(57)【要約】【課題】高い出力を実現し、経時劣化の少ない光電変換素子を提供する。【解決手段】電極１と、前記電極１の一方の面に接して配置された増感色素が固定された半導体層２と、この半導体層２側において前記電極１に対向するように配置された対電極３と、前記電極１と前記対電極３との間に配置された電荷輸送層４と、を備えた光電変換素子であって、電荷輸送層４は含水多孔質体４２を含有する電解液４１からなることとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、前記電極の一方の面に接して配置された増感色素が固定された半導体層と、この半導体層側において前記電極に対向するように配置された対電極と、前記電極と前記対電極との間に配置された電荷輸送層と、を備えた光電変換素子であって、電荷輸送層は含水多孔質体を含有する電解液からなることを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
含水多孔質体は、０．１〜３０ｗｔ％の割合で電解液中に含有され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】
基板の一方の表面に対電極が形成され、他方の表面に加熱素子を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている太陽電池の大部分は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコンを用いたものである。しかし、これらシリコン系太陽電池の製造プロセスは複雑でコストが高いため、製造コストの低減が大きな課題となっている。
【０００３】
そこで、近年、高純度材料および高エネルギープロセスを比較的必要としない太陽電池として、色素増感太陽電池が注目されている。この色素増感太陽電池は、半導体電極の表面に光を吸収する増感色素を吸着させ、半導体電極のバンドギャップより長波長の可視光を増感色素で吸収させることで光電変換効率の向上を図った光電変換素子にて構成されるものである。
【０００４】
色素増感太陽電池の一例としてグレッツェル・セルを挙げることができる。その一般的な構造は、透光性で導電性の高い電極と、その電極の一方の面に二酸化チタン等の酸化物半導体ナノ粒子を用いた多孔質膜を形成しこれに増感色素を担持させた半導体層と、この半導体層側で前記電極に対向するように配置された白金等の金属がドープされた導電性ガラス等の対電極と、両電極間に電解液が充填されてなる電荷輸送層とから構成されている。ここで、色素増感太陽電池における電解液は、例えばエチレンカーボネートとアセトニトリルとの混合有機溶媒にヨウ化テトラ−ｎ−プロピルアンモニウムとヨウ素を溶解したものを挙げることができる。しかしながら、有機溶媒の高い蒸気圧のために徐々に電解液が抜けて所定の性能が出なくなったり、水の進入により電池内部で電解質が析出したりして効率が落ちるという問題があった。そこで、例えば、特許文献１のように水を含有する電解液を用いることが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１１０２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように水を含有する電解液を用いることで高い出力を得ることができる。しかしながら、出力の経時劣化についてはいまだ十分に改善されていないのが実情である。
【０００６】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、高い出力を実現し、経時劣化の少ない光電変換素子を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【０００８】
第１に、本発明の光電変換素子は、電極と、前記電極の一方の面に接して配置された増感色素が固定された半導体層と、この半導体層側において前記電極に対向するように配置された対電極と、前記電極と前記対電極との間に配置された電荷輸送層と、を備えた光電変換素子であって、電荷輸送層は含水多孔質体を含有する電解液からなるものである。
【０００９】
第２に、含水多孔質体は、０．１〜３０ｗｔ％の割合で電解液中に含有されるものである。
【００１０】
第３に、上記光電変換素子は、基板の一方の表面に対電極が形成され、他方の表面に加熱素子を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の発明によれば、含水多孔質体を含有する電解液を用いることで高い出力を実現し、経時劣化の少ない光電変換素子を得ることができる。
【００１２】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果をさらに向上させることができる。
【００１３】
上記第３の発明によれば、加熱素子により含水多孔質体を加熱して、含水多孔質体から水分を強制的に放出することができ、より経時劣化の少ない光電変換素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の光電変換素子の第１の実施形態である。この実施形態では、図１に示すように、第１基板５の一方の表面に電極１が形成され、この電極１の表面には増感色素が固定された半導体層２が形成されている。この半導体層２側において電極１に対向するように対電極３が配置されている。対電極３は第２基板６の一方の表面上に形成されている。電極１と対電極３との間には、電荷輸送層４が形成されるとともに、この電荷輸送層４を保持するためにその周囲に封止材７が形成されている。増感色素が固定された半導体層２は多孔質構造をしており、半導体層２内には電荷輸送層４が浸透している。なお、この実施形態では第１基板５側から光が入射している。
【００１６】
本発明における電荷輸送層４は、含水多孔質体４２を含有する電解液４１からなる。含水多孔質体４２を用いずに水分だけを電解液４１に加えた場合、初期特性が向上して高い出力が得られる反面、経時劣化が大きいという問題があるが、含水多孔質体４２を用いると、徐々に水分を電解液４１に供給することができ、経時劣化の少ない光電変換素子となる。ここで、含水多孔質体４２とは、例えば、ゼオライト（モレキュラーシーブ）、シリカゲル、酸化アルミニウム等の多孔質体に水が吸湿された状態のものをいい、例えば多孔質体の細孔に水が吸着されている。多孔質体の大きさや平均細孔径は特に制限されるものではない。例えば細孔径については５０ｎｍより大きいマクロ細孔、２〜５０ｎｍのメソ細孔、２ｎｍより小さいミクロ細孔のいずれのものでもよい。一般的にはゼオライトであればミクロ細孔、シリカゲルや酸化アルミニウムであればメソ細孔のものが考慮される。多孔質体における水の含水率は細孔径、比表面積等によって異なるが、例えば５〜５０％程度である。
【００１７】
上記含水多孔質体４２は、電解液４１に０．１ｗｔ％〜３０ｗｔ％の割合で含有されることが考慮される。中でも出力を向上させ、経時劣化を少なくさせるために３ｗｔ％〜３０ｗｔ％の割合で含有されることが好ましい。０．１ｗｔ％未満では、経時劣化を少なくさせる効果が小さいため好ましくなく、３０ｗｔ％を超える場合には、電解液４１中の有機溶媒の比率が減って発電効率が低下する場合があり好ましくない。また、含水多孔質体４２に含有する水分の電解液４１に対する比率は、０．１ｗｔ％〜１５ｗｔ％、より好ましくは３ｗｔ％〜１５ｗｔ％の割合で含有されることが考慮される。０．１ｗｔ％未満では、経時劣化を少なくさせる効果が小さいため好ましくなく、１５ｗｔ％を超える場合には、電解液４１中の有機溶媒の比率が減って発電効率が低下する場合があり好ましくない。
【００１８】
上記含水多孔質体４２は、例えば、多孔質体を高湿雰囲気下に曝して水分を吸湿させることで、安価でかつ簡便に含水多孔質体を調製することができる。
【００１９】
本発明における電解液４１の調製方法は、従来から知られた方法を採用できる。例えば、ヨウ化物およびヨウ素（Ｉ２）を下記の有機溶媒等に溶解することにより調製できる。ヨウ化物としては、テトラプロピルアンモニウムヨージド等のテトラアルキルアンモニウムヨージド、メチルトリプロピルアンモニウムヨージドやジエチルジブチルアンモニウムヨージド等の非対称なアルキルアンモニウムヨージド、またはピリジニウムヨージド等のヨウ化４級アンモニウム塩化合物、ヨウ化リチウム、１，２−ジメチル−３−プロピル−イミダゾリウムヨージド等が好ましい。
【００２０】
有機溶媒としては、少なくともＮ−メチルホルムアミドを含むことが好ましく、Ｎ−メチルホルムアミド単体を有機溶媒としない場合には以下の有機溶媒との混合系で使用することが好ましい。例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、γ−ブチロラクトン等のエステル化合物、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジオキソシラン、テトラヒドロフラン、２−メチル−テトラヒドロフラン等のエーテル化合物、３−メチル−２−オキサゾジリノン、２−メチルピロリドン等の複素環化合物、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、吉草酸ニトリル等のニトリル化合物、スルフォラン、ジジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性化合物等が挙げられる。これらはそれぞれ単独でＮ−メチルホルムアミドと混合してもよいし、２種類以上をＮ−メチルホルムアミドと混合して用いてもよい。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、γ−ブチロラクトン等のエステル化合物、３−メチルー２−オキサゾジリノン、２−メチルピロリドン等の複素環化合物、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、吉草酸ニトリル等のニトリル化合物との混合系を用いることができる。
【００２１】
また、これらの有機溶媒に代えてイオン性液体（常温溶融塩ともいう）を用いてもよい。イオン性液体は、不揮発性、燃性等の観点から好ましい。イオン性液体としては、例えば、イミダゾリウム塩、ピリジン塩、アンモニウム塩、脂環式アミン系、脂肪族アミン系、アゾニウムアミン系等が挙げられる。あるいは、ＥＰ−７１８２８８号公報、ＷＯ９５／１８４５６号公報、電気化学  第６５巻  １１号  ９２３頁（１９９７年）、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１４３巻  １０号  ３０９９頁（１９９６年）、Ｉｎｏｒｇ．ｃｈｅｍ．３５巻  １１６８頁（１９９６年）に記載されたイオン性液体を用いることもできる。
【００２２】
さらに電解液４１には、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、およびイミダゾール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいることが好ましい。ピリジン誘導体としては、例えば、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを挙げることができ、イミダゾール誘導体としては、例えば、Ｎ−メチルベンゾイミダゾール等を挙げることができる。これらは、半導体層２の表面のうち増感色素が吸着していない表面に吸着することで、初期出力を向上させる効果を有する。
【００２３】
第１基板５の材料としては、透光性、耐候性およびガスバリア性が優れた材料であれば特に制限されるものではない。例えば、可視光（波長４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の光に対して透過性のある透明なガラス板、または樹脂フィルムが挙げられる。可撓性を有する樹脂フィルムを用いる場合は、半導体層２をプレスにより形成できる。
【００２４】
上記樹脂フィルムの材料としては、例えば、再生セルロース、ジアセテートセルロース、トリアセテートセルロース、テトラアセチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマー、ノルボルネン樹脂、ポリスチレン、塩酸ゴム、ナイロン、ポリアクリレート、ポリフッ化ビニル、およびポリ四フッ化エチレンからなる群から選ばれる１種、または２種以上を用いることができる。特には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマー、およびノルボルネン樹脂からなる群から選ばれる１種、または２種以上を用いることが好ましい。これらの樹脂を用いた樹脂フィルムは、強靭でかつ耐熱性に優れている。
【００２５】
第２基板６の材料としては、例えば、第１基板５と同じ材料を使用できるが、ニッケル、亜鉛、チタン等の金属箔であってもよい。第２基板６の材料として第１基板５と同様の透光性を有する材料を用いた場合には、本発明の光電変換素子は両基板側から光を入射させることができるため好ましい。
【００２６】
第１基板５および第２基板６の厚みについては特に制限はない。例えば、基板の材料がガラス板である場合には０．１ｍｍ〜５ｍｍが適当であり、特には０．７ｍｍ〜２ｍｍ程度のものが考慮される。樹脂フィルムや金属箔である場合には、その厚みは０．０１ｍｍ〜５ｍｍが適当であり、特には、０．０７ｍｍ〜１ｍｍ程度のものが考慮される。
【００２７】
半導体層２は従来から知られた方法で形成できる。例えば、半導体粒子とバインダーとを含むペーストを、例えば、ドクターブレードやバーコータ等を用いて電極１に塗布することで形成できる。また、上記ペーストを、例えば、スプレー法、デイップコーティング法、スクリーン印刷法、スピンコート法，電着法等で電極１の表面に付着させてもよい。電極１上のペーストは、第１基板５がガラス基板である場合、５００℃前後で焼成されて半導体層２となる。第１基板５が樹脂フィルムである場合、電極１上のペーストは、第１基板５とともにプレス機にて厚み方向に加圧され、またはマイクロ波の照射により加熱されて半導体層２となる。プレス方法については、特に制限はなく、平板プレス、ロールプレス等のいずれであってもよいが、ロールプレスする場合は、半導体層２を樹脂フィルム上に連続形成できるので好ましい。
【００２８】
半導体層２の形成に用いられる半導体粒子の材料としては、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｖ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｃｒ等の金属の酸化物、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３等のペロブスカイト型酸化物、ＣｄＳ、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＰｂＳ、Ｍｏ２Ｓ、ＷＳ２、Ｓｂ２Ｓ３、Ｂｉ２Ｓ３、ＺｎＣｄＳ２、Ｃｕ２Ｓ等の硫化物、ＣｄＳｅ、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＷＳｅ２、ＨｇＳ、ＰｂＳｅ、ＣｄＴｅ等の金属カルコゲナイド、ＧａＡｓ、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｃｄ２Ｐ３、Ｚｎ２Ｐ３、ＩｎＰ、ＡｇＢｒ、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、およびＢｉＩ３からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含む複合体が挙げられる。なかでも、電解液４１中へ光溶解し辛く、光電変換特性が優れたＴｉＯ２が好ましい。複合体としては、例えば、ＣｄＳ／ＴｉＯ２、ＣｄＳ／ＡｇＩ、Ａｇ２Ｓ／ＡｇＩ、ＣｄＳ／ＺｎＯ、ＣｄＳ／ＨｇＳ、ＣｄＳ／ＰｂＳ、ＺｎＯ／ＺｎＳ、ＺｎＯ／ＺｎＳｅ、ＣｄＳ／ＨｇＳ、ＣｄＳｘ／ＣｄＳｅ１−ｘ、ＣｄＳｘ／Ｔｅｌ−ｘ、ＣｄＳｅｘ／Ｔｅ１−ｘ、ＺｎＳ／ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ／ＣｄＳｅ、ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＴｉＯ２／Ｃｄ３Ｐ２、ＣｄＳ／ＣｄＳｅＣｄｙＺｎ１−ｙＳ、ＣｄＳ／ＨｇＳ／ＣｄＳ等が挙げられる、
半導体粒子の粒径は、一般的に、５ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましく、特には１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。粒径が５ｎｍ〜１０００ｎｍであれば、充分な量の増感色素を吸着可能な表面積を有する半導体層２を形成でき、光の利用効率を高めることができる。また、適度な大きさの空孔を有する半導体層２を形成できるので、電荷輸送層４における電解液４１が半導体層２の中に十分に浸透し、優れた光電変換特性を得ることができる。
【００２９】
半導体層２の厚みは、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。半導体層２の厚みが０．１μｍ〜１００μｍであれば、十分な光電変換効果が得られ、また、可視光および近赤外光に対する透過性も十分に確保できる。半導体層２の厚さは、より好ましくは１μｍ〜５０μｍであり、さらに好ましくは３μｍ〜２０μｍであり、最も好ましくは５μｍ〜１０μｍである。本実施形態では、半導体層２の厚さは、太陽光の下で使用されることを前提とした従来の光電変換素子の半導体層２の最適な厚さ（例えば、１０μｍ）よりも薄くてもよい。
【００３０】
電極１は、光電変換素子の負極として機能する。電極１の材料としては、導電性および透光性が高いものが好ましく、例えば、酸化亜鉛、インジウム−錫複合酸化物、インジウム−錫複合酸化物層と銀層とからなる積層体、アンチモンがドープされた酸化錫、フッ素がドープされた酸化錫等を用いることができる。なかでも、フッ素がドープされた酸化錫は、導電性および透光性が特に高く好ましい。電極１の光透過率は高いほどよく、好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上である。
【００３１】
電極１の厚みは、十分な透光性を有し、光を十分に半導体層２へ入射させることができれば特に制限されるものではないが、例えば０．１μｍ〜１０μｍの範囲が考慮される。また、電極１の厚みがその範囲内であれば、厚みが均一な電極１を作製することができるので好ましい。
【００３２】
電極１の表面抵抗は低いほどよいが、好ましくは、２００Ω／□以下であり、さらには、５０Ω／□以下であることが好ましい。電極１の表面抵抗の下限値については特に制限はないが、通常、０．１Ω／□である。
【００３３】
太陽光の下で使用される光電変換素子は、電極１の表面抵抗が１０Ω／口程度であることが多い。しかし、太陽光よりも照度の低い蛍光灯等下で使用される光電変換素子では、光電子量（光電流値）が小さいため、電極１に含まれる抵抗成分による悪影響をうけにくい。したがって、低照度環境下で使用される光電変換素子は、電極１の表面抵抗は、電極１に含まれる導電性材料の削減による低コスト化の観点から３０Ω／□〜２００Ω／□であることが好ましい。
【００３４】
対電極３は、光電変換素子の正極として機能する。対電極３の材料としては、電極１と同様のものを用いることができるが、還元体に電子を与える触媒作用を有する材料を含んでいることが好ましい。上記触媒作用を有する材料としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウム等の金属、グラファイト、白金を担持したカーボン、インジウム−錫複合酸化物、アンチモンがドープされた酸化錫、またはフッ素がドープされた酸化錫等の金属酸化物等が挙げられる。なかでも、コスト、性能等を考慮すると白金、グラファイト等が特に好ましい。
【００３５】
半導体層２に固定される増感色素は、従来の光電変換素子において用いられている増感色素と同様でよく、無機色素、有機色素のいずれであってもよい。無機色素としては、例えば、組成式ＲｕＬ２（Ｈ２０）２で表されるルテニウム−シス−ジアクア−ビピリジル錯体（ここで、Ｌは、４，４’−ジカルボキシル−２，２’−ビピリジン）、または、ルテニウム−トリス（ＲｕＬ３）、ルテニウム−ビス（ＲｕＬ２）、オスニウム−トリス（ＯｓＬ３）、組成式オスニウム−ビス（ＯｓＬ２）で表される遷移金属錯体、または亜鉛−テトラ（４−カルボキシフェニル）ポルフィリン、鉄−へキサシアニド錯体、フタロシアニン等が挙げられる。有機色素としては、９−フェニルキサンテン系色素、クマリン系色素、アクリジン系色素、トリフェニルメタン系色素、テトラフェニルメタン系色素、キノン系色素、アゾ系色素、インジゴ系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、キサンテン系色素等が挙げられる。なかでも、可視光域に広い吸収スペクトルを有する、ルテニウム−ビス（ＲｕＬ２）誘導体が、特に好ましい。半導体層２に増感色素を固定する（担持させる）方法には、例えば、増感色素を溶媒に溶かした溶液に、半導体層２を浸漬して増感色素を吸着させる方法等がある。上記溶媒としては、例えば、水、アルコール、トルエン、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。半導体層２を上記溶液に浸漬している間、上記溶液を加熱還流し、または上記溶液に超音波を印加する等して、増感色素の半導体層２への吸着を促進してもよい。増感色素を半導体層２へ吸着させた後、吸着されずに半導体層２に残った増感色素は、アルコール洗浄または加熱還流等にて半導体層２から取り除くとよい。増感色素の吸着量としては、１×１０−８〜１×１０−６ｍｏｌ／ｃｍ２であることが好ましい。この範囲であると、経済的かつ十分な光電変換効率を実現できる。
【００３６】
封止材７は、電極１と対電極３との間において、電荷輸送層４を内包するようにその周囲に形成され、電解液４１が外部に漏れないように密封している。封止材７の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂とすることができる。熱可塑性樹脂としては、アイオノマー、ポリオレフィン、フッ素樹脂等を例示することができ、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やケイ素樹脂等を例示することができる。
【００３７】
また、本発明の光電変換素子は、第２基板６と対電極３との間に、例えば、透明導電膜がさらに設けられていてもよい。透明導電膜は、例えば、電極１と同じ材料にて形成できる。このとき対電極３も透明であることが好ましい。対電極３が透明であれば、第２基板６側から、または第１基板５側から、あるいはその両者から受光できる。
【００３８】
図２は、本発明の光電変換素子の第２の実施形態を示す。本実施形態において第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
第２の実施形態では、対電極３が形成されている第２基板６の他方の表面に加熱素子８が設けられる。加熱素子８は、熱電冷却素子（ペルチェ・モジュール）等を使用することができるがこれに限るものではない。このような加熱素子８を設けると、加熱素子８により含水多孔質体４２を加熱することが可能になるため、含水多孔質体４２から水分を強制的に放出することが可能となり、水分を含有することの効果を長期間維持することが可能になって、より経時劣化の少ない光電変換素子となる。
【実施例】
【００４０】
＜実施例＞
平均一次粒子径が２０ｎｍのＴｉＯ２ナノ粒子をアルコール中に分散させ、スクリーン印刷用のペーストを作製した。このペーストを、厚さ１ｍｍの導電性ガラス基板（旭硝子製、一方の表面がフッ素ドープされた酸化錫（ＳｎＯ２）にてコーティングされたガラス基板、表面抵抗１０Ω／□）上に塗布して乾燥した。つづいて、その乾燥物をＴｉＣｌ４水溶液中に８０℃で１ｈｒ浸漬後、純水で洗浄し風乾した。これを、電気炉を用いて、５００℃で３０分間、空気中にて焼成して、導電性ガラス基板上に厚さ１０μｍの半導体層を形成した。次に、エタノールに、増感色素［Ｒｕ（４、４’ニジカルボキシル−２、２’−ビピリジン）２（ＮＣＳ）２］ビス−テトラブチルアンモニウム（３×１０−４ｍｏｌ／ｄｍ３）を加えて得た溶液に、半導体層を浸漬した後、半導体層を上記溶液から取り出し、室温で２４時間暗所下静置して、増感色素を半導体層に吸着させた。一方で、上記導電性ガラス基板の他方の表面に、スパッタ法にて、白金層を形成した。
【００４１】
つづいて導電性ガラス基板と白金層とを貫通するようにダイヤモンドドリルにて孔をあけた。なお、ガラス基板にコーティングされた、フッ素ドープＳｎＯ２層と白金層とが対電極である。
【００４２】
次に、半導体層が形成された導電性ガラス基板と対電極との間に、半導体層を囲うように熱溶融性封止材を配置し、これらを加熱しながら厚み方向に加圧して、上記封止材を介して上記導電性ガラス基板と対電極とを接合した。つづいて、２５℃８５％Ｒｈの恒温恒湿槽に２４時間静置した粒子径１μｍ以下のモレキュラーシーブを１０ｗｔ％添加した電解液を、導電性ガラス基板と対電極との間に注入して電荷輸送層を形成し、上記孔を塞いで、受光面積１ｃｍ２の光電変換素子としての色素増感太陽電池を得た。
＜比較例＞
上記実施例において、電解液に含水させたモレキュラーシーブを添加しないこと以外は実施例と同様にして、受光面積１ｃｍ２の色素増感太陽電池を作製した。
【００４３】
実施例および比較例の色素増感太陽電池について、１００、２００、３００時間の高温（８０℃）環境に保存した後、電池出力を測定してその結果を初期電池出力に対する相対値として表１に示した。測定には作製した色素増感太陽電池を電流計（ＫＥＹＴＨＬＥＹ２３６モデル）に接続し、１００ｍＷ／ｃｍ２の強度のソーラーシミュレーター（山下電装製）を用いた。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１に示すように、含水多孔質体を含有する電解液を用いた場合（実施例）、８０℃３００時間後の初期電池出力に対するＰｍａｘ相対値は、含水多孔質体を含有していない電解質を用いた場合（比較例）に比べて、高く保持され、変化率も少ないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の光電変換素子の第１の実施形態を示した模式図である。
【図２】本発明の光電変換素子の第２の実施形態を示した模式図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  電極
２  半導体層
３  対電極
４  電荷輸送層
４１  電解液
４２  含水多孔質体
【図１】
2008243618.tif 000004
【図２】
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