【手続補正書】
【提出日】平成28年1月6日(2016.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素とを、水から、または水溶液をベースとする他の電解質から、光駆動により生成するための光電気化学セル（１００）であって、
前記光電気化学セル（１００）は、光電層構造体（１）と電気化学層構造体（２）とを１つの積層構成体（４０）で有しており、
前記光電層構造体（１）は、前記電解質（１０）から影響を受けずに光（３）を吸収するため、前記積層構成体（４０）の表側（４１）を形成し、
前記電気化学層構造体（２）は、前記電解質（１０）を収容するために、前記積層構成体（４０）の裏側（４２）を形成し、
導電性かつ耐食性の結合層（１３）が、前記積層構成体（４０）において前記光電層構造体（１）と前記電気化学層構造体（２）とを相互に電気的にコンタクトさせ、
前記電気化学層構造体（２）は、表側電極（２１）の電極構造体と裏側電極（２２）の電極構造体とを有し、
集積化した１つの積層構成体（４０）を形成して、イオン交換膜（６１）が、前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）の、前記電解質（１０）を変換するために構成された電極構造体に接触するように、当該イオン交換膜（６１）が両電極構造体間に配置されており、
前記表側電極（２１）の電極構造体および／または前記裏側電極（２２）の電極構造体は、前記電解質（１０）を変換するよう構成された機能層（２３），（２４）を有し、
前記機能層は別個の層として、前記表側電極（２１）の中実部分上および／または前記裏側電極（２２）の中実部分上に設けられており、
前記第１および／または前記第２の機能層（２３，２４）および／または機能領域は、前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）における前記電解質（１０）中の水の変換を触媒する機能を有し、
前記第１および／または前記第２の機能層（２３，２４）および／または機能領域は、触媒を担持し、
前記表側電極（２１）および／または裏側電極（２２）の電極構造体により担持される触媒の活性成分は、遷移金属化合物をベースとするか、または、遷移金属化合物の混合物をベースとして形成されており、
前記活性成分は、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，ＣｕまたはＺｎを含む群から選択された元素をベースとし、
前記電解質は塩基性の水溶液を含み、
前記塩基性の水溶液のｐＨ値は７．１〜１４の間であり、
前記電解質はアルカリ金属水酸化物アルカリ液またはアルカリ土類金属水酸化物アルカリ液を含む
ことを特徴とする光電気化学セル（１００）。
【請求項２】
前記光電層構造体（１）と前記電気化学層構造体（２）とは、１つの積層体の、配列方向に個別に設けられた複数の層の配列として、前記積層構成体（４０）に集積されている、
請求項１記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項３】
前記光電層構造体（１）は光発電セルのモジュール形態であり、および／または、前記電気化学層構造体（２）は電気化学セルのモジュール形態であり、
前記光電層構造体（１）と前記電気化学層構造体（２）とは、前記導電性かつ耐食性の結合層（１３）を用いて組み立てられて前記積層構成体（４０）を構成する、
請求項１または２記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項４】
前記表側電極（２１）の電極構造体および／または前記裏側電極（２２）の電極構造体は、前記電解質（１０）中の水の変換を行うため、当該表側電極（２１）および／または裏側電極（２２）と一体を成すよう形成された機能領域を有する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項５】
前記機能領域は、前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）の表面処理により形成されている、
請求項４記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項６】
前記表側電極（２１）上にある第１の機能層（２３）および／または機能領域は、前記イオン交換膜（６１）と接触しており、
および／または、
前記裏側電極（２２）上にある第２の機能層（２４）および／または機能領域は、前記イオン交換膜（６１）に接触しており、
第１の機能層（２３）および／または機能領域は導電性であり、かつ、生成ガスに対して透過性である、
請求項１から５までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項７】
前記イオン交換膜（６１）と、電解質（１０）中の水の変換を行う機能層（２３，２４）および／または機能領域との接触部は、当該機能層（２３，２４）および／または機能領域の断面に少なくとも局所的にわたる直接的な接触部であり、
前記接触部は、前記機能層（２３，２４）および／または機能領域の断面全体にわたって分布する複数のコンタクト箇所を規則的および／または不規則的に配列したものを有する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項８】
前記第１および／または第２の機能層（２３，２４）および／または機能領域は、前記表側電極および／または裏側電極について表面積を拡大する機能を有し、
前記第１および／または前記第２の機能層（２３，２４）および／または機能領域は、前記電解質（１０）に対する気孔、開口部またはこれらに類する収容領域を有する、
請求項１から７までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項９】
前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）の電極構造体により担持される触媒は、粒子状および／または固定化分子形態および／または中実層および／または多孔質層として形成されており、
前記触媒は１つまたは複数の活性成分と担持材料とを含む、
請求項１から８までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１０】
前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）の電極構造体により担持される触媒の活性成分は、IV ないし XII 族の遷移元素の元素化合物を用いて形成されている、
請求項１から９までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１１】
前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）の電極構造体により担持される触媒の担持材料は、II ないし IV 族の典型元素および／または IVb 族遷移元素の元素または元素化合物をベースとする材料であり、
前記電解質（１０）中の水の変換を行う機能層（２３），（２４）および／または機能領域は、炭素またはグラファイトをベースとする、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１２】
前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）の電極構造体により担持される触媒の担持材料は、炭素材料をベースとして、および／または、Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒを含む群から選択された１つまたは複数の元素の酸化物または酸化物混合物をベースとして形成されている、
請求項１１記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１３】
前記電解質は、苛性ソーダ、苛性カリまたは石灰水を含む、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１４】
前記電解質は、硫酸または硝酸または有機酸のアルカリ金属塩ないしはアルカリ土類の溶液を含む、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１５】
前記電解質は、ギ酸、酢酸、またはこれらのより高次の同族体ないしは混合物を含む、
請求項１４記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１６】
前記電解質は水溶液を含み、
前記水溶液のｐＨ値は、５〜８の間であり、
前記電解質は０．０１Ｍないし１Ｍの溶液を含む、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１７】
前記イオン交換膜（６１）は、酸性または塩基性の固体高分子電解質膜（ＰＥＭ）を含む、
請求項１から１６までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１８】
前記イオン交換膜（６１）は、水素および酸素に対する気密性および／またはイオン移動度を向上した固体高分子電解質膜（ＰＥＭ）を含む、
請求項１７記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項１９】
前記光電層構造体（１）は、透光性および／または少なくとも部分的に導電性の表側層スタック（１４）上の薄膜太陽電池セルとして設けられており、
基板（３１）および／または前記表側層スタック（１４）にテクスチャが施されている、
請求項１から１８までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２０】
透光性かつ導電性の表側層スタック（１４）は、光学的に透明な導電層を含み、
前記光学的に透明な導電層は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化錫）、ＦＴＯ（リンドープ酸化錫）またはＺｎＯもしくはＴＣＯ（透明導電性酸化物層）であり、
透明基板（３１）として、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリオレフィン上に、または、導電性ポリマー（ＩＣＰ）をベースとする透明ポリマー系基板上に、もしくはこれらの混合物上に、前記光学的に透明な導電層は設けられている、
請求項１から１９までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２１】
前記ポリメチルメタクリレートはプレキシガラスである、
請求項２０記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２２】
前記導電性かつ耐食性の結合層は、太陽電池セル（１１）の構造層と、電気化学的反応器（１２）の表側電極（２１）との間に直接設けられている、
請求項１から２１までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２３】
前記太陽電池セル（１１）の構造層は、ボトム太陽電池セル（５２）の構造層である、
請求項２２記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２４】
前記導電性かつ耐食性の結合層は、前記太陽電池セル（１１）のｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のｎ型ドープまたはｐ型ドープされた構造層と前記表側電極（２１）との間に直接設けられている、
請求項２２または２３記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２５】
前記導電性かつ耐食性の結合層は、パッシベーション層の形態であり、
および／または、
前記導電性かつ耐食性の結合層は、導電層として設けられている、
請求項１から２４までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２６】
前記導電性かつ耐食性の結合層は、グラファイト、銀または特殊鋼もしくは他の耐電解質性の金属、伝導性の金属酸化物ないしは混合金属酸化物、または、金属窒化物および／またはこれらの合金をベースとした導電層として設けられている、
請求項２５記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２７】
前記光電層構造体（１）は、多接合型太陽電池セルを構成し、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造を用いた１つまたは複数の接合部を用いて形成されている、
請求項１から２６までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２８】
前記多接合型太陽電池セルは、タンデム型またはトリプル型太陽電池セルである、
請求項２７記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項２９】
太陽電池セル（１１）はＳｉベースおよび／またはＳｉＧｅベースで形成されており、および／または、III-V 族半導体をベースとして形成されている、
請求項１から２８までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項３０】
前記太陽電池セル（１１）は、ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓまたはＧａＩｎＰ系の半導体をベースとして形成されている、
請求項２９記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項３１】
非晶質半導体材料を含むトップ太陽電池セル（５１）と、微結晶半導体材料を含むボトム太陽電池セル（５２）とが、Ｓｉおよび／またはＳｉＧｅを用いて、タンデム型またはトリプル型太陽電池セルを構成するように形成されている、
請求項２９または３０記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項３２】
前記光電層構造体（１）は、ＳｉおよびＧａＡｓのバンドギャップを上回るバンドギャップを有する半導体材料をベースとして、単一接合型太陽電池セルを構成する、
請求項１から３１までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項３３】
前記光電層構造体（１）は、III-V 族、II-VI 族または IV-IV 族半導体化合物をベースとして形成されている、
請求項３２記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項３４】
前記光電層構造体（１）は、ＧａＰ，ＺｎＴｅ，ＣｄＳｅ，ＣｄＳまたはＳｉＣをベースとして形成されている、
請求項３３記載の光電気化学セル（１００）。
【請求項３５】
請求項１から３４までのいずれか１項記載の複数の光電気化学セル（１００）を備えたシステムであって、
１つの光電気化学セル（１００）の第１および／または第２の反応スペースは、他の光電気化学セルの、対応する別の第１および／または第２の反応スペースに、流体力学的に連通されている
ことを特徴とするシステム。
【請求項３６】
請求項１から３４までのいずれか１項に記載の、光電層構造体（１）および電気化学層構造体（２）を１つの積層構成体（４０）で備えた光電気化学セル（１００）を用いて、水から、または水溶液をベースとする他の電解質から、水素と酸素とを光駆動により生成する方法であって、
前記積層構成体の表側にある前記光電層構造体（１）において、電解質（１０）から影響を受けずに光を吸収して、電圧を生成し、
前記積層構成体の裏側の前記電気化学層構造体（２）は前記電解質を収容し、
前記積層構成体において、導電性かつ耐食性の結合層を介して、前記光電層構造体（１）と前記電気化学層構造体（２）とを相互に電気的にコンタクトし、
前記表側電極（２１）の電極構造体と前記裏側電極（２２）の電極構造体との間に、前記積層構成体においてイオン交換膜が配置されており、両電極構造体を介して前記電圧を前記電気化学層構造体（２）に印加し、
前記表側電極（２１）の電極構造体および／または前記裏側電極（２２）の電極構造体で、集積積層構成体として構成された前記積層構成体において当該表側電極（２１）の電極構造体および／または当該裏側電極（２２）の電極構造体に接触しているイオン交換膜により、前記電解質（１０）を変換する
ことを特徴とする方法。
【請求項３７】
水から、または水溶液をベースとする他の電解質から、水素と酸素とを光駆動により生成するための、請求項１から３４までのいずれか１項記載の光電気化学セル（１００）の製造方法であって、
光電層構造体（１）と電気化学層構造体（２）とを１つの積層構成体（４０）に集積する、製造方法において、
前記電解質（１０）に影響を受けずに光（３）を吸収するため、前記積層構成体（４０）の表側を成すように前記光電層構造体（１）を配置し、
前記積層構成体（４０）の裏側を成すように、かつ電解質（１０）を収容するため、前記電気化学層構造体（２）を設け、
導電性かつ耐食性の結合層を介して、前記光電層構造体（１）と前記電気化学層構造体（２）とを前記積層構成体において相互に電気的にコンタクトさせ、
前記電気化学層構造体（２）は、表側電極（２１）の電極構造体と裏側電極（２２）の電極構造体とを有し、
集積化した１つの積層構成体（４０）を成すように、前記表側電極（２１）および／または前記裏側電極（２２）の、前記電解質（１０）中の水を変換するための電極構造体にイオン交換膜を接触させて、両電極構造体間に、前記積層構成体において当該イオン交換膜を配置する
ことを特徴とする、製造方法。