(57)【要約】【課題】  製造時の増感色素の劣化が少なく電極及び電解液の封止を行うことができる色素増感型太陽電池及びその封止方法を提供することを課題とする。【解決手段】  本色素増感型太陽電池は、対極基板１１と、対極基板の一面側に対向して配置されたガラス製の透光性基板１２と、対極基板の該一面側に配設された触媒電極１３と、透光性基板の対極基板に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、半導体電極の少なくとも一部に含有され、且つ触媒電極及び半導体電極の間に充填された電解液１７と、対極基板及び透光性基板の間、且つ触媒電極及び半導体電極の周囲に設けられた壁部１８と、を備え、壁部は、透光性基板となるガラス基板の壁部が形成されることとなる形成部位に、透光性基板側の垂直方向から照射されたレーザ光によって該形成部位を融解、凝固させて得た融解凝固物によって形成されていることを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置されたガラス製の透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８と、を備え、
該壁部１８は、該透光性基板１２となるガラス基板の該壁部１８が形成されることとなる形成部位に、該透光性基板１２側の垂直方向から照射されたレーザ光によって該形成部位を融解、凝固させて得た融解凝固物によって形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項２】
対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ａと、を備え、
該壁部１８Ａは、該対極基板１１となる基板の該壁部１８Ａが形成されることとなる形成部位に、該透光性基板１２側の垂直方向から照射されたレーザ光によって該形成部位を融解、凝固させて得た融解凝固物によって形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項３】
対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ｂと、を備え、
該壁部１８Ｂは、該対極基板１１の該壁部１８Ｂと接合されることとなる被接合面と、該透光性基板１２の該壁部１８Ｂと接合されることとなる被接合面と、の間に充填された接着性樹脂が、該透光性基板１２側の垂直方向から照射されたレーザ光によって硬化されて形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項４】
上記透光性基板１２の上記壁部１８、１８Ａ、１８Ｂとの接合面に上記半導体電極１４と電気的に接続され、且つレーザ光を吸収する集電電極１６１を更に具備する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の色素増感型太陽電池。
【請求項５】
上記対極基板１１の上記壁部１８、１８Ｂとの接合面に上記触媒電極１３と電気的に接続され、且つレーザ光を吸収する集電電極１５１を更に具備する請求項１又は３記載の色素増感型太陽電池。
【請求項６】
上記対極基板１１はセラミックス製である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の色素増感型太陽電池。
【請求項７】
対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置されたガラス製の透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８と、を備える色素増感型太陽電池の封止方法であって、
該透光性基板１２となるガラス基板の該壁部１８が形成されることとなる形成部位に光吸収材及びガラスフラックスを付着させ、次いで、該光吸収材に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射して該ガラス基板を融解させ、その後、該融解物を該対極基板１１まで到達させた後、凝固させて該壁部１８を形成して該対極基板１１と該透光性基板１２とを接合することを特徴とする色素増感型太陽電池の封止方法。
【請求項８】
対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ａと、を備える色素増感型太陽電池の封止方法であって、
該対極基板１１となる基板の該壁部１８Ａが形成されることとなる形成部位に光吸収材及びガラスフラックスを付着させ、次いで、該光吸収材に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射して該基板を融解させ、その後、該融解物を該透光性基板１２まで到達させた後、凝固させて該壁部１８Ａを形成して該対極基板１１と該透光性基板１２とを接合することを特徴とする色素増感型太陽電池の封止方法。
【請求項９】
上記光吸収材は、上記ガラスフラックスに含まれる請求項７又は８記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
【請求項１０】
対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ｂと、を備える色素増感型太陽電池の封止方法であって、
該透光性基板１２及び／又は該対極基板１１の該壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位に光吸収材を付着させ、且つ該対極基板１１及び該透光性基板１２の該壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位間に接着性樹脂を充填し、次いで、該光吸収材に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射して該接着性樹脂を硬化させて該壁部１８Ｂを形成し、該壁部１８Ｂを介して該対極基板１１と該透光性基板１２とを接合することを特徴とする色素増感型太陽電池の封止方法。
【請求項１１】
上記光吸収材は、上記接着性樹脂に含まれる請求項１０記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
【請求項１２】
上記透光性基板１２の上記形成部位に上記半導体電極１４と電気的に接続され、且つ上記光吸収材として機能する集電電極１６１を更に具備する請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
【請求項１３】
上記対極基板１１の上記形成部位に上記触媒電極１３と電気的に接続され、且つ上記光吸収材として機能する集電電極１５１を更に具備する請求項７、１０又は１１記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
【請求項１４】
上記対極基板１１はセラミックス製である請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造時の熱による増感色素の脱離等を抑制し電極及び電解液の封止を行うことができる色素増感型太陽電池及びその封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽光発電では、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン及びこれらを組み合わせたＨＩＴ（Heterojunction with Intrinsic Thin-layer）等を用いた太陽電池が実用化され、主力技術となっている。これらの太陽電池では光電変換の効率も２０％近くあり優れている。しかし、シリコン系太陽電池は素材製造にかかるエネルギーコストが高く、環境負荷などの面でも課題が多く、価格及び材料供給等における制限もある。一方、Ｇｒａｔｚｅｌ等により提案された色素増感型太陽電池が安価な太陽電池として注目されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照。）。この太陽電池は、増感色素を担持させた多孔質チタニアを用いた半導体電極と対極との間に電解液を介在させた構造を有し、現行のシリコン系太陽電池に比べて光電変換効率は低いものの、材料、製法等の面で大幅なコストダウンが可能である。
【０００３】
また、多孔質電極、対極及び電解液は、透光性基板と対極基板との間であり、且つ周囲を壁部によって囲まれた空間内に収容されている。この壁部は透光性基板を加熱して融解させたり、接着性樹脂を用いて硬化を促進させるために加熱したりして、約１００℃以上の高温に晒すと増感色素が半導体電極から脱離するため未加熱に比べて電池の性能が低くなっていた。
このように、増感色素の温度が上昇することなく壁部を形成するために、透光性基板及び対極基板の端面に向けてレーザ光を照射することにより必要な部分に限って加熱する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】Ｎａｔｕｒｅ誌（第３５３巻、ｐｐ．７３７−７４０、１９９１年）
【特許文献１】特開平１−２２０３８０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２のように側面方向から照射して加熱する場合、透光性基板及び対極基板の側面を揃えないと両基板の境界面にレーザ光が到達しにくくなり、十分な加熱がされない。また、端部以外の例えば基板中央部の壁部の形成は、側面からレーザ光を照射しても到達しにくく、加熱できなかった。
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、製造時の熱による増感色素の脱離等を抑制し電極及び電解液の封止を行うことができる色素増感型太陽電池及びその封止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の色素増感型太陽電池及びその封止方法は、以下の通りである。
１．対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置されたガラス製の透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８と、を備え、
該壁部１８は、該透光性基板１２となるガラス基板の該壁部１８が形成されることとなる形成部位に、該透光性基板１２側の垂直方向から照射されたレーザ光によって該形成部位を融解、凝固させて得た融解凝固物によって形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
２．対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ａと、を備え、該壁部１８Ａは、該対極基板１１となる基板の該壁部１８Ａが形成されることとなる形成部位に、該透光性基板１２側の垂直方向から照射されたレーザ光によって該形成部位を融解、凝固させて得た融解凝固物によって形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
３．対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ｂと、を備え、該壁部１８Ｂは、該対極基板１１の該壁部１８Ｂと接合されることとなる被接合面と、該透光性基板１２の該壁部１８Ｂと接合されることとなる被接合面と、の間に充填された接着性樹脂が、該透光性基板１２側の垂直方向から照射されたレーザ光によって硬化されて形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
４．上記透光性基板１２の上記壁部１８、１８Ａ、１８Ｂとの接合面に上記半導体電極１４と電気的に接続され、且つレーザ光を吸収する集電電極１６１を更に具備する上記１．乃至３．のいずれかに記載の色素増感型太陽電池。
５．上記対極基板１１の上記壁部１８、１８Ｂとの接合面に上記触媒電極１３と電気的に接続され、且つレーザ光を吸収する集電電極１５１を更に具備する上記１．又は３．記載の色素増感型太陽電池。
６．上記対極基板１１はセラミックス製である上記１．乃至５．のいずれかに記載の色素増感型太陽電池。
【０００７】
７．対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置されたガラス製の透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８と、を備える色素増感型太陽電池の封止方法であって、該透光性基板１２となるガラス基板の該壁部１８が形成されることとなる形成部位に光吸収材及びガラスフラックスを付着させ、次いで、該光吸収材に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射して該ガラス基板を融解させ、その後、該融解物を該対極基板１１まで到達させた後、凝固させて該壁部１８を形成して該対極基板１１と該透光性基板１２とを接合することを特徴とする色素増感型太陽電池の封止方法。
８．対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ａと、を備える色素増感型太陽電池の封止方法であって、該対極基板１１となる基板の該壁部１８Ａが形成されることとなる形成部位に光吸収材及びガラスフラックスを付着させ、次いで、該光吸収材に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射して該基板を融解させ、その後、該融解物を該透光性基板１２まで到達させた後、凝固させて該壁部１８Ａを形成して該対極基板１１と該透光性基板１２とを接合することを特徴とする色素増感型太陽電池の封止方法。
９．上記光吸収材は、上記ガラスフラックスに含まれる上記７．又は８．記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
１０．対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８Ｂと、を備える色素増感型太陽電池の封止方法であって、該透光性基板１２及び／又は該対極基板１１の該壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位に光吸収材を付着させ、且つ該対極基板１１及び該透光性基板１２の該壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位間に接着性樹脂を充填し、次いで、該光吸収材に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射して該接着性樹脂を硬化させて該壁部１８Ｂを形成し、該壁部１８Ｂを介して該対極基板１１と該透光性基板１２とを接合することを特徴とする色素増感型太陽電池の封止方法。
１１．上記光吸収材は、上記接着性樹脂に含まれる上記１０．記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
１２．上記透光性基板１２の上記形成部位に上記半導体電極１４と電気的に接続され、且つ上記光吸収材として機能する集電電極１６１を更に具備する上記７．乃至１１．のいずれかに記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
１３．上記対極基板１１の上記形成部位に上記触媒電極１３と電気的に接続され、且つ上記光吸収材として機能する集電電極１５１を更に具備する上記７．、１０又は１１．記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
１４．上記対極基板１１はセラミックス製である上記７．乃至１３．のいずれかに記載の色素増感型太陽電池の封止方法。
【発明の効果】
【０００８】
本各発明の色素増感型太陽電池及びその封止方法によれば、透光性基板１２と対極基板１１とを接合する壁部１８を、レーザ光によって透光性基板１２となるガラス基板を加熱し、融解凝固させて形成することで、接合工程を短時間で容易に行うことができる。また、壁部１８Ａを、レーザ光によって対極基板１１となる基板を加熱し、融解凝固させて形成しても、同様にして接合工程を短時間で容易に行うことができる。更に、壁部１８Ｂを、レーザ光によって接着性樹脂を加熱して形成することで、接合工程を短時間で容易に行うことができる。
更に、接合が必要な部分に限定して加熱することができるため、色素増感型太陽電池の作製時に、熱に弱い半導体電極１４及び電解液１７等の温度が上昇して、増感色素が脱離したり、電解液が劣化したりすることを抑制することができる。また、図１に例示するように、対極基板１１及び透光性基板１２と、壁部１８、１８Ａ、１８Ｂとの位置関係によらず、周辺及び中央等の任意の部位を接合することができるため、色素増感型太陽電池を容易に作製することができる。
更に、透光性基板１２の集電電極１６１を透光性基板１２及び壁部１８、１８Ａ、１８Ｂの間にも設け、光吸収材として用いる場合は、他の光吸収材を用意することなくレーザを用いた透光性基板１２及び壁部１８、１８Ａ、１８Ｂの接合を容易に行うことができる。また、対極基板１１の集電電極１５１を対極基板１１及び壁部１８、１８Ｂの間にも設け、光吸収材として用いる場合も、同様にレーザを用いた対極基板１１及び壁部１８、１８Ｂの接合を容易に行うことができる。
更に、対極基板１１をセラミックス製とする場合は、色素増感型太陽電池の構造を安定にすることができ、製造及び取付けを容易にすることができる。また、対極基板１１上にタングステン等を焼結して集電電極１５等を形成しても対極基板１１の変形等がない。更に、レーザ光によって対極基板１１が加熱されても対極基板１１としての機能の劣化をすることがなく、電解液１７等を容易に封止することができる。
光吸収材をガラスフラックス内に含有させる場合は、ガラスフラックスのレーザ光による加熱をより均一に行うことができ、接合を容易にすることができる。
光吸収材を接着性樹脂に含有させる場合は、接着性樹脂の加熱を短時間に行うことができ、レーザ光による加熱をより効率よくし、対極基板１１及び透光性基板１２を接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、例えば図１〜１６を例にして本発明の色素増感型太陽電池及びその封止方法を詳細に説明する。
本色素増感型太陽電池１は図４に例示するように、対極基板１１と、該対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、該対極基板１１の該一面側に配設された触媒電極１３と、該透光性基板１２の該対極基板１１に対向する一面側に配設された増感色素を有する半導体電極１４と、該半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、該対極基板１１及び該透光性基板１２の間、且つ該触媒電極１３及び該半導体電極１４の周囲に設けられた壁部１８と、を備える。
【００１０】
上記「対極基板１１」は、透光性基板１２に対向して配置される。この対極基板１１は、透光性を有していてもよいし、有していなくてもよい。透光性を有していない対極基板１１は特に限定されないが、例えばセラミックスにより形成することができる。セラミック基板を用いた対極基板１１は強度が大きく、支持基板となって優れた耐久性を有する色素増感型太陽電池とすることができる。また、触媒電極１３及び対極側集電電極１５を焼成することができる。更に、対極基板１１、触媒電極１３及び対極側集電電極１５を同時焼成することができる。
セラミック基板の形成に用いられるセラミックスは特に限定されず、酸化物系セラミック、窒化物系セラミック及び炭化物系セラミック等の各種セラミックスを用いることができる。セラミックスとしては、アルミナ、窒化ケイ素及びジルコニア等が好ましく、アルミナが特に好ましい。アルミナは耐腐食性に優れ、強度が大きく、電気絶縁性にも優れ、アルミナからなる対極基板１１とすることで、より優れた耐久性を有する色素増感型太陽電池とすることができる。
【００１１】
対極基板１１がセラミックスからなる場合、その厚さは特に限定されないが、１００μｍ〜５ｍｍ、特に５００μｍ〜５ｍｍ、更に１〜５ｍｍとすることができ、３００μｍ〜３ｍｍとすることが好ましい。対極基板１１の厚さが１００μｍ〜５ｍｍ、特に３００μｍ〜３ｍｍであれば、支持層として十分な強度を有し、優れた耐久性を有する色素増感型太陽電池とすることができる。
【００１２】
透光性を有する対極基板１１はガラス板及び樹脂シート等を用いて形成することができる。
対極基板１１がガラス板からなるとき材質は特に限定されず、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス及びアルミノホウケイ酸ガラス等を用いることができる。また、対極基板１１が樹脂シートからなるとき材質は特に限定されず、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等のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエチリデンノルボルネン等を用いて作製することができる。対極基板１１の厚さは材質によっても異なり、特に限定されないが、透光性の指標である下記の透過率が６０〜９９％、特に８５〜９９％となる厚さであることが好ましい。
ここでいう透光性とは、波長４００〜９００ｎｍの可視光の透過率が１０％以上であることを意味する。この透過率は６０％以上、特に８５％以上であることが好ましい。以下、透光性の意味及び好ましい透過率はすべて同様である。
透過率（％）＝（透過した光量／入射した光量）×１００
【００１３】
上記「透光性基板１２」は対極基板１１に対向して配置される。この透光性基板１２は、上記対極基板１１が透光性を有する場合と同様に、融解凝固によって対極基板１１と接合するときはガラス板、接着性樹脂を用いて接合するときはガラス板及び樹脂シート等を用いて形成することができる。ガラス板及び樹脂シートは特に限定されず、上記対極基板１１と同様に、各種ガラス板及び各種樹脂からなるシートを挙げることができる。
透光性基板１２の厚さは材質によっても異なり、特に限定されないが、上記の透過率が６０〜９９％、特に８５〜９９％となる厚さであることが好ましい。
【００１４】
上記「触媒電極１３」は、対極基板１１の一面側に配設される（例えば図４参照）。この触媒電極１３は、触媒活性を有する物質により形成することができる。また、触媒活性を有さない、金属、後述の触媒電極１３に使用される透光性導電膜の形成に用いられる導電性酸化物及びポリアニリン、ポリピロール等の導電性高分子などと、触媒活性を有する物質とを用いて形成することもできる。
触媒活性を有する物質としては、白金、ロジウム等の貴金属（但し、金及び銀は電解液等に対する耐腐食性が低いため好ましくない。以下、電解液等が接触し得る部分には同様に銀は好ましくない。）、カーボンブラック等が挙げられ、これらは併せて導電性を有する。触媒電極１３は、触媒活性を有し、且つ電気化学的に安定な貴金属により形成することが好ましく、触媒活性が高く、電解液に対する耐腐食性が高い白金を用いることが特に好ましい。この触媒電極１３の厚さは特に限定されないが、単層及び多層のいずれの場合も、３ｎｍ〜１０μｍ、特に３ｎｍ〜２μｍとすることができる。触媒電極１３の厚さが３ｎｍ〜１０μｍであれば、十分に抵抗の低い触媒電極１３とすることができる。
【００１５】
触媒活性を有する物質からなる触媒電極１３は、触媒活性を有する物質の微粒子を含有するペーストを、対極基板１１等の表面にスクリーン印刷法、ドクターブレード法等の任意の塗布方法を用いて塗布形成することができる。また、触媒活性を有する物質を含有する金属、導電性酸化物からなる触媒電極１３も、触媒活性を有する物質の場合と同様の方法により形成することができる。更に、これらの触媒電極１３は、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法等により、対極基板１１等の表面に金属等を堆積させて形成することもできる。
【００１６】
上記「半導体電極１４」は、透光性基板１２の一面側に配設される（例えば図４を参照）。この半導体電極１４は、半導体電極基体と、この半導体電極基体に付着した増感色素とを有する。半導体電極基体は、チタニア、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化亜鉛、硫化鉛等の金属硫化物等により形成することができる。
半導体電極基体の作製方法は特に限定されず、例えば、金属酸化物及び金属硫化物等の半導体微粒子を含有するペーストを、透光性基板１２等の表面にスクリーン印刷法及びドクターブレード法等の任意の塗布方法を用いて塗布して未焼成半導体電極基体を形成し、その後、焼成することにより作製することができる。
焼成の条件は特に限定されないが、焼成温度は４００〜６００℃、特に４５０〜５５０℃とすることができ、焼成時間は１０〜３００分、特に２０〜４０分とすることができる。焼成雰囲気は、大気雰囲気等の酸化雰囲気又はアルゴン等の希ガス雰囲気及び窒素ガス雰囲気等の不活性雰囲気とすることができる。
【００１７】
上記「増感色素」としては、光電変換の作用を向上させる錯体色素及び有機色素を用いることができる。錯体色素としては金属錯体色素が挙げられ、有機色素としてはポリメチン色素、メロシアニン色素等が挙げられる。金属錯体色素としてはルテニウム錯体色素及びオスミウム錯体色素等が挙げられ、ルテニウム錯体色素が特に好ましい。更に、光電変換がなされる波長域を拡大し、光電変換効率を向上させるため、増感作用が発現される波長域の異なる２種以上の増感色素を併用することもできる。
半導体電極基体に増感色素を付着させる方法は特に限定されず、例えば、増感色素を有機溶媒に溶解させた溶液に半導体電極基体を浸漬し、溶液を含侵させ、その後、有機溶媒を除去することにより付着させることができる。また、この溶液を、半導体電極基体に塗布し、その後、有機溶媒を除去することにより付着させることもできる。
【００１８】
上記「電解液１７」は、半導体電極１４及び触媒電極１３の各々の少なくとも一部に含有され、且つ半導体電極１４と触媒電極１３との間に充填されている。電解液１７は、通常、半導体電極１４及び触媒電極１３のそれぞれの全体に含有されており、これにより光電変換効率を向上させることができる。半導体電極１４と触媒電極１３との間隔は特に限定されないが、２００μｍ以下、特に５０μｍ以下（通常、１μｍ以上）とすることができる。この厚さが２００μｍ以下であれば、十分な発電効率を有する色素増感型太陽電池とすることができる。
電解液１７には、電解質の他、通常、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類等の溶媒及び各種の添加剤物等が含有される。この電解質は特に限定されず、各種の電解質を用いることができる。電解質としては、Ｉ２と、ＬｉＩ及びピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイド等の４級アンモニウム化合物のヨウ素塩とを組み合わせてなる電解質が特に好ましい。電解質は１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００１９】
電解液を用いる場合、この溶液は、対極基板１１、透光性基板１２及び壁部１８、１８Ａ、１８Ｂによって形成される空間に電解液を注入し、含有させ、充填させることができる。この空間への電解液の注入は、対極基板１１の側からでも、透光性基板１２の側からでもよく、穿孔し易い側に注入口を設け、この注入口から注入することが好ましい。尚、注入口は１個でよいが、空気抜きのため更に他の孔を設けることもできる。このように空気抜きのための孔を設けることで、電解液をより容易に注入することができる。
【００２０】
上記「壁部１８、１８Ａ、１８Ｂ」は、電解液１７が区画外へ漏出しなければよく、任意の材質を選択することができる。この材質としては、接着性樹脂及びガラス等を例示することができる。また、壁部１８、１８Ａとなる部材をレーザ光で融解凝固させる場合は、ガラス等を例示することができる。更に、ガラス成分を含有する「ガラス含有材」を用いることができる。尚、「ガラス成分」は、シリカガラス等の他、ガラス状態にあり、レーザ光で融解凝固可能な物質も含まれる。
また、上記「接着性樹脂」としては、対極基板１１及び透光性基板１２を接着可能な任意の樹脂を用いることができ、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド及びポリアセタール等の熱可塑性樹脂、並びにエポキシ樹脂、ウレタン樹脂及び熱硬化性ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を例示することができる。更に、ガラスを用いる場合は、透光性基板１２及び透光性を有する対極基板１１と同種のガラスを用いることができる。特に長期の耐久性を必要とする太陽電池では、ガラスにより封着することが好ましい。
更に、壁部１８、１８Ａは対極基板１１又は透光性基板１２と同一の材質を用いて一体に形成してもよい（例えば、図４、７を参照）。尚、セラミックからなる部材をレーザ光で融解凝固させて壁部１８Ａを形成する場合であっても、レーザ光によってセラミック自体、又はセラミックに含まれるガラス成分が融解凝固して、対極基板１１及び透光性基板１２を接合することができれば、その部材を壁部１８Ａとして本発明に用いることができる。
【００２１】
更に、壁部１８、１８Ａ、１８Ｂの形成方法として、１．透光性基板１２に用いるガラス基板の一部をレーザ光によって融解凝固させて形成する方法、２．対極基板１１Ａに用いる基板の一部をレーザ光によって融解凝固させて形成する方法、及び３．接着性樹脂をレーザ光によって硬化させる方法を挙げることができる。
【００２２】
１．透光性基板１２に用いるガラス基板の一部をレーザ光によって融解凝固させて壁部１８を形成する方法とは、例えば、（１）ガラス基板１２’の壁部１８を形成することとなる面である、上記「形成部位」に光吸収材３及びガラスフラックス４を付着させ（例えば、図２を参照）、次いで、（２）該形成部位に付着した光吸収材３に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射してガラスフラックス４を加熱し、ガラス基板１２’を加熱して融解させ（例えば、図２を参照）、その後、（３）該融解物を該対極基板１１まで到達させた後、凝固させることによって壁部１８を形成する方法を挙げることができる（例えば、図３を参照）。
【００２３】
２．対極基板１１Ａに用いる基板の一部をレーザ光によって融解凝固させて壁部１８Ａを形成する方法とは、例えば、（１）基板１１Ａ’の壁部１８Ａを形成することとなる面である形成部位に光吸収材３及びガラスフラックス４を付着させ（例えば、図５を参照）、次いで、（２）該形成部位に付着した光吸収材３に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射してガラスフラックス４を加熱し、基板１１Ａ’を加熱して融解させ（例えば、図５を参照）、その後、（３）該融解物を該透光性基板１２まで到達させた後、凝固させることによって壁部１８Ａを形成する方法を挙げることができる（例えば、図６を参照）。
また、対極基板１１Ａ及び透光性基板１２に用いる基板の一部をそれぞれレーザ光によって融解させ、互いに接触させた後、凝固させて壁部を形成してもよい。
【００２４】
３．接着性樹脂をレーザ光によって硬化させる方法とは、例えば、（１）該透光性基板１２及び／又は該対極基板１１の該壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位に光吸収材３を付着させ（例えば、図８を参照）、且つ該対極基板１１及び該透光性基板１２の該壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位間に接着性樹脂５を充填し、次いで、（２）該光吸収材３に該透光性基板１２側の垂直方向からレーザ光を照射して該接着性樹脂５を硬化させて該壁部１８Ｂを形成する方法を挙げることができる（例えば、図９を参照）。
【００２５】
上記「付着」とは、形成部位に光吸収材３を任意の手段で設けることをいい、例えば、塗布、印刷、接着、粘着及び貼付等を挙げることができる。
尚、光吸収材３、ガラスフラックス４及び接着性樹脂５を付着する対象は上記説明に限られず、対極基板１１、１１Ａ及び透光性基板１２のいずれでもかまわないし、両方に付着させてもよい。また、ガラスフラックス４及び接着性樹脂５に光吸収材３を含有させてもよい。
【００２６】
「対極基板１１及び透光性基板１２の融解」又は「接着性樹脂５の硬化」に用いるレーザは、通常の加熱用途に用いられるものであればよく、例えば、通常、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等を用いることができる。また、レーザ周波数、入力電流値等のレーザ光照射条件は、壁部１８、１８Ａ、１８Ｂの組成及び厚さ等により、効率よく硬化させることができるように適宜設定することができる。
また、レーザ光は、透光性基板１２の垂直方向から照射するのが好ましい（例えば、図１、２、５、８、１１、１４を参照）。レーザ光を垂直方向から照射することで、透光性基板１２の通過距離を最短として途中の損失を最小にすることができ、且つ対極基板１１及び透光性基板１２の周縁部及び中央部等の任意の位置の接合を行うことができるからである。更に、レーザ光は、光吸収材３に焦点が合うように照射するのが好ましい。
尚、上記「垂直方向」は、厳密な垂直に限られず、垂直から±１５°、特に好ましくは±１０°の傾きがあってもかまわない。このようなわずかな傾斜があっても実質垂直のときと同じ効果が得られるからである。また、照射対象は光吸収材３に限られずガラスフラックス４、接着性樹脂５、対極基板１１及び透光性基板１２等も照射の対象にすることができる。更に、対極基板１１が透光性である場合は、対極基板１１側から光吸収材３に照射してもよい。
【００２７】
上記「光吸収材３」は、レーザ光を吸収することができればよく、通常のレーザ光加工に用いられる光吸収材を用いることができる。この例として黒鉛、有機色素及び金属等を挙げることができる。集電電極１６等の本色素増感型太陽電池の構成要素がレーザ光を吸収することができれば、それを光吸収材３として用いることができる（例えば、図１１における集電電極１６１、及び図１４における集電電極１５１を参照）。このようなレーザ光を吸収する構成要素は、使用するレーザ光の波長を吸収しやすい材質（例えば有色であること等）を用いたり、レーザ光が散乱しやすい構造（例えば多孔質構造等）を備えたものである。
上記「ガラスフラックス４」は、ガラスを用いた透光性基板１２と、対極基板１１とを接合するため、透光性基板１２を融解しやすくするための融剤である。この融剤は、通常用いられるものを用いることができ、例えば硝酸ソーダ、硝酸カリ及び棚砂を挙げることができる。このガラスフラックス４は、透光性基板１２の形成部位とともに融解し、凝固して壁部１８、１８Ａを形成する。
【００２８】
また、触媒電極１３に隣接する集電電極１５、及び／又は半導体電極１４に隣接する集電電極１６を設けることができる（例えば図４に示す集電電極１５、１６を参照。）。集電電極１５、１６を設けることで、触媒電極１３及び半導体電極１４の導電性を高めて、色素増感型太陽電池の内部抵抗を低くすることができる。この集電電極１５、１６は、格子状等の任意のパターンからなる金属及び炭素等の導電体、透光性導電膜、並びに導電体及び透光性導電膜の両方を用いたもの等を例示することができる。
このうち、金属においてはタングステン、チタン及びニッケル等の耐食性に優れたものが好ましい。また、透光性導電膜の材質は特に限定されず、導電性酸化物からなる薄膜、金属薄膜、炭素薄膜等が挙げられる。導電性酸化物としては、酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化インジウム、スズドープ酸化インジウム及び酸化亜鉛等が挙げられる。この透光性導電膜の厚さは材質によっても異なり、特に限定されないが、表面抵抗が１００Ω・ｃｍ２以下、特に１〜１０Ω・ｃｍ２となる厚さであることが好ましい。
集電電極１５、１６の形成方法は特に限定されず、例えば金属、導電性酸化物等の微粒子を含有するペーストを、対極基板１１及び／又は透光性基板１２の表面にスクリーン印刷法、ドクターブレード法等の任意の塗布方法を用いて形成することができる。また、集電電極１５、１６は、金属、導電性酸化物等を用いたスパッタリング法、真空蒸着法及びイオンプレーティング法等により形成することもできる。
尚、対極基板１１側の集電電極１５を透光性にする場合は、透光性基板１２側の集電電極１６と同様の構成にすることができる。
【００２９】
本発明の色素増感型太陽電池の製造方法は特に限定されず、例えば、対極基板１１及び透光性基板１２に集電電極１５、１６を形成し、また、対極基板１１の一面側に触媒電極１３を形成し、透光性基板１２の一面側に半導体電極１４を形成し、その後、触媒電極１３と半導体電極１４とを対向させて対極基板１１及び透光性基板１２を接合し、次いで、半導体電極１４の少なくとも一部等に電解液１７を含有させる方法を挙げることができる。
【実施例１】
【００３０】
以下、実施例により本発明の色素増感型太陽電池及びその封止方法を具体的に説明する。
本実施例１は図４に示すように、透光性基板１２となるガラス基板１２’の一部を融解させて壁部１８を形成した色素増感型太陽電池１である。この色素増感型太陽電池１は、以下の手順に従って作製した。
（１）対極基板１１側の作製
アルミナ粉末を含有するスラリーをシートとし、その後、溶剤を揮発させ、セラミック対極基板１１となるアルミナグリーンシートを得た。次いで、セラミック対極基板１１となるアルミナグリーンシートに、集電電極１５となるタングステンペーストをスクリーン印刷法によって塗布して、未焼成体を得た。その後、この未焼成体を焼成して、集電電極１５を一体化した対極基板１１を得た。次いで、集電電極１５上に触媒電極１３となる白金薄膜をスパッタリングで形成した。
【００３１】
（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２となるガラス基板１２’の作製
ガラス基板の一面に集電電極１６となるＦＴＯ製透明導電膜を、半導体電極１４を接続できるパターンで形成した。次いで、粒径が５〜３００ｎｍのチタニア粒子を含有するペースト（Ti-Nanoxide D/SP 13um/300um）をスクリーン印刷法によって塗布し、１２０℃、３０分乾燥して未焼成半導体電極基体を形成した。次いで、未焼成半導体電極基体を焼成した。
その後、ルテニウム有機錯体（[Ru-2,2bipyridil-4,4-dicarboxylate(TBA)2(NCS)2]）をアセトニトリル・ｔ−ブタノール混合溶媒に溶解させ、５×１０−４Ｍアセトニトリル・ｔ−ブタノール溶液を調製した。この溶液に、半導体電極基体を１８時間浸漬し、電極表面に増感色素となるルテニウム錯体を担持させ、半導体電極１４を積層した透光性基板１２となるガラス基板１２’を作製した。
次いで、ガラス基板１２’の壁部１８が形成されることとなる形成部位に、光吸収材３及びガラスフラックス４をそれぞれスクリーン印刷によって塗布した。尚、光吸収材３は、黒色の油性塗料を用いた。また、ガラスフラックス４は、硝酸ソーダを用いた。
【００３２】
（３）対極基板１１及び透光性基板１２の接合
次いで、対極基板１１及びガラス基板１２’を、触媒電極１３及び半導体電極１４が対向した状態で厚さが１５０μｍのスペーサ（図示せず）を介して配置した（図２を参照）。その後、ＹＡＧレーザ２をガラス基板１２’側であり、且つガラス基板１２’に対して垂直な方向から透光性基板１２の壁部１８形成部位に付着した光吸収材３に照射して（図１、２を参照）、ガラス基板１２’の壁部１８形成部位を加熱及び融解させ、その融解物を対極基板１１の形成部位に接触させた後凝固させ、融解凝固物である壁部１８とし、残部を透光性基板１２とし、対極基板１１及び透光性基板１２を接合した（図３を参照）。次いで、これらによって形成される空間にヨウ素電解液を別途設けた注入口から注入した後、接着剤を充填して注入口を封止した（図４を参照）。
尚、ヨウ素電解液は、ブチロニトリルに、０．１モルのヨウ化リチウム、０．０５モルのヨウ素、０．５モルの４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン及び０．６モルの１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイドを溶解させたものを用いた。
【００３３】
このように作製した色素増感型太陽電池１は、図４に示すように、対極基板１１と、対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、対極基板１１の一面側に配設された集電電極１５及び触媒電極１３と、透光性基板１２の対極基板１１に対向する一面側に配設された集電電極１６及び増感色素を有する半導体電極１４と、半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ触媒電極１３及び半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、を備える。また、電解液１７は、周囲に形成された壁部１８によって色素増感型太陽電池１内に保持される。更に、透光性基板１２及び壁部１８は、一体に形成されている。
本色素増感型太陽電池１は、集電電極１５、１６を壁部１８から延出して形成された接続端子（図示せず）によって外部回路に接続することができる。
【実施例２】
【００３４】
本実施例２は図５に示すように、対極基板１１Ａとなるガラス基板１１Ａ’の一部を融解させて壁部１８Ａを形成した色素増感型太陽電池１Ａである。この色素増感型太陽電池１Ａは、以下の手順に従って作製した。
（１）対極基板１１Ａとなるガラス基板１１Ａ’側の作製
ガラス基板の一面に集電電極１５ＡとなるＦＴＯ製透明導電膜を形成した。次いで、集電電極１５Ａ上に触媒電極１３となる白金薄膜をスパッタリングで形成し、ガラス基板１１Ａ’を得た。その後、ガラス基板１１Ａ’の壁部１８Ａを形成することとなる面である形成部位に光吸収材３及びガラスフラックス４をそれぞれスクリーン印刷によって塗布した。尚、光吸収材３及びガラスフラックス４は、実施例１と同じ材質である。
（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２の作製
実施例１の（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２となるガラス基板１２’の作製の作製と同様にして、半導体電極１４を積層した透光性基板１２を作製した。
【００３５】
（３）対極基板１１Ａ及び透光性基板１２の接合
次いで、ガラス基板１１Ａ’及び透光性基板１２を、触媒電極１３及び半導体電極１４が対向した状態で厚さが１５０μｍのスペーサ（図示せず）を介して配置した（図５を参照）。その後、ＹＡＧレーザ２を透光性基板１２側であり、且つ透光性基板１２に対して垂直な方向から、ガラス基板１１Ａ’の壁部１８Ａ形成部位に付着した光吸収材３に照射して（図１、５を参照）、壁部１８Ａ形成部位を加熱及び融解させ、その融解物を透光性基板１２の壁部１８Ａ形成部位に接触させた後凝固させ、融解凝固物である壁部１８Ａとし、残部を対極基板１１Ａとし、対極基板１１Ａ及び透光性基板１２を接合した（図６を参照）。次いで、これらによって形成される空間に実施例１と同じヨウ素電解液を別途設けた注入口から注入した後、接着剤を充填して注入口を封止した（図７を参照）。
【００３６】
このように作製した色素増感型太陽電池１Ａは、図７に示すように、対極基板１１Ａと、対極基板１１Ａの一面側に対向して配置された透光性基板１２と、対極基板１１Ａの一面側に配設された集電電極１５Ａ及び触媒電極１３と、透光性基板１２の対極基板１１Ａに対向する一面側に配設された集電電極１６及び増感色素を有する半導体電極１４と、半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ触媒電極１３及び半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、を備える。また、電解液１７は、周囲に形成された壁部１８Ａによって色素増感型太陽電池１Ａ内に保持される。更に、対極基板１１Ａ及び壁部１８Ａは、一体に形成されている。
本色素増感型太陽電池１Ａは、集電電極１５Ａ、１６を壁部１８Ａから延出して形成された接続端子（図示せず）によって外部回路に接続することができる。
【実施例３】
【００３７】
本実施例３は図１０に示すように、接着性樹脂５を硬化させて壁部１８Ｂを形成した色素増感型太陽電池１Ｂである。この色素増感型太陽電池１Ｂは、以下の手順に従って作製した。
（１）対極基板１１側の作製
実施例１と同様に、集電電極１５を形成し、触媒電極１３となる白金薄膜を形成した対極基板１１を得た。次いで、壁部１８Ｂの形成部位に、熱可塑性の接着性樹脂として厚さが約５０μｍであるアイオノマー樹脂シート５を３枚積層した。
尚、接着性樹脂シート５は、透光性基板１２の壁部１８Ｂの形成部位に積層してもよい。
【００３８】
（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２の作製
実施例１の（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２となるガラス基板１２’の作製と同様にして、半導体電極１４を積層した透光性基板１２を作製した。次いで、透光性基板１２の壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位に、実施例１と同様にして光吸収材３を塗布した。尚、光吸収材３は、対極基板１１の壁部１８Ｂが形成されることとなる形成部位に塗布してもよい。
【００３９】
（３）対極基板１１及び透光性基板１２の接合
次いで、対極基板１１及び透光性基板１２を、接着性樹脂シート５を挟むように配置した。その後、ＹＡＧレーザを透光性基板１２側であり、且つ図８に示すように透光性基板１２に対して垂直な方向から光吸収材３に照射して接着性樹脂シート５を加熱硬化させて、図９に示すように硬化した接着性樹脂シートである壁部１８Ｂを形成し、対極基板１１と透光性基板１２とを接合した。次いで、これらによって形成される空間に実施例１と同じ電解液を別途設けた注入口から注入した後、接着剤を充填して注入口を封止した（図１０を参照。）。
【００４０】
このように作製した色素増感型太陽電池１Ｂは、図１０に示すように、対極基板１１と、対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、対極基板１１の一面側に配設された集電電極１５及び触媒電極１３と、透光性基板１２の対極基板１１に対向する一面側に配設された集電電極１６及び増感色素を有する半導体電極１４と、半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ触媒電極１３及び半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、を備える。また、電解液１７は、周囲に形成された壁部１８Ｂによって色素増感型太陽電池１Ｂ内に保持される。
このような本色素増感型太陽電池１Ｂは、集電電極１５、１６を壁部１８Ｂから延出して形成された接続端子（図示せず）によって外部回路に接続することができる。
【実施例４】
【００４１】
本実施例４は図１３に示すように、接着性樹脂５を硬化させて壁部１８Ｂを形成した色素増感型太陽電池１Ｃである。また、本実施例４は集電電極１６１の一部を構成するタングステン線１６２を光吸収材３として用いた。この色素増感型太陽電池１Ｃは、以下の手順に従って作製した。
（１）対極基板１１側の作製
実施例１と同様に、集電電極１５を形成し、触媒電極１３となる白金薄膜を形成した対極基板１１を得た。次いで、壁部１８Ｂの透光性基板１２と接合されることとなる形成部位に、厚さが約５０μｍである実施例３と同じ接着性樹脂シート５を積層した。
【００４２】
（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２の作製
実施例１と同様のガラス板製基板の一面に集電電極１６１の一部となるＦＴＯ製透明導電膜を、半導体電極１４を接続できるパターンで形成した。次いで、集電電極１６１の他部となり、且つ光吸収材３として機能する直径１０μｍのタングステン線１６２を、パターンの長尺方向に３０μｍ間隔で平行に配列した。その後、実施例１と同様にして半導体電極基体を形成して、透光性基板１２を作製した。
このとき、集電電極１６１は、壁部１８Ｂの形成部位上にも形成されており、タングステン線１６２が光吸収材３として機能する。
【００４３】
（３）対極基板１１及び透光性基板１２の接合
次いで、対極基板１１及び透光性基板１２を、壁部１８Ｂとなる接着性樹脂シート５を挟むように配置した。その後、図１１に示すように実施例３と同じ条件でＹＡＧレーザを透光性基板１２側であり、且つ透光性基板１２に対して垂直な方向から形成部位に位置するタングステン線１６２に照射して接着性樹脂シート５を加熱硬化させて、図１２に示すように硬化した接着性樹脂シートである壁部１８Ｂを形成し、対極基板１１と透光性基板１２とを接合した。このとき、レーザ光を照射されて加熱した集電電極１６１のタングステン線１６２が光吸収材３として機能し、接着性樹脂シート５を加熱する。
その後、これらによって形成される空間に、実施例１と同じように電解液１７を注入した（図１３を参照。）。
【００４４】
このように作製した色素増感型太陽電池１Ｃは、図１３に示すように、対極基板１１と、対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、対極基板１１の一面側に配設された集電電極１５及び触媒電極１３と、透光性基板１２の対極基板１１に対向する一面側に配設された集電電極１６１及び増感色素を有する半導体電極１４と、半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ触媒電極１３及び半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、を備える。また、電解液１７は、周囲に形成された壁部１８Ｂによって色素増感型太陽電池１Ｂ内に保持される。
本色素増感型太陽電池１Ｃは、集電電極１５、１６１を壁部１８Ｂから延出して形成された接続端子（図示せず）によって外部回路に接続することができる。
【実施例５】
【００４５】
本実施例５は図１６に示すように、透光性基板１２となるガラス基板１２’の一部を融解させて壁部１８を形成した色素増感型太陽電池１Ｄである。また、本実施例５は集電電極１５１を光吸収材３として用いた。この色素増感型太陽電池１Ｄは、以下の手順に従って作製した。
（１）対極基板１１側の作製
実施例１と同様に、集電電極１５１を一体に形成し、触媒電極１３となる白金薄膜を形成した対極基板１１を得た。この集電電極１５１は、実施例１との集電電極１５と異なり、壁部１８の透光性基板１２と接合されることとなる形成部位上にも形成されており、光吸収材３として機能する。
次いで、壁部１８の形成部位上の集電電極１５１に、ガラスフラックス４を塗布した。
（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２となるガラス基板１２’の作製
実施例１の（２）半導体電極１４を設けた透光性基板１２の作製と同様にして、半導体電極１４を積層したガラス基板１２’を作製した。
【００４６】
（３）対極基板１１及び透光性基板１２の接合
次いで、対極基板１１及びガラス基板１２’を、触媒電極１３及び半導体電極１４が対向した状態で厚さが１５０μｍのスペーサ（図示せず）を介して配置した。このとき、対極基板１１に塗布したガラスフラックス４は、ガラス基板１２’側にも付着する（図１４を参照）。その後、図１４に示すように実施例１と同じ条件でＹＡＧレーザをガラス基板１２’側であり、且つガラス基板１２’に対して垂直な方向から、対極基板１１の壁部１８の形成部位に位置する集電電極１５１に照射して、ガラスフラックス４及びそれに接するガラス基板１２’を加熱した。これによって、ガラス基板１２’の壁部１８形成部位を加熱及び融解させ、その融解物を対極基板１１の形成部位に接触させた後凝固させ、融解凝固物である壁部１８とし、残部を透光性基板１２とし、対極基板１１及び透光性基板１２を接合した（図１５を参照）。
その後、これらによって形成される空間に、実施例１と同じように電解液１７を注入した（図１６を参照。）。
【００４７】
このように作製した色素増感型太陽電池１Ｄは、図１６に示すように、対極基板１１と、対極基板１１の一面側に対向して配置された透光性基板１２と、対極基板１１の一面側に配設された集電電極１５１及び触媒電極１３と、透光性基板１２の対極基板１１に対向する一面側に配設された集電電極１６及び増感色素を有する半導体電極１４と、半導体電極１４の少なくとも一部に含有され、且つ触媒電極１３及び半導体電極１４の間に充填された電解液１７と、を備える。また、電解液１７は、周囲に形成された壁部１８によって色素増感型太陽電池１Ｄ内に保持される。
本色素増感型太陽電池１Ｄは、集電電極１５１、１６を壁部１８から延出して形成された接続端子（図示せず）によって外部回路に接続することができる。
【００４８】
尚、本発明では、上記の実施例の記載に限られず、目的、用途等によって、本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、電解液１７としては、不揮発性のイミダゾリウム塩等のイオン性液体及びこのイオン性液体をゲル化させたものを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】レーザ光を照射して壁部を形成する様子を説明するための模式斜視図である。
【図２】光吸収材にレーザ光を照射する様子を説明するための模式断面図である。
【図３】レーザ光によって透光性基板の一部を溶解させたのち、凝固させて壁部を接合した様子を説明するための模式断面図である。
【図４】本実施例の壁部が形成されている色素増感型太陽電池の構造を説明するための模式断面図である。
【図５】光吸収材にレーザ光を照射する様子を説明するための模式断面図である。
【図６】レーザ光によって対極基板の一部を溶解させたのち、凝固させて壁部を接合した様子を説明するための模式断面図である。
【図７】本実施例の壁部が形成されている色素増感型太陽電池の構造を説明するための模式断面図である。
【図８】光吸収材にレーザ光を照射して接着性樹脂を硬化させる様子を説明するための模式断面図である。
【図９】硬化した接着性樹脂によって対極基板及び透光性基板が結合された様子を説明するための模式断面図である。
【図１０】本実施例の壁部によって対極基板及び透光性基板が接着されている色素増感型太陽電池の構造を説明するための模式断面図である。
【図１１】光吸収材として機能する集電電極にレーザ光を照射して接着性樹脂を硬化させる様子を説明するための模式断面図である。
【図１２】硬化した接着性樹脂によって壁部が形成され、対極基板及び透光性基板が結合された様子を説明するための模式断面図である。
【図１３】本実施例の壁部によって対極基板及び透光性基板が接着されている色素増感型太陽電池の構造を説明するための模式断面図である。
【図１４】光吸収材として機能する集電電極にレーザ光を照射してガラス基板を融解させる様子を説明するための模式断面図である。
【図１５】レーザ光によって透光性基板の一部を溶解させたのち、凝固させて壁部を接合した様子を説明するための模式断面図である。
【図１６】本実施例の壁部が透光性基板と接合されている色素増感型太陽電池の構造を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ；色素増感型太陽電池、１１、１１Ａ；対極基板、１２；透光性基板、１３；触媒電極、１４；半導体電極、１５、１６、１５１、１６１；集電電極、１７；電解液、１８、１８Ａ、１８Ｂ；壁部、２；レーザ光、３；光吸収材、４；ガラスフラックス、５；接着性樹脂。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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