(57)【要約】【課題】色素増感太陽電池の製造途中において、色素増感太陽電池の品質を検査することができる検査方法及び検査装置を提供すること。【解決手段】検査対象物１１（電極工程後の色素増感太陽電池）は、透明基板２１と、透明基板２１上に形成された（１又は複数の）セル構造体１０とを含む。セル構造体１０は、透明電極層１と、多孔質半導体層２と、多孔質半導体層２と、対電極層４とを含む。作業者は、インピーダンス測定器３０に接続されたプローブ３１を透明電極層１に接触させて交流インピーダンス測定によりセル構造体１０のインピーダンスを測定する。作業者は、測定されたインピーダンスと、基準インピーダンスとの差分が所定の閾値以下である場合は、検査対象物１１は、良品であると判定する。一方、差分が閾値を超える場合、検査対象物１１は、不良品であると判定し、不良の原因を分析し、前工程（電極工程）にフィードバックする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上に形成された多孔質絶縁体層と、前記多孔質絶縁体層上に形成された対電極層とを有する１または、互いに直列接続された複数のセル構造体を有する検査対象物の、前記セル構造体のインピーダンスを測定し、
測定された前記セル構造体の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する
検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の検査方法であって、
前記検査対象物の良否を判定するステップは、良否判断の基準となる前記セル構造体のインピーダンスである基準インピーダンスと、測定された前記セル構造体のインピーダンスとを比較し、前記基準インピーダンスと、前記インピーダンスとの差分が所定の閾値以下である場合に、前記検査対象物が良品であると判定する
検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の検査方法であって、
前記インピーダンスを測定するステップは、２以上の異なる周波数で、前記セル構造体の２以上のインピーダンスを測定し、
前記検査対象物の良否を判定するステップは、測定された２以上の前記インピーダンスの差分が所定の閾値以上である場合に、前記検査対象物が良品であると判定する
検査方法。
【請求項４】
請求項２に記載の検査方法であって、
前記インピーダンスを測定するステップは、１０Ｈｚ以上の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定する
検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載の検査方法であって、
前記インピーダンスを測定するステップは、１ｋＨｚ以上の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定する
検査方法。
【請求項６】
請求項５に記載の検査方法であって、
前記インピーダンスを測定するステップは、１ｋＨｚ以上、１ＭＨｚ以下の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定する
検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載の検査方法であって、
前記インピーダンスを測定するステップは、１ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定する
検査方法。
【請求項８】
基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層とを有する検査対象物の、前記多孔質半導体層上に、導体を接触させ、
前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスを測定し、
測定された前記透明電極層と前記導体との間の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する
検査方法。
【請求項９】
基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上に形成された多孔質絶縁体層と、前記多孔質絶縁体層上に形成された対電極層とを有する１または、互いに直列接続された複数のセル構造体を有する検査対象物の、前記セル構造体のインピーダンスを測定する測定部と、
測定された前記セル構造体の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する制御部と
を具備する検査装置。
【請求項１０】
基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層とを有する検査対象物の、前記多孔質半導体層上に接触される導体と、
前記導体が前記多孔質半導体層上に接触された状態で、前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスを測定する測定部と、
測定された前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する制御部と
を具備する検査装置。
【請求項１１】
検査装置の測定部が、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上に形成された多孔質絶縁体層と、前記多孔質絶縁体層上に形成された対電極層とを有する１または、互いに直列接続された複数のセル構造体を有する検査対象物の、前記セル構造体のインピーダンスを測定し、
前記検査装置の制御部が、測定された前記セル構造体の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する
検査方法。
【請求項１２】
検査装置の測定部が、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層とを有する検査対象物の、前記多孔質半導体層上に導体が接触された状態で、前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスを測定し、
前記検査装置の制御部が、測定された前記透明電極層と前記導体との間の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する
検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池の品質を検査する検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感太陽電池は、現在主流のシリコン系太陽電池に比べて、安価なコストで製造できるというメリットを有している。このメッリトから、近年において、色素増感太陽電池は、シリコン系太陽電池に替わる次世代の太陽電池として注目されており、種々の形態の色素増感太陽電池が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
色素増感太陽電池としては、モノシリック型（特許文献１の図１、特許文献２の図１参照）、Ｗ型（特許文献１の図７参照）、Ｚ型（特許文献１の図８参照）、対向型等のタイプの色素増感太陽電池が知られている。
【０００４】
色素増感太陽電池の品質を検査する方法としては、一般的に、色素増感太陽電池（完成品）に太陽光や、疑似太陽光を照射し、光電変換特性を測定することで、品質を検査する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３６９６０号公報
【特許文献２】特開２００９−１１０７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光電変換特性の測定による品質の検査方法の場合、完成品の色素増感太陽電池の品質は検査することはできるが、色素増感太陽電池の製造途中において、色素増感太陽電池の品質を検査することができない。
【０００７】
従って、上記検査方法の場合、不良品が市場へ出回ることを防止することはできるが、プロセス変動による不良品の発生を抑制することができない。結果として、安価なコストで製造可能であるという色素増感太陽電池のメリットが生かしきれていないという問題がある。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、色素増感太陽電池の製造途中において、色素増感太陽電池の品質を検査することができる検査方法及び検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る検査方法は、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上に形成された多孔質絶縁体層と、前記多孔質絶縁体層上に形成された対電極層とを有する１または、互いに直列接続された複数のセル構造体を有する検査対象物の、前記セル構造体のインピーダンスが測定される。
測定された前記セル構造体の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否が判定される。
【００１０】
この検査方法によれば、モノリシック型の色素増感太陽電池の製造途中において、色素増感太陽電池（検査対象物）の品質を検査することができる。これにより、製造工程における前工程への迅速なフィードバックが可能となり、プロセス変動による不良品の発生を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上させることができ、コスト削減が実現される。
【００１１】
上記検査方法において、前記検査対象物の良否を判定するステップは、良否判断の基準となる前記セル構造体のインピーダンスである基準インピーダンスと、測定された前記セル構造体のインピーダンスとを比較し、前記基準インピーダンスと、前記インピーダンスとの差分が所定の閾値以下である場合に、前記検査対象物が良品であると判定してもよい。
【００１２】
モノリシック型の色素増感太陽電電池の場合、セル構造体は、多孔質半導体層及び多孔質絶縁体層からなる誘電体層を、透明電極層と対電極層とで挟み込んだコンデンサとみなすことができる。基準のセル構造体の静電容量と、セル構造体の静電容量との間に差がある場合、基準インピーダンスと、インピーダンスとの間に差が発生する。従って、基準インピーダンスと、インピーダンスとの差が所定の閾値以下である場合には、検査対象物が良品であると判定することができる。
【００１３】
上記検査方法において、前記インピーダンスを測定するステップは、２以上の異なる周波数で、前記セル構造体の２以上のインピーダンスを測定してもよい。
この場合、前記検査対象物の良否を判定するステップは、測定された２以上の前記インピーダンスの差分が所定の閾値以上である場合に、前記検査対象物が良品であると判定してもよい。
【００１４】
セル構造体の透明電極層と対電極層との間で短絡が生じていないセル構造体の場合、周波数が大きくなるに従って、インピーダンスが小さくなる。一方、セル構造体の透明電極層と対電極層との間で短絡が生じた場合、所定の周波数（１ＭＨｚ程度）よりも低い周波数範囲では、インピーダンスが略一定となるという特徴がある。
【００１５】
上記検査方法では、この特徴が利用される。すなわち、２以上の異なる周波数で、セル構造体のインピーダンスが測定され、測定された２以上のインピーダンスの差分が所定の閾値以上である場合には、透明電極層と対電極層との間に短絡が生じていない（つまり、良品である）と判定することができる。
【００１６】
上記検査方法において、前記インピーダンスを測定するステップは、１０Ｈｚ以上の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定してもよい。
【００１７】
１０Ｈｚ以下の周波数で、セル構造体のインピーダンスを測定した場合、セル構造体のインピーダンスは、多孔質半導体層及び多孔質絶縁体層の粒子界面に依存したインピーダンスとなる。一方、１０Ｈｚ以上の周波数で、セル構造体のインピーダンスを測定した場合、セル構造体のインピーダンスは、多孔質半導体及び多孔質絶縁体層の粒子（バルク）に依存したインピーダンスとなる。
【００１８】
従って、上記のように、１０Ｈｚ以上の周波数で、セル構造体のインピーダンスを測定することで、多孔質半導体及び多孔質絶縁体層の粒子（バルク）に依存したインピーダンスを測定することができる。
【００１９】
上記検査方法において、前記インピーダンスを測定するステップは、１ｋＨｚ以上の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定してもよい。
【００２０】
１ｋＨｚよりも低い周波数でセル構造体のインピーダンスを測定した場合、インピーダンスが、高インピーダンスであるという特性、時間経過による変動が大きいという特性、外乱光の影響を受け易いという特性を有している。この場合、検査対象物の検査が困難になってしまう。
【００２１】
一方、１ｋＨｚ以上の周波数で、セル構造体のインピーダンスを測定した場合、インピーダンスは、比較的小さいという特性、時間経過による変動がほとんどないという特性、外乱光による影響がほとんどないという特性を有している。従って、１ｋＨｚ以上の周波数でセル構造体のインピーダンスを測定することで、安定した品質検査が可能となる。
【００２２】
上記検査方法において、前記インピーダンスを測定するステップは、１ｋＨｚ以上、１ＭＨｚ以下の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定してもよい。
【００２３】
上記したように、セル構造体の透明電極層と対電極層との間で短絡が生じていないセル構造体の場合、周波数が大きくなるに従って、インピーダンスは小さくなる。一方、セル構造体の透明電極層と対電極層との間で短絡が生じた場合、周波数が１ＭＨｚよりも低い周波数範囲では、インピーダンスが略一定となる。
【００２４】
１ＭＨｚ以上の周波数でインピーダンスを測定した場合、短絡が生じていないセル構造体と短絡が生じたセル構造体とでインピーダンスに差があまりない。一方、１ＭＨｚ以下の周波数でインピーダンスを測定した場合、短絡が生じたセル構造体のインピーダンスは一定であるので、短絡が生じていないセル構造体と短絡が生じたセル構造体との間でインピーダンスに差が生じる。従って、１ＭＨｚ以下の周波数で、セル構造体のインピーダンスを測定することで、セル構造体の短絡を検査することができる。
【００２５】
上記検査方法において、前記インピーダンスを測定するステップは、１ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下の周波数で、前記セル構造体のインピーダンスを測定してもよい。
【００２６】
セル構造体のインピーダンスを１００ｋＨｚ以下の周波数で測定した場合、短絡が生じていないセル構造体のインピーダンスと、短絡が生じたセル構造体のインピーダンスの差が大きい。従って、１００ｋＨｚ以下の周波数で、セル構造体のインピーダンスを測定した場合、より大きな短絡抵抗を検出することができる。
【００２７】
本発明の他の形態に係る検査方法は、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層とを有する検査対象物の、前記多孔質半導体層上に、導体を接触させることを含む。
前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスが測定される。
測定された前記透明電極層と前記導体との間の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否が判定される。
【００２８】
この検査方法によれば、Ｗ型、Ｚ型、対向型等の色素増感太陽電池の製造途中において、検査対象物のセル構造体のインピーダンスを測定し、このインピーダンスに基づいて、検査対象物の良否を判定することができる。
【００２９】
本発明の一形態に係る検査装置は、測定部と、制御部とを具備する。
前記測定部は、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上に形成された多孔質絶縁体層と、前記多孔質絶縁体層上に形成された対電極層とを有する１または、互いに直列接続された複数のセル構造体を有する検査対象物の、前記セル構造体のインピーダンスを測定する。
前記制御部は、測定された前記セル構造体の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する。
【００３０】
本発明の他の形態に係る検査装置は、導体と、測定部と、制御部とを具備する。
前記導体は、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層とを有する検査対象物の、前記多孔質半導体層上に接触される。
前記測定部は、前記導体が前記多孔質半導体層上に接触された状態で、前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスを測定する。
前記制御部は、測定された前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する。
【００３１】
本発明のさらに別の形態に係る検査方法は、検査装置の測定部が、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上に形成された多孔質絶縁体層と、前記多孔質絶縁体層上に形成された対電極層とを有する１または、互いに直列接続された複数のセル構造体を有する検査対象物の、前記セル構造体のインピーダンスを測定することを含む。
前記検査装置の制御部が、測定された前記セル構造体の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する。
【００３２】
本発明のさらに別の形態に係る検査方法は、検査装置の測定部が、基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された多孔質半導体層とを有する検査対象物の、前記多孔質半導体層上に導体が接触された状態で、前記透明電極層と前記導体との間のインピーダンスを測定することを含む。
前記検査装置の制御部が、測定された前記透明電極層と前記導体との間の前記インピーダンスに基づいて、前記検査対象物の良否を判定する。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、色素増感太陽電池の製造途中において、色素増感太陽電池の品質を検査することができる検査方法及び検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査方法により品質が検査される色素増感太陽電池を示す模式的な平面図である。
【図２】色素増感太陽電池の側方断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る検査方法を工程として含む、色素太陽電池の製造工程を示すフロー図である。
【図４】検査対象物を示す側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る検査方法を説明するための模式図である。
【図６】検査対象物のセル構造体を、平板コンデンサとみなした場合の模式図である。
【図７】試験用として作成された検査対象物のセル構造体のインピーダンスＺを示す図である。
【図８】検査対象物のセル構造体の等価回路を示す図である。
【図９】検査対象物のセル構造体をインピーダンス測定器により交流インピーダンス測定した結果を、ナイキスト線図で表した図である。
【図１０】低周波数で検査対象物のセル構造体のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺの特性と、高周波数で検査対象物のセル構造体のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺの特性との違いを説明するための図である。
【図１１】透明電極層と対電極層とが電気的に短絡した場合の、セル構造体の等価回路を示す図である。
【図１２】電極層間で短絡が生じた試験用の検査対象物のインピーダンスＺを交流インピーダンス測定によって測定した場合のボード線図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る検査装置を示す模式図である。
【図１４】Ｚ型の色素増感太陽電池の側方断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る検査方法を工程として含む、色素増感太陽電池の製造工程を示すフロー図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る検査方法を説明するための模式図である。
【図１７】他の実施形態に係る検査装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［色素増感太陽電池１００の構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る検査方法により品質が検査される色素増感太陽電池１００を示す模式的な平面図である。図２は、色素増感太陽電池１００の側方断面図である。
【００３６】
これらの図に示すように、第１実施形態の検査方法により品質が検査される色素増感太陽電池１００は、モノリシック型の色素増感太陽電池１００である。
【００３７】
色素増感太陽電池１００は、透明基板２１（基材）と、透明基板２１上に形成された複数のセル構造体１０と、セル構造体１０を封止する封止層２２と、封止層２２上に形成された外装材２３とを含む。
【００３８】
透明基板２１は、例えば、ガラス基板や、アクリル系樹脂等の透明な樹脂基板により構成される。封止層２２の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂や、ガラスフリット等が用いられる。外装材２３の材料としては、例えば、アルミニウムやアルミナ等のガスバリア性の高い材料が積層されて構成されたガスバリア性フィルム等が用いられる。
【００３９】
セル構造体１０は、一方向（Ｙ軸方向）に長い矩形の直方体形状を有している。セル構造体１０は、Ｘ軸方向で互いに電気的に直列接続されている。図１に示す例では、セル構造体１０が８個直列接続された例が示されている。なお、セル構造体１０の個数は、特に限定されない。セル構造体１０は、複数個に限られず、１つであっても構わない。
【００４０】
セル構造体１０は、透明基板２１上に形成された透明電極層１と、透明電極層１上に形成された多孔質半導体層２と、多孔質半導体層２上に形成された多孔質絶縁体層３と、多孔質絶縁体層３上に形成された対電極層４とを有する。
【００４１】
透明電極層１の材料しては、例えば、フッ素ドープＳｎＯ２（ＦＴＯ）や、イリジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）等が用いられる。
【００４２】
多孔質半導体層２は、増感色素を担持する微小な粒子（例えば、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ）を有する多孔質構造とされている。多孔質半導体層２の材料としては、例えば、酸化チタン等の金属酸化物が挙げられる。多孔質半導体層２の微小粒子に担持される増感色素としては、例えば、ルテリウム錯体、鉄錯体等の金属錯体や、エオシオン、ローダミンなどの有色色素が挙げられる。
【００４３】
多孔質絶縁体層３は、多孔質半導体層２と同様に、微小な粒子（例えば、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ）を有する多孔質構造とされる。多孔質絶縁層としては、例えば、ジルコニア、アルミナ等の絶縁性の材料が用いられる。
【００４４】
多孔質半導体層２と、多孔質絶縁体層３とは、微小粒子間に、電解液を含んでいる。電解液としては、メトキシアセトニトリル、アソトニトリル、エトレンカーボネート等が挙げられる。電解液中には、酸化還元対が含まれる。酸化還元対としては、例えば、ヨウ素／ヨウ化物イオン、臭素／臭化物イオン等が用いられる。
【００４５】
対電極層４の材料としては、フッ素ドープＳｎＯ２（ＦＴＯ）や、イリジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、金、白金、カーボン等が用いられる。
【００４６】
対電極層４は、隣り合う位置に配置されたセル構造体１０の透明電極層１に接続される。これにより、複数のセル構造体１０が互いに直列接続される。
【００４７】
なお、色素増感太陽電池１００を構成する各部材の材料については、上記した例は、一例に過ぎず、適宜変更することができる。
【００４８】
［色素増感太陽電池１００の動作原理］
次に、色素増感太陽電池１００の動作原理について説明する。
【００４９】
透明基板２１側から透明基板２１を透過して入射した光は、多孔質半導体層２の微小粒子に担持された増感色素を励起して電子を発生させる。この電子は、増感色素から多孔質半導体層２の微小粒子に移動し、微粒子へ移動した電子は、透明電極層１へ移動する。一方、電子を失った増感色素は、多孔質半導体層２及び多孔質絶縁体層３内に含まれる電解液の酸化還元対から電子を受け取る。電子を失った酸化還元対は、対電極層４側に移動し、対電極層４の表面で電子を受け取る。この一連の反応により、透明電極層１と、対電極層４との間に起電力が発生する。
【００５０】
色素増感太陽電池１００が複数のセル構造体１０を含む場合、一端側に配置されたセル構造体１０の透明電極層１と、他端部側に配置されたセル構造体１０の対電極層４との間に、複数のセル構造体１０の合計の起電力が発生する。
【００５１】
［色素増感太陽電池１００の製造方法及び検査方法］
次に、色素増感太陽電池１００の製造方法及び検査方法について説明する。
図３は、本発明の第１実施形態に係る検査方法を工程として含む、色素太陽電池の製造工程を示すフロー図である。
【００５２】
「電極工程」
電極工程では、透明電極層１が透明基板２１上の全面に形成され、その後、透明電極層１がエッチングによりストライプ状にパターニングされる。次に、透明電極層１上に、多孔質半導体層２がスクリーン印刷により印刷され、仮乾燥後に、多孔質半導体層２が焼結される。次に、多孔質半導体層２上に多孔質絶縁体層３がスクリーン印刷により印刷され、仮乾燥後に焼結される。次に、多孔質絶縁体層３上に対電極層４がスクリーン印刷により印刷され、仮乾燥後に焼成される。
【００５３】
これにより、電極工程では、透明基板２１上に１又は複数のセル構造体１０が形成される。なお、第１実施形態の説明において、電極工程後の色素増感太陽電池１００、すなわち、透明基板２１上に、１又は複数のセル構造体１０が形成された状態での色素増感太陽電池１００を検査対象物１１（図４参照）と呼ぶ。
【００５４】
「電極検査工程」
図４は、検査対象物１１を示す側面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る検査方法を説明するための模式図である。
【００５５】
図４に示すように、検査対象物１１（電極工程後の色素増感太陽電池１００）は、透明基板２１と、透明基板２１上に形成された（１又は複数の）セル構造体１０とを含む。セル構造体１０は、透明電極層１と、多孔質半導体層２（増感色素なし、電解液なし）と、多孔質絶縁体層３（電解液なし）と、対電極層４とを含む。
【００５６】
図５に示すように、電極検査工程では、インピーダンス測定器３０による交流インピーダンス測定により、セル構造体１０のインピーダンスＺが測定される。なお、図４、図５では、検査対象物１１のセル構造体１０が１つである場合が示されている。
【００５７】
電極検査工程では、作業者により検査対象物１１が一定間隔毎に抜き取り検査され、あるいは全数検査される。
【００５８】
インピーダンス測定器３０は、４つ端子（ＣＥ、ＲＥ１、ＷＥ、ＲＥ２）を有している。４つの端子には、プローブ３１が接続されている。ＣＥ、ＲＥ１端子に接続されたプローブ３１は、一方の透明電極層１に接触され、ＷＥ端子、ＲＥ２端子に接続されたプローブ３１は、他方の透明電極層１に接触される。そして、４端子法により、セル構造体１０のインピーダンスＺが測定される。
【００５９】
インピーダンス測定器３０としては、周波数を自在に掃引可能なインピーダンス測定装置や、幾つかの固定された測定周波数でインピーダンスＺを測定可能なＬＣＲメータ等を用いることができる。ＬＣＲメータは、安価であるので、ＬＣＲメータが用いられた場合、コスト削減が実現される。
【００６０】
図５では、セル構造体１０が１つの場合が示されているが、検査対象物１１が複数のセル構造体１０を有する場合には、インピーダンス測定器３０のＣＥ、ＲＥ１端子が、一端部側に配置されたセル構造体１０の透明電極層１に接触される。そして、インピーダンス測定器３０のＷＥ端子、ＲＥ２端子が、他端部側に配置されたセル構造体１０の対電極層４と接続された透明電極層１に接触される。そして、４端子法により、直列接続された複数のセル構造体１０全体のインピーダンスＺが測定される。
【００６１】
作業者は、測定されたインピーダンスＺに基づいて、検査対象物１１の良否を判定する。この場合、作業者は、良否判断の基準となるセル構造体１０（良品のセル構造体１０）のインピーダンスである基準インピーダンスＺ’（図７参照）と、検査対象としてのセル構造体１０のインピーダンスＺとを比較することで、検査対象物１１の良否を判定する。
【００６２】
図６は、検査対象物１１のセル構造体１０を、平板コンデンサとみなした場合の模式図である。
図６に示すように、セル構造体１０は、多孔質半導体層２及び多孔質絶縁体層３で構成された誘電体を透明電極層１と、対電極層４とで挟み込んだ平板コンデンサとみなすことができる。
【００６３】
平板コンデンサの静電容量Ｃは、以下の式（１）により表される。
Ｃ＝εＳ×ε０×Ｓ／ｄ・・・（１）
比誘電率εＳ、真空の誘電率ε０、面積Ｓ、厚さｄ
【００６４】
また、平板コンデンサのインピーダンスＺは、以下の式（２）により表される。
Ｚ＝１／（ｊ×ω×Ｃ）・・・（２）
【００６５】
電極検査工程では、上記式（１）、（２）の関係が利用されて、検査対象物１１のセル構造体１０の品質の良否が判定される。
【００６６】
すなわち、基準の（良品の）セル構造体１０のインピーダンスである基準インピーダンスＺ’と、検査対象としてのセル構造体１０のインピーダンスＺに差が生じている場合、基準のセル構造体１０と検査対象としてのセル構造体１０との間で静電容量Ｃに差が生じている。基準のセル構造体１０と検査対象としてのセル構造体１０との間で静電容量Ｃに差が生じている場合、基準のセル構造体１０と検査対象としてのセル構造体１０との間で、比誘電率εＳ、面積Ｓ、厚さｄの何れかに差が生じている。
【００６７】
従って、基準のセル構造体１０のインピーダンスである基準インピーダンスＺ’と、検査対象としてのセル構造体１０のインピーダンスＺとに差が生じている場合には、基準のセル構造体１０と検査対象としてのセル構造体１０との間で、比誘電率εＳ、面積Ｓ、厚さｄの何れかに差が生じていることになる。
【００６８】
これにより、作業者は、基準のセル構造体１０の基準インピーダンスＺ’と、検査対象としてのセル構造体１０のインピーダンスＺとを比較することで、比誘電率εＳ、面積Ｓ、厚さｄのうち、何れかの変化を原因としたセル構造体１０の不良を検知することができる。
【００６９】
ここで、電極工程において、多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３、対電極層４の印刷時の位置ずれ、対電極層４の印刷のかすれ、多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３、対電極層４の剥離等が生じた場合、面積Ｓが基準のセル構造体１０に対して変化する。
【００７０】
また、電極工程において、各層２、３、４の印刷時のペースト粘度の変化、各層の印刷時のスキージ圧力の変化、印刷版の磨耗、各層の仮乾燥不足、各層の焼成時の焼成温度の変化等が生じた場合、厚さｄが基準のセル構造体１０に対して変化する。
【００７１】
また、電極工程において、多孔質半導体層２に使用される材料（酸化チタン等）の分子構造が変化した場合（アナターゼ、ルチル）、比誘電率εＳが基準のセル構造体１０に対して変化する。
【００７２】
本発明者らは、基準とは異なる厚さの多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３を有する検査対象物１１、及び基準の条件とは異なる焼成温度で形成された多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３を有する検査対象物１１を試験用として作成した。そして、本発明者らは、試験用として作成された検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺをインピーダンス測定器３０により１ＭＨｚの周波数で測定した。なお、試験用として作成された検査対象物１１の多孔質半導体層２は、透明電極層１上に形成されたＴ層（Transparent層）と、Ｔ層上に形成されたＤ層（Diffusion層）とを有する２層構造とされた。
【００７３】
図７は、試験用として作成された検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを示す図である。
【００７４】
図７に示すように、基準のセル構造体１０よりも厚さが薄い多孔質半導体層２（Ｔ層、Ｄ層）、多孔質絶縁体層３を有するセル構造体１０の場合、インピーダンスＺが基準インピーダンスＺ’（約１６００Ω）よりも小さくなる。これは、厚さｄが薄くなることで、静電容量Ｃが大きくなり、インピーダンスＺが小さくなったためであると考えられる。
【００７５】
一方、基準のセル構造体１０よりも厚さが厚い多孔質半導体層２（Ｔ層、Ｄ層）、多孔質絶縁体層３を有するセル構造体１０の場合、インピーダンスＺが基準インピーダンスＺ’よりも大きくなる。これは、厚さｄが厚くなることで、静電容量Ｃが小さくなり、インピーダンスＺが大きくなったためであると考えられる。
【００７６】
また、図７に示すように、多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３の焼成温度が基準の条件よりも高い場合、セル構造体１０のインピーダンスＺが基準インピーダンスＺ’よりも小さくなる。これは、多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３の焼成温度が高い場合、焼き締まりにより厚さｄが薄くなり、これにより、静電容量Ｃが大きくなり、インピーダンスＺが小さくなったためであると考えられる。
【００７７】
一方、多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３の焼成温度が基準の条件よりも低い場合、セル構造体１０のインピーダンスＺが基準インピーダンスＺ’よりも大きくなる。これは、多孔質半導体層２、多孔質絶縁体層３の焼成温度が低い場合、厚さｄが厚いままであるので、静電容量Ｃが小さくなり、インピーダンスＺが大きくなったためであると考えられる。
【００７８】
電極検査工程では、作業者は、基準インピーダンスＺ’（図７では、約１６００Ω）と、測定されたインピーダンスＺとを比較する。そして、作業者は、これらのインピーダンスＺの差分が所定の閾値（例えば、±２０Ω程度）以下である場合には、検査対象物１１は、良品であると判定する。良品であると判定した場合には、作業者は、後の工程（色素吸着工程）へ検査対象物１１を流す。なお、本実施形態に係る検査方法は、非破壊検査であるので、品質を検査した検査対象物１１を後の工程へ流すことができる。
【００７９】
一方、上記差分が所定の閾値を超える場合、作業者は、検査対象物１１は、不良品であると判定する。そして、作業者は、不良の原因を分析し、前工程（電極工程）にフィードバックする。なお、不良品であると判定された場合、作業者は、検査対象物１１を破棄し、電極検査工程以降の工程には、流さないようにする。
【００８０】
以上のように、本実施形態の検査方法によれば、モノリシック型の色素増感太陽電池１００の製造途中において、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定し、このインピーダンスＺに基づいて、検査対象物１１の良否を判定することができる。これにより、製造工程における前工程への迅速なフィードバックが可能となり、プロセス変動による不良品の発生を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上させることができ、コスト削減が実現される。
【００８１】
（インピーダンスＺの測定周波数）
次に、交流インピーダンス測定におけるインピーダンスＺの測定周波数について説明する。
【００８２】
《粒子（バルク）抵抗及び界面抵抗と、インピーダンスＺの測定周波数との関係》
まず、粒子抵抗及び界面抵抗と、インピーダンスＺの測定周波数との関係について説明する。
【００８３】
上記したように、多孔質半導体層２及び多孔質絶縁体層３は、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍの微小な粒子（バルク）を有する多孔質構造とされている。
【００８４】
図８は、検査対象物１１のセル構造体１０の等価回路を示す図である。
図８に示すように、多孔質半導体層及び多孔質絶縁体層３の粒子（バルク）抵抗は、抵抗成分Ｒｂと、静電容量成分Ｃｂとの並列回路とみなすことができる。また、多孔質半導体層２及び多孔質半導体層２の粒子界面の界面抵抗は、抵抗成分Ｒｇｂと静電容量成分Ｃｇｂの並列回路とみなすことができる。そして、セル構造体１０の等価回路は、これらの並列回路が直列接続された回路とみなすことができる。
【００８５】
図９は、検査対象物１１のセル構造体１０をインピーダンス測定器３０により交流インピーダンス測定した結果を、ナイキスト線図で表した図である。
【００８６】
図９に示すように、ナイキスト線図は、１０Ｈｚを境にして、２つの山に分離することが分かる。本発明者らは、測定したデータを基に、等価回路でフィッティングさせ、静電容量Ｃの値を求めた。その結果、多孔質半導体層２、多孔質半導体層２の比誘電率εＳ、面積Ｓ、厚さｄから得られる静電容量Ｃと左側の山が一致することが分かった。従って、１０Ｈｚ以上の周波数におけるセル構造体１０のインピーダンスＺは、粒子抵抗に依存し、１０Ｈｚよりも小さい周波数におけるセル構造体１０のインピーダンスＺは、界面抵抗に依存するといえる。
【００８７】
従って、電極検査工程において、１０Ｈｚ以上の周波数で、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定することで、多孔質半導体層２及び多孔質絶縁体層３の粒子（バルク）に依存したインピーダンスＺを測定することができる。
【００８８】
《低周波数で検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺの特性と、高周波数で検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺの特性との違い》
【００８９】
次に、低周波数で検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺの特性と、高周波数で検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺ特性との違いについて説明する。
【００９０】
ここで、まず、比較例として、直流抵抗測定により、検査対象物１１（電極工程後の色素増感太陽電池１００）の品質を検査する場合について説明する。
【００９１】
検査対象物１１の品質を検査する場合において、直流抵抗測定により検査対象物１１の品質を検査する方法も考えられる。そこで、本発明者らは、直流抵抗測定により、検査対象物１１のセル構造体１０の直流抵抗値を測定した。
【００９２】
この場合、検査対象物１１のセル構造体１０の直流抵抗値は、１０ＭΩ以上の高抵抗であるため、既存の直流抵抗測定器による直流抵抗測定では測定精度の確保が難しいという問題がある。
【００９３】
また、直流抵抗測定の場合、測定環境によって直流抵抗値が大きく変化することと、直流抵抗値が時間の経過とともに緩やかに変化することが明らかとなった。このような現象が生じるのは、多孔質半導体層２が光半導体特性を有していることと、多孔質半導体層２及び多孔質半導体層２が多孔質構造であるために感湿性を有していることに起因すると考えられる。実際、直流抵抗値の変動率は、１０分間で５０％以上であり、１時間程度では直流抵抗値は安定しなかった。
【００９４】
次に、交流インピーダンス測定によって検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合について具体的に説明する。
【００９５】
図１０は、低周波数で検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺの特性と、高周波数で検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合のインピーダンスＺの特性との違いを説明するための図である。
【００９６】
図１０（Ａ）には、インピーダンスＺの測定周波数と、インピーダンスＺ（絶対値）との関係が示されている。図１０（Ｂ）には、１Ｈｚで検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合の、インピーダンスＺの１０分間の変化が示されている。図１０（Ｃ）には、１ＭＨｚで検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合の、インピーダンスＺの１０分間の変化が示されている。
【００９７】
なお、図１０（Ｂ）、（Ｃ）では、検査対象物１１にＡＭ１．５の疑似太陽光が照射された状態でインピーダンスＺが測定され、外乱光の影響を評価するために、３０ｓ〜１００ｓの間は、疑似太陽光が遮光された状態でインピーダンスＺが測定された。
【００９８】
図１０（Ａ）に示すように、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ未満の低周波数である場合、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺは、１ＭΩ近傍の値を示しており、高インピーダンスであることが分かる。
【００９９】
また、図１０（Ｂ）に示すように、１ｋＨｚ未満の低周波数（１Ｈｚ）で、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合、時間経過とともにインピーダンスＺが大きく変動することが分かる。図１０（Ｂ）に示す例では、１０分間でのインピーダンスＺの変化率は、＋４７％であった。
【０１００】
また、図１０（Ｂ）に示すように、１ｋＨｚ未満の低周波数（１Ｈｚ）で、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定した場合、３０ｓ〜１００ｓの疑似太陽光の遮光時において、インピーダンスＺが大きく変動することが分かる。つまり、低周波数でのインピーダンス測定では、外乱光の影響を受けやすいことが分かる。
【０１０１】
このように、１ｋＨｚ未満の低周波数での交流インピーダンス測定の場合、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺは、高インピーダンスであるという特性、時間経過による変動が大きいという特性、外乱光の影響を受け易いという特性を有している。これらの特性は、上記した直流抵抗測定における直流抵抗値の特性と一致する。
【０１０２】
一方、図１０（Ａ）に示すように、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ以上の高周波数である場合、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺは、周波数が大きくなるに従って、インピーダンスＺが小さくなることが分かる。
【０１０３】
また、図１０（Ｃ）に示すように、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ以上の高周波数（１ＭＨｚ）である場合、時間が経過してもほとんど変動しないことが分かる。図１０（Ｃ）に示す例では、１０分間でのインピーダンスＺの変化率は、＋０．３％であった。
【０１０４】
また、図１０（Ｃ）に示すように、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ以上の高周波数（１ＭＨｚ）である場合、３０ｓ〜１００ｓの疑似太陽光の遮光時においても、インピーダンスＺは、ほとんど変動しないことが分かる。
【０１０５】
すなわち、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ以上の高周波数である場合、セル構造体１０のインピーダンスＺは、比較的小さいという特性、時間経過による変動がほとんどないという特性、外乱光による影響がほとんどないという特性を有している。
【０１０６】
従って、１ｋＨｚ以上の周波数でセル構造体１０のインピーダンスＺを測定することで、測定されるインピーダンスＺが比較的小さくなり、かつ、時間経過によるインピーダンスＺの変動及び外乱光によるインピーダンスＺの変動を排除することができる。これにより、電極検査工程において、１ｋＨｚ以上の周波数でインピーダンスＺ測定を行うことで、安定した精度の高い検査対象物１１の品質検査が可能となる。なお、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ以上の場合、１０Ｈｚ以上のインピーダンス測定となるので、上記したように、多孔質半導体層及び多孔質絶縁体層３の粒子（バルク）に依存したインピーダンスＺを測定することができる。
【０１０７】
ここで、検査対象物１１のセル構造体１０を、図８に示す等価回路で考えた場合、セル構造体１０のインピーダンスＺは、低周波数では、抵抗成分に依存し、高周波数では、静電容量成分に依存する。この関係と、上記図１０（Ｂ）、（Ｃ）の結果から、抵抗成分は、時間経過及び外乱光による変動が大きく、静電容量成分は、時間経過及び外乱光による変動が小さく、比較的安定していると言える。つまり、１ｋＨｚ以上の高周波数によるインピーダンスＺ測定において、インピーダンスＺが安定しているのは、時間経過及び外乱光の影響を受けやすい抵抗成分が排除され、時間経過及び外乱光の影響を受けにくい静電容量成分に特化したインピーダンスＺ測定が可能となったためであると考えられる。
【０１０８】
「色素吸着工程〜最終検査工程」
再び図３を参照して、電極検査工程後の色素吸着工程では、検査対象物１１が色素溶液に浸漬される。これにより、多孔質半導体層２の微粒子に増感色素が担持される。
【０１０９】
次の組立工程では、セル構造体１０上に封止層２２が塗布されて、封止層２２が形成される。そして、封止層２２上に、外装材２３が接着される。
【０１１０】
次の電解液注入工程では、あらかじめ色素増感電池に設けられた図示しない注入口を介して、酸化還元対を含む電解液が注入される。注入口は、各セル構造体１０毎に設けられている。電解液が注入されると、多孔質半導体層２及び多孔質絶縁体層３の微粒子の間に電解液が注入され、微粒子の間が電解液により満たされる。その後、注入口が封止される。
【０１１１】
次の最終検査工程では、太陽光や、ソーラシュミレータによる疑似太陽光等により、色素増感太陽電池１００（完成品）の光電変換特性等が検査される。
【０１１２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態以降の説明では、上記第１実施形態と同様の構成及び機能を有する部材等については、説明を簡略又は省略する。
【０１１３】
第２実施形態では、セル構造体１０の短絡の検出について説明する。
【０１１４】
電極工程（図３参照）において、透明電極層１と対電極層４との間に何らかの異物が挟まってしまった場合、透明電極層１と対電極層４とが電気的に短絡に至る不良が発生する場合がある。
【０１１５】
図１１は、透明電極層１と対電極層４とが電気的に短絡した場合の、セル構造体１０の等価回路を示す図である。
【０１１６】
ここで、まず、比較例として、直流抵抗測定により、透明電極層１と対電極層４との短絡を検出する場合について説明する。
【０１１７】
検査対象物１１（電極工程後の色素増感太陽電池１００）が１つのセル構造体１０を有する形態であり、かつ、短絡抵抗Ｒｇｔがバルク抵抗と界面抵抗との直列接続による合成抵抗よりも十分小さい場合を想定する。この場合、短絡が生じていない検査対象物１１（１セル）の直流抵抗値が、例えば、数１０ＭΩのオーダーであるのに対して、短絡が生じた検査対象物１１（１セル）の直流抵抗値が例えば、数ｋΩのオーダーとなる。従って、このような場合には、直流抵抗測定において短絡を検出することができる。
【０１１８】
しかしながら、検査対象物１１が複数のセル構造体１０を有する形態である場合や、短絡抵抗Ｒｇｔがバルク抵抗と界面抵抗との直列接続による合成抵抗に比して十分に小さくないような場合には、直流抵抗測定によって短絡を検出することは困難である。
【０１１９】
例えば、８つのセル構造体１０を有する検査対象物１１の短絡を直流抵抗測定において検査する場合を想定する。この場合、８つのセル構造体１０うちの１つのセル構造体１０に電極間の短絡が生じ、短絡が生じたセル構造体１０の直流抵抗値が０になったとする。
【０１２０】
短絡したセル構造体１０（直流抵抗値０）を含む８つのセル構造体１０全体の直流抵抗値は、８つのセル構造体１０全てに短絡が生じていない場合の直流抵抗値に比べて下がることになる。しかし、その低下率は、１／８＝１２．５％であり、この低下率は、多孔質半導体層２及び多孔質半導体層２の感湿性等に起因した直流抵抗値の変動率（１０分間で５０％以上）よりも小さい。このように、上記低下率が直流抵抗値の変動率よりも小さいため、複数のセル構造体１０のうちの１つのセル構造体１０の短絡を検出することは、困難であるといった問題がある。
【０１２１】
次に、第２実施形態に係る色素増感太陽電池１００の品質の検査方法について具体的に説明する。
【０１２２】
本発明者らは、試験用の検査対象物１１として、透明電極層１及び対電極層４が短絡した１セル構造の検査対象物１１を作成した。
【０１２３】
図１２は、この試験用の検査対象物１１のインピーダンスＺを交流インピーダンス測定によって測定した場合のボード線図である。なお、図１２には、短絡が生じていない１セル構造の検査対象物１１のインピーダンスＺの測定結果も示されている。
【０１２４】
図１２に示すように、インピーダンスＺの測定周波数が１ＭＨｚを超える場合、電極間で短絡が生じたセル構造体１０のインピーダンスＺと、短絡が生じていないセル構造体１０のインピーダンスＺ（基準インピーダンスＺ’）では、ほとんど差がない。
【０１２５】
一方、１ＭＨｚ以下である場合、電極間で短絡が生じた検査対象物１１では、短絡抵抗Ｒｇｔで一定となり、電極間で短絡が生じた検査対象物１１と、短絡が生じていない検査対象物１１とでインピーダンスＺに差が生じる。このように、測定周波数が１ＭＨｚ以下である場合には、短絡が生じた検査対象物１１と、短絡が生じていない検査対象物１１とでインピーダンスＺに差が生じるので、１ＭＨｚ以下の周波数で検査対象物１１のインピーダンスＺを測定することで短絡を検出することができる。
【０１２６】
この場合、作業者は、電極工程において、１ＭＨｚ以下の周波数で、１又は複数のセル構造体１０を有する検査対象物１１のインピーダンスＺを測定する。そして、作業者は、測定されたインピーダンスＺと、短絡が生じていない検査対象物１１（良品の検査対象物１１）の基準インピーダンスＺ’と比較する。
【０１２７】
作業者は、インピーダンスＺと基準インピーダンスＺ’との差分が所定の閾値以下である場合には、検査対象物１１は良品である、つまり、短絡が生じていないと判定し、後の工程に流す。一方、上記差分が所定の閾値を超える場合には、検査対象物１１は不良品である、つまり短絡が生じていると判定し、後の工程には流さないようにする。
【０１２８】
ここで、上記したように、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ未満の低周波数である場合、インピーダンスＺは、直流抵抗測定による直流抵抗値と同様に、時間経過による変動が大きいという特性、外乱光の影響を受け易いという特性を有している。一方、インピーダンスＺの測定周波数が１ｋＨｚ以上である場合には、インピーダンスＺは、時間経過により変動しにくいという特性、及び外乱光の影響をほとんど受けないという特性を有している。
【０１２９】
従って、インピーダンスＺの測定周波数は、典型的には、１ｋＨｚ以上（１ＭＨｚ以下）の範囲とされる。１ｋＨｚ以上の交流インピーダンス測定により、時間経過による変動及び外乱光の影響を排除しつつ、適切に検査対象物１１のセル構造体１０の短絡を検出することができる。
【０１３０】
この場合、安定したインピーダンスＺ測定が可能になるので、上記直流抵抗測定において、短絡の検出が困難であった、複数のセル構造体１０のうちの１つのセル構造体１０の短絡の検出等も容易に行うことができる。
【０１３１】
一方、上記したように、インピーダンスＺの測定周波数が１ＭＨｚ以下であれば、短絡が生じた場合と短絡が生じていない場合とでインピーダンスＺに差が生じるので、短絡を検出することができる。ただ、インピーダンスＺの測定周波数が１ＭＨｚ近傍の値の場合、短絡が生じた場合と短絡が生じていない場合とでインピーダンスＺの差が小さい。インピーダンスＺの差が小さい場合、検出できる短絡抵抗の値が小さくなってしまう。
【０１３２】
従って、より大きな短絡抵抗の検出を考慮した場合、インピーダンスＺの測定周波数は、典型的には、（１ｋＨｚ以上）１００ｋＨｚ以下の周波数とされる。
【０１３３】
［第２実施形態変形例］
上記した例では、測定したインピーダンスＺと、短絡が生じていないセル構造体１０のインピーダンスである基準インピーダンスＺ’との比較によって、セル構造体１０の短絡を検出する方法について説明した。しかし、セル構造体１０の短絡は、他の方法によっても検出可能である。
【０１３４】
図１２に示すように、透明電極層１と対電極層４との間で短絡が生じていないセル構造体１０の場合、周波数が大きくなるに従って、インピーダンスＺが小さくなる。一方、セル構造体１０の透明電極層１と対電極層４との間で短絡が生じた場合、１ＭＨｚよりも低い周波数範囲では、インピーダンスＺが略一定となるという特徴がある。
【０１３５】
すなわち、１ＭＨｚ以下の周波数では、短絡が生じていないセル構造体１０のインピーダンスＺは、短絡が生じたセル構造体１０に比べて、周波数の異なる２点間でのインピーダンスＺの差が大きいという特徴がある。逆に、短絡が生じたセル構造体１０は、短絡が生じていないセル構造体１０に比べて、周波数の異なる２点間でのインピーダンスＺの差がほとんどない特徴がある。
【０１３６】
この関係を利用することで、セル構造体１０の短絡を検出することができる。
【０１３７】
この場合、作業者は、電極工程において、１ＭＨｚ以下の異なる２以上の周波数でセル構造体１０のインピーダンスＺを測定する。そして、作業者は、測定された２以上のインピーダンスＺの差分が所定の閾値以上である場合には、検査対象部物は短絡が生じていない、つまり、良品であると判定し、後の工程に流す。
【０１３８】
一方、作業者は、測定された２以上のインピーダンスＺの差分が所定の閾値未満である場合には、検査対象部物は、短絡が生じている、つまり、不良品であると判定し、後の工程には流さないようにする。
【０１３９】
以上のような方法においても、適切にセル構造体１０の短絡を検出することができる。
【０１４０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
上述の各実施形態では、作業者がインピーダンス測定器３０を用いて検査対象物１１のインピーダンスＺを測定し、作業者がその測定結果から検査対象物１１の良否を判定する場合について説明した。すなわち、作業者による検査対象物１１の品質の検査方法について説明した。
【０１４１】
一方、検査対象物１１の品質の検査は、自動化することも可能である。第３実施形態では、自動的に検査対象物１１のインピーダンスＺを測定し、測定結果から自動的に検査対象物１１の良否を判定する検査装置４０について説明する。
【０１４２】
［検査装置４０の構成］
図１３は、検査装置４０を示す模式図である。
図１３に示すように、検査装置４０は、検査対象物１１を載置する載置台４１と、載置台４１をＸＹＺ方向へ移動させるＸＹＺステージ４４と、検査対象物１１のセル構造体１０のインピーダンスＺを測定するインピーダンス測定部４５とを有する。また、検査装置４０は、検査装置４０を統括的に制御する制御部４７と、制御部４７の制御に必要な各種のプログラム等が記憶される記憶部４８とを有する。
【０１４３】
ＸＹＺステージ４４は、載置台４１を上下方向に移動させる昇降機構４２と、昇降機構４２をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ４３とを有する。昇降機構４２、ＸＹステージ４３には、例えば、流体圧シリンダ、ラックアンドピニオン、ベルトアンドチェーン、ボールネジ等が用いられる。
【０１４４】
インピーダンス測定部４５は、４つ端子（ＣＥ、ＲＥ１、ＷＥ、ＲＥ２）を有している。４つの端子には、プローブ４６が接続されている。プローブ４６は、図示しない固定部材により、所定の位置に固定されている。インピーダンス測定部４５としては、周波数を自在に掃引可能なインピーダンス測定装置や、幾つかの固定された測定周波数でインピーダンスＺを測定可能なＬＣＲメータ等を用いることができる。
【０１４５】
制御部４７は、例えば、ＣＰＵであり、記憶部４８に記憶されたプログラムに従い、所定の処理を実行する。例えば、制御部４７は、ＸＹＺステージ４４を駆動させたり、インピーダンス測定部４５に測定された検査対象物１１のインピーダンスＺに基づいて、検査対象物１１の良否を判定したりする。
【０１４６】
［動作説明］
次に、検査装置４０の動作について説明する。
まず、検査装置４０の制御部４７は、ＸＹステージ４３を駆動させることで、載置台４１をＸＹ方向へ移動させ、載置台４１を検査対象物１１（電極工程後の色素増感太陽電池１００）の受け取り位置まで移動させる。そして、検査装置４０は、図示しない供給装置から検査対象物１１を受け取り、載置台４１上に載置させる。
【０１４７】
次に、制御部４７は、ＸＹステージ４３を駆動させて載置台４１をＸＹ方向へ移動させ、検査対象物１１をインピーダンスＺの測定位置に移動させる。次に、制御部４７は、昇降装置を駆動させて、載置台４１を上方へ移動させる。これにより、インピーダンス測定部４５の４つの端子に接続されたプローブ４６がセル構造体１０の透明電極層１に接触する。
【０１４８】
このとき、ＣＥ、ＲＥ１端子に接続されたプローブ４６は、一方の透明電極層１に接触され、ＷＥ端子、ＲＥ２端子に接続されたプローブ４６は、他方の透明電極層１に接触される。そして、４端子法により、セル構造体１０のインピーダンスＺが所定の周波数で測定される。
【０１４９】
なお、プローブ４６と、セル構造体１０の透明電極層１との接触については、載置台４１を上下方向に移動させる方法の代わりに、プローブ４６を上下方向に移動させる方法が用いられても構わない。あるいは、載置台４１と、プローブ４６の両方を上下方向に移動させる方法が用いられてもよい。
【０１５０】
インピーダンスＺが測定されると、制御部４７は、測定されたインピーダンスＺと、基準インピーダンスＺ’（図７、図１２参照）との差分を算出する。そして、制御部４７は、これらのインピーダンスＺの差分が所定の閾値以下である場合には、検査対象物１１は良品である、すなわち、検査対象物１１は、印刷の位置ずれ、短絡等が生じていないと判定する。良品であると判定した場合、制御部４７は、昇降機構４２、ＸＹステージ４３を駆動させ、次の色素吸着工程において色素吸着処理を実行する色素吸着装置に検査対象物１１を渡す。
【０１５１】
一方、上記差分が所定の閾値を超える場合、制御部４７は、検査対象物１１は、不良品である、すなわち、印刷の位置ずれ、短絡等が生じていると判定する。この場合、制御部４７は、昇降機構４２、ＸＹステージ４３を駆動させ、検査対象物１１を破棄する。
【０１５２】
判定が終了すると、制御部４７は、判定結果を記憶部４８に記憶し、再び載置台４１を検査対象物１１の受け渡し位置まで移動させる。
【０１５３】
この検査装置４０では、自動的に検査対象物１１の品質を検査することができるので、検査対象物１１についての全数検査も容易に実行することができる。
【０１５４】
上記した例では、インピーダンス測定部４５により測定されたインピーダンスＺと、基準インピーダンスＺ’の差分に基づいて、検査対象物１１の良否が判定される場合について説明した。しかし、検査対象物１１の良否の判定方法は、これに限られない。上記第２実形態の変形例において説明したように、２以上の異なる周波数の検査対象物１１のインピーダンスＺが測定され、そのインピーダンスＺに基づいて、検査対象物１１の良否が判定されてもよい。
【０１５５】
この場合、制御部４７は、インピーダンス測定部４５を制御し、載置台４１に載置された検査対象物１１について異なる２つの周波数でインピーダンスＺを測定し、２つのインピーダンスＺの差分を算出する。そして、制御部４７は、測定された２つのインピーダンスＺの差分が所定の閾値以上である場合に、検査対象物１１は良品である、つまり、短絡が生じていないと判定する。この場合、制御部４７は、昇降機構４２、ＸＹステージ４３を駆動させて、次の色素吸着工程において色素吸着処理を実行する色素吸着装置に検査対象物１１を渡す。
【０１５６】
一方、制御部４７は、上記差分が所定の閾値未満である場合には、検査対象物１１は不良品である、つまり、短絡が生じていると判定する。この場合、制御部４７は、昇降機構４２、ＸＹステージ４３を駆動させ、検査対象物１１を破棄する。
【０１５７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
上述の各実施形態では、モノリシック構造の色素増感太陽電池１００の品質を製造途中において検査する方法について説明した。一方、第４実施形態では、Ｚ型、Ｗ型、対向型等の構造を有する色素増感太陽電池２００の品質を製造途中において検査する方法について説明する。なお、Ｚ型、Ｗ型、対向型等の色素増感太陽電池２００のうち、Ｚ型の色素増感太陽電池２００の品質を検査する方法について、代表的に説明する。
【０１５８】
［色素増感太陽電池２００の構成］
図１４は、Ｚ型の色素増感太陽電池２００の側方断面図である。
【０１５９】
図１４に示すように、Ｚ型の色素増感太陽電池２００は、透明基板２２１と、対向基板２２２と、透明基板２１及び対向基板２２２に挟み込まれるように設けられた複数のセル２１０と、セル２１０を分離する壁部２０５と有する。
【０１６０】
複数のセル２１０は、一方向（Ｙ軸方向）に長い直方体形状を有しており、Ｘ軸方向で互いに電気的に直列接続されている。セル２１０は、透明基板２１上に設けられた透明電極層２０１と、透明電極層２０１上に形成された多孔質半導体層２０２と、対向基板２２２上で多孔質半導体層２０２に対向する位置に形成された対電極層２０４とを有する。セル２１０は、酸化還元対を含む電解液を内部に有している。
【０１６１】
透明電極層２０１は、隣り合う位置に配置されたセル２１０の対電極層２０４と、壁部２０５の内部に設けられた導電部材２０６によって電気的に接続されている。これにより、複数のセル２１０は、互いに電気的に直列接続される。
【０１６２】
［色素増感太陽電池２００の製造方法及び検査方法］
図１５は、本実施形態に係る検査方法を工程として含む、色素増感太陽電池２００の製造工程を示すフロー図である。
【０１６３】
「電極工程」
電極工程では、透明電極層２０１が透明基板２２１上の全面に形成され、その後、透明電極層２０１がエッチングによりストライプ状にパターニングされる。次に、透明電極層２０１上に、多孔質半導体層２０２がスクリーン印刷により印刷され、仮乾燥後に、多孔質半導体層２０２が焼結される。
【０１６４】
次に、対向基板２２２上に対電極層２０４がスクリーン印刷により印刷され、仮乾燥後に焼成される。その後、対電極層２０４上に、導電部材２０６を内部に有する壁部２０５が形成される。
【０１６５】
なお、第４実施形態の説明では、透明基板２２１上に、１又は複数の透明電極層２０１及び多孔質半導体層２０２が形成された状態での色素増感太陽電池２００を検査対象物２１１（図１６参照）と呼ぶ。
【０１６６】
「電極検査工程」
図１６は、本発明の第４実施形態に係る検査方法を説明するための模式図である。
図１６に示すように、検査対象物２１１は、透明基板２２１と、透明基板２２１上に形成された（１又は複数）の透明電極層２０１（増感色素なし）及び多孔質半導体層２０２とを含む。
【０１６７】
電極検査工程では、作業者により検査対象物１１が一定間隔毎（例えば、１００個に１個程度）に抜き取り検査される。
【０１６８】
作業者は、バネ５３により支持されたアルミ、銅等の金属で構成された導体５２に荷重を印加し、導体５２を多孔質半導体層２０２上に接触させる。そして、作業者は、インピーダンス測定器３０のＣＥ、ＲＥ１端子に接続されたプローブ４６を導体５２に接触させ、ＷＥ端子、ＲＥ２端子に接続されたプローブ４６を透明電極層２０１に接触させる。これにより、透明電極層２０１と導体５２との間のインピーダンスＺが測定される。
【０１６９】
多孔質半導体層２０２上に導体５２が接触された状態では、多孔質半導体層２０２で構成された誘電体を、透明電極層２０１と、導体５２とで挟み込んだ平板コンデンサとみなすことができる。従って、第１実施形態において説明した、色素増感太陽電池１００の品質の検査方法と同様の品質の検査が可能となる。
【０１７０】
作業者は、測定したインピーダンスＺと、基準インピーダンスＺ’（良品の検査対象物２１１の多孔質半導体層２０２に導体５２を接触させて測定されたインピーダンス）との差分が所定の閾値以下であるかを判定する。作業者は、差分が所定の閾値以下である場合には、検査対象物２１１は良品であると判定する。なお、第４実施形態では、多孔質半導体層２０２と導体５２の接触によって、破壊検査となってしまうので、良品であっても検査対象物２１１は、後の工程には流さず破棄する。
【０１７１】
一方、上記差分が上記所定の閾値を超える場合、作業者は、検査対象物２１１は不良品であると判定する。そして、作業者は、不良の原因を分析し、前工程（電極工程）にフィードバックする。不良品であると判定された検査対象物２１１は、破棄される。
【０１７２】
第４実施形態においても上述の第１実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、色素増感太陽電池２００の製造途中において、検査対象物２１１の良否を判定することができるので、製造工程における前工程への迅速なフィードバックが可能となる。これにより、プロセス変動による不良品の発生を抑制することができ、歩留まりを向上させることができる。結果として、コスト削減が実現される。
【０１７３】
「色素吸着工程〜最終検査工程」
再び図１５を参照して、色素吸着工程では、検査対象物２１１が色素溶液に浸漬される。これにより、多孔質半導体層２０２の微粒子に増感色素が担持される。次の組立工程では、透明基板２２１側と、対向基板２２２側が接続される。次の電解液注入工程では、図示しない注入口を介して、酸化還元対を含む電解液がセル２１０に注入される。その後、注入口が封止される。
【０１７４】
次の最終検査工程では、太陽光や、ソーラシュミレータによる疑似太陽光等により、色素増感太陽電池２００（完成品）の光電変換特性等が検査される。
【０１７５】
上述の説明では、Ｚ型の色素増感太陽電池２００についての品質の検査方法について説明したが、上記した検査方法と同様の検査方法で、Ｗ型、対向型等の他のタイプの色素増感太陽電池２００の品質を製造途中において検査することができる。
【０１７６】
［検査装置］
上記した例では、作業者による検査対象物２１１の品質の検査方法について説明したが、検査装置６０によって、自動的に検査対象物２１１の品質を検査しても構わない。
【０１７７】
図１７は、検査装置６０を示す模式図である。
この検査装置６０は、導体５２が用いられている点と、インピーダンス測定部４５のＣＥ、ＲＥ１端子に接続されたプローブ４６が導体５２に接触されている点以外については、第３実施形態において説明した検査装置４０（図１３参照）と同様の構成である。
【０１７８】
導体５２とプローブ４６とは、図示しない固定部材により、所定の位置に固定されている。
【０１７９】
検査装置６０の制御部４７は、ＸＹステージ４３を駆動させることで、載置台４１をＸＹ方向へ移動させ、検査対象物２１１の受け取り位置まで移動させる。そして、図示しない供給装置から検査対象物２１１を受け取る。ここで、供給装置は、一定の間隔毎（例えば、１００個に１個程度）に検査対象物２１１を検査装置４０に渡す。
【０１８０】
次に、制御部４７は、ＸＹステージ４３を駆動させて載置台４１をＸＹ方向へ移動させ、検査対象物２１１をインピーダンスＺの測定位置に移動させる。次に、制御部４７は、昇降機構４２を駆動させて、載置台４１を上方へ移動させる。
【０１８１】
載置台４１が上方へ移動されると、導体５２の底面が多孔質半導体層２の上面に接触する。また、インピーダンス測定部４５のＷＥ、ＲＥ２端子に接続されたプローブ４６が透明電極層２０１に接触する。
【０１８２】
次に、制御部４７は、インピーダンス測定部４５を制御し、検査対象物１１の透明電極層２０１と導体５２との間のインピーダンスＺを測定する。制御部４７は、測定したインピーダンスＺと、基準インピーダンスＺ’との差分を算出し、差分が所定の閾値以下であるかを判定する。差分が所定の閾値以下である場合、制御部４７は、検査対象物２１１が良品である、すなわち、検査対象物２１１に印刷ずれ等が生じていないと判定する。一方、差分が所定の閾値を超える場合、制御部４７は、検査対象物２１１が不良品である、すなわち、検査対象物２１１に印刷ずれ等が生じていると判定する。
【０１８３】
制御部４７は、判定が終了すると、判定結果を記憶部４８に記憶する。そして、制御部４７は、昇降機構４２、ＸＹステージ４３を駆動させ、検査対象物１１の良否にかかわらず、検査対象物１１を破棄する。
【０１８４】
図１７に示す検査装置６０により、Ｚ型、Ｗ型、対向型等の色素増感太陽電池２００の品質を製造途中において、自動的に検査することができる。
【０１８５】
＜各種変形例＞
上述の説明では、検査対象物１１、２１１のインピーダンスＺに基づいて、印刷ずれや、短絡等の不良を検知することで、検査対象物１１、２１１の品質を検査する方法について説明した。一方、検査対象物１１、２１１のインピーダンスＺを色素吸着工程前、増感色素吸着工程後で測定し、そのインピーダンスの変化量から多孔質半導体層２、２０２の増感色素の吸着量を判定することで、検査対象物１１、２１１の品質を検査する方法も考えられる。
【０１８６】
この場合、作業者がインピーダンス測定器３０を用いて、増感色素の吸着の前後で検査対象物１１、２１１のインピーダンスＺを測定し、その測定値の変化量から検査対象物１１の良否を判定してもよい。あるいは、検査装置４０、６０が自動的に検査対象物１１、２１１のインピーダンスＺを測定し、その測定値の変化量から検査対象物１１、２１１の良否を判定してもよい。
【符号の説明】
【０１８７】
１、２０１…透明電極層
２、２０２…多孔質半導体層
３…多孔質絶縁体層
４、２０４…対電極層
１０…セル構造体
１１、２１１…検査対象物
２１、２２１…透明基板
２２…封止層
２３…外装材
３０…インピーダンス測定器
３１…プローブ
４０、６０…検査装置
４１…載置台
４４…ＸＹＺステージ
４５…インピーダンス測定部
４６…プローブ
４７…制御部
５２…導体
１００、２００…色素増感太陽電池
【図１】
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【図２】
2012042283.tif 000004
【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】
2012042283.tif 000009
【図８】
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【図９】
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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】
2012042283.tif 000016
【図１６】
2012042283.tif 000017
【図１７】
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【図１０】
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