム系色素からなる群から選択された少なくとも１種を含むものを用いることができる。金属としては、たとえば、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｖ（バナジウム）、Ｓｎ（錫）、Ｓｉ（珪素）、Ｔｉ（チタン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｍｎ（マンガン）、Ｉｎ（インジウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｌａ（ランタン）、Ｗ（タングステン）、Ｐｔ（白金）、Ｔａ（タンタル）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｒｂ（ルビジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｓｅ（セレン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｃ（スカンジウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ａｕ（金）、Ａｃ（アクチニウム）、Ｔｃ（テクネチウム）、Ｔｅ（テルル）およびＲｈ（ルビジウム）からなる群から選択された少なくとも１種を用いることができる。なかでも、金属錯体色素としては、フタロシアニン系色素またはルテニウム系色素に金属が配位したものを用いることが好ましく、ルテニウム系金属錯体色素を用いることが特に好ましい。
【００４９】
金属錯体色素としては、特に、以下の式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表わされるルテニウム系金属錯体色素を用いることが好ましい。市販のルテニウム系金属錯体色素としては、たとえば、Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製の商品名Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ５３５色素、Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ５３５−ｂｉｓＴＢＡ色素、Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０−１Ｈ３ＴＢＡ色素などが挙げられる。
【００５０】
【化１】
2015144235.tif 000003
【００５１】
【化２】
2015144235.tif 000004
【００５２】
【化３】
2015144235.tif 000005
【００５３】
また、多孔質半導体層に色素を強固に吸着させるためには、色素の分子中に、たとえば、カルボキシル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基などのインターロック基を有するものが好ましい。なお、インターロック基とは、一般に、多孔質半導体層に色素が固定される際に介在し、励起状態の色素と半導体の伝導帯との間の電子の移動を容易にする電気的結合を提供するものである。
【００５４】
≪光電変換装置の製造方法≫
以下、図２〜図７の模式的断面図を参照して、実施の形態１の光電変換装置作製キットを用いて実施の形態１の光電変換装置を製造する方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、支持基板１１の表面上に第１導電層１２を形成する。第１導電層１２はたとえばスパッタリング法などにより、基板１１上に形成することにより形成することができる。また、第１導電層１２を表面に備えた支持基板１１としては、市販の透明導電膜付ガラスを用いることもできる。
【００５５】
次に、図３に示すように、第１導電層１２にスクライブライン２０を形成する。スクライブライン２０は、たとえばレーザスクライブ法などによって第１導電層１２の一部を除去することにより形成することができる。
【００５６】
次に、図４に示すように、第１導電層１２の表面の一部に触媒層１７を形成した後に、スクライブライン２０を埋めて触媒層１７を覆うように多孔質絶縁層１６を形成する。触媒層１７は、たとえば触媒層１７を構成する金属粒子等の導電性粒子を分散させたペーストを第１導電層１２の表面に塗布した後に焼成する方法、若しくはスパッタリング法により形成することができる。また、多孔質絶縁層１６は、たとえば多孔質絶縁層１６を構成する金属酸化物粒子等の絶縁性粒子を分散させたペーストを触媒層１７を覆い、スクライブライン２０を埋めるようにして塗布した後に焼成することによって形成することができる。
【００５７】
次に、図５に示すように、スクライブライン２０により分離した第１導電層１２の一方と電気的に接続するように多孔質絶縁層１６上に第２導電層１５を形成する。第２導電層１５は、たとえばスパッタリング法などにより形成することができる。
【００５８】
次に、図１に示すように、第２導電層１５上に光電変換層１４を形成する。光電変換層１４は、たとえば、多孔質半導体層を形成した後に、多孔質半導体層に光増感剤としての色素を吸着させることにより形成することができる。多孔質半導体層は、たとえば、多孔質半導体層を構成する半導体粒子を分散させたペーストを第２導電層１５の表面に塗布した後に焼成することによって形成することができる。また、光増感剤としての色素は、色素を溶解した溶液（色素吸着用溶液）に多孔質半導体層を浸漬することにより、多孔質半導体層に吸着させることができる。以上の工程を経ることにより、図１に示す実施の形態１の光電変換装置作製キットを作製することができる。
【００５９】
次に、図６に示すように、上述のようにして作製した実施の形態１の光電変換装置作製キットを採光部を構成する既設の透明部材２１に封止部材１８により接合する。ここで、封止部材１８は、たとえば、既設の透明部材２１の表面および実施の形態１の光電変換装置作製キットの第１導電層１２の表面の少なくとも一方に塗布された後に、加熱および／または光照射されることによって硬化する。これにより、実施の形態１の光電変換装置作製キットを既設の透明部材２１に接合することができ、実施の形態１の光電変換装置作製キットが既設の透明部材２１に取り付けられる。
【００６０】
最後に、図７に示すように、既設の透明部材２１に封止部材１８によって接合された実施の形態１の光電変換装置作製キットの支持基板１１と、封止部材１８と、透明部材２１とで取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を導入することによって、実施の形態１の光電変換装置が作製される。図８に、実施の形態１の光電変換装置の模式的な平面図を示す。
【００６１】
既設の透明部材２１としては、透明部材２１に入射してきた光３１の少なくとも一部を透過させることができる部材であれば特に限定されず、たとえば、ソーダガラス、溶融石英ガラスまたは結晶石英ガラスなどのガラス基板を用いることができる。
【００６２】
封止部材１８としては、支持基板１１と封止部材１８と透明部材２１とで取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を保持することができ、外部からの水などの浸入を防ぐことができるものを好適に用いることができ、たとえば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ホットメルト樹脂およびガラス系材料からなる少なくとも１種を含むものを用いることが好ましい。また、これらの２種以上を用いて、複数層構造の封止部材１８を用いてもよい。封止部材１８としては、たとえば、スリーボンド社製の型番：３１Ｘ−１０１、スリーボンド社製の型番：３１Ｘ−０８８または一般に市販されているエポキシ樹脂などを用いることができる。
【００６３】
液体状のキャリア輸送材料１９としては、酸化還元種を含む液状物であればよく、たとえば、酸化還元種とこれを溶解可能な溶剤からなる電解液などを用いることができる。
【００６４】
酸化還元種としては、たとえば、Ｉ-／Ｉ3-系、Ｂｒ2-／Ｂｒ3-系、Ｆｅ2+／Ｆｅ3+系、キノン／ハイドロキノン系などを用いることができ、なかでも、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ2）などの金属ヨウ化物とヨウ素（Ｉ2）との組み合わせ、テトラエチルアンモニウムアイオダイド（ＴＥＡＩ）、テトラプロピルアンモニウムアイオダイド（ＴＰＡＩ）、テトラブチルアンモニウムアイオダイド（ＴＢＡＩ）、テトラヘキシルアンモニウムアイオダイド（ＴＨＡＩ）などのテトラアルキルアンモニウム塩とヨウ素との組み合わせ、または臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、臭化カルシウム（ＣａＢｒ2）などの金属臭化物と臭素との組み合わせを用いることが好ま
しく、なかでも、ＬｉＩとＩ2との組み合わせを用いることが特に好ましい。
【００６５】
また、酸化還元種の溶剤としては、たとえば、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、アセトニトリルなどのニトリル化合物、エタノールなどのアルコール類、水、または非プロトン極性物質などを用いることができる。なかでも、酸化還元種の溶剤としては、カーボネート化合物またはニトリル化合物を用いることが特に好ましい。これらの溶剤は２種類以上を混合して用いることもできる。
【００６６】
液体状のキャリア輸送材料１９には、必要に応じて添加剤を加えてもよい。添加剤としては、たとえば、t-ブチルピリジン（ＴＢＰ）などの窒素を含む芳香族化合物、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＤＭＰＩＩ）、メチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＭＰＩＩ）、エチルメチルイミダゾールアイオダイド（ＥＭＩＩ）、エチルイミダゾールアイオダイド（ＥＩＩ）およびヘキシルメチルイミダゾールアイオダイド（ＨＭＩＩ）からなる群から選択された少なくとも１種のイミダゾール塩などを用いることができる。
【００６７】
≪作用効果≫
実施の形態１の光電変換装置作製キットを用いて作製された実施の形態１の光電変換装置は、既設の透明部材２１を受光面側の透光性基板として利用していることから、透明部材２１側から光３１が入射してきたとしても、従来のように、既設の透明部材２１および受光面側の透光性基板の２枚の部材によって光３１が吸収されず、また、既設の透明部材２１と受光面側の透光性基板との界面による光３１の反射によって、光電変換層１４に入射する光３１の量が低減するのを抑制することができる。これにより、実施の形態１の光電変換装置の短絡電流密度が増加して、変換効率を向上させることができる。
【００６８】
また、実施の形態１の光電変換装置作製キットを既設の透明部材２１に設置して実施の形態１の光電変換装置を作製することができるため、受光面側の透光性基板に光電変換装置作製キットを接合する工程および既設の透明部材に透光性基板を接合する工程との２工程を省略することができるとともに、受光面側の透光性基板の材料コストも不要となる。これにより、実施の形態１の光電変換装置作製キットの設置コストも低減することができる。
【００６９】
以上の理由により、実施の形態１によれば、従来よりも低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能な光電変換装置作製キット、光電変換装置および光電変換装置の製造方法を提供することができる。
【００７０】
＜実施の形態２＞
実施の形態２は、光電変換装置の製造方法が実施の形態１と異なっていることを特徴としている。以下、実施の形態２の光電変換装置の製造方法について説明する。まず、図１に示す光電変換装置作製キットを作製する工程までは実施の形態１と同様である。
【００７１】
次に、図９の模式的断面図に示すように、上記のようにして作製した光電変換装置作製キットの支持基板１１から光電変換層１４までの孔の空隙にキャリア輸送材料１９として固体電解質を形成する工程を行なう。本実施の形態において、支持基板１１から光電変換層１４までの孔の空隙としては、多孔質絶縁層１６の孔の空隙の少なくとも一部、第２導電層１５の孔の空隙の少なくとも一部、および光電変換層１４の多孔質半導体層の孔の空隙の少なくとも一部を挙げることができる。ここで、固体状のキャリア輸送材料１９としては、たとえば、従来から公知の電解液、室温溶融塩に架橋させてマトリックスを形成するポリマー前駆体を添加したもの、または室温溶融塩に固体化する微粒子を添加したものを支持基板１１から光電変換層１４までの孔の空隙に注入した後に固体化したものなどを用いることができる。
【００７２】
その後は、実施の形態１と同様にして、固体状のキャリア輸送材料１９の導入後の光電変換装置作製キットを既設の透明部材２１に封止部材１８によって接合することによって実施の形態２の光電変換装置が作製される。
【００７３】
実施の形態２における上記以外の説明は実施の形態１と同様であるため、ここではその説明については繰り返さない。
【００７４】
＜実施の形態３＞
図１０に、実施の形態３の光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施の形態３の光電変換装置は、既設の透明部材２１が曲面状の表面２１ａを有しているとともに、支持基板１１に可撓性フィルムなどの可撓性基板が用いられており、透明部材２１の表面２１ａの曲面形状に沿って支持基板１１の表面１１ａが曲げられて光電変換装置作製キットが接合されていることを特徴としている。
【００７５】
実施の形態３の光電変換装置は、既設の透明部材２１の表面２１ａの形状に沿って、支持基板１１の表面形状を変化させて光電変換装置作製キットを接合することが可能であるため、様々な表面形状を有する既設の透明部材２１に光電変換装置作製キットを接合することができる。
【００７６】
また、実施の形態３の光電変換装置においても、透明部材２１側から光３１が入射してきたとしても、従来のように、既設の透明部材２１および受光面側の透光性基板の２枚の部材によって光３１が吸収されず、また、既設の透明部材２１と受光面側の透光性基板との界面による光３１の反射によって光電変換層１４に入射する光３１の量が低減するのを抑制することができる。これにより、実施の形態３の光電変換装置においても、短絡電流密度が増加して、変換効率を向上させることができる。
【００７７】
さらに、曲面状の表面を有する従来の透明部材に、受光面側および受光面側とは反対側の裏面側にそれぞれ同じ大きさの可撓性基板を有する色素増感太陽電池を接合した場合には、受光面側の可撓性基板に必要な長さに対して裏面側の可撓性基板に必要な長さが短くなることによって、裏面側の可撓性基板に局所的に弛みが生じて、色素増感太陽電池の特性が低下することがある。しかしながら、実施の形態３の光電変換装置は、既設の透明部材２１の表面２１ａの曲面形状に沿って、最初から支持基板１１の表面１１ａを曲げた状態で、既設の透明部材２１に光電変換装置作製キットを接合して作製されているため、支持基板１１の弛みによる光電変換装置の特性の低下を抑制することができる。
【００７８】
実施の形態３においては、支持基板１１が可塑性を有することが必要であるため、材料が制限される。可塑性を有する支持基板１１としては、ポリマーフィルムなどが主にあげられる。そのため、可塑性を有する支持基板１１は、ガラス基板と比較して耐熱性が劣る場合が多い。そのため、第１導電層１２を備えた支持基板１１としては透明導電膜付フィルムを用いるか、支持基板１１上にスパッタリング法により第１導電層１２を形成したものなどを用いることができる。また、触媒層１７としては、スパッタリング法により形成されたものを用いるか、たとえばカーボン系材料などの処理温度が低い触媒層１７などを用いることができる。
【００７９】
また、実施の形態３においては、多孔質絶縁層１６として、リチウム電池でセパレーターとして用いられる不織布を用いることができる。その上に特開２００９−２５９４８５などに記載されている方法により、開口部か形成された導電性シート状に多孔質半導体層を形成したものを設置することで光電変換装置作製キットを作製することができる。
【００８０】
実施の形態３における上記以外の説明は実施の形態１および実施の形態２と同様であるため、ここではその説明については繰り返さない。
【００８１】
＜実施の形態４＞
図１２に、実施の形態４の光電変換装置の模式的な平面図を示す。図１２に示すように、実施の形態４の光電変換装置は、既設の透明部材２１に、複数の光電変換層（第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂ）を含む光電変換層を有する光電変換装置作製キットを封止部材１８で接合することにより作製されていることを特徴としている。実施の形態４においては、複数の光電変換層として第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂの２種類の光電変換層を用いる場合について説明するが、２種類に限定されず、３種類以上であってもよい。
【００８２】
第１の光電変換層１４ａは、第１の多孔質半導体層と、第１の多孔質半導体層上の第１の光増感剤とを有しており、第２の光電変換層１４ｂは、第２の多孔質半導体層と、第２の多孔質半導体層上の第２の光増感剤とを有している。
【００８３】
実施の形態４の光電変換装置においては、第１の光電変換層１４ａの第１の光増感剤と第２の光電変換層１４ｂの第２の光増感剤とに、それぞれ、互いに異なる色の色素を用いることによって、第１の光電変換層１４ａと第２の光電変換層１４ｂとが互いに異なる色を有するものとすることができ、光増感剤に１色の色素のみを用いる場合と比べて、採光部に様々なデザインを付与することができるため、採光部を構成する既設の透明部材２１のデザイン性を向上することができる。
【００８４】
たとえば、図１２の模式的平面図の上部に示すように、第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂの形状をそれぞれ１本の帯状とし、図１２の下部に示すように、第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂの形状をそれぞれ複数の矩形状として、第１の光電変換層１４ａの第１の光増感剤に赤色の色素を用い、第２の光電変換層１４ｂの第２の光増感剤に緑色の色素を用いることができる。この場合には、図１２に示すように、既設の透明部材２１の上部に赤色の帯と緑色の帯とが互いに間隔を空けて幅方向に延在して配置されるとともに、既設の透明部材２１の下部に赤色の複数の矩形と緑色の複数の矩形とが互いに間隔を空けて幅方向に延在して配置されているデザインを付与することができる。赤色の色素としては、たとえば上記の式（ＩＩ）で表わされるルテニウム系金属錯体色素を用いることができ、緑色の色素としては、たとえば上記の式（ＩＩＩ）で表わされるルテニウム系金属錯体色素を用いることができる。
【００８５】
なお、１本の帯状の第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂは、それぞれ、第１の多孔質半導体層および第２の多孔質半導体層の形状をそれぞれ１つの帯状に繋がった形状とすることによって作製することができる。また、複数の矩形状の第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂは、それぞれ、複数の矩形状の第１の多孔質半導体層および複数の矩形状の第２の多孔質半導体層を作製し、これらを直列または並列に接続することによって作製することができる。また、第１の光電変換層１４ａの第１の多孔質半導体層と、第２の光電変換層１４ｂの第２の多孔質半導体層とは互いに異なる構成を有していることが好ましい。互いに異なる構成を有している第１の多孔質半導体層および第２の多孔質半導体層は、たとえば、第１の多孔質半導体層および第２の多孔質半導体層にそれぞれ互いに異なる材料および／または構造を有する多孔質半導体を用いることによって構成することができる。
【００８６】
また、実施の形態４の光電変換装置に含まれる複数の光電変換層の形状が同一のものを並べること、または複数の光電変換層の表面の面積および層厚等を調整することによって電流または電圧を合わせて、複数の光電変換層を電気的に接続（直列および／または並列）することもできる。
【００８７】
また、既設の透明部材２１に取り付けられる光電変換装置作製キットの光電変換層の形状を選択することによって、既設の透明部材２１にたとえば文字および／または模様などを付与することもできる。この場合には、光電変換層は必ずしも複数である必要はない。
【００８８】
また、光電変換装置作製キットに用いられる部材に光透過性のものを用いることによって、既設の透明部材２１にたとえばステンドグラスのような模様を付与することができる。この場合には、たとえば支持基板１１にガラス基板などの透明基板を使用し、第１導電層１２、触媒層１７および第２導電層１５には光透過性の材料および厚さを用いることができる。たとえば、触媒層１７は、層厚を薄くすることによって光透過性を確保することができる。また、第１導電層１２および第２導電層１５には、たとえばＦＴＯまたはＩＴＯなどの透明導電膜を用いることによって光透過性を確保することができる。さらに、光電変換層１４の多孔質半導体層および多孔質絶縁層１６については、多孔質半導体層を構成する半導体粒子および多孔質絶縁層１６を構成する絶縁体粒子に平均粒径がたとえば１００ｎｍ以下程度の微粒子を用いることによって、光の散乱を抑制することができるとともに、外部からの光を透過させることが可能となる。この場合にも、光電変換層１４は必ずしも複数である必要はない。
【００８９】
実施の形態４の光電変換装置においては、既設の透明部材２１と、第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂとの間に、従来のように、受光面側の透光性基板が設置されていないことから、より鮮やかな色のデザインを既設の透明部材２１に付与することができる。
【００９０】
実施の形態４における上記以外の説明は実施の形態１〜実施の形態３と同様であるため、ここではその説明については繰り返さない。
【００９１】
＜実施の形態５＞
≪光電変換装置作製キットの構成≫
実施の形態５の光電変換装置作製キットは、建物の外壁などの既設の不透明部材に取り付けることができ、当該既設の不透明部材を支持基板の一方として利用していることを特徴としている。
【００９２】
図１７に、実施の形態５の光電変換装置作製キットの模式的な断面図を示す。実施の形態５の光電変換装置作製キットは、支持基板１１と、支持基板１１上に設けられた第１導電層１２と、第１導電層１２上に互いに間隔を空けて設けられた第１の光電変換層１４ａと第２の光電変換層１４ｂとを備えている。第１の光電変換層１４ａ上には、第１の多孔質絶縁層１６ａ、第１の触媒層１７ａおよび第１の第２導電層１５ａがこの順に積層されている。第２の光電変換層１４ｂ上には、第２の多孔質絶縁層１６ｂ、第２の触媒層１７ｂおよび第２の第２導電層１５ｂがこの順に積層されている。第１導電層１２の端部には第１導電層１２に電気的に接続された電流取り出し用電極４２が設けられている。なお、実施の形態５においては、第１の光電変換層１４ａと第２の光電変換層１４ｂの２つの光電変換層を用いているが、光電変換層の数は特に限定されず、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。
【００９３】
ここで、第１の第２導電層１５ａは、第１導電層１２によって第２の光電変換層１４ｂと電気的に接続されている。また、第１の多孔質絶縁層１６ａは、第１の光電変換層１４ａと第１の第２導電層１５ａとを電気的に絶縁するようにスクライブライン２０を埋設することによって第１導電層１２を電気的に分離している。また、第２の多孔質絶縁層１６ｂは、第２の光電変換層１４ｂと第２の第２導電層１５ｂとを電気的に絶縁するようにスクライブライン２０を埋設することによって第１導電層１２を電気的に分離している。
【００９４】
≪支持基板≫
支持基板１１は透明部材である。透明部材である支持基板１１としては、支持基板１１に入射してきた光の少なくとも一部を透過させることができる部材であれば特に限定されず、たとえば、ソーダガラス、溶融石英ガラスまたは結晶石英ガラスなどのガラス基板を用いることができる。また、支持基板１１の厚さは、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００９５】
≪第１導電層≫
第１導電層１２も透明部材である。透明部材である第１導電層１２としては、支持基板１１に入射してきた光の少なくとも一部を透過させることができる部材であれば特に限定されず、たとえば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＦＴＯ、ＺｎＯ、およびタンタルあるいはニオブをドープした酸化チタンからなる群から選択された少なくとも１種を含むものなどを用いることができる。また、第１導電層１２には、低抵抗化のための金属リード線を設けることもできる。さらに、第１導電層１２には、たとえばレーザースクライブで切断することによってスクライブライン２０を形成してもよい。
【００９６】
≪光電変換層、触媒層、多孔質絶縁層および第２導電層≫
第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂについての説明は、実施の形態１〜３の光電変換層１４、ならびに実施の形態４の第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂについての説明と同様である。すなわち、第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂは、それぞれ、多孔質半導体層と、多孔質半導体層上の光増感剤とを有している。
【００９７】
また、第１の触媒層１７ａおよび第２の触媒層１７ｂについての説明は、実施の形態１〜４の触媒層１７についての説明と同様である。また、第１の多孔質絶縁層１６ａおよび第２の多孔質絶縁層１６ｂについての説明は、実施の形態１〜４の多孔質絶縁層１６についての説明と同様である。さらに、第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂについての説明は、実施の形態１〜４の第２導電層１５についての説明と同様である。
【００９８】
≪取り出し用電極≫
取り出し用電極４２としては、第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂで発生した電流を外部に取り出すことができる導電性部材であれば特に限定されず、用いることができる。
【００９９】
≪光電変換装置作製キットの製造方法≫
実施の形態５の光電変換装置作製キットは、たとえば以下のようにして製造することができる。まず、支持基板１１上に第１導電層１２を形成し、第１導電層１２上に互いに間隔を空けて第１の光電変換層１４ａと第２の光電変換層１４ｂとを形成する。
【０１００】
次に、第１の光電変換層１４ａ上に第１の多孔質絶縁層１６ａ、第１の触媒層１７ａおよび第１の第２導電層１５ａをこの順に積層するとともに、第２の光電変換層１４ｂ上に第２の多孔質絶縁層１６ｂ、第２の触媒層１７ｂおよび第２の第２導電層１５ｂをこの順に積層し、さらには第１導電層１２の端部に取り出し用電極４２を形成する。これにより、実施の形態５の光電変換装置作製キットを作製することができる。
【０１０１】
なお、たとえば図２３に示すように、実施の形態５の光電変換装置作製キットにおいては、第１の第２導電層１５ａと第１の触媒層１７ａとは、第１の第２導電層１５ａおよび第１の触媒層１７ａの順に積層されてもよく、第２の第２導電層１５ｂと第２の触媒層１７ｂとは、第２の第２導電層１５ｂおよび第２の触媒層１７ｂの順に積層されてもよい。この場合に、第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂは、キャリア輸送材料１９の移動のため、たとえば、微粒子の焼結体からなる多孔質膜、あるいは微粒子の焼結体上に真空プロセスやスプレー法などで製膜された多孔質膜などにより構成することができる。
【０１０２】
なお、第１の多孔質絶縁層１６ａ、第１の触媒層１７ａ、第１の第２導電層１５ａ、第２の多孔質絶縁層１６ｂ、第２の触媒層１７ｂおよび第２の第２導電層１５ｂは、たとえばスパッタリング法とフォトリソグラフィ法とを組み合わせた方法などを用いて形成することができる。
【０１０３】
≪光電変換装置≫
図１８に、実施の形態５の光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施の形態５の光電変換装置は、上記の構造を有する実施の形態５の光電変換装置作製キットをたとえば建物の外壁などの既設の不透明部材４１に取り付けることによって形成することができる。ここで、不透明部材４１は、不透明部材４１に入射してきた光３１を透過させることのない部材であれば特に限定されず、たとえばコンクリートなどを用いることができる。
【０１０４】
実施の形態５の光電変換装置は、たとえば以下のようにして製造することができる。まず、上述のようにして作製した実施の形態５の光電変換装置作製キットを既設の不透明部材４１に封止部材１８により接合する。ここで、封止部材１８は、たとえば、既設の不透明部材４１の表面および実施の形態５の光電変換装置作製キットの第１導電層１２の表面の少なくとも一方に塗布された後に加熱および／または紫外線を照射することによって硬化し、既設の不透明部材４１に実施の形態５の光電変換装置作製キットを接合する。なお、封止部材１８は、後述の液体状のキャリア輸送材料１９を封止する観点からは、第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂをそれぞれ取り囲むように配置されていることが好ましい。なお、紫外線としては、たとえば、発光ピーク波長が３６５ｎｍであって、波長範囲が２００ｎｍ〜４５０ｎｍ程度の紫外線を照射することができる。
【０１０５】
なお、封止部材１８としては、たとえば、熱硬化樹脂および紫外線硬化樹脂の少なくとも一方を用いることができるが、実施の形態５の光電変換装置作製キットを既設の不透明部材４１から取り外さない場合には、紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。封止部材１８として紫外線硬化樹脂を用いる場合には、支持基板１１側から紫外線を入射して封止部材１８を硬化させる必要があるため、支持基板１１および第１導電層１２は紫外線を透過させる材料からなることが好ましい。
【０１０６】
また、支持基板１１側から紫外線を入射して封止部材１８を硬化させる観点からは、第１の第２導電層１５ａと、第２の光電変換層１５ｂと第２の多孔質絶縁層１６ｂと第２の触媒層１７ｂとの積層体との間に間隔Ｇが設けられていることが好ましい。また、第１の第２導電層１５ａと上記の積層体との間の間隔Ｇは、１０μｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましい。上記の間隔Ｇが１０μｍ以上である場合には封止部材１８に紫外線が入射しやすくなる。また、上記の間隔Ｇが５ｍｍ以下である場合には、第１の光電変換層１４ａと第２の光電変換層１４ｂとの間の間隔を狭めることができるため、支持基板１１の単位面積当たりの発電領域の面積（受光面積率）を大きくすることができる。これにより、実施の形態５の光電変換装置の発電効率を高めることができる。
【０１０７】
次に、図７に示すように、既設の不透明部材４１に封止部材１８によって接合された実施の形態５の光電変換装置作製キットの支持基板１１と、封止部材１８と、不透明部材４１とで取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を導入することによって、実施の形態５の光電変換装置が作製される。なお、キャリア輸送材料１９についての説明は、実施の形態１〜４と同様である。
【０１０８】
≪作用効果≫
実施の形態５の光電変換装置作製キットを用いて作製された実施の形態５の光電変換装置は、既設の不透明部材４１を一方の支持基板として利用しているため、従来よりも軽量の光電変換装置を実現することできる。また、一方の支持基板として既設の不透明部材４１を利用しており、支持基板が１枚不要となるため、光電変換装置の製造コストを低減することができる。さらに、光電変換装置の軽量化により、光電変換装置作製キットの設置面となる既設の外壁等の強度を低減でき、光電変換装置作製キットの設置箇所の選択の幅が広がるため、この観点からも、光電変換装置の製造コストを低減することができる。
【０１０９】
なお、上記においては、既設の不透明部材４１に実施の形態５の光電変換装置作製キットを設置して、実施の形態５の光電変換装置を作製する場合について説明したが、既設の不透明部材４１ではなく、実施の形態５の光電変換装置作製キットを既設の透明部材２１に設置してもよいことは言うまでもない。なお、実施の形態５の光電変換装置作製キットを既設の透明部材２１に設置した場合には、実施の形態５の光電変換装置作製キットは、建物の内側および外側のいずれにも設置することができる。
【０１１０】
＜実施の形態６＞
図１９に、実施の形態６の光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施の形態６の光電変換装置は、第１の第２導電層１５ａが紫外線を透過する部材からなることを特徴としている。この場合には、第１の第２導電層１５ａと、第２の光電変換層１５ｂと第２の多孔質絶縁層１６ｂと第２の触媒層１７ｂと第２の第２導電層１５ｂとの積層体との間の間隔Ｇをさらに狭くすることができるため、受光面積率を大きくすることができる。これにより、実施の形態６の光電変換装置の発電効率を高めることができる。
【０１１１】
実施の形態６における上記以外の説明は実施の形態５と同様であるため、ここではその説明については繰り返さない。
【０１１２】
＜実施の形態７＞
図２０に、実施の形態７の光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施の形態７の光電変換装置は、封止部材１８の内部に、第１導電層１２と既設の不透明部材４１との間の間隔を保持するための間隔保持部材４３を備えていることを特徴としている。この場合には、間隔保持部材４３によって、既設の不透明部材４１と第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂとの接触および既設の不透明部材４１と間隔保持部材４３との接触を抑制することができるため、光電変換装置作製キットを構成する部材の破損を抑制することができる。なお、間隔保持部材４３は、特に限定されず、既設の不透明部材４１と光電変換装置作製キットとの接触を抑制することができるものであれば特に限定されない。
【０１１３】
実施の形態７における上記以外の説明は実施の形態５および６と同様であるため、ここではその説明については繰り返さない。
【０１１４】
＜実施の形態８＞
図２１に、実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの模式的な断面図を示す。実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、既設の透明部材としての携帯機器用カバー５１と、実施の形態５の光電変換装置作製キットとを備えている。実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーにおいては、カバーガラスを省略することが可能となり、光電変換装置付き携帯機器用カバーの軽量化と薄型化とを実現することが可能となる。
【０１１５】
図２２に、実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な斜視図を示す。実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、携帯機器用カバー５１に実施の形態５の光電変換装置作製キット１０を取り付けることにより作製することができる。
【０１１６】
図２３に、実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの変形例の模式的な断面図を示す。図２３に示す実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、図２１に示す実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーと、第１の第２導電層１５ａと第１の触媒層１７ａとの積層順序および第２の第２導電層１５ｂと第２の触媒層１７ｂとの積層順序が逆になっていることを特徴としている。
【０１１７】
図２４に、実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーのさらなる変形例の模式的な断面図を示す。図２４に示す実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、第２の光電変換層１５ｂと第２の多孔質絶縁層１６ｂと第２の触媒層１７ｂとの積層体と、第１の第２導電層１５ａとの間に間隔Ｇが設けられていることを特徴としている。
【０１１８】
図２５に、実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーのさらなる変形例の模式的な断面図を示す。図２５に示す実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、封止部材１８の内部に、第１導電層１２と既設の不透明部材４１との間の間隔を保持するための間隔保持部材４３を備えていることを特徴としている。
【０１１９】
図２６に、実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーのさらなる変形例の模式的な断面図を示す。図２６に示す実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、携帯機器用カバー５１のキャリア輸送材料１９と接する部分に、キャリア輸送材料１９に対して耐腐食性を有する材料（たとえば、チタン、タンタルおよびモリブデンからなる群から選択された少なくとも１つの金属）からなる耐腐食性部材５２が設けられていることが好ましい。この場合には、キャリア輸送材料１９による携帯機器用カバー５１の腐食を抑制することができるため、携帯機器用カバー５１の腐食に起因する実施の形態８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの変換効率等の特性の低下を抑制することができる。
【０１２０】
実施の形態８における上記以外の説明は実施の形態５〜７と同様であるため、ここではその説明については繰り返さない。
【実施例】
【０１２１】
以下に、実施例によって本発明についてより具体的に説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【０１２２】
＜実施例１＞
実施例１においては、図１に示す構造を有する光電変換装置作製キットを用いて図７に示す構造を有する実施例１の光電変換装置を作製した。具体的には、実施例１の光電変換装置は以下のようにして作製された。
【０１２３】
まず、図２に示すように、厚さ１ｍｍのガラス基板からなる透光性の支持基板１１上にＦＴＯ膜からなる第１導電層１２が形成された市販のＦＴＯ基板を用意した。次に、第１導電層１２をレーザースクライブ法により切断して、図３に示すように、第１導電層１２を分離する分離溝としてスクライブライン２０を形成した。
【０１２４】
次に、第１導電層１２の表面上に、スクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型番：ＬＳ−１５０）とを用いて、市販の白金ペーストをスクリーン印刷した後に焼成することによって、図４に示すように、多孔質の白金層からなる触媒層１７を形成した。
【０１２５】
次に、スクライブライン２０を埋めて触媒層１７を覆うように、スクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型番：ＬＳ−１５０）とを用いて、酸化ジルコニウム粒子（平均粒経１００ｎｍ）を含むペーストをスクリーン印刷した後に５００℃で６０分間焼成することによって、図４に示すように、厚さ７μｍの多孔質の酸化ジルコニウム層からなる多孔質絶縁層１６を形成した。
【０１２６】
次に、チタンをスパッタリングすることによって、図５に示すように、スクライブライン２０により分離した第１導電層１２の一方と電気的に接続するように、多孔質絶縁層１６の表面上に厚さ５００ｎｍのチタン膜からなる第２導電層１５を形成した。
【０１２７】
次に、図１に示すように、第２導電層１５上に光電変換層１４を形成した。光電変換層１４は、スクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型番：ＬＳ−１５０）とを用いて、市販の酸化チタンペーストを第１導電層１２上に塗布し、室温で１時間レベリングを行なった。ここで、酸化チタンペーストは、第１導電層１２側から厚さ６μｍのＳｏｌａｒｏｎｉｘ社製のＴ／ＳＰおよび厚さ６μｍのＳｏｌａｒｏｎｉｘ社製のＤ／ＳＰをこの順にスクリーン印刷した。そして、第１導電層１２上に塗布された酸化チタンペーストを８０℃に設定したオーブンで２０分間乾燥させ、その後、５００℃に設定した焼成炉（株式会社デンケン製、型番：ＫＤＦ  Ｐ−１００）を用いて空気中で６０分間焼成することによって、第１導電層１２上に厚さ１２μｍの多孔質半導体層を形成した。
【０１２８】
次に、予め調製しておいた色素吸着用溶液に、市販のＦＴＯ基板上に上記の多孔質半導体層をまでを形成した積層体を室温で１００時間浸漬し、その後、当該積層体をエタノールで洗浄した後に、約６０℃で約５分間乾燥させた。これにより、多孔質半導体層に色素が吸着して光電変換層１４を形成した。これにより、図１に示す構造を有する実施例１の光電変換装置作製キットが作製された。
【０１２９】
なお、色素吸着用溶液は、上記の式（ＩＩ）で表わされる赤色の色素（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０  １Ｈ３ＴＢＡ）を濃度４×１０-4モル／リットルになるように、体積比１：１のアセトニトリルとｔ−ブタノールとの混合溶剤に溶解して調製した。
【０１３０】
次に、図６に示すように、上述のようにして作製した実施例１の光電変換装置作製キットの周縁の第１導電層１２の表面上に市販の紫外線硬化樹脂（スリーボンド社製のＴＢ３０３５Ｂ）からなる封止部材１８を塗布した後に、実施例１の光電変換装置作製キットを封止部材１８によって建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に貼り付けた後に封止部材１８に紫外線を照射して封止部材１８を硬化させた。これにより、建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に実施例１の光電変換装置作製キットを封止部材１８によって接合した。
【０１３１】
最後に、封止部材１８に予め設けてあった電解液注入用孔から予め調製しておいた液体状のキャリア輸送材料１９として電解液を注入し、その後、紫外線硬化樹脂（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−１０１）を用いて電解液注入用孔を封止することによって、図７に示すように、キャリア輸送材料１９を導入した。これにより、図７に示す断面構造および図８に示す平面構造を有する実施例１の光電変換装置を作製した。
【０１３２】
なお、電解液としては、溶剤としてのアセトニトリルに、酸化還元種としてＬｉＩ（アルドリッチ社製）が濃度０．１モル／リットル、Ｉ2（キシダ化学社製）が濃度０．０１モル／リットルになるように、さらに添加剤としてｔ−ブチルピリジン（アルドリッチ社製）が濃度０．５モル／リットル、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（四国化成工業社製）が濃度０．６モル／リットルになるように添加し、溶解させて得たものを用いた。
【０１３３】
そして、ソーラシミュレータを用いて、実施例１の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、実施例１の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表１に示す。表１に示すように、実施例１の光電変換装置の短絡電流密度は１７．５［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．７１［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６８であり、変換効率は８．４［％］であった。
【０１３４】
＜比較例１＞
比較例１においては、図１３に示す断面構造を有する比較例１の光電変換装置を作製した。比較例１の光電変換装置は、厚さ１ｍｍのガラス基板からなる受光面側の透光性基板２２に封止部材１８によって光電変換装置作製キットを取り付けた後に、光電変換装置作製キット上の封止部材１８と透光性基板２２とによって取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を導入し、建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に受光面側の透光性基板２２を接合したこと以外は実施例１の光電変換装置と同様にして作製された。
【０１３５】
そして、ソーラシミュレータを用いて、比較例１の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、比較例１の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表１に示す。表１に示すように、比較例１の光電変換装置の短絡電流密度は１６．２［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．７２［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６９であり、変換効率は８．０［％］であった。
【０１３６】
＜評価＞
表１に示すように、実施例１の光電変換装置は、比較例１の光電変換装置よりも短絡電流密度を高くすることができ、変換効率を向上できることが確認された。これは、比較例１の光電変換装置においては、封止部材１８および透光性基板２２による光の吸収、ならびに封止部材１８と透光性基板２２との界面における光の反射によって、実施例１の光電変換装置と比べて、光電変換層１４に入射する光の量が低減したためと考えられる。
【０１３７】
また、比較例１の光電変換装置は、実施例１の光電変換装置と比べて、受光面側の透光性基板２２に光電変換装置作製キットを取り付ける工程と、透光性基板２２を透明部材２１に取り付ける工程との２工程が増加するとともに、受光面側の透光性基板２２の材料コストも増加する。
【０１３８】
したがって、実施例１の光電変換装置作製キットにおいては、比較例１の光電変換装置と比べて、低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能となる。
【０１３９】
【表１】
2015144235.tif 000006
【０１４０】
＜実施例２＞
実施例２においては、市販のＦＴＯ基板の代わりに厚さ１ｍｍのＰＥＮ基板からなる支持基板１１上にＩＴＯ膜からなる第１導電層１２が形成された市販のＩＴＯ−ＰＥＮ基板を用い、第１導電層１２上に触媒層１７としての白金を形成した。その上に市販のセパレーターを設置した。さらに線径５０μｍのチタンワイヤーからなる２５０メッシュの金網からなる第２導電層１５上に実施例１と同様に多孔質半導体層を塗布焼成したものをセパレーター上に設置して実施例２の光電変換装置作製キットを作製した。そして、実施例２の光電変換装置作製キットを、曲面状の表面を有する建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に接合した。その他は実施例１と同様にして、図１０に示す構造を有する実施例２の光電変換装置を作製した。
【０１４１】
そして、ソーラシミュレータを用いて、実施例２の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、実施例２の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表２に示す。表２に示すように、実施例２の光電変換装置の短絡電流密度は１２．５［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．６８［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６２であり、変換効率は５．３［％］であった。
【０１４２】
＜比較例２＞
比較例２においては、図１４に示す断面構造を有する比較例２の光電変換装置を作製した。比較例２の光電変換装置は、厚さ１ｍｍのガラス基板からなる受光面側の透光性基板２２に封止部材１８によって光電変換装置作製キットを接合した後に、光電変換装置作製キット上の封止部材１８と透光性基板２２とによって取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を導入し、建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に受光面側の透光性基板２２を取り付けたこと以外は実施例２の光電変換装置と同様にして作製された。
【０１４３】
そして、ソーラシミュレータを用いて、比較例２の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、比較例２の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表２に示す。表２に示すように、比較例２の光電変換装置の短絡電流密度は１１．７［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．６８［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６１であり、変換効率は４．９［％］であった。
【０１４４】
＜評価＞
表２に示すように、実施例２の光電変換装置は、比較例２の光電変換装置よりも短絡電流密度を高くすることができ、変換効率を向上できることが確認された。これは、比較例２の光電変換装置においては、封止部材１８および透光性基板２２による光の吸収、ならびに封止部材１８と透光性基板２２との界面における光の反射によって、実施例２の光電変換装置と比べて、光電変換層１４に入射する光の量が低減したためと考えられる。
【０１４５】
また、比較例２の光電変換装置は、実施例２の光電変換装置と比べて、受光面側の透光性基板２２に光電変換装置作製キットを取り付ける工程と、透光性基板２２を透明部材２１に取り付ける工程との２工程が増加するとともに、受光面側の透光性基板２２の材料コストも増加する。
【０１４６】
したがって、実施例２の光電変換装置作製キットにおいては、比較例２の光電変換装置と比べて、低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能となる。
【０１４７】
【表２】
2015144235.tif 000007
【０１４８】
＜実施例３＞
実施例３においては、図７に示す断面構造を有する図１２に示す実施例３の光電変換装置を作製した。具体的には、第１導電層１２上に厚さ６μｍの市販の酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製のＴ／ＳＰ）を２回スクリーン印刷した後に焼成することによって第１の光電変換層１４ａを構成する多孔質半導体層および第２の光電変換層１４ｂを構成する多孔質半導体層を形成し、第１の光電変換層１４ａを構成する多孔質半導体層に上記の式（ＩＩ）で表わされる赤色の色素を吸着させ、第２の光電変換層１４ｂを構成する多孔質半導体層に上記の式（ＩＩＩ）で表わされる緑色の色素を吸着させたこと以外は実施例１と同様にして実施例３の光電変換装置を作製した。
【０１４９】
そして、ソーラシミュレータを用いて、実施例３の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、実施例３の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表３に示す。表３に示すように、実施例３の光電変換装置の短絡電流密度は９．６［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．７０［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６７であり、変換効率は４．５［％］であった。
【０１５０】
＜比較例３＞
比較例３の光電変換装置は、厚さ１ｍｍのガラス基板からなる受光面側の透光性基板に封止部材１８によって光電変換装置作製キットを接合して、封止部材１８と透光性基板とによって取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を導入した後に、建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に受光面側の透光性基板を取り付けたこと以外は実施例３の光電変換装置と同様にして作製された。
【０１５１】
そして、ソーラシミュレータを用いて、比較例３の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、比較例３の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表３に示す。表３に示すように、比較例３の光電変換装置の短絡電流密度は８．９［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．６９［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６７であり、変換効率は４．１［％］であった。
【０１５２】
＜評価＞
表３に示すように、実施例３の光電変換装置は、比較例３の光電変換装置よりも短絡電流密度を高くすることができ、変換効率を向上できることが確認された。これは、比較例３の光電変換装置においては、封止部材１８および透光性基板２２による光の吸収、ならびに封止部材１８と透光性基板２２との界面における光の反射によって、実施例３の光電変換装置と比べて、光電変換層１４に入射する光の量が低減したためと考えられる。
【０１５３】
また、比較例３の光電変換装置は、実施例３の光電変換装置と比べて、受光面側の透光性基板２２に光電変換装置作製キットを取り付ける工程と、透光性基板２２を透明部材２１に取り付ける工程との２工程が増加するとともに、受光面側の透光性基板２２の材料コストも増加する。
【０１５４】
したがって、実施例３の光電変換装置作製キットにおいては、比較例３の光電変換装置と比べて、低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能となる。
【０１５５】
【表３】
2015144235.tif 000008
【０１５６】
＜実施例４＞
実施例４の光電変換装置は、厚さ５００ｎｍのチタン膜からなる第２導電層１５に代えて厚さ５００ｎｍのＩＴＯ膜からなる第２導電層１５をスパッタリング法により形成したこと以外は実施例３と同様にして作製した。
【０１５７】
そして、ソーラシミュレータを用いて、実施例４の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、実施例４の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表４に示す。表４に示すように、実施例４の光電変換装置の短絡電流密度は６．４［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．７１［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６４であり、変換効率は２．９［％］であった。
【０１５８】
＜比較例４＞
比較例４の光電変換装置は、厚さ１ｍｍのガラス基板からなる受光面側の透光性基板に封止部材１８によって光電変換装置作製キットを接合し、封止部材１８と透光性基板とによって取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を導入した後に、建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に受光面側の透光性基板を取り付けたこと以外は実施例４の光電変換装置と同様にして作製された。
【０１５９】
そして、ソーラシミュレータを用いて、比較例４の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、比較例４の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表４に示す。表４に示すように、比較例４の光電変換装置の短絡電流密度は５．８［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は０．７０［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６４であり、変換効率は２．６［％］であった。
【０１６０】
＜評価＞
表４に示すように、実施例４の光電変換装置は、比較例４の光電変換装置よりも短絡電流密度を高くすることができ、変換効率を向上できることが確認された。これは、比較例４の光電変換装置においては、封止部材１８および透光性基板による光の吸収、ならびに封止部材１８と透光性基板との界面における光の反射によって、実施例４の光電変換装置と比べて、光電変換層１４に入射する光の量が低減したためと考えられる。
【０１６１】
また、比較例４の光電変換装置は、実施例４の光電変換装置と比べて、受光面側の透光性基板に光電変換装置作製キットを取り付ける工程と、透光性基板を透明部材２１に取り付ける工程との２工程が増加するとともに、受光面側の透光性基板の材料コストも増加する。
【０１６２】
したがって、実施例４の光電変換装置作製キットにおいては、比較例４の光電変換装置と比べて、低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能となる。
【０１６３】
【表４】
2015144235.tif 000009
【０１６４】
＜実施例５＞
実施例５においては、図１１に示す断面構造を有する光電変換装置を作製した。実施例５の光電変換装置の作製においては、支持基板１１上のそれぞれの第１導電層１２が隣の光電変換素子の第２導電層１５と電気的に接続されており、封止部材１８の形成においては隣り合う光電変換素子に注入されるキャリア輸送材料１９としての電解液が分離できるように封止部材１８を形成する。それ以外は実施例１と同様にして光電変換装置を作製した。
【０１６５】
そして、ソーラシミュレータを用いて、実施例５の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、実施例５の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表５に示す。表５に示すように、実施例５の光電変換装置の短絡電流密度は１．６［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は２．８４［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６４であり、変換効率は２．９［％］であった。
【０１６６】
＜比較例５＞
比較例５の光電変換装置は、厚さ１ｍｍのガラス基板からなる受光面側の透光性基板に封止部材１８によって光電変換装置作製キットを接合し、封止部材１８と透光性基板とによって取り囲まれた領域に液体状のキャリア輸送材料１９を導入した後に、建物の窓ガラスからなる既設の透明部材２１に受光面側の透光性基板を取り付けたこと以外は実施例５の光電変換装置と同様にして作製された。
【０１６７】
そして、ソーラシミュレータを用いて、比較例５の光電変換装置の透明部材２１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、比較例５の光電変換装置の電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表５に示す。表５に示すように、比較例５の光電変換装置の短絡電流密度は１．５［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は２．８２［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６４であり、変換効率は２．７［％］であった。
【０１６８】
＜評価＞
表５に示すように、実施例５の光電変換装置は、比較例５の光電変換装置よりも短絡電流密度および開放電圧を高くすることができ、変換効率を向上できることが確認された。これは、比較例５の光電変換装置においては、封止部材１８および透光性基板による光の吸収、ならびに封止部材１８と透光性基板との界面における光の反射によって、実施例５の光電変換装置と比べて、光電変換層１４に入射する光の量が低減したためと考えられる。
【０１６９】
また、比較例５の光電変換装置は、実施例５の光電変換装置と比べて、受光面側の透光性基板に光電変換装置作製キットを取り付ける工程と、透光性基板を透明部材２１に取り付ける工程との２工程が増加するとともに、受光面側の透光性基板の材料コストも増加する。
【０１７０】
したがって、実施例５の光電変換装置作製キットにおいては、比較例５の光電変換装置と比べて、低い設置コストで設置することができ、かつ高い変換効率を示す光電変換装置を実現することが可能となる。
【０１７１】
【表５】
2015144235.tif 000010
【０１７２】
＜実施例６＞
実施例６においては、図１７に示す構造を有する光電変換装置作製キットを用いて図２４に示す構造を有する実施例６の光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製した。具体的には、実施例６の光電変換装置付き携帯機器用カバーは以下のようにして作製された。
【０１７３】
まず、図２に示すように、厚さ１ｍｍのガラス基板からなる透光性の支持基板１１上にＦＴＯ膜からなる第１導電層１２が形成された市販のＦＴＯ基板を用意した。次に、第１導電層１２をレーザースクライブ法により切断して、図３に示すように、第１導電層１２を分離する分離溝としてスクライブライン２０を形成した。
【０１７４】
次に、第１導電層１２の表面上に、スクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型番：ＬＳ−１５０）とを用いて、市販の酸化チタンペーストを第１導電層１２上に塗布し、室温で１時間レベリングを行なった。ここで、酸化チタンペーストは、第１導電層１２側から厚さ６μｍのＳｏｌａｒｏｎｉｘ社製のＴ／ＳＰおよび厚さ６μｍのＳｏｌａｒｏｎｉｘ社製のＤ／ＳＰをこの順にスクリーン印刷した。そして、第１導電層１２上に塗布された酸化チタンペーストを８０℃に設定したオーブンで２０分間乾燥させ、その後、５００℃に設定した焼成炉（株式会社デンケン製、型番：ＫＤＦ  Ｐ−１００）を用いて空気中で６０分間焼成することによって、第１導電層１２上に厚さ１２μｍの多孔質半導体層を形成した。
【０１７５】
次に、スクライブライン２０を埋めて多孔質半導体層を覆うように、スクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型番：ＬＳ−１５０）とを用いて、酸化ジルコニウム粒子（平均粒経１００ｎｍ）を含むペーストをスクリーン印刷した後に５００℃で６０分間焼成することによって、厚さ７μｍの多孔質の酸化ジルコニウム層からなる第１の多孔質絶縁層１６ａおよび第２の多孔質絶縁層１６ｂを形成した。
【０１７６】
次に、スクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型番：ＬＳ−１５０）とを用いて、市販の白金ペーストをスクリーン印刷した後に焼成することによって、多孔質の白金層からなる第１の触媒層１７ａおよび第２の触媒層１７ｂをそれぞれ第１の多孔質絶縁層１６ａおよび第２の多孔質絶縁層１６ｂの表面上に形成した。
【０１７７】
次に、チタンをスパッタリングすることによって、スクライブライン２０により分離した第１導電層１２の一方と電気的に接続するように、第１の触媒層１７ａおよび第２の触媒層１７ｂの表面上に厚さ５００ｎｍのチタン膜からなる第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂをそれぞれ形成した。ここで、図２４に示すセル間に紫外線を照射するための間隔Ｇが形成されるようにチタン膜からなる第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂをそれぞれ形成した。
【０１７８】
次に、予め調製しておいた色素吸着用溶液に、市販のＦＴＯ基板上に上記の多孔質半導体層をまでを形成した積層体を室温で１００時間浸漬し、その後、当該積層体をエタノールで洗浄した後に、約６０℃で約５分間乾燥させた。これにより、多孔質半導体層に色素が吸着して第１の光電変換層１４ａおよび第２の光電変換層１４ｂを形成した。これにより、図１７に示す構造を有する実施例６の光電変換装置作製キットが作製された。
【０１７９】
なお、色素吸着用溶液は、上記の式（ＩＩ）で表わされる赤色の色素（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０  １Ｈ３ＴＢＡ）を濃度４×１０-4モル／リットルになるように、体積比１：１のアセトニトリルとｔ−ブタノールとの混合溶剤に溶解して調製した。
【０１８０】
次に、図２４に示すように、上述のようにして作製した実施例６の光電変換装置作製キットの周縁の第１導電層１２の表面上に市販の紫外線硬化樹脂（スリーボンド社製のＴＢ３０３５Ｂ）からなる封止部材１８を塗布した後に、実施例６の光電変換装置作製キットを封止部材１８によって透明部材としての携帯機器用カバー５１に貼り付けた後に封止部材１８に紫外線を照射して封止部材１８を硬化させた。これにより、透明部材としての携帯機器用カバー５１に実施例６の光電変換装置作製キットを封止部材１８によって接合した。
【０１８１】
最後に、封止部材１８に予め設けてあった電解液注入用孔から予め調製しておいた液体状のキャリア輸送材料１９として電解液を注入し、その後、紫外線硬化樹脂（スリーボンド社製、型番：ＴＢ３０３５Ｂ）を用いて電解液注入用孔を封止することによって、図２４に示すように、キャリア輸送材料１９を導入した。これにより、図２４に示す断面構造を有する実施例６の光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製した。
【０１８２】
なお、電解液としては、溶剤としてのアセトニトリルに、酸化還元種としてＬｉＩ（アルドリッチ社製）が濃度０．１モル／リットル、Ｉ2（キシダ化学社製）が濃度０．０１モル／リットルになるように、さらに添加剤としてｔ−ブチルピリジン（アルドリッチ社製）が濃度０．５モル／リットル、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（四国化成工業社製）が濃度０．６モル／リットルになるように添加し、溶解させて得たものを用いた。
【０１８３】
そして、ソーラシミュレータを用いて、実施例６の光電変換装置付き携帯機器用カバーの透光性の支持基板１１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、実施例６の光電変換装置付き携帯機器用カバーの電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表６に示す。表６に示すように、実施例６の光電変換装置付き携帯機器用カバーの短絡電流密度は９．５２［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は１．４３［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６８であり、変換効率は９．２６［％］であった。
【０１８４】
＜比較例６＞
図２４に示す間隔Ｇの幅が５０μｍ以下となるようにチタン膜からなる第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂを形成したこと以外は実施例６と同様にして光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製したが、紫外線硬化樹脂が硬化しなかったため、光電変換装置付き携帯機器用カバーは作製できなかった。
【０１８５】
【表６】
2015144235.tif 000011
【０１８６】
＜実施例７＞
実施例７においては、図２４に示す紫外線を照射するための間隔Ｇを設けず、紫外線を透過するＩＴＯ膜からなる第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂをスパッタ法により形成したこと以外は実施例６と同様にして実施例７の光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製した。
【０１８７】
そして、ソーラシミュレータを用いて、実施例７の光電変換装置付き携帯機器用カバーの透光性の支持基板１１に疑似太陽光（エアマス１．５）を１ｋＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射することによって、実施例７の光電変換装置付き携帯機器用カバーの電流−電圧曲線を作製し、短絡電流密度［ｍＡ／ｃｍ2］、開放電圧［Ｖ］、フィルファクター（Ｆ．Ｆ）および変換効率［％］を求めた。その結果を表７に示す。表７に示すように、実施例７の光電変換装置付き携帯機器用カバーの短絡電流密度は９．７６［ｍＡ／ｃｍ2］であり、開放電圧は１．４２［Ｖ］であり、Ｆ．Ｆは０．６８であり、変換効率は９．４３［％］であった。
【０１８８】
＜比較例７＞
ＩＴＯ膜の代わりにチタン膜を用いて第１の第２導電層１５ａおよび第２の第２導電層１５ｂを形成したこと以外は実施例７と同様にして光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製したが、紫外線硬化樹脂が硬化しなかったため、光電変換装置付き携帯機器用カバーは作製できなかった。そのため、比較例７においては、光電変換装置付き携帯機器用カバーの特性を測定することができなかった。
【０１８９】
【表７】
2015144235.tif 000012
【０１９０】
＜実施例８＞
実施例８においては、図１７に示す構造を有する光電変換装置作製キットを用いて図２６に示す構造を有する実施例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製した。具体的には、実施例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、透明部材としての携帯機器用カバー５１のキャリア輸送材料１９と接する部分に、キャリア輸送材料１９に対して耐腐食性を有する材料からなる耐腐食性部材５２が設けられていることを特徴としている。
【０１９１】
具体的には、携帯機器用カバー５１の光電変換作製キットを設置する部分に、電解液に対して耐腐食性を有するチタン、タンタルおよびモリブデンをそれぞれスパッタ法で形成することによって耐腐食性部材５２を形成した後に、光電変換作製キットを貼り付けた。それ以外は、実施例６と同様にして実施例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製した。
【０１９２】
実施例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの作製初日とその３０日後とにそれぞれ変換効率を測定した。その結果を表８に示す。表８に示すように、実施例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの３０日後の性能低下率（作製初日の変換効率に対する３０日後の変換効率の低下割合）は０．２％であり、変換効率の実質的な低下は見られなかった。
【０１９３】
＜比較例８＞
携帯機器用カバー５１の光電変換作製キットを設置する部分に、電解液に対して耐腐食性を有するチタン、タンタルおよびモリブデンをそれぞれスパッタ法で形成しなかったこと以外は実施例８と同様にして、比較例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーを作製した。そして、実施例８と同様にして、比較例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの作製初日とその３０日後とにそれぞれ変換効率を測定し、３０日後の性能低下率を求めた。その結果を表８に示す。表８に示すように、比較例８の光電変換装置付き携帯機器用カバーの３０日後の性能低下率は１５％であり、変換効率の大幅な低下が見られた。
【０１９４】
【表８】
2015144235.tif 000013
【０１９５】
＜付記＞
（１）本発明の第１の態様によれば、既設の透明部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、支持基板と、支持基板上に設けられた第１導電層と、第１導電層上に設けられた触媒層と、触媒層上に設けられた多孔質絶縁層と、多孔質絶縁層上に設けられた第２導電層と、第２導電層上に設けられた光電変換層とを備え、光電変換層は、多孔質半導体層と多孔質半導体層上の光増感剤とを有する光電変換装置作製キットを提供することができる。本発明の第１の態様においては、受光面側の透光性基板を用いることなく、既設の透明部材を受光面側の透光性基板として利用していることから、従来のように、既設の透明部材および受光面側の透光性基板の２枚の部材によって光が吸収されず、また、既設の透明部材と受光面側の透光性基板との界面による光の反射によって、光電変換層に入射する光の量が低減するのを抑制することができる。また、本発明の第１の態様においては、受光面側の透光性基板を用いる必要がないため、受光面側の透光性基板の材料コストを低減することができるとともに、光電変換装置作製キットを受光面側の透光性基板に取り付ける工程および受光面側の透光性基板を既設の透明部材に取り付ける工程の２工程を削減することができるため、設置コストも低減することができる。
【０１９６】
（２）本発明の第１の態様においては、支持基板が可撓性を有していてもよい。支持基板が可撓性を有する場合には、既設の透明部材の表面形状に沿って、支持基板の表面形状を変化させて光電変換装置作製キットを設置することが可能であるため、様々な表面形状を有する既設の透明部材に光電変換装置作製キットを設置することができる。
【０１９７】
（３）本発明の第２の態様によれば、既設の透明部材と、本発明の第１の態様の光電変換装置作製キットと、透明部材と本発明の第１の態様の光電変換装置作製キットとを接合する封止部材と、透明部材と支持基板と封止部材とで取り囲まれている領域に導入されているキャリア輸送材料とを備えた光電変換装置を提供することができる。本発明の第２の態様においては、受光面側の透光性基板を用いることなく、既設の透明部材を受光面側の透光性基板として利用していることから、従来のように、既設の透明部材および受光面側の透光性基板の２枚の部材によって光が吸収されず、また、既設の透明部材と受光面側の透光性基板との界面による光の反射によって、光電変換層に入射する光の量が低減するのを抑制することができる。また、本発明の第２の態様においては、受光面側の透光性基板を用いる必要がないため、受光面側の透光性基板の材料コストを低減することができるとともに、光電変換装置作製キットを受光面側の透光性基板に取り付ける工程および受光面側の透光性基板を既設の透明部材に取り付ける工程の２工程を削減することができるため、設置コストも低減することができる。
【０１９８】
（４）本発明の第２の態様においては、光電変換装置作製キットは、第１の光電変換装置作製キットと、第２の光電変換装置作製キットとを含み、第１の光電変換装置作製キットは、光電変換層として第１の光電変換層を含み、第２の光電変換装置作製キットは、光電変換層として第２の光電変換層を含み、第１の光電変換層と第２の光電変換層とは互いに異なる色を有していてもよい。この場合には、採光部に様々なデザインを付与することができるため、採光部を構成する既設の透明部材のデザイン性を向上することができる。
【０１９９】
（５）本発明の第２の態様においては、第１の光電変換層は光増感剤として第１の光増感剤を有し、第２の光電変換層は光増感剤として第２の光増感剤を有し、第１の光増感剤および第２の光増感剤には、互いに異なる色の色素が用いられていてもよい。この場合にも、採光部に様々なデザインを付与することができるため、採光部を構成する既設の透明部材のデザイン性を向上することができる。
【０２００】
（６）本発明の第２の態様においては、第１の光電変換層は多孔質半導体層としての第１の多孔質半導体層を有し、第２の光電変換層は多孔質半導体層として第２の多孔質半導体層を有し、第１の多孔質半導体層および第２の多孔質半導体層は、互いに異なる構成を有していてもよい。この場合にも、採光部に様々なデザインを付与することができるため、採光部を構成する既設の透明部材のデザイン性を向上することができる。
【０２０１】
（７）本発明の第２の態様においては、透明部材が曲面状の表面を有していてもよい。透明部材が曲面状の表面を有する場合にも、本発明の第１の態様の光電変換装置作製キットを封止部材を用いて透明部材に接合することができるため、様々な表面形状を有する既設の透明部材に光電変換装置作製キットを設置することができる。
【０２０２】
（８）本発明の第３の態様によれば、既設の透明部材上に本発明の第１の態様の光電変換装置作製キットを封止部材により接合する工程と、透明部材と支持基板と封止部材とで取り囲まれた領域にキャリア輸送材料を形成する工程とを含む光電変換装置の製造方法を提供することができる。本発明の第３の態様においては、受光面側の透光性基板を用いることなく、既設の透明部材を受光面側の透光性基板として利用していることから、従来のように、既設の透明部材および受光面側の透光性基板の２枚の部材によって光が吸収されず、また、既設の透明部材と受光面側の透光性基板との界面による光の反射によって光電変換層に入射する光の量が低減するのを抑制できる光電変換装置を製造することができる。また、本発明の第３の態様においては、受光面側の透光性基板を用いる必要がないため、受光面側の透光性基板の材料コストを低減することができるとともに、光電変換装置作製キットを受光面側の透光性基板に取り付ける工程および受光面側の透光性基板を既設の透明部材に取り付ける工程の２工程を削減することができ、設置コストを低減できる光電変換装置を製造することができる。
【０２０３】
（９）本発明の第３の態様においては、封止部材により接合する工程の後にキャリア輸送材料を形成する工程が行なわれ、キャリア輸送材料を形成する工程は、透明部材と支持基板と封止部材とで取り囲まれた領域にキャリア輸送材料として液体状のキャリア輸送材料を導入する工程を含んでいてもよい。この場合には、液体状のキャリア輸送材料を効率的に導入することができる。
【０２０４】
（１０）本発明の第３の態様においては、封止部材により接合する工程の前に光電変換装置作製キットの支持基板から光電変換層までの孔の空隙にキャリア輸送材料として固体電解質を形成する工程を含み、封止部材により接合する工程は、透明部材と支持基板とを封止部材により接合する工程を含んでいてもよい。
【０２０５】
（１１）本発明の第３の態様においては、透明部材が曲面状の表面を有していてもよい。透明部材が曲面状の表面を有する場合にも、本発明の第１の態様の光電変換装置作製キットを封止部材により透明部材に接合することができるため、様々な表面形状を有する既設の透明部材に光電変換装置作製キットが接合されてなる光電変換装置を作製することができる。
【０２０６】
（１２）本発明の他の態様においては、既設の部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、支持基板と、支持基板上に設けられた第１導電層と、第１導電層上に設けられた光電変換層と、光電変換層上に設けられた多孔質絶縁層と、多孔質絶縁層上に設けられた触媒層と第２導電層とを備え、光電変換層は、多孔質半導体層と、多孔質半導体層上の光増感剤とを有する光電変換装置作製キットを提供することができる。この場合には、既設の部材を一方の支持基板として利用することができるため、従来よりも軽量の光電変換装置を実現することできる。また、一方の支持基板として既設の部材を利用しており、支持基板が１枚不要となるため、光電変換装置の製造コストを低減することができる。さらに、光電変換装置の軽量化により、光電変換装置作製キットの設置面となる既設の外壁等の強度を低減でき、光電変換装置作製キットの設置箇所の選択の幅が広がるため、この観点からも、光電変換装置の製造コストを低減することができる。
【０２０７】
（１３）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットにおいては、既設の部材に設置されるとともにキャリア輸送材料が導入されることによって光電変換装置となる光電変換装置作製キットであって、支持基板と、支持基板上に設けられた第１導電層と、第１導電層上に設けられた第１の光電変換層と、第１導電層上に第１の光電変換層と間隔を空けて設けられた第２の光電変換層と、第１の光電変換層上に順次設けられた第１の多孔質絶縁層、第１の触媒層および第１の第２導電層と、第２の光電変換層上に順次設けられた第２の多孔質絶縁層、第２の触媒層および第２の第２導電層とを備え、第１の光電変換層および第２の光電変換層は、それぞれ、多孔質半導体層と多孔質半導体層上の光増感剤とを有し、第１の第２導電層は、第１導電層によって第２の光電変換層と電気的に接続されており、第１の多孔質絶縁層は、第１の光電変換層と第１の第２導電層とを電気的に絶縁するように第１導電層を電気的に分離しており、第２の多孔質絶縁層は、第２の光電変換層と第２の第２導電層とを電気的に絶縁するように第１導電層を電気的に分離している光電変換装置作製キットを提供することができる。この場合にも、既設の部材を一方の支持基板として利用することができるため、従来よりも軽量の光電変換装置を実現することできる。また、一方の支持基板として既設の部材を利用しており、支持基板が１枚不要となるため、光電変換装置の製造コストを低減することができる。さらに、光電変換装置の軽量化により、光電変換装置作製キットの設置面となる既設の外壁等の強度を低減でき、光電変換装置作製キットの設置箇所の選択の幅が広がるため、この観点からも、光電変換装置の製造コストを低減することができる。
【０２０８】
（１４）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットにおいては、第１の第２導電層が紫外線を透過する部材からなることが好ましい。この場合には、第１の第２導電層と、第２の光電変換層と第２の多孔質絶縁層と第２の触媒層と第２の第２導電層との積層体との間の間隔を狭くすることができるため、受光面積率を大きくすることができ、光電変換装置の発電効率を高めることができる。
【０２０９】
（１５）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットにおいては、第１の第２導電層と、第２の光電変換層と第２の多孔質絶縁層と第２の触媒層と第２の第２導電層との積層体との間に間隔が設けられていることが好ましい。この場合には、この間隔の間から紫外線を照射して、封止部材を硬化することができる。
【０２１０】
（１６）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットにおいては、第１の第２導電層と、第２の光電変換層と第２の多孔質絶縁層と第２の触媒層と第２の第２導電層との積層体との間の間隔は、１０μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。この場合には、紫外線の照射を行うことができるとともに、受光面積率の増大を図ることができる。
【０２１１】
（１７）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットにおいては、支持基板および第１導電層が透明部材であることが好ましい。この場合には、光電変換装置作製キットが取り付けられる既設の部材が不透明部材であっても、支持基板および第１導電層を通して光を光電変換層に入射することができるため、発電が可能となる。
【０２１２】
（１８）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットは、第１導電層に電気的に接続された電流取り出し用電極をさらに備えていることが好ましい。この場合には、電流取り出し用電極を通して、電流を外部に取り出すことができる。
【０２１３】
（１９）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットは、既設の部材と、上記のいずれかに記載の光電変換装置作製キットと、既設の部材と光電変換装置作製キットとを接合する封止部材と、既設の部材と支持基板と封止部材とで取り囲まれている領域に導入されているキャリア輸送材料とを備えた光電変換装置である。この場合にも、光電変換装置の軽量化が可能になるとともに光電変換装置の製造コストを低減することができる。
【０２１４】
（２０）本発明の他の態様の光電変換装置作製キットにおいて、封止部材は、第１の光電変換層および第２の光電変換層をそれぞれ取り囲むように配置されていることが好ましい。この場合には、封止部材で取り囲まれた領域内にキャリア輸送材料を封止することができる。
【０２１５】
（２１）本発明の他の態様の光電変換装置は、第１導電層と既設の部材との間の間隔を保持するための間隔保持部材を封止部材の内部にさらに備えていることが好ましい。この場合には、光電変換装置作製キットの部材の破損を抑制することができる。
【０２１６】
（２２）本発明の他の態様の光電変換装置においては、間隔保持部材によって、既設の部材と光電変換装置作製キットとが接触しないことが好ましい。この場合にも、光電変換装置作製キットの部材の破損を抑制することができる。
【０２１７】
（２３）本発明の他の態様の光電変換装置において、既設の部材は不透明部材であってもよい。この場合には、建物の外壁に光電変換装置を設置することができる。
【０２１８】
（２４）本発明の他の態様の光電変換装置において、封止部材は紫外線硬化樹脂であることが好ましい。この場合には、既存の部材に光電変換装置作製キットをより容易に取り付けることができる。
【０２１９】
（２５）本発明の他の態様の光電変換装置付き携帯機器用カバーは、透明部材としての携帯機器用カバーと、上記の態様の光電変換装置作製キットとを備えている。この場合には、光電変換装置付き携帯機器用カバーの軽量化と薄型化とが可能となる。
【０２２０】
（２６）本発明の他の態様の光電変換装置付き携帯機器用カバーにおいては、携帯機器用カバーのキャリア輸送材料が接する部分に、キャリア輸送材料に対して耐腐食性を有する材料を含む耐食性部材が形成されていることが好ましい。この場合には、この場合には、キャリア輸送材料による携帯機器用カバーの腐食を抑制することができるため、携帯機器用カバーの腐食に起因する光電変換装置付き携帯機器用カバーの変換効率等の特性の低下を抑制することができる。
【０２２１】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および各実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０２２２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明は、光電変換装置作製キット、光電変換装置および光電変換装置の製造方法に利用することができ、特に光増感剤として色素を用いる色素増感太陽電池作製キット、色素増感太陽電池および色素増感太陽電池の製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０２２４】
１０  光電変換装置作製キット、１１  支持基板、１１ａ  表面、１２  第１導電層、１４  光電変換層、１４ａ  第１の光電変換層、１４ｂ  第２の光電変換層、１５  第２導電層、１５ａ  第１の第２導電層、１５ｂ  第２の第２導電層、１６  多孔質絶縁層、１６ａ  第１の多孔質絶縁層、１６ｂ  第２の多孔質絶縁層、１７  触媒層、１７ａ  第１の触媒層、１７ｂ  第２の触媒層、１８  封止部材、１９  キャリア輸送材料、２０  スクライブライン、２１  透明部材、２１ａ  表面、２２  透光性基板、３１  光、４１  不透明部材、４２  電流取り出し用電極、４３  間隔保持部材、５１  携帯機器用カバー、５２  耐腐食性部材、１０１  基板、１０２  第１導電層、１０３  触媒層、１０４  多孔性絶縁層、１０５  第２導電層、１０６  多孔性半導体層、１０７  透光性カバー部材、１０８  封止部、１０９  光、２０１  ガラス窓部、２０２  窓枠、２０３  光、２０４  色素増感太陽電池。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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