(57)【要約】【課題】取出し電極の電気抵抗が小さく、かつ、より簡易な構造の円筒型色素増感太陽電池を提供する。【解決手段】円筒型色素増感太陽電池１０ａは、円筒状の透明部材１２の内部に、径方向に層状に、色素担持多孔質半導体層１４、導電性金属層１６、電解液層および最も内側に触媒層を備えた導電性金属層１８を有する電池セル構成部材２０を備える。導電性金属層１８の内側に取出し電極２４ａが、および導電性金属層１６の延出部の内側に取出し電極が、それぞれ設けられる。取出し電極２４ａは、ぜんまいばね２６ａおよび導電性金属棒２８からなる。ぜんまいばね２６ａは、１枚の帯状板の長さ方向中途で折り返され、折り返されて巻き込まれた片面Ｃの外周を覆うように他方の片面Ｄが巻き込まれる【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状透明部材の側面を受光面とし、該透明部材の内部に、径方向に層状に、色素担持多孔質半導体層、導電性金属層、電解液層および最も内側に触媒層を備えた導電性金属層を有する電池セル構成部材が設けられ、該触媒層を備えた導電性金属層の内側が空筒に形成され、
導電性材料で形成されるぜんまいばねと、該ぜんまいばねの最内層端面に一端部が固着されるとともに他端部が該ぜんまいばねから延出される、導電性金属棒で構成される１または一対の取出し電極を有し、
１つの取出し電極の該ぜんまいばねが、該触媒層を備えた導電性金属層の内側に配置されて該触媒層を備えた導電性金属層と電気的に接続され、もしくは、該導電性金属層の一端部が該電池セル構成部材の積層部から延出した延出部の内側に配置されて該導電性金属層の該延出部と電気的に接続され、または、一対の取出し電極の該ぜんまいばねが、該触媒層を備えた導電性金属層および該導電性金属層の該延出部それぞれに電気的に接続されることを特徴とする円筒型色素増感太陽電池。
【請求項２】
前記ぜんまいばねが、１枚の帯状板の長さ方向中途で折り返され、折り返された片面を端部が中心となるように巻き込まれ、折り返された他方の片面を巻き込まれた該片面の外周を覆うように巻き込まれてなることを特徴とする請求項１記載の円筒型色素増感太陽電池。
【請求項３】
請求項２記載の円筒型色素増感太陽電池の封止方法であって、透明部材がガラス材料で形成され、導電性金属棒を該円筒状透明部材の端部から引き出し、該導電性金属棒の先端部を露出して該円筒状透明部材の端面をガラス封止することを特徴とする円筒型色素増感太陽電池の封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒型色素増感太陽電池およびその封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感太陽電池は、湿式太陽電池あるいはグレッツェル電池等と呼ばれ、シリコン半導体を用いることなくヨウ素溶液に代表される電気化学的なセル構造を持つ点に特徴がある。例えば、透明な導電性ガラス板等のアノード電極に二酸化チタン粉末等を焼付け、これに色素を吸着させて形成したチタニア層等の多孔質半導体層と導電性ガラス板（導電性基板）からなる対極（カソード電極）の間に電解質としてヨウ素溶液等を配置した、簡易な構造を有する。
【０００３】
色素増感太陽電池は、材料が安価であり、作製に大掛かりな設備を必要としないことから、低コストの太陽電池として注目されている。
しかし、従来の色素増感太陽電池は、主に平板状の構造であるために、広い設置面積が必要であった。また、太陽電池のエネルギソースである太陽光が時刻や季節によって光量や入射角度が変化するために、発電量が安定しない不具合があった。
【０００４】
そこで、従来の色素増感太陽電池における上記の欠点に鑑み、透明材料からなる管の内面にアノード電極層、色素増感多孔質半導体層および電解質層が順次設けられ、管の中央部にカソード電極が挿入された円筒構造を有する色素増感太陽電池が提案されている（例えば特許文献１参照）。
このような円筒構造を有する色素増感太陽電池によれば、光の入射角度に対する発電量の変化を大幅に低減することができ、しかも平板状の構造と比べて高強度であり封止箇所も少なく、耐久性が高い色素増感太陽電池を提供できる。
【０００５】
上記の例を含め、円筒構造の色素増感太陽電池は、両側開放端を樹脂接着剤により封止することが行われている。
しかし、一般に樹脂接着剤は環境変化や劣化により耐久性に欠け、封止部分からの電解質の漏洩が起こりやすいという問題がある。
【０００６】
上記の不具合を解消するために、円筒素子の開口端部をネジ構造により封止し、さらに好ましくは開口端部にＯリングを配置した封止構造を有する光電変換素子が提案されている（特許文献２参照）。
この場合、文献には明記されていないが、上記の他の例と同様に、アノード電極およびカソード電極からなる一対の電極のそれぞれに接続される一対の取り出し電極は、それぞれ封止部分から露出して設けられ、そのために封止部分に貫通孔を設ける等して取り出し電極を引き出す必要があるものと考えられる。このため、電解質の漏洩の観点からは貫通孔等の封止構造に不安が残る。
【０００７】
この点を改善するものとして、電池ブロックが封入された筺体に貫通孔を設け、貫通孔の外側にガラスフリッドを用いて取り付けられた金属ナットと、ナットに螺合する金属ボルトを設け、金属ボルトに形成した引き出し孔に筺体内から引き出された電極リードワイヤを挿通し、引き出し孔の空隙をガラスフリッドで埋める封止構造を有する色素増感太陽電池モジュールが提案されているが、作製技術が煩雑である（特許文献３参照）。
【０００８】
以上説明した従来の円筒構造の色素増感太陽電池は、いずれも、取出し電極として導線を使用するため、電気抵抗が大きくなる不具合がある。
【０００９】
これに対して、本発明者等は、円筒構造の色素増感太陽電池の両側開放端の封止構造のシール性をより高いものとし、また、封止構造を比較的簡易に作製することを目的として、電池の両端部に一対の蓋体を設け、蓋体が軸方向に延出する導電性金属部を有し、導電性金属部の一端側が電池の一対の電極のいずれか一方に電気的に接続されて取り出し電極を構成する色素増感太陽電池を提案している（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−７７５５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−４０３９１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１４０３４号公報
【特許文献４】国際公開２０１２−０１７６１０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発明が解決しようとする課題は、特許文献４の円筒構造の色素増感太陽電池をさらに改良し、取出し電極を、電気抵抗が小さく、かつ、より簡易な構造のものとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る円筒型色素増感太陽電池は、円筒状透明部材の側面を受光面とし、該透明部材の内部に、径方向に層状に、色素担持多孔質半導体層、導電性金属層、電解液層および最も内側に触媒層を備えた導電性金属層を有する電池セル構成部材が設けられ、該触媒層を備えた導電性金属層の内側が空筒に形成され、
導電性材料で形成されるぜんまいばねと、該ぜんまいばねの最内層端面に一端部が固着されるとともに他端部が該ぜんまいばねから延出される、導電性金属棒で構成される１または一対の取出し電極を有し、
１つの取出し電極の該ぜんまいばねが、該触媒層を備えた導電性金属層の内側に配置されて該触媒層を備えた導電性金属層と電気的に接続され、もしくは、該導電性金属層の一端部が該電池セル構成部材の積層部から延出した延出部の内側に配置されて該導電性金属層の該延出部と電気的に接続され、または、一対の取出し電極の該ぜんまいばねが、該触媒層を備えた導電性金属層および該導電性金属層の該延出部それぞれに電気的に接続されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る円筒型色素増感太陽電池は、好ましくは、前記ぜんまいばねが、１枚の帯状板の長さ方向中途で折り返され、折り返された片面を端部が中心となるように巻き込まれ、折り返された他方の片面を巻き込まれた該片面の外周を覆うように巻き込まれてなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る円筒型色素増感太陽電池の封止方法は、上記の円筒型色素増感太陽電池の封止方法であって、透明部材がガラス材料で形成され、導電性金属棒を該円筒状透明部材の端部から引き出し、該導電性金属棒の先端部を露出して該円筒状透明部材の端面をガラス封止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る円筒型色素増感太陽電池は、取出し電極が導電性材料で形成されるぜんまいばねと、導電性金属棒で構成されるため、取出し電極の電気抵抗が小さく、また、構造が簡易である。
また、本発明に係る円筒型色素増感太陽電池の封止方法は、上記の円筒型色素増感太陽電池の封止方法であって、透明部材がガラス材料で形成され、導電性金属棒を円筒状透明部材の端部から引き出し、導電性金属棒の先端部を露出して円筒状透明部材の端面をガラス封止するため、導電性金属棒を円筒状透明部材の軸線上に容易に位置決めすることができ、また、封止作業の際の熱源が円筒状透明部材の端部に与える熱ダメージが軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施の形態の第一の例に係る円筒型色素増感太陽電池の断面図である。
【図２】図２は、本実施の形態の第一の例に係る円筒型色素増感太陽電池の概略側面図である。
【図３】図３は、本実施の形態の第二の例に係る円筒型色素増感太陽電池の断面図である。
【図４】図４は、本実施の形態の第二の例に係る円筒型色素増感太陽電池の側面図である。
【図５】図５は、本実施の形態の第二の例に係る円筒型色素増感太陽電池において導電性金属棒をぜんまいばねから引き出した状態を説明するための図である。
【図６】図６は、本実施の形態の第二の例に係る円筒型色素増感太陽電池において、図４とは異なるガラス封止状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００１８】
図１および図２に示す本実施の形態の第一の例に係る円筒型色素増感太陽電池１０は、円筒状の透明部材１２の内部に、径方向に層状に、色素担持多孔質半導体層１４、導電性金属層１６、電解液層（図示せず。）および最も内側に触媒層を備えた導電性金属層１８を有する電池セル構成部材２０を備える。
図２中、矢印Ａは封止構造を示す。参照符号２２は絶縁層を示すが、必須ではない。また、導電性金属層１６は、透明部材１２と色素担持多孔質半導体層１４の間に設けてもよい。
【００１９】
導電性金属層１６の内側の空筒箇所に電池セル構成部材２０の全長にわたって取出し電極２４が設けられる。取出し電極２４は、導電性材料で形成されるぜんまいばね２６と、導電性金属棒２８で構成される。導電性金属棒２８は、ぜんまいばね２６の最内層端面に一端部が固着されるとともに他端部がぜんまいばね２６から延出される。ぜんまいばね２６の復元力によりぜんまいばね２６の最外周が導電性金属層１８に接触、押圧し、ぜんまいばね２６は導電性金属層１８に電気的に接続される。
【００２０】
円筒構造の色素増感太陽電池については、今まで述べた取出し電極の電気抵抗の問題や封止構造の問題のほかに、さらに、筒状等に形成した透明部材の内部に色素増感太陽電池構成部材を収容するものであるため、透明部材と色素増感太陽電池構成部材の間に隙間を生じるおそれがあるという問題がある。隙間を生じると、電解質がその隙間に漏れこみ、透明部材を通過した入射光が、電極に到達する前に隙間に溜まった電解質に一部吸収され、十分な光電変換が行われないおそれがある。
この問題を改善するために、本発明者等は、先に、色素増感太陽電池構成部材ユニットの最内層となるカソード電極層をばね体で構成し、弾性復元力で色素増感太陽電池構成部材ユニットを透明部材に向けて押圧する技術を提案している（国際公開２０１３−０３１０９８号パンフレット参照）。しかし、この場合、カソード電極層をばね体で構成するために、カソード電極層の材料の制限や構造の煩雑さを生じうる。また、カソード電極層に無理な力が加わり、破損等を生じるおそれもある。
これに対して、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池１０は、ばね体をカソード電極層とは別体で構成するため、上記の問題が解消される。
取出し電極２４は、導電性金属層１８に電気的に接続することに代えて、導電性金属層１６の一端部が電池セル構成部材２０の積層部から延出した延出部（図２では図示せず。図４の矢印Ｘ参照）の内側に設け、ぜんまいばね２６の復元力によりぜんまいばね２６の最外周が延出部に接触、押圧し、電気的に接続される構成としてもよい。また、1対の取出し電極２４を導電性金属層１８および導電性金属層１６のそれぞれに電気的に接続される構成としてもよい。この場合、ぜんまいばね２６のコストを低減することができる。
図２の封止構造において、取出し電極２４を構成する導電性金属棒２８の先端部（他端部）を封止構造から露出し、外部の導体に電気的に接続する。
【００２１】
なお、取出し電極２４のぜんまいばね２６は、電池セル構成部材２０の図２中左側端部のみに設けてもよく（図４参照。）これにより、ぜんまいばね２６のコストが軽減される。
【００２２】
ぜんまいばね２６は、弾性の高い素材を渦巻き状に巻いたものである。ぜんまいばね２６および導電性金属棒２８は、良好な導電性を有し、かつ電解質により腐食または溶出しないものであれば特に限定するものではなく、同一材料形成してもよく、また、異種材料で形成してもよい。取出し電極２４の材料は、例えば、Ｔｉ 、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、ＣｒおよびＡｕからなる群から選ばれる１種または２種以上の金属材料またはこれらの化合物を好適に用いることができる。また、ステンレス等、電解質により腐食恐れがある金属材料を用いる場合は、金属材料表面に耐食性の良好な金属材料をスパッタリング、メッキ、蒸着等してもよい。
導電性金属棒２８の形状は、特に限定するものではなく、円柱状、角柱状あるいは平板状等の適宜の形状とすることができる。また、導電性金属棒２８は、円筒または角筒の両端を封止したパイプでもよい。
【００２３】
取出し電極２４以外の電池セル構成部材２０の各構成要素について、以下に説明する。
【００２４】
透明部材１２の材料は、光透過性であれば特に限定しない。例えば、無アルカリガラス基板、その他のガラス基板、樹脂基板、具体的には、ガラス、ＰＥＴ、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ＰＥＮ、フッソ樹脂など、通常、光電変換素子の透明部材として用いられるものであればいかなるものでも用いることができる。透明部材は、これらの中から電解液への耐性などを考慮して適宜選択される。
透明部材１２は、ぜんまいばね２６の弾性復元力によって異形変形や破壊等しない程度の強度を有する厚みに設定する。この厚みは、ぜんまいばね２６に付与される弾性復元力の大きさ、色素増感太陽電池１０の寸法および透明部材１２の材料の種類等に応じて適宜設定される。
【００２５】
色素担持多孔質半導体層１４の多孔質半導体層の材料は、例えば、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｇ等の金属の酸化物を用いることができるが、このうちＴｉまたはＳｎの酸化物がより好ましい。
色素担持多孔質半導体層１４は、半導体材料が３００℃以上の温度で焼成されたものであり、より好ましくは、４５０℃以上の温度で焼成されたものである。一方、焼成温度の上限は特にないが、多孔質半導体層の材料の融点よりは十分に低い温度とし、より好ましくは５５０℃以下とする。
色素担持多孔質半導体層１４の厚みは、特に限定するものではないが、好ましくは３〜２０μｍとする。
担持される色素は少なくとも４００〜１０００ｎｍの波長のいずれかに吸収を持つものであり、例えば、ルテニウム色素、フタロシアニン色素等の金属錯体、シアニン色素等の有機色素、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、ＣｓＳｎＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、ＢａＳｎＯ３などのペロブスカイト系化合物を挙げることができる。
色素の吸着の方法は特に限定されないが、例えば、色素溶液に焼成した多孔質半導体を浸し、表面に色素を化学吸着させるいわゆる含浸法を用いることができる。
【００２６】
導電性金属層１６は、色素担持多孔質半導体層１４の導電性金属層１８対向する側に、いわゆる集電電極として設ける場合は、例えば、金網、エキスパンドメタル、有孔の金属箔、金属焼結体、有効の導電性金属層を有孔の板上に設けたもの等の多孔質金属を用いる。
集電電極の材料は、良好な導電性を有し、かつ電解質により腐食または溶出しないものであれば特に限定するものではなく、例えば、Ｔｉ 、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、ＣｒおよびＡｕからなる群から選ばれる１種または２種以上の金属材料またはこれらの化合物を好適に用いることができる。また、ステンレス等、電解質により腐食恐れがある金属材料を用いる場合は、金属材料表面に耐食性の良好な金属材料をスパッタリング、メッキ、蒸着等してもよい。
集電電極の厚みは、特に限定するものではないが、好ましくは５〜４０μｍとする。
一方、導電性金属層１６は、透明部材１２と色素担持多孔質半導体層１４の間に、いわゆる透明電極として設ける場合は、例えば、ＩＴＯであってもよくあるいはＳｎＯ２等であってもよい。
【００２７】
触媒層を備えた導電性金属層１８は、カソード電極とされるものである。導電性金属層１８の材料は、チタンの箔に白金をスパッタリング等で積層したものや、チタンの代わりに導電性金属を用いて白金を積層したものが挙げられる。電極層の厚みは２０μｍ〜１００μｍが好ましい。
【００２８】
絶縁層２２を設ける場合、絶縁層２２の材料は、良好な絶縁性を有し、電解質により腐食または溶出しない多孔質であれば特に限定するものではなく、例えば、ガラス繊維成形体、多孔質アルミナ板等の無機多孔体、耐熱性多孔質プラスチック等の有機多孔体が挙げられるが、好ましくはガラスペーパー等のガラス繊維成形体またはテフロン（テフロンは登録商標）等の有機多孔体である。
絶縁層２２の厚みは、特に限定するものではないが、好ましくは１０〜４０μｍである。
【００２９】
上記のように構成される本実施の形態の第一の例に係る円筒型色素増感太陽電池１０は、取出し電極２４の電気抵抗が小さく、また、構造が簡易である。
【００３０】
本実施の形態の第一の例に係る円筒型色素増感太陽電池１０の製造方法の一例を説明する。
円筒型色素増感太陽電池の製造方法は、
導電性金属層の外周に色素担持多孔質半導体層を積層、配置するとともに、導電性金属層の内側に触媒層を備えた導電性金属層を積層、配置し、円筒状に丸めた状態で透明部材の内部に挿入する（工程Ａ）と、
透明部材よりも十分小さな径となるように巻いたぜんまばねを、適宜の治具を用いて、透明部材の内部に挿入した触媒層を備えた導電性金属層の内側の空間に挿入する工程（工程Ｂ）を有する。
【００３１】
まず、工程Ａについて説明する。
触媒層を備えた導電性金属層を丸め、その外側に色素担持多孔質半導体層を有する導電性金属層の色素担持多孔質半導体層を外側して触媒層を備えた導電性金属層に巻きつけ積層体とし、この積層体をピンセット等で挟んで形状を保持した状態で、導電性金属層の多孔質半導体層を施していない部分を先端および後端にして透明部材内に差し込む。
このとき、積層は透明部材の内側に十分余裕をもって挿入できる大きさに丸めるのがよい。丸めずに入れると透明部材の入り口部で透明部材に当たって、各層が剥離し、あるいは損傷する恐れがある。ただし、積層体を極端に小さく曲げすぎると、導電性金属層あるいは触媒層を備えた導電性金属層が折れ、あるいは各層が剥がれたりするおそれがあるため、あまり曲げすぎないのがよい。透明部材の内径が小さい場合、予め丸くまるめた状態の導電性金属層に多孔質半導体層を形成させてもよい。
【００３２】
つぎに、工程Ｂについて説明する。
透明部材よりも十分小さな径となるように巻いた、導電性金属棒を中心側端部に溶接等により固着したぜんまいばねを、導電性金属棒を把持するとともに適宜の治具を用いて巻いた状態を保持しながら、透明部材の内部に挿入した触媒層を備えた導電性金属層の内側の空間に挿入する。
ぜんまばねを透明部材に差し込んだあとは、渦巻き状態を開放する。
【００３３】
電解液は、導電性金属層と触媒層を備えた導電性金属層の間等に電解液を直接注入することができる。また、色素担持多孔質半導体層および導電性金属層が多孔質であることを利用して、電池セル構成部材と透明部材の端部の間から注射器を利用して電解液を注入してもよく、減圧状態下で透明部材の端部から毛細管現象を利用し電解液を浸透させてもよい、電解液を注入しやすくするため色素増感太陽電池部材の大きさや透明部材の端部の開口の度合いによっては透明部材の一部を封止しておいてもよい。
【００３４】
最後に、先に注入した電解液が漏れないよう、挿入した太陽電池部材ユニットと透明部材の端部を封止する。
封止構造としては、例えば、ＵＶ硬化樹脂等の封止材を用いる方法がある。ＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＵＶ光を当て硬化させる。液が漏れてこないよう数回に分けて塗布・硬化を繰り返すのが好ましい。また、熱硬化樹脂封止材を用いる場合は、熱硬化樹脂を塗布し、室温から６０℃程度の低い温度で硬化を行なってもよい。また、ガラスで封止してもよい。
【００３５】
図３〜図６に示す本実施の形態の第二の例に係る円筒型色素増感太陽電池１０ａは、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池１０とは、ぜんまいばねの巻き方が異なり、また、一対の取出し電極が設けられる点が本実施の形態の第一の例に係る円筒型色素増感太陽電池１０とは相違するが、他の点は円筒型色素増感太陽電池１０と同様である。このため、円筒型色素増感太陽電池１０と重複する説明は省略する。
【００３６】
一対の取出し電極２４ａ、２４ｂのぜんまいばね２６ａ、２６ｂは、導電性金属層１６の延出部（図４中、矢印Ｘで示す。）および触媒層を備えた導電性金属層１８それぞれの一端部に接触可能な長さ寸法に形成される。ぜんまいばね２６ａ、２６ｂは、１枚の帯状板の長さ方向中途で折り返され（図３中、折り返し位置を矢印Ｂで示す。）、折り返された片面(図３中、矢印Ｃで示す。)は、導電性金属棒２８が固着された端部が中心となるように巻き込まれる。折り返された他方の片面(図３中、矢印Ｄで示す。)は、巻き込まれた片面Ｃの外周を覆うように巻き込まれる。折り返し位置Ｂは、帯状板の一端側に極端に近いものでない限り、中央に限らず適宜の位置とすることができる。また、折り返し位置Ｂを長さ方向中央からずらすことにより、両片面Ｃ、Ｄの巻き数を異ならせ、両片面Ｃ、Ｄのばね力を調整することができる。
【００３７】
ぜんまいばね２６ａ、２６ｂを透明部材１２の内部にセットした後、ピンセット等を外して、巻きを開放した状態において、ぜんまいばね２６ａ、２６ｂの内側の片面Ｃは密に巻かれた状態となり、外側の片面Ｄは租に粗に巻かれた状態となる。このため、通常のぜんまいばねとはやや挙動が異なり、導電性金属棒２８を操作してぜんまいばね２６ａ、２６ｂの巻き加減や透明部材１２内部での位置等を調整しようとするとき、内側の片面Ｃの巻き加減の変化に比べて外側の片面Ｄの巻き加減、言い換えれば動きは緩慢である。このため、導電性金属棒２８は、ぜんまいばね２６ａ、２６ｂの巻き加減に関係なく、円筒部材１２のほぼ軸心上に位置する。これは、導電性金属棒２８をぜんまいばね２６ａ、２６ｂから引き出す操作を行うときも同様である。また、このため、ぜんまいばね２６ａ、２６ｂを円筒部材１２の中にセットした状態で、巻き加減を変えたり、あるいは円筒部材の軸線方向に動かす操作を行っても、外側の片面Ｃの最外周は導電性金属層１６および触媒層を備えた導電性金属層１８との接触位置からずれるおそれが少なく、ずれることによって生じうる導電性金属層１６および触媒層を備えた導電性金属層１８の損傷を防ぐことができる。
図５に、取出し電極２４ａの導電性金属棒２８を、ぜんまいばね２６ａから、言い換えれば透明部材１２から引き出した状態を示す。
【００３８】
本実施の形態の第二の例に係る円筒型色素増感太陽電池１０ａの封止方法について説明する。
図４に示すように、導電性金属棒２８を透明部材１２の端部から引き出し、導電性金属棒２８の先端部を露出して透明部材１２の端面をガラス封止する（図４中、封止部を矢印Ｅで示す。）。
このとき、引き出した導電性金属棒２８は、透明部材１２の軸線上から大きくずれることがない。また、透明部材１２の径と近い径になるようにガラス封止部を形成するとき、引き出した導電性金属棒２８およびぜんまいばね２６ａ、２６ｂとガラス封止部との間に大きなすきまが得られるため、ガラスを溶融するときに導電性金属棒２８およびぜんまいばね２６ａ、２６ｂに与える熱影響が軽減される。また、ガラスを溶融するときの熱は電池セル構成部材２０の端面に直接伝わらないため、電池セル構成部材２０に与える熱影響が軽減される。
ガラス封止は、図６に示すように、引き出した導電性金属棒２８をぜんまいばね２６ａ、２６ｂの突出部を含めてこれらに密接するように行ってもよい（図６中、封止部を矢印Ｅ２で示す。）。これにより、また、ガラスを溶融するときの熱は電池セル構成部材２０の端面に直接伝わらないため、電池セル構成部材２０に与える熱影響が軽減される。これにより、電解液の量が少なくて済む。また、円筒型色素増感太陽電池の体積を小さくすることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４０】
（実施例）
幅５０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、厚さ３０μｍのステンレスメッシュの両面に、厚さ３００ｎｍになるようにチタンをスパッタリングして集電電極を作製し、さらにステンレスメッシュの幅５０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのうち、幅５０ｍｍ、長さ２０ｍｍを残すように、メッシュ片面に、チタニアペーストを乾燥後膜厚が１５μｍになるように塗布し、４５０℃で３０分焼成してチタニア層（多孔質半導体層）を形成した。さらに０．０５ｗｔ％の色素溶液（Ｎ７１９、ソラロニクス社製  アセトニトリル：tブチルアルコール＝１：１）にステンレスメッシュを７２時間浸漬して、色素を担持する多孔質半導体層を有する集電電極を作製した。
【００４１】
幅４８ｍｍ、長さ１１０ｍｍ、厚さ５０μｍのチタン箔の片面に白金をスパッタリングしてカソード電極を作製した。つぎに、幅５５ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、厚さ２０μｍの絶縁層で、カソード電極を１０ｍｍ残すようにカソード電極の白金をスパッタした側を覆い、また、色素を担持する多孔質半導体層を有する集電電極の多孔質半導体層が積層されていない一端部が２０ｍｍはみ出るように絶縁層を覆った。重ねたカソード電極と絶縁層と集電電極を、外側に集電電極３が、内側にカソード電極がそれぞれ位置するように配置して丸め、外径２０ｍｍ、内径１６ｍｍ、長さ１７０ｍｍの寸法の透明部材の内部に挿入し、集電電極部端部が透明部材の端から内側に各２０ｍｍの位置まで挿入した。
【００４２】
ぜんまい状取り出し部材は長さ２０ｍｍ、幅３２０ｍｍのTi箔を用い、内径３ｍｍ長さ６０ｍｍのTiパイプをTi箔に数箇所スポット溶接する。箔は幅１６０ｍｍとなるよう2つに折り曲げる。iパイプ側が内側にになるよう折り曲げた箔を端から筒状に丸め、折り部分で丸める方向が反転するように丸める。丸め終わったぜんまいバネ状部品を外径１２ｍｍ程度に丸め、対極の内側、メッシュの内側にそれぞれ差し込み、バネを広げた。広げた後、Tiパイプを軸方向に引き出し、Tiパイプが透明部材より３０ｍｍ外側に出るよう軸を保持した。Tiパイプを軸方向に動かないよう固定し、Tiパイプの中央部分のガラスを火炎で加熱し、ガラスを軟化させる。軟化したガラスを加熱しながら円周外側から中心部に向かって均等に金属ローラーで力をかけ、ガラスをパイプに圧着し、溶着させる。溶着部分より端部方向外側のガラスを切断し、ガラス溶着を行った。その後、Tiパイプから電解液注入のため電解液注入用チューブを挿入し、チューブ端部を多孔状絶縁層に接触させる。もう一方のパイプ端を減圧ラインに接続し、毛管現象を利用して、ヨウ素５０ｍＭ、１−Ｍｅｔｈｙｌ−３−ｐｒｏｐｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ
ｉｏｄｉｄｅ ９００ｍＭおよびＮメチルベンズイミダゾリウム０．５Ｍのγブチロラクトン溶液からなる電解質電解液を絶縁層に注入した。
【００４３】
電解液注入後、Tiパイプを過熱溶断し、封止を行い、円筒状色素増感太陽電池を作製した。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０ａ  円筒型色素増感太陽電池
１２  透明部材
１４  色素担持多孔質半導体層
１６  導電性金属層
１８  導電性金属層
２０  電池セル構成部材
２２  絶縁層
２４、２４ａ、２４ｂ  取出し電極
２６、２６ａ、２６ｂ  ぜんまいばね
２８  導電性金属棒
【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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