(57)【要約】【課題】簡便な方法で、安全に高性能な色素増感太陽電池を組み立てることが可能な色素増感太陽電池作製用キットを提供する。また、該色素増感太陽電池作製用キットを用いてなる色素増感太陽電池の製造方法及び色素増感太陽電池を提供する。【解決手段】樹脂基板、透明電極及び酸化亜鉛多孔質層がこの順で積層された光電極基板と、ステンレスからなる導電層を有する正電極基板と、ヨウ素を含有する電解液と、食用色素と、電解液封止部材とを有する色素増感太陽電池作製用キットであって、前記食用色素は、側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素であることを特徴とする色素増感太陽電池作製用キット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板、透明電極及び酸化亜鉛多孔質層がこの順で積層された光電極基板と、ステンレスからなる導電層を有する正電極基板と、ヨウ素を含有する電解液と、食用色素と、電解液封止部材とを有する色素増感太陽電池作製用キットであって、
前記食用色素は、側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素であることを特徴とする色素増感太陽電池作製用キット。
【請求項２】
更に、正電極基板用のカーボン系材料を有することを特徴とする請求項１記載の色素増感太陽電池作製用キット。
【請求項３】
食用色素は、エリスロシン、フロキシン又はローズベンガル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作製用キット。
【請求項４】
電解液は、ヨウ素濃度が０．０２ｍｏｌ／Ｌ以上であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の色素増感太陽電池作製用キット。
【請求項５】
電解液は、ヨウ化物を含有し、前記ヨウ化物は４級ヨウ化アルキルアンモニウムであることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の色素増感太陽電池作製用キット。
【請求項６】
請求項２、３、４又は５記載の色素増感太陽電池作製用キットを用いる色素増感太陽電池の製造方法であって、
樹脂基板、透明電極及び酸化亜鉛多孔質層がこの順で積層された光電極基板の酸化亜鉛多孔質層に、側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素からなる食用色素を担持させる工程、
ステンレスからなる導電層を有する正電極基板のカーボン系材料を担持する工程、
前記正電極基板に電解液封止部材を添付する工程、
前記光電極基板と、前記正電極基板とを貼り合わせる工程、及び、
ヨウ素を含有する電解液を注入する工程を有する
ことを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
【請求項７】
請求項１、２、３、４又は５記載の色素増感太陽電池作製用キットを用いてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡便な方法で、安全に高性能な色素増感太陽電池を組み立てることが可能な色素増感太陽電池作製用キットに関する。また、本発明は、該色素増感太陽電池作製用キットを用いてなる色素増感太陽電池の製造方法及び色素増感太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感太陽電池は、身近な材料である金属酸化物半導体多孔膜を利用した太陽電池であり、シリコン太陽電池に比べて、高価な材料やプロセスを必要とせず、安価な太陽電池を実現できるデバイスとして実用化が期待されている。
【０００３】
色素増感太陽電池は、通常、透明電極基板に金属酸化物半導体多孔質層を形成し色素を担持させた光電極と、基板に導電層を形成した正電極とを電解質層を介して挟み込んだ構成となっている。
このような色素増感太陽電池の基本原理は、特許文献１に開示されているように、以下の通りである。まず、色素増感太陽電池に光が照射されると、金属酸化物半導体多孔質層表面に吸着された増感色素が光を吸収し、色素分子内の電子が励起され、電子が半導体へ渡される。これにより、光電極側で電子が発生し、この電子が電気回路を通じて、正電極に移動する。そして、正電極に移動した電子は、電解質層を通じて光電極に戻る。このような過程が繰り返されることで、電気エネルギーが生じる。
【０００４】
また、色素増感太陽電池は、他の太陽電池と比較して材料が安価であり、作製が容易であることから、学習教材キットとして非常に有用であるという特徴を有している。従って、教育現場において、色素増感型太陽電池の組立キットに対する需要が非常に高まっている。
例えば、特許文献２には、半導体電極と対電極と電解質層とを備えた太陽電池作製キットが開示されている。
一方で、教育現場において、実際に色素増感太陽電池を作製する場合は、可能な限り安全な材料を使用し、かつ、製造工程についても危険を伴わないものとする必要があるが、特許文献２において、半導体層に使用されている酸化チタンは発ガン性が指摘されており、色素増感太陽電池作製キットの材質として安全とはいえなかった。
【０００５】
また、特許文献３には、金属酸化物分散液、透明電極基板、ヨウ素系電解液を基本部材とする色素増感型太陽電池製作用キット、及び、この金属酸化物分散液を薄膜化する工程を有する色素増感型太陽電池の製造方法が開示されている。
しかし、このようなキットは主に専門家や教育指導者が対象になっているため、専門家以外の者が、このようなキットを用いて色素増感太陽電池の作製を行った場合、作製される色素増感太陽電池の性能（光電変換効率）が充分でない場合が多くなっていた。特に、児童向けのキットとしては不具合があり、児童が自分達だけで安全に組み立てられるようなものではなかった。
また、このようなキットでは、色素等に安価で安全な材料を使用することが多いため、その色素増感太陽電池としての性能は充分でなく、屋外の太陽光照射（照度５００００ｌｘ程度）の条件でようやく何らかのデバイスを動作させる程度のものであった。そのため、実際の使用では、天候や日照条件に左右されるため、確実に太陽電池の動作を確認することは容易ではなかった。
このように、従来の色素増感型太陽電池製作用キットでは、安全性の面や、作業の容易性や太陽電池の性能の面で課題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６６４１９４号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４７５０号公報
【特許文献３】特開２００６−１０８０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、簡便な方法で安全に組み立てることができ、屋内環境でも動作可能な色素増感型太陽電池を作製できる色素増感太陽電池作製用キットを提供することを目的とする。また、本発明は、該色素増感太陽電池作製用キットを用いてなる色素増感太陽電池の製造方法及び色素増感太陽電池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】
【０００８】
本発明は、樹脂基板、透明電極及び酸化亜鉛多孔質層がこの順で積層された光電極基板と、ステンレスからなる導電層を有する正電極基板と、ヨウ素を含有する電解液と、食用色素と、電解液封止部材とを有する色素増感太陽電池作製用キットであって、前記食用色素は、側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素である色素増感太陽電池作製用キットである。
以下、本発明を詳述する。
【０００９】
本発明者らは、酸化亜鉛多孔質層が積層された光電極基板と、ステンレス製の正電極基板と、ヨウ素含有電解液とを組み合わせた色素増感太陽電池作製用キットにおいて、増感色素として所定の食用色素を用いることで、色素増感太陽電池を簡便な方法で、安全に組み立てることができ、屋内環境でも動作可能な色素増感型太陽電池を製造できる色素増感太陽電池作製用キットとなることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
本発明の色素増感太陽電池作製用キットは、光電極基板と、正電極基板と、電解液と、食用色素と、電解液封止部材とを有する。
以下、これらのそれぞれについて説明する。
【００１１】
（光電極基板）
本発明の色素増感太陽電池作製用キットは、樹脂基板、透明電極及び酸化亜鉛多孔質層がこの順で積層された光電極基板を有する。上記光電極基板を有することで、光照射によって起電力を発生させることが可能となる。
【００１２】
本発明では、上記樹脂基板を用いることで、ガラス基板を用いる場合と比較して、得られる色素増感太陽電池を軽量化できるとともに、柔軟で割れにくい構造とすることが可能となり、特に児童用の教材として好適に使用することができる。また、容易に所望の形状に加工することができ、色素増感太陽電池セルの形状の自由度を大幅に向上させることができる。更に、フレキシブル性を向上させることも可能となる。
【００１３】
上記樹脂基板としては、入射する光を妨げず、適度の強度を有するものであれば特に限定されず、例えば、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、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、環状ポリオレフィン等の耐熱性を有する透明性樹脂からなるものが挙げられる。
【００１４】
上記透明電極としては、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ等からなるものが好ましく、なかでも、抵抗率が小さく安定であり、透明性が高いという性質を有することから、ＩＴＯからなるものが好ましい。上記透明電極は、例えば、スパッタリング、ＣＶＤ等の蒸着、イオンプレーティング等によって形成することができる。なお、上記透明基板と透明電極との間には、ハードコート層を形成してもよい。
【００１５】
本発明では、多孔質層を構成する材料として、酸化亜鉛を用いている。
従来使用されている酸化チタン等の材料は、発ガン性等の安全性の面で問題を有していたが、上記酸化亜鉛を用いることで、専門家以外の者、特に児童が使用する場合でも、安全な色素増感太陽電池作製用キットとすることができる。
【００１６】
上記酸化亜鉛多孔質層の膜厚の好ましい下限は０．５μｍ、好ましい上限は２０μｍである。０．５μｍ未満であると、色素担持量が少なくなるとともに、得られる色素増感太陽電池の光電変換特性も低下することがあり、２０μｍを超えても、酸化亜鉛多孔質層中の電子の拡散長が限られているために光電変換特性向上に寄与せず、逆に電解質液の酸化亜鉛多孔質層への浸入が困難になることから光電変換特性が低下することがある。
【００１７】
（食用色素）
本発明では、増感色素として、食用色素を用いることを特徴とする。
児童等が使用する色素増感太陽電池作製用キットでは、キットの構成部材を誤って口に入れてしまうことも想定されるが、上記食用色素を用いることでこのような事態が発生した場合でも、増感色素による人体への悪影響を防止することができ、安全性の高い色素増感太陽電池作製用キットとすることができる。
なお、本発明における食用色素とは、毒性が低く、人間が食べた場合でも人体への安全性が確認されている色素のことをいう。また、食用色素には、天然食用色素と合成食用色素とがあるが、合成食用色素とは食品添加物として登録されている食用色素のことをいう。
上記食用色素は、合成食用色素と天然食用色素とに大別することができる。
上記合成食用色素としては、食品添加物として登録されている食用色素が好ましい。具体的には例えば、赤色３号、赤色１０４号、赤色１０５号等の食用タール色素等が挙げられる。なお、上記食用色素としては、水溶性のものを用いることが好ましい。
【００１８】
本発明では、上記食用色素として、側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素を用いる。上記側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素は、食用であることに加えて、色素増感太陽電池の増感色素として用いた場合に充分な電池性能を発現する。その結果、作製される色素増感型太陽電池は、光電変換効率の高いものとなる。
【００１９】
上記側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素としては、例えば、赤色３号（エリスロシン）、赤色１０４号（フロキシン）、赤色１０５号（ローズベンガル）が挙げられる。
これらの食用色素は単独で使用してもよく、混合して使用してもよい。
【００２０】
上記光電極基板は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により、樹脂基板にＩＴＯからなる透明電極を形成した後、上記透明電極上に酸化亜鉛多孔質層を形成する方法等により製造することができる。
【００２１】
上記酸化亜鉛多孔質層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、酸化亜鉛半導体粒子と有機系バインダーを水やアルコール等の溶媒に分散させた溶液を透明電極上に塗布し、加熱を行うことにより乾燥焼成して膜を形成する塗布法；亜鉛塩を含む電解質溶液中に透明電極基板を浸漬し、電気化学的に透明電極基板上に酸化亜鉛の膜を形成する電析法等の方法を用いることができる。
【００２２】
上記塗布法やゾル−ゲル法において、透明電極上に溶液を塗布する方法としては特に限定されず、例えば、印刷法、スプレー法、スピンコーティング法、ディップ法等が挙げられる。
【００２３】
上記電析法は、高温の焼成工程を行うことなく、結晶性の高い酸化亜鉛半導体多孔質層を得ることが可能であることから、本発明のように樹脂基板を使用する場合に好適に行うことができる。具体的には例えば、金属塩を含有する電析浴中にテンプレート色素を混合し、作用極に透明電極基板、対向極に亜鉛等の金属を配置し、酸素をバブリングしながら参照電極に対して定電圧を印加する３電極法による方法等を用いることができる。
【００２４】
（正電極基板）
本発明では、上記正電極基板（対向電極）として、ステンレスからなる導電層を有するものを用いることができる。上記ステンレスを用いることで、色素増感太陽電池作製用キットのコストを低減できるとともに、容易に任意の形状に加工することができる。
また、鉛筆を用いて描画したり、塗りつぶしたりする方法を用いることで、手軽にカーボン系材料が担持された正電極基板とすることができる。
他に、カーボン系材料を印刷や塗布により基板表面に製膜することでも正電極基板にすることができる。
なお、上記ステンレスとは、通常ステンレス鋼として一般に使用されているもの、例えば、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト鋼等が使用でき、特にＳＵＳ３０４や、耐食性のあるＳＵＳ３１６等が好ましく使用される。
【００２５】
（電解液）
本発明では、ヨウ素を含有する電解液を用いる。このような電解液を用いることで、色素増感太陽電池の効率を高めることができる。更に、ヨウ素は日本に豊富に存在する資源であるため、入手が容易であることも理由の１つである。
なお、ヨウ素を含有する電解液は、ヨウ素イオンによる電子の輸送の面で優れるが、正電極基板を腐食しやすいという欠点も有する。しかしながら、本発明では、正電極基板の導電層を耐食性のステンレスとすることで、腐食の問題を解決することができる。
【００２６】
上記電解液としては、ヨウ素を含有し、かつ、イオンを媒体として電子やホールを輸送できる物質であれば特に限定されず、例えば、ヨウ素及びヨウ化物等の酸化還元物質を有機溶媒に溶解した溶液を用いることができる。
具体的には例えば、上記ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化リチウム、テトラプロピルアンモニウムヨージド、フェニルトリメチルアンモニウムヨージド、テトラブチルアンモニウムヨージド、ヨウ素イオンをアニオンとするイミダゾリウム塩である１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムイオダイド、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムイオダイド、１−メチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムイオダイド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムイオダイド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムイオダイド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムイオダイド等が挙げられる。
なかでも、テトラプロピルアンモニウムヨージド、テトラブチルアンモニウムヨージド等の４級ヨウ化アルキルアンモニウムが好ましい。
【００２７】
上記有機溶媒としては、例えば、エタノール等の低級アルコール、ニトリル系のアセトニトリル、メトキシプロピオニトリルや炭化水素系のプロピレンカーボネート、ジエチルカルボナート、γープチロラクタンやポリエチレングリコール等の多価アルコール、イミダゾリウム塩等のイオン液体が挙げられる。これらの中では、安全なエタノールを用いることが好ましい。
【００２８】
上記電解液におけるヨウ素の濃度の好ましい下限は０．０２ｍｏｌ／Ｌ、好ましい上限は１．０ｍｏｌ／Ｌである。ヨウ素の濃度を上記範囲内とすることで、仮に、誤飲等がなされても、人体に悪影響がでない範囲とすることができる。
上記ヨウ素の濃度が０．０２ｍｏｌ／Ｌ未満であると、色素増感太陽電池の変換効率が低下することがあり、１．０ｍｏｌ／Ｌを超えると、ヨウ素が溶媒に溶解しにくくなったり、正電極基板のステンレスを腐食して、黒点が発生しやすくなったりする。
上記ヨウ素の濃度のより好ましい下限は０．０３ｍｏｌ／Ｌ、より好ましい上限は０．４ｍｏｌ／Ｌであり、さらに好ましい上限は０．２ｍｏｌ／Ｌである。
【００２９】
上記ヨウ化物の濃度は、好ましい下限はヨウ素濃度の５倍、好ましい上限はヨウ素濃度の３０倍である。即ち、上記電解液におけるヨウ化物濃度の好ましい下限は０．１ｍｏｌ／Ｌ、好ましい上限は３０ｍｏｌ／Ｌである。さらに好ましい下限はヨウ素濃度の８倍、さらに好ましい上限は１５倍である。即ち、上記電解液におけるヨウ化物濃度の好ましい濃度は０．１６ｍｏｌ／Ｌ、好ましい上限は１５ｍｏｌ／Ｌである。ヨウ化物濃度がこの範囲より大きくても小さくても光変換効率が低下することがある。
【００３０】
本発明の色素増感太陽電池作製用キットは、電解液封止部材を有する。
上記電解液封止部材は、光電極基板と正電極基板を貼り合せてセルを構成し、内部に電解液を保持するためのものである。
上記電解液封止部材としては、各種の接着剤や粘着剤が使用可能である。本来は、電解液と反応せず、電解液の溶媒に対して不活性な材料であり、樹脂基板と密着性が良い部材が好ましいが、短期間の使用であれば通常の樹脂基板用の接着剤や粘着剤が使用できる。
具体的には例えば、アクリル系やシリコーン系やフッ素系の接着剤、粘着剤が好適に使用できる。特に、本発明では、基材の両面に接着剤や粘着剤が塗布された両面テープを用いることが好ましく、なかでも、安価で作業性の良いことから、アクリル系粘着両面テープが好ましい。
また、上記電解液封止部材は、セル周辺部に形成し電解液の漏れを防ぐ役割を有するが、その一部に切り欠きを形成することで、電解液の注入口を設けることもできる。
【００３１】
本発明の色素増感太陽電池作製用キットは、更に正電極基板用のカーボン系材料を有することが好ましい。上記カーボン系材料は、正電極基板に担持させることで触媒層としての役割を有するものである。上記カーボン系材料としては、例えば、グラファイト等を用いることができる。上記グラファイトは、例えば、各種の鉛筆を用いて描画するなどして容易に正電極基板に塗布することができる。
【００３２】
本発明の色素増感太陽電池作製用キットでは、その他の部材として、電解液注入用のスポイトや、色素増感型太陽電池セル同士を電気的に接続する電極挟み用のクリップ等を組み合わせてキットとしてもよい。
【００３３】
本発明の色素増感太陽電池作製用キットを用いて色素増感太陽電池を作製する方法としては、例えば、樹脂基板、透明電極及び酸化亜鉛多孔質層がこの順で積層された光電極基板の酸化亜鉛多孔質層に、側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素からなる食用色素を担持させる工程、ステンレスからなる導電層を有する正電極基板のカーボン系材料を担持する工程、前記正電極基板に電解液封止部材を添付する工程、前記光電極基板と、前記正電極基板とを貼り合わせる工程、及び、ヨウ素を含有する電解液を注入する工程を行う方法が挙げられる。
このような色素増感太陽電池の製造方法もまた本発明の１つである。
【００３４】
本発明の色素増感太陽電池の製造方法について図面（図１〜６）を用いて説明する。
まず、図１に示すように、樹脂基板、透明電極及び酸化亜鉛多孔質層２がこの順で積層された光電極基板１の酸化亜鉛多孔質層２に、側鎖にアルキル基を有しないキサンテン系色素からなる食用色素を担持させる。
上記食用色素を担持させる方法としては、例えば、上記食用色素を含有する溶液に、上記酸化亜鉛多孔質層２が形成された光電極基板１を浸漬した後、乾燥を行う方法等が挙げられる。
【００３５】
上記酸化亜鉛多孔質層２が形成された光電極基板１を浸漬する際の浸漬時間の好ましい下限は５分、好ましい上限は２時間である。５分未満であると、色素溶液が酸化亜鉛多孔質層２の内部まで充分に浸透しないことがあり、２時間を超えると、酸化亜鉛多孔質層２への食用色素の吸着量が多くなりすぎ、食用色素の積層吸着が発生し、酸化亜鉛多孔質層２への電子の流れを阻害してセル特性の低下や劣化を招いたりすることがある。
【００３６】
上記食用色素を含有する溶液に用いる溶媒としては、食用色素を溶解することができ、基板フィルムを劣化させないものであれば特に限定されず、例えば、水、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル等のエーテル類、アセトニトリル等が挙げられる。本発明においては、水道水で溶解させることも考えられるため、水が好ましい。
【００３７】
次に、図２及び図３に示すように、ステンレスからなる正電極基板３（図２）に、鉛筆等を用いてグラファイト４を担持する（図３）。本発明では、鉛筆等を用いて容易にグラファイト４を正電極基板３に担持することができる。グラファイト４は、触媒層としての役割を有する。
鉛筆を用いてグラファイト４を担持させる場合、上記鉛筆の硬度については特に限定されないが、ＨＢ以下の硬度であることが好ましく、２Ｂ以下の鉛筆を用いることがより好ましい。
【００３８】
次いで、図４に示すように、正電極基板３に両面テープ５を添付する。その後、図５及び図６に示すように、光電極基板１と、正電極基板３と貼り合わせる（図５）ことで、空セルを作製する（図６）。
そして、図７に示すように、空セルの注入口穴５’からスポイト６等を用いてヨウ素電解質液を注入した後、注入口穴を両面テープ等で封止することで、色素増感太陽電池セル１０が得られる。
ヨウ素電解質液を注入する方法としては特に限定されないが、スポイト等を用いて隙間に垂らすと、毛細管現象によって両極間に電解液を浸透させることができる。
【００３９】
本発明の色素増感太陽電池作製用キットによれば、安全にかつ簡便に色素増感太陽電池を組み立てることができ、その組立作業の体験を通して、楽しみながら学習することができる。また、本発明の色素増感太陽電池作製用キットは、学生の学習教材として使うこともできるし、ＤＩＹセットとして使うこともできる。
また、組立後に得られる色素増感太陽電池は、屋外の太陽光下（照度５００００ｌｘ程度）でなく、屋内の補助光環境（照度２０００ｌｘ程度）でも電子オルゴール等を動作させることができ、屋内でも充分に太陽電池として使用することができる。
本発明の色素増感太陽電池作製キットを用いてなる色素増感太陽電池もまた本発明の１つである。
【００４０】
本発明の色素増感太陽電池作製用キットを用いて得られる色素増感太陽電池（色素増感太陽電池セル）の一例を図８に示す。
図８に示すように、花びら形状の色素増感型太陽電池セル２０は、食用色素が担持された酸化亜鉛多孔質層２７、光電極用端子２６、正電極用端子２４を有し、電解液封止部材で封止された部分に電解液が封入されている。また、各端子を介して複数の色素増感型太陽電池２０を接続し、モジュールとすることで、例えば、花形の色素増感型太陽電池モジュールとすることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、簡便な方法で、安全に高性能な色素増感太陽電池を組み立てることが可能な色素増感太陽電池作製用キットを提供することができる。また、本発明は、該色素増感太陽電池作製用キットを用いてなる色素増感太陽電池の製造方法及び色素増感太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の色素増感太陽電池の製造方法を示す模式図である。
【図２】本発明の色素増感太陽電池の製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の色素増感太陽電池の製造方法を示す模式図である。
【図４】本発明の色素増感太陽電池の製造方法を示す模式図である。
【図５】本発明の色素増感太陽電池の製造方法を示す模式図である。
【図６】本発明の色素増感太陽電池の製造方法を示す模式図である。
【図７】本発明の色素増感太陽電池の製造方法を示す模式図である。
【図８】本発明の色素増感太陽電池の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に実施例を掲げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定さない。
【００４４】
（実施例１）
（１）光電極基板の作製
ＰＥＴフィルム（東洋紡社製、コスモシャインＡ４１００、厚み１８８μｍ）に、ＵＶ硬化アクリル樹脂のハードコートを施した後、透明電極としてＩＴＯ膜を、スパッタリング法を用いて成膜した。
なお、ＩＴＯ膜はＤＣスパッタリング法により形成し、アルゴンガス流量５０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量１．５ｓｃｃｍ、電圧３７０Ｖ、電流２Ａの条件で２０分成膜した。得られたＩＴＯ膜の表面抵抗は２４Ω／□であった。
【００４５】
次いで、酸化亜鉛微粒子（テイカ製ＭＺ−５００）３．０ｇに対して、溶媒（テルピネオール）７．０ｇとバインダー（エチルセルロース）０．１ｇを添加し、混合分散してペーストを作製した。その後、得られたペーストを１６×３０ｍｍの矩形パターンでスクリーン印刷し、１００℃３０分で溶媒乾燥することにより、酸化亜鉛半導体多孔膜を成膜することで光電極基板とした。
【００４６】
（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ
得られた光電極基板、正電極基板としてのステンレス板（ＳＵＳ３０４、厚み０．１ｍｍ、２０×４５ｍｍの矩形状）、ヨウ素電解質液（ヨウ素濃度０．０５ｍｏｌ／Ｌ、テトラブチルアンモニウムヨージド［ＴＢＡＩ］０．５ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート［ＰＣ］溶媒）、食用赤色３号色素（エリスロシン）、及び、両面テープ（日東電工社製、５６０５）を組み合わせて色素増感太陽電池作製用キットとした。
【００４７】
（３）色素増感太陽電池セルの作製
得られた色素増感太陽電池作製用キットを用いて色素増感太陽電池セルを作製した。
まず、食用赤色３号色素（エリスロシン）０．５ｇを、水９９．５ｇに溶かして、色素水溶液を作製した。これをシャーレに入れて、酸化亜鉛半導体多孔膜を形成した光電極基板を１５分浸漬した後、水洗し８０℃３０分で乾燥することで、酸化亜鉛半導体多孔膜に色素が担持された光電極基板を得た。
次いで、ステンレス板に４Ｂ鉛筆でグラファイトを塗布した正電極基板の周辺部に両面テープを２箇所貼り付けた。次いで、光電極基板を貼り合せて、空セルを作製した。得られた空セルの片方の注入口穴（両面テープのない部分）から、ヨウ素電解質液を注入した後、注入口穴を両面テープで封止して、色素増感太陽電池セルを作製した。
【００４８】
（実施例２）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、食用赤色３号色素（エリスロシン）に代えて、食用赤色１０５号色素（ローズベンガル）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００４９】
（実施例３）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、食用赤色３号色素（エリスロシン）に代えて、食用赤色１０４号色素（フロキシン）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５０】
（実施例４）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、ヨウ素電解質液（ヨウ素濃度０．０５ｍｏｌ／Ｌ、テトラブチルアンモニウムヨージド０．５ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）に代えて、ヨウ素電解質液（ヨウ素０．０５ｍｏｌ／Ｌ、テトラプロピルアンモニウムヨージド［ＴＰＡＩ］０．５ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５１】
（実施例５）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、正電極基板としてのステンレス板（ＳＵＳ３０４、厚み０．１ｍｍ、３０×３０ｍｍの矩形状）に代えて、正電極基板としてのステンレス板（ＳＵＳ３０４、厚み０．１ｍｍ、花びら形状：直径３０ｍｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５２】
（実施例６）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、ヨウ素電解質液（ヨウ素濃度０．０５ｍｏｌ／Ｌ、テトラブチルアンモニウムヨージド０．５ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）に代えて、ヨウ素電解質液（ヨウ素０．０１ｍｏｌ／Ｌ、テトラブチルアンモニウムヨージド０．１ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５３】
（実施例７）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、ヨウ素電解質液（ヨウ素濃度０．０５ｍｏｌ／Ｌ、テトラブチルアンモニウムヨージド０．５ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）に代えて、ヨウ素電解質液（ヨウ素０．１ｍｏｌ／Ｌ、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムイオダイド［ＤＭＰ］１．０ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５４】
（実施例８）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、ヨウ素電解質液（ヨウ素濃度０．０５ｍｏｌ／Ｌ、テトラブチルアンモニウムヨージド０．５ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）に代えて、ヨウ素電解質液（ヨウ素０．０５ｍｏｌ／Ｌ、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムイオダイド［ＤＭＰ］０．５ｍｏｌ／Ｌ、プロピレンカーボネート溶媒）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５５】
（比較例１）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、食用赤色３号色素（エリスロシン）に代えて、食用赤色１０６号色素（アシドレッド）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５６】
（比較例２）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、食用赤色３号色素（エリスロシン）に代えて、食用赤色１０２号色素（ニューコクシン）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５７】
（比較例３）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、食用赤色３号色素（エリスロシン）に代えて、食用赤色２号色素（アマランス）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５８】
（比較例４）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、食用赤色３号色素（エリスロシン）に代えて、紅麹７Ｐ−Ｄ色素（グンゼ株式会社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。
【００５９】
（比較例５）
実施例１の「（２）色素増感太陽電池作製用キットの組み合わせ」及び「（３）色素増感太陽電池セルの作製」において、食用赤色３号色素（エリスロシン）に代えて、ハイビスカスティーから水で抽出した色素を用いた以外は、実施例１と同様にして色素増感太陽電池セルを作製した。但し、この場合は、光電極フィルムを色素水溶液に浸漬した後に、酸化亜鉛多孔膜が剥離したためにセル作製と評価はできなかった。
【００６０】
（評価）
実施例及び比較例で得られた色素増感太陽電池セルについて、以下の評価を行った。結果を表１に示した。
【００６１】
（１）光電変換特性
実施例及び比較例で得られた色素増感太陽電池セルについて、光源強度が１ＳＵＮ（１００ｍＷ／ｃｍ２）であるソーラーシミュレータを用い、光電変換効率（η）を測定した。結果を表１に示した。
【００６２】
（２）オルゴール照度測定
得られた色素増感太陽電池セルを４個直列にクリップで接続した後、電子オルゴールと接続した。これに屋内で蛍光灯を補助光として照射して、セル表面の照度を上昇させた場合において、電子オルゴールを鳴らすことができた時点における照度を計測した。
【００６３】
（３）黒点
「（２）オルゴール照度測定」で用いた色素増感太陽電池セルについて、２４時間後にセルの外観を観察し、φ１ｍｍ以上の黒点の有無を目視にて観察した。
なお、黒点が観察されない場合を「○」、φ１ｍｍ未満の黒点が観察された場合を「△」とした。
【００６４】
【表１】
2012212515.tif 000002
【００６５】
表１に示すように、実施例１〜６で得られた色素増感太陽電池セルは、変換効率が充分に高く、屋内にて２０００ｌｘ以下の照度でオルゴールを鳴らすことができた。
一方で、実施例７、８で得られた色素増感太陽電池セルは、変換効率が高く、屋内にて２０００ｌｘ以下の照度でオルゴールを鳴らすことができるが、翌日にはセル内にφ１ｍｍ未満の黒点が発生した。比較例１〜４で得られた色素増感太陽電池セルは、変換効率が低く、屋内でオルゴールを鳴らすことができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、簡便な方法で、安全に高性能な色素増感太陽電池を組み立てることが可能な色素増感太陽電池作製用キットを提供することができる。また、本発明は、該色素増感太陽電池作製用キットを用いてなる色素増感太陽電池の製造方法及び色素増感太陽電池を提供することができる。
【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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