(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材上にメッシュ状に形成される導電材料からなるメッシュ導電層と、
前記メッシュ導電層上のみに形成される絶縁層と、
前記メッシュ導電層の開口部に、前記メッシュ導電層と接するように形成される透明電極層と、
を有することを特徴とするメッシュ電極基板。
【請求項２】
前記透明電極層の膜厚が前記メッシュ導電層の膜厚以下であることを特徴とする請求項１に記載のメッシュ電極基板。
【請求項３】
基材と、
前記基材上にメッシュ状に形成される導電材料からなるメッシュ導電層と、
前記メッシュ導電層上のみに形成される絶縁層と、
を有するメッシュ電極基板を有することを特徴とする太陽電池。
【請求項４】
前記メッシュ導電層の開口部に、前記メッシュ導電層と接するように形成される透明電極層を有することを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項６】
基材と、前記基材上にメッシュ状に形成される導電材料からなるメッシュ導電層と、前記メッシュ導電層上に形成される絶縁層と、を有するメッシュ電極基板の製造方法であって、
前記導電材料を用いて連続した導電材料層を形成する導電材料層形成工程と、
前記導電材料層の表面上全面に絶縁層を形成し、絶縁層付導電材料層を形成する絶縁層付導電材料層形成工程と、
前記絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成するパターニング工程と、
を有することを特徴とするメッシュ電極基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短絡防止効果を有し、発電効率に優れたメッシュ電極基板、および上記メッシュ電極基板を容易に製造することが可能なメッシュ電極基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の増加が原因とされる地球温暖化等の環境問題が深刻となり、世界的にその対策が講じられている。中でも環境に対する負荷が小さく、クリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを利用した太陽電池に関する積極的な研究開発が進められている。種々の太陽電池の中でも、環境負荷が小さく、かつ製造コストを削減できる太陽電池として、色素増感型太陽電池や有機薄膜型太陽電池といった有機系太陽電池が注目され、研究開発が進められている。
【０００３】
有機系太陽電池においては、通常、太陽光受光側に用いられる電極基板として、透明性を有する材料が用いられる。このような材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）等の金属酸化物が好適に用いられる。
しかしながら、このような金属酸化物は電気抵抗が充分に低いものではないことから、大きな集電ロスを生じるという問題点が指摘されており、大面積化するにつれ、光電変換効率の低下が顕著に現れるという課題を有していた。
【０００４】
このような課題に対し、電極層に接するように、補助電極としてメッシュ状（網の目状）の導電層（以下、メッシュ導電層と称する場合がある。）を形成することにより、光電変換効率を改善する方法が開示されている（特許文献１〜２）。このようなメッシュ導電層が形成された電極基板（以下、メッシュ電極基板と称する場合がある。）を用いる方法は、有機系太陽電池の光電変換効率を改善する方法として有用な方法である。
【０００５】
このようなメッシュ電極基板の利用により、導電性の改善による電池特性の向上が見られたが、メッシュ導電層の厚み等に起因する電極間の短絡が生じやすいという新たな課題が指摘された。
そこで、短絡を防止する方法として、メッシュ電極基板を用いて有機系太陽電池を作製する際に、対向して形成される電極との間で短絡が生じやすい金属配線上のみに短絡防止層を設ける方法（特許文献３参照）等が提案されてきた。
しかしながら、上記方法では、短絡が生じやすい部分のみに短絡防止層を形成する必要があるため、製造容易性の観点から、新たな短絡防止技術の開発が求められている。
【０００６】
また、このようなメッシュ電極基板は上述した有機系太陽電池のみならず、種々の太陽電池、ディスプレイ等の様々な分野において用いられる電極基板としての応用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０３６８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６６６９号公報
【特許文献３】特許第４４８８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、メッシュ導電層を用いており、電極間の短絡を防止することが可能な発電効率に優れたメッシュ電極基板および上記メッシュ電極基板を簡便な工程で製造可能な製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、基材と、上記基材上にメッシュ状に形成される導電材料からなるメッシュ導電層と、上記メッシュ導電層上のみに形成される絶縁層と、を有することを特徴とするメッシュ電極基板を提供するものである。
【００１０】
本発明によれば、上記メッシュ導電層上に絶縁層が形成されることから、短絡防止が可能となる。また、メッシュ導電層と絶縁層とを同時にメッシュ状に形成可能な製造方法を好適に用いることができることから、容易に製造できる。そのため、短絡防止効果を有し、発電効率に優れたメッシュ電極基板とすることができる。
また、本発明のメッシュ電極基板を、太陽電池に用いる場合、メッシュ導電層の開口部に絶縁層が形成されないことから、太陽光の受光効率が低下することを防ぐことができる。
【００１１】
上記発明においては、上記メッシュ導電層の開口部に、上記メッシュ導電層と接するように形成される透明電極層を有することが好ましい。導電性を向上することができるからである。
【００１２】
また、上記発明においては、上記透明電極層の膜厚が、上記メッシュ導電層の膜厚以下であることが好ましい。形成されるメッシュ電極基板の構成間における高低差が緩和されるため、短絡防止効果を向上させることができるからである。
【００１３】
本発明は、上記本発明に係るメッシュ電極基板を有することを特徴とする太陽電池を提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記本発明に係るメッシュ電極基板が用いられることにより、短絡防止可能となり、発電効率に優れた太陽電池とすることができる。
【００１５】
また本発明は、上記本発明に係る太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
【００１６】
本発明によれば、上記太陽電池が用いられることにより、短絡防止が可能となり、発電効率に優れた太陽電池モジュールとすることができる。
【００１７】
本発明は、基材と、上記基材上にメッシュ状に形成される導電材料からなるメッシュ導電層と、上記メッシュ導電層上に形成される絶縁層と、を有するメッシュ電極基板の製造方法であって、上記導電材料を用いて連続した導電材料層を形成する導電材料層形成工程と、上記導電材料層の表面上全面に絶縁層を形成し、絶縁層付導電材料層を形成する絶縁層付導電材料層形成工程と、上記絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成するパターニング工程と、を有することを特徴とするメッシュ電極基板の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明によれば、絶縁層付導電材料層形成工程により絶縁層付導電材料層を形成した後に、パターニング工程により絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成することから、メッシュ導電層と絶縁層とを同時にメッシュ状に形成することができる。そのため、太陽電池等に用いられる、電極間の短絡を防止することが可能な発電効率に優れたメッシュ電極基板を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のメッシュ電極基板は、絶縁層がメッシュ導電層上のみに形成されることから、太陽電池等に用いられる際に、メッシュ電極基板と他の構成層との間で生じる短絡を防止することが可能となるという効果を奏する。また、本発明のメッシュ電極基板を用いて、短絡防止が可能であり、発電効率に優れた太陽電池および太陽電池モジュールを容易に作製することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のメッシュ電極基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のメッシュ電極基板の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の太陽電池の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の太陽電池の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明のメッシュ電極基板の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】本発明のメッシュ電極基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図８】本発明のメッシュ電極基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のメッシュ電極基板、太陽電池、太陽電池モジュール、およびメッシュ電極基板の製造方法について順に説明する。
【００２２】
Ａ．メッシュ電極基板
まず、本発明のメッシュ電極基板について説明する。本発明のメッシュ電極基板は、基材と、上記基材上にメッシュ状に形成される導電材料からなるメッシュ導電層と、上記メッシュ導電層上のみに形成される絶縁層と、を有することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明のメッシュ電極基板について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のメッシュ電極基板の一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、メッシュ電極基板１０は、基材１と、基材１上に接着層２を介して形成されるメッシュ導電層３と、メッシュ導電層３上のみに形成される絶縁層４とを有するものである。
【００２４】
また、図２（ａ）、（ｂ）は、本発明のメッシュ電極基板の他の例を示す概略断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に例示するように、メッシュ電極基板１０は、透明電極層５を有するものであっても良い。
具体的には、図２（ａ）に例示するように、メッシュ電極基板１０において、メッシュ導電層３の開口部のみに透明電極層５が形成されるものであっても良く、また図２（ｂ）に例示するように、基材１上全面に透明電極層５が形成され、さらに形成された透明電極層５上に形成されるメッシュ導電層３の開口部に形成されていても良い。
ここで、図２（ａ）、（ｂ）において説明していない符号については、図１と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００２５】
本発明によれば、本発明のメッシュ電極基板と電極基板等の他の構成層との間において短絡の発生を防止することが可能となる。
例えば、本発明のメッシュ電極基板を用いて太陽電池を作製する場合、本発明のメッシュ電極基板において絶縁層が形成されることにより、上記メッシュ電極基板と太陽電池内の他の構成層との間で生じる短絡を防止することが可能となる。
また、メッシュ導電層上のみに絶縁層が形成される、すなわち、メッシュ導電層の開口部に絶縁層が形成されないことにより、太陽光の受光面積を充分に確保することができる。さらに、メッシュ導電層と絶縁層とを同時にメッシュ状に形成可能な製造方法を好適に用いることができることから、製造が容易となる。そのため、短絡防止効果を有し、発電効率に優れ、製造容易な太陽電池とすることが可能となる。
以下、本発明のメッシュ電極基板の各構成について説明する。
【００２６】
１．絶縁層
まず、本発明における絶縁層について説明する。本発明に用いられる絶縁層は、メッシュ導電層上のみに形成されるものである。絶縁層が形成されることにより、本発明のメッシュ導電層と他の構成層との間を絶縁とすることができる。そのため、短絡の発生を防止することが可能となる。
具体的には、本発明のメッシュ電極基板を用いて太陽電池が形成される際に、メッシュ導電層と太陽電池の他の構成層との間における短絡の発生を防止可能とすることができる。
また、本発明に用いられる絶縁層は、メッシュ導電層上のみに形成される、すなわち、メッシュ導電層の開口部上に形成されないことから、本発明のメッシュ電極基板における太陽光の受光面積が低下することを防止するものである。
【００２７】
本発明に用いられる絶縁層の幅としては、例えば本発明のメッシュ電極基板を用いて太陽電池等を作製する際に、メッシュ導電層と、太陽電池の他の電極層との間を充分に絶縁することができるものであり、且つ、少なくともメッシュ導電層上のみに形成されるものであるので、メッシュ導電層の幅を超えない幅であれば特に限定されるものではない。通常は、メッシュ導電層の有する幅と同一の幅で形成されるが、形成された絶縁層の一部が欠損したもの等であっても良い。
【００２８】
ここで、上記「同一の幅」とは、メッシュ導電層の有する幅と絶縁層の有する幅との差が、通常、メッシュ導電層の有する幅の５０％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
【００２９】
また、本発明に用いられる絶縁層の形状としては、例えば太陽電池内に用いられる際に、メッシュ導電層と他の構成層との間を絶縁できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、メッシュ導電層上に連続して形成されるものであっても良く、メッシュ導電層上に部分的に形成されるものであっても良い。
なお、本発明においては、メッシュ導電層上のみに絶縁層が形成されるものであり、メッシュ導電層の側面には絶縁層は形成されないものである。
【００３０】
本発明に用いられる絶縁層の形成材料としては、本発明のメッシュ電極基板を用いて太陽電池が形成される際に、後述するメッシュ導電層と太陽電池の他の構成層との間において絶縁性を発揮できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的に使用される絶縁性材料を使用することができる。
【００３１】
このような絶縁性材料としては、例えば、有機系絶縁性材料、無機系絶縁性材料、上記両絶縁性材料を混合するハイブリッド系絶縁性材料等が挙げられる。
【００３２】
上述したような有機系絶縁性材料は、加工適性に優れるという利点を有するものであり、例えば、天然樹脂、合成樹脂、天然ゴム、合成ゴム等が挙げられ、さらに上記天然樹脂および上記合成樹脂は、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂に大別できる。本発明においては、加工容易性の観点から、熱可塑性樹脂を特に好適に用いることができる。
【００３３】
このような熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ビニル樹脂、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。
また一方、上述したような熱硬化性樹脂としては、例えば、アミノ樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱可塑性樹脂を三次元架橋させた樹脂等を挙げることができる。なお、上述した熱可塑性樹脂を三次元架橋させた樹脂は、加工適性と高硬度とを兼ねているため、より好適に用いることができる。
【００３４】
また、上述したような無機系絶縁性材料は一般的に高硬度を示すものであり、短絡防止効果に優れるという利点を有するものである。このような無機系絶縁性材料としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等が挙げられ、なかでも金属酸化物を主体とするセラミックスが好適に用いられる。
このような金属酸化物の具体的な例としては、酸化ケイ素系、酸化アルミ系、酸化チタン系等を挙げることができ、なかでも酸化ケイ素系が好適に用いられる。
【００３５】
また、上述したようなハイブリッド系絶縁性材料は、有機系絶縁性材料および無機系絶縁性材料を混合したものである。そのため、有機系絶縁性材料および無機系絶縁性材料の利点を有しており、本発明においてより好適に用いることができる。
このようなハイブリッド系絶縁性材料としては、例えば、シリカ系を挙げることができる。具体的には、ポリシラザン、ポリシロキサン、ポリシラン等が挙げられるが、特に、ポリシラザンが好適に用いられる。薄膜で充分な絶縁性を発揮することが可能となるからである。
【００３６】
本発明に用いられる絶縁層の膜厚としては、例えば本発明のメッシュ電極基板を用いて太陽電池を作製する際に、メッシュ導電層と太陽電池の他の構成層との間に短絡の発生を防ぐことができるものであれば特に限定されるものではなく、上述した絶縁性材料の種類等に応じて適宜決定されるものであるが、通常、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。なかでも３０ｎｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、特に５０ｎｍ〜１μｍの範囲内であることがより好ましい。
絶縁層の膜厚が上記範囲に満たない場合、充分な絶縁性を付与することができなくなる可能性を有し、また一方、上記範囲を超える場合、後述するパターニングによる形成方法等による形成が困難となる場合があるからである。
【００３７】
本発明に用いられる絶縁層の形成方法としては、メッシュ導電層上のみに絶縁層を形成できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、メッシュ導電層に用いられる導電材料を用いて連続して形成される層（以下、導電材料層と称する場合がある。）の表面上全面に絶縁層が積層された絶縁層付導電材料層を形成し、これをパターニングすることにより、絶縁層とメッシュ導電層とを同時にメッシュ状に形成する方法、基材上に導電材料がメッシュ状に形成されてなるメッシュ導電層を形成し、メッシュ導電層上のみに、メッシュ状の絶縁層を形成する方法等を挙げることができる。
なかでも、後述する「Ｄ．メッシュ電極基板の製造方法」の項に記載する方法等を好適に用いることができる。
【００３８】
２．メッシュ導電層
次に本発明に用いられるメッシュ導電層について説明する。本発明におけるメッシュ導電層は、基材上に導電材料がメッシュ状に形成されてなるものである。また、上記メッシュ導電層上のみに、上述した絶縁層が形成されるものである。
【００３９】
具体的には、図１に例示するように、本発明に用いられるメッシュ導電層３は、基材１上に、接着層２を介して形成されており、メッシュ導電層３上のみに絶縁層４が形成されるものであっても良い。
【００４０】
本発明におけるメッシュ導電層に用いられる導電材料としては、所望の導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、本発明のメッシュ電極基板の用途等に応じて適宜選択して用いることができ、例えば、金属材料、カーボン、金属酸化物、導電性高分子等が挙げられる。なかでも、本発明においては、導電性に優れるという観点から、金属材料が好適に用いられる。
上記金属材料としては、例えば、チタン、アルミニウム、鉄、ニッケル、鉄−ニッケル合金、銅、または銅−ニッケル合金、ニオブ、タングステン、タンタル、クロム、ステンレス系合金等を挙げることができる。
【００４１】
また、本発明のメッシュ電極基板が色素増感型太陽電池に用いられる場合、本発明に用いられる導電材料としては、電解質層に含有される酸化還元対に対する耐性を有するものであることが好ましい。特に、一般的な色素増感型太陽電池に用いられる電解質層においては、腐食性の高いヨウ素を含有する酸化還元対が広く使用されることから、耐腐食性を有するものであることが好ましい。具体的には、チタン、アルミニウム、銅、または銅−ニッケル合金、ステンレス系合金等を挙げることができる。
なお、メッシュ導電層が、ヨウ素を含有する酸化還元対に対して耐性を有するか否かについては、ヨウ素を含む電解質溶液に５００時間浸漬させ、重量変化を測定することにより評価することができる。この場合、メッシュ導電層が腐食した場合には、メッシュ導電層が溶解（イオン化）し、重量が減少することを示す。
【００４２】
本発明に用いられるメッシュ導電層の膜厚としては、導電材料の種類等に応じて適宜選択されるものであり、所望の電気抵抗値を示す範囲内であれば特に限定されるものではないが、通常、１００ｎｍ〜１ｍｍの範囲内であることが好ましい。なかでも、３００ｎｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、特に５００ｎｍ〜３０μｍの範囲内であることがより好ましい。
メッシュ導電層の膜厚が上記範囲より薄い場合、メッシュ導電層の電気抵抗が大きくなりすぎてしまい、実質的にメッシュ導電層が電極として機能しなくなる可能性を有するからである。また一方、上記範囲より厚い場合、メッシュ導電層を形成する導電材料の種類によっては、製造効率や、製造コスト等の観点から生産性が低下する可能性を有するからである。
【００４３】
メッシュ導電層が形成されることによってメッシュ電極基板上に形成される開口部の形状としては、本発明のメッシュ電極基板の用途等に応じて適宜決定されるものであり、特に限定されるものではないが、例えば、三角形、四角形、六角形等の多角形形状、円形、楕円形およびそれらの連続形状等を挙げることができる。
【００４４】
本発明のメッシュ電極基板上における上記開口部の比率としては、本発明のメッシュ電極基板の用途等に応じて適宜選択されるものであり特に限定されるものではないが、通常、５０％〜９５％の範囲内であることが好ましい。
開口部の比率が上記範囲に満たない場合、例えば、本発明のメッシュ電極基板を用いて作製される太陽電池において、メッシュ電極基板側から太陽光を充分に受光することが困難となる場合があり、発電効率が低下する可能性があるからである。また一方、上記範囲を超える場合は、メッシュ導電層が電極としての機能を発揮することが困難となる可能性を有するからである。
【００４５】
また、上記開口部の個々の大きさとしては、本発明のメッシュ電極基板の用途等に応じて適宜決定されるものであるが、開口幅が１μｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましい。なかでも、１０μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、特に１００μｍ〜５００μｍの範囲内であることがより好ましい。
ここで、上記開口幅とは、メッシュ電極基板上に形成された個々の開口部において、最も幅が広い部分の距離を示すものである。
【００４６】
さらにメッシュ導電層の線幅としては、０．０２μｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましく、特に１０μｍ〜１ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００４７】
本発明に用いられるメッシュ導電層の形成方法としては、メッシュ状の導電層を形成する導電材料の種類等に応じて適宜選択されるものであり、所望の形状に形成できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、予め別途メッシュ状の導電層を形成し、これを基材に貼り合わせる方法（以下、Ａ方法とする。）や、導電材料層を形成した後に、パターニングすることによりメッシュ状にする方法（以下、Ｂ方法とする。）等を挙げることができる。
【００４８】
このようなＡ方法におけるメッシュ導電層を形成する方法としては、例えば、レジストを用いたフォトリソグラフィー法等を挙げることができる。
また、形成したメッシュ導電層を基材に貼り合わせる方法としては、メッシュ導電層上または基材上に接着層を形成し貼り合わせる方法等を挙げることができる。
【００４９】
上述したようなＡ方法においては、別途メッシュ導電層を形成する際に絶縁層を同時にパターニングして絶縁層付メッシュ導電層として基材上に貼り合わせても良い。
【００５０】
一方、上記Ｂ方法における導電材料層を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法（抵抗加熱、誘電加熱、ＥＢ加熱方式）、化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＶＤ法）、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＰＶＤ法）等を挙げることができる。
また、より厚みの大きいメッシュ導電層を形成することが必要な場合には、予め別途調製した導電材料層を、接着層等を介して貼合する方法等を用いることができる。
さらに、導電材料層に開口部を形成して所望の形状を有するメッシュ導電層とする方法としては、例えば、ドライエッチングやウエットエッチング等を挙げることができる。
【００５１】
上述したようなＢ方法においては、基材上全面に導電材料層を形成し、さらに導電材料層上全面に絶縁層を形成した後、絶縁層と同時にパターニングを行っても良く、また、基材上全面に導電材料層を形成し、パターニングを行いメッシュ導電層とした後、メッシュ導電層上のみに絶縁層を形成しても良い。
【００５２】
本発明におけるメッシュ導電層の形成方法としては、上述したＡ方法、Ｂ方法以外の形成方法であっても良く、例えば、メッシュ状に直接形成する方法等を挙げることができる。
このような方法としては、インクジェット法等によってメッシュ状の導電層を直接描画形成する方法を挙げることができる。
【００５３】
３．基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、本発明のメッシュ電極基板の他の構成を支持できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、樹脂材料、ガラス等を用いることができる。
このような基材としては、フレキシブル性が良好であること等の観点から、樹脂材料が特に好適に用いられる。
【００５４】
また、本発明に用いられる基材としては、透明性を有しているものであっても良く、有していないものであっても良いが、例えば、本発明のメッシュ電極基板が太陽電池等に用いられる際、透明性を有するものであることが好ましい。
上記透明性としては、本発明のメッシュ電極基板が色素増感型太陽電池に用いられる際に、多孔質層に含有される金属酸化物半導体微粒子が担持する色素増感剤が、光を吸収し起電力を生じさせることが可能な程度の太陽光を、透過できる程度の透明性を有しているものであれば特に限定されるものではないが、全光線透過率８０％以上であることが好ましい。
なお、上記全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１：１９９７に準拠した測定方法により測定した値を用いることができる。
【００５５】
このような透明性を有する樹脂材料としては、所望の透明性を示すものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等）、ポリアミド（ナイロン−６、ナイロン−６６等）、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリカーボネート等、あるいはこれらの高分子の共重合体からなる基材を用いることができる。
【００５６】
また、基材の厚みとしては、本発明のメッシュ電極基板に、必要な自己支持性を付与できるものであれば特に限定されるものではなく、基材を構成する材料等に応じて適宜選択されるものであるが、通常、１０μｍ〜２０００μｍの範囲内であることが好ましい。中でも５０μｍ〜１８００μｍの範囲内であることが好ましく、特に１００μｍ〜１５００μｍの範囲内であることがより好ましい。
上記範囲より基材が薄い場合、所望の自己支持性を得られない可能性を有しており、また一方、上記範囲より厚い場合、フレキシブル性を発揮することが困難となる可能性や、本発明のメッシュ電極基板および上記メッシュ電極基板を備える太陽電池等の薄型化が困難となる可能性を有するからである。
【００５７】
４．その他の構成層
本発明のメッシュ電極基板は、少なくとも上述した絶縁層、メッシュ導電層、基材を含むものであり、メッシュ電極基板の用途等に応じて、その他の構成層を有するものであっても良い。例えば、透明電極層、接着層、触媒層、光散乱層、水蒸気バリア層、ＵＶカット層等が挙げられる。
以下、その他の構成層について説明する。
【００５８】
（１）透明電極層
まず、本発明に用いられる透明電極層について説明する。本発明に用いられる透明電極層は、透明性を有し、所望の導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。
【００５９】
（ｉ）透明電極層の形成材料
本発明に用いられる透明電極層としては、透明性を有し、電極としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、導電性高分子材料や金属酸化物等からなるものを挙げることができる。
【００６０】
このような透明性を有する導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡ）、ポリピロール、またはこれらの誘導体等を挙げることができる。
また、このような金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、酸化インジウムにスズを添加した化合物（ＩＴＯ）、フッ素ドープしたＳｎＯ２（以下、ＦＴＯと称する。）、酸化インジウムに酸化亜鉛を添加した化合物（ＩＺＯ）等を挙げることができる。
これらの材料は、単独で使用しても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。
【００６１】
また、上述したような形成材料としては、触媒性能を有するものであっても良く、触媒性能を有していないものであっても良いが、特に触媒性能を有するものであることが好ましい。触媒層を別途形成する必要がないことから、メッシュ電極基板の薄型化、軽量化、製造工程の簡便化等を図ることができるからである。
なお、上記透明電極層の形成材料が触媒性能を有していないものである場合、導電性向上の観点から、触媒層を別途形成することが好ましい。
【００６２】
上述したような触媒性能を有する透明電極層の形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体等を挙げることができる。
【００６３】
また、本発明における透明電極層としては、単一の層から構成されるものであっても良く、また複数の層が積層された構成であっても良い。
【００６４】
（ｉｉ）透明電極層の形成位置
本発明に用いられる透明電極層の形成位置としては、メッシュ導電層と接触するように形成されていることが好ましい。導電性に優れたものとすることができるからである。
このような透明電極層の形成位置としては、例えば、メッシュ導電層の開口部上のみに形成される態様（図２（ａ）参照）や、メッシュ導電層の開口部および絶縁層上に形成される態様、基材上全面に透明電極層が形成され、透明電極層上にメッシュ導電層および絶縁層が形成される態様、基材上全面に透明電極層が形成され、メッシュ導電層および絶縁層が形成され、さらにメッシュ導電層の開口部に透明電極層が形成される態様（図２（ｂ）参照）等を挙げることができる。
なお、透明電極層が、メッシュ導電層の開口部および絶縁層上に形成される場合、メッシュ導電層の開口部上および絶縁層上に形成される透明電極層が互いに接触しないように形成される必要がある。例えば、太陽電池に用いた際に、短絡が生じる可能性を有するからである。
【００６５】
また、上述した透明電極層の形成位置としては、メッシュ導電層と接触されるように形成されるものであれば特に限定されるものではないが、なかでもメッシュ導電層の開口部に形成されることが好ましい。導電性により優れたメッシュ電極基板とすることができるからである。さらに、透明電極層とメッシュ導電層との密着不良により、その後に積層される他の構成層が剥離することを防止可能となるからである。
【００６６】
（ｉｉｉ）透明電極層の形成方法
本発明に用いられる透明電極層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法等の気相メッキ法等や、上述した材料を含有する透明電極層形成用塗工液を塗布、乾燥して形成する方法等を挙げることができる。
具体的には、透明電極層がメッシュ導電層の開口部のみに形成される態様（図２（ａ）参照）では、メタルマスクを用いてスパッタリングを行う方法を好適に用いることができる。また、透明電極層がメッシュ導電層の開口部および絶縁層上に形成される態様では、基材上にメッシュ導電層および絶縁層を形成した後に、透明電極層形成用塗工液を塗布する方法等を用いることができる。さらに透明電極層が基材上全面に形成され、基材上にメッシュ導電層および絶縁層が形成される態様では、基材上全面に透明電極層を形成できる方法であれば特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。
【００６７】
（ｉｖ）その他
また、本発明に用いられる透明電極層の膜厚としては、上記メッシュ導電層の膜厚以下であることが好ましい。形成されるメッシュ電極基板の構成間における高低差が緩和されるため、短絡防止効果を向上させることができるからである。
このような透明電極層の膜厚としては、通常、５ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。膜厚が上記範囲より厚い場合、均質な透明電極層を形成することが困難となる可能性があり、また、全光線透過率が低下して、良好な光電変換効率を得ることが困難となる可能性を有するからである。また一方、上記範囲より薄い場合、透明電極層の導電性が不十分となる可能性を有するからである。
なお、上記膜厚は、透明電極層が複数の層から構成される場合には、構成するすべての層の膜厚を合計した総膜厚を示すものである。
【００６８】
（２）接着層
本発明における接着層について説明する。本発明に用いられる接着層は、任意の構成層同士を貼り合わせる際に用いられるものであり、具体的には、基材−メッシュ導電層間等に好適に用いることができる。
このような接着層に用いられる接着性材料としては、接着層が形成される層間において密着性を発揮できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、樹脂材料等を用いることができ、具体的には、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリスチレン、アイオノマー樹脂等を挙げることができる。
【００６９】
（３）触媒層
本発明における触媒層について説明する。本発明に用いられる触媒層は、本発明のメッシュ電極基板の導電性を向上させる機能を有するものである。
本発明に用いられる触媒層は、上述したように、透明電極層の形成材料が触媒性能を有していないものであった場合、導電性向上の観点から、特に好適に用いられるものである。
このような触媒層としては、一般的な太陽電池用電極基板において用いられる触媒層と同様のものを使用することができる。
【００７０】
（４）その他
本発明のメッシュ電極基板は、上述した構成層以外にも、光散乱層、水蒸気バリア層、ＵＶカット層等の任意の層を含有していても良い。このような光散乱層、水蒸気バリア層、ＵＶカット層としては、一般的な電極基板に用いられるものと同様のものを好適に用いることができる。
【００７１】
５．メッシュ電極基板
本発明のメッシュ電極基板の用途としては、例えば、色素増感型太陽電池、有機薄膜型太陽電池等の有機系太陽電池や、アモルファス型太陽電池、化合物半導体太陽電池等の無機系太陽電池等のフレキシブル性を有する種々の太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子を用いたディスプレイ、および照明等を挙げることができる。
【００７２】
Ｂ．太陽電池
次に、本発明の太陽電池について説明する。本発明の太陽電池は、上記本発明に係るメッシュ電極基板を有することを特徴とするものである。
ここで、太陽電池としては、有機系太陽電池、無機系太陽電池に大別することができる。例えば、有機系太陽電池としては、光電変換機能を有する部位に有機物が用いられているものであれば特に限定されるものではなく、具体的な例として、色素増感型太陽電池、有機薄膜型太陽電池等を挙げることができる。
以下、各太陽電池について説明する。
【００７３】
１．色素増感型太陽電池
まず、本発明の色素増感型太陽電池について説明する。本発明の色素増感型太陽電池は、上記本発明に係るメッシュ電極基板を有することを特徴とするものである。
具体的には、本発明の色素増感型太陽電池は、上述したメッシュ電極基板と、上記メッシュ電極基板の上記メッシュ導電層と対向する位置に配置され、対極としての機能を有する色素増感型太陽電池用電極基板と、上記メッシュ電極基板、または上記色素増感型太陽電池用電極基板のいずれか一方の基板上に形成され、色素増感剤が担持された金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層と、上記メッシュ電極基板および上記色素増感型太陽電池用電極基板の間に形成され、酸化還元対を含有する電解質層と、を有するものとすることができる。
ここで、本発明の色素増感型太陽電池に用いられる上記メッシュ電極基板以外の構成としては、通常、色素増感型太陽電池に用いられる構成部材を用いることができる。
このような本発明の色素増感型太陽電池としては、上記多孔質層の形成位置が上記メッシュ電極基板上、または上記色素増感型太陽電池用電極基板のいずれであるかによって、２態様に大別することができる。
【００７４】
本発明の色素増感型太陽電池の各態様について図面を参照しながら説明する。図３（ａ）、（ｂ）は本発明の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。
図３（ａ）に例示する色素増感型太陽電池２０は、色素増感型太陽電池用電極基板１１上に多孔質層１２が形成され、多孔質層１２と、メッシュ電極基板１０とが対向するように配置され、電解質層１３を挟持するように形成されるものである。
また、図３（ｂ）に例示する色素増感型太陽電池２０は、メッシュ電極基板１０上に、多孔質層１２が形成されており、多孔質層１２と、色素増感型太陽電池用電極基板１１とが対向するように配置され、電解質層１３を挟持するように形成されるものである。
なお、メッシュ電極基板１０の各構成については、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７５】
本発明によれば、上記本発明に係るメッシュ電極基板が用いられることにより、上記メッシュ電極基板および色素増感型太陽電池用電極基板における電極間の短絡防止が可能となる。
さらに、上記メッシュ電極基板のメッシュ導電層上のみに絶縁層が形成される、すなわち、メッシュ導電層の開口部に絶縁層が形成されないことから、上記本発明に係るメッシュ電極基板における太陽光の受光面積が低下することを防ぎ、発電効率に優れた色素増感型太陽電池とすることができる。
また、製造方法の観点においても、後述する「Ｄ．メッシュ電極基板の製造方法」の項に記載する形成方法により、上記メッシュ電極基板を形成することにより、容易に製造可能な色素増感型太陽電池とすることができる。
以下、本発明の色素増感型太陽電池の各構成について説明する。
【００７６】
（１）メッシュ電極基板
本発明におけるメッシュ電極基板について説明する。本発明に用いられるメッシュ電極基板は、上記本発明に係るものである。したがって、本発明に用いられるメッシュ電極基板の構成等については、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７７】
（２）色素増感型太陽電池用電極基板
次に、本発明に用いられる色素増感型太陽電池用電極基板について説明する。本発明における色素増感型太陽電池用電極基板は、上述したメッシュ電極基板のメッシュ導電層が形成される側に対向して配置されるものであり、本発明の色素増感型太陽電池において、上記メッシュ電極基板に対向する対極として機能するものである。
このような色素増感型太陽電池用電極基板としては、透明性を有するものであっても良く、有していないものであっても良く、上述したメッシュ電極基板に応じて適宜選択されるものである。すなわち、上記メッシュ電極基板および色素増感型太陽電池用電極基板の少なくとも一方が透明性を有するように選択されるものである。
【００７８】
色素増感型太陽電池用電極基板が透明性を有する場合、上記色素増感型太陽電池用電極基板としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、通常、公知の透明電極基材を用いることができ、例えば、上述したメッシュ電極基板を好適に用いることができる。
【００７９】
また、色素増感型太陽電池用電極基板が透明性を有していない場合、上記色素増感型太陽電池用電極基板としては、電極としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、金属電極基材等を挙げることができる。
このような金属電極基材としては、金属材料からなる金属層のみから構成されるものであっても良く、あるいは任意の基材上に金属層が形成される構成を有するものであっても良いが、なかでも、金属層のみから構成されるもの（例えば、金属箔等）であることが好ましい。金属層は、金属材料からなるため、耐熱性に優れており、後述する多孔質層形成時に焼成することができるからである。
【００８０】
上記金属層に用いられる金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、クロム、タングステン、モリブデン、白金、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、亜鉛、各種ステンレスおよびそれらの合金等が挙げられる。
また、金属層の厚みとしては、特に限定されるものではなく、通常、１００ｎｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。なかでも、５００ｎｍ〜５００μｍの範囲内であることが好ましく、特に１μｍ〜２００μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００８１】
（３）多孔質層
本発明に用いられる多孔質層は、色素増感剤が担持された金属酸化物半導体微粒子を含むものである。また、上述したように、上記多孔質層は上記メッシュ電極基板、または上記色素増感型太陽電池用電極基板のいずれか一方の基板上に形成されるものである。
以下、多孔質層の構成について説明する。
【００８２】
（ｉ）金属酸化物半導体微粒子
本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等を挙げることができる。これらの金属酸化物半導体微粒子は、多孔性の多孔質層形成に適しており、エネルギー変換効率の向上、製造コストの削減を図ることができる。なかでも、本発明においては、上記金属酸化物半導体微粒子としてＴｉＯ２からなるものを用いることが好ましい。特に半導体特性に優れるからである。
【００８３】
本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子としては、すべて同一の金属酸化物からなるものであっても良く、あるいは、異なる金属酸化物からなるものが２種類以上用いられているものであっても良い。
【００８４】
（ｉｉ）色素増感剤
本発明に用いられる色素増感剤としては、光を吸収して起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定されるものではない。このような色素増感剤としては、例えば、有機色素または金属錯体色素を用いることができる。
ここで、有機色素としては、例えば、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系、インドリン系、スクアリウム系、カルバゾール系等の色素が挙げられる。本発明においては、特にインドリン系の色素およびカルバゾール系の色素が好適に用いられる。
また、金属錯体色素としては、例えばルテニウム系色素が好適に用いられ、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素が好適に用いられる。このような色素増感剤は、吸収できる光の波長範囲が広いため、金属酸化物半導体微粒子に担持させることにより、光電変換可能な光の波長領域を大幅に拡げることが可能であるからである。
【００８５】
（ｉｉｉ）任意の成分
上記多孔質層としては、上述した金属酸化物半導体微粒子および色素増感剤以外に任意の成分が含有されていても良い。このような任意の成分としては、例えば、樹脂材料を挙げることができる。上記多孔質層に樹脂材料が含有されることにより、多孔質層の脆性を改善することができるからである。
このような樹脂材料としては、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、カプロラクタン等を挙げることができる。
【００８６】
（ｉｖ）多孔質層
上記多孔質層の厚みとしては、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも３μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８７】
本発明に用いられる多孔質層の形成される位置としては、本発明の色素増感型太陽電池に所望の電池特性を発揮させられるものであれば特に限定されるものではなく、本発明の色素増感型太陽電池の機能や用途等により適宜選択されるものであり、具体的には、上記メッシュ電極基板上に形成されるものであっても良く、上記色素増感型太陽電池用電極基板上に形成されるものであっても良い。
なかでも、色素増感型太陽電池用電極基板上に形成されることが好ましい。本発明に用いられる色素増感型太陽電池用電極基板は、上述したように、種々の電極基材を用いることができるため、色素増感型太陽電池用電極基板が金属電極基材からなるものである場合、多孔質層の形成時に焼成することが可能となり、多孔質層に含有される金属酸化物半導体微粒子間の結合性が高まり、強度の優れた多孔質層とすることができるからである。
【００８８】
本発明における多孔質層の形成方法としては、所望の形態からなる多孔質層を形成できる方法であれば特に限定されず、通常使用される方法を用いることができる。
このような方法としては、例えば、上述した金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層形成用塗工液を塗布し、焼成することで多孔質層形成用層を形成した後、色素増感剤を含有する色素増感剤溶液内に浸漬し、乾燥させることにより形成する方法等が挙げられる。
なお、上記方法は多孔質層形成用層を焼成することにより、多孔質層形成用塗工液内に含有される金属酸化物半導体微粒子間の結合性が高まり、強度に優れた多孔質層とすることができる等の利点を有する。
【００８９】
（４）電解質層
本発明に用いられる電解質層は、酸化還元対を含有するものである。
上記酸化還元対としては、一般的に色素増感型太陽電池の電解質層として用いられるものであれば特に限定されるものではない。なかでも、ヨウ素の酸化還元対、または臭素の酸化還元対が好適に用いられる。
【００９０】
上記電解質層は、上記酸化還元対以外の構成成分を有していても良く、架橋剤、光重合開始剤、増粘剤、常温融解塩等の添加剤を含有していても良い。また、電解質層は、ゲル状、固体状または液体状のいずれの形態からなる電解質層であっても良いが、固体状の電解質層（固体電解質層）であることがより好ましい。固体電解質層は液漏れ等の問題が生じにくく、扱いが容易となるからである。
【００９１】
本発明における電解質層の膜厚としては、一般的に電解質層において採用されている膜厚であれば特に限定されるものではない。
このような電解質層の膜厚として、例えば、固体電解質層の場合、０．５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、特に２μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００９２】
本発明における電解質層の形成方法としては、所望の形態からなる電解質層を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、通常使用される方法を用いることができる。
このような形成方法としては、例えば、酸化還元対を含有する電解質液と固化剤となる樹脂溶液とからなる樹脂電解質溶液を調製し、塗布、乾燥して固体電解質層を形成する方法等が挙げられる。
【００９３】
（５）色素増感型太陽電池
本発明の色素増感型太陽電池としては、本発明の色素増感型太陽電池の用途等に応じて、上述したメッシュ電極基板、色素増感型太陽電池用電極基板、多孔質層、および電解質層以外の構成を有していても良い。
【００９４】
また、本発明の色素増感型太陽電池は、モジュール化されているものであっても良い。本発明の色素増感型太陽電池のモジュール化としては、本発明の色素増感型太陽電池が複数個連結されているものであれば特に限定されるものではなく、一対の上記メッシュ電極基板および上記色素増感型太陽電池用電極基板の間に複数の色素増感型太陽電池が形成されるものであっても良く、または本発明の色素増感型太陽電池が複数個連結されるものであっても良い。
このような色素増感型太陽電池モジュールとしては、後述する「Ｃ．太陽電池モジュール」の項に記載するため、ここでの説明は省略する。
【００９５】
２．有機薄膜型太陽電池
次に、本発明の有機薄膜型太陽電池について説明する。本発明の有機薄膜型太陽電池は、上記本発明に係るメッシュ電極基板を有することを特徴とするものである。
具体的には、本発明の有機薄膜型太陽電池は、上述したメッシュ電極基板と、上記メッシュ電極基板の上記メッシュ導電層が形成された側に配置され、対極としての機能を有する有機薄膜型太陽電池用電極基板と、上記２基板に挟持される光電変換層と、を有するものである。
ここで、本発明に係るメッシュ電極基板以外の構成については、一般的な有機薄膜型太陽電池に使用されるものを用いることができる。
【００９６】
本発明の有機薄膜型太陽電池について図面を参照しながら説明する。図４は本発明の有機薄膜型太陽電池の一例を示す概略断面図である。
図４に例示する有機薄膜型太陽電池３０は、上述したメッシュ電極基板１０と、メッシュ電極基板１０のメッシュ導電層３が形成される側に対向するように形成される有機薄膜型太陽電池用電極基板３４と、上記メッシュ電極基板１０および有機薄膜型太陽電池用電極基板３４に挟持される光電変換層３２とを有するものであり、さらにメッシュ電極基板１０および光電変換層３２の間に正孔取出層３１、有機薄膜型太陽電池用電極基板３４および光電変換層３２の間に電子取出層３３が各々形成されるものであっても良い。
また、図示はしないが、本発明の有機薄膜型太陽電池としては、メッシュ電極基板および光電変換層の間に電子取出層、有機薄膜型太陽電池用電極基板および光電変換層の間に正孔取出層が各々形成されるものであっても良い。
ここで、メッシュ電極基板１０の各構成については、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９７】
本発明によれば、上記本発明に係るメッシュ電極基板が用いられることにより、上述した色素増感型太陽電池と同様に、短絡防止が可能で、発電効率に優れた、容易に製造可能な有機薄膜型太陽電池とすることができる。
以下、本発明の有機薄膜型太陽電池の各構成について説明する。
【００９８】
（１）メッシュ電極基板
まず、本発明におけるメッシュ電極基板について説明する。本発明に用いられるメッシュ電極基板は、上記本発明に係るものである。したがって、本発明に用いられるメッシュ電極基板の構成等については、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９９】
（２）有機薄膜型太陽電池用電極基板
次に、本発明に用いられる有機薄膜型太陽電池用電極基板について説明する。本発明における有機薄膜型太陽電池用電極基板は、上述したように、上記メッシュ電極基板の上記メッシュ導電層と対向する位置に配置され、対極としての機能を有するものである。
このような有機薄膜型太陽電池用電極基板としては、一般的に対向電極層と基板とから構成されるものであるが、本発明の有機薄膜型太陽電池の用途等に応じて、対向電極層および基板以外の構成を有するものであっても良い。
以下、有機薄膜型太陽電池用電極基板の各構成について説明する。
【０１００】
（ｉ）対向電極層
本発明における有機薄膜型太陽電池用電極基板に用いられる対向電極層としては、電極としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、上述したメッシュ電極基板に用いられる電極層に対する仕事関数の大小に応じて適宜選択することができる。
【０１０１】
このような対向電極層としては、上述したメッシュ電極基板に用いられる電極層に対して、上記対向電極層の仕事関数が小さい場合、光電変換層で発生した電子を取出すための電極（電子取出電極）として機能するものであり、また一方、上記メッシュ電極基板に用いられる電極層に対して、上記対向電極層の仕事関数が大きい場合、光電変換層で発生した正孔を取出すための電極（正孔取出電極）として機能するものである。
【０１０２】
このような対向電極層の形成材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、所望の仕事関数に応じて適宜選択されるものであり、一般的に有機薄膜型太陽電池において電極基材として用いられるものを用いることができる、例えば、透明電極層、金属電極層等を挙げることができる。
【０１０３】
また、上述したような対向電極層としては、透明性を有していないものであっても良く、有するものであっても良いが、上述したメッシュ電極基板の透明性の有無に応じて適宜選択されるものである。
本発明において、対向電極層が透明性を有するものである場合、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載した透明電極層に用いられる材料と同様のものを用いることができることから、ここでの説明は省略する。
また、上記対向電極層が透明性を有していないものである場合、所望の機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、金属層からなる金属電極層等を好適に用いることができる。
【０１０４】
また、本発明における対向電極層としては、光電変換層上に全面に形成されるものであっても良く、パターン状に形成されるものであっても良い。
【０１０５】
本発明に用いられる対向電極層は、単層であっても良く、また異なる仕事関数の材料を用いて積層されたものであっても良い。
【０１０６】
本発明に用いられる対向電極層の膜厚としては、単層である場合にはその膜厚が、複数層からなる場合には各層を合わせた総膜厚が、０．１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
本発明における対向電極層の膜厚が上記範囲より薄い場合、対向電極層のシート抵抗が大きくなりすぎるため、発生した電荷を充分に外部回路へ伝達できない可能性があり、また一方、上記範囲より厚い場合、全光線透過率が低下し、光電変換効率を低下させる可能性を有するからである。
【０１０７】
本発明における対向電極層の形成方法としては、一般的な電極層の形成方法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法やＣＶＤ法等の乾式塗工法を挙げることができる。また、Ａｇ等の金属コロイドを含有する金属ペースト等を用いて塗布する湿式塗工法を用いることもできる。
【０１０８】
また、対向電極層のパターニング方法としては、所望のパターンを精度よく形成できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、フォトリソグラフィー法等を挙げることができる。
【０１０９】
（ｉｉ）基板
続いて、本発明における有機薄膜型太陽電池用電極基板に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板は、上述した対向電極層を支持するものである。
このような基板としては、上述した対向電極層を表面上に形成できるものであれば特に限定されるものではなく、また対向電極層と同様に、透明性を有するものであっても良く、有していないものであっても良いが、上述したメッシュ電極基板の透明性の有無に応じて適宜選択されるものである。
【０１１０】
本発明に用いられる基板が透明性を有するものである場合、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載した透明基板に用いられる材料と同様のものを用いることができるため、ここでの説明は省略する。
また、本発明に用いられる基板が透明性を有していないものである場合、上述した対向電極層を支持できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な基板として用いられるものを用いることができる。
【０１１１】
（ｉｉｉ）その他
本発明における有機薄膜型太陽電池用電極基板としては、上述した本発明のメッシュ電極基板を用いても良い。
【０１１２】
（３）光電変換層
続いて、本発明における光電変換層について説明する。本発明に用いられる光電変換層は、上述したメッシュ電極基板および有機薄膜型太陽電池用電極基板に挟持されるものである。
なお、光電変換層とは、一般的に有機薄膜型太陽電池の電荷分離に寄与し、生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向かって輸送する機能を有する部材をいう。
【０１１３】
本発明に用いられる光電変換層としては、電子受容性および電子供与性の両機能を有する単一の層であっても良く、また電子受容性の機能を有する電子受容性層と電子供与性を有する電子供与性層とが積層されたものであっても良い。
【０１１４】
（４）任意の構成層
本発明の有機薄膜型太陽電池としては、上述したメッシュ電極基板、有機薄膜型太陽電池用電極基板、および光電変換層を有するものであれば、本発明の有機薄膜型太陽電池の機能、用途等に応じて、任意の構成層を有していても良い。例えば、正孔取出層、電子取出層等が挙げられる。
なお、本発明の有機薄膜型太陽電池としては、上述した構成層以外にも必要に応じて、保護シート、充填材層、バリア層、保護ハードコート層、強度支持層、防汚層、高光反射層、光封じ込め層、封止材層等の機能層を有していても良い。また、層構成に応じて、各機能層間に接着層が形成されていてもよい。
なお、これらの各層については、特開２００７−７３７１７号公報等に記載のものと同様とすることができる。
【０１１５】
（５）有機薄膜型太陽電池
本発明の有機薄膜型太陽電池は、上述した色素増感型太陽電池と同様に、モジュール化されているものであっても良い。
このような有機薄膜型太陽電池モジュールとしては、後述する「Ｃ．太陽電池モジュール」の項に記載するため、ここでの説明は省略する。
【０１１６】
Ｃ．太陽電池モジュール
続いて、本発明の太陽電池モジュールについて説明する。本発明の太陽電池モジュールは、上記本発明に係る太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とするものである。
【０１１７】
本発明の太陽電池モジュールについて図面を参照して説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。
図５（ａ）に例示するように、本発明の太陽電池モジュール４０は、色素増感型太陽電池２０が並列に複数個連結されたものである。図５（ａ）に示すように、通常、太陽電池モジュール４０の、端部はシール材１４等により封止されており、各色素増感型太陽電池２０の間には隔壁１５が形成される。
また一方、図５（ｂ）に例示するように、本発明の太陽電池モジュール４０は、有機薄膜型太陽電池３０が並列に複数個連結されたものである。図５（ａ）と同様に、太陽電池モジュール４０の、端部はシール材１４等により封止されており、各有機薄膜型太陽電池３０の間には隔壁１５が形成される。
なお、図５（ａ）、（ｂ）におけるメッシュ電極基板１０、色素増感型太陽電池２０、および有機薄膜型太陽電池３０の各構成については、上記「Ａ．メッシュ電極基板」および「Ｂ．太陽電池」の項に記載したため、ここでの説明は省略する。
【０１１８】
本発明の太陽電池モジュールにおける複数個の太陽電池の接続としては、所望の起電力を得ることができるものであれば特に限定されるものではなく、直列のみであっても良く、並列のみであっても良く、直列および並列を組み合わせているものであっても良い。
なお、太陽電池については、上記「Ｂ．太陽電池」の項に記載したため、ここでの説明は省略する。
【０１１９】
本発明によれば、上記本発明に係るメッシュ電極基板を備える太陽電池が用いられるため、短絡防止効果を備え、発電効率に優れた太陽電池モジュールとすることができる。
【０１２０】
Ｄ．メッシュ電極基板の製造方法
次に、本発明のメッシュ電極基板の製造方法について説明する。
本発明のメッシュ電極基板の製造方法は、基材と、上記基材上にメッシュ状に形成される導電材料からなるメッシュ導電層と、上記メッシュ導電層上に形成される絶縁層と、を有するメッシュ電極基板の製造方法であって、上記導電材料を用いて連続した導電材料層を形成する導電材料層形成工程と、上記導電材料層の表面上全面に絶縁層を形成し、絶縁層付導電材料層を形成する絶縁層付導電材料層形成工程と、上記絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成するパターニング工程と、を有することを特徴とする製造方法である。
【０１２１】
このような本発明のメッシュ電極基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６は、本発明のメッシュ電極基板の製造方法の一例を示す工程図である。この例に示されるメッシュ電極基板１０の製造方法は、基材１上全面に、導電材料層３’を形成する導電材料層形成工程（図６（ａ））と、導電材料層３’の表面上全面に絶縁層４を形成し、絶縁層付導電材料層６を形成する絶縁層付導電材料層形成工程（図６（ｂ））と、絶縁層付導電材料層６をメッシュ状に形成するパターニング工程（図６（ｃ））と、により基材１上にメッシュ状に形成された絶縁層付導電材料層６’を有するメッシュ電極基板１０を製造する方法である。
また、図７に例示するように、本発明のメッシュ電極基板の製造方法における導電材料層形成工程としては、基材１上に接着層２を形成し（図７（ａ））、接着層２を介して導電材料層３’を貼合する（図７（ｂ））ものであっても良い。ここで、図７において説明していない符号については、図６と同様のものであるとする。
【０１２２】
また、図８は本発明のメッシュ電極基板の製造方法の他の例を示す工程図である。この例に示されるメッシュ電極基板１０の製造方法は、予め別途導電材料層３’を準備する導電材料層形成工程（図８（ａ））と、導電材料層３’上全面に絶縁層４を形成し、絶縁層付導電材料層６を形成する絶縁層付導電材料層形成工程（図８（ｂ））と、絶縁層付導電材料層６をパターニングするパターニング工程（図８（ｃ））と、を有し、基材１上に、接着層２を介してメッシュ状に形成された絶縁層付導電材料層６’を貼り合わせるものである。
なお、図示はしないが、上述した図８と同様に絶縁層付導電材料層を形成した後、基材上に、接着層を介して貼り合わせた後に、パターニング工程を行っても良い。
【０１２３】
本発明によれば、絶縁層付導電材料層形成工程により絶縁層付導電材料層を形成した後に、パターニング工程により絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成することから、メッシュ導電層と絶縁層とを同時にメッシュ状に形成することができる。そのため、短絡防止効果に優れたメッシュ電極基板を容易に製造することが可能となる。
また、導電材料層形成工程において別途導電材料層を形成することから、本発明によって製造されるメッシュ電極基板の用途等に応じて、様々な膜厚を有する導電材料層を得ることができるため、膜厚が大きく導電性の高いメッシュ導電層を形成することが可能となる。
したがって、太陽電池等に用いられる際に、電極間の短絡を防止することが可能であり、発電効率に優れたメッシュ電極基板を容易に製造することができる。
以下、本発明に用いられる各工程について説明する。
【０１２４】
１．導電材料層形成工程
まず、本発明における導電材料層形成工程について説明する。本工程は、導電材料を用いて連続した導電材料層を形成する工程である。
【０１２５】
本工程によって形成される導電材料層は、導電材料を用いて連続して形成されるものである。なお、上記導電材料層を形成する導電材料としては、上述したメッシュ電極基板に用いられる導電材料と同様のものを好適に用いることができる。
【０１２６】
このような導電材料層の形成方法は、導電材料の種類等に応じて適宜決定されるものであり、所望の機能を有する導電材料層を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、導電材料層を基材上に形成する態様（図６および図７参照）、別途導電材料層を準備する態様（図８参照）等を挙げることができる。なお、このような各態様における導電材料層の形成方法については、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載した方法と同様の方法とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【０１２７】
２．絶縁層付導電材料層形成工程
次に、本発明における絶縁層付導電材料層形成工程について説明する。本工程は、上述した導電材料層の表面上全面に絶縁層を形成し、絶縁層付導電材料層を形成する工程である。
【０１２８】
本工程によって形成される絶縁層付導電材料層は、導電材料層の表面上全面に絶縁層が形成されたものである。
【０１２９】
このような絶縁層付導電材料層の形成方法としては、上述した導電材料層形成工程によって形成された導電材料層の表面上全面に絶縁層を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、絶縁層の形成材料を含有する絶縁層形成用塗工液を調製して塗布する方法等を挙げることができる。
【０１３０】
本工程に用いられる絶縁層としては、本発明によって製造されるメッシュ電極基板を備える太陽電池を作製する際に、メッシュ導電層および太陽電池の他の構成層を絶縁とすることが可能なものであれば特に限定されるものではなく、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載した絶縁層と同様のものを好適に用いることができる。
【０１３１】
３．パターニング工程
次に、本発明におけるパターニング工程について説明する。本工程は、上述した絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成する工程である。
【０１３２】
本工程におけるパターニング方法は、上述した絶縁層付導電材料層形成工程により形成された絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、基材上に種々の方法で絶縁層付導電材料層を形成し、本工程によってパターニングを行うことにより、導電材料層および絶縁層を同時にメッシュ状に形成する方法（図６および図７参照）であっても良く、また別途絶縁層付導電材料層を形成した後、絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成し、基材上に貼合する方法（図８参照）であっても良く、さらに別途絶縁層付導電材料層を形成し、基材上に貼合した後、絶縁層付導電材料層をメッシュ状に形成する方法であっても良い。
なお、本工程におけるパターニング方法としては、上述したメッシュ電極基板に用いられる方法と同様の方法を用いることができる。
【０１３３】
また、本工程によって形成されるメッシュ導電層の開口部の形状、開口部の比率、個々の開口部の大きさ、およびメッシュ導電層の線幅としては、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３４】
４．その他の工程
本発明のメッシュ電極基板の製造方法においては、上述した導電材料層形成工程、絶縁層付導電材料層形成工程、およびパターニング工程以外の他の工程を有するものであっても良い。
本発明におけるその他の工程としては、本発明によって製造されるメッシュ電極基板の用途等に応じて適宜決定することができるものであり、例えば、透明電極層形成工程等を挙げることができる。
【０１３５】
上記透明電極層形成工程において形成される透明電極層としては、透明性を有し、所望の導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般的な透明電極層の形成材料を用いて形成することができ、例えば、上述したメッシュ電極基板に用いられる透明電極層と同様のものを用いることができる。
【０１３６】
また、このような透明電極層を形成する方法としては、例えば、透明電極層の形成材料を含有した透明電極層形成用塗工液を調製し、塗布、乾燥させる方法等を挙げることができる。具体的には、メッシュ導電層の開口部上のみに形成される場合（図２（ａ）参照）、例えば、メタルマスクを用いてスパッタリング法を行う方法等を用いることができる。また、メッシュ導電層の開口部および絶縁層上に形成される場合、例えば、基材上に表面に絶縁層が形成されたメッシュ電極層を形成した後、透明電極層の形成材料を含有した透明電極層形成用塗工液を調製し、塗布、乾燥させる方法等を用いて形成することができる。
なお、基材上全面に透明電極層が形成され、透明電極層上にメッシュ導電層および絶縁層が形成される場合においては、基材上全面に透明電極層を形成することができる方法であれば特に限定されない。
また、基材上全面に透明電極層が形成され、メッシュ導電層および絶縁層が形成され、さらにメッシュ導電層の開口部に透明電極層が形成される場合（図２（ｂ）参照）においては、所望の透明電極層を形成できる方法であれば特に限定されない。
ここで、上記透明電極層の形成材料としては、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載したものと同様のものを用いることができるため、ここでの記載は省略する。
【０１３７】
５．メッシュ電極基板
本発明によって製造されるメッシュ電極基板について説明する。
本発明によって製造されるメッシュ電極基板は、基材と、上記基材上に形成されるメッシュ導電層と、上記メッシュ導電層上のみに形成される絶縁層と、を有するものとなる。
本発明によって製造されるメッシュ電極基板の用途としては、上記「Ａ．メッシュ電極基板」の項に記載したものと同様に、種々の太陽電池、有機ＥＬ、照明等を挙げることができる。
【０１３８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１３９】
以下、実施例および比較例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１４０】
［実施例］
（メッシュ部作製）
基材として５０ｍｍ角、厚み１２５μｍのＰＥＮ板（Ｑ−６５ＦＡ、帝人デュポン社製）を用意し、基材上に、接着層として５０ｍｍ角、膜厚３０μｍのアイオノマー樹脂材料（ハイミラン、三井デュポンケミカル社製）を設置し、導電材料層として５０ｍｍ角、厚み２０μｍのＳＵＳ板（ＳＵＳ３０４、竹内金属箔粉工業社製）を用意した。
上記接着層を介して、上記基材と上記ＳＵＳ板とを真空ラミネート法（１００℃、１０ｍｉｎ、０．１ＭＰａ条件下）により貼合した。
その後、ＳＵＳ板上に２％ポリシラザンコート液（アクアミカＮＰ１４０、キョーワ社製）を塗工し、乾燥、硬化させ、膜厚１５０ｎｍ（乾燥膜厚換算）の絶縁層を形成した。
次に、ＳＵＳ板を３ｃｍ角の範囲で、線幅５０μｍ、開口幅４５０μｍ、開口率８０％のハニカム構造となるように、フォトエッチング法を用いて、メッシュ電極基板を作製した。
上記メッシュ電極基板上に、透明電極層および触媒層として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ２％水分散液を塗工量０．３ｇ／ｍ２（固形分）になるように塗布し、乾燥（１２０℃、１０ｍｉｎ）させることにより、透明電極層を形成し、メッシュ電極基板を得た。
【０１４１】
（色素増感型太陽電池作製）
次に、色素増感型太陽電池用電極基板として膜厚５０μｍのＴｉ箔（竹内金属箔粉工業社製）上に、エタノール中で酸化チタン粒子（Ｐ２５、日本エアロジル社製）に０．５％エチルセルロース（ＳＴＤ−１００、日新化成工業社製）を混合させたペーストを塗布、乾燥させ、その後焼成（５００℃、３０ｍｉｎ）し、膜厚５μｍの多孔質層形成用層を形成した。
その後、アセトニトリル／ｔ−ブタノール＝１／１（体積比）溶液中にＮ７１９色素（Ｄｙｅｓｏｌ社製）を０．３ｍＭ溶解させた色素増感剤溶液を調製し、この色素増感剤溶液中に多孔質層形成用層を積層した色素増感型太陽電池用電極基板を２０時間浸漬させた。次に、アセトニトリルを用いてリンスした後、常温で乾燥させることにより、色素増感型太陽電池用電極基板上に多孔質層を形成した。
【０１４２】
次に、６mol/L hexyl methyl imidazolum iodide（富山薬品社製）、０．６mol/L Ｉ２（メルク社製）、０．４５mol/L n-methyl benzoimidazol（Aldorich社製）をhexyl methyl imidazolum tetracyano borate（メルク社製）に溶解した電解質溶液を調製した。
続いて、エチルセルロース（ＳＴＤ−１００、日新化成工業社製）をエタノール中に１０質量％溶解させた樹脂溶液を調製し、上述した電解質溶液：樹脂溶液＝１：６（重量比）で混合して樹脂電解質溶液を得た。これをミヤバーで色素増感型太陽電池用電極基板上の多孔質層上に塗布し、加熱（１２０℃、１０ｍｉｎ）して、固体状の電解質層を得た。
その後、メッシュ電極基板と色素増感型太陽電池用電極基板とを貼り合わせ、１２０℃、１０ｍｉｎ、０．１ＭＰａにてラミネートすることにより色素増感型太陽電池を得た。
【０１４３】
［比較例］
基材として５０ｍｍ角、厚み１２５μｍのＰＥＮ板（Ｑ−６５ＦＡ、帝人デュポン社製）を用意し、基材上に、接着層として５０ｍｍ角、膜厚３０μｍのアイオノマー樹脂材料（ハイミラン、三井デュポンケミカル社製）を設置し、導電材料層として５０ｍｍ角、厚み２０μｍのＳＵＳ板（ＳＵＳ３０４、竹内金属箔粉工業社製）を用意した。
上記接着層を介して、上記基材と上記導電材料層とを真空ラミネート法（１００℃、１０ｍｉｎ、０．１ＭＰａ条件下）により貼合した。
次に、フォトエッチング法を用いて、ＳＵＳ板を３ｃｍ×３ｃｍの範囲で線幅５０μｍ、開口幅４５０μｍ、開口率８０％のハニカム構造となるメッシュ電極基板を作製した。
その後、実施例と同様に色素増感型太陽電池を作製した。
【０１４４】
［評価］
上記実施例および上記比較例で作製した色素増感型太陽電池について、各例５個ずつその光電変換特性を測定した。
その結果、実施例の色素増感型太陽電池では、５個中すべての色素増感型太陽電池で電池性能を確認できた。その性能は５個のセル平均値でＪＳＣ＝５ｍＡ／ｃｍ２、ＶＯＣ＝０．６５Ｖ、ＦＦ＝０．６５、η＝２．１％であった。
一方、比較例の色素増感型太陽電池では、５個中３個の色素増感型太陽電池で短絡が確認された。短絡の生じなかった２個のセル平均値は、ＪＳＣ＝５．１ｍＡ／ｃｍ２、ＶＯＣ＝０．６３Ｖ、ＦＦ＝０．６、η＝１．９％であった。
なお、上記測定結果は、分光感度測定装置ＣＥＰ２０００（分光計器製）にて、１００ｍＷ／ｃｍ２、１ＳＵＮの条件下でＩＶ特性を測定した値である。
また、６５℃に調節したオーブン内に、実施例および比較例で作製した色素増感型太陽電池を入れて、１０００時間経過後のＩＶ特性を測定し、性能維持率の評価を行った。
その結果、各色素増感型太陽電池における性能維持率のセル平均値は、実施例では６０％となり、比較例では４５％となった。これより、実施例の方が比較例より高い値を示したことから、耐久性に優れることが示唆された。
【符号の説明】
【０１４５】
１  …  基材
２  …  接着層
３  …  メッシュ導電層
３’  …  導電材料層
４  …  絶縁層
５  …  透明電極層
６  …  絶縁層付導電材料層
６’  …  パターニングされた絶縁層付導電材料層
１０  …  メッシュ電極基板
１１  …  色素増感型太陽電池用電極基板
１２  …  多孔質層
１３  …  電解質層
１４  …  シール材
１５  …  隔壁
２０  …  色素増感型太陽電池
３０  …  有機薄膜型太陽電池
３１  …  正孔取出層
３２  …  光電変換層
３３  …  電子取出層
３４  …  有機薄膜型太陽電池用電極基板
【図１】
0005699334.tif 000002
【図２】
0005699334.tif 000003
【図３】
0005699334.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005699334.tif 000008
【図８】
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