(57)【要約】【課題】学習者が色素増感太陽電池の動作原理を安全かつ容易に体験学習することができる太陽電池作製キットおよびそれを用いた太陽電池の作製方法を提供する。【解決手段】増感色素を担持した半導体層７が被着された半導体電極と、半導体電極と対峙する対電極９と、半導体電極と対電極９との間に配置された電解質層１３とを備えた太陽電池１を作製するための太陽電池作製キットであって、半導体電極および対電極９に用いる導電層が被着された一対の樹脂基板と、半導体電極の形成に用いる半導体粒子およびバインダと、電解質層１３の形成に用いる電解質とをキット部品として含む太陽電池作製キットとし、増感色素としては天然の色素や身の回りの色素を用いることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
増感色素を担持した半導体層が被着された半導体電極と、前記半導体電極と対峙する対電極と、前記半導体電極と前記対電極との間に配置された電解質層とを備えた太陽電池を作製するための太陽電池作製キットであって、
前記半導体電極および前記対電極に用いる導電層が被着された一対の樹脂基板と、前記半導体電極の形成に用いる半導体粒子およびバインダと、前記電解質層の形成に用いる電解質とをキット部品として含むことを特徴とする太陽電池作製キット。
【請求項２】
さらに増感色素を含む請求項１に記載の太陽電池作製キット。
【請求項３】
太陽電池の発電を確認できる部品または装置をさらに含む請求項１または２に記載の太陽電池作製キット。
【請求項４】
前記部品または装置が、豆電球、モーター、発光素子、表示素子およびテスターから選ばれる少なくとも一つである請求項３に記載の太陽電池作製キット。
【請求項５】
電極を加圧するための冶具をさらに含む請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池作製キット。
【請求項６】
前記冶具が、万力、簡易錠剤形成機、ペンチ、およびハンマーと金属板から選ばれる少なくとも一つである請求項５に記載の太陽電池作製キット。
【請求項７】
さらに液体保持部材を含む請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池作製キット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池作製キットを用いた太陽電池の作製方法であって、
（ａ）導電層が被着された樹脂基板に、半導体粒子とバインダとを含むペーストを塗布して乾燥した後、加圧して半導体層が被着された半導体電極を形成する工程と、
（ｂ）前記半導体層に増感色素を担持させる工程と、
（ｃ）電解質を溶媒に溶解して電解液を準備する工程と、
（ｄ）前記半導体電極と前記対電極との間に液体保持部材を配置する工程と、
（ｅ）前記液体保持部材に前記電解液を含浸させる工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池作製キットを用いた太陽電池の作製方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）において加圧する際に、さらに加熱を行う請求項８に記載の太陽電池作製キットを用いた太陽電池の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池作製キットおよびそれを用いた太陽電池の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の表面に吸着した色素の光増感に基づく光電変換素子（色素増感太陽電池）が、グレッツェルらによって報告されている（例えば、非特許文献１参照。）。この色素増感太陽電池は、透明導電基板、酸化チタン多孔質電極、増感色素、電解液、対電極で構成され、材料が比較的安価で、高い光電変換効率であることを特徴としている。
【０００３】
この色素増感太陽電池は、特別な製造装置などを必要とせず、簡便な方法で作製することができる。また、増感色素による半導体の光増感機構は植物の光合成の機構を模しているとも言われている。このため、色素増感太陽電池は、学習を目的として太陽電池を自作する学習キットとしても期待されている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００４】
また、本発明に関連する先行技術として、例えば特許文献１がある。
【０００５】
【非特許文献１】
グレッツェル（Ｇｒａｔｚｅｌ）、外１名、「ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）」、（英国）、１９９１年１０月２４日、第３５３巻、ｐ．７３７−７４０
【０００６】
【非特許文献２】
Ｓｏｌ  Ｉｄｅａｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ、“Ｈｏｗ  ｔｏ  Ｂｕｉｌｄ  Ｙｏｕｒ  Ｏｗｎ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ，  Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年２月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｌｉｄｅａｓ．ｃｏｍ／ｓｏｌｒｃｅｌｌ／ｊａｐａｎｅｓｅ．ｈｔｍｌ＞
【０００７】
【特許文献１】
国際公開第００／７２３７３号パンフレット
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の色素増感太陽電池は、電極基板に割れやすいガラスが用いられていた。また、酸化チタン多孔質電極を作製するには、酸化チタンを高温で焼結する必要があった。このため、色素増感太陽電池は、学習者の安全と作製時の困難性の点から必ずしも学習キットとしては十分なものではなかった。
【０００９】
一方、特許文献１にはガラス基板に代えて合成樹脂基板を用いることが提案されているが、合成樹脂基板を用いると高圧で酸化チタンをプレスする必要があるため、これも学習キットには適さない。
【００１０】
そこで、本発明は、学習者が色素増感太陽電池の動作原理を安全かつ容易に体験学習することができる太陽電池作製キットおよびそれを用いた太陽電池の作製方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、増感色素を担持した半導体層が被着された半導体電極と、前記半導体電極と対峙する対電極と、前記半導体電極と前記対電極との間に配置された電解質層とを備えた太陽電池を作製するための太陽電池作製キットであって、
前記半導体電極および前記対電極に用いる導電層が被着された一対の樹脂基板と、前記半導体電極の形成に用いる半導体粒子およびバインダと、前記電解質層の形成に用いる電解質とをキット部品として含む太陽電池作製キットを提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記太陽電池作製キットを用いた太陽電池の作製方法であって、
（ａ）導電層が被着された樹脂基板に、半導体粒子とバインダとを含むペーストを塗布して乾燥した後、加圧して半導体層が被着された半導体電極を形成する工程と、
（ｂ）前記半導体層に増感色素を担持させる工程と、
（ｃ）電解質を溶媒に溶解して電解液を準備する工程と、
（ｄ）前記半導体電極と前記対電極との間に液体保持部材を配置する工程と、
（ｅ）前記液体保持部材に前記電解液を含浸させる工程と、
を含む太陽電池作製キットを用いた太陽電池の作製方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の太陽電池作製キットは、少なくともキット部品として、半導体電極および対電極に用いる導電層が被着された一対の樹脂基板と、半導体電極の形成に用いる半導体粒子およびバインダと、電解質層の形成に用いる電解質とを含んでいる。
【００１４】
このように、本発明では、電極基板として樹脂基板を用いているため、学習者が基板の破損による危険にさらされることなく、安全に太陽電池の作製を体験学習することができる。また、半導体電極の作製にバインダを用いているため、高温での焼結や高圧での加圧の必要性がなく、安全かつ容易に太陽電池を作製できる。
【００１５】
また、上記太陽電池作製キットを用いた本発明の太陽電池の作製方法は、高温加熱や高圧加圧の工程が必要ないため、学習者が安全かつ容易に太陽電池を作製できる。
【００１６】
前述したガラスを電極基板に用いた従来の色素増感太陽電池作製キットでは、作業中の落下や衝撃による基板の破損の危険性や、アルコールランプやコンロを使った炎による熱処理の必要性による、火災ややけどの危険性があるが、本発明で用いる樹脂基板は、落としても破損することがなく、炎を使わず作用電極に使えるため、より安全に太陽電池を学習することができる。
【００１７】
さらに、上記樹脂基板として樹脂フィルム基板を用いると、はさみやカッターで自由に形を加工することができ、学習者はより効率よく電力を取り出すための工夫や独創的な電極構造を創造することができるようになり、能動的で創造的な太陽電池の体験学習をすることができる。
【００１８】
また、身の回りの草花や果実、紅茶や緑茶などに含まれる色素を増感色素に適用することを試みることにより、色素増感太陽電池作製キットを通して、太陽光利用の目的のみならず、自然科学への好奇心や探究心を養うことができる。
【００１９】
上記半導体電極に用いる樹脂基板としては、可撓性のある樹脂フィルムを用いるのが、半導体層に圧力を加えやすいので好ましい。また、この樹脂基板は光入射基板として機能するので、樹脂フィルムは透明であることが好ましく、フィルムの厚さは１０μｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。この樹脂フィルムの材質としては、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、アミロース、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、ポリ四フッ化エチレンなどが挙げられる。この中で、特にポリエチレンテレフタレートや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、ノルボルネン樹脂は、強靭性で且つ耐熱性に優れていて好ましい。また、対電極の樹脂基板を光入射基板として機能させるのであれば、半導体電極の基板として、ニッケル、亜鉛、銅、チタン、ステンレスなどの金属箔を使用することもできる。
【００２０】
また、半導体電極に用いる樹脂基板の一方の面に被着される導電層は、太陽電池の負極として機能し、金属層そのもので形成されるか、または樹脂フィルム上に導電剤層を積層して形成される。好ましい導電剤としては金属、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウムなど、または炭素、若しくは導電性の金属酸化物、例えば、インジウム−錫複合酸化物、アンチモンをドープした酸化錫、フッ素をドープした酸化錫などが挙げられる。
【００２１】
上記半導体電極の導電層は、表面抵抗が低い程よい。好ましい表面抵抗の範囲としては、５０Ω／□（スクエア）以下であり、より好ましくは３０Ω／□以下である。表面抵抗の下限に特に制限はないが、通常０．１Ω／□以上である。
【００２２】
また、半導体電極の導電層は、可視光線透過率が高い程よい。好ましい可視光線透過率の範囲としては、５０％以上であり、より好ましくは８０％以上である。また、この導電層の膜厚は、０．１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。この範囲内であれば、均一な膜厚の電極膜を形成することができ、また、可視光線透過性が低下せず、十分な光を半導体層に入射させることができるからである。透明な導電層を使用する場合、光は導電層が被着された樹脂基板側から入射させることが好ましい。
【００２３】
上記バインダとしては、セルロース誘導体、アミロース誘導体、ゴム状弾性ポリマー、Ｎ−ビニルアセトアミドの単独重合体または共重合体、ポリエチレンオキシド、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸およびその塩、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ（メタ）アクリレート、ポリビニルアセタール、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリエチレングリコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン、ポリオレフィンなどが好ましく、これらを単独または混合して使用できる。これらは、少量の添加で半導体層と樹脂基板との密着性を向上させる効果がある。
【００２４】
これらの中でセルロース誘導体は、同一分子量で他のバインダと比較した場合、より少量で半導体粒子同士を結着させることができるので、特に好ましい。セルロース誘導体としては、例えば、セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ジアセチルセルロースなどが挙げられる。ここで、セルロース誘導体は、ナトリウム塩やアンモニウム塩などの形態のものであってもよい。
【００２５】
上記半導体層を構成す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などの金属元素の酸化物、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３などのペロブスカイト、またはＣｄＳ、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＰｂＳ、Ｍｏ２Ｓ、ＷＳ２、Ｓｂ２Ｓ３、Ｂｉ２Ｓ３、ＺｎＣｄＳ２、Ｃｕ２Ｓなどの硫化物、ＣｄＳｅ、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＷＳｅ２、ＨｇＳ、ＰｂＳｅ、ＣｄＴｅなどの金属カルコゲナイド、その他ＧａＡｓ、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｃｄ２Ｐ３、Ｚｎ２Ｐ３、ＩｎＰ、ＡｇＢｒ、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、ＢｉＩ３など、または上記半導体材料から選ばれる少なくとも一種以上を含む複合体、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／Ｔｅ１−ｘ、ＣｄＳｅｘ／Ｔｅ１−ｘ、ＺｎＳ／ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ／ＣｄＳｅ、ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＴｉＯ２／Ｃｄ３Ｐ２、ＣｄＳ／ＣｄＳｅＣｄｙＺｎ１−ｙＳ、ＣｄＳ／ＨｇＳ／ＣｄＳなどが挙げられる。中でもＴｉＯ２が、電解液中への光溶解の回避と高い光電変換特性の点で好ましい。
【００２６】
上記半導体層は、半導体粒子と前述のバインダとを含む水溶液を、公知慣用の方法、例えば、ドクターブレード法やディップコーティング法、あるいは絵の具のように筆で塗るなどして、樹脂基板の導電層の表面に塗布し、その後乾燥した後、万力などで加圧処理して半導体層を形成することができる。この場合のドクターブレード法とは、例えばスペーサとマスキングを兼ねる粘着テープを基板上の両端に貼り、基板の中央に塗布液を滴下して、棒や板を粘着テープの上に置き、塗布液を擦りきるように移動させて均一に塗布する方法である。この方法は、一般の学習者であっても容易に実施できる。
【００２７】
増感色素としては、天然の色素や身の回りの色素を用いることができる。例えば、イチゴやブドウなどの果物の汁や、植物の葉などをすりつぶしてアルコールに溶解させたもの、紅茶、緑茶など飲料中に含まれる色素成分などが使用できる。これら身の回りのものを増感色素に用いることにより、学習者は遊び感覚や好奇心を旺盛にして体験学習をすることができる。
【００２８】
また増感色素としては、従来の色素増感太陽電池で常用される色素であれば全て使用できる。このような無機色素としては、例えば、ＲｕＬ２（Ｈ２Ｏ）２タイプのルテニウム−シス−ジアクア−ビピリジル錯体、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）、オスニウム−ビス（ＯｓＬ２）などのタイプの遷移金属錯体（以上において、Ｌは、４，４’−ジカルボキシル−２，２’−ビピリジンを示す。）、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−ヘキサシアニド錯体、フタロシアニンなどが挙げられる。また、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、キサンテン系色素などが挙げられる。この中でもルテニウム−ビス（ＲｕＬ２）誘導体が好ましい。
【００２９】
半導体層へ増感色素を担持させる方法は、例えば、増感色素を溶かした溶液に、半導体電極を浸漬させる方法が挙げられる。この溶液の溶媒としては、水、アルコール、トルエン、ジメチルホルムアミドなど増感色素を溶解可能なものであれば全て使用できるが、安全性の点で水が最も好ましい。また、浸漬方法として、増感色素溶液に半導体電極を一定時間浸漬させている時に、加熱することもできる。この際、色素溶液の濃度または浸漬時間を変えることにより、増感色素の担持量を意図的に変化させることができ、その変化は半導体層の色の染まり具合として、目視により確認することができる。最後に、半導体層への色素担持後、担持せずに半導体層に残ってしまった増感色素を取り除くために、アルコールで洗浄してもよい。
【００３０】
上記電解質としては、酸化体と還元体からなる一対の酸化還元系構成物質であれば特に限定されないが、酸化体と還元体が同一電荷を持つ酸化還元系構成物質が好ましい。本明細書における酸化還元系構成物質とは、酸化還元反応において可逆的に酸化体および還元体の形で存在する一対の物質を意味する。このような酸化還元系構成物質としては、例えば、塩素化合物−塩素、ヨウ素化合物−ヨウ素、臭素化合物−臭素、タリウムイオン（ＩＩＩ）−タリウムイオン（Ｉ）、水銀イオン（ＩＩ）−水銀イオン（Ｉ）、ルテニウムイオン（ＩＩＩ）−ルテニウムイオン（ＩＩ）、銅イオン（ＩＩ）−銅イオン（Ｉ）、鉄イオン（ＩＩＩ）−鉄イオン（ＩＩ）、バナジウムイオン（ＩＩＩ）−バナジウムイオン（ＩＩ）、マンガン酸イオン−過マンガン酸イオン、フェリシアン化物−フェロシアン化物、キノン−ヒドロキノン、フマル酸−コハク酸などが挙げられるが、これらに限定はされない。これらの中でも、ヨウ素化合物−ヨウ素が好ましく、ヨウ素化合物としてはヨウ化リチウム、ヨウ化カリウムなどの金属ヨウ化物、テトラアルキルアンモニウムヨージド、ピリジニウムヨージドなどのヨウ化４級アンモニウム塩化合物、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウムなどのヨウ化イミダゾリウム化合物が特に好ましい。
【００３１】
上記電解質を溶解するために使用される溶媒は、酸化還元系構成物質を溶解してイオン伝導性に優れた電解液を生成するものが好ましい。溶媒としては水性溶媒（水を含む溶媒）および有機溶媒のいずれも使用することができる。これらはそれぞれ単独で用いることもできるし、また、２種類以上を混合して併用することもできる。有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、３−メチル−２−オキサゾジリノン、２−メチルピロリドンなどの複素環化合物、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、吉草酸ニトリルなどのニトリル化合物、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール化合物などが挙げられる。これらの中で、学習者の安全性を考慮すれば溶媒としては、水あるいは水−アルコール混合溶媒などの水性溶媒の使用が好ましい。
【００３２】
また、本発明の太陽電池作製キットは、さらに液体保持部材を含むことが好ましい。この液体保持部材を半導体電極と対電極との間に配置することにより、電解液の保持が容易となるからである。液体保持部材としては、不織布、脱脂綿、スポンジ、薄紙などを使用できる。また、キット部品として液体保持部材を含まない場合には、家庭用のティシュぺーパーなどを用いることができる。
【００３３】
また、本発明の太陽電池作製キットは、太陽電池の発電を確認できる部品または装置を含むことが好ましい。学習者に太陽電池の発電効果を容易に体験させることができるからである。上記部品または装置としては、発電を感覚的に確認できる道具であれば特に限定されないが、例えば、起電力、起電圧を確認するためのテスターや、電気を回転運動に変換することで視覚的に発電を確認することができるモーターや、電気を光に変換することで視覚的に発電を確認することができる豆電球、発光素子などが挙げられる。また、モーターを用いた際、モーターの回転をよりわかりやすく確認するために、モーター軸にプロペラ、絵が書かれた紙、プラスチック板、偏光フィルムなどを取り付けてもよい。なお、モーター軸に偏光フィルムを取り付けた際は、もう一枚の偏光フィルムをモーターに固定し、両者の偏光フィルムを重ね合うように配置して、モーター軸に取り付けられた偏光フィルムが回転することで、二枚の偏光フィルムを透過する光の量が周期的に変化することを目視で確認できるようにすれば、簡便に、且つ、より効果的に発電を体感することができる。また、発電を確認する道具としては、消費電力の小さい、液晶表示素子や電気泳動型表示素子などを用いてもよい。
【００３４】
本発明の太陽電池作製キットは、電極を加圧するための冶具を含むことが好ましい。太陽電池の作製を容易にするためである。上記冶具としては、万力や、試料を挟み込んで圧力を加えることで錠剤を形成することができる簡易錠剤形成機や、挟む部分が平らになっており、挟むと均一に半導体層に圧力を加えることができるペンチや、ハンマーによる打撃により均一に圧力が加わるように、半導体層が塗布された樹脂基板を挟み込むための表面が平らな二枚の金属板などが含まれる。また、上記加圧の際に加熱すると樹脂基板と半導体層の密着性がさらに高まることから、やけどしない程度に温度を設定したアイロンを半導体層が塗布された樹脂基板の上から押し付けてもよい。
【００３５】
上記対電極は太陽電池の正極として機能する。対電極としては、太陽電池の正極として効率よく作用させるために、電解質の還元体に電子を与える触媒作用を有する素材を使用することが好ましい。このような素材としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウムなどの金属、またはグラファイト、白金を担持したカーボン、またはインジウム−錫複合酸化物、アンチモンをドープした酸化錫、フッ素をドープした酸化錫などの導電性の金属酸化物などが挙げられる。これらの中で、グラファイトなどが特に好ましい。学習者が鉛筆の芯や炭素棒を樹脂基板に擦りつけることで、簡便に作製することができるからである。
【００３６】
以下、本発明の太陽電池作製キットを用いて作製した太陽電池を図面に基づき具体的に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の太陽電池作製キットを用いて組み立てた太陽電池の一例を示す模式断面図である。上記太陽電池１は、樹脂基板３の一方の表面に形成された導電層５を備えている。この導電層５の表面には増感色素が担持された半導体層７が形成されている。この導電層５と半導体層７とで半導体電極を構成している。さらに、この増感色素が担持された半導体電極に対峙して対電極９が配置されている。対電極９は、別の樹脂基板１１の一方の表面に被着された導電層から形成されている。半導体電極と対電極９との間には電解質層１３が配置されている。また、図示していないが、半導体電極と対電極９との間に、液体保持部材を配置してもよい。
【００３８】
【実施例】
次に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
半導体電極および対電極に用いる導電層が被着された樹脂基板として、王子トービ社製のインジウム−錫複合酸化物（ＩＴＯ）が被着されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ１２５μｍ、シート抵抗１０Ω／□のＩＴＯ／ＰＥＴフィルム）、半導体電極の形成に用いる半導体粒子として日本アエロジル社製の酸化チタン”Ｐ２５”、バインダとしてダイセル化学工業社製のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、増感色素としてＲｕ（４、４’−ジカルボキシル−２、２’−ビピリジン）２（ＮＣＳ）２、および電解質層の形成に用いる電解質としてヨウ化リチウムとヨウ素をそれぞれ準備した。
【００４０】
次に、上記ＣＭＣ２．５ｇを水４９７．５ｇに溶かして、０．５質量％のＣＭＣ水溶液を調製した。このＣＭＣ水溶液２５．５ｇに上記酸化チタン４．５ｇを投入して混合し、酸化チタンの分散液を調製した。分散液中の酸化チタンの含有量は、１５質量％になるように調製した。この分散液を上記のＩＴＯ／ＰＥＴフィルムに筆を用いて塗布し、温風で乾燥してフィルム上に酸化チタン膜を形成した。続いて、万力で酸化チタン膜を形成したフィルムを挟んで圧力を加え、酸化チタン電極（半導体電極）を形成した。
【００４１】
この酸化チタン電極を、上記増感色素を３×１０−４ｍｏｌ／ｄｍ３含むエタノール溶液に１時間浸漬して色素担持処理を行った。
【００４２】
このようにして得た半導体電極と、その対電極とを電解液に接触させて太陽電池を構成した。この場合、対電極としては、上記樹脂基板の導電層に硬度Ｂの鉛筆を擦りつけたものを用いた。また、ＩＴＯ／ＰＥＴフィルムの可撓性により酸化チタン膜が対電極と接触して、部分的に短絡することを防ぐために、半導体電極と対電極との間に液体保持部材としてポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）製の不織布を挟んだ。電解液としては、０．５ｍｏｌ／ｄｍ３のヨウ化リチウムと０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３のヨウ素を含む水溶液を用いた。この電解液を不織布に含浸させて、太陽電池を作製した。
【００４３】
擬似太陽光（ＡＭ１．５、１０ｍＷ／ｃｍ２）をサンプルセル（受光面積１．０ｃｍ２）に照射して測定した結果、光起電圧起電流が確認された。このとき光起電圧起電流は、電池に光を当てたり遮ったりしたときの電圧または電流の応答をテスターの表示値から確認した。
【００４４】
（実施例２）
実施例１と同様にしてＩＴＯ／ＰＥＴフィルム上に酸化チタン膜を形成した。次に、二枚のステンレス板で酸化チタン膜を形成したフィルムを挟み、ハンマーで１０回打撃することにより加圧して酸化チタン電極（半導体電極）を作製した以外は、実施例１と同様にして太陽電池を構成した。
【００４５】
擬似太陽光（ＡＭ１．５、１０ｍＷ／ｃｍ２）をサンプルセル（受光面積１．０ｃｍ２）に照射して測定した結果、光起電圧起電流が確認された。
【００４６】
（実施例３）
実施例１と同様にしてＩＴＯ／ＰＥＴフィルム上に酸化チタン膜を形成した。次に、出力つまみを「弱」にした家庭用アイロンを酸化チタン膜を形成したフィルムに押し付けて、加熱しながら加圧して酸化チタン電極（半導体電極）を作製した以外は、実施例１と同様にして太陽電池を構成した。
【００４７】
擬似太陽光（ＡＭ１．５、１０ｍＷ／ｃｍ２）をサンプルセル（受光面積１．０ｃｍ２）に照射して測定した結果、光起電圧起電流が確認された。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の太陽電池作製キットは、安全に太陽電池を作製することができ、学習者が光発電の原理を遊び感覚で体験学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池作製キットを用いて組み立てた太陽電池の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１  太陽電池
３、１１  樹脂基板
５  導電層
７  半導体層
９  対電極
１３  電解質層
【図１】
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