(57)【要約】【課題】電池性能を維持しつつ、集電電極同士の接着性および導通性を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明の色素増感太陽電池は、透光性基板１０、２０と、透光性基板１０に形成された第一の透光性電極１１と、第一の透光性電極１１に形成された第一の集電電極１１２と、透光性基板２０に形成され、第一の透光性電極１１と向かい合う第二の透光性電極２１と、第二の透光性電極１２１に形成された第二の集電電極１２２とを備え、第一の透光性電極１１の第一の集電電極１１２と、その第一の透光性電極１１と向かい合う第二の透光性電極２１の隣の第二の透光性電極２１の第二の集電電極１２２とが、光硬化性の導電性接着剤３７を介して電気的に接続されており、透光性基板の厚み方向から見たときに、第一及び第二の集電電極１１２、１２２が互いに離間していることを特徴とする。【選択図】図１
2015191987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をあけて向かい合う一対の透光性基板と、
前記一対の透光性基板の一方に形成された複数の第一の透光性電極と、
前記第一の透光性電極にそれぞれ形成された第一の集電電極と、
前記一対の透光性基板の他方に形成され、前記第一の透光性電極と間隔をあけて向かい合う複数の第二の透光性電極と、
前記第二の透光性電極にそれぞれ形成された第二の集電電極とを備え、
前記第一の透光性電極上の第一の集電電極と、その第一の透光性電極と向かい合う第二の透光性電極の隣の第二の透光性電極上の第二の集電電極とが、光硬化性の導電性接着剤を介して電気的に接続されており、
前記透光性基板の厚み方向から見たときに、前記第一及び第二の集電電極が互いに離間している
ことを特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項２】
前記第一の集電電極は、前記第二の透光性電極と前記導電性接着剤を介して電気的に接続されており、前記第二の集電電極は、前記第一の透光性電極と前記導電性接着剤を介して電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の色素増感太陽電池。
【請求項３】
前記第一及び第二の集電電極は、一つの第一及び第二の透光性電極に対して複数個互い違いに配列されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の色素増感太陽電池。
【請求項４】
前記第一及び第二の集電電極の形状は、前記透光性基板の厚み方向から見たときに、多角形である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項５】
一対の透光性基板の一方に複数の第一の透光性電極を形成し、前記一対の透光性基板の他方に透光性基板上に複数の第二の透光性電極を形成する工程と、
前記第一の透光性電極上にそれぞれ第一の集電電極を形成し、前記第二の透光性電極上にそれぞれ第二の集電電極を形成する工程と、
前記第一または第二の集電電極に、光硬化性の導電性接着剤を塗布する工程と、
前記第一及び第二の集電電極が前記導電性接着剤を介して電気的に接続されるように、かつ前記透光性基板の厚み方向から見たときに、前記第一及び第二の集電電極が互いに離間するように、前記第一及び第二の透光性電極とを向かい合わせて、前記透光性基板の厚み方向の、前記第一の透光性基板側及び第二の透光性基板側の両側から光を照射する工程とを有する
ことを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記第一の集電電極は、前記第二の透光性電極と前記導電性接着剤を介して電気的に接続されており、前記第二の集電電極は、前記第一の透光性電極と前記導電性接着剤を介して電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項５に記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記第一及び第二の集電電極は、一つの第一及び第二の透光性電極に対して複数個互い違いに配列されている
ことを特徴とする請求項５または６に記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記第一及び第二の集電電極の形状は、前記透光性基板の厚み方向から見たときに、多角形である
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池、特にＺ型直列接続の色素増感太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透光性基板と対向基板との間に、光電変換素子を備えた色素増感太陽電池は既に知られている。光電変換素子の構成は、透光性基板上の透光性電極と、対向基板上の対向電極とが向かい合うように配置され、透光性電極上に光増感色素を吸着させた酸化物半導体層が、対向電極上に触媒層がそれぞれ配置され、さらに、酸化物半導体層と触媒層との間に電解質層が介在している。
【０００３】
色素増感太陽電池には、一つの透光性基板と対向基板の間に、封止材を隔てて、１組の透光性電極と対向電極と酸化物半導体層と触媒層と電解質層とからなる光電変換素子が複数形成されており、そして、隣り合う光電変換素子同士が電気的に直列接続されているものがある。
【０００４】
また、隣り合う光電変換素子同士を直列接続する態様として、透光性電極と対向電極とを導通させる集電電極を用いる方法がある。このような色素増感太陽電池は、Ｚ型直列接続の色素増感太陽電池と称されており、その態様は、例えば、特許文献１や２に開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載のＺ型直列接続の色素増感太陽電池は、図６（ａ）に示すように、透光性電極１１ａに形成された集電電極１２ａが、その透光性電極１１ａと向かい合う対向電極２１ａの隣の対向電極２１ａに形成された集電電極２２ａと電気的に接続されることによって、隣り合う光電変換素子同士が直列接続される。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の色素増感太陽電池Ａの態様では、集電電極１２ａ、２２ａは互いに接着されておらず、接触しているのみである。そのため、色素増感太陽電池が外力等によって曲げられたりした場合、集電電極同士の導通不良が発生するおそれがある。
【０００７】
そこで、集電電極の態様としては、図６（ｂ）に示すように、透光性電極１１ｂおよび対向電極２１ｂに形成された集電電極１２ｂ、２２ｂの間に、導電性接着剤３７ｂを介在させることにより、集電電極同士の導通性を向上させようとする色素増感太陽電池Ｂの態様が考えられる。
【０００８】
しかし、この態様の場合、集電電極同士の導通性を向上させた色素増感太陽電池を実現させることはできない。以下、詳細を説明する。色素増感太陽電池に用いられるルテニウム等の光増感色素は熱に弱いため、集電電極間の導電性接着剤としては、熱硬化性の接着剤ではなく、光硬化性の接着剤を用いることが考えられる。さらに、電流が通過する際に生じる消費エネルギーを低減させるように、集電電極は小さい電気抵抗率の材質が求められ、例えば銀等である。これらの材質は光透過性がないため、光硬化性の導電性接着剤３７ｂを硬化させる際に、光を照射しようとしても、その光は集電電極１２ｂ、２２ｂに遮られることとなる。そのため、光硬化性の導電性接着剤の硬化が十分とはならず、接着性が十分ではない。そのため、色素増感太陽電池Ｂの態様では集電電極同士の導通性を向上させることはできない。
【０００９】
また、特許文献２に記載のＺ型直列接続の色素増感太陽電池では、図６（ｃ）に示すように、対向電極２１ｃのみに集電電極２ｃが形成され、透光性電極１１ｃには集電電極が形成されていない。そして、対向電極２１ｃに形成された集電電極２ｃは、透光性電極１１ｃと導電性接着剤３７ｃを介して電気的に接続されている。この態様の場合、透光性電極１１ｃを通じて光Ｌを照射することにより、光硬化性の導電性接着剤３７ｃを硬化させることができて、集電電極同士の接着性・導通性の問題を解決することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３１９６８９号公報
【特許文献２】特開２００８−２７６９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載の色素増感太陽電池Ｃの態様では、透光性電極１１ｃに集電電極が形成されていないため、電池性能が低下するという問題点がある。以下詳細を説明する。
【００１２】
特許文献１等のように、透光性電極に集電電極が形成されている場合、透光性電極よりも集電電極の方が電気抵抗率が小さいため、電流は集電電極を優先的に流れる。そのため、電流が流れる際に生じる消費エネルギーは抑制される。しかしながら、特許文献２に記載の態様では、透光性電極に集電電極が形成されていないため、電流は、電気抵抗率が大きい透光性電極を流れるのみである。そのため、電流が流れる際に生じる消費エネルギーが大きく、ひいては電池性能が低下する。
【００１３】
本発明は、電池性能を維持しつつ、集電電極同士の接着性および導通性を向上させる色素増感太陽電池およびその製造方法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】
【００１４】
本発明の色素増感太陽電池は、間隔をあけて向かい合う一対の透光性基板と、前記一対の透光性基板の一方に形成された複数の第一の透光性電極と、前記第一の透光性電極にそれぞれ形成された第一の集電電極と、前記一対の透光性基板の他方に形成され、前記第一の透光性電極と間隔をあけて向かい合う複数の第二の透光性電極と、前記第二の透光性電極にそれぞれ形成された第二の集電電極とを備え、前記第一の透光性電極上の第一の集電電極と、その第一の透光性電極と向かい合う第二の透光性電極の隣の第二の透光性電極上の第二の集電電極とが、光硬化性の導電性接着剤を介して電気的に接続されており、前記透光性基板の厚み方向から見たときに、前記第一及び第二の集電電極が互いに離間していることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の色素増感太陽電池の製造方法は、一対の透光性基板の一方に複数の第一の透光性電極を形成し、前記一対の透光性基板の他方に透光性基板上に複数の第二の透光性電極を形成する工程と、前記第一の透光性電極上にそれぞれ第一の集電電極を形成し、前記第二の透光性電極上にそれぞれ第二の集電電極を形成する工程と、前記第一または第二の集電電極に、光硬化性の導電性接着剤を塗布する工程と、前記第一及び第二の集電電極が前記導電性接着剤を介して電気的に接続されるように、かつ前記透光性基板の厚み方向から見たときに、前記第一及び第二の集電電極が互いに離間するように、前記第一及び第二の透光性電極とを向かい合わせて、前記透光性基板の厚み方向の、前記第一の透光性基板側及び第二の透光性基板側の両側から光を照射する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の色素増感太陽電池およびその製造方法によれば、第一および第二の透光性電極の両方に集電電極が形成されており、第一及び第二の透光性電極よりも集電電極の方が電気抵抗率が小さいため、電流は集電電極を優先的に流れる。そのため、電流が流れる際に生じる消費エネルギーは抑制され、色素増感太陽電池の電池性能を維持することができる。さらに、第一および第二の集電電極が、透光性基板の厚み方向から見たときに互いに離間して形成されるため、第一の透光性基板側および第二の透光性基板側の両側から光を照射することによって、光硬化性の導電性接着剤を確実に硬化させることができる。そのため、集電電極同士の接着性および導通性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係る色素増感太陽電池の断面図で、（ｂ）はＸ部を拡大した断面図である。
【図２】同色素増感太陽電池の製造工程を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態２に係る色素増感太陽電池の断面図で、（ｂ）はＹ部を拡大した断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態３に係る色素増感太陽電池の断面図で、（ｂ）はＺ部を拡大した断面図ある。
【図５Ａ】本発明の実施の形態に係る色素増感太陽電池の一例の平面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態に係る色素増感太陽電池の一例の平面図である。
【図５Ｃ】本発明の実施の形態に係る色素増感太陽電池の一例の平面図である。
【図５Ｄ】本発明の実施の形態に係る色素増感太陽電池の一例の平面図である。
【図５Ｅ】本発明の実施の形態に係る色素増感太陽電池の一例の平面図である。
【図５Ｆ】本発明の実施の形態に係る色素増感太陽電池の一例の平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はいずれも従来の色素増感太陽電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、各実施の形態に係る色素増感太陽電池およびその製造方法について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る色素増感太陽電池の態様について説明する。図１（ａ）に示すように、色素増感太陽電池１は、第一の透光性基板１０と、第二の透光性基板２０と、第一の透光性電極１１と、第二の透光性電極２１と、第一の集電電極１１２と、第二の集電電極１２２と、光増感色素を吸着させた酸化物半導体層３３と、触媒層３４と、電解質層３５と、封止材３６と、光硬化性の導電性接着剤３７とを備えている。
【００１９】
第一の透光性電極１１は、第一の透光性基板１０上に複数配列されており、第二の透光性電極２１は、透光性基板２０上に複数配列されている。また、第一の透光性電極１１と第二の透光性電極２１は、封止材３６と第一および第二の集電電極１１２、１２２が形成される領域分だけずれた状態で向かい合っている。
【００２０】
一般的な色素増感太陽電池においては、透光性基板および透光性電極と向かい合う対向基板および対向電極は透光性を有する材料である必要はないが、本発明の色素増感太陽電池では、後述するように、その製造工程において、二つの基板の両側から光を照射して、封止材および光硬化性の導電性接着剤を硬化させる工程を有するため、対向基板および対向電極も透光性を有する材料である必要がある。
【００２１】
酸化物半導体層３３は、第一の透光性電極１１上の、第一および第二の透光性電極１１、２１が向かい合う領域に形成されており、触媒層３４は、第二の透光性電極２１上の、第一および第二の透光性電極１１、２１が向かい合う領域に形成されている。また、電解質層３５は、封止材３６と酸化物半導体層３３と触媒層３４とで囲まれた領域に形成されている。
【００２２】
そして、第一の透光性電極１１と、第二の透光性電極２１と、酸化物半導体層３３と、触媒層３４と、電解質層３５とで光電変換素子を構成している。そして、封止材３６は、光電変換素子同士の間にあり、第一および第二の透光性基板１０、２０を接着している。また、封止材３６としては、酸化物半導体層３３の光増感色素が熱に弱いため、熱硬化性樹脂ではなく光硬化性樹脂を用られる。
【００２３】
第一の集電電極１１２は、第一の透光性電極１１上に形成されており、第二の集電電極１２２は、第二の透光性電極２１上に形成されている。また、第一および第二の集電電極１１２、１２２は、封止材３６に挟まれており、これによって、封止材３６は電解質層３５と集電電極を隔てて、電解質層３５と集電電極とが接触しないようにしている。
【００２４】
また、第一および第二の集電電極１１２、１２２は、透光性基板１１０の厚み方向から見たときに互いに離間している。すなわち、平面視で集電電極同士が互いに重なりあっていない。
【００２５】
そして、第一の透光性電極１１に形成された第一の集電電極１１２は、その第一の透光性電極１１と向かい合う第二の透光性電極２１の隣の第二の透光性電極２１に形成された第二の集電電極１２２と、光硬化性の導電性接着剤３７を介して電気的に接続されている。すなわち、第一及び第二の集電電極１１２、１２２によって、一つの光電変換素子とその隣の光電変換素子とを電気的に接続され、この光電変換素子をさらに隣の光電変換素子と電気的に接続され、これらの接続が連鎖されることでＺ型直列接続の色素増感太陽電池１を形成している。
【００２６】
第一および第二の集電電極１１２、１２２は、電流が第一および第二の集電電極１１２、１２２を通過する際に生じる消費エネルギーを低減するため、小さい電気抵抗率の材質が求められ、例えば銀等である。
【００２７】
導電性接着剤３７としては、例えば図１（ｂ）に示すように、導電性粒子Ｐを含んだ光硬化性樹脂によって、第一及び第二の集電電極１１２、１２２が電気的に接続されている。導電性粒子の濃度は、高すぎると集電電極同士の接着性に問題があり、低すぎると集電電極同士の導通性に問題があるため、光硬化性樹脂に対して数％程度含まれていることが好ましい。導電性粒子の形状については、球状であってもその他の立体であってもよい。導電性粒子の粒径については、集電電極同士の導通性を向上させるため、集電電極同士の間隔と同程度であることが好ましい。図１（ｂ）の矢印は色素増感太陽電池１が放電した際の電流の流れを示す。
【００２８】
次に、実施の形態１に係る色素増感太陽電池の製造方法を図２を用いて説明する。図２（ａ）（ｃ）（ｅ）（ｇ）（ｉ）は第一の透光性基板１０側の製造工程、図２（ｂ）（ｄ）（ｆ）（ｈ）（ｊ）は第二の透光性基板２０側の製造工程をそれぞれ示す。
【００２９】
まず、図２（ａ）（ｂ）に示すように、透光性基板１０、２０上に複数の第一及び第二の透光性電極１１、２１をそれぞれ形成する。複数の第一及び第二の透光性電極１１、２１の形成方法は、予め一面に透明導電膜が塗布された透光性基板を用いて、その透明導電膜の不要部分にレーザーを照射することによってパターニングを行う方法等が挙げられる。その後、図２（ｄ）に示すように、第二の透光性電極２１上に触媒層３４をそれぞれ形成する。具体的には、白金をスパッタすることにより触媒層３４としての白金層を形成する方法が挙げられる。若しくは、白金ナノコロイド溶液を塗布して乾燥させることによって、触媒層３４としての白金層を形成してもよい。白金層の厚みは数ｎｍ程度であればよい。
【００３０】
そして、図２（ｅ）（ｆ）に示すように、第一の透光性電極１１上に第一の集電電極１１２を、第二の透光性電極２１上に第二の集電電極１２２をそれぞれ形成する。第一及び第二の集電電極１１２、１２２の形成方法は、導電性ペーストをスクリーン印刷によって塗布し、加熱して硬化させる方法等が挙げられる。第一および第二の透光性基板１０、２０や封止材の耐熱性が低い場合、導電性ペーストは、低温あるいは常温で硬化するものが好ましく、例えば、銀、金、銅、ニッケル、インジウム、スズ、亜鉛、炭素などやこれらの合金、あるいはこれらの微粒子を含んだものであればよい。
【００３１】
本発明の色素増感太陽電池の製造方法では、第一および第二の透光性電極１１、２１の両方に集電電極を形成する。ただし、第一および第二の透光性基板１０、２０を貼り合わせたときに、第一および第二の集電電極１１２、１２２が、透光性基板の厚み方向から見たときに離間するように形成する必要がある。
【００３２】
その後、図２（ｇ）に示すように、第一の透光性電極１１上に酸化物半導体層３３を形成する。具体的には、焼成用酸化チタンペーストをバーコータによって塗布し、１５０℃に加熱することによって、酸化物半導体層３３としての酸化チタン膜を得る方法等が挙げられる。焼成用酸化チタンペーストの塗布方法は、バーコータに限られず、スクリーン印刷や、スプレー法であってもよい。
【００３３】
次に、図２（ｉ）に示すように、第一の透光性基板１０および第一の透光性電極１１の封止箇所に封止材３６を塗布し、第一の集電電極１１２の露出した上面および側面に導電性接着剤３７を塗布する。封止材３６および導電性接着剤３７を塗布する順番はどちらが先でもよいが、封止材３６を先に塗布する場合は、封止材３６と第一の集電電極１１２とが接触しないように間隔をあけて塗布する必要がある。ここで、封止材３６および導電性接着剤３７の塗布量は、第一および第二の透光性基板１０、２０を貼り合わせる際に、封止箇所が封止材３６または導電性接着剤３７で充たされるように調整しておく。なお、図２（ｉ）では、第一の透光性基板１０側に封止材３６および導電性接着剤３７を塗布する場合が描かれているが、第二の透光性基板２０側に封止材および導電性接着剤を塗布しても良い。
【００３４】
そして、図２（ｋ）に示すように、第一および第二の透光性基板１０、２０を貼り合わせて、第一の透光性基板１０側および第二の透光性基板２０側の両側から封止材３６に光Ｌを照射して、封止材３６を硬化させる。ここで、第一および第二の透光性基板１０、２０を貼り合わせる際に、その圧力によって封止材３６および導電性接着剤３７を流動させて、封止箇所が封止材３６または導電性接着剤３７で充たされるように、塗布量を調整しておく。
【００３５】
最後に、透光性基板１０、２０のどちらか一方に形成された孔から、酸化物半導体層と触媒層との間の空間に、電解質層としての電解液を注入し、その孔を塞いで色素増感太陽電池を得る。若しくは、電解質層として高粘度電解質を用いる場合は、第一及び第二の透光性基板１０、２０の間に光触媒膜および高粘度電解質が挟まれるように両基板を貼り合わせて、その周縁部同士が加熱接着されるようにしても良い。加熱方法は、プラズマ（波長の長いもの）、マイクロ波、可視光（６００ｎｍ以上）や赤外線などのエネルギービームを照射することによって行っても良い。
【００３６】
実施の形態１に係る色素増感太陽電池１およびその製造方法によれば、第一の透光性電極１１に第一の集電電極１１２が、第二の透光性電極２１に第二の集電電極１２２がそれぞれ形成されているため、電流は、第一及び第二の集電電極１１２、１２２を優先的に流れる。集電電極の電気抵抗率が透光性電極の電気抵抗率よりも小さいためである。例えば、第一および第二の透光性電極の材料がスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）である場合、そのシート抵抗はおよそ１５Ω／□であり、第一および第二の集電電極の材料が銀である場合、そのシート抵抗はおよそ０．１Ω／□である。そのため、電流は、電気抵抗率が小さい集電電極を優先的に流れることとなり、図６（ｃ）に示された態様のように、電気抵抗率が大きい透光性電極のみを流れる場合と比較して、消費エネルギーを抑制することができ、ひいては電池性能を向上させることができる。
【００３７】
さらに、第一および第二の集電電極１１２、１２２が、透光性基板１０の厚み方向から見たときに互いに離間して形成されているため、第一の透光性基板１０側および第二の透光性基板２０側の両側から光を照射することによって、光硬化性の導電性接着剤３７および封止材３６を確実に硬化させることができる。そのため、図６（ａ）に示された態様のように、集電電極同士が接するのみで、接着されない場合と比較して、また、図６（ｂ）に示された態様のように、光硬化性の導電性接着剤が硬化されない場合と比較して、集電電極同士の接着性および導通性を向上させることができる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る色素増感太陽電池の態様について説明する。実施の形態２に係る色素増感太陽電池は、第一及び第二の集電電極の形状のみが実施の形態１に係る色素増感太陽電池と異なり、その他の構成および製造方法については、実施の形態１に係る色素増感太陽電池と同様であるため省略する。
【００３８】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、色素増感太陽電池２の第一の集電電極２１２は、第二の透光性電極２１と導電性接着剤３７を介して電気的に接続されており、第二の集電電極２２２は、第一の透光性電極２１１と導電性接着剤３７を介して電気的に接続されている。
【００３９】
すなわち、第一の集電電極２１２は、第二の集電電極２２２のみならず、第二の透光性電極２１とも電気的に接続されており、第二の集電電極２２２は、第一の集電電極２１２のみならず、第一の透光性電極１１とも電気的に接続されている。図３（ｂ）の矢印は色素増感太陽電池２が放電した際の電流の流れを示す。
【００４０】
実施の形態２に係る色素増感太陽電池２によれば、集電電極同士が電気的に接続されているのみならず、第一の集電電極２１２は第二の透光性電極２２１と、第二の集電電極２２２は第一の透光性電極とそれぞれ電気的に接続されている。そのため、集電電極同士のみが電気的に接続されている実施の形態１に係る色素増感太陽電池と比較して、透光性電極同士を流れる電流の経路が多くなり、透光性電極同士の電気抵抗を小さくすることができる。これにより、電流が流れる際に生じる消費エネルギーを低減することができ、ひいては電池性能を向上させることができる。
【００４１】
また、透光性電極の電気抵抗率よりも集電電極の電気抵抗率の方が小さいため、図３（ｂ）の矢印に示したように、第二の集電電極２２２から第一の透光性電極１１に流れた電流も、第一の集電電極２１２を優先的に流れる。以上より、実施の形態２の場合と比較して、透光性電極同士の電気抵抗を小さくすることができて、電流が流れる際に生じる消費エネルギーを小さくすることができ、ひいては電池性能を向上させることができる。
【００４２】
特に、図３（ｂ）に示すように、導電性接着剤として導電性粒子Ｐを含んだものを用いた場合、集電電極同士の導通性については、導電性粒子Ｐの粒径と第一および第二の集電電極２１２、２２２の間隔とが一致しなければ導通されにくいが、第一の集電電極２１２と第二の透光性電極２２１との間、および第二の集電電極２２２と第一の透光性電極との間の導通については、その間隔が導電性粒子Ｐの粒径以下であれば、第一および第二の透光性基板２１０、２２０を貼り合わせた際に導電性粒子Ｐが押圧されることで導通される。そのため、実施の形態１のように、集電電極同士のみが電気的に接続されている場合と比較して、透光性電極同士を流れる電気抵抗を小さくすることができて、電流が流れる際に生じる消費エネルギーを低減することができる。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る色素増感太陽電池の態様について説明する。実施の形態３に係る色素増感太陽電池は、第一及び第二の集電電極の形状のみが実施の形態２に係る色素増感太陽電池と異なり、その他の構成および製造方法については実施の形態２に係る色素増感太陽電池と同様であるため省略する。
【００４３】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、第一及び第二の集電電極３１２、３２２は、一つの第一及び第二の透光性電極３１１、３２１に対して複数個互い違いに配列されている。すなわち、第一の集電電極３１２は、第一の透光性電極１１の一定の幅分の領域に複数配列されており、第二の集電電極３２２は、第二の透光性電極２１の一定の幅分の領域に複数配列されている。そして、第一の集電電極３１２と第二の集電電極とが、平面視で互いに重なり合うことなく、交互に配列されている。また、図４（ｂ）の矢印は色素増感太陽電池３が放電した際の電流の流れを示す。
【００４４】
実施の形態３に係る色素増感太陽電池によれば、実施の形態２に係る色素増感太陽電池よりも集電電極同士が電気的に接続される面積が大きくなる。すなわち、図４（ｂ）に示すように、導電性接着剤として導電性粒子Ｐを含んだものを用いた場合、第一及び第二の集電電極の間に介在する導電性粒子の数が多くなる。したがって、透光性電極同士を流れる電流の経路が多くなり、透光性電極同士の抵抗をさらに小さくすることができる。これにより、電流が流れる際に生じる消費エネルギーを小さくすることができ、ひいては電池性能を向上させることができる。
【００４５】
また、図５Ａ〜図５Ｆは、本発明の色素増感太陽電池を、透光性基板の厚み方向からみたときの平面図である。図５Ａに示すように、透光性基板の厚み方向から見たときに、第一及び第二の集電電極４１２、４２２が互いに離間している。すなわち、平面視で集電電極同士が互いに重なりあっていない。これにより、第一の透光性基板側および第二の透光性基板側の両側から光を照射することによって、光硬化性樹脂である導電性接着剤および封止材３７を確実に硬化させることができ、ひいては、集電電極同士の接着性および導通性を向上させることができる。
【００４６】
図５Ａの場合、第一及び第二の集電電極４１２、４２２の形状は、平面視で１つの長方形である。図５Ｂの場合、第一および第二の集電電極５１２、５２２の形状は、平面視で縦方向に並べられた複数の長方形であり、図５Ｃの場合、第一および第二の集電電極６１２、６２２の形状は、平面視で縦方向に並べられた複数の平行四辺形であり、図５Ｄの場合、第一および第二の集電電極７１２、７２２の形状は、平面視で縦横方向に並べられた複数の長方形である。また、四角形である場合に限られず、図５Ｅおよび図５Ｆに示すように、第一の集電電極８１２、９１２および第二の集電電極８２２、９２２の形状が、平面視で三角形（図５Ｅ）であったり、六角形（図５Ｆ）等の多角形を並べた形状が考えられる。
【００４７】
なお、実施の形態１〜３において、透光性基板としては、合成樹脂、ガラス板等が適宜用いられるが、ＰＥＮ（ポリエチレン・ナフタレート）フィルム等の熱硬化性樹脂が好適である。また、ＰＥＮの他に、ポリエチレン・テレフタレート、ポリエステル、ポリカーボネートやポリオレフィン等を用いても良い。
【００４８】
透光性電極としては、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明導電膜を用いることが好適である。この他に、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の導電性金属酸化物を含む薄膜を用いても良い。
【００４９】
電解質層としては、例えば、ヨウ素系電解液が用いられ、具体的には、ヨウ素ヨウ化物イオン、ターシャリーブチルピリジン等の電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリル等の有機溶媒に溶解されてなるものとされる。電解質層は、電解液に限られるものではなく、固体電解質であってもよい。固体電解質として、例えば、ジメチルプロピルイミダゾリウムヨウ化物が用いられ、この他、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化カルシウム等の金属ヨウ化物およびテトラアルキルアンモニウムヨーダイドなど４級アンモニウム化合物のヨウ素塩等のヨウ化物とヨウ素とを組み合わせたものや、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化セシウム、臭化カルシウム等の金属臭化物およびテトラアルキルアンモニウムブロマイドなど４級アンモニウム化合物の臭素塩等の臭化物と臭素との組み合わせたものなどを適宜用いることができる。
【００５０】
酸化物半導体層は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）等の金属酸化物とされ、これらの金属酸化物に吸着させる光増感色素としては、ビピリジン構造、ターピリジン構造等を含む配位子を有するルテニウム錯体や鉄錯体、ポリフィリン系やフタロシアニン系の金属錯体、さらには、ローダミン、メロシアニン、クマリン等の有機色素等が用いられる。
【符号の説明】
【００５１】
１〜９、Ａ〜Ｃ  色素増感太陽電池
１０  第一の透光性基板
１１  第一の透光性電極
１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２、８１２、９１２  第一の集電電極
２０  第二の透光性基板
２１  第二の透光性電極
１２２、２２２、３２２、４２２、５２２、６２２、７２２、８２２、９２２  第二の集電電極
３３  酸化物半導体層
３４  触媒層
３５  電解質層
３６  封止材
３７  導電性接着剤
Ｐ  導電性粒子
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  透光性電極
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  対向電極
１２ａ、２２ａ、１２ｂ、２２ｂ、２ｃ  集電電極
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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