(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜付きガラス基板に、光電極、セパレータ、対極を有する複数のセルを直列接続させた色素増感型太陽電池において、
前記透明導電膜に緻密質からなる第１光電極が積層され、前記第１光電極に多孔質からなる第２光電極が積層され、前記第２光電極に多孔質からなるセパレータが積層され、前記セパレータに多孔質であるカーボン層からなる対極が積層され、前記第１光電極と前記第２光電極には光増感色素が担持され、前記透明導電膜と前記対極の間に電解質が充填された色素増感型太陽電池であって、
前記第１光電極の構成粒子の平均粒子径は前記第２光電極の構成粒子の平均粒子径よりも小さく、
前記第１光電極の平均孔径は、前記第２光電極の平均孔径よりも小さく、前記対極のカーボン２次粒子の平均粒子径よりも小さいことを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項２】
前記カーボン層は、前記セパレータ端面より内方に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の色素増感型太陽電池。
【請求項３】
前記第１光電極の平均膜厚は、前記第２光電極、前記セパレータ、前記対極のいずれの平均膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の色素増感型太陽電池。
【請求項４】
前記第２光電極の構成粒子は、前記セパレータの構成粒子の平均粒子径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の色素増感型太陽電池。
【請求項５】
前記第２光電極の平均膜厚は、前記セパレータの平均膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の色素増感型太陽電池。
【請求項６】
透明導電膜付きガラス基板に、光電極、セパレータ、対極を有する複数のセルを直列接続させた色素増感型太陽電池において、
前記透明導電膜に緻密質からなる第１光電極を積層する工程と、前記第１光電極に多孔質からなる第２光電極を積層する工程と、前記第２光電極に多孔質であるセパレータを積層する工程と、前記セパレータに多孔質であるカーボン層からなる対極を積層する工程とからなる色素増感型太陽電池の製造方法であって、
前記第１光電極の構成粒子径は前記第２光電極の構成粒子の平均粒子径よりも小さく、
前記第１光電極の平均孔径は、前記第２光電極の平均孔径よりも小さく、前記対極のカーボン２次粒子の平均粒子径よりも小さいことを特徴とする色素増感型太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷にて印刷、乾燥、焼成をそれぞれ各工程で行うことを特徴とする請求項６記載の色素増感型太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷法にて、印刷、乾燥をそれぞれ各工程で行い、前記対極の乾燥後、一度に前記第１光電極、前記第２光電極、前記セパレータ、前記対極を焼成することを特徴とする請求項６記載の色素増感型太陽池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色素増感型太陽電池とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の産業の発達によりエネルギー及び電力の使用量が急増している。そのため一酸化炭素など環境汚染物質の排出も増え、地球環境を守るため無視できない量になっている。太陽エネルギーを電気に変換する太陽電池は、直接には汚染物質を排出せずに電力を製造できるので、その普及が期待されている。しかし、従来のシリコンを使用した太陽電池は、製造コストが高い問題があり、大規模電力用としては期待されるような普及に至っていない。
【０００３】
このシリコンを使用した太陽電池に替わる製造コストが低い太陽電池として、半導体粒子に可視光を吸収する色素を担持した光電変換活物質層を有する色素増感型太陽電池（湿式太陽電池ともいう）が注目されている。これは色素に光が照射されると伝導電子とホールが生成し、伝導電子は色素を担持している半導体粒子に移動、ホールは接触している電解液中の酸化還元種から電子を受け取り消滅する。これらの光電気化学反応により、電子の流れが発生し、光エネルギーを電気エネルギーに変換できるものである。
【０００４】
色素増感型太陽電池とそのモジュールに関する文献として、ＡｎｄｒｅａｕｓＫａｙ，Ｍｉｃａｅｌ  ＧｒａｅｔｚｅｌのＳｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ”（ｖｏｌ  ４４（１９９６）９９−１１７頁）のＬｏｗ  ｃｏｓｔ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｎｉｃ  ｍｏｄｕｌｅｓｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｄｙｅ  ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｉｎｅ  ｔｉｔａｎｉｕｍ  ｄｉｏｘｉｄｅ  ａｎｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｐｏｗｄｅｒが開示されている。
【０００５】
この文献には、図９に示すように、光電極２３５、多孔質層からなるセパレータ２３６、多孔質カーボンからなる対極２３７といった３層構造が開示されている。この３層構造の製造方法としては、まず第1層の光電極２３５をグラビア印刷やスクリーン印刷で全面を印刷し、乾燥、焼成後にパターン化を機械加工、エアージェット、レーザースクライビング等で行う。次に第２層であるセパレータ２３６を全面印刷し乾燥、焼成する。このときも第１層と同様の加工を行う。さらに第３層目の対極２３７を全面印刷し、乾燥、焼成後、上記と同様の加工を行なう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術において、光電極２３５、セパレータ２３６は電気化学的反応面積を増やすためとイオンの拡散抵抗を低減するため、多孔質なものが求められるが、３層目の対極２３７であるカーボンを印刷する際に、微細なカーボンが多孔質なセパレータ２３６や光電極２３５を貫通し、透明導電膜２３２まで到達する場合がある。そのため、焼成後も光電極２３５と対極電位が同じになり電池内部ショートが多発し、電池として機能しないことがある。
【０００７】
また、直列セルを形成するため光電極２３５、セパレータ２３６、対極２３７をそれぞれ全面に印刷しているが、各工程ごとにセルを分離するための加工が必要であり煩雑である。また各層の乾燥収縮量や熱膨張率の違いがあり、乾燥時や焼成時においてクラックが入りやすく、製造可能なサイズには制限がある。
【０００８】
さらに、直列セルを形成するため各層ごとに機械加工やエアージェット、レーザースクライビングを用いてセル間を分離しているが、機械加工やエアージェットにおいては加工幅が大きくなり、所望の微細加工や加工精度が十分得られない。
【０００９】
また機械加工やレーザースクライビングでは光電気化学反応に寄与する1層のみを加工することが困難で、時として完全に除去しなければいけない層が残ってしまったり、透明導電膜２３２まで加工してしまい、セルの直列性がなくなることがある。
【００１０】
機械加工、エアージェット、レーザースクライビングの３者に共通する問題点は、加工の際に大量の加工屑が発生し、この加工屑は、完全除去できず一部加工溝に残った加工屑が導電パスを形成し、電池内部ショートやマイクロショートを誘発する可能性がある。またこうした加工屑はセル間のシールを担う熱融着シートの完全融着を阻害し電解液が隣のセルと共用になり、その結果、電池内部ショートになる可能性が生じる。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決したもので、光電極を第１光電極と第２光電極の２層にし、カーボンを主体とする多孔質対極の印刷の際、たとえ多孔質セパレータや第２光電極に浸透しても、透明導電膜に接触する緻密な第１光電極層を配設することにより、直接カーボンが第１光電極側の透明導電膜と接することを防ぐものである。それゆえ、焼成後、太陽電池セルに組付けると、第１光電極及び第２光電極と、対極との間に電位が発生し、太陽電池として完全に機能し、変換効率が良好で、太陽電池生産の歩留まりが向上する色素増感型太陽電池とその製造方法を提供するものである。
【００１２】
また、セルを構成する各層を1つづつ区切ってパターン印刷すれば、全面積を印刷するのに比較し、印刷面積が小さくなり、乾燥時や焼成時の収縮量が小さくなるためクラックが入りにくい。さらに電池の製造の際、機械加工等の加工工程がなく工程が簡素化できるばかりでなく、加工屑が出ないというメリットがあり、各工程において光電極、セパレータ、対極の粒子で汚染することがない。また加工屑が誘発する電池内部ショートやシール不良からくる電解液短絡ショートもない色素増感型太陽電池とその製造方法を提供するものである。
【００１３】
また、カーボンを主体とする多孔質対極の印刷時に、印刷後のレベリングで回り込んで透明導電性膜にカーボンが接することを防止し、焼成後も光電極と対極電位が発生し電池として完全に機能し、電池生産の歩留まりが著しく向上する色素増感型太陽電池とその製造方法を提供するものである。
【００１４】
上記技術的課題を解決するためになされた本発明の第１の視点は、透明導電膜付きガラス基板に、光電極、セパレータ、対極を有する複数のセルを直列接続させた色素増感型太陽電池において、前記透明導電膜に緻密質からなる第１光電極が積層され、前記第１光電極に多孔質からなる第２光電極が積層され、前記第２光電極に多孔質からなるセパレータが積層され、前記セパレータに多孔質であるカーボン層からなる対極が積層され、前記第１光電極と前記第２光電極には光増感色素が担持され、前記透明導電膜と前記対極の間に電解質が充填された色素増感型太陽電池であって、前記第１光電極の構成粒子の平均粒子径は前記第２光電極の構成粒子の平均粒子径よりも小さく、前記第１光電極の平均孔径は、前記第２光電極の平均孔径よりも小さく、前記対極のカーボン２次粒子の平均粒子径よりも小さいことを特徴としたことである。
【００１５】
本発明の第１の視点によれば、第１光電極に第２光電極よりも微細な平均粒子径をもつ構成粒子を用いることにより、第１光電極は第２光電極に比べ緻密化される。カーボンを主体とする多孔質対極の印刷の際、例えば多孔質からなるセパレータや第２光電極に浸透しても、透明導電膜に接触する第１光電極層が緻密化しており、第２光電極を通過したカーボンの通過を防ぎ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。
【００１７】
また、第１光電極の平均孔径が第２光電極の平均孔径よりも小さく且つカーボンの２次粒子の平均粒子径よりも小さいため、第２光電極の細孔を通過したカーボンの通過を防ぐことができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。
【００１８】
この場合、前記第１光電極の平均膜厚は、前記第２光電極、前記セパレータ、前記対極のいずれの平均膜厚よりも薄いと良い。
【００１９】
前記第１光電極の平均膜厚を、前記第２光電極、前記セパレータ、前記対極のいずれの平均膜厚よりも薄くするようにすれば、クラックの入りやすい緻密質な第１光電極のクラックが無くなり、第２光電極の細孔を通過したカーボンがクラックを介した通過を防ぐことができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。
【００２０】
なお、上記のクラックがなくなる原因は、第１電極は、緻密でほとんど気孔のないものが望まれるため、微細な粒子で構成されているが、電極膜が薄ければ基板と粒子の接合力が支配的で、膜がはがれないが、膜が厚くなると粒子間の接合力が支配的になり、相対的に基板と粒子の接合力が弱くなり、焼成の際に粒子間距離の収縮が３次元的におこり、電極膜が踏みとどまることができず、クラックが入る。一方、第２電極、セパレータ、対極などの多孔質な膜は、気孔が粒子間距離の収縮や粒子間の接合力の緩衝作用をもち、膜厚を厚くしてもクラックが入りにくく、またクラックの成長が気孔で止まると推定される。
【００２１】
また、前記第２光電極の構成粒子は、前記セパレータの構成粒子の平均粒子径よりも小さいと良い。
【００２２】
前記第２光電極の構成粒子を、前記セパレータの構成粒子の平均粒子径よりも小さくするようにすれば、セパレータに比べ第２光電極の気孔率は減少し、セパレータの細孔を通過したカーボンが第２光電極によって通過量を減少することができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率も向上する。また電気化学的には直接反応場とならないセパレータに大きな構成粒子を用いることにより、入射光反射や散乱が増加される効果があり、変換効率が向上する一因となる。
【００２３】
また、前記第２光電極の平均膜厚は、前記セパレータの平均膜厚よりも大きいと良い。
【００２４】
前記第２光電極の平均膜厚を、前記セパレータの平均膜厚よりも大きくするようにすれば、セパレータの細孔を通過したカーボンが第２光電極によって通過量を減少させることができ、請求項１と同様の効果である直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率も向上する。また電池セル内に電気化学的には直接反応場とならないセパレータの体積を相対的に減少させることにより、第２光電極と対極の反応場が増加するため 変換効率が向上する一因となる。
【００２５】
また、前記の対極は前記セパレータ端面より内方に積層されていると良い。
【００２６】
前記の対極は前記セパレータ端面より内方に積層される、すなわち、対極の片方の端部をセパレータよりも内側に入れるようにすれば、ペースト状のカーボンがセパレータや第２光電極の外側を流れ透明導電膜に直達することを防止するものである。太陽電池セルを直列接続する場合、対極のカーボンが隣接するセルの光電極と同じ電位になるようスクライブで絶縁された隣接するセルの透明導電膜と１ヶ所接触する。対極が同じセル内の透明導電膜と接触する部分が存在すると、電池内部でのショートが発生する。これを回避するためセパレータよりも内側に対極のカーボンを設置することで歩留まり向上が可能となる。
【００２７】
本発明の第２の視点は、透明導電膜付きガラス基板に、光電極、セパレータ、対極を有する複数のセルを直列接続させた色素増感型太陽電池において、前記透明導電膜に緻密質からなる第１光電極を積層する工程と、前記第１光電極に多孔質からなる第２光電極を積層する工程と、前記第２光電極に多孔質であるセパレータを積層する工程と、前記セパレータに多孔質であるカーボン層からなる対極を積層する工程とからなる色素増感型太陽電池の製造方法であって、前記第１光電極の構成粒子径は前記第２光電極の構成粒子の平均粒子径よりも小さく、前記第１光電極の平均孔径は、前記第２光電極の平均孔径よりも小さく、前記対極のカーボン２次粒子の平均粒子径よりも小さいことを特徴としたことである。
【００２８】
本発明の第２の視点によれば、カーボンを主体とする多孔質対極を印刷する際、例えば多孔質層からなるセパレータや第２光電極にカーボンが浸透しても、透明導電膜に接触する第１光電極を緻密な層にすることにより第２光電極を通過したカーボンの通過を防ぎ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し、変換効率が向上する。
【００２９】
この場合、前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷にて印刷、乾燥、焼成をそれぞれ各工程で行うと良い。
【００３０】
前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷にて印刷、乾燥、焼成をそれぞれ各工程で行う、すなわち、セルを構成する各層を１つづつ区切って所望の形状にパターンを形成したスクリーン印刷にて印刷するため、全面積を印刷するのに比較し、印刷面積が小さくなり乾燥時や焼成時の収縮量が小さくなるためクラックが入りにくい。さらに電池の製造の際、機械加工等の加工工程が無く、工程が簡素化できるばかりでなく、加工屑が出ないというメリットがあり、各工程において光電極、セパレータ、対極カーボンの粒子でセルを汚染することがない。
【００３１】
また加工屑が誘発する光電極と対極の直接接触による電池内部ショートやシール部に加工屑を巻き込んでおこるシール不良で隣接するセルの電解液の短絡がない。また、積層する層を形成する各々の工程で焼成するメリットは、印刷の際、焼成により下層が堅牢化され印刷精度が出しやすい点とペーストに含まれる有機成分が短時間で除去可能であり、各層に残留する有機成分が極力減らすことが可能である点である。
【００３２】
また、前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷法にて、印刷、乾燥をそれぞれ各工程で行い、前記対極の乾燥後、一度に前記第１光電極、前記第２光電極、前記セパレータ、前記対極を焼成すると良い。
【００３３】
前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷法にて、印刷、乾燥をそれぞれ各工程で行い、前記対極の乾燥後、一度に前記第１光電極、前記第２光電極、前記セパレータ、前記対極を焼成するようにすれば、セルを構成する各層を１つづつ区切って所望の形状にパターンを形成したスクリーン印刷にて印刷するため、全面積を印刷するのに比較し、印刷面積が小さくなり乾燥時や焼成時の収縮量が小さくなるためクラックが入りにくい。さらに電池の製造の際、機械加工等の加工工程が無く工程が簡素化できるばかりでなく加工屑が出ないというメリットがあり各工程において光電極、セパレータ、対極カーボンの粒子でセルを汚染することがない。
【００３４】
また加工屑が誘発する光電極と対極の直接接触による電池内部ショートやシール部に加工屑を巻き込んでおこるシール不良で隣接するセルの電解液が短絡することのない色素増感型太陽電池およびそのモジュールとその製造方法を提供することが可能である。一度に焼成をするメリットは４回の焼成回数を１回で済ますため、エネルギーコストやリードタイムの大幅な短縮化が可能であるという点である。
【００３５】
更に、本発明の第１の視点および第２の視点において、前記第１光電極の平均粒子径は２５ｎｍ以下であると良い。
【００３６】
前記第１光電極の平均粒子径を２５ｎｍ以下となるようにすれば、第１光電極の緻密化が進み第２光電極を通過したカーボンの通過を第１光電極で防ぐことができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。第１光電極の平均粒子径が２５ｎｍより大であると緻密化が進まずカーボンが第１光電極を通過し透明導電膜に直達する可能性がある。
【００３７】
また、前記第１光電極の平均孔径が５０ｎｍ以下であると良い。
【００３８】
前記第１光電極の平均孔径が５０ｎｍ以下となるようにすれば、第２光電極を通過したカーボンの通過を第１光電極で防ぐことができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。第１光電極の平均細孔径が５０ｎｍより大であると、カーボンが第１光電極を通過し、透明導電膜に直達する可能性がある。
【００３９】
また、前記第１光電極の平均膜厚が１μｍ以下であると良い。
【００４０】
第１光電極の平均膜厚を１μｍ以下となるようにすれば、クラックの入りやすい緻密質な第１光電極のクラックが無くなり、第２光電極を通過したカーボンの通過を第１光電極で防ぐことができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。第１光電極の平均膜厚が１μｍより大であるとクラックが発生し、カーボンが第１光電極を通過し、透明導電膜に直達する可能性がある。
【００４１】
また、前記第２光電極の平均粒子径が２５０ｎｍより小さく、前記セパレータの平均粒子径は２５０ｎｍより大であると良い。
【００４２】
第２光電極の平均粒子径が２５０ｎｍより小さく、セパレータの平均粒子径が２５０ｎｍより大であると、セパレータに比べ第２光電極の気孔率は減少しセパレータの細孔を通過したカーボンが第２光電極によって通過量を減少することができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率も向上する。また電気化学的には直接反応場とならないセパレータに大きな構成粒子を用いることにより、入射光反射や散乱が増加される効果があり、変換効率が向上する一因となる。
【００４３】
第２光電極の平均粒子径が２５０ｎｍ以上で、セパレータの平均粒子径が２５０ｎｍ以下であると、セパレータを通過したカーボンが第２光電極を容易の通過し透明導電膜に直達する可能性が増加する。
【００４４】
また、前記第２光電極の平均膜厚が７μｍより大であり、前記セパレータの平均膜厚が７μｍより小さいと良い。
【００４５】
第２光電極の平均膜厚が７μｍより大きく、セパレータの平均膜厚が７μｍ以下であると、第２光電極の平均膜厚をセパレータより大きくすることでセパレータの細孔を通過したカーボンが第２光電極によって通過量を減少することができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく 焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率も向上する。また電池セル内に電気化学的には直接反応場とならないセパレータの体積を相対的に減少させることにより、第２光電極と対極の反応場が増加するため 変換効率が向上する一因となる。第２光電極の平均膜厚が７μｍ以下で、セパレータの平均膜厚が７μｍより大であるとセパレータを通過したカーボンが第２光電極を容易の通過し透明導電膜に直達する可能性が増加する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図１〜図７を参照して説明する。
【００４７】
本発明は、図２に示すように、ガラス基板３１に透明導電膜３２が積層され、前記透明導電膜３２に緻密質からなる第１光電極３４が積層され、前記第１光電極３４に多孔質からなる第２光電極３５が積層され、前記第２光電極３５に多孔質からなるセパレータ３６が積層され、前記セパレータに多孔質であるカーボン層からなる対極３７が積層され、前記第１光電極３４と前記第２光電極３５には光増感色素が担持され、前記透明導電膜３２と前記対極３７の間に電解質が充填された色素増感型太陽電池であって、前記第１光電極３４の構成粒子の平均粒子径は前記第２光電極３５の構成粒子の平均粒子径よりも小さい。
【００４８】
前記第１光電極３４の平均孔径は前記対極３７のカーボン２次粒子の平均粒子径より小さい。第１光電極３４の平均粒子径は２５ｎｍ以下であることが好ましい。またその平均粒径は５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
また、図３に示すように、前記対極３７は前記セパレータ３６端面より内方に積層する構造によって電池内部でのショート防止効果を図ることができる。
【００５０】
また上記色素増感型太陽電池の製造方法は、図１に示すように、ガラス基板３１に透明導電膜３２を積層する工程と、前記透明導電膜３２に緻密質からなる第１光電極３４を積層する工程と、前記第１光電極３４に多孔質からなる第２光電極３５を積層する工程と、前記第２光電極３５に多孔質であるセパレータ３６を積層する工程と、前記セパレータ３６に多孔質であるカーボン層からなる対極３７を積層する工程とからなる色素増感型太陽電池の製造方法であって、前記第１光電極３４の構成粒子径は前記第２光電極３５の構成粒子の平均粒子径よりも小さい。
【００５１】
上記工程は、前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷にて印刷、乾燥、焼成をそれぞれ各工程で行う製造方法と、前記各工程の積層はパターンを形成したスクリーン印刷法にて、印刷、乾燥をそれぞれ各工程で行い、前記対極の乾燥後、一度に前記第１光電極、前記第２光電極、前記セパレータ、前記対極を焼成する製造方法とがある。
【００５２】
次に具体的にその実施例を、実施例１から実施例３に基づいて説明する。
【００５３】
（実施例１）
純粋に第１光電極３４の緻密層がカーボンと透明導電膜３２との接触を防止する効果を確認するため1セルのみの構成にした。
【００５４】
図１（ａ）はガラス基板加工を示す工程図である。厚み１.１ｍｍのガラスに０．５μｍのフッ素ドープ酸化スズからなる透明導電膜３２付きのガラス基板３１にセルを直列接続させるためセル間の絶縁を目的に、５０μｍ幅のスクライブ３３をＹＡＧレーザーにて加工した。
【００５５】
図１（ｂ）は第１光電極（光電極緻密層）３４形成のためのマスクのスクリーン印刷を示す工程図である。図１（ｃ）は第１光電極３４のディップコートまたはスクリーン印刷（パターン印刷）を示す工程図である。
【００５６】
図１（ｂ）、（ｃ）に示すよう、第１光電極（緻密層）３４は次のように形成される。予め塗布しない部分を焼成温度で熱分解ガス化するペースト材料からなるマスクＭでマスクし、アナターゼ１００％の酸化チタン平均1次粒子径６ｎｍのチタニアゾルを数回ディップコート、もしくは平均粒子径２５ｎｍ以下の酸化チタンを分散し、セルロース系バインダを混合した。
【００５７】
その後、ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン固形分濃度１６ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合したものを使用する。印刷後、乾燥し、４５０°Ｃで焼成した。膜厚は１μｍ以内で第１光電極３４が形成される。
【００５８】
図１（ｄ）は第２光電極３５の印刷（パターン印刷）・乾燥・焼成を示す工程図である。
【００５９】
第２光電極３５は、次のように形成される。アナターゼ１００％の酸化チタン平均粒子径２５０ｎｍ以下の粒子を分散し、セルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン固形分濃度１０ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。印刷乾燥後４５０°Ｃで焼成した。膜厚８−１７μｍ（平均膜厚１２．５μｍ）の第２光電極３５が形成された。
【００６０】
図１（ｅ）はセパレータ３６の印刷（パターン印刷）・乾燥・焼成を示す工程図である。
【００６１】
セパレータ（多孔質層）３６は、次のように形成される。ルチル１００％の酸化チタン平均粒子径が２５０ｎｍより大きな粒子と平均粒子径２０ｎｍの酸化ジルコニウムを分散し、セルロース系バインダ混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン、酸化ジルコニウム固形分濃度１５ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合し、印刷乾燥後４５０°Ｃで焼成した。膜厚３−７μｍ（平均膜厚５μｍ）のセパレータ３６が形成された。
【００６２】
図１（ｆ）は対極（多孔質カーボン層）３７の印刷（パターン印刷）・乾燥・焼成を示す工程図である。
【００６３】
対極３７は、次のように形成される。比表面積８００ｍ２／ｇ以上のカーボンブラック、平均粒子径５μｍのグラファイト、平均1次粒子径６ｎｍの酸化チタンを１：５：１とし、セルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等、溶媒置換しながら混合し、最終的に固形分濃度３０ｗｔ％になるようペーストを調合し、印刷乾燥後４５０°Ｃで焼成した。膜厚５０−６０μｍの対極３７が形成された。
【００６４】
なお上記セパレータ３６は、直接接続する対極３７（多孔質カーボン層）がスクライブラインを超える必要があり、第１光電極３４及び第２光電極３５と、対極３７の側面での直接接触を避けるため、断面Ｌ字状に形成され、その一端（図１、図２の下端）がガラス基板３１のスクライブ３３と接触している。
【００６５】
また対極３７も断面Ｌ字状に形成され、直接接合を形成する際の電池のインターコネクションとして、その一端（図１、図２の下端）が透明導電膜３２と接触している。
【００６６】
上記工程により形成された実施例１の電極本体Ｄ１の断面斜視図を図２に示す。また図３は、対極３７をセパレータ３６の端面よりも内部に後退させて積層させた電極本体Ｄ２の断面斜視図である。これは上記の対極３７がセパレータ３６の端面よりｄの距離、内方に積層されている。ｄの距離は、一般的には０．２ｍｍから０．５ｍｍが望ましい。
【００６７】
また、図４は、比較例としての従来技術である第１光電極（緻密層）３４のない電極ＤＰの断面斜視図である。
【００６８】
次に、各上記電極ともアセトニトリルに色素ｃｉｓ−Ｄｉ（ｔｉｏｃｙａｎａｔｏ）−ｂｉｓ（２，２−ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ−４，４‘−ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）−Ｒｕｒｈｅｎｉｕｍを３×１０−４ｍｏｌ／Ｌ濃度になるよう溶解し、色素溶液としたものに、上記対極まで焼成した電極本体Ｄ１、Ｄ２、ＤＰを含浸し、色素を第１光電極３４と第２光電極３５に吸着させた。
【００６９】
さらに、図５に示すように、熱融着シートとしてアイオノマーのＳｕｒｌｙｎ（商標名：デュポン製）をラミネートしたＰＥＴフィルム３８をトップカバーとして透明導電膜３２が露出している部分を熱融着し、電極本体Ｄ１、Ｄ２、ＤＰに対応するセルＣ１、Ｃ２、ＣＰを作成した。
【００７０】
その後、アセトニトリルに０．０３ｍｏｌ／ＬのＩ２（ヨウ素）と  ０．３ｍｏｌ／ＬのＬｉＩ（リチウムヨウ素）を溶解したものを、電解液とし、上記のセルＣ１の空間部Ｖに注入し封止を行い、色素増感型太陽電池セルＣ１１を製造した。セルＣ２、ＣＰも同様な方法で色素増感型太陽電池セルＣ２２、ＣＰＰを製造した。
【００７１】
上記の方法で得られた色素増感型太陽電池を、それぞれ５ヶづつ作製し、ＡＭ１．５スペクトル分布のキセノンランプを用いたソーラーシミュレータで１００ｍＷ／ｃｍ２の条件下の太陽電池特性を測定した。その結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
0005050301.tif 000002
表１から、本発明実施例１のＮｏ．６−１０、１１−１５のように、光電極を第１光電極３４と第２光電極３５の２層とし、第１光電極を緻密層としたものは、従来の比較例１もＮｏ．１−５に比べ歩留まりが向上した。
【００７３】
また、対極カーボンの光電極側の透明導電膜３２への浸透による内部ショートの防止の効果も確認された。電子顕微鏡で第１電極３４の緻密層を観察したが、カーボンが緻密層を貫通し光極側の透明導電膜へ到達したものはみとめられなかった。
【００７４】
Ｎｏ．１５のショートはカーボンが緻密層を貫通したのではなく、印刷後のレベリングの際、本来対極３７がＬ字型に印刷−乾燥−焼成されるが、対極３７のペーストが流れ、コの字型になり透明導電膜３２に接触していることが判った。
【００７５】
また実施例１は、変換効率もよく性能も向上した。この理由は、光電極を第１光電極３２、第２光電極３３のように２層以上にすることで光の散乱効率が向上し、取り出すことのできる電流が散乱効率に応じ上昇し、出力（変換効率）が向上したと考えられる。
【００７６】
また実施例１のＮｏ．１６―２５の対極３６をセパレータ層より小さくしたセルＣ２からなる色素増感型太陽電池は、対極３６がコの字型にならず、Ｌ字型に印刷−乾燥−焼成されるようになりショートがなくなり、歩留まりがさらに向上した。これは、対極面積が減少した分、変換効率も面積減少に応じ若干低下したが、電池内部でのショート防止効果が確認できた。
【００７７】
（実施例２）
次に、上記の実施例１は単位セルにより説明したが、モジュールの製造法を図６（ａ）から図６（ｅ）に示す。
【００７８】
図６（ａ）：１００×１００ｍｍ厚み１．１ｍｍの透明導電膜５００ｎｍ付きのガラス基板１３１にセルを直列接続させるためセル間絶縁を目的に、５０μｍ幅のスクライブ１３３をＹＡＧレーザーを用いて加工した。
【００７９】
図６（ｂ）：第１光電極（緻密層）１３４は、平均粒子径２５ｎｍ以下の酸化チタンを水に分散し、セルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン固形分濃度１６ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。 幅１０ ｍｍ 長さ９０ ｍｍで７セル分同時に印刷可能なパターンのスクリーンを用い、印刷後、乾燥し４５０°Ｃで焼成した。膜厚は１μｍ以下で形成されていた。
【００８０】
図６（ｃ）：第２光電極（多孔質層）１３５は、酸化チタン平均1次粒子径２５ｎｍの粒子を分散し、セルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン固形分濃度１０ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。
【００８１】
図６（ｄ）：スクリーンは第１光電極（緻密層）１３４と同様のパターンであるがメッシュを粗くした。第１光電極（緻密層）１３４と重なるよう印刷乾燥後４５０°Ｃで焼成した膜の厚みは８−１７μｍであった。
【００８２】
セパレータ１３６にはルチル１００％の酸化チタン平均粒子径で２５０ｎｍより大きな粒子と平均1次粒子径２０ｎｍの酸化ジルコニウムを分散しセルロース系バインダ混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン、酸化ジルコニウム固形分濃度１５ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。 幅１１ｍｍ 長さ９０ｍｍで７セル分、第１光電極１３４の端面にパターンを合わせ、図６（ｄ）に示すように、1 ｍｍは第１光電極１３４の片側を覆うようＬ字状に印刷した。印刷乾燥後４５０°Ｃで焼成した。膜厚は３―７μｍであった。
【００８３】
その後、対極１３７のカーボンは、比表面積８００ｍ２／ｇ以上のカーボンブラック、平均粒子径５μｍのグラファイト、平均1次粒子径６ｎｍの酸化チタンを１：５：１としセルロース系バインダを混合した。
【００８４】
その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に固形分濃度３０ｗｔ％になるようペーストを調合し、最終的に固形分濃度３０ｗｔ％になるようにペーストを調合し、幅１２ｍｍ 長さ９０ｍｍで７セル分、第１光電極１３４、第２光電極１３５の端面にパターンを合わせ、図６（ｄ）のように、１ｍｍはセパレータ１３６の片側を覆うようＬ字状に印刷した。印刷乾燥後４５０°Ｃで焼成した。膜厚は２０−６０μｍであった。４層全体の全体の膜厚は３０−７５μｍであった。乾燥、焼成を繰り返した各層は乾燥収縮や焼成収縮によるクラックは認められなかった。
【００８５】
上記の方法で７セル直列接続されたモジュールを３つ作製した。各セルともアセトニトリルに色素ｃｉｓ−Ｄｉ（ｔｉｏｃｙａｎａｔｏ）−ｂｉｓ（２，２−ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ−４，４‘−ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）−Ｒｕｒｈｅｎｉｕｍを３×１０−４ｍｏｌ／Ｌを３×１０−４ｍｏｌ／Ｌ濃度になるよう溶解し、色素溶液としたものに上記対極まで焼成したセルを含浸し色素を吸着させた。その後、図７に示すように、熱融着シートとしてアイオノマーのＳｕｒｌｙｎをラミネートしたＰＥＴフィルム１３８をトップカバーとして透明導電膜が露出している部分を熱融着しセルを作成した。その後アセトニトリルに０．０３ｍｏｌ／ＬのＩ２（ヨウ素）と、０．３ｍｏｌ／ＬのＬｉＩ（ヨウ化リチウム）を溶解したものを電解液とし、上記の各空隙部Ｖに注入し、封止を行い、モジュールＭが完成した。
【００８６】
その後、ＡＭ１．５スペクトル分布のキセノンランプを用いたソーラーシミュレータで１００ｍＷ／ｃｍ２の条件下で太陽電池特性を測定した。
（実施例３）
次に本発明の実施例３の色素増感型太陽電池モジュールによる製造法を示す。各工程図の図は実施例２と同様であり、モジュールの製造法を図６（ａ）から図６（ｅ）に示す。焼成のタイミングを変更したのが本製造方法である。
【００８７】
図６（ａ）：１００ｍｍ×１００ｍｍ 厚み１．１ｍｍの透明導電膜５００ｎｍ付きのガラス基板にセルを直列接続させるためセル間絶縁を目的に５０μｍ幅のスクライブ１３３をＹＡＧレーザーを用いて加工した。
【００８８】
図６（ｂ）：第１光電極（緻密層）１３４は平均1次粒子径２５ｎｍの酸化チタンを分散しセルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し最終的に酸化チタン固形分濃度１６ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。幅１０ｍｍ 長さ９０ｍｍで７セル分同時に印刷可能なパターンのスクリーンを用い、印刷後  十分に乾燥した。乾燥膜厚は２μｍ以下で形成されていた。
【００８９】
図６（ｃ）：第２光電極（多孔質層）１３５は、酸化チタン平均1次粒子径２５ｎｍの粒子を分散しセルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し最終的に酸化チタン固形分濃度１０ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。
【００９０】
図６（ｄ）：スクリーンは第２光電極（緻密層）１３５と同様のパターンであるがメッシュを粗くした。光電極緻密層と重なるよう印刷し十分に乾燥した膜の厚みは２５−５０μｍであった。
【００９１】
セパレータ１３６にはルチル１００％の酸化チタン平均粒子径２５０ｎｍ以上の粒子と平均粒子径２０ｎｍの酸化ジルコニウムを分散しセルロース系バインダ混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン,酸化ジルコニウム固形分濃度１５ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。 幅１１ｍｍ 長さ９０ｍｍで，７セル分、第１光電極１３４、第２光電極１３５の端面にパターンを合わせ、図６（ｄ）に示すように、１ｍｍはセパレータ１３６の片側を覆うよう断面Ｌ字状に印刷した。印刷後十分に乾燥した。乾燥膜厚は１０−２５μｍであった。
【００９２】
次に、対極１３７のカーボンは比表面積８００ｍ２／ｇ以上のカーボンブラック、平均粒子径５μｍのグラファイト、平均1次粒子径６ナノメートルの酸化チタンを１：５：１としセルロース系バインダを混合した。
【００９３】
その後、ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に固形分濃度３０ｗｔ％になるようペーストを調合し、幅１２ｍｍ 長さ９０ｍｍで７セル分、第２光電極１３４の端面にパターンを合わせ、図６（ｅ）に示すように，1 ｍｍは光電極の片側をＬ字状に覆うよう印刷した。印刷した後、十分に乾燥し４５０°Ｃで、光電極焼成２層、セパレータ、対極を一度に焼成した。全体の膜厚は３０−８５μｍであった。
【００９４】
乾燥を繰り返した各層は、乾燥収縮によるクラックも発見されず、焼成後もクラックは認められなかった。上記の方法で７セル直列接続されたモジュールを３つ作製した。
【００９５】
各セルともアセトニトリルに色素ｃｉｓ−Ｄｉ（ｔｉｏｃｙａｎａｔｏ）−ｂｉｓ（２，２−ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ−４，４‘−ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）−Ｒｕｒｈｅｎｉｕｍを３Ｘ１０−４ｍｏｌ／Ｌを３Ｘ１０−４ｍｏｌ／Ｌ濃度になるよう溶解し、色素溶液としたものに上記対極まで焼成したセルを含浸し、色素を吸着させた。その後、図７に示すように、熱融着シートとしてアイオノマーのＳｕｒｌｙｎをラミネートしたＰＥＴフィルム１３８をトップカバーとして透明導電膜が露出している部分を熱融着しセルを作成した。次に、アセトニトリルに０．０３ｍｏｌ／ＬのＩ２（ヨウ素）と  ０．３ｍｏｌ／ＬのＬｉＩ（リチウムヨウ素）を溶解したものを電解液とし、上記の各空隙部Ｖに注入し、封止を行い色素増感型太陽電池モジュールＭが完成した。
【００９６】
その後、ＡＭ１．５スペクトル分布のキセノンランプを用いたソーラーシミュレータで１００ｍＷ／ｃｍ２の条件下で太陽電池特性を測定した。
【００９７】
（比較例）
図８に比較例として前述の文献にもとづき３層のセルの色素増感型太陽電池モジュールの製造法を示す。
【００９８】
図８（ａ）に示すように、１００×１００ｍｍ 厚み１．１ｍｍの透明導電膜２３２（厚さ５００ｎｍ）付きのガラス基板２３１にセルを直列接続させるためセル間絶縁を目的に５０μｍ幅のスクライブ２３３をＹＡＧレーザーを用いて加工した。
【００９９】
光電極２３５は酸化チタン平均粒子径２５ｎｍ以下の粒子を分散しセルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し最終的に酸化チタン固形分濃度１０ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。
【０１００】
図８（ｂ）に示すように、スクリーンは、幅９０ｍｍ 長さ９０ｍｍで、印刷可能なパターンのスクリーンを用いた。印刷、乾燥後４５０°Ｃで焼成した。膜の厚みは１０−１５μｍであった。
【０１０１】
図８（ｃ）に示すように、焼成後の光電極２３５の膜を超硬製のニードルにて７セルが直列接続できるよう所定位置にスクライブを行った。このとき、局所的に焼成中にできたと思われるマイクロクラックが発生していた。
【０１０２】
図８（ｄ）に示すように、セパレータ２３６にはルチル１００％の酸化チタン平均粒子径０．３μｍの粒子と平均1次粒子径２０ｎｍの酸化ジルコニウムを分散しセルロース系バインダ混合した。
【０１０３】
図８（ｅ）に示すように、その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に酸化チタン、酸化ジルコニウム固形分濃度１５ｗｔ％になるようスクリーン印刷用のペーストを調合した。幅９０ｍｍ、長さ９０ｍｍで印刷可能なパターンのスクリーンを用いスクライブを行った光電極２３５の膜に重なるよう印刷した。セパレータ２３６の膜厚は３−５μｍであった。焼成後の膜を光電極と同様に、超硬製のニードルにて７セルが直列接続できるよう所定位置にスクライブを行った。このとき、セパレータ２３６にはマイクロクラックの発生が認められなかった。
【０１０４】
図８（ｅ）に示すように、その後対極２３７のカーボンを比表面積８００ｍ２／ｇ以上のカーボンブラック、平均粒子径５μｍのグラファイト、平均1次粒子径６ｎｍの酸化チタンを１：５：１としセルロース系バインダを混合した。その後ブチルカルビトール等溶媒置換しながら混合し、最終的に固形分濃度３０ｗｔ％になるようペーストを調合し、幅９０ｍｍ 長さ９０ｍｍで、印刷可能なパターンのスクリーンを用いスクライブを行ったセパレータ２３７の膜に重なるよう印刷した。
【０１０５】
その後、上記印刷されたものを乾燥し、４５０°Ｃで対極を焼成した。対極の膜厚みは２０−６０μｍであった。光電極〜対極部全体の膜厚は３０−８５μｍであった。
【０１０６】
図８（ｇ）に示すように、焼成後の対極の膜を超硬製のニードルにて７セルが直列接続できるよう所定位置にスクライブを行った。上記の方法で７セル直列接続されたモジュールを３つ作製した。
【０１０７】
その他の色素吸着、モジュールの完成、太陽電池の特性測定は上記実施例１〜実施例３と同様であるので説明は省略する。
【０１０８】
表２は、実施例２、実施例３、比較例の結果を表した測定結果である。
【０１０９】
【表２】
0005050301.tif 000003
比較例２のＮｏ．１−３はモジュールの測定中にも不安定な挙動を示し、繰り返しの測定では３回目にモジュールが光電変換を示さなくなった。故障の詳細を一部分解して調べてみると、熱融着シールが完全除去できなかった光電極層を巻き込み、そこから電解液がしみ出し隣のセルと液間短絡をしたり、対極２３７のカーボンが透明導電膜２３２に一部接触しマイクロショートが発生していた。また光電極２３５をスクライブした際に透明導電膜２３２の一部を損傷した欠陥が認められた。また総じて電解液や光電極内部に黒色の対極材料カーボン粒子が浮遊、付着していた。
【０１１０】
一方、実施例２においてはいずれもモジュールのセル間シールは良好で、比較例にみられた電解液がしみ出し、隣のセルとの液短絡は皆無であった。電解液や光電極内部に黒色の対極材料カーボン粒子が浮遊、付着もなく、こうしたカーボン粒子はスクライブした際に除去しきれなかった加工屑が原因と考えられる。
【０１１１】
また実施例３においてもいずれもモジュールのセル間シールは良好で、比較例２にみられた電解液がしみ出しや隣のセルと液短絡は皆無であった。
【０１１２】
実施例２、実施例３とも比較例２と比較して変換効率も高いことが確認された。
【０１１３】
以上のことから、光電極を２層以上とし、透明導電膜に接する１層を緻密層で構成する色素増感型太陽電池は変換効率の向上と信頼性を高めることが明白になった。
【０１１４】
また、直列接続するセルで構成されるモジュールの各セルの光電極、セパレータ、対極をそれぞれパターンで区切ったスクリーンで印刷後、焼成する事が、全面を印刷後、加工で、そのセルのパターンを形成する従来の方法に比べ、クリーンで加工屑が引き起こす故障を解消する効果が大きいことが判明した。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明の第１の視点によれば、第１光電極に第２光電極よりも微細
な平均粒子径をもつ構成粒子を用いることにより第１光電極は第２光電極に比べ緻密化される。カーボンを主体とする多孔質対極の印刷の際、例えば多孔質からなるセパレータや第２光電極に浸透しても透明導電膜に接触する第１光電極層が緻密化しており、第２光電極を通過したカーボンの通過を防ぎ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。
また、第１光電極の平均孔径が第２光電極の平均孔径よりも小さく且つカーボンの２次粒子の平均粒子径よりも小さいため、第２光電極の細孔を通過したカーボンの通過を防ぐことができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。
【０１１６】
本発明の第２の視点は、本発明の第１の視点に関する製造方法の発明であって、本発明の第２の視点によれば、カーボンを主体とする多孔質対極を印刷する際、例えば多孔質層からなるセパレータや第２光電極にカーボンが浸透しても、透明導電膜に接触する第１光電極を緻密な層にすることにより第２光電極を通過したカーボンの通過を防ぎ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し、変換効率が向上する。
また、第１光電極の平均孔径が第２光電極の平均孔径よりも小さく且つカーボンの２次粒子の平均粒子径よりも小さいため、第２光電極の細孔を通過したカーボンの通過を防ぐことができ、直接カーボンが光電極側に設置された透明導電膜に接することなく、焼成後も太陽電池セルに組み付けると光を照射した際に光電極と対極に電位が発生し、電池として完全に機能し、また電池生産の歩留まりが向上し変換効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のセルを製造する各工程図。
【図２】第１実施例のセルの断面斜視図。
【図３】第１実施例において対極をセパレータ端面より内方に積層した電極本体の断面斜視図。
【図４】比較例の断面斜視図。
【図５】第１実施例の色素増感型太陽電池セルの断面図。
【図６】第２実施例のモジュールを製造する工程図。
【図７】第２実施例のモジュールの断面図。
【図８】比較例のモジュールを製造する各工程図。
【図９】比較例のモジュール断面図。
【符号の説明】
３１、１３１、２３１・・・ガラス基板
３４、１３２・・・第１光電極
３５、１３５、１３６・・・第２光電極
３６、１３６、２３６・・・セパレータ
３７、１３７、２３７・・・対極
【図１】
0005050301.tif 000004
【図２】
0005050301.tif 000005
【図３】
0005050301.tif 000006
【図４】
0005050301.tif 000007
【図５】
0005050301.tif 000008
【図６】
0005050301.tif 000009
【図７】
0005050301.tif 000010
【図８】
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【図９】
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