(57)【要約】【課題】主に各種電子機器の電源として用いられる色素増感太陽電池に関し、光の透過率の低下を防ぎ、変換効率の良好なものを提供することを目的とする。【解決手段】光透過性の上基板１１と、上面に下導電層１３が形成された下基板１２間の空隙内に、外周に色素を吸着したチタニア層１７が形成された、複数の導電金属細線１６を配設することで、上基板１１のみを通った透過率が９０％以上の光によって、大きな受光面積で導電金属細線１６外周のチタニア層１７の色素の電子の励起が行えるため、光から電力への変換効率が１０〜１５％前後の、良好な変換効率で発電を行うことが可能な色素増感太陽電池を得ることができる。【選択図】図１
2012155927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の上基板と、この上基板と所定の空隙を空けて対向した下基板と、上記上基板下面及び上記下基板上面の外周内縁に形成されたスペーサと、上記空隙内に充填された電解液からなり、上記下基板上面に下導電層を設けると共に、外周に色素を吸着したチタニア層が形成された複数の導電金属細線を、上記空隙内に配設した色素増感太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の電源に用いられる色素増感太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器、特に携帯電話や音楽プレーヤ等の携帯用電子機器の高機能化や多様化が進むなか、これらの電源として用いられる各種電池にも、長期間の使用が可能なものが求められている。
【０００３】
このような従来の色素増感太陽電池について、図４及び図５を用いて説明する。
【０００４】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【０００５】
図４は従来の色素増感太陽電池の断面図、図５は同分解斜視図であり、同図において、１はフィルム状または薄板状で光透過性の上基板で、この下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層２が形成されると共に、上導電層２下面にはルテニウム系やクマリン系色素を吸着した、酸化チタンから形成されたチタニア層３が設けられている。
【０００６】
また、４は上基板１と同様の光透過性の下基板で、この上面には酸化インジウム錫等の上に白金やカーボン等がスパッタ法等によって積層された、光透過性の下導電層５が形成されている。
【０００７】
そして、６は略額縁状で絶縁樹脂製のスペーサで、上基板１下面と下基板４上面の外周内縁に形成されると共に、このスペーサ６によって上基板１と下基板４の外周が貼り合わされ、上基板１と下基板４が所定の空隙を空けて対向している。
【０００８】
さらに、７はヨウ素イオン溶液等のレドックス系の電解液で、この電解液７がチタニア層３と下導電層５の間の空隙内に充填されて、色素増感太陽電池が構成されている。
【０００９】
そして、このように構成された色素増感太陽電池が上基板１を上面にして、携帯電話や音楽プレーヤ、リモコン送信機等の電子機器の表面に装着されると共に、上導電層２と下導電層５端部の電極部２Ａと５Ａが、コネクタや配線基板（図示せず）等によって機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【００１０】
以上の構成において、太陽光や蛍光灯の光等が上基板１に入射すると、これが上導電層２を通ってチタニア層３の色素の電子を励起し、この励起電子が酸化チタンを介して上導電層２に流れると共に、下導電層５からは電解液７内のイオンを介して、電子がチタニア層３の色素に供給されて発電が行われる。
【００１１】
また、この光によって発電した電力が色素増感太陽電池から、電極部２Ａと５Ａを介して機器の電子回路に供給され、これによって機器の様々な動作や機能の切換え等が行なわれる。
【００１２】
つまり、上方からの光が光透過性の上基板１と上導電層２を透過し、この光によってチタニア層３の酸化チタンに吸着された色素の電子が励起されることで、色素増感太陽電池の発電が行われるように構成されているものであった。
【００１３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−５９５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来の色素増感太陽電池においては、上基板１下面に光透過性ではあるが上導電層２が形成されているため、上方からの光がこの上導電層２を通ることによって、光の透過率が７５〜７８％前後の低いものとなってしまうと共に、この弱い光でチタニア層３の色素の電子が励起されて発電が行われるため、光から電力への変換効率も６〜１０％程度の小さなものになってしまうという課題があった。
【００１６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、光の透過率の低下を防ぎ、変換効率の良好な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】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、光透過性の上基板と、上面に下導電層が形成された下基板間の空隙内に、外周に色素を吸着したチタニア層が形成された、複数の導電金属細線を配設して色素増感太陽電池を構成したものであり、上基板のみを通った透過率が９０％以上の光によって、大きな受光面積で導電金属細線外周のチタニア層の色素の電子の励起が行えるため、光から電力への変換効率が１０〜１５％前後の、良好な変換効率で発電を行うことが可能な色素増感太陽電池を得ることができるという作用を有するものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、光の透過率の低下を防ぎ、変換効率の良好な色素増感太陽電池を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態による色素増感太陽電池の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同部分斜視図
【図４】従来の色素増感太陽電池の断面図
【図５】同分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。
【００２１】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【００２２】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による色素増感太陽電池の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は光透過性の上基板で、ポリエステルやポリカーボネート、ポリオレフィン等によってフィルム状、またはガラスやアクリル等によって薄板状に形成されている。
【００２３】
また、１２は上基板１１と同様の光透過性の下基板で、この上面には酸化インジウム錫や酸化錫等の上に白金やカーボン等がスパッタ法等によって積層された、光透過性の下導電層１３が形成されている。
【００２４】
そして、１４は略額縁状でポリエステルやエポキシ等の絶縁樹脂製のスペーサで、上基板１１下面と下基板１２上面の外周内縁に形成されると共に、このスペーサ１４によって上基板１１と下基板１２の外周が貼り合わされ、上基板１１と下基板１２が所定の空隙を空けて対向している。
【００２５】
さらに、１５はヨウ素イオン溶液等のレドックス系の電解液で、この電解液１５が上基板１１と下基板１２の間の空隙内に充填されている。
【００２６】
また、１６は直径が０．０１〜１ｍｍ前後の銅や銀等の導電金属細線で、図３の部分斜視図に示すように、この外周にはルテニウム系やクマリン系色素を吸着した、酸化チタンから形成されたチタニア層１７が設けられている。
【００２７】
さらに、この外周にチタニア層１７が形成された複数の導電金属細線１６が、図２に示すように、所定間隔で略櫛歯状に連結されると共に、これが上基板１１と下基板１２間の空隙内に、下導電層１３と対向するように配設されて、色素増感太陽電池が構成されている。
【００２８】
そして、このように構成された色素増感太陽電池が上基板１１を上面にして、携帯電話や音楽プレーヤ、リモコン送信機等の電子機器の表面に装着されると共に、導電金属細線１６と下導電層１３端部の電極部１６Ａと１３Ａが、コネクタや配線基板（図示せず）等によって機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【００２９】
以上の構成において、太陽光や蛍光灯の光等が上基板１１に入射すると、これが上基板１１を通って、複数の導電金属細線１６外周のチタニア層１７の色素の電子を励起し、この励起電子が酸化チタンを介して導電金属細線１６に流れると共に、下導電層１３からは電解液１５内のイオンを介して、電子がチタニア層１７の色素に供給されて発電が行われる。
【００３０】
また、この光によって発電した電力が色素増感太陽電池から、電極部１６Ａと１３Ａを介して機器の電子回路に供給され、これによって機器の様々な動作や機能の切換え等が行なわれる。
【００３１】
つまり、上方からの光が光透過性の上基板１１を透過し、この光によって複数の導電金属細線１６外周に形成されたチタニア層１７の、酸化チタンに吸着された色素の電子が励起されることで、色素増感太陽電池の発電が行われるように構成されている。
【００３２】
そして、この時、上方からの光は上基板１１のみを通るだけで空隙内に入射するため、９０％以上の高い透過率の光によって、複数の導電金属細線１６外周のチタニア層１７の、色素の電子の励起が行われる。
【００３３】
すなわち、空隙内に配設された複数のチタニア層１７の上方には、上基板１１しか配置されていないため、明るさが殆んど損なわれることなく光が空隙内に入射し、この光を複数のチタニア層１７が受光できるようになっている。
【００３４】
また、所定間隔で略櫛歯状に連結された導電金属細線１６外周の、複数のチタニア層１７は、略円柱状に細長く形成されているため、上面だけでなく、これに外周の両側面も加わった大きな受光面積で、空隙内に入射した光を各々が受光して発電が行われる。
【００３５】
つまり、一本一本のチタニア層１７は細長いが、各々が受光する範囲が広いため、複数のチタニア層１７全体としては大きな面積で光を受光でき、光から電力への変換効率が１０〜１５％前後の、良好な変換効率で発電を行うことが可能なようになっている。
【００３６】
さらに、発電を行う複数のチタニア層１７が、直径０．０１〜１ｍｍ前後の細長い導電金属細線１６の外周に形成されているため、上基板１１と下基板１２にフィルムを用いた場合、色素増感太陽電池に多少の曲げが加わった場合でも、全体が比較的容易に弾性変形可能な、屈曲性に優れた構成となっている。
【００３７】
なお、以上の説明では、上面に加え下面の下導電層１３も光透過性に形成した構成について説明したが、ニッケル等の上に白金やカーボン等を積層して下導電層１３を形成することで、色素増感太陽電池をより安価に形成することができると共に、さらに屈曲性を向上させることも可能となる。
【００３８】
このように本実施の形態によれば、光透過性の上基板１１と、上面に下導電層１３が形成された下基板１２間の空隙内に、外周に色素を吸着したチタニア層１７が形成された、複数の導電金属細線１６を配設することで、上基板１１のみを通った透過率が９０％以上の光によって、大きな受光面積で導電金属細線１６外周のチタニア層１７の色素の電子の励起が行えるため、光から電力への変換効率が１０〜１５％前後の、良好な変換効率で発電を行うことが可能な色素増感太陽電池を得ることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明による色素増感太陽電池は、光の透過率の低下を防ぎ、変換効率の良好なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の電源用として有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  上基板
１２  下基板
１３  下導電層
１３Ａ、１６Ａ  電極部
１４  スペーサ
１５  電解液
１６  導電金属細線
１７  チタニア層
【図１】
2012155927.tif 000003
【図２】
2012155927.tif 000004
【図３】
2012155927.tif 000005
【図４】
2012155927.tif 000006
【図５】
2012155927.tif 000007