(57)【要約】【課題】基板同士を融着する際に電解液が不要な箇所へ流出することを防止し得る構造体、電解液の不要な箇所への流出が防止される光電変換素子の製造方法、および特性に優れる光電変換素子を提供する。【解決手段】構造体１は、樹脂で構成された基板２１、３１と、基板２１、３１上に設けられた電極層２２、３２とを、それぞれ備える一対の電極板２、３と、一対の電極板２、３同士の間を封止し、樹脂で構成された封止材（封止部）４と、封止材４と一対の電極板２、３とで画成される空間Ｃ内に収納され、電解液５２を含む光電変換部５とを有する。また、構造体１は、基板２１、３１同士を融着する帯状の融着予定領域７と、溶融状態の樹脂を受け入れ可能な凹部８とを備える。凹部８は、封止材４の融着予定領域７と交差する部分および／またはその周辺部に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂で構成された基板と、該基板上に設けられた電極層とを、それぞれ備える一対の電極板と、
該一対の電極板同士の間を封止し、樹脂で構成された封止部と、
該封止部と前記一対の電極板とで画成される空間内に収納され、電解液を含む光電変換部とを有する構造体であって、
当該構造体は、前記基板同士を融着する帯状の融着予定領域と、溶融状態の前記樹脂を受け入れ可能な凹部とを備え、該凹部が前記封止部の前記融着予定領域と交差する部分および／またはその周辺部に形成されていることを特徴とする構造体。
【請求項２】
各前記基板は、平面視において長尺状をなし、
前記封止部は、各前記基板の２つの長辺縁部に沿って延在し、前記融着予定領域と交差する２つの第１の長尺部を含む請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記封止部は、さらに、前記２つの第１の長尺部同士の間において、各前記基板の長辺に沿って延在し、前記融着予定領域と交差する少なくとも１つの第２の長尺部を含む請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
各前記長尺部の幅は、１０ｍｍ以下である請求項２または３に記載の構造体。
【請求項５】
前記凹部は、各前記基板の長辺に沿って形成された長尺の孔または溝で構成されている請求項２ないし４のいずれかに記載の構造体。
【請求項６】
前記凹部の長手方向の長さをＬ１［ｍｍ］とし、前記融着予定領域の幅をＷ１［ｍｍ］としたとき、Ｗ１／Ｌ１は、０．４〜２である請求項５に記載の構造体。
【請求項７】
前記凹部の長手方向の長さは、０．５ｍｍ以上である請求項５または６に記載の構造体。
【請求項８】
前記凹部の短手方向の長さをＬ２［ｍｍ］とし、各前記長尺部の幅をＷ２［ｍｍ］としたとき、Ｗ２／Ｌ２は、１．５〜１０である請求項５ないし７のいずれかに記載の構造体。
【請求項９】
前記凹部の短手方向の長さは、０．４〜４ｍｍである請求項５ないし８のいずれかに記載の構造体。
【請求項１０】
当該構造体の厚さをＴ［ｍｍ］とし、前記凹部の深さＤ［ｍｍ］としたとき、Ｄ／Ｔが０．３〜１である請求項１ないし９のいずれかに記載の構造体。
【請求項１１】
前記封止部の各前記電極板に対する接着力は、０．２〜１０Ｎ／１０ｍｍである請求項１ないし１０のいずれかに記載の構造体。
【請求項１２】
樹脂で構成された基板と、該基板上に設けられた電極層とを、それぞれ備える一対の電極板と、該一対の電極板同士の間を封止し、樹脂で構成された封止部と、該封止部と前記一対の電極板とで画成される空間内に収納され、電解液を含む光電変換部とを有する構造体であって、前記基板同士を融着する帯状の融着予定領域と、溶融状態の前記樹脂を受け入れ可能な凹部とを備え、該凹部が前記封止部の前記融着予定領域と交差する部分および／またはその周辺部に形成されている構造体を用意する第１の工程と、
前記融着予定領域において、前記基板同士を融着することにより、前記空間を複数のサブ空間に分割するとともに、前記光電変換部を各前記サブ空間に収納されるサブ光電変換部に分割する第２の工程とを有することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の工程において、前記構造体は、前記凹部が形成される前のプレ構造体に、前記凹部を形成することにより用意される請求項１２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の構造体と、
前記融着予定領域に沿って形成され、前記空間を前記複数のサブ空間に区画する前記基板同士の融着部と、
前記凹部に受け入れられ、前記樹脂の固化物で構成された固定部とを有することを特徴とする光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体、光電変換素子の製造方法および光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換機能を有する大面積の構造体を作製した後、電圧設計やサイズ設計を目的として、構造体を複数の光電変換素子に分割することがある。この分割は、構造体の最外層に相当する基板同士を超音波融着することによりなされる（例えば、特許文献１参照）。ここで、光電変換素子（構造体）は、封止材で区画され、電解液を収納した空間（セル空間）を備える。【０００３】
しかしながら、基板同士を超音波融着する際に、基板や封止材が溶融すると、この溶融物が基板と封止材との境界に入り込む場合がある。この場合、セル空間が外部と連通し、電解液が光電変換素子の外部に流出することがある。また、隣接するセル空間へ電解液が流入し、隣接する光電変換素子同士の間で電気的な短絡も生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０４７６４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、基板同士を融着する際に電解液が不要な箇所へ流出することを防止し得る構造体、電解液の不要な箇所への流出が防止される光電変換素子の製造方法、および特性に優れる光電変換素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の（１）〜（１４）の本発明により達成される。
（１）  樹脂で構成された基板と、該基板上に設けられた電極層とを、それぞれ備える一対の電極板と、
該一対の電極板同士の間を封止し、樹脂で構成された封止部と、
該封止部と前記一対の電極板とで画成される空間内に収納され、電解液を含む光電変換部とを有する構造体であって、
当該構造体は、前記基板同士を融着する帯状の融着予定領域と、溶融状態の前記樹脂を受け入れ可能な凹部とを備え、該凹部が前記封止部の前記融着予定領域と交差する部分および／またはその周辺部に形成されていることを特徴とする構造体。【０００７】
（２）  各前記基板は、平面視において長尺状をなし、
前記封止部は、各前記基板の２つの長辺縁部に沿って延在し、前記融着予定領域と交差する２つの第１の長尺部を含む上記（１）に記載の構造体。【０００８】
（３）  前記封止部は、さらに、前記２つの第１の長尺部同士の間において、各前記基板の長辺に沿って延在し、前記融着予定領域と交差する少なくとも１つの第２の長尺部を含む上記（２）に記載の構造体。【０００９】
（４）  各前記長尺部の幅は、１０ｍｍ以下である上記（２）または（３）に記載の構造体。【００１０】
（５）  前記凹部は、各前記基板の長辺に沿って形成された長尺の孔または溝で構成されている上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の構造体。【００１１】
（６）  前記凹部の長手方向の長さをＬ１［ｍｍ］とし、前記融着予定領域の幅をＷ１［ｍｍ］としたとき、Ｗ１／Ｌ１は、０．４〜２である上記（５）に記載の構造体。【００１２】
（７）  前記凹部の長手方向の長さは、０．５ｍｍ以上である上記（５）または（６）に記載の構造体。【００１３】
（８）  前記凹部の短手方向の長さをＬ２［ｍｍ］とし、各前記長尺部の幅をＷ２［ｍｍ］としたとき、Ｗ２／Ｌ２は、１．５〜１０である上記（５）ないし（７）のいずれかに記載の構造体。【００１４】
（９）  前記凹部の短手方向の長さは、０．４〜４ｍｍである上記（５）ないし（８）のいずれかに記載の構造体。【００１５】
（１０）  当該構造体の厚さをＴ［ｍｍ］とし、前記凹部の深さＤ［ｍｍ］としたとき、Ｄ／Ｔが０．３〜１である上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の構造体。【００１６】
（１１）  前記封止部の各前記電極板に対する接着力は、０．２〜１０Ｎ／１０ｍｍである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の構造体。【００１７】
（１２）  樹脂で構成された基板と、該基板上に設けられた電極層とを、それぞれ備える一対の電極板と、該一対の電極板同士の間を封止し、樹脂で構成された封止部と、該封止部と前記一対の電極板とで画成される空間内に収納され、電解液を含む光電変換部とを有する構造体であって、前記基板同士を融着する帯状の融着予定領域と、溶融状態の前記樹脂を受け入れ可能な凹部とを備え、該凹部が前記封止部の前記融着予定領域と交差する部分および／またはその周辺部に形成されている構造体を用意する第１の工程と、
前記融着予定領域において、前記基板同士を融着することにより、前記空間を複数のサブ空間に分割するとともに、前記光電変換部を各前記サブ空間に収納されるサブ光電変換部に分割する第２の工程とを有することを特徴とする光電変換素子の製造方法。【００１８】
（１３）  前記第１の工程において、前記構造体は、前記凹部が形成される前のプレ構造体に、前記凹部を形成することにより用意される上記（１２）に記載の光電変換素子の製造方法。【００１９】
（１４）  上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の構造体と、
前記融着予定領域に沿って形成され、前記空間を前記複数のサブ空間に区画する前記基板同士の融着部と、
前記凹部に受け入れられ、前記樹脂の固化物で構成された固定部とを有することを特徴とする光電変換素子。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基板同士を融着する際に溶融状態の樹脂が凹部に受け入れられるため、基板と封止部との界面に入り込むことを阻止して、電解液が不要な箇所へ流出することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る構造体の実施形態を示す平面図（内部透視図）である。
【図２】（ａ）図１中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】凹部の他の構成例を示す断面図である。
【図４】凹部の他の構成例を示す断面図である。
【図５】凹部の他の構成例を示す断面図である。
【図６】凹部の他の構成例を示す断面図である。
【図７】凹部を有さない構造体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の構造体、光電変換素子の製造方法および光電変換素子について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る構造体の実施形態を示す平面図（内部透視図）、図２（ａ）は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は、図１中のＢ−Ｂ線断面図、図３〜図６は、それぞれ凹部の他の構成例を示す断面図、図７は、凹部を有さない構造体を示す断面図である。
【００２３】
なお、各図では、その特徴を判り易くするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下に例示される材料、寸法等は一例であって、本発明は、それらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
以下では、説明の都合上、図１〜図７中の上側を「上側」または「上方」と、上側を「下側」または「下方」と言う。
【００２４】
図１および図２に示す構造体（プレ光電変換素子）１は、第１の電極板２と、第２の電極板３と、第１の電極板２と第２の電極板３との間を封止する封止材（封止部）４とを有している。
第１の電極板２は、樹脂製の第１の基板２１と、第１の基板２１の下面に設けられた複数の透明電極層２２とを備えている。一方、第２の電極板３は、樹脂製の第２の基板３１と、第２の基板３１の上面に設けられた複数の対向電極層３２と、複数の対向電極層３２の上面に設けられた複数の触媒層３３とを備えている。
【００２５】
封止材４は、樹脂製の枠体で構成され、第１の電極板２（第１の基板２１）と第２の電極板３（第２の基板３１）とにより、４つの空間（セル空間）Ｃを画成している。
各空間Ｃには、透明電極層２２、対向電極層３２および触媒層３３とともに、光電変換部５が収納されている。本実施形態では、光電変換部５は、色素（増感色素）を担持した半導体層５１と、電解液５２とを備えている。
また、図１に示すように、封止材４には、隣接する空間Ｃに配置された透明電極層２２と対向電極層３２とを接続するＺ配線６が埋設されている。
【００２６】
第１の基板２１および第２の基板３１は、それぞれ透明導電層２２および対向導電層３２を支持する基材であり、樹脂材料で構成されている。樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
第１の基板２１および第２の基板３１は、それぞれ樹脂材料で構成される平板材やシート材を所定の形状（本実施形態では、平面視において長方形状）に切断して用いることができる。
【００２７】
第１の基板２１の下面には、複数の透明電極層２２が設けられている。透明電極層２２は、透明導電性金属酸化物で構成することができる。透明導電性金属酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等が挙げられる。
このような透明電極層２２は、第１の基板２１上に、透明導電性金属酸化物を各種気相成膜法により、所定のパターンで供給することで形成することができる。気相成膜法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、溶射法等が挙げられる。
【００２８】
各透明導電層２２の下面には、半導体層５１が設けられている。半導体層５１は、これが担持する色素で生じた電子を受け取り輸送する機能を有する。半導体層５１の構成材料（半導体材料）としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等が挙げられる。
このような半導体層５１は、透明導電層２２上に、焼成を要しない低温成膜法により多孔質となるように所定のパターンで形成することが好ましい。低温成膜法としては、例えば、エアロゾルデポジション法、コールドスプレー法等が挙げられる、
本実施形態では、半導体層５１は、第１の基板２１の封止材４を設ける領域以外に形成する。
【００２９】
半導体層５１には、色素が担持されている。この色素には、有機色素または金属錯体色素を用いることができる。有機色素としては、例えば、クマリン系色素、ポリエン系色素、シアニン系色素、ヘミシアニン系色素、チオフェン系色素等が挙げられる。一方、金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が挙げられる。
色素を半導体層５１に担持させる方法としては、例えば、色素を含む液体に半導体層５１を浸漬させる浸漬法、色素を含む液体を半導体層５１にスプレーや印刷する塗布法等が挙げられる。
【００３０】
第２の基板３１の上面には、複数の対向電極層３２が設けられている。対向電極層３２は、導電性材料で構成することができる。導電性材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、プラチナ等が挙げられる。
このような対向電極層３２は、透明電極層２２と同様にして形成することができる他、例えば、浸漬法、塗布法等により形成することもできる。
【００３１】
各対向電極層３２の上面には、触媒層３３が設けられている。触媒層３３の構成材料（触媒材料）としては、例えば、カーボンのような炭素材料、プラチナのような貴金属材料等が挙げられる。
このような触媒層３３は、対向電極層３２上に、例えば、触媒材料で構成される粒子（触媒粒子）を含むペーストを塗布することにより所定のパターンで形成することができる。
本実施形態では、触媒層３３は、第２の基板３１の封止材４を設ける領域以外に形成する。
【００３２】
第１の電極板２と第２の電極板３との間には、枠状の封止材４が介挿され、第１の基板２１および第２の基板３１とともに４つの空間Ｃを画成している。封止材４の構成材料（樹脂材料）としては、例えば、硬化性樹脂、ホットメルト樹脂等が挙げられる。
このような封止材４の構成材料を介して、半導体層５１と触媒層３３とが対向するように、第１の電極板２と第２の電極板３とを配置し、加圧しつつ硬化または接着する。これにより、第１の基板２１と第２の基板３１とが封止材４を介して接合されるとともに、４つの空間Ｃが形成される。
なお、これに先立って、隣接する透明電極層２２と対向電極層３２とが、所定の位置において、Ｚ配線６により接続される。
【００３３】
また、第１の電極板２と第２の電極板３とを封止材４を介して接合する際に、封止材４の一部に各空間Ｃに連通する注入孔を形成しておく。注入孔を形成するには、封止材４の構成材料を貫通するように、注入孔形成用部材を配置しておけばよい。
注入孔形成用部材には、短冊状の離型性樹脂シートを用いることができる。離型性樹脂シートの構成材料としては、耐熱温度が封止材４の溶融硬化温度よりも高く、かつ、非接着性に優れている樹脂材料が好適に用いられる。かかる樹脂材料としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００３４】
注入孔形成用部材を除去することにより、封止材４の所定の箇所に注入孔が形成される。各注入孔を介して、電解液５２を各空間Ｃに注入する。なお、各空間Ｃに電解液５２を注入した後、各注入口は、例えば、接着剤等により閉塞される。
電解液５２には、ヨウ化リチウムおよびヨウ素を溶剤に溶解した溶液が好適に用いられる。なお、溶剤としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリルのような非水系溶剤、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウムまたはヨウ化ブチルメチルイミダゾリウムのようなイオン性液体等が挙げられる。また、電解液５２には、逆電子移動反応を防止するため、ｔ−ブチルピリジンを混合してもよい。
【００３５】
以上のようして、第１の電極板２と第２の電極板３とが封止材４を介して接合され、各空間Ｃに電解液５２が充填される。
なお、電解液５２を前もって半導体層５１に付与し、その後、第１の電極板２と第２の電極板３とが封止材４を介して接合されるように、プレス張り合わせや真空張り合わせを行うようにしてもよい。
また、第１の電極板２と第２の電極板３との間には、セパレータを設けるようにしてもよい。かかるセパレータは、例えば、電解液５２が通過可能な不織布等のシート材で構成することができる。
【００３６】
このような構造体１は、各空間Ｃを複数（本実施形態では、２つ）のサブ空間に分割すべく、基板２１、３１同士を融着する帯状の融着予定領域７と、基板２１、３１および／または封止材４を構成する樹脂の溶融物（溶融状態の樹脂）を受け入れ可能な凹部８とを備えている。この凹部８は、封止材４の融着予定領域７と交差する部分および／またはその周辺部に形成されている。
【００３７】
融着予定領域７において、第１の基板２１と第２の基板３１とを融着して、各空間Ｃを複数のサブ空間に分割することにより、得られる光電変換素子の電圧設計が可能である。また、空間Ｃより容積の小さいサブ空間であれば、電解液５２の偏りも生じ難く、光電変換素子の発電効率（光電変換効率）の均一化を図ることもできる。さらに、基板２１、３１同士の融着部において構造体１を切断することにより、所望の発電量を有する複数の光電変換素子に分割して使用することもできる。
【００３８】
ここで、図７に示すような凹部８が設けられていない構造体１では、融着予定領域７において、第１の基板２１と第２の基板３１とを融着すると、樹脂の溶融物が第１の基板２１と封止材４との境界に入り込む場合がある。この場合、サブ空間が外部と連通し、電解液５１が光電変換素子の外部に流出することがある。また、隣接するサブ空間へ電解液５２が流入し、隣接する光電変換素子同士の間で電気的な短絡も生じ得る。
なお、図示の構成では、樹脂の溶融物は、第１の基板２１と封止材４との界面のみに入り込むように示されているが、第２の基板３１と封止材４との境界にも入り込む場合もある。
【００３９】
これに対して、凹部８を設けることにより、樹脂の溶融物は、基板２１、３１と封止材４との境界から凹部（逃げ部）８に流入するようになる。このため、樹脂の溶融物が、基板２１、３１と封止材４との境界に入り込むことを阻止して、前述したような不都合を防止することもできる。
【００４０】
本実施形態の封止材４は、基板２１、３１の長辺に沿って延在し、これらの縁部に位置する２つの第１の長尺部４１および２つの第１の長尺部４１の間に位置する６つの第２の長尺部４２と、基板２１、３１の短辺縁部に沿って延在し、第１の長尺部４１および第２の長尺部４２と連結された（一体的に形成された）２つの短尺部４３とで構成されている。６つの第２の長尺部４２は、一対で３組設けられており、一対の第２の長尺部４２同士の間には、Ｚ配線６が配置されている。
【００４１】
融着予定領域７は、構造体１の長辺の中央部に、短辺に沿って設定されている。したがって、本実施形態では、長尺部４１、４２の融着予定領域７と交差する部分および／またはその周辺部に、５つの凹部８が形成されている。
また、各凹部８は、基板２１、３１の長辺（長尺部４１、４２の長手方向）に沿って形成され、長方形状（長尺状）の開口を備える溝（図２（ｂ）参照）または孔（図３参照）で構成することができる。溝は、Ｚ配線６の上面に開放し、孔は、Ｚ配線６を厚さ方向に貫通する。
【００４２】
本実施形態では、構造体１に容易に形成し得ることから、図１および図２（ｂ）に示すように、各凹部８は、Ｚ配線６に対応して形成されている。
凹部８の長手方向の長さをＬ１［ｍｍ］とし、融着予定領域７の幅をＷ１［ｍｍ］としたとき、Ｗ１／Ｌ１は、０．４〜２程度であることが好ましく、０．６〜１程度であることがより好ましい。これにより、第１の基板２１と第２の基板３１とを確実に融着することができるとともに、樹脂の溶融物を円滑に凹部８に流入させることができる。
【００４３】
具体的には、凹部８の長手方向の長さＬ１は、融着予定領域７の幅Ｗ１に応じて設定されるため、特に限定されないが、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１〜１０ｍｍ程度であることがより好ましい。
一方、融着予定領域７の幅Ｗ１も、特に限定されないが、０．５〜１５ｍｍ程度であることがより好ましく、１〜５ｍｍ程度であることがより好ましい。
凹部８の長手方向の長さＬ１および融着予定領域７の幅Ｗ１を、それぞれ前記範囲に設定することにより、前記効果をより向上させることができる。
【００４４】
また、凹部８の短手方向の長さをＬ２［ｍｍ］とし、各第１の長尺部４１の幅をＷ２［ｍｍ］としたとき、Ｗ２／Ｌ２は、１．５〜１０程度であることが好ましく、２〜８程度であることがより好ましい。これにより、各第１の長尺部４１の機械的強度が低下することを防止しつつ、樹脂の溶融物を円滑に凹部８に流入させることができる。
【００４５】
具体的には、凹部８の短手方向の長さＬ２は、各第１の長尺部４１の幅に応じて設定されるため、特に限定されないが、０．４〜４ｍｍ程度であることが好ましく、０．５〜２ｍｍ程度であることがより好ましく、０．７５〜１．５ｍｍ程度であることがさらに好ましい。凹部８の短手方向の長さＬ２を前記範囲に設定することにより、樹脂の溶融物をより円滑に凹部８に流入させることができる。
一方、各第１の長尺部４１の幅Ｗ２も、特に限定されないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、２〜８ｍｍ程度であることがより好ましく、３〜５ｍｍ程度であることがさらに好ましい。なお、各第２の長尺部４２の幅は、各第１の長尺部４１の幅Ｗ２の半分程度に設定される。かかる範囲の幅を有する長尺部４１、４２であれば、凹部８を形成した後においても、封止材４の機械的強度を十分に確保することができる。
【００４６】
また、凹部８が溝で構成される場合（図２（ｂ）参照）、構造体１の厚さをＴ［ｍｍ］とし、凹部８の深さＤ［ｍｍ］としたとき、Ｄ／Ｔが０．０８〜０．９９９程度であることが好ましく、０．１６〜０．９６程度であることがより好ましく、０．５〜０．９５程度であることがさらに好ましい。これにより、構造体１の機械的強度が低下することを防止しつつ、十分な量の樹脂の溶融物を凹部８に受け入れ可能となる。なお、凹部８が孔で構成される場合（図３参照）、凹部８の深さＤは、構造体１の厚さＴと等しくなり、Ｄ／Ｔは１である。
構造体１の厚さＴは、特に限定されないが、０．２〜１０ｍｍ程度であることが好ましく、０．３〜５ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００４７】
さらに、封止材４の各電極板２、３（本実施形態では、各基板２１、３１）に対する接着力は、０．２〜１０Ｎ／１０ｍｍ程度であることが好ましく、０．５〜８Ｎ／１０ｍｍ程度であることがより好ましく、１〜６Ｎ／１０ｍｍ程度であることがさらに好ましい。封止材４と各電極板２、３との接着力が前記範囲であることにより、これらは互いに強固に接合されることになる。このため、樹脂の溶融物を、封止材４と各電極板２、３との境界より凹部８に優先的に流入させることができる。
【００４８】
凹部８を溝で構成する場合、かかる凹部８は、例えば、レーザー加工、ドライエッチング加工、カッターによるハーフカット加工、穴開けポンチを利用したハーフカット加工、Ｚ配線材料の塗布量の調整、封止材料の塗布量の調整、各材料中への気泡の混合等により形成することができる。一方、凹部８を孔で構成する場合、かかる凹部８は、レーザー加工、ドライエッチング加工の他、例えば、パンチング加工、カッターによるくり抜き加工、穴開けポンチを利用した加工等により形成することができる。
また、構造体１は、前述したような方法の他、国際公開第２０１７／０４７６４５号に記載されたＲｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ法を用いて作製してもよい。この場合、帯状の構造体１が得られる。
【００４９】
次に、本発明の光電変換素子の製造方法について説明する。
本発明の光電変換素子の製造方法は、前述したような構造体１を用意する第１の工程と、融着予定領域７において、基板２１、３１同士を融着する第２の工程とを有している。
［１］第１の工程
図１〜図３に示すような構造体１を用意する。
なお、本工程では、まず、凹部８が形成される前のプレ構造体に、前述したような方法を用いて凹部８を形成することにより、構造体１を用意するようにしてもよい。
【００５０】
［２］第２の工程
次に、融着予定領域７において、基板２１、３１同士を融着する。これにより、融着予定領域７に沿って、基板２１、３１同士の融着部（図示せず）が形成される。
また、この融着部によって、各空間Ｃが長手方向に２つのサブ空間（図示せず）に分割されるとともに、光電変換部５（半導体層５１）も各サブ空間に収納されるサブ光電変換部（図示せず）に分割される。
【００５１】
基板２１、３１同士を融着する方法（融着方法）としては、特に限定されないが、例えば、超音波融着、高周波融着、熱融着またはこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、融着方法としては、超音波融着が好ましい。超音波融着によれば、追加の装置を要することなく、基板２１、３１の間に存在する半導体層５１等を超音波振動により粉砕して、基板２１、３１同士を融着することができるため、利便性が高い。
なお、各融着方法における条件は、基板２１、３１同士が確実に融着し得るように、好適に設定される。
【００５２】
このとき、凹部８のサイズに応じて、凹部８の一部または全部に、基板２１、３１および／または封止材４を構成する樹脂の溶融物が流れ込んで固化し、固定部が形成される。例えば、凹部８の幅が大きくかつ深さも大きければ、樹脂の溶融物が凹部８に流れ込む結果、凹部８の幅が小さくなり、凹部８の幅が小さくかつ深さも小さければ、樹脂の溶融物が凹部８に流れ込む結果、凹部８が潰れたようになる。
以上のようにして、本発明の光電変換素子が得られる。すなわち、本発明の光電変換素子は、前述したような構造体１と、融着予定領域７に沿って形成された融着部と、凹部８に受け入れられ、樹脂の固化物で構成された固定部とを有している。
なお、光電変換素子は、融着部に沿って切断し、２つの小型の光電変換素子として使用することもできる。
【００５３】
また、融着予定領域７は、構造体１の長手方向に所定間隔を空けて複数設定するようにしてもよい。
さらに、凹部８の開口の形状は、長方形状に限定されず、例えば、正方形状、五角形状、六角形状のような角形状、星形状のような異形状、円形状、楕円形状等とすることもできる。
【００５４】
図４〜図６に基づいて凹部８の他の構成例について、図１〜図３と異なる点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図４に示す凹部８は、一対の第２の長尺部４２のそれぞれに形成されている。
左側の第２の長尺部４２に形成された凹部８は、第２の長尺部４２の上面に開放する溝で構成されている。
右側の第２の長尺部４２に形成された凹部８は、第２の長尺部４２を厚さ方向に貫通する孔（貫通孔）で構成されている。
【００５５】
図５に示す凹部８は、第１の基板２１または第２の基板３１に形成されている。
左側３つの凹部８は、それぞれ第１の基板２１の第１の長尺部４１、Ｚ配線６および第２の長尺部４２に対応する位置に形成されている。各凹部８は、第１の基板２１を厚さ方向に貫通する孔（貫通孔）で構成されている。
右側２つの凹部８は、それぞれ第２の基板３１の第２の長尺部４２および第１の長尺部４１に対応する位置に形成されている。２つの凹部８のうち、左側の凹部８が第２の基板３１を厚さ方向に貫通する孔で構成され、右側の凹部８が第２の基板３１の下面に開放するＶ字状の溝で構成されている。
【００５６】
図６に示す凹部８は、それぞれ形成位置、形状および数が異なっている。
最も左側の凹部８は、第１の基板２１の第１の長尺部４１に対応する位置に形成されている。この凹部８は、第１の基板２１を厚さ方向に貫通する孔（貫通孔）で構成されている。
左から２番目の凹部８は、Ｚ配線６および両側の第２の長尺部４２に対応する位置に形成されている。この凹部８は、第１の基板２１の上面に開放するとともに、第１の基板２１、Ｚ配線６および第２の長尺部４２に連続して形成されている。
【００５７】
中央の凹部８は、第１の基板２１、第２の長尺部４２および第２の基板３１に連続して形成された孔で構成されている。
右から２番目の凹部８は、上下一対の溝で構成されている。上側の溝は、第１の基板２１の上面に開放するとともに、第１の基板２１およびＺ配線６に連続して形成されている。下側の溝は、第２の基板３１の下面に開放するとともに、第２の基板３１およびＺ配線６に連続して形成されている。
最も右側の凹部８は、第２の基板３１の下面に開放するとともに、第２の基板３１および第１の長尺部４１に連続して形成されたＶ字状の溝で構成されている。
【００５８】
以上、本発明の構造体、光電変換素子の製造方法および光電変換素子について説明したが、本発明は、前述した実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、本発明の構造体および光電変換素子は、それぞれ、前述した実施形態に構成において、他の任意の構成を追加して有していてもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよい。また、光電変換素子の製造方法は、任意の目的の１つ以上の工程を追加することができる。
前述した構成例の凹部は、任意の２種以上を組み合わせるようにしてもよい。
【００５９】
なお、封止部は、前述したような封止材で形成してもよく、第１の基板２１と第２の基板３１とを融着することにより形成してもよく、これらの組み合わせにより形成してもよい。いずれの場合も、封止部４は、樹脂で構成されることになる。
好ましくは、長尺部４１、４２を封止材で形成し、短尺部４３を第１の基板２１と第２の基板３１とを融着することにより形成する。
【符号の説明】
【００６０】
１        構造体
２        第１の電極板
２１      第１の基板
２２      透明電極層
３        第２の電極板
３１      第２の電極
３２      対向電極層
３３      触媒層
４        封止材
４１      第１の長尺部
４２      第２の長尺部
４３      短尺部
５        光電変換部
５１      半導体層
５２      電解液
６        Ｚ配線
７        融着予定領域
８        凹部
Ｃ        空間
【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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【国際調査報告】
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