(57)【要約】【課題】色素の利用効率を向上できる色素吸着装置およびこれに用いる液溜治具、並びに光電変換素子の製造方法を提供する。【解決手段】色素吸着装置は、色素溶液供給部と、色素溶液吸着部とを有し、色素溶液吸着部は、光電変換素子用の光電極基材を載置するベース体と、光電極基材の表面に液溜空間を形成するカバー体とを有する液溜治具を有し、カバー体は、ベース体に載置された光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえる弾性部材を有するものである。【選択図】図８
2013008596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色素溶液供給部と、
色素溶液吸着部と
を有し、
上記色素溶液吸着部は、光電変換素子用の光電極基材を載置するベース体と、上記光電極基材の表面に液溜空間を形成するカバー体とを有する液溜治具を有し、
上記カバー体は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえる弾性部材を有する色素吸着装置。
【請求項２】
上記液溜空間に溜められた色素溶液を回収する色素溶液回収部をさらに備える請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項３】
上記色素溶液回収部により回収された上記色素溶液を調整し、調整した上記色素溶液を上記色素溶液供給部に供給する色素溶液調整部をさらに備える請求項２に記載の色素吸着装置。
【請求項４】
上記液溜空間を上記光電極基材の表面に形成している上記液溜治具に対して、傾斜、揺動、振動、および回転の少なくとも１種の駆動を行う駆動部をさらに備える請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項５】
上記液溜空間にリンス液を供給するリンス液供給部と、
上記液溜空間に溜められた上記リンス液を回収するリンス液回収部と
を備え、
上記リンス液供給部および上記リンス液回収部は、リンス液の供給および回収からなるリンス処理工程を、同一の光電極基材に対してｎ（ｎ：自然数）回以上行う請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項６】
上記リンス液供給部および上記リンス液回収部は、ｎ回目のリンス処理工程では、ｎ＋１回目以降のリンス処理で回収されたリンス液を用いてリンス処理を行う請求項５に記載の色素吸着装置。
【請求項７】
上記リンス工程後上記光電極基材を上記液溜治具から取り外す光電極基材取り外し部と、
上記光電極基材を取り外した液溜治具を洗浄する液溜治具洗浄部と
をさらに備え
上記液溜治具洗浄部により洗浄された液溜治具に対して再度光電極基材が載置される請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項８】
上記光電極基材は、
表面を有する導電性基材と、
上記表面に形成された多孔質半導体層と
を備え、
上記色素吸着領域は、色素を吸着させる多孔質半導体層の形成領域である請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項９】
上記多孔質半導体層から該多孔質半導体層の周縁部の少なくとも一部まで延在された１または２以上の集電体部をさらに備え、
上記周縁部の少なくとも一部には、上記集電体部により凹凸形状が形成され、
上記弾性部材は、上記集電体部の凹凸形状に倣う凹凸形状を有する請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項１０】
上記周縁部は、上記光電極基材の封止部形成領域を含み、
上記弾性部材は、上記ベース体に載置された光電極基材の封止部形成領域と、上記色素吸着領域および上記封止部形成領域の間の領域との少なくとも一部を覆う請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項１１】
上記周縁部には凹凸部が設けられ、
上記弾性部材は、上記凹凸部に倣う凹凸形状を有する請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項１２】
上記ベース体は、光電変換素子用の光電極基材を配置するための凹部を有し、
上記凹部は、孔部または開口部が設けられた底面を有する請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項１３】
上記カバー体は、開口部を有する枠状体であり、
上記開口部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、上記色素吸着領域に対応する位置に設けられている請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項１４】
上記開口部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、上記液溜空間を形成する請求項１３に記載の色素吸着装置。
【請求項１５】
上記枠状体は、上記開口部を複数有し、
上記複数の開口部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、複数の上記色素吸着領域に対応する位置に設けられている請求項１３に記載の色素吸着装置。
【請求項１６】
上記カバー体は、上記光電極基材を覆う蓋部であり、
上記蓋部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、上記液溜空間を形成し、
上記液溜空間は、密閉空間である請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項１７】
上記蓋部は、
色素溶液またはリンス液を上記液溜空間に供給するための供給孔部と、
上記液溜空間に供給された色素溶液またはリンス液を回収するための回収孔部と
を有している請求項１６に記載の色素吸着装置。
【請求項１８】
上記蓋部は、色素溶液またはリンス液を上記液溜空間に供給するための供給孔部を有し、
上記ベース体は、上記液溜空間に供給された色素溶液またはリンス液を回収するための回収溝部または回収孔部を有している請求項１６に記載の色素吸着装置。
【請求項１９】
上記カバー体により上記光電極基材の表面を押さえて、上記カバー体と上記ベースとの間に上記光電極基材を挟持する挟持部をさらに備え、
上記挟持部は、真空チャック機構、クランプ機構、ネジ機構、スプリング機構、およびマグネット機構の少なくとも１種である請求項１に記載の色素吸着装置。
【請求項２０】
光電変換素子用の光電極基材を載置するベース体と、
上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に配されて、該光電極基材の色素吸着領域の表面に液溜空間を形成するカバー体と、
を備え、
上記カバー体は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえる弾性部材を有する液溜治具。
【請求項２１】
光電変換素子用の光電極基材をベース体に載置し、
上記光電極基材の表面に、上記光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえるカバー体を配置して液溜空間を形成し、
上記液溜空間に色素溶液を供給し、色素を吸着させる光電変換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、色素吸着装置およびこれに用いる液溜治具、並びに光電変換素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感型太陽電池（ＤＳＳＣ）などの光電変換装置は、電解質を利用できること、原料および製造コストが安価であること、色素利用のため装飾性を有することなどの特徴があり、近年、活発な研究がなされている。一般的に、光電変換装置は、導電層が形成された基板と、半導体微粒子層（ＴｉＯ2層など）と色素とを組み合わせた色素増感半導体層と、ヨウ素などの電荷輸送剤と、対極とから構成されている。
【０００３】
半導体微粒子層としては、一般的に、導電層を付けた基板にナノサイズのＴｉＯ2粒子をペースト状に塗布し、これを４５０℃程度で焼結したものを用いる。ＴｉＯ2層は、多数のナノサイズの空孔を有し、この空孔の内面にルテニウム錯体色素などの色素が吸着されている。色素吸着プロセスとしては、浸漬法、滴下法などによる色素吸着プロセスが用いられている。例えば、特許文献１では、滴下法による色素吸着プロセスが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４７１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、色素溶液量の削減を目的とした色素吸着プロセスの開発が、活発に進められている。
【０００６】
本技術の目的は、色素の利用効率を向上できる色素吸着装置およびこれに用いる液溜治具、並びに光電変換素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本技術は、色素溶液供給部と、色素溶液吸着部と
を有し、色素溶液吸着部は、光電変換素子用の光電極基材を載置するベース体と、光電極基材の表面に液溜空間を形成するカバー体とを有する液溜治具を有し、カバー体は、ベース体に載置された光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえる弾性部材を有する色素吸着装置である。
【０００８】
本技術は、光電変換素子用の光電極基材を載置するベース体と、ベース体に載置された光電極基材の表面に配されて、光電極基材の色素吸着領域の表面に液溜空間を形成するカバー体と、を備え、カバー体は、ベース体に載置された光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえる弾性部材を有する液溜治具である。
【０００９】
本技術は、光電変換素子用の光電極基材をベース体に載置し、光電極基材の表面に、光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえるカバー体を配置して液溜空間を形成し、液溜空間に色素溶液を供給し、光電変換素子の製造方法である。
【００１０】
本技術では、液溜治具により、色素吸着領域の表面に液溜空間が形成される。この液溜空間に色素溶液が供給される。色素溶液が、色素吸着領域の表面に形成された液溜空間に保持されることにより、色素の利用効率を向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、色素の利用効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換装置の構成例を示す断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示したＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】図２Ａは、透明導電性基材を省略した光電変換装置の構成例を示す平面図である。図２Ｂは、図２Ａに示したＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２Ｃは、図２Ａに示したＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図３】図３は、図２Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【図４】図４Ａは、構造物の変形例の断面図である。図４Ｂは、構造物の変形例の断面図である。
【図５】図５Ａは、液溜治具の構成例を示す平面図である。図５Ｂは、液溜治具の構成例を示す断面図である。図５Ｃは、液溜治具の構成例を示す断面図である。
【図６】図６は、被色素吸着体が固定された液溜治具の液溜空間に色素溶液を溜めた状態を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、液溜治具に被色素吸着体を固定した状態を示す平面図である。図７Ｂは、図２２Ａに示すＱ−Ｑ線に沿った断面図である。図７Ｃは、構造物が設けられていない場合のパッキンの密着状態を示す断面図である。
【図８】図８は、色素吸着装置の概要を示す模式図である。
【図９】図９は、ラックの構成例を示す略線図である。
【図１０】図１０は、色素吸着装置の工程図である。
【図１１】図１１Ａは、押さえ板の構成例を示す平面図である。図１１Ｂは、押さえ板、ベース板の断面図である。
【図１２】図１２Ａは、液溜治具に被色素吸着体を固定した状態を示す平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示すＱ−Ｑ線に沿った断面図である。図１２Ｃは、図１２Ａに示す線Ｌに沿った断面図である。
【図１３】図１３Ａは、液溜治具の構成例を示す断面図である。図１３Ｂは、液溜治具の構成例を示す平面図である。図１３Ｃは、液溜治具の構成例を示す断面図である。
【図１４】図１４Ａは、液溜治具の構成例を示す平面図である。図１４Ｂは、液溜治具の構成例を示す平面図である。
【図１５】図１４は、液溜治具の構成例を示す斜視図である。
【図１６】図１６Ａは、液溜治具の構成例を示す斜視図である。図１６Ｂは、液溜治具の構成例を示す斜視図である。図１６Ｃは、被色素吸着体を固定した状態の液溜治具を斜め上方から観察した場合の分解斜視図である。
【図１７】図１７Ａは、液溜治具の構成例を示す断面図である。図１７Ｂは、液溜治具の構成例を示す断面図である。図１７Ｃは、液溜治具の構成例を示す斜視図である。
【図１８】図１８Ａは、押さえ板およびベース板の固定方法の第１の例を示す断面図である。図１８Ｂは、押さえ板およびベース板の固定方法の第２の例を示す断面図である。図１８Ｃは、押さえ板およびベース板の固定方法の第３の例を示す断面図である。図１８Ｄは、押さえ板およびベース板の固定方法の第３の例を示す断面図である。図１８Ｅは、押さえ板およびベース板の固定方法の第４の例を示す断面図である。
【図１９】図１９Ａは、色素溶液の注入方式、回収方式の第１の例を説明するための模式図である。図１９Ｂは、色素溶液の注入方式、回収方式の第２の例を説明するための模式図である。図１９Ｃは、色素溶液の注入方式の変形例を説明するための模式図である。
【図２０】図２０Ａは、色素溶液の回収方式説明するための略線図である。図２０Ｂは、色素溶液の回収方式を説明するための略線図である。
【図２１】図２１Ａは、ラックの構成例を示す略線図である。図２１Ｂは、色素溶液の回収方式を示す略線図である。
【図２２】図２２は、色素溶液回収タンクの構成例を示す略線図である。
【図２３】図２３は、リンス液の注入方式を示す模式図である。
【図２４】図２４は、リンス液注入ポジション、リンス液回収ポジション、乾燥ポジションの構成例を示す略線図である。
【図２５】図２５Ａは、透明導電性基材を省略した光電変換装置の構成例を示す平面図である。図２５Ｂは、図２５Ａに示したＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２５Ｃは、図２５Ａに示したＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図２５Ｄは、図２５Ａに示したＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【図２６】図２６は、図２５Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【図２７】図２７Ａは、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。図２７Ｂは、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。図２７Ｃは、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。
【図２８】図２８Ａは、透明導電性基材を省略した光電変換装置の構成例を示す平面図である。図２８Ｂは、図２８Ａに示したＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２８Ｃは、図２８Ａに示したＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図２８Ｄは、図２８Ａに示したＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【図２９】図２９は、図２８Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【図３０】図３０は、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。
【図３１】図３１は、不透明構造物の効果を説明するための平面図である。
【図３２】図３２Ａは、透明導電性基材を省略した光電変換装置の構成例を示す平面図である。図３２Ｂは、図３２Ａに示した線Ｌに沿った断面図である。
【図３３】図３３は、図３２Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【図３４】図３４は、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。
【図３５】図３５Ａは、透明導電性基材を省略した光電変換装置の構成例を示す平面図である。図３５Ｂは、図３５Ａに示した線Ｌに沿った断面図である。
【図３６】図３６は、図３５Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【図３７】図３７は、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。
【図３８】図３８Ａは、透明導電性基材を省略した光電変換装置の構成例を示す平面図である。図３８Ｂは、図３８Ａに示した線Ｌに沿った断面図である。
【図３９】図３９は、図３８Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【図４０】図４０は、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。
【図４１】図４１Ａは、透明導電性基材を省略した光電変換装置の構成例を示す平面図である。図４１Ｂは、図４１Ａに示した線Ｌに沿った断面図である。
【図４２】図４２は、図４１Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【図４３】図４３は、パッキンの構成例、配置例を示す断面図である。
【図４４】実施例および比較例で作製した被色素吸着体の構成例を示す平面図である。
【図４５】実施例１および比較例１の測定結果を示すグラフである。
【図４６】実施例１および比較例１の測定結果を示すグラフである。
【図４７】実施例２−１、実施例２−２および比較例２の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術の実施形態について図面を参照して説明する。説明は、以下の順序で行う。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
１．第１の実施形態
（複数の集電体部間の凹部に埋設された構造物を備えた光電変換装置の一例）
２．第２の実施形態
（複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物および外側構造物を備えた光電変換装置の一例）
３．第３の実施形態
（複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物、外側構造物および不透明構造物を備えた光電変換装置の一例）
４．第４の実施形態（複数の集電体部間の凹部に埋設された構造物を備えた光電変換装置の他の例）
５．第５の実施形態
（複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物および外側構造物を備えた光電変換装置の他の例）
６．第６の実施形態
（複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物、外側構造物および不透明構造物を備えた光電変換装置の他の第１の例）
７．第７の実施形態（複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物および外側構造物と、不透明構造物とを備えた光電変換装置の他の第２の例）
８．他の実施形態（変形例）
【００１４】
１．第１の実施形態
（光電変換装置の構成）
本技術の第１の実施形態による光電変換装置の構成例について説明する。図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る光電変換装置の構成例を示す断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示したＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、この光電変換装置は、透明導電性基材１と、透明導電性基材２と、色素が担持された多孔質半導体層３と、電解質層４と、対極５と、封止材６と、構造物４１と、集電体部４６と、集電体端子７を備える。
【００１５】
透明導電性基材１と透明導電性基材２とが対向配置されている。透明導電性基材１は、透明導電性基材２と対向する一主面を有し、この一主面に多孔質半導体層３が形成されている。透明導電性基材２は、透明導電性基材１と対向する一主面を有し、この一主面に対極５が形成されている。対向する多孔質半導体層３と対極５との間に電解質層４が介在されている。透明導電性基材１は、多孔質半導体層３が形成された一主面とは反対側の他主面を有し、例えばこの他主面が太陽光などの光Ｌを受光する受光面となる。
【００１６】
透明導電性基材１と透明導電性基材２との対向面の周縁部に封止材６が設けられている。多孔質半導体層３と対極５との間隔は、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは１〜４０μｍである。電解質層４は、多孔質半導体層３が形成された透明導電性基材１と、対極５が形成された透明導電性基材２と、封止材６とによって囲まれた空間に封入されている。
【００１７】
図２Ａは、透明導電性基材を省略した平面図である。図２Ｂは、図２Ａに示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２Ｃは、図２Ａに示すＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図３は、図２Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【００１８】
図２Ａおよび図３に示すように、透明導電性基材１上では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成された領域Ｒ１と、集電体端子７が形成された領域Ｒ３と、領域Ｒ１と領域Ｒ３と間の領域Ｒ２とが設定されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａの内側に、構造物４１が形成されている。
【００１９】
図２Ｂに示すように、領域Ｒ１では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成されていない領域に、集電体配線である、中央で分断されたストライプ状の複数の集電体４３が形成されている。集電体４３と、集電体４３の表面を覆う保護層４５とで、中央で分断されたストライプ状の複数の集電体部４６が形成されている。
【００２０】
中央で分断された、ストライプ状の複数の集電体４３は、周縁の上辺側のものと、周縁の下辺側のものとに分けられる。周縁の上辺側の複数の集電体４３は、中央から周縁の上辺に向かって延設されると共に、列状に並設されており、周縁の上辺に沿って設けられた短冊状の集電体端子７に連接され、複数の集電体４６と、短冊状の集電体端子７とで、櫛状の形状が形成されている。周縁の下辺側の集電体４３は、中央から周縁の下辺に向かって延設されると共に、列状に並設されており、周縁の下辺に沿って設けられた短冊状の集電体端子７に連接され、複数の集電体４６と、短冊状の集電体端子７とで、櫛状の形状が形成されている。
【００２１】
図２Ｃに示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、集電体部４６と同じ高さの構造物４１が、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。これにより、領域Ｒ１と領域Ｒ３の間の領域Ｒ２には、並設された複数の集電体部の一部と、並設された複数の集電体部の一部の間に埋設された構造物４１により、頂部に平坦面を有する突出部が形成されている。さらに構造物４１は、色素が吸着された多孔質半導体層３の外側において、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された構造物４１と、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた構造物４１とにより、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部が形成されている。この矩形枠状の突出部は、色素が吸着された多孔質半導体層３を囲んで設けられている。
【００２２】
なお、図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に示す構造物４１の構成例は、集電体部４６と同じ高さのものであるが、構造物４１の構成例は、これに限定されるものではない。例えば、構造物４１の高さは、集電体部４６の高さとほぼ同じであってもよい。また、例えば、図４Ａに示すように、構造物４１は、透明導電性基材１を基準にした、集電体部４６の高さより低いものであってもよく、図４Ｂに示すように、構造物４１は、透明導電性基材１を基準にした、集電体部４６の高さより高いものであってもよい。この場合、構造物４１と集電体部４６との高さの差ｄは、例えば、１００μｍ以下であることが好ましい。１００μｍ以下であれば、後述の色素吸着工程において、液溜空間を形成する際に、突出部に対して密着されるパッキン側で突出部の凹凸を吸収できるため、パッキンとの良好な密着性を保持できるからである。
【００２３】
以下、この光電変換装置を構成する透明導電性基材１、２、多孔質半導体層３、増感色素、対極５、および電解質層４、構造物４１、封止材６、集電体４３について順次説明する。
【００２４】
（透明導電性基材）
透明導電性基材１は、基材１１と、この基材１１の一主面上に形成された透明導電層１２とを備え、この透明導電層１２上に多孔質半導体層３が形成される。透明導電性基材２は、基材２１と、この基材２１の一主面上に形成された透明導電層２２とを備え、この透明導電層２２上に対極５が形成される。
【００２５】
基材１１、２１としては、透明性を有するものであればよく、種々の基材を用いることができる。透明性を有する基材としては、太陽光の可視から近赤外領域に対して光吸収が少ないものが好ましく、例えば、ガラス基材、樹脂基材などを用いることができるが、これに限定されるものではない。ガラス基材の材料としては、例えば、石英、青板、ＢＫ７、鉛ガラスなどを用いることができるが、これらに限定されるものではない。樹脂基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルブチラート、ポリプロピレン（ＰＰ）、テトラアセチルセルロース、シンジオクタチックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエステルスルフォン、ポリエーテルイミド、環状ポリオレフィン、ブロム化フェノキシ、塩化ビニルなどを用いることができるが、これらに限定されるものではない。基材１１、１２としては、例えば、フィルム、シート、基板などを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００２６】
なお、基材２１としては、透明性を有するものに特に限定されるものではなく、不透明性のものを用いることができ、例えば、不透明性を有する無機基材またはプラスチック基材等の種々の基材を用いることができる。その他、ＳＵＳ基材等の金属基材等の不透明な基材を用いることも可能である。
【００２７】
透明導電層１２、２２は、太陽光の可視から近赤外領域に対して光吸収が少ないことが好ましい。透明導電層１２、２２の材料としては、例えば、導電性の良好な金属酸化物、炭素を用いることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープＳｎＯ2（ＦＴＯ）、アンチモンドープＳｎＯ2（ＡＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム−亜鉛複合酸化物（ＡＺＯ）、およびガリウム−亜鉛複合酸化物（ＧＺＯ）からなる群より選択される１種以上を用いることができる。透明導電層２２と多孔質半導体層３との間に、結着の促進、電子伝達の改善、または逆電子過程の防止などを目的とした層をさらに設けるようにしてもよい。
【００２８】
（多孔質半導体層）
多孔質半導体層３は、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層であることが好ましい。金属酸化物半導体微粒子は、チタン、亜鉛、スズおよびニオブの少なくとも１種を含む金属酸化物を含むことが好ましい。このような金属酸化物を含むことで、吸着させる色素と金属酸化物間にて適切なエネルギーバンドを形成し、その後、光照射により色素にて発生した電子が金属酸化物に円滑に伝達し、その後のヨウ素の酸化還元による発電に寄与することができるからである。具体的には、金属酸化物半導体微粒子の材料としては、酸化チタン、酸化スズ、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ストロンチウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、酸化ランタノイド、酸化イットリウム、および酸化バナジウムなどなる群より選ばれる１種以上を用いることができるが、これらの限定されるものではない。多孔質半導体層表面が増感色素によって増感されるためには、多孔質半導体層３の電導帯が増感色素の光励起順位から電子を受け取りやすい位置に存在することが好ましい。この観点からすると、上述した金属酸化物半導体微粒子の材料の中でも、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、および酸化ニオブからなる群より選ばれる１種以上が特に好ましい。さらに、価格や環境衛生性などの観点から、酸化チタンが最も好ましい。金属酸化物半導体微粒子は、アナターゼ型またはブリュッカイト型の結晶構造を有する酸化チタンを含むことが特に好ましい。このような酸化チタンを含むことで、吸着させる色素と金属酸化物間にて適切なエネルギーバンドを形成し、その後、光照射により色素にて発生した電子が金属酸化物に円滑に伝達し、その後のヨウ素の酸化還元による発電に寄与することができるからである。金属酸化物半導体微粒子の平均一次粒子径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。５ｎｍ未満であると、結晶性が極端に劣化し、アナターゼ構造を維持できなくアモルファス構造となる傾向がある。一方、５００ｎｍを超えると、比表面積が著しく低下し、多孔質半導体層３に吸着させる発電に寄与する色素の総量が減少する傾向がある。ここで、平均一次粒子径は、一次粒子が分散できる溶媒系を用いて、所望な分散剤を添加して一次粒子まで分散処理した希薄溶液を用いて、光散乱法により測定する方法より求めたものである。
【００２９】
（増感色素）
光電変換用の増感色素としては、増感作用を示すものであれば特に限定はないが、通常、可視光領域付近の光を吸収できる物質、例えば、ビピリジン錯体、テルピリジン錯体、メロシアニン色素、ポルフィリン、およびフタロシアニンなどが用いられる。
【００３０】
単独で用いる増感色素としては、例えば、ビピリジン錯体の１種であるシス−ビス（イソチオシアナト）ビス（２，２’−ビピリジル−４，４’−ジカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）二テトラブチルアンモニウム錯体（通称Ｎ７１９）が、増感色素としての性能に優れており、一般的に用いられている。その他、ビピリジン錯体の１種であるシス−ビス（イソチオシアナト）ビス（２，２’−ビピリジル−４，４’−ジカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）（通称：Ｎ３）や、テルピリジン錯体の１種であるトリス（イソチオシアナト）（２，２’:６’，２”−テルピリジル−４，４’，４”−トリカルボン酸）ルテニウム（ＩＩ）三テトラブチルアンモニウム錯体（通称ブラックダイ）が一般的に用いられる。
【００３１】
特にＮ３やブラックダイを用いる場合には、共吸着剤もよく用いられる。共吸着剤は多孔質半導体層３上で色素分子が会合するのを防止するために添加される分子であり、代表的な共吸着剤としては、例えば、ケノデオキシコール酸、タウロデオキシコール酸塩、および１−デクリルホスホン酸などが挙げられる。これらの分子の構造的特徴としては、多孔質半導体層３を構成する酸化チタンに吸着されやすい官能基として、カルボキシル基やホスホノ基などをもつこと、および、色素分子間に介在して色素分子間の干渉を防止するために、σ結合で形成されていることなどが挙げられる。
【００３２】
その他の増感色素としては、例えば、アゾ系色素、キナクリドン系色素、ジケトピロロピロール系色素、スクワリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィン系色素、クロロフィル系色素、ルテニウム錯体系色素、インジゴ系色素、ペリレン系色素、オキサジン系色素、アントラキノン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素など、およびその誘導体が挙げられるが光を吸収し多孔質半導体層３の伝導帯に励起電子を注入できる増感色素であればこれらに限定されない。これらの増感色素はその構造中に連結基を１個以上有する場合は、多孔質半導体層表面に連結することができ、光励起された増感色素の励起電子を多孔質半導体層３の電導帯に迅速に伝えることができるので望ましい。
【００３３】
多孔質半導体層３の膜厚は、０．５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。膜厚が０．５μｍ未満であると、有効な変換効率が得られなくなる傾向がある。一方、膜厚が２００μｍを超えると、成膜時に割れや剥がれが生じるなど作製が困難になる傾向がある。また、多孔質半導体層３の電解質層側の表面と、透明導電層１２の多孔質半導体層側の表面との距離が増えるために、発生電荷が透明導電層１２に有効に伝えられなくなるので、良好な変換効率が得られにくくなる傾向がある。
【００３４】
（対極）
対極５は、光電変換装置（光電変換セル）の正極として機能するものである。対極５に用いる導電性の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、または炭素などが挙げられるが、これに限定されるものではない。金属としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウムなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、酸化スズ（フッ素などがドープされた物を含む）、酸化亜鉛などを用いることができるが、これに限定されるものではない。対極５の膜厚は、特に制限はないが、５ｎｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
（電解質層）
電解質層４は、電解質、媒体、および添加物から構成されることが好ましい。電解質は、Ｉ2とヨウ化物（例としてＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、ＭｇＩ2、ＣａＩ2、ＣｕＩ、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなど）の混合物、Ｂｒ2と臭化物（例としてＬｉＢｒなど）の混合物、この中でもＩ2とヨウ化物の組み合わせとしてＬｉＩ、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなどを混合した電解質が好ましいがこの組み合わせに限定されるものではない。
【００３６】
媒体に対する電解質の濃度は、０．０５〜１０Ｍが好ましく、０．０５〜５Ｍがより好ましく、０．２〜３Ｍがさらに好ましい。Ｉ2やＢｒ2の濃度は０．０００５〜１Ｍが好ましく、０．００１〜０．５Ｍがより好ましく、０．００１〜０．３Ｍがさらに好ましい。また、光電変換装置の開放電圧を向上させる目的で、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンやベンズイミダゾリウム類などの各種添加剤を加えることもできる。
【００３７】
電解質層４に用いられる媒体は、良好なイオン電導性を発現できる化合物であることが好ましい。溶液状の媒体としては、例えば、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテルなどの鎖状エーテル類、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、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−オキサゾリジノンなどの複素環化合物、ジメチルスルホキシド、スルホランなど非プロトン極性物質などを用いることができる。
【００３８】
また、固体状（ゲル状を含む）の媒体を用いる目的で、ポリマーを含ませることもできる。この場合、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンなどのポリマーを前記溶液状媒体中に添加することで、エチレン性不飽和基を有した多官能性モノマーを前記溶液状媒体中で重合させて媒体を固体状にする。
【００３９】
電解質層４としてはこの他、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ媒体を必要としない電解質および、２，２’，７，７’−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−メトキシフェニルアミン）９，９’−スピロビフルオレンのような正孔輸送材料を用いることができる。
【００４０】
（集電体、集電体端子）
集電体４３および集電体端子７は、透明導電層よりも電気抵抗の低い材料によって形成される。集電体４３および集電体端子７を構成する材料として、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、又は、これらの金属の化合物や合金、半田などを挙げることができる。そして、これらの材料から成る導電性ペーストをスクリーン印刷法やディスペンサーなどを用いて塗布することで形成することが好ましい。必要に応じて、集電体４３の全部又は一部を、導電性接着剤、導電ゴム、異方性導電接着剤などにより形成してもよい。
【００４１】
（保護層）
保護層４５は、電解液などを構成する電解質（例えばヨウ素）に対して耐腐食性を有する材料から構成すればよく、保護層４５を設けることで、集電体４３が電解質層４と接することが無くなり、逆電子移動反応や集電体の腐食を防ぐことができる。集電体４５を構成する材料として、金属酸化物、ＴｉＮ、ＷＮなどの金属窒化物、低融点ガラスフリットなどのガラス、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイソブチレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリオレフィン樹脂などの各種樹脂を挙げることができる。
【００４２】
（封止材）
封止材６の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、ガラスフリットなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
（構造物）
構造物４１は、例えば、色素が吸着された多孔質半導体層３と封止材６の外周との間に設けられ、１層で構成してもよく、また、２層以上であってもよい。構造物４１を構成する層としては、例えば、集電体４３、多孔質半導体層３および保護層４３の少なくとも何れかと同様であってもよい。構造物４１を構成する層の材料としては、上述した集電体４３の材料、多孔質半導体層３および保護層４３の材料の少なくとも何れかと同様のものを用いてもよい。コストの点から、集電体４３の材料よりは、多孔質半導体層３の材料を用いることが好ましい。
【００４４】
［光電変換装置の製造方法］
次に、本技術の第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法の一例について説明する。
【００４５】
（透明導電性基材の形成）
まず、板状やフィルム状の基材１１を準備する。次に、スパッタリング法などの薄膜作製技術により、透明導電層１２を基材１１上に形成する。これにより、透明導電性基材１が得られる。
【００４６】
（集電体の形成）
次に、透明導電層上に、例えば、銀などから成る集電体４３を形成する。例えば、集電体４３は、集電体４３の材料をペースト状にして、スクリーン印刷法などで塗布することにより、図２Ａに示す形状で形成し、その後、必要に応じて乾燥、焼成を行う。構造物４１が、集電体４３を含む場合には、集電体４５の形成と同時に、構造物４１としての集電体４３を、図２Ａに示す形状で形成してもよい。
【００４７】
（保護層の形成）
次に、集電体４３を電解液から遮断し、保護するために、集電体４３の表面に保護層４５を形成する。これにより、集電体部４６が形成される。具体的には、例えば、保護層４５を形成するためのエポキシ系樹脂などをスクリーン印刷法などで塗布することにより、集電体４３の表面に保護層４５を形成する。例えば、エポキシ系樹脂を用いた場合、エポキシ系樹脂が十分にレベリングした後、ＵＶスポット照射機を使用して、エポキシ系樹脂を完全に硬化させる。構造物４１が、保護層４５を含む場合には、保護層４５の形成と同時に、図２Ａに示す形状で、構造物４１としての保護層４５を形成してもよい。
【００４８】
（多孔質半導体層の形成）
次に、透明導電性基材１の透明導電層１２上に多孔質半導体層３を形成する。以下、多孔質半導体層３の形成工程の詳細について説明する。
【００４９】
まず、金属酸化物半導体微粒子を溶剤中に分散させて、多孔質半導体層形成用組成物であるペーストを調製する。必要に応じて、結着剤（バインダー）を溶媒中さらに分散させるようにしもよい。ペースト作製の際には、必要に応じて、水熱合成から得られた単分散コロイド粒子を利用してもよい。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどの炭素数が４以下の低級アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール（１，３−プロパンジオール）、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオールなどの脂肪族グリコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジメチルエチルアミンなどのアミン類などが単独または２種以上混合して用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。分散方法としては、例えば、公知の方法を用いることができ、具体的には例えば、攪拌処理、超音波分散処理、ビーズ分散処理、混錬処理、ホモジナイザー処理などを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００５０】
次に、調製された分散液を透明導電層１２上に塗布または印刷した後、乾燥させることにより、溶媒を揮発させる。これにより、多孔質半導体層３が透明導電層１２上に、図２Ａに示す形状で形成される。乾燥条件は特に限定されるものではなく、自然乾燥であっても、乾燥温度や乾燥時間などを調整する人工的乾燥であってもよい。人工的に乾燥させる場合には、乾燥温度や乾燥時間は、基材１１の耐熱性を配慮し、基材１１を変質させない範囲で設定することが好ましい。塗布または印刷の方法としては、簡便で量産性に適した方法を用いることが好ましい。塗布方法としては、例えば、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイレクトグラビアコート法、ダイコート法、ディップ法、スプレーコート法、リバースロールコート法、カーテンコート法、コンマコート法、ナイフコート法、スピンコート法などを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。また、印刷方法としては、例えば、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００５１】
構造物４１が、多孔質半導体層３を含む場合には、上記の多孔質半導体層３の形成と同時に、上記多孔質半導体層３の形成と同様にして、構造物４１としての多孔質半導体層３を図２Ａに示す形状で形成してもよい。
【００５２】
（焼成）
次に、上述のようにして作製した多孔質半導体層３を焼成し、多孔質半導体層３における金属酸化物半導体微粒子間の電子的な接続を向上させる。焼成温度は、好ましくは４０〜１０００℃であり、より好ましくは４０〜６００℃程度であるのが、特にこの温度範囲に限定されるものではない。また、焼成時間は、好ましくは３０秒間〜１０時間程度であるが、特にこの時間範囲に制限されるものではない。
【００５３】
（色素担持）
次に、増感色素を溶媒に溶解させて、溶液を調製する。増感色素を溶解させるために必要に応じて、加熱、溶解助剤の添加および不溶分のろ過を行ってもよい。溶媒としては、増感色素を溶解可能であり、かつ、多孔質半導体層３に色素吸着の仲立ちを行えるものであることが好ましく、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶剤、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶剤、クロロホルム、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤、炭酸ジエチル、炭酸プロピレンなどの炭酸エステル系溶剤、ヘキサン、オクタン、トルエン、キシレンなどの炭水化物系位溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１，３−ジメチルイミダゾリノン、Ｎメチルピロリドン、水などを単独または２種以上混合して用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００５４】
次に、例えば、多孔質半導体層３に対して、金属酸化物微粒子に増感色素を担持させる。このとき、後述の液溜治具を用いて行う、多孔質半導体層３の表面に形成された液溜空間に、色素溶液を溜めることで、多孔質半導体層３に色素を吸着させる液溜法により、金属酸化物微粒子に増感色素を担持させてもよい。
【００５５】
（液溜治具）
図５Ａ〜図５Ｃを参照して、液溜法に使用する液溜治具の一例について説明する。図５Ａは、液溜法に使用する液溜治具の構成部材の一例を示す略線図である。図５Ｂは、図５Ａに示すＺ−Ｚ線に沿った断面図である。図５Ｃは、液溜治具の構成部材の一例を示す略線図である。図５Ａ〜図５Ｃに示すように、液溜治具は、ベース板６４と、ベース板６４と組み合わされる押さえ板６３とを有する。押さえ板６３は、例えば、ベース板６４の平面外形に対応した矩形枠状であり、基体６１と、基体６１のベース板６４に合わされる側の面に設けられたパッキン６２とから構成されている。
【００５６】
基材載置部７１に、被色素吸着体Ｗの基材１１を配置する。例えば、被色素吸着体Ｗは、透明導電性基材１上に多孔質半導体層３、集電体４３、保護層４５、集電体端子７および構造物４１が形成された、表面を有する導電性基材と上記表面に形成された多孔質半導体層を含む光電極基材である。
【００５７】
図６に示すように、押さえ板６３を、被色素吸着体Ｗを介して、ベース板６４に組み合わせ、矩形枠状のパッキン６２を被色素吸着体Ｗに密着させる。これにより、多孔質半導体層３を囲む液溜空間を形成し、この液溜空間に色素溶液７２を溜めて、多孔質半導体層３に色素を吸着させる。
【００５８】
このとき、図７Ａに示すように、矩形枠状のパッキン６２は、矩形枠状の頂部に平坦面を有する突出部に合わされる。矩形枠状の頂部に平坦面を有する突出部は、上述したように、並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された構造物４１と、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた構造物４１とにより形成されたものである。これにより、図７Ｂに示すように、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好になるため、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。よって、不要な箇所への色素付着や透明導電性基材１の裏面の色素汚れを防止することで、色素利用効率を向上できる。一方、色素担持工程で一般的に用いられている浸漬法では、被色素吸着体Ｗ全体を色素溶液に浸漬させて吸着させているため、基材１１の裏面などの不要な箇所にも色素が付着してしまい色素利用効率が下がる。そのうえ、不要な箇所に付着した色素を洗浄するためのクリーニング工程が必要となる。また、後工程で、封止材６を形成する領域にも、色素が付着してしまう。これにより、シール性が悪化してしまい、電解質の漏れなどで、セルの信頼性低下や不良原因となってしまう。
【００５９】
なお、構造物４１を設けないようにしてもよく、この場合、図７Ｃに示すように、パッキン６２に、色素吸着領域の周縁部の凹凸、例えば、並設された複数の集電体部４６が配置された領域の凹凸に倣うように、凹凸形状を設けてもよい。これにより、例えば、パッキン６２の凸部と並設された複数の４６間の凹部が嵌合することにより、パッキン６２と、並設された複数の４６間の凹部の間に隙間がなくなり、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。このとき、パッキン６２は、封止材６の形成領域と、色素が吸着される領域および封止材６が形成される領域の間の領域との少なくとも一部を覆っていればよい。
【００６０】
（電解質の充填）
次に、透明導電性基材２の透明導電層２２の周縁部に、封止材６としての紫外線硬化型接着剤をディスペンサにより形成した後、この紫外線硬化型接着剤を介して、透明導電性基材１を貼り合わせる。この際、多孔質半導体層３および対極５が、所定間隔、例えば１〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍの間隔を置いて対向配置する。これにより、透明導電性基材１と透明導電性基材２と封止材６とにより、電解質層４が充填される空間が形成される。次に、この空間に例えば透明導電性基材２に予め形成された注入口から電解質を注入し、空間内に電解質層４を充填する。その後、この注入口を塞ぐ。これにより、目的とする光電変換装置が製造される。
【００６１】
（色素吸着装置を用いて製造する例）
本技術の第１の実施形態による光電変換装置は、色素吸着装置を用いて製造してもよい。以下では、色素吸着装置を用いて光電変換装置を製造する例について説明する。
【００６２】
（色素吸着装置）
図８は、色素吸着装置の概要を説明するための模式図である。この色素吸着装置では、例えば、被色素吸着体Ｗを、基板投入ロボット１０１により取り出して、搬送手段１１１に送る。被色素吸着体Ｗは、前工程により、透明導電性基材１上に多孔質半導体層３、集電体４３、保護層４５、集電体端子７および構造物４１が形成されたものである。なお、前工程としては、上述した透明導電性基材の形成、集電体の形成、保護層の形成、多孔質半導体層の形成、焼成が行われる。例えば、被色素吸着体Ｗは、図２Ａにおいて、封止材６を省略した構成を有する。また、被色素吸着体Ｗは、並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された構造物４１と、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた構造物４１とにより形成された、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部を有する。
【００６３】
被色素吸着体Ｗは、前工程後、図９に示すように、多段式のラック９０の棚９１に、複数個載置し、ラック９０と共に搬送する。このラック９０では、例えば、雰囲気制御可能なものとしてもよいし、ＩＣタグなどを取り付けて、基板情報管理などがされていてもよい。
【００６４】
搬送手段１１１では、被色素吸着体Ｗは、図８中の太線矢印に示す方向に沿った、以下の搬送経路で搬送する。搬送手段１１１は、例えば、ベルトコンベアなどである。
【００６５】
搬送経路：基板セットポジションＰ１→治具クランプポジションＰ２→色素注入ポジションＰ３→色素吸着ポジションＰ４→色素溶液回収ポジションＰ５→１回目のリンス液注入ポジションＰ６→１回目のリンス液回収ポジションＰ７→２回目のリンス液注入ポジションＰ８→２回目のリンス液回収ポジションＰ９→３回目のリンス液注入ポジションＰ１０→３回目のリンス液回収ポジションＰ１１→乾燥ポジションＰ１２→吸着量検査ポジションＰ１３→治具アンクランプポジションＰ１４→後工程
【００６６】
搬送経路において、Ｐ１〜Ｐ１４の各ポジションでは、被色素吸着体Ｗに対して、液溜治具固定、色素吸着、色素溶液の回収、リンス液注入、リンス液回収などの各工程を行う。その後、透明導電性基材１および透明導電性基材２の貼り合わせ、電解液注液などの後工程を行う。
【００６７】
図１０の工程図を参照しながら、色素吸着装置について、より詳細に説明する。なお、図１０中の実線矢印は、被色素吸着体Ｗの移動経路を示す。鎖線矢印は、色素溶液やリンス液など溶液成分の移動経路を示し、鎖線矢印に示すように、溶液成分が移動し、色素溶液、リンス液の回収、再利用が行われる。
【００６８】
前工程後、まず、被色素吸着体Ｗを、基板セットポジションＰ１、治具クランプポジションＰ２の順に搬送する。ステップＳ１１において、ラック９０に収納されている被色素吸着体Ｗを、基板投入ロボット１０１により、取り出した後、基板セットポジションＰ１に配置した液溜治具に被色素吸着体Ｗを配置する。その後、液溜治具に配置した被色素吸着体Ｗを治具クランプ固定ポジションＰ２に搬送する。ステップ１２において、治具クランプ固定ポジションＰ２では、クランプにより被色素吸着体Ｗを液溜治具に固定する。
【００６９】
（液溜治具）
液溜治具の一例について説明する。図１１Ａは、液溜治具の押さえ板の平面図である。図１１Ｂは、押さえ板およびベース板の断面図である。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、液溜治具は、ベース板６４と、ベース板６４と組み合わされる押さえ板６３とを有する。押さえ板６３は、例えば、ベース板６４の平面外形に対応した矩形状であり、基体６１と、基体６１のベース板６４に合わされる側の面に設けられたパッキン６２とから構成されている。押さえ板６３は、例えば、剛性を確保するために適したＳＵＳ板と溶液接触部の腐食を防止するためのテフロン板（テフロンは登録商標）との２層で構成してもよい。パッキン６２は、例えば、シリコンゴムなどの弾性材料で構成されている。基体６３には、４つの矩形状の開口部６７が設けられ、開口部６７の周縁部に、開口部６７の外周に沿って、矩形枠状のパッキン６２が設けられている。なお、開口部６７は、例えば、２、３または５つ以上設けるようにしてもよい。この開口部６７は、例えば、ベース板６４に被色素吸着体Ｗが載置され、被色素吸着体Ｗ上に押さえ板６３配された状態において、色素が吸着される多孔質半導体層３の形成領域に対応する位置に設けられている。ベース板６４に被色素吸着体Ｗが載置され、被色素吸着体Ｗ上に押さえ板６３配された状態において、開口部６７によって、液溜空間が形成されていてもよい。基体６３の内部には、真空引きのための排気路６９が設けられている。また、排気路６９に連接された複数の吸引孔６９ａが、パッキン６２の間に設けられている。排気路６９に連接された排気弁７０による排気により、排気路に連接された排気孔６９ａに吸引力が生じ、これにより、押さえ板６３とベース板６４とが固定される。
【００７０】
ベース板６４は、被色素吸着体Ｗの基材１１を載置する凹状の基材載置部７１を備える。基材載置部７１の底面には、支柱通過孔６８が設けられている。この支柱通過孔６８は、液溜治具に被色素吸着体Ｗがセットされているかを確認するため、並びに、被色素吸着体Ｗを液溜治具から取り外す際の、被色素吸着体Ｗを押し上げるための支柱を通すために設けられている。
【００７１】
図１２Ａに、被色素吸着体Ｗを液溜治具に固定した状態を示す。図１２Ｂに、図１２Ａに示すＱ−Ｑ線に沿った断面図を示す。図１２Ｃに図１２Ａに示す線Ｌに沿った断面図を示す。後述する色素吸着工程では、図１２Ａ〜図１２Ｃに示す、被色素吸着体Ｗを液溜治具に固定した状態で、被色素吸着体Ｗを囲んで形成される液溜治具の液溜空間に色素吸着溶液を溜める。これにより、色素を多孔質半導体層３に吸着する。
【００７２】
このとき、矩形枠状のパッキン６２は、色素が吸着される多孔質半導体層３が形成されている領域Ｒ１と、集電体端子７が形成されている領域Ｒ３との間の領域Ｒ２に配置される。そして、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、構造物４１による、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部に、矩形枠状のパッキン６２の面が合わさる。これにより、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好になる。
【００７３】
液溜治具の構成は、例えば、図１３Ａに示すように、押さえ板６３の一辺をベース板６４の一辺に軸支し、矢印方向に開閉自在にベース板６４に取り付けるようにしてもよい。図１３Ｂは、図１３Ａに示す液溜治具において、押さえ板をベース板に組み合わせた状態を示す。図１３Ｂに示すように、ベース板６４上に、透明導電性基材１上に田の字状に多孔質半導体層３が形成された被色素吸着体Ｗが配置され、押さえ板６３は、被色素吸着体Ｗを介してベース板６４に組み合わされた状態で、ベース板６４の一辺に設けられたクランプ６９で固定されている。なお、図示は省略するが、ベース６４には、色素溶液などの溶液を排液するための排液溝が設けられていてもよい。排気溝は、色素溶液が保持される液溜空間の外周付近に設けられていてもよい。また、図１３Ｃにおいて、矢印ｒに示すように、基材載置部７１の周部に、被色素吸着体Ｗの透明導電性基材１の位置だし用のテーパ形状を設けてもよい。
【００７４】
また、例えば、図１４Ａに示すように、図１３Ｂに示す、透明導電性基材１上に、田の字状に配置された多孔質半導体層３は、ベース板６４の長手または短手方向に対して、斜めに配置されていてもよい。図１４Ｂに示すように、透明導電性基材１に対して、一つの平面矩形状の多孔質半導体層３を設けられたものを、液溜治具に配置してもよい。
【００７５】
また、液溜治具の構成は、例えば、図１５に示すように、押さえ板６３を、被色素吸着体Ｗを介して、ベース板６４に組み合わせた後、ベース板の一の対向する２辺のそれぞれの中央および両端部と、他の対向する２辺のそれぞれの中央とにも設けられたクランプ６９で固定するようにしてもよい。
【００７６】
（液溜治具の他の例）
液溜治具の他の例について説明する。液溜治具の他の例は、液溜治具の押さえ板６３を蓋状にしたものである。図１６および図１６Ｂは、液溜治具の他の例の分解斜視図である。図１６Ａは、液溜治具を斜め上方から観察した場合の分解斜視図である。図１６Ｂは、液溜治具を斜め下方から観察した場合の分解斜視図である。図１６Ｃは、被色素吸着体を固定した状態の液溜治具を斜め上方から観察した場合の分解斜視図である。
【００７７】
図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、液溜治具は、蓋状の押さえ板６３と、被色素吸着体Ｗの透明導電性基材１を載置するベース板６４とを備える。ベース板６４は、透明導電性基材１を載置する凹状の基材載置部７１を備え、その底面には、４つの矩形状の開口部６７を有する。基板載置部７１には、多孔質半導体層３が形成された透明導電性基材１が載置される。蓋状の押さえ板６３は、凹状の基材載置部７１を覆うことが可能な蓋状部材である。基材載置部７１に被色素吸着体Ｗを配置後、蓋状の押さえ板６３で覆うことにより、密閉された液溜空間などの密閉空間を形成できる。これにより、色素溶液の溶剤の揮発を抑制、外部の水分の進入を抑制などが可能になる。蓋状の押さえ板６３は、リンス液、色素溶液などの溶液を注入するための注入孔８１と、リンス液、色素溶液などの溶液を排液するための排液孔８２とを有する。排液孔８２は、パッキン６２が被色素吸着体Ｗを介して密着されることにより形成される液溜空間の周部に対応した位置に設けられていることが好ましい。また、蓋状の押さえ板６３には、排気ノズル８３が設けられている。なお、注入孔８１および排液孔８２を一つの孔で構成し、一つの孔で注液および排液を行うようにしてもよい。注入孔８１を２つ以上設けてもよい。排液孔８２を２つ以上設けてもよい。
【００７８】
図１７Ａ〜図１７Ｃに示すように、ベース板６４に、被色素吸着体Ｗを載置した状態で、蓋状の押さえ板６３を、被色素吸着体Ｗを介してベース板６４に組み合わせ、蓋状の押さえ板６３をベース板６４に組み合わせた状態で、排気ノズル８３からの真空引きにより、ベース板６４と蓋状の押さえ板６３とを固定することにより、液溜治具に被色素吸着体Ｗが固定される。クランプを設け、ベース板６４と蓋状の押さえ板６３とを固定するようにしてもよい。
【００７９】
なお、図１７Ａ〜図１７Ｃに示す例では、真空引きにより、蓋状の押さえ板６３とベース板６４とを固定したが、押さえ板６３とベース板６４との固定方法は、これに限定されるものではない。例えば、図１８Ａ〜図１８Ｄに示す第１の固定例〜第４の固定例のように、押さえ板６３とベース板との間に被色素吸着体Ｗを挟持するようにして、押さえ板６３とベース板６４とを固定してもよい。
【００８０】
（第１の固定例）
図１８Ａは、押さえ板６３とベース板６４との第１の固定例を示す断面図である。ベース板６４に被色素吸着体Ｗが配置され、押さえ板６３により、パッキン６２を介して、被色素吸着体Ｗが、ベース板６４に押さえられる。押さえ板６３のベース板６４に合わされる側には、マグネット８１ａが設けられ、ベース板６４の押さえ板に合わされる側には、マグネット８１ｂが設けられている。このマグネットの磁力により、押さえ板６３とベース板６４とが、被色素吸着体Ｗを介して合わさった状態で固定される。
【００８１】
（第２の固定例）
図１８Ｂは、押さえ板６３とベース板６４との第２の固定例を示す断面図である。ベース板６４に被色素吸着体Ｗが配置され、押さえ板６３により、パッキン６２を介して、被色素吸着体Ｗがベース板６４に押さえられる。押さえ板６３とベース板６４との、両端のそれぞれには、ネジ孔８２が設けられている。押さえ板６３とベース板６４とが被色素吸着体Ｗを介して合わさった状態で、ネジ孔８２にネジ８３が挿入され、ネジ締めが行われる。これにより、押さえ板６３とベース板６４とが、被色素吸着体Ｗを介して合わさった状態で固定される。
【００８２】
（第３の固定例）
図１８Ｃおよび図１８Ｄは、押さえ板６３とベース板６４との第３の固定例を示す断面図である。ベース板６４に被色素吸着体Ｗが配置され、押さえ板６３により、パッキン６２を介して、被色素吸着体Ｗがベース板６４に押さえられる。押さえ板６３およびベース板６４は、両端部に設けられたバネなどの弾性体８４により、図１８Ｃに示す固定状態と、図１８Ｄに示す固定解除状態との２つの状態を有する。図１８Ｃに示す固定状態では、弾性体８４の弾性力により、押さえ板６３とベース板６４とが被色素吸着体Ｗを介して合わさった状態で固定される。
【００８３】
（第４の固定例）
図１８Ｅは、押さえ板６３とベース板６４との第４の固定例を示す断面図である。ベース板６４に被色素吸着体Ｗが配置され、押さえ板６３によりパッキン６２を介して、被色素吸着体Ｗがベース板６３に押さえられる。押さえ板６３およびベース板６４は、両端部に設けられたシリンダ８５により、ベース板６４が上下に昇降し、ベース板６４が下に降りた、押さえ板６３とベース板６４とが被色素吸着体Ｗを介して合わさった状態で固定される。
【００８４】
次に、液溜治具に固定した被色素吸着体Ｗを、色素注入ポジションＰ３に搬送する。ステップＳ１３において、色素注入ポジションＰ３では、液溜治具に色素溶液を注液する。これにより、多孔質半導体層３を囲む、液溜治具の液溜空間に色素溶液７１が溜まる。その後、液溜治具に固定された被色素吸着体Ｗを、色素吸着ポジションＰ４に搬送し、ステップＳ１４において、所定時間、色素の吸着を行う。色素吸着ポジションＰ４では、多孔質半導体層３に色素溶液７１が浸透していき、多孔質半導体層３に対する色素の吸着が進行していく。
【００８５】
次に、液溜治具に固定された被色素吸着体Ｗを、色素溶液回収ポジションＰ５に搬送する。ステップＳ１５において、色素溶液回収ポジションＰ５では、液溜治具に残存した余剰な色素溶液を回収する。
【００８６】
ここで、上述した色素注入ポジションＰ３および色素溶液回収ポジションＰ５の色素溶液注入および回収方式について説明する。図１９Ａは、色素溶液注入方式と、色素溶液回収方式の第１の構成例を示す模式図である。図１９Ｂは、色素溶液注入方式と、色素溶液回収方式の第２の構成例を示す模式図である。図１９Ｃは、色素溶液注入方式の変形例を示す模式図である。図２０Ａおよび図２０Ｂは、排液の方式の例を示す模式図である。
【００８７】
図１９Ａの例では、色素注入ポジションＰ３において、ノズル１６１から色素溶液を液溜治具に注入する。色素溶液回収ポジションＰ５において、ノズル１６２から色素溶液を液溜治具から吸い上げ回収する。このとき、図１９Ａに示すように、液溜治具を傾けると、液溜治具の一部に色素溶液が溜まり、色素溶液の回収が容易になる。
【００８８】
図１９Ｂの例では、色素注入ポジションＰ３において、ノズル１６１から色素溶液を液溜治具に注入する。色素溶液回収ポジションＰ５において、図１９Ｂに示すように、液溜治具を傾けることにより、色素溶液を排液する。このとき、例えば、液溜治具を斜めに傾けて、図２０Ａに示すように、ベース板６４の角部Ｌに設けられた、図２０Ｂに示す溶液回収溝１７２に色素溶液を溜め、この排液溝にノズルを入れて吸引することで、排液するようにすると、排液の際にノズルと被色素吸着体Ｗの基材１１との接触を防止できる。なお、回収溝１７２に代えて、孔状の回収孔として、この回収孔から排液してもよい。
【００８９】
なお、図１９Ｃに示すように、色素溶液を注入の際に、液溜治具を回転しながら、色素溶液を注入することにより、色素溶液を液溜治具の全体に行き渡らすようにしてもよい。これにより、色素溶液が少量でも、色素を多孔質半導体層３に均一に吸着できる。また、色素溶液の注入箇所を一箇所に固定しても、液溜治具を回転させることで、複数基板への処理が可能になる。なお、色素溶液を注入の際に、液溜治具を傾斜、振動および回転の少なくとも何れかを動作を行うようにしてもよい。
【００９０】
色素注入ポジションＰ３から色素溶液回収ポジションＰ５への搬送では、例えば、図２１Ａに示すように、多段式のラック１３１の上下方向に間隔を設けて配置された複数個の棚１３２上に、液溜治具に配置された被色素吸着体Ｗを複数個配置して搬送してもよい。棚１３２は、傾斜機構として、液溜治具の両端部を、両端辺に沿って支持する部材である。例えば、色素溶液回収の際に、棚１３２は、両端辺の一端が矢印に示す方向に上昇し、棚１３２に支持された液溜治具が傾斜された状態になるようにしてもよい。傾斜された液溜治具の下端部に移動可能な吸引ノズル１３３を配置してもよい。この吸引ノズル１３３により、傾斜された液溜治具の下端部に溜まった色素溶液を回収するようにしてもよい。
【００９１】
回収された色素溶液は、色素溶液回収部１０３において、成分調整した後、再利用する。色素溶液回収部１０３は、例えば、図２２に示す回収タンクである。この回収タンクは、例えば、防爆仕様の恒温ジャケット式であり、攪拌部１４１と、濃度測定部１４２と、色素溶液入口１４３、色素溶液出口１４４とを備える。回収された色素溶液を濃度測定部により、濃度を測定し、適宜、色素、添加剤、流量制御をするための溶剤などが投入し、攪拌部１４１により、攪拌することにより、所定濃度に色素溶液が調整される。その後、色素溶液出口１４４から色素注入ポジションに送り、再利用する。
【００９２】
次に、ステップＳ１６において、１回目のリンス液注入ポジションＰ６に搬送し、１回目のリンス液注入ポジションＰ６では、液溜治具にリンス液を注入する。ステップＳ１７において、１回目のリンス液回収ポジションＰ７に搬送し、１回目のリンス液回収ポジションＰ７では、液溜治具に注入したリンス液を回収する。１回目のリンス液注入では、例えば、矢印ａに示すように、１回目のリンス液注入ポジションＰ６より後に搬送される２回目のリンス液回収ポジションＰ９で回収されたリンス液を用いてもよい。これは、１回目のリンスでは、ある程度色素が混入したリンス液を使用しても特に支障が生じないからである。
【００９３】
次に、ステップＳ１８において、２回目のリンス液注入ポジションＰ８に搬送し、２回目のリンス液注入ポジションＰ８では、液溜治具にリンス液を注入する。ステップＳ１９において、２回目のリンス液回収ポジションＰ９に搬送し、２回目のリンス液回収ポジションＰ９では、液溜治具に注入したリンス液を回収する。２回目のリンス液注入では、例えば、矢印ｂに示すように、２回目のリンス液注入ポジションＰ８より後に搬送される、３回目のリンス液回収ポジションＰ１１で回収されたリンス液を用いてもよい。これは、２回目のリンスでは、ある程度色素が混入したリンス液を使用しても特に支障が生じないからである。回収されたリンス液を、リンス液回収より前に行われるリンスで再使用して、リンスを複数回行うことにより、リンス液量を減少できる。
【００９４】
次に、ステップＳ２０において、３回目のリンス液注入ポジションＰ１０に搬送し、３回目のリンス液注入ポジションＰ１０では、液溜治具にリンス液を注入する。ステップＳ２１において、３回目のリンス液回収ポジションＰ１１に搬送し、３回目のリンス液回収ポジションＰ１１では、液溜治具に注入したリンス液を回収する。３回目のリンス液注入では、リンス液注入部１０６から、リンス液が注入される。３回目のリンス液注入ポジションでは、ステップＳ１７において、１回目のリンス液回収ポジションＰ７で回収したリンス液に対して、溶剤を追加などして再調製して再生したリンス液を使用してもよい。
【００９５】
１回目のリンス回収ポジションＰ７で回収されたリンス液は、例えば、別に設けられたリンス液および色素溶液回収タンクなどの回収部１０５に回収する。その後、ステップＳ１５−１において、回収色素溶液成分調整部１０３では、成分濃度の測定後、ステップＳ１５−２において、必要に応じて、色素、添加剤、溶剤などの色素溶液成分を添加することにより、色素溶液の成分の調整を行った後、再利用されてもよい。
【００９６】
リンス液注入ポジションでは、上述した色素溶液の注入方式と同様の方式を採用してもよい。また、リンス液注入ポジションでは、図２３の模式図に示すように、ノズル２１１から、色素溶液を被色素吸着体Ｗにかけ流す、かけ流しの方式を採用してもよい。かけ流しの方式では、被色素吸着体Ｗが斜め下方向を向くように、液溜治具を保持しつつ、多孔質半導体層の上部から下部に向かって色素溶液が流れるようにする。かけ流しの方式では、一度の操作でリンスの注入および回収処理が可能になる、液溜治具の洗浄も兼ねられるなどの利点がある。
【００９７】
各リンス液回収ポジションでは、例えば、図２４に示すように、ノズル２１１から、搬送される被色素吸着体Ｗに注入されるリンス液が、回収槽２１３に回収される。
【００９８】
次に、液溜治具に固定された被色素吸着体Ｗを、乾燥ポジションＰ１２に搬送する。ステップＳ２２において、乾燥ポジションＰ１２では、被色素吸着体Ｗの乾燥工程を行う。被色素吸着体Ｗの乾燥工程は、例えば、図２４に示すように、搬送中の被色素吸着体Ｗに対してエアフロー２１７などにより行う。
【００９９】
次に、液溜治具に固定された被色素吸着Ｗを、吸着量検査ポジションＰ１３に搬送する。ステップＳ２３〜Ｓ２４において、乾燥ポジションＰ１３では、液溜治具から被色素吸着体Ｗを取り出し、多孔質半導体層に吸着した色素の吸着量の検査工程を行う。この検査工程において、所定の色素吸着量より少ない場合には、不良品と判定し、被色素吸着体Ｗを搬送経路から外し、所定の色素吸着量より多い場合には、良品と判定する。
【０１００】
次に、良品と判定された被色素吸着体Ｗを、治具アンクランプポジションＰ１４に搬送し、治具アンクランプポジションＰ１４では、液溜治具のクランプ固定を解除する。次に、ステップＳ２５において、搬送経路から、基板取り出しロボット１０２により、被色素吸着体Ｗを取り出し、ラックの所定位置に色素が吸着された被色素吸着体Ｗを配置する。このラックとしては、上述した前工程後に用いたラック９０を使用してもよい。その後、この色素が吸着された被色素吸着体Ｗに対して、その後、例えば、電解質の充填、対向基板の貼り合わせなどの後工程を行い、光電変換装置を得る。一方、被色素吸着体Ｗが取り出された液溜治具は、治具クリーニングポジションＰ１５に搬送する。ステップＳ２６において、治具クリーニングポジションＰ１５では、液溜治具に付着した色素汚れなどを洗浄する。洗浄した液溜治具は、ステップＳ１１において、再び使用できる。
【０１０１】
［光電変換装置の動作］
次に、本技術の第１の実施形態に係る光電変換装置の動作について説明する。
光電変換装置は、透明導電性基材１の受光面に光Ｌが入射すると、対極５を正極、透明導電層１２を負極とする電池として動作する。その原理は次の通りである。
【０１０２】
基材１１および透明導電層１２を透過してきた光子を増感色素が吸収すると、増感色素中の電子が基底状態（ＨＯＭＯ）から励起状態（ＬＵＭＯ）へ励起される。励起状態の電子は、増感色素と多孔質半導体層３との間の電気的結合を介して、多孔質半導体層３の伝導帯に引き出され、多孔質半導体層３を通って透明導電層１２に到達する。
【０１０３】
一方、電子を失った増感色素は、電解質層４中の還元剤、例えばＩ-から下記の反応によって電子を受け取り、電解質層４中に酸化剤、例えばＩ3-（Ｉ2とＩ-との結合体）を生成させる。
２Ｉ-→Ｉ2＋２ｅ-
Ｉ2＋Ｉ-→Ｉ3-
【０１０４】
生成した酸化剤、例えばＩ3-は拡散によって対極５に到達し、例えば下記の反応（上記の反応の逆反応）によって対極６から電子を受け取り、もとの還元剤、例えばＩ-に還元される。
Ｉ3-→Ｉ2＋Ｉ-
Ｉ2＋２ｅ-→２Ｉ-
【０１０５】
透明導電層１２から外部回路へ送り出された電子は、外部回路で電気的仕事をした後、対極５に戻る。このようにして、増感色素にも電解質層４にも何の変化も残さず、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【０１０６】
２．第２の実施形態
本技術の第２の実施形態による光電変換装置について説明する。図２５Ａは、透明導電性基材を省略した平面図である。図２５Ｂは、図２５Ａに示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２５Ｃは、図２５Ａに示すＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図２５Ｄは、図２５Ａに示すＺ−Ｚ線沿った断面図である。図２６は、図２５Ａに示す領域Ｒを拡大した平面図である。
【０１０７】
図２５Ａおよび図２６に示すように、透明導電性基材１上では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成された領域Ｒ１と、集電体端子７が形成された領域Ｒ３と、領域Ｒ１と領域Ｒ３と間の領域Ｒ２とが設定されている。領域Ｒ２では、封止材６が形成された領域Ｒ２ａの内側に、構造物４１ａおよび構造物４１ｂが設けられている。
【０１０８】
図２５Ｂに示すように、領域Ｒ１では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成されていない領域に、中央で分断されたストライプ状の複数の集電体部４６が形成されている。
【０１０９】
図２５Ｃおよび図２６に示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、集電体部４６と同じ高さの内側構造物４１ａが、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。これにより、領域Ｒ１と領域Ｒ３の間の領域Ｒ２には、並設された複数の集電体部の一部と、並設された複数の集電体部の一部の間に埋設された内側構造物４１ａにより、頂部に平坦面を有する突出部が形成されている。さらに内側構造物４１ａは、色素が吸着された多孔質半導体層３の外側において、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物４１ａと、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた内側構造物４１ａとにより、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部が形成されている。この矩形枠状の突出部は、色素が吸着された多孔質半導体層３を囲んで設けられている。
【０１１０】
図２５Ｄおよび図２６に示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、集電体部４６と同じ高さの外側構造物４１ｂが、内側構造物４１ａの外側に設けられると共に、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。これにより、領域Ｒ１と領域Ｒ３の間の領域Ｒ２には、並設された複数の集電体部の一部と、並設された複数の集電体部の一部の間に埋設された外側構造物４１ｂにより、頂部に平坦面を有する突出部が形成されている。この突出部は、内側構造物４１ａによる内側の突出部の外側に形成されている。
【０１１１】
さらに外側構造物４１ｂは、内側構造物４１ａの外側に、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された外側構造物４１ｂと、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた外側構造物４１ｂとにより、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部が形成されている。この矩形枠状の突出部は、内側構造物４１ａによる内側の矩形枠状の突出部の外側に、内側の矩形枠状の突出部を囲んで形成されている。すなわち、色素が吸着された多孔質半導体層３は、内側の矩形枠状の突出部と、外側の矩形枠状の突出部とによって２重に囲まれている。
【０１１２】
（光電変換装置の製造方法）
上述の光電変換装置は、第１の実施形態と同様に製造できる。色素担持工程では、第１の実施形態と同様、液溜法を用いることができる。例えば、第１の実施形態と同様の図５Ａ〜図５Ｃに示す液溜治具を用いることができる。図２７Ａに示すように、内側構造物４１ａ、外側構造物４１ｂにより形成された、色素が吸着された多孔質半導体層３を２重に囲む矩形枠状の突出部の両方に、液溜治具の矩形枠状のパッキン６２を密着させて、多孔質半導体層３を囲む液溜空間を形成する。その後、液溜空間に色素溶液を溜めて、多孔質半導体層３に色素を吸着させる。このとき、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好な状態になるため、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。これにより、不要な箇所への色素付着や透明導電性基材１の裏面の色素汚れを防止することで、色素利用効率を向上できる。多孔質半導体層３の外周領域にある、後工程で封止材６を形成する領域が、汚れてしまうことを抑制できる。なお、図２７Ｂに示すように、パッキン６２の形状を、内側構造物４１ａと、外側構造物４１ｂとの間の凹部に嵌合する凹凸を形成してもよい。図２７Ｃに示すように、パッキン６２を２層構造として、表層に、内側構造物４１ａと、外側構造物４１ｂとの間の凹部に嵌合する凹凸を形成してもよい。
【０１１３】
３．第３の実施形態
本技術の第３の実施形態による光電変換装置について説明する。図２８Ａは、透明導電性基材を省略した平面図である。図２８Ｂは、図２８Ａに示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２８Ｃは、図２８Ａに示すＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図２８Ｄは、図２８Ａに示すＺ−Ｚ線に沿った断面図である。図２９は、図２８Ａに示す領域Ｒを拡大した
【０１１４】
図２８Ａおよび図２９に示すように、透明導電性基材１上では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成された領域Ｒ１と、集電体端子７が形成された領域Ｒ３と、領域Ｒ１と領域Ｒ３と間の領域Ｒ２が設定されている。領域Ｒ２では、封止材６が形成された領域Ｒ２ａの内側に、構造物４１が設けられている。
【０１１５】
図２８Ｂに示すように、領域Ｒ１では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成されていない領域に、中央で分断されたストライプ状の複数の集電体部４６が形成されている。
【０１１６】
図２８Ｃおよび図２９に示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、集電体部４６と同じ高さの内側構造物４１ａが、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。これにより、領域Ｒ１と領域Ｒ３の間の領域Ｒ２には、並設された複数の集電体部の一部と、並設された複数の集電体部の一部の間に埋設された内側構造物４１ａにより、頂部に平坦面を有する突出部が形成されている。さらに内側構造物４１ａは、色素が吸着された多孔質半導体層３の外側において、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物４１ａと、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた内側構造物４１ａとにより、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部が形成されている。この矩形枠状の突出部は、色素が吸着された多孔質半導体層３を囲んで設けられている。
【０１１７】
図２８Ｄおよび図２９に示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、集電体部４６と同じ高さの外側構造物４１ｂが、内側構造物４１ａの外側に設けられると共に、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。これにより、領域Ｒ１と領域Ｒ３の間の領域Ｒ２には、並設された複数の集電体部の一部と、並設された複数の集電体部の一部の間に埋設された外側構造物４１ｂにより、頂部に平坦面を有する突出部が形成されている。この突出部は、内側構造物４１ａによる内側の突出部の外側に形成されている。
【０１１８】
さらに外側構造物４１ｂは、内側構造物４１ａの外側に、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された外側構造物４１ｂと、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた外側構造物４１ｂとにより、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部が形成されている。この矩形枠状の突出部は、内側構造物４１ａによる内側の矩形枠状の突出部の外側に、内側の矩形枠状の突出部を囲んで形成されている。すなわち、色素が吸着された多孔質半導体層３は、内側の矩形枠状の突出部と、外側の矩形枠状の突出部とによって２重に囲まれている。
【０１１９】
図２８Ａおよび図２９に示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、不透明構造物４１ｃが、内側構造物４１ａと外側構造物４１ｂとの間に設けられると共に、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。さらに不透明構造物４１ｃは、内側構造物４１ａと外側構造物４１ｂとの間に、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。不透明構造物４１ｃを構成する材料としては、不透明であり色素で着色される材料を用いることができる。具体的には、例えば、多孔質半導体層３に用いられる酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズや、集電体材料に用いられる銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などを用いることができる。この不透明構造物４１ｃは、１層または２層以上で構成してもよい。不透明構造物４１ｃを構成する層としては、多孔質半導体層３と同様であってもよい。
【０１２０】
（光電変換装置の製造方法）
上述の光電変換装置は、第１の実施形態と同様に製造できる。色素担持工程では、第１の実施形態と同様、液溜法を用いることができる。例えば、第１の実施形態と同様の図５Ａ〜図５Ｄに示す液溜治具を用いることができる。図３０に示すように、内側構造物４１ａ、外側構造物４１ｂにより形成された、色素が吸着された多孔質半導体層３を２重に囲む矩形枠状の突出部の両方に、液溜治具の矩形枠状のパッキン６２を密着させて、多孔質半導体層３を囲む液溜空間を形成する。その後、液溜空間に色素溶液を溜めて、多孔質半導体層３に色素を吸着させる。このとき、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好な状態になるため、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。これにより、不要な箇所への色素付着や透明導電性基材１の裏面の色素汚れを防止することで、色素利用効率を向上できる。多孔質半導体層３の外周領域にある、後工程で封止材６を形成する領域が、汚れてしまうことを抑制できる。また、第３実施形態では、不透明構造物４１ｃを備えることで、図３１に示すように、色素溶液が漏れた場合には、多孔質半導体層３で構成された不透明構造物４１ｃにより、色素１３０が付着するため、透明導電性基材１の周縁部の色素汚れを可視化できる。これにより、色素溶液の漏れの発見が容易となり、液漏れ箇所の検査が可能になる。その結果、セル特性および信頼性低下を防止できる。また、液漏れ原因となった液溜治具の特定が可能になる。
【０１２１】
４．第４の実施形態
本技術の第４の実施形態による光電変換装置について説明する。図３２Ａは、透明導電性基材を省略した平面図である。図３２Ｂは、図３２Ａに示す線Ｌに沿った断面図である。図３３Ａは、図３２Ａの領域Ｒを拡大した平面図である。図３３Ｂは、図３３Ａに示す線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
【０１２２】
図３２Ａおよび図３２Ｂ、並びに図３３Ａおよび図３３Ｂに示すように、透明導電性基材１上では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成された領域Ｒ１と、集電体端子７が形成された領域Ｒ３とが設定され、領域Ｒ１と領域Ｒ３と間の領域Ｒ２とが設定されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａ中に、集電体４３および集電体４３の表面を被覆する保護層４５で構成された構造物４１が形成されている。以上のこと以外は、第１の実施形態と同様である。なお、構造物４１を構成する集電体４３を多孔質半導体層３に代えてもよい。
【０１２３】
（光電変換装置の製造方法）
上述の光電変換装置は、第１の実施形態と同様に製造できる。色素担持工程では、第１の実施形態と同様、液溜法を用いることができる。例えば、第１の実施形態と同様の図５Ａ〜図５Ｃに示す液溜治具を用いることができる。図３４に示すように、構造物４１により形成された、色素が吸着された多孔質半導体層３を囲む矩形枠状の突出部に、液溜治具の矩形枠状のパッキン６２を密着させて、多孔質半導体層３を囲む液溜空間を形成する。その後、液溜空間に色素溶液を溜めて、多孔質半導体層３に色素を吸着させる。このとき、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好な状態になるため、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。これにより、不要な箇所への色素付着や透明導電性基材１の裏面の色素汚れを防止することで、色素利用効率を向上できる。多孔質半導体層３の外周領域にある、後工程で封止材６を形成する領域Ｒ２ａが、汚れてしまうことを抑制できる。
【０１２４】
５．第５の実施形態
本技術の第５の実施形態による光電変換装置について説明する。図３５Ａは、透明導電性基材を省略した平面図である。図３５Ｂは、図３５Ａに示す線Ｌに沿った断面図である。図３６Ａは、図３５Ａの領域Ｒを拡大した平面図である。図３６Ｂは、図３６Ａに示すＸ１−Ｘ１線に沿った断面図である。図３６Ｃは、図３６Ａに示すＸ２−Ｘ２線に沿った断面図である。
【０１２５】
図３５Ａおよび図３５Ｂ、並びに図３６Ａ、図３６Ｂおよび図３６Ｃに示すように、透明導電性基材１上では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成された領域Ｒ１と、集電体端子７が形成された領域Ｒ３とが設定され、領域Ｒ１と領域Ｒ３と間の領域Ｒ２とが設定されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａ中に、集電体４３および集電体４３の表面を被覆する保護層４５で構成された内側構造物４１ａが形成されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａ中に、集電体４３および集電体４３の表面を被覆する保護層４５で構成された外側構造物４１ｂが形成されている。以上のこと以外は、第２の実施形態と同様である。なお、構造物４１を構成する集電体４３を多孔質半導体層３に代えてもよい。
【０１２６】
（光電変換装置の製造方法）
上述の光電変換装置は、第１の実施形態と同様に製造できる。色素担持工程では、第１の実施形態と同様、液溜法を用いることができる。例えば、第１の実施形態と同様の図５Ａ〜図５Ｃに示す液溜治具を用いることができる。図３７に示すように、内側構造物４１ａ、外側構造物４１ｂにより形成された、色素が吸着された多孔質半導体層３を２重に囲む矩形枠状の突出部の両方に、液溜治具の矩形枠状のパッキン６２を密着させて、多孔質半導体層３を囲む液溜空間を形成する。その後、液溜空間に色素溶液を溜めて、多孔質半導体層３に色素を吸着させる。このとき、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好な状態になるため、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。これにより、不要な箇所への色素付着や透明導電性基材１の裏面の色素汚れを防止することで、色素利用効率を向上できる。多孔質半導体層３の外周領域にある、後工程で封止材６を形成する領域が、汚れてしまうことを抑制できる。
【０１２７】
６．第６の実施形態
本技術の第６の実施形態による光電変換装置について説明する。図３８Ａは、透明導電性基材を省略した平面図である。図３８Ｂは、図３８Ａに示す線Ｌに沿った断面図である。図３９Ａは、図３８Ａの領域Ｒを拡大した平面図である。図３９Ｂは、図３９Ａに示すＸ１−Ｘ１線に沿った断面図である。図３９Ｃは、図３９Ａに示すＸ２−Ｘ２線に沿った断面図である。
【０１２８】
図３８Ａおよび図３８Ｂ、並びに図３９Ａ、図３９Ｂおよび図３９Ｃに示すように、透明導電性基材１上では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成された領域Ｒ１と、集電体端子７が形成された領域Ｒ３とが設定され、領域Ｒ１と領域Ｒ３と間の領域Ｒ２とが設定されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａ中に、多孔質半導体層３および多孔質半導体層３の表面を被覆する保護層４５で構成された内側構造物４１ａが形成されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａ中に、多孔質半導体層３および多孔質半導体層３の表面を被覆する保護層４５で構成された構造物４１ｂが形成されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａ中に、多孔質半導体層３で構成された不透明構造物４１ｃが形成されている。以上のこと以外は、第３の実施形態と同様である。なお、構造物４１ａ、構造物４１ｂを構成する多孔質半導体層３を集電体４３に代えてもよい。
【０１２９】
（光電変換装置の製造方法）
上述の光電変換装置は、第１の実施形態と同様に製造できる。色素担持工程では、第１の実施形態と同様、液溜法を用いることができる。例えば、第１の実施形態と同様の図５Ａ〜図５Ｃに示す液溜治具を用いることができる。図４０に示すように、内側構造物４１ａ、外側構造物４１ｂにより形成された、色素が吸着された多孔質半導体層３を２重に囲む矩形枠状の突出部の両方に、液溜治具の矩形枠状のパッキン６２を密着させて、多孔質半導体層３を囲む液溜空間を形成する。その後、液溜空間に色素溶液を溜めて、多孔質半導体層３に色素を吸着させる。このとき、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好な状態になるため、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。これにより、不要な箇所への色素付着や透明導電性基材１の裏面の色素汚れを防止することで、色素利用効率を向上できる。多孔質半導体層３の外周領域にある、後工程で封止材６を形成する領域が、汚れてしまうことを抑制できる。また、第６の実施形態では、不透明構造物４１ｃを備えることで、色素溶液が漏れた場合には、多孔質半導体層３で構成された不透明構造物４１ｃに、色素が付着するため、透明導電性基材１の周縁部の色素汚れを可視化できる。これにより、色素溶液の漏れの発見が容易となり、液漏れ箇所の検査が可能になる。その結果、セル特性および信頼性低下を防止できる。また、液漏れ原因となった液溜治具の特定が可能になる。
【０１３０】
７．第７の実施形態
本技術の第７の実施形態による光電変換装置について説明する。図４１Ａは、透明導電性基材を省略した平面図である。図４１Ｂは、図４１Ａに示す線Ｌに沿った断面図である。図４２Ａは、図４１Ａの領域Ｒを拡大した平面図である。図４２Ｂは、図４２Ａに示す線Ｌに沿った断面図である。
【０１３１】
図４１Ａおよび図４２Ａに示すように、透明導電性基材１上では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成された領域Ｒ１と、集電体端子７が形成された領域Ｒ３と、領域Ｒ１と領域Ｒ３と間の領域Ｒ２が設定されている。領域Ｒ２において、封止材６が形成された領域Ｒ２ａ中に、構造物４１が設けられている。
【０１３２】
図４１Ｂに示すように、領域Ｒ１では、色素が吸着された多孔質半導体層３が形成されていない領域に、中央で分断されたストライプ状の複数の集電体部４６が形成されている。
【０１３３】
図４１Ｃに示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、集電体部４６と同じ高さの内側構造物４１ａが、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。これにより、領域Ｒ１と領域Ｒ３の間の領域Ｒ２には、並設された複数の集電体部の一部と、並設された複数の集電体部の一部の間に埋設された内側構造物４１ａにより、頂部に平坦面を有する突出部が形成されている。さらに内側構造物４１ａは、色素が吸着された多孔質半導体層３の外側において、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。並設された複数の集電体部４６と、並設された複数の集電体部間の凹部に埋設された内側構造物４１ａと、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられた内側構造物４１ａとにより、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部が形成されている。この矩形枠状の突出部は、色素が吸着された多孔質半導体層３を囲んで設けられている。
【０１３４】
図４１Ａおよび図４２Ａに示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間の領域Ｒ２では、不透明構造物４１ｃが、内側構造物４１ａの外側に設けられると共に、並設された複数の集電体部間４５の凹部に埋設されている。さらに不透明構造物４１ｃは、内側構造物４１ａの外側に、周縁の右辺および左辺のそれぞれに沿って設けられている。この不透明構造物４１ｃは、多孔質半導体層３で構成してもよい。
【０１３５】
（光電変換装置の製造方法）
上述の光電変換装置は、第１の実施形態と同様に製造できる。色素担持工程では、第１の実施形態と同様、液溜法を用いることができる。例えば、第１の実施形態と同様の図５Ａ〜図５Ｃに示す液溜治具を用いることができる。図４３に示すように、内側構造物４１ａにより形成された、色素が吸着された多孔質半導体層３を囲む矩形枠状の突出部の両方に、液溜治具の矩形枠状のパッキン６２を密着させて、多孔質半導体層３を囲む液溜空間を形成する。その後、液溜空間に色素溶液を溜めて、多孔質半導体層３に色素を吸着させる。このとき、矩形枠状の突出部とパッキン６２との密着性が良好な状態になるため、液溜治具の液溜空間に溜められた色素溶液の液漏れを抑制できる。これにより、不要な箇所への色素付着や透明導電性基材１の裏面の色素汚れを防止することで、色素利用効率を向上できる。多孔質半導体層３の外周領域にある、後工程で封止材６を形成する領域が、汚れてしまうことを抑制できる。また、第７の実施形態では、不透明構造物４１を備えることで、色素溶液が漏れた場合には、多孔質半導体層３で構成された不透明構造物４１ｃにより、色素が付着するため、透明導電性基材１の周縁部の色素汚れを可視化できる。これにより、色素溶液の漏れの発見が容易となり、液漏れ箇所の検査が可能になる。その結果、セル特性および信頼性低下を防止できる。また、液漏れ原因となった液溜治具の特定が可能になる。
【実施例】
【０１３６】
本技術の具体的な実施例について説明する。本技術は、これに限定されるものではない。
【０１３７】
＜実施例１＞
透明導電性基材１として、ＦＴＯ基板を用い、多孔質半導体層３として、多孔質酸化チタン層を作製し、多孔質酸化チタン層に吸着する色素として、ルテニウム系色素を用い、光電変換装置を作製した。
【０１３８】
（被色素吸着体の作製）
まず、図４４に示す被色素吸着体Ｗを作製した。透明導電性基材１としては、基材１１としてのガラス基板に、ＦＴＯ層からなる透明導電層１２が形成されたものを用いた。
【０１３９】
次に、透明導電層１２上に、多孔質半導体層３としての多孔質酸化チタン層を形成した。具体的には、ＴｉＯ2ペーストを調製し、このペーストを透明導電層１２上に塗布し、図４４に示す形状の多孔質半導体層３を得た。そして、多孔質酸化チタン層を５１０℃で３０分間、電気炉中で焼成し、放冷した。次に、透明導電層１２上に、Ａｇからなる集電体４３および集電体端子７を形成した。具体的には、透明導電層１２上に銀ペーストをスクリーン印刷法で塗布し、図４４に示す形状を有する集電体４３、集電体端子７を得た。そして、塗布した銀ペーストが十分に乾燥した後、５１０℃で３０分間、電気炉中で焼成した。次に、集電体３を電解液から遮蔽し、保護するために、保護層４４を形成した。具体的には、保護層を形成するためにエポキシ系樹脂をスクリーン印刷法で塗布し、図４４に示す形状を有する保護層４５を形成した。エポキシ液樹脂が十分にレベリングした後、ＵＶスポット照射機を使用して、エポキシ系樹脂を完全に硬化させた。なお、上記の銀ペーストの塗布において、構造物４１を設ける領域にも銀ペーストを塗布し、その後の乾燥、焼成も上記と同様に行った。また、上記のエポキシ系樹脂の塗布において、構造物４１を設ける領域にも、エポキシ系樹脂を塗布し、その後のエポキシ系樹脂の硬化も上記と同様に行い、銀の表面がエポキシ系樹脂で覆われた、図４４に示す形状の構造物４１を形成した。
【０１４０】
（液溜法による色素吸着）
多孔質半導体層３としてのＴｉＯ2層に対して、液溜法により色素を吸着した。すなわち、被色素吸着体Ｗを、図５に示す液溜治具にセットした後、ルテニウム系色素を溶解したジメチルスルホキシドからなる色素溶液（１０ｍＭ）を注入し、これにより、図６に示すように、液溜空間に色素溶液を溜めた。このとき、矩形枠状のパッキン６３を、構造物４１により形成された矩形枠状の突出部に密着させた。その後、所定時間保持した。なお、このときの色素溶液の使用量は５ｍｌであった。
【０１４１】
（リンス処理）
次に、液溜治具内の色素溶液を排液した後、被色素吸着体Ｗを液溜治具に配置および固定した状態で、リンス処理を行った。具体的には、液溜治具に対して、リンス液の注入および排液を３回繰り返した。その後、色素が吸着された多孔質半導体層３を、エアブローにより乾燥した。リンス液としては、アセトニトリルを用いた。
【０１４２】
一方、基材２１として、ガラス板を使用し、その基材２１上に、対極５としてＰｔ層を形成した。具体的には、ガラス板上にスパッタリングでＰｔ層を形成した。
【０１４３】
次に、基材２１の所定の位置に、ＹＡＧレーザを照射して、注入口を設けた。その後、図１に示す形状で、封止材６を形成した。次に、電解液を準備した。この電解液は以下のように調製した。メトキシプロピオニトリル３．０ｇに、ヨウ化ナトリウム０．０４５ｇ、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウムヨーダイド１．１１ｇ、ヨウ素０．１１ｇ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン０．０８１ｇを溶解させ、これにより電解液を調製した。次に、基材２１に設けた注入口から電解液を注入した後、所定時間保持し、完全に電解液を透明導電性基材１と、Ｐｔ層が形成された基材２１との間に浸透させた。その後、注入口の周辺の電解液を完全に除去し、注入口を紫外線硬化型樹脂で封止した。以上により、光電変換装置を作製した。
【０１４４】
＜比較例１＞
実施例１と同様にして、図４４に示す被色素吸着体Ｗを作製した。
【０１４５】
（浸漬法による色素吸着）
多孔質半導体層３としての、多孔質酸化チタン層に対して、浸漬法により色素を吸着した。すなわち、被色吸着体Ｗ全体を、ルテニウム系色素を溶解したｔｅｒｔ-ブタノール／アセトニトリル混合溶液（０．２ｍＭ）に、２４時間程度浸漬させることにより、多孔質半導体層３に色素を吸着させた。なお、このときの色素溶液の使用量は５００ｍｌであった。
【０１４６】
次に、多孔質半導体層３をアセトニトリルでリンスした後、乾燥した。その後、封止部材の形成領域を、ジメチルスルホキシドを用いて付着した色素を除去し、再度アセトニトリルでリンス、乾燥した。その後の工程は、実施例１と同様にした。以上により、光電変換装置を作製した。
【０１４７】
実施例１、比較例１について、以下の評価を行った。
【０１４８】
（色素吸着時間評価）
吸着時間に対する色素吸着量を測定する色素吸着時間評価を行った。色素吸着量は、可視・紫外分光法により測定した。吸着時間に対する色素吸着量をプロットしたグラフを図４５に示す。
【０１４９】
（８５℃信頼性評価）
温度８５℃の環境下における、規格化したＥｆｆ（％）の経過時間に対する変化率を測定する８５℃信頼性評価を行った。測定結果を図４６に示す。なお、実施例１および比較例１について、それぞれ、２サンプルについて、評価を行った。
【０１５０】
図４５に示すように、実施例１では、液溜法により色素吸着時間を、比較例１の浸漬法より短縮化できた。図４６に示すように、実施例１では、比較例１と同等のセル特性、信頼性を得られることが確認できた。
【０１５１】
＜実施例２−１＞
実施例１と同様にして、図４４に示す被色素吸着体Ｗを作製した。
【０１５２】
（液溜法による色素吸着）
多孔質半導体層３としての多孔質酸化チタン層に対して、液溜法により色素を吸着した。すなわち、被色素吸着体Ｗを、図５に示す液溜治具に配置および固定した後、ルテニウム系色素を溶解したジメチルスルホキシドからなる色素溶液（１０ｍＭ）を注入し、これにより、図６に示すように、液溜空間に色素溶液を溜めた。このとき、矩形枠状のパッキン６３を、構造物４１により形成された矩形枠状の突出部に密着させた。その後、所定時間（２０分程度）保持した。なお、このときの色素溶液の使用量は５ｍｌであった。
【０１５３】
（リンス処理）
次に、液溜治具内の色素溶液を排液した後、被色素吸着体Ｗを液溜治具に配置および固定した状態で、リンス処理を行った。具体的には、液溜治具に対して、リンス液の注入および排液を３回繰り返した。その後、色素が吸着された多孔質半導体層３を、エアブローにより乾燥した。リンス液は、実施例１と同様のものを用いた。
【０１５４】
その後の工程は、実施例１と同様にして、光電変換装置を得た。
【０１５５】
＜実施例２−２＞
リンス工程を、液溜治具から被色素吸着体を取り外した状態で行った。以上のこと以外は、実施例２−１と同様にして光電変換装置を得た。
【０１５６】
＜比較例２＞
【０１５７】
実施例２−１と同様にして、図４４に示す被色素吸着体Ｗを作製した。
【０１５８】
（浸漬法による色素吸着）
多孔質半導体層３としての、多孔質酸化チタン層に対して、浸漬法により色素を吸着した。すなわち、被色吸着体Ｗ全体を、ルテニウム系色素を溶解したｔｅｒｔ-ブタノール／アセトニトリル混合溶液（０．２ｍＭ）に、４０時間程度浸漬させることにより、多孔質半導体層３に色素を吸着させた。なお、このときの色素溶液の使用量は５００ｍｌであった。
【０１５９】
次に、多孔質半導体層３をアセトニトリルでリンスした後、乾燥した。このとき、封止部材の形成領域には、洗浄処理を施さなかった。その後の工程は、実施例１と同様にした。以上により、光電変換装置を作製した。
【０１６０】
（８５℃信頼性試験）
実施例２−１〜実施例２−２および比較例２について、温度８５℃の環境下における、規格化したＥｆｆ（％）の経過時間に対する変化率を測定する８５℃信頼性評価を行った。測定結果を図４７に示す。なお、図４７において、線ｄは実施例２−１についての測定結果を示すグラフであり、線ｅは実施例２−２についての測定結果を示すグラフであり、線ｆは比較例２についての測定結果を示すグラフである。
【０１６１】
実施例２−１では、色素吸着工程、リンス工程の両方において、液溜治具を使用しているため、封止部材の形成領域に色素付着がなく、線ｄに示すように、温度８５℃環境下における信頼性が良好であった。実施例２−２では、リンス工程において、液溜治具を使用していないため、封止部材の形成領域に色素付着が生じ、線ｅに示すように、温度８５℃環境下における信頼性が悪化した。一方、比較例２では、色素吸着工程、リンス工程において、液溜治具を使用していないため、封止部材の形成領域に色素付着が多量に生じ、電解液の漏れが原因となり、線ｆに示すように、温度８５℃環境下における信頼性が非常に悪化した。
【０１６２】
９．他の実施形態
本技術は、上述した本技術の実施形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【０１６３】
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０１６４】
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１６５】
頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部において、平坦面はほぼ平坦な面であってもよい。ここで、ほぼ平坦な面とは、凹部の深さまたは凸部の高さが１００μｍ以下であることをいう。
【０１６６】
図２５Ａに示す例では、多孔質半導体層３を、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部により、２重に囲む例について説明したが、多孔質半導体層３を、頂部に平坦面を有する矩形枠状の突出部により、３重以上で囲むようにしてもよい。
【０１６７】
また、複数の集電体部４６は、中央で分断されていないストライプ状のものであってもよく、格子状のものであってもよい。
【０１６８】
また、上述の実施形態に係る光電変換装置（セル）を複数組み合わせてモジュールを形成するようにしてもよい。複数の光電変換装置は、電気的に直列および／または並列に接続され、例えば直列に組み合わせた場合には高い起電圧を得ることができる。
【０１６９】
また、本技術は以下の構成をとることもできる。
［１］
色素溶液供給部と、
色素溶液吸着部と
を有し、
上記色素溶液吸着部は、光電変換素子用の光電極基材を載置するベース体と、上記光電極基材の表面に液溜空間を形成するカバー体とを有する液溜治具を有し、
上記カバー体は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえる弾性部材を有する色素吸着装置。
［２］
上記液溜空間に溜められた色素溶液を回収する色素溶液回収部をさらに備える請求項［１］に記載の色素吸着装置。
［３］
上記色素溶液回収部により回収された上記色素溶液を調整し、調整した上記色素溶液を上記色素溶液供給部に供給する色素溶液調整部をさらに備える［２］に記載の色素吸着装置。
［４］
上記液溜空間を上記光電極基材の表面に形成している上記液溜治具に対して、傾斜、揺動、振動、および回転の少なくとも１種の駆動を行う駆動部をさらに備える［１］〜［３］の何れかに記載の色素吸着装置。
［５］
上記液溜空間にリンス液を供給するリンス液供給部と、
上記液溜空間に溜められた上記リンス液を回収するリンス液回収部と
を備え、
上記リンス液供給部および上記リンス液回収部は、リンス液の供給および回収からなるリンス処理工程を、同一の光電極基材に対してｎ（ｎ：自然数）回以上行う［１］〜［４］の何れかに記載の色素吸着装置。
［６］
上記リンス液供給部および上記リンス液回収部は、ｎ回目のリンス処理工程では、ｎ＋１回目以降のリンス処理で回収されたリンス液を用いてリンス処理を行う［５］に記載の色素吸着装置。
［７］
上記リンス工程後上記光電極基材を上記液溜治具から取り外す光電極基材取り外し部と、
上記光電極基材を取り外した液溜治具を洗浄する液溜治具洗浄部と
をさらに備え
上記液溜治具洗浄部により洗浄された液溜治具に対して再度光電極基材が載置される［１］〜［６］の何れかに記載の色素吸着装置。
［８］
上記光電極基材は、
表面を有する導電性基材と、
上記表面に形成された多孔質半導体層と
を備え、
上記色素吸着領域は、色素を吸着させる多孔質半導体層の形成領域である［１］〜［７］の何れかに記載の色素吸着装置。
［９］
上記多孔質半導体層から該多孔質半導体層の周縁部の少なくとも一部まで延在された１または２以上の集電体部をさらに備え、
上記周縁部の少なくとも一部には、上記集電体部により凹凸形状が形成され、
上記弾性部材は、上記集電体部の凹凸形状に倣う凹凸形状を有する［１］〜［８］の何れかに記載の色素吸着装置。
［１０］
上記周縁部は、上記光電極基材の封止部形成領域を含み、
上記弾性部材は、上記ベース体に載置された光電極基材の封止部形成領域と、上記色素吸着領域および上記封止部形成領域の間の領域との少なくとも一部を覆う［１］〜［９］の何れかにに記載の色素吸着装置。
［１１］
上記周縁部には凹凸部が設けられ、
上記弾性部材は、上記凹凸部に倣う凹凸形状を有する［１］〜［１０］の何れかに記載の色素吸着装置。
［１２］
上記ベース体は、光電変換素子用の光電極基材を配置するための凹部を有し、
上記凹部は、孔部または開口部が設けられた底面を有する［１］〜［１１］の何れかに記載の色素吸着装置。
［１３］
上記カバー体は、開口部を有する枠状体であり、
上記開口部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、上記色素吸着領域に対応する位置に設けられている［１］〜［１２］の何れかに記載の色素吸着装置。
［１４］
上記開口部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、上記液溜空間を形成する［１３］に記載の色素吸着装置。
［１５］
上記枠状体は、上記開口部を複数有し、
上記複数の開口部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、複数の上記色素吸着領域に対応する位置に設けられている［１３］に記載の色素吸着装置。
［１６］
上記カバー体は、上記光電極基材を覆う蓋部であり、
上記蓋部は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に上記カバー体を配した状態において、上記液溜空間を形成し、
上記液溜空間は、密閉空間である［１］〜［１５］の何れかに記載の色素吸着装置。
［１７］
上記蓋部は、
色素溶液またはリンス液を上記液溜空間に供給するための供給孔部と、
上記液溜空間に供給された色素溶液またはリンス液を回収するための回収孔部と
を有している［１６］に記載の色素吸着装置。
［１８］
上記蓋部は、色素溶液またはリンス液を上記液溜空間に供給するための供給孔部を有し、
上記ベース体は、上記液溜空間に供給された色素溶液またはリンス液を回収するための回収溝部または回収孔部を有している［１６］に記載の色素吸着装置。
［１９］
上記カバー体により上記光電極基材の表面を押さえて、上記カバー体と上記ベースとの間に上記光電極基材を挟持する挟持部をさらに備え、
上記挟持部は、真空チャック機構、クランプ機構、ネジ機構、スプリング機構、およびマグネット機構の少なくとも１種である［１］〜［１８］の何れかに記載の色素吸着装置。
［２０］
光電変換素子用の光電極基材を載置するベース体と、
上記ベース体に載置された上記光電極基材の表面に配されて、該光電極基材の色素吸着領域の表面に液溜空間を形成するカバー体と、
を備え、
上記カバー体は、上記ベース体に載置された上記光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえる弾性部材を有する液溜治具。
［２１］
光電変換素子用の光電極基材をベース体に載置し、
上記光電極基材の表面に、上記光電極基材の色素吸着領域の周縁部を押さえるカバー体を配置して液溜空間を形成し、
上記液溜空間に色素溶液を供給し、色素を吸着させる光電変換素子の製造方法。
【符号の説明】
【０１７０】
１、２    透明導電性基材
３    多孔質半導体層
４    電解質層
５    対極
６    封止材
１１、２１    基材
１２、２２    透明導電層
４１    構造物
４１ａ  内側構造物
４１ｂ  外側構造物
４１ｃ  不透明構造物
４３    集電体
４５    保護層
６１    基体
６２    パッキン
６３    押さえ板
６４    ベース板
【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】
2013008596.tif 000012
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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