(57)【要約】【課題】色素増感太陽電池における光電変換効率を向上する。【解決手段】色素増感太陽電池は、負極４０と、この負極４０に対向して配置された正極５０とを有し、これらの負極４０及び正極５０が封止材６０により接着されている。負極４０と正極５０との間には、電解質溶液６５が充填され、この電解質溶液６５が封止材６０により封止されている。負極４０は、ガラス基板４１の表面が透明導電膜４２により被覆された基板を有している。透明導電膜４２上には、多孔質酸化チタン膜４３が形成され、この表面に、増感色素４４が吸着（担持）されている。正極５０は、透明なガラス基板５１を有し、この表面が透明導電膜５２により被覆されている。透明導電膜５２の表面には、多孔質酸化チタン層５３が形成されている。多孔質酸化チタン層５３を含む透明導電膜５２の全面には、電解質溶液６５の反応を促す薄い触媒電極５４が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電性の第１の基材と、
前記第１の基材上に形成され、増感色素を有する半導体電極と、
前記第１の基材に対向して配設された第２の基材と、
前記半導体電極と前記第２の基材との間に封止された電解質とを有し、
前記電解質側における前記第２の基材上に、多孔質酸化物半導体層が形成されていることを特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項２】
前記多孔質酸化物半導体層の表面には、前記電解質の反応を促す触媒電極が形成されていることを特徴とする請求項１記載の色素増感太陽電池。
【請求項３】
前記多孔質酸化物半導体層は、多孔質酸化チタン層であることを特徴とする請求項１又は２記載の色素増感太陽電池。
【請求項４】
前記多孔質酸化物半導体層は、耐電解質性及び導電性を有し、酸化チタンより抵抗値の小さい微粒子が混在された多孔質酸化チタン層であることを特徴とする請求項１又は２記載の色素増感太陽電池。
【請求項５】
前記電解質は、ヨウ素系電解質溶液であり、
前記多孔質酸化チタン層の表面には、前記ヨウ素系電解質溶液の還元反応を促す前記触媒電極が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項６】
前記多孔質酸化物半導体層の厚さは、約０．５μｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項７】
前記触媒電極は、白金であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池の製造方法であって、
前記第１の基板上に、前記増感色素を有する前記半導体電極を焼成によって形成すると共に、
前記第２の基材上に、前記多孔質酸化チタン層を形成した後に、前記多孔質酸化チタン層の表面に前記触媒電極を形成した後に、
前記触媒電極を前記第１の基材上に対向して配置し、前記半導体電極と前記触媒電極との間に介在させる前記電解質を封止材によって封止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９】
前記多孔質酸化チタン層は、前記第１の基材上に酸化チタンペーストを塗布した後に、大気雰囲気中で焼成して、窒化チタンに多孔質が形成されて生成されていることを特徴とする請求項８記載の色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記多孔質酸化チタン層は、前記第１の基材上に酸化チタンペーストを塗布した後に、窒素雰囲気中で焼成して、窒化チタン又は窒素が添加された多孔質膜が形成されて生成されていることを特徴とする請求項８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、光エネルギーを電気エネルギーに変換する色素増感太陽電池とその製造方法、特に、色素増感太陽電池の正極構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球全体に降り注ぐ太陽光エネルギーは、全世界が消費する電力の１０万倍とも言われる。即ち、我々は特別な工業活動を行わなくても、既に膨大なエネルギー資源に囲まれているのである。そして太陽電池は、この資源（太陽光）を、人類が利用し易い電気エネルギーに変換するための装置であり、５０年の歴史がある。ところで現在生産されている太陽電池の９０％以上はシリコン（Ｓｉ）系太陽電池で、更にＳｉ系太陽電池は、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉの形態に分類される。これらは変換効率（変換効率とは、系内に印加されたエネルギー量と、系外に取り出されるエネルギー量の比。）、コスト、加工性能が異なり、搭載製品、用途、設置場所等に応じて選択されている。ここでＳｉ系太陽電池の中では、単結晶Ｓｉ太陽電池の変換効率が最も高く、実用レベルで２０％に達する製品も製造されている。又、人工衛星用向け等の特殊用途においては、超高変換効率や優れた耐放射線劣化特性を有する化合物半導体が用いられる場合もある。
【０００３】
ところで、太陽電池を始めとした再生可能エネルギーは、環境負荷がほとんどない理想的なエネルギー資源と言われているが、これまでのところ、普及は十分には進んでいない状況にある。その理由は高い発電コストにある。現在、日本国内の電力単価は約２０円／ｋＷｈであるが、一般家庭の消費電力（３〜５ｋＷ）を、ほぼ賄える太陽光発電システムの設置費用が２００万円〜４００万円であることを考えると、完全償却までに最低２０年は必要になる。この償却期間の長さと、高額な初期投資が起因して、一般家庭用への普及は、あまり進んでいない状況である。このような状況下にて市場をより活性化させ、自然と調和するエネルギー供給システム（社会）を実現していくためには、発電の低コスト化が必要である。そして、これには技術面での進歩が必須で、具体的には２方向からのアプローチがある。
【０００４】
第１は、太陽電池それ自体の高効率化を実現していくことにある。仮に同じ製造コストでも発電効率が倍になれば、製品コストは半分になったことと同等である。第２は、材料、製造方法、或いは構造自体を改良して、製品単価自体を下げる方法である。現在、主流のＳｉ系太陽電池は、高純度のＳｉ材料を必要とすること以外に、その製造工程にて高温／高真空が必要であることや、大面積基板へのＳｉ材料の生成／加工においては、生産設備の巨大化等に伴い、製造コストを効果的に下げられない状況にある。このためＳｉ系とは別の材料を用いて材料コストを下げ、更には高温工程や真空工程も極力除外することにより、製造過程でのエネルギー消費も抑え、結果的にトータルコストを大幅に抑えた太陽電池も各種提案されている。
【０００５】
この代表が湿式の色素増感型（グレッツェルセル）の太陽電池（色素増感太陽電池）と、乾式の有機薄膜太陽電池である。前者の色素増感太陽電池は、例えば、下記の特許文献等に記載されているように、構造が簡単で、構成材料としても資源的に豊富な材料を選択することができる。更に製造工程でのエネルギー消費量が少ない点や、大掛かりな設備も不要なため、発電コストが現在主流のＳｉ系太陽電池に比較して１／５以下に抑えられると試算されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１１２３３７号公報
【０００７】
図６は、特許文献１等に記載された従来の一般的な色素増感太陽電池の模式的な構成を示す断面図である。
【０００８】
この色素増感太陽電池は、作用極（「アノード電極」ともいう。）である負極１０と、対極（「カソード電極」ともいう。）である正極２０との間に、ヨウ素（Ｉ）を含む電解質溶液３０を充填したものである。
【０００９】
負極１０は、ガラス基板１１を有し、この表面が、透明導電膜（例えば、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）若しくはスズドープ酸化インジュウム（ＩＴＯ））１２により被覆されている。透明導電膜１２上には、二酸化チタン（ＴｉＯ２、「チタニア」ともいう。）の微粒子を含んだペースト材が塗布され、このチタニアペースト材がアニール処理により焼結されて多孔質の半導体電極１３が形成されている。半導体電極１３には、ルテニウム（Ｒｕ）金属錯体（例えば、Ｒｕ色素Ｎ７１９）からなる増感色素１４が担持（吸着）されている。負極１０と対向する正極２０は、ガラス基板２１を有し、この表面に触媒電極（例えば、導電膜と薄い白金（Ｐｔ））２２が形成されている。
【００１０】
この種の色素増感太陽電池では、光を負極１０側から入射させると（但し、特許文献１では、光を正極２０側から入射させている。）、多孔質の半導体電極１３に吸着した増感色素１４が光を吸収して、電子ｅ−が励起される。増感色素１４の励起順位に対して、半導体電極１３の伝導帯は０．２ｅＶ程度のエネルギー順位が低いため、この励起した電子ｅ−は、半導体電極１３側へ流れて行く。更にこの電子ｅ−は、ガラス基板１１上の透明導電膜１２を流れて外部負荷３５を稼動させた後、正極２０側に到達する。その後、この電子ｅ−は電解質溶液３０中へヨウ素イオンＩ−との還元反応にて引き渡され、このヨウ素（Ｉ）は拡散して励起した増感色素１４へ電子ｅ−を引き渡す酸化反応が起こる。以上のサイクルが繰り返されることにより、定常的な光照射に伴う光起電力が発生する。
【００１１】
図７（Ａ）〜（Ｅ）は、図６の色素増感太陽電池における製造方法を示す概略の製造工程図である。
【００１２】
先ず、図７（Ａ）において、表面にＦＴＯ若しくはＩＴＯの透明導電膜１２を被覆したガラス基板１１を準備する。透明導電膜１２のシート抵抗値は１０Ω／□以下で、約０．５μｍ厚とする。
【００１３】
図７（Ｂ）において、スクリーン印刷法、若しくは塗布法にて、１０〜３０ｎｍ程度のチタニアの微粒子を含んだペースト材を塗布する。このチタニアペースト材の厚さは、約５０μｍとする。次に、５００℃、２時間程度のアニール処理にて、チタニアペースト材を焼結する。これによりペーストの溶剤が飛散して、且つチタニアの微粒子がネッキングして、多孔質の半導体電極１３が形成され、電子ｅ−の拡散路が形成される。
【００１４】
図７（Ｃ）において、Ｒｕ金属錯体からなる増感色素１４を含んだアルコール溶液中に、多孔質の半導体電極１３が形成された基板を半日程度浸漬して、この多孔質の半導体電極１３の表面に増感色素１４を吸着させる。更に、エタノールで洗浄した後、暗所にて乾燥させる。
【００１５】
図７（Ｄ）において、正極２０としてガラス基板２１上に触媒電極電極（例えば、導電膜と薄いＰｔ）２２をスパッタした基板を準備する。正極２０側の触媒電極２２の周辺と、負極１０側の半導体電極１３の周辺とに、熱可塑性フィルム接着剤３１であるハイミランフィルム（例えば、三井・ヂュポンケミカル：１００４）を形成した後、負極１０と正極２０とを１３０℃にて接着させる。
【００１６】
図７（Ｅ）において、正極２０に注入孔３２を形成する。注入孔３２からヨウ素（Ｉ）を含む電解質溶液３０を注入して、負極１０及び正極２０間の隙間に電解質溶液３０を充填し、注入孔３２を塞ぐ。その後、負極１０へは負電極配線３３を結線し、正極２０側からは正極配線３４を結線すれば、図６に示すような平板状の色素増感太陽電池の製造が終了する。
【００１７】
以上のような製造方法と図６に示す発電のメカニズムにより、安価で高効率の色素増感太陽電池が製造できるようになった。これは現在主流のＳｉ系太陽電池が、高温・高真空の製造方法と大型の設備を必要とし、更に高純度のＳｉを原材料にしているのに対して、常圧、低温、豊富な資源を使用できるため、Ｓｉ太陽電池に比較して、極めて安価な太陽電池を製造することが可能となっている。この理由から、低コスト太陽電池の有力候補として注目されている。
【００１８】
しかし、現状での変換効率は、トップデータでも１１％程度で、更に実用化レベルの大面積セルとなると、その変換効率が面積の増加に伴い急激に低下する問題を抱えている。このように、色素増感太陽電池は低コスト化に関しては、他の太陽電池を遙かに凌ぐ特長を有しているが、効率面では、トップデータでも１１％程度で、単結晶Ｓｉ太陽電池の半分以下となっている。
【００１９】
ここで、理論効率としては３０％程度が期待できる色素増感太陽電池の効率向上を阻害する要因として、セル内部の寄生抵抗が挙げられる。更に、この寄生抵抗は、電池内部の各領域（例えば、負極１０側の透明導電膜１２、半導体電極１３、正極２０側の触媒電極２２等）や界面（例えば、負極１０と電解質溶液３０との界面、正極２０と電解質溶液３０との界面等）にて発生する。
【００２０】
従来、このような問題を解決するために、例えば、特許文献１の技術では、増感色素１４を坦持する半導体電極１３として、導電性基板を構成する金属（図６の透明導電膜１２に相当）を陽極酸化して形成された酸化膜を用い、導電性基板と酸化膜とを強固に結合された一体構造にすることにより、その界面での電気抵抗を低減している。又、陽極酸化及び水熱処理による加熱効果により、陽極酸化膜（図６の多孔質の半導体電極１３に相当）を構成する微粒子間の電気抵抗を低減している。これにより、光電変換効率を向上させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、従来の特許文献１に記載された技術でも、依然として電池内部の寄生抵抗が大きく、光電変換効率を向上させるにも限界があり、所望の光電変換効率を得ることが困難であった。
【００２２】
そこで本発明では、正極と電解質溶液との界面に存在する抵抗成分を低減することにより、色素増感太陽電池の効率を更に改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の色素増感太陽電池は、透明導電性の第１の基材と、前記第１の基材上に形成され、増感色素を有する半導体電極と、前記第１の基材に対向して配設された第２の基材と、前記半導体電極と前記第２の基材との間に封止された電解質とを有している。そして、前記電解質側における前記第２の基材上に、多孔質酸化物半導体層が形成されている。又、前記多孔質酸化物半導体層の表面には、前記電解質の反応を促す触媒電極が形成されている。
【００２４】
本発明の色素増感太陽電池の製造方法は、前記発明の色素増感太陽電池の製造方法であって、前記第１の基板上に、前記増感色素を有する前記半導体電極を焼成によって形成すると共に、前記第２の基材上に、前記多孔質酸化チタン層を形成した後に、前記多孔質酸化チタン層の表面に前記触媒電極を形成した後に、前記触媒電極を前記第１の基材上に対向して配置し、前記半導体電極と前記触媒電極との間に介在させる前記電解質を封止材によって封止している。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の色素増感太陽電池及びその製造方法によれば、正極側に多孔質酸化物半導体層を設け、この表面に触媒電極を形成したので、正極と電解溶液との界面抵抗を大幅に改善することができる。従って、比較的簡単な構成と製造方法で、色素増感太陽電池の光電変換効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
色素増感太陽電池は、透明導電性の第１の基材と、前記第１の基材上に形成され、増感色素を有する半導体電極と、前記第１の基材に対向して配設された第２の基材と、前記半導体電極と前記第２の基材との間に封止された電解質とを有している。そして、前記電解質側における前記第２の基材上に、多孔質酸化物半導体層が形成されている。更に、前記多孔質酸化物半導体層の表面には、前記電解質の反応を促す触媒電極が形成されている。
【実施例１】
【００２７】
（実施例１の構成・動作）
図１は、本発明の実施例１を示す色素増感太陽電池の模式的な断面図である。
この色素増感太陽電池は、負極４０と、この負極４０に対向して配置された正極５０とを有し、これらの負極４０及び正極５０が封止材６０により接着されている。負極４０と正極５０との間には、電解質（例えば、ヨウ素（Ｉ）、ヨウ化リチウム、アセトニトリル、ＴＢＰ（4-tert-butylpyridine）等を混合した電解質溶液）６５が充填され、この電解質溶液６５が封止材６０により封止されている。
【００２８】
負極４０は、透明導電性の第１の基材（例えば、ガラス基板４１の表面がＦＴＯ、ＩＴＯ等の透明導電膜４２により被覆された基板）を有している。透明導電膜４２上には、多孔質の半導体電極（例えば、多孔質の酸化物半導体膜である多孔質酸化チタン膜）４３が形成され、この表面に、Ｒｕ金属錯体（例えば、Ｒｕ色素Ｎ７１９）等の増感色素４４が吸着（担持）されている。
【００２９】
正極５０は、第２の基材（例えば、透明なガラス基板）５１を有している。ガラス基板５１の表面には、ＦＴＯ、ＩＴＯ等の透明導電膜５２が被覆されている。透明導電膜５２の表面には、負極４０側の多孔質酸化チタン膜４３に対向して、多孔質酸化物半導体層（例えば、厚さが約１μｍ以下の多孔質酸化チタン層）５３が形成されている。多孔質酸化チタン層５３を含む透明導電膜５２の全面には、電解質溶液６５の反応を促す薄いＰｔ膜等の触媒電極５４が形成されている。
【００３０】
負極４０と正極５０とは、所定間隔隔てて封止材６０により接着されている。封止材６０は、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化型又は熱硬化型の樹脂体であり、この封止材６０により、電解質溶液６５が封止される。封止材６０として、例えば、熱可塑性フィルム接着剤であるに三菱デュポン製のハイミランフィルムを使用する場合は、負極４０と正極５０とを熱圧着して内部を封止する。封止材６０、負極４０又は正極５０には、図示しない注入孔が開けられ、この注入孔から注入された電解質溶液６５が、その負極４０と正極５０との間に充填されている。図示しない注入孔は、電解質溶液６５を注入した後に、エポキシ系樹脂材等により封止される。
【００３１】
このような構成の色素増感太陽電池では、光を負極４０側（又は、正極５０側）から入射させると、多孔質酸化チタン膜４３に吸着した増感色素４４が光を吸収して、電子ｅ−が励起される。励起された電子ｅ−は、多孔質酸化チタン膜４３側へ流れて行く。更にこの電子ｅ−は、ガラス基板４１上の透明導電膜４２を介して図示しない電極へ流れ、外部負荷を稼動させた後、正極５０側に到達する。その後、この電子ｅ−は電解質溶液６５中へヨウ素イオンＩ−との還元反応にて引き渡され、このヨウ素（Ｉ）は拡散して励起した増感色素４４へ電子ｅ−を引き渡す酸化反応が起こる。以上のサイクルが繰り返されることにより、定常的な光照射に伴う光起電力が発生する。
【００３２】
（実施例１の製造方法）
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、図１の色素増感太陽電池の製造方法を示す製造工程の概略の断面図である。
【００３３】
本実施例１の色素増感太陽電池では、例えば、次の（１）〜（３）のような工程により製造される。
【００３４】
（１）  図２（Ａ）に示す負極４０の製造工程
負極４０の製造方法は、例えば、従来の製造方法と同一である。即ち、酸化スズ系の透明電極膜４２が形成されたガラス基板４１に、スクリーン印刷法等にて、約５０μｍの酸化チタンペースト４３ａを塗布する。塗布後、温度５００℃にて大気雰囲気中、９０分間のアニール処理を行い、図１に示すような多孔質酸化チタン膜４３を形成させる。この時の多孔質酸化チタン膜厚は約１０μｍである。
【００３５】
次に、アセトニトリルとｔブチルアルコールとの混合溶媒に金属錯体（例えば、Ｒｕ色素７１９）を４ｍＭで溶かした溶液に、多孔質酸化チタン膜４３を２０時間ディップ（浸積）させる。これにより、多孔質状（ポーラス状）酸化チタン膜４３の表面に、増感色素４４が吸着され、負極４０が形成される。
【００３６】
（２）  図２（Ｂ）〜（Ｄ）に示す正極５０の製造工程
前記負極４０と共に正極５０を、例えば、次のようにして製造する。
ＦＩＯ、ＩＴＯ等の透明導電膜５２を形成したガラス基板５１に、スクリーン印刷法もしくはスプレー法等にて、約１μｍ以下の酸化チタンペースト５３ａ等を塗布する。これは、例えば、Solaronix社製の各種酸化チタンペーストを単層、もしくは積層して形成してもよい。酸化チタンペースト５３ａ等の塗布後に、温度５００℃にて大気雰囲気中、９０分間のアニール処理を行い、図１に示すような多孔質酸化チタン層５３を形成させる。この時の多孔質酸化チタン膜厚は、約０．５μｍ以下である。これにより、表面の粗さ（ラフネス）が数１００以上の多孔質酸化チタン層５３が形成される。
【００３７】
次に、多孔質酸化チタン層５３を含む透明導電膜５２の全面に、スパッタリング法により、触媒電極５４となるＰｔを厚さ約１５０Å程度生成させる。この時、Ｐｔは、多孔質酸化チタン層５３の内部にまで入り込む。触媒電極５４の他の形成方法としては、スパッタリングに代えて、メッキ法により、多孔質酸化チタン層５３の表面に極薄のＰｔ層を形成させてもよい。あるいは、ヘキサクロロ白金酸をイソピロピルアルコール（ＩＰＡ）に溶融させ、ディップさせた後に、温度４００℃程度で焼成処理を行い、多孔質酸化チタン層５３の表面にＰｔの微粒子を析出させてもよい。いずれの方法でも、ポイントは、多孔質酸化チタン層５３の表面にＰｔを形成させることにある。これにより、正極５０が形成される。
【００３８】
（３）  図１に示す封止工程
図２（Ａ）の負極４０を裏返し、これと正極５０とを位置合わせして熱可塑性フィルム接着剤であるハイミランフィルム（例えば、三菱デュポン製の厚さ６０μｍのハイミランフィルム）からなる封止材６０にて熱圧着して封止する。次に、封止材６０、負極４０あるいは正極５０の一部に開けた図示しない注入孔から、ヨウ素、ヨウ化リチウム、アセトニトリル、ＴＢＰを混合等した電解溶液６５を、負極５０と正極６０との複合体の間隙に注入する。その後、前記注入孔をエポキシ系樹脂材等にて封止等すれば、図１の色素増感太陽電池の製造が終了する。
【００３９】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、正極５０側に多孔質酸化チタン層５３を設け、この表面にＰｔの触媒電極５４を形成したので、正極５０と電解溶液６５との界面抵抗を大幅に改善することができる。
【００４０】
図３は、図１の色素増感太陽電池において正極５０の内部抵抗値Ｒ１とラフネス（＝１／正極のラフネスファクター）との関係を評価したデータ（出展シャープ）を示す特性図である。この図３に示すように、ラフネスが大きい程（例えば、１．０５から０．８５へと大きくなる程）、内部抵抗値Ｒ１が小さくなることが分かる。
【００４１】
従来の図６の色素増感太陽電池では、負極１０側に多孔質の半導体電極１３を形成して、その表面に増感色素１４を吸着させることにより、実効面積を平坦（フラット）な場合に比較して約１０００倍程度広く取ることができた。この結果、光の有効利用が可能となり、変換効率は飛躍的に向上した。しかし、正極２０に対しては、若干のラフネスの向上が試みられたが、負極程の試みはない。
【００４２】
本実施例１では、この正極５０にも負極４０並みの多孔質化によるラフネスファクターの向上を行い、界面抵抗成分の大幅な低減を可能にしている。これにより、色素増感太陽電池の光電変換効率を向上できる。
【実施例２】
【００４３】
（実施例２の構成・製造方法）
図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例２における図１の色素増感太陽電池の製造方法を示す概略の製造工程の断面図であり、実施例１を示す図２（Ｃ）、（Ｄ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４４】
本実施例２の色素増感太陽電池における基本的な構成と製造方法は、実施例１とほぼ同様である。実施例１と異なる点は、正極５０側にスクリーン印刷等した酸化チタンペースト５３ａを、純粋な窒素（Ｎ２）雰囲気中にてアニール処理する点である。他の製造工程は、全て実施例１と同一である。
【００４５】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、実施例１のような大気もしくは酸素（Ｏ２）雰囲気中での焼成処理に比較して、Ｎ２中で焼成を行うと、一部が窒化チタン（ＴｉＮ）化した酸化チタン層が形成される。これは純粋な酸化チタン層に比較して抵抗値が小さい。この結果、正極５０と電解溶液６５との界面抵抗は、実施例１と同じ程度（レベル）で、内部抵抗値Ｒ１が実施例１と比較して小さくすることが可能となり、色素増感太陽電池の光電変換効率を更に向上できる。
【実施例３】
【００４６】
（実施例３の構成・製造方法）
図５（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例３における図１の色素増感太陽電池の製造方法を示す概略の製造工程の断面図であり、実施例１を示す図２（Ｃ）、（Ｄ）や、実施例２を示す図４（Ａ）、（Ｂ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４７】
本実施例３の色素増感太陽電池における基本的な構成と製造方法は、実施例１、２とほぼ同様である。実施例１、２と異なる点は、正極５０側において、耐電解質性及び導電性を有し、酸化チタンより抵抗値の小さい微粒子５５（例えば、約３．６μｍのタングステン微粒子、あるいはカーボン微粒子といった金属製の微粒子等）を、酸化チタンペースト５３ａに混合して分散させ、これを焼成して微粒子入りの多孔質酸化チタン層５３を形成している点である。その他の構成や製造方法は、実施例１、２と同一である。
【００４８】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、多孔質酸化チタン層５３に、酸化チタンより抵抗値の小さい金属製等の微粒子５５を混在させたので、正極５０側の内部抵抗値Ｒ１をより低減することが可能である。即ち、金属系の微粒子５５等を混入させているため、内部抵抗値Ｒ１の大幅削減が可能であり、色素増感太陽電池の光電変換効率を更に向上できる。特に、タングステン微粒子について、これまでの報告では、ヨウ素系電解溶液６５への耐性が高いため、正極５０の一部として使用することが可能である。
【００４９】
（変形例）
本発明は、上記実施例１〜３に限定されず、色素増感太陽電池の形状、構造、構成材料、製造方法等は、図示以外の種々の利用形態や変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１を示す色素増感太陽電池の模式的な断面図である。
【図２】図１の色素増感太陽電池の製造方法を示す製造工程の概略の断面図である。
【図３】図１の色素増感太陽電池において正極の内部抵抗値Ｒ１とラフネス（＝１／正極のラフネスファクター）との関係を評価したデータを示す特性図である。
【図４】本発明の実施例２における図１の色素増感太陽電池の製造方法を示す概略の製造工程の断面図である。
【図５】本発明の実施例３における図１の色素増感太陽電池の製造方法を示す概略の製造工程の断面図である。
【図６】従来の一般的な色素増感太陽電池の模式的な構成を示す断面図である。
【図７】図６の色素増感太陽電池における製造方法を示す概略の製造工程図である。
【符号の説明】
【００５１】
４０      負極
４１，５１      ガラス基板
４２，５２      透明導電膜
４３      多孔質酸化チタン膜
４３ａ，５３ａ      酸化チタンペースト
５０      正極
５３      多孔質酸化チタン層
５４      触媒電極
５５      微粒子
６０      封止材
６５      電解質溶液
【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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【図７】
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