(57)【要約】  導電膜(３)が成膜された第一基板(２)の導電膜(３)に半導体層(４)が積層された光電極(５)と、第二基板(６)に導電膜(７)が成膜された対向電極(８)とが、半導体層(４)を介して導電膜(３，７)同士を対向させて、積層され、互いに対向する導電膜(３，７)の少なくともいずれか一方は、互いに電気的に分離されて複数の分割導電膜(Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６)が形成されており、分割導電膜(Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６)とこれに対向する導電膜(７，３)の全体とが積層方向に視て重なった領域が、又は、互いに対向する分割導電膜(Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６)同士が積層方向に視て重なった領域が、発電測定部(Ｐ)を形成し、発電測定部(Ｐ)を形成する互いに対向する導電膜(３，７)に通電可能とされていることを特徴とする光電変換素子(１Ａ)。
2015190554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電膜が成膜された第一基板の前記導電膜に半導体層が積層された光電極と、第二基板に導電膜が成膜された対向電極とが、前記半導体層を介して前記導電膜同士を対向させて、積層され、
互いに対向する前記導電膜の少なくともいずれか一方は、互いに電気的に分離された複数の分割導電膜により形成されており、
前記分割導電膜とこれに対向する導電膜の全体とが積層方向に視て重なった領域が、又は、互いに対向する前記分割導電膜同士が積層方向に視て重なった領域が、通電可能とされて発電測定部を形成していることを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
第一基板の前記導電膜は、一方向に互いに平行に延びる複数の分割導電膜を形成し、
第二基板の前記導電膜は、前記積層方向に視て前記一方向に交叉する方向に互いに平行に延びる複数の分割導電膜を形成していることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
互いに対向する前記分割導電膜同士は、前記積層方向に視て直交していることを特徴とする請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記発電測定部は、同一面積で複数形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【請求項５】
第一基板の前記導電膜及び第二基板の前記導電膜の少なくともいずれか一方に、集電部材が配されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項６】
第一基板の前記導電膜及び第二基板の前記導電膜の少なくともいずれか一方の端部に、前記導電膜を構成する材料とは異なる材料からなる端子が設置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光電変換素子が複数接続されて形成されていることを特徴とする電気モジュール。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の光電変換素子に光を照射する工程と、  前記発電測定部の電流又は電圧の検出を行う工程と、
検出された値に基づいて発電性能を評価する工程と、を有することを特徴とする光電変換素子の評価方法。
【請求項９】
前記光電変換素子が有する少なくとも一対の端子に通電することによって、前記発電測定部の電流又は電圧の検出を行うことを特徴とする請求項８に記載の光電変換素子の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子、電気モジュール及び光電変換素子の評価方法に関する。本願は、２０１４年６月１１日に、日本に出願された特願２０１４−１２０８７０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンエネルギーの発電装置として、シリコン系太陽電池、色素増感型太陽電池、その他の光電変換素子（電気モジュール）が注目されている。近年では、これらの品質の保持及び向上を目的として研究開発が進められている。
光電変換素子の品質を良好とするために、光電変換素子の光電極の発電性能の均一性が求められる。光電変換素子が大型になるほど光電極の発電性能の均一性が、光電変換素子全体の性能に大きな影響を与える。光電変換素子又は電気モジュールの評価方法として、例えば下記特許文献１，２に記載された方法等が開発され、利用されている。
特許文献１には、スポット光源を用いて、太陽電池の特定部分のみを光照射し、特定部分の発電特性から光電極の発電性能の均一性を評価する装置が開示されている。
特許文献２には、ライン状の光を太陽電池に照射し、太陽電池の出力に基づいた演算処理により、光電極の膜面における特性分布をマッピングする装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４１４４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−７３８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の装置は、光電変換素子の特定部分のみを照射するスポット光源又はライン状の光源等の特殊な光源を備える必要があるため、装置が高額となり、測定に多くの時間を費やすという問題があった。さらに、照射部分のアライメントが必要であったり、複雑な演算処理が必要であったりするため、装置の構成が複雑になるという問題があった。
そこで、上記課題に鑑み、本発明は、面均一性の評価を容易に行うことができる光電変換素子、電気モジュール及び光電変換素子の評価方法を提供する。
ここで、「面均一性」とは、光電変換素子の光電極の発電性能の均一性を意味する。当該光電極の複数箇所の発電性能を測定し比較したとき、それらの発電性能が均一であれば、当該光電極の面均一性は高いといえる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光電変換素子は、導電膜が成膜された第一基板（一の基板）の前記導電膜に半導体層が積層された光電極と、第二基板（他の基板）に導電膜が成膜された対向電極とが、前記半導体層を介して前記導電膜同士を対向させて、積層され、互いに対向する前記導電膜の少なくともいずれか一方は、互いに電気的に分離（絶縁）された複数の分割導電膜により形成されており、前記分割導電膜とこれに対向する導電膜の全体とが積層方向に視て重なった領域が、又は、互いに対向する前記分割導電膜同士が積層方向に視て重なった領域が、通電可能とされて発電測定部を形成していることを特徴とする。
本発明の構成によれば、光電変換素子の導電膜を電気的に分離された状態で分割することにより、発電測定部が設定される。発電測定部に通電することが可能な位置に端子を形成し、当該端子に電流を測定可能なメータを接続するだけで、所望の発電測定部の発電性能を測定することができる。単一又は複数の光電変換素子において、複数の発電測定部を設定し、各発電測定部の発電性能を測定し比較することによって、当該複数の発電測定部の発電性能の均一性、すなわち当該光電変換素子の面均一性を評価することができる。【０００６】
本発明の第一基板の（一方の）前記導電膜は、一方向に互いに平行に延びる複数の分割導電膜を形成し、第二基板の（他方の）前記導電膜は、前記積層方向に視て前記一方向に交叉する方向に互いに平行に延びる複数の分割導電膜を形成していてもよい。
この構成によれば、光電変換素子の発電測定部を細かく設定することができる。【０００７】
本発明の互いに対向する前記分割導電膜同士は、前記積層方向に視て直交していてもよい。
この構成によれば、発電測定部を、矩形にまとまった箇所に設定できる。【０００８】
本発明の前記発電測定部は、同一面積で複数形成されていることが好ましい。
この構成によれば、各発電測定部の発電性能の比較が容易となる。【０００９】
本発明の第一基板の前記導電膜及び第二基板の前記導電膜の少なくともいずれか一方に、集電部材が配されていてもよい。
この構成によれば、光電変換素子で発電された電流を効率よく集電することができる。
本発明の第一基板の前記導電膜及び第二基板の前記導電膜の少なくともいずれか一方の端部に、前記導電膜を構成する材料とは異なる材料からなる端子が設置されていてもよい。
この構成によれば、例えば、前記導電膜よりも電気抵抗の低い材料からなる端子を設置すると、当該端子を介して電流計等の測定器を接続して発電性能を測定する時に、当該端子と測定器を接続する際の接触抵抗を低減することができる。この結果、測定誤差を低減することができる。【００１０】
本発明の電気モジュールは、上記いずれかの光電変換素子が複数接続されて形成されていることを特徴とする。    
この構成によれば、上記いずれかの作用及び機能を発揮する。【００１１】
本発明の光電変換素子の評価方法は、上記いずれかの光電変換素子に光を照射する工程と、前記発電測定部の電流又は電圧の検出を行う工程と、検出された値に基づいて発電性能を評価する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、光電変換素子の発電性能を容易に測定することができる。
本発明の光電変換素子の評価方法において、前記光電変換素子が有する少なくとも一対の端子に通電することによって、前記発電測定部の電流又は電圧の検出を行ってもよい。
この構成によれば、分割導電膜で区画された複数の発電測定部のうち、所望の発電測定部に対応する箇所に端子を接続することにより、当該発電測定部の電流又は電圧の測定（検出）を容易に行うことができる。また、端子を接続する箇所を変更することにより、所望の発電測定部について上記測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光電変換素子の発電性能を、シンプルな構造の電流又は電圧メータを用いて簡便に測定することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の光電変換素子を模式的に示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の光電変換素子を模式的に示した平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の光電変換素子の変形例を模式的に示した斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態の光電変換素子の変形例を模式的に示した平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の電気モジュールを模式的に示した斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態の電気モジュールの一部を拡大して示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照して本発明の光電変換素子及び電気モジュールの実施形態について、本発明の光電変換素子及び電気モジュールが色素増感太陽電池（以下「太陽電池」と称する。）である場合を例として説明する。
なお、本願発明は、色素増感太陽電池以外にも有機薄膜太陽電池、ペロブスカイト太陽電池、有機無機ハイブリット型等の他の光電変換素子及び電気モジュールにも適用することができる。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態である太陽電池１Ａは、第一基板２に導電膜３及び半導体層４が成膜された光電極５と、第二基板６に導電膜７が成膜された対向電極８とが、導電膜３，７同士を対向させて積層されている。光電極５と対向電極８との間には、電解質（不図示）が充填されている。第一基板２の板面と第二基板６の板面とは、各板面の外縁部において封止材１０により連続的に貼着されている。なお、図１では、構造の表示の都合上、封止材１０の一部（手前側）を省略して示している。
【００１６】
太陽電池１Ａは、互いに対向する導電膜３，７の双方が、電気的に分離されて、複数の分割導電膜Ｘ１−Ｘ５（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５）、分電導電部Ｙ１−Ｙ６（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５、Ｙ６）を形成している。本実施形態では導電膜３，７の双方が分割されているが、導電膜３，７の少なくともいずれか一方のみが分割された構成であってもよい。
互いに対向する分割導電膜Ｘ１−Ｘ５と、分電導電部Ｙ１−Ｙ６が積層方向に視て重なった領域は、図２に示すように、複数に区画された発電測定部１ｐ−３０ｐを形成している。以下、これらの発電測定部を、包括的又は個別的に「発電測定部Ｐ」ということがある。互いに対向する分割導電膜Ｘ１−Ｘ５と、分電導電部Ｙ１−Ｙ６とには、少なくとも一つの区画の発電測定部Ｐ（すなわち、発電測定部１ｐ−３０ｐのいずれか１つ以上）に通電可能となる位置に、端子２１，２２が設けられている。
【００１７】
第一基板２及び第二基板６の材料としては、それぞれ例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明の熱可塑性樹脂材料を主材料とする樹脂材料又はガラス基板等が好適に用いられる。第一基板２及び第二基板６は、可撓性を有するフィルムであってもよい。第一基板２及び第二基板６の少なくともいずれかには、透明基板が用いられている。
【００１８】
図１に示すように、導電膜３は、矢印Ｌ２方向に間隔を空けて、矢印Ｌ１方向に互いに平行に延びる複数の短冊状の分割導電膜Ｘ１−Ｘ５により構成されている。なお、ここで示した分割導電膜の数は一例である。各分割導電膜Ｘ１−Ｘ５の間においては、導電膜３が成膜されておらず、第一基板２が露出しており、一方向（矢印Ｌ１方向）に平行に延びる溝状（条状）の絶縁部１５を形成している。
導電膜７は、矢印Ｌ１方向に間隔を空けて、矢印Ｌ２方向に互いに平行に延びる複数の短冊状の分割導電膜Ｙ１−Ｙ６により構成されている。なお、ここで示した分割導電膜の数は一例である。各分割導電膜Ｙ１−Ｙ６の間においては、導電膜７が成膜されておらず、第二基板６が露出しており、矢印Ｌ２方向に平行に延びる溝状（条状）の絶縁部１６を形成している。
絶縁部１５，１６には、絶縁材料又は半導体材料が配されていてもよい。その絶縁性を高める観点から、半導体材料よりも絶縁材料の方が好ましい。
【００１９】
第一基板２に形成された各分割導電膜Ｘ１−Ｘ５と、第二基板６に形成された各分割導電膜Ｙ１−Ｙ６とが、光電極５と対向電極８との積層方向に視て重なっている領域は、一つの発電測定部Ｐ（１ｐ−３０ｐ）を構成している。前記領域は、各絶縁部１５，１６を積層方向に投影したときに、各絶縁部１５，１６により囲まれた分割導電膜Ｘ１−Ｘ５及び分割導電膜Ｙ１−Ｙ５からなる領域である。一つの発電測定部Ｐは各絶縁部１５，１６によって複数の区画に分割されており、これらの発電測定部１ｐ−３０ｐは、同一面積の矩形に形成されている。
各絶縁部１５同士の間隔及び各絶縁部１６同士の間隔は、適切な大きさの発電測定部Ｐを形成できる寸法に設定されている。発電測定部Ｐの大きさは、例えば、一辺が１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲が好ましく、５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲がより好ましい。
また、絶縁部１５，１６の幅は、例えば、それぞれ１μｍ〜３ｍｍが好ましく、１μｍ〜１ｍｍがより好ましい。
分割導電膜Ｘ１−Ｘ５の形成方法は特に限定されず、例えば、第一基板２に形成した導電膜３を公知のフォトリソグラフ法によって、所望の形状に分割する方法が挙げられる。分割導電膜Ｙ１−Ｙ６も同様に形成され得る。
【００２０】
導電膜３，７の材料としては、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、酸化インジウム／酸化亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）等が挙げられる。
光電極５の導電膜３又は対向電極８の導電膜７の少なくともいずれか一方は、透明導電膜であることが好ましい。
【００２１】
第二基板６に成膜される導電膜７は、電解質に対する酸化還元反応を触媒する触媒層としての役割を有していてもよく、有していなくてもよい。前者の場合は、導電膜７上に更に不図示の触媒層が成膜される。後者の場合には導電膜７のみが第二基板６に成膜される。
導電膜７の表面に成膜される触媒層としては、例えば、カーボンペースト、プラチナ等からなる触媒層が挙げられる。
光電極５の導電膜３の表面にはｈ＋（正孔）ブロッキング層が備えられていることが好ましい。対向電極８の導電膜７の表面には電子ブロッキング層が備えられていることが好ましい。
対向電極８を構成する導電膜３および必要に応じて積層される触媒層の形成方法は特に限定されず、公知方法が適用可能である。
【００２２】
半導体層４は、増感色素から電子を受け取り輸送する機能を有するものであり、金属酸化物、有機金属などからなる半導体が導電膜３の表面に成膜されてなる半導体層である。本実施形態では、半導体層４は、分割導電膜Ｘ１−Ｘ５間にわたって連続的に成膜されている。しかし、半導体層４は、分割導電膜Ｘ１−Ｘ５間の各絶縁部１５に沿って分割されていてもよい。
半導体層４を構成する前記金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）等が用いられる。前記有機金属としては、ＣＨ3ＮＨ3ＰｂＸ3（Ｘはハロゲン原子）などのペロブスカイト構造の有機金属等が用いられる。
光電極５を構成する半導体層４の成膜方法は特に限定されず、公知方法が適用可能である。半導体層４を導電膜３と同様に分割する場合には、例えば、公知のフォトリソグラフ法により分割する方法が適用できる。
【００２３】
半導体層４は、増感色素を担持することができる。増感色素の担持量を高める観点から、半導体層４は多孔質であることが好ましい。増感色素としては、例えば公知の有機色素、金属錯体色素等が挙げられる。有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系等の各種有機色素が挙げられる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が好適である。
本実施形態では図示しないが、光電極５と対向電極８との間にはセパレータが介装されていてもよい。
【００２４】
封止材１０は、第一基板２及び第二基板６の外縁に沿って全周に連続して配されており、第一基板２と第二基板６との間に電解質を保持可能な空間を形成した状態で、これらの基板を貼り合せている。
封止材１０としては、例えばホットメルト樹脂等の接着剤が好適である。
第一基板２及び第二基板６を封止する方法は特に限定されず、公知方法が適用可能である。
【００２５】
端子２１，２２は、区分けされた複数の発電測定部ｐ１−ｐ３０のうち、電流又は電圧を測定する任意の発電測定部Ｐに通電可能な部材又は部位である。一対の端子２１，２２は、分割導電膜Ｘ１−Ｘ５及び分割導電膜Ｙ１−Ｙ６にそれぞれ設置されており、電流又は電圧等を測定する外部装置の端子が接続される。外部装置の端子が接続した特定の分割導電膜を介して、特定の発電測定部Ｐにおける電流又は電圧等が測定される。
端子２１，２２は、発電測定部Ｐを形成している任意の分割導電膜Ｘ１―Ｘ５，分割導電膜Ｙ１−Ｙ６に予め設けられていてもよい。又は、発電測定部Ｐに光を照射して発電される電流又は電圧を測定する際に、必要に応じて端子２１，２２が設けられてもよい。
【００２６】
各分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６における端子２１，２２を形成する位置は、電流又は電圧の測定機器に電気的に接続可能な位置であれば特に限定されない。図１に示すように、本実施形態では、端子２１，２２は、発電測定部２３ｐの電流又は電圧が測定できるように、分割導電膜Ｘ３の端部と分割導電膜Ｙ５の端部とに予め接続されている。
【００２７】
端子２１，２２は、公知の導電材料を用いて形成され、分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，分割導電膜Ｙ１−Ｙ６に電気的に接合されている。導電材料としては、例えば、金属、導電性炭素系化合物等が好適に用いられる。端子２１，２２が金属の場合、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鋼鉄、真鍮等が好適に用いられる。
導電膜３，７と導電材料とは電気的に導通していればよい。導電膜３，７と導電材料とは直接又は間接的に接合されている。導電膜３，７と端子２１，２２を構成する導電材料とを電気的に接合する方法としては、例えば、溶接、メッキ、圧着等の公知の方法が挙げられる。
【００２８】
端子２１，２２の形状及び取り付け方は特に限定されない。例えば、クリップ式の端子、押し付け式の端子等が挙げられる。押し付け式の端子の形状として、例えば、棒状が挙げられる。クリップ式の端子は、所定の分割導電膜に接続するとともに、第一基板２及び第二基板６を挟んで固定する。押し付け式の端子は、基板上の導電層の上方から押し付けて固定される。
【００２９】
導電膜３，７の一部は、封止材１０で封止されている内部空間から封止材１０を超えて第一基板２又は第二基板７と共に外部に突出するとともに露出していることが好ましい。さらに、露出している導電膜３，４に銅箔等が積層されて、端子２１，２２が形成されていることが好ましい。
【００３０】
電解質は、半導体層４の内部に浸透し、そのほぼ表面全体に塗工されている。
電解質としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル等の非水系溶剤；ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウム又はヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン液体などの液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解液とヨウ素とが混合された溶液等が挙げられる。また、電解質は、逆電子移動反応を防止する目的で、ｔ−ブチルピリジンを含んでいてもよい。
【００３１】
次に、光電変換素子の評価方法の一例として、太陽電池１Ａの発電性能の測定方法を説明する。
太陽電池１Ａの発電性能の測定は、太陽電池１Ａに光を照射する工程と、太陽電池１Ａの少なくとも一対の端子に通電する工程と、発電測定部Ｐの電流値又は電圧値の検出を行う工程と、検出された電流値又は電圧値を評価する工程とを有する。
【００３２】
＜太陽電池１Ａに光を照射する工程＞
電流又は電圧を測定する発電測定部として選択された、複数の発電測定部１ｐ−３０ｐのうちの少なくともいずれか１つを含んで光を照射する。この際、光の照射範囲は、太陽電池１Ａの一部又は全部のいずれであってもよい。
光を照射する装置としては、発電可能な光波長を照射可能な光源であれば、特に限定されず、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、等が挙げられる。
【００３３】
＜端子に通電する工程＞  
端子２１，２２に通電する工程は、電流及び／又は電圧メータを用いて行う。ここで、端子に通電するとは、当該端子を介して発電測定部の電流又は電圧を測定可能な状態にすることを意味する。
図１に示すように、端子２１，２２が設けられた分割導電膜Ｘ３，Ｙ５と、これらにそれぞれに隣り合う分割導電膜Ｘ２，Ｘ４及び分割導電膜Ｙ４，Ｙ６との間が、絶縁部１５，１６により電気的に絶縁されている。したがって、端子２１，２２に通電すると、端子２１，２２の間で、分割導電膜Ｘ３，Ｙ５のみを電流が流れる。光照射によって発電され、積層方向に太陽電池１Ａを視て分割導電膜Ｘ３，Ｙ５同士が重なった発電測定部２３ｐにおいて電子が対向電極８から光電極５に向かって積層方向に移動する。この際、電解質によって輸送される電子は、導電膜３，７間を垂直方向（導電膜面の垂線方向）に移動し、ほとんど導電膜３，７間を斜め方向（導電膜面の垂線に対して交差する方向）には移動しない。したがって、端子２１，２２から出力される電流又は電圧は、ほとんど発電測定部２３ｐのみに由来する。
【００３４】
＜電流値又は電圧値の検出を行う工程＞
発電測定部における光電変換によって生じた電流値又は電圧値の検出を行う工程は、公知方法により行うことができる。例えば、公知の電流メータ（電流計）若しくは電圧メータ（電圧計）を使用し、任意の電圧印加時の電流値を読み取るか、又は、高抵抗を接続し近似的に電流を０（ゼロ）とした場合の電圧値を読み取ることにより行うことができる。
太陽電池１Ａにおいて、端子２１，２２に通電した場合、ほぼ発電測定部２３ｐのみを電子が移動するため、発電測定部２３ｐを流れる電流値又は電圧値が検出される。
【００３５】
＜発電性能を評価する工程＞
上記の工程を経た上で、電流値又は電圧値の検出を行う工程で得られた電流値又は電圧値を評価することで太陽電池１Ａの一部である特定の発電測定部の発電性能を測定することができる。
【００３６】
太陽電池１Ａの導電膜３は、分割導電膜Ｘ１−Ｘ５に電気的に分離した状態で分割されている。対向する導電膜７は分割導電膜Ｙ１―Ｙ６に電気的に分離した状態で分割されている。分割導電膜Ｘ１−Ｘ５と分割導電膜Ｙ１−Ｙ６の長手方向は積層方向に視て互いに交叉（交差）している。分割導電膜Ｘ１−Ｘ５と分割導電膜Ｙ１−Ｙ６は、積層方向に投影させた絶縁部１５，１６及び封止材１０に囲まれた（囲繞された）発電測定部１ｐ−３０ｐを形成し、対向する第一基板２と第二基板６の板面の全体を、それぞれ覆っている。
したがって、電流値又は電圧値を測定したい発電測定部２３ｐの全体を光照射し、端子２１，２２に通電するだけで、発電測定部２３ｐのみを流れる電流値又は電圧値を検出することができる。
【００３７】
以上より、太陽電池１Ａは、得られた電流値又は電圧値を評価することで、非常に簡便に、電流又は電圧の流れの良否の要因となる分割導電膜Ｘ３，Ｙ５の重なり部分及び半導体層４の形成状態を確認することができるという効果が得られる。つまり、太陽電池１Ａの代表部分として設定した発電測定部Ｐにおける発電性能を評価することによって、発電測定部Ｐにおける光電極及び対向電極を構成する各層の成膜状態を間接的に評価することができる。また、発電測定部Ｐは、必要に応じて、太陽電池１Ａの任意の箇所に任意の数で設定されるので、太陽電池１Ａの代表部分となり得る。
太陽電池１Ａにおいて、評価する領域の設定を、発電測定部１ｐ−３０ｐの選択と、発電測定部１ｐ−３０ｐを形成している分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６に設けられた端子２１，２２への通電と、によって行うことができる。したがって、本発明の評価方法は、従来の評価方法のように、太陽電池の特定の領域のみを照射する特殊な光源を有する照射装置に依存しない。
【００３８】
本発明の評価方法によれば、少なくとも一つの発電測定部１ｐ−３０ｐを照射することのできる光源と、一般的な電流メータ又は電圧メータの簡便な装置を使用して安価に、太陽電池１Ａの導電膜３，７及び半導体層４の成膜状態を評価することができる、という効果が得られる。
また、発電測定部Ｐが、矩形で同一面積に形成されているため、発電測定部Ｐをコンパクトにまとまった領域に設定することができるとともに、評価を行いやすい、という効果が得られる。
【００３９】
なお、端子２１，２２は、全ての分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６に形成されていることが好ましい。しかし、発電測定を部分的に行う場合、例えば特定の発電測定部のみの発電性能を評価する等の場合は、分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６のいずれかにのみに端子２１，２２が形成されていてもよい。
【００４０】
また、図１に示す端子２１，２２は、図３に示すように、分割導電膜によって構成されていてもよい。すなわち、端子２１は、封止材１０に囲まれた内部空間から封止材１０を突き抜けて外側に延設させた、第一基板２上の分割導電膜Ｘ１−Ｘ５そのものであってもよい。同様に、端子２２は、封止材１０に囲まれた内部空間から封止材１０を突き抜けて外側に延設させた、第二基板６上の分割導電膜Ｙ１−Ｙ６そのものであってもよい。
この構成により、端子２１，２２を構成する導電部材を分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６に接合する工程を省くことができる。また、発電測定部Ｐの測定後、絶縁部１５，１６により分割された導電膜３，７を不図示の導電材を用いて容易に接続することができる。つまり、不図示の導電材を用いて分割導電膜Ｘ１−Ｘ５同士及び分割導電膜Ｙ１−Ｙ６同士を容易に接続し、すべての分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６から電流を取り出すことができる。
【００４１】
太陽電池１Ａにおいて、第一基板２の導電膜３及び第二基板６の導電膜７が共に電気的に分割された構成に替えて、いずれか一方の導電膜のみが分割された構成であってもよい。
この構成によれば、第一基板２又は第二基板６の全体に成膜された分割されていない導電膜３又は導電膜７のいずれか一方と、対向する分割された導電膜７又は導電膜３と、の積層方向に視た重なり部分を発電測定部Ｐとして、電流値又は電圧値を測定することができる、という効果が得られる。
【００４２】
光電極５の絶縁部１５と対向電極８の絶縁部１６とは、図４に太陽電池１Ｂとして示すように、積層方向に視て鋭角又は鈍角に交叉し、平行四辺形の発電測定部Ｐを形成していてもよい。
この場合、光電極５の分割導電膜Ｘ１−Ｘ５及び対向電極８の分割導電膜Ｙ１−Ｙ６は、それぞれの少なくとも一端が第一基板２又は第二基板６の側端１０ｅ又は側端１０ｆに達するように、連続して成膜されている。
【００４３】
太陽電池１Ｂにおいて、光電極５の端子２１は第一基板２の一方の側端１０ｅから突出し、対向電極８の端子２２は第二基板６の他方の側端１０ｆから突出する。
太陽電池１Ｂは次の方法によって容易に製造され得る。第一基板２と第二基板６としてそれぞれ可撓性を有する帯状のフィルム材を使用し、端子２１，２２間に直交する方向（矢印Ｌ２に直交する方向）に搬送しつつ、太陽電池１Ｂを容易に製造することができる。
【００４４】
＜電気モジュール＞
本発明の第２の実施形態として、太陽電池１Ａを直列接続させた太陽電池１Ｃ（電気モジュール）について、図５を用いて説明する。本実施形態において、前述した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、前述した実施形態と相違する点を中心に説明する。
図５に示すように、太陽電池１Ｃにおいて、一つのセルを構成する太陽電池１Ａの各分割導電Ｙ１−Ｙ６膜が、分割導電膜Ｘ１及び導電材３０を介して、隣接する（隣り合う）他の太陽電池１Ａの各分割導電膜Ｙ１−Ｙ６と、一対一で矢印Ｌ２方向に直列接続している。すなわち、隣り合う２つの太陽電池１Ａの各々の分割導電膜Ｙ１同士、Ｙ２同士、Ｙ３同士、Ｙ４同士、Ｙ５同士、Ｙ６同士が、分割導電膜Ｘ１及び導電材３０を介して、直列に接続されている。
【００４５】
図６に示すように、太陽電池１Ｃにおいて、導電材３０及び導電材３０が配された分割導電膜Ｘ１には、分割導電膜Ｙ１−Ｙ６間に形成された複数の絶縁部１６，１６・・に対向する位置に、絶縁部１７がそれぞれ形成されている。
この構成において、一つの太陽電池１Ａの対向電極８の分割導電膜Ｙ１−Ｙ６に流れた電子は、分割導電膜Ｙ１−Ｙ６に対向する分割導電膜Ｘ１の一部（絶縁部１７によって細分化された各々の分割導電膜Ｘ１）に移動した後、分割導電膜Ｙ１−Ｙ６に対応するように分割された（分割導電膜Ｘ１と同様に細分化された）導電材３０を経由して、隣接する太陽電池１Ａの分割導電膜Ｙ１−Ｙ６に順次移動する。
【００４６】
例えば、各太陽電池１Ａの全体に発電測定部Ｐが形成されていると、所望の発電測定部Ｐを形成している分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６に設けられた端子（不図示）に通電することによって、簡便に当該領域の導電膜３，７及び半導体層４の成膜の均一性を評価することができる、という効果が得られる。太陽電池１Ｃは、第１実施形態で説明した作用及び効果を同様に奏する。
【００４７】
太陽電池１Ａ，１Ａ同士の間は、導電膜Ｘ１及び導電材３０を介して直列に接続されており、この分割導電膜Ｘ１と分割導電膜Ｙ１−Ｙ６のいずれかとの間を電子が移動することができる。したがって、太陽電池１Ａの発電測定部Ｐの電流値又は電圧値は、直列接続が行われている分割導電膜Ｘ１と分割導電膜Ｙ１−Ｙ６のいずれかとの間の電流値を差し引いて測定されることが好ましい。つまり、隣接する太陽電池１Ａ同士を直列に接続している部位におけるリーク電流や電気抵抗を考慮して、発電測定部Ｐにおける発電性能を評価することが好ましい。
【００４８】
上述した各太陽電池において、一つのセル内の一つ以上の分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６には、その長手方向に沿って、集電部材としての導電材３０が配されていてもよい。
この場合、一つ以上の分割導電膜Ｘ１−Ｘ５，Ｙ１−Ｙ６に配された導電材３０と、対向する分割導電膜Ｙ１−Ｙ６又は分割導電膜Ｘ１−Ｘ５との間には、短絡を防止するための絶縁材料が介装される。
この構成により、導電材３０が配された分割導電膜Ｘ１の集電効率が向上する、という効果が得られる。
【符号の説明】
【００４９】
１Ａ，１Ｂ  太陽電池（光電変換素子）
１Ｃ    太陽電池（電気モジュール）
２    第一基板
３    導電膜
４    半導体層
５    光電極
６    第二基板
７    導電膜
１０  封止材
１５  絶縁部
１６  絶縁部
１７  絶縁部
３０  導電材（集電部材）
Ｐ    発電測定部
１ｐ−３０ｐ  発電測定部
Ｘ１−Ｘ５（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５）  分割導電膜
Ｙ１−Ｙ６（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６）  分割導電膜
【図１】
2015190554.tif 000003
【図２】
2015190554.tif 000004
【図３】
2015190554.tif 000005
【図４】
2015190554.tif 000006
【図５】
2015190554.tif 000007
【図６】
2015190554.tif 000008
【国際調査報告】
2015190554.tif 000009
2015190554.tif 000010