"電極層と、第1の半導体層と、互いに対向する第1及び第2の面を有し、前記第1の面に前記電極層が接して設けられ、前記第2の面に前記第1の半導体層が接して設けられる第2の半導体層とを有し、前記第1の半導体層の伝導帯の下端電位は水素生成電位よりも高く、前記第2の半導体層の価電子帯の上端電位は酸素生成電位よりも低く、前記第1の半導体層のバンドギャップは前記第2の半導体層のバンドギャップよりも大きい半導体素子。電極層と、第1の半導体層と、互いに対向する第1及び第2の面を有し、前記第1の面に前記電極層が接して設けられ、前記第2の面に前記第1の半導体層が接して設けられる第2の半導体層とを有し、前記第1の半導体層の伝導帯の下端電位はメタンまたはメタノールの反応電位よりも高く、前記第2の半導体層の価電子帯の上端電位は酸素生成電位よりも低く、前記第1の半導体層のバンドギャップは前記第2の半導体層のバンドギャップよりも大きい半導体素子。請求項1または2において、前記第1の半導体層の表面に光触媒層を有することを特徴とする半導体素子。請求項1または2において、前記第1の半導体層の表面に助触媒が離散的に担持されていることを特徴とする半導体素子。請求項1または2において、前記第1の半導体層の前記第2の半導体層と対向する面に接する光触媒層を有し、前記光触媒層の表面に助触媒が離散的に担持されていることを特徴とする半導体素子。請求項1または2において、前記第1の半導体層、前記第2の半導体層及び前記電極層の積層体の側面が絶縁材で封止されていることを特徴とする半導体素子。請求項1または2において、前記電極は、白金、金、銀、銅、ニッケル、インジウム、ロジウム、パラジウム、ガリウム、亜鉛、チタン、コバルト、鉄、イリジウム、の中から選ばれた少なくとも1種の金属を含むことを特徴とする半導体素子。請求項1または2において、前記第1または第2の半導体層は、チタン、タンタル、タングステン、亜鉛、スズ、鉄、銅、バナジウム、ジルコニウム、ネプツニウム、モリブデン、カドミウム、アンチモン、コバルトからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の酸化物、硫化物あるいはセレン化物、シリコンカーバイド、シリコン、ガリウム燐、銅-インジウム-ガリウム-セレンの4元素の化合物、または銅-インジウム-セレンの3元素の化合物のいずれかを含むことを特徴とする半導体素子。請求項1または2において、前記第2の半導体層が、バンドギャップが、0.5eV以上の半導体から構成されることを特徴とする半導体素子。請求項1または2において、前記第1の半導体層が、バンドギャップが、1.5eV以上の半導体から構成されることを特徴とする半導体素子。請求項8に記載の半導体素子において、前記第1の半導体層に用いられる前記酸化物は、カリウム、ストロンチウムによりドープされていることを特徴とする半導体素子。請求項3に記載の半導体素子において、前記光触媒は、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタンの中から少なくとも1種選ばれた光触媒であることを特徴とする半導体素子。請求項4において、前記助触媒は、白金、銀、銅、金、酸化ニッケル、酸化ルテニウム、酸化銅の中から少なくとも1種選ばれた金属助触媒であることを特徴とする半導体素子。透明容器と、半導体素子とを有し、前記半導体素子は、電極層と、第1の半導体層と、互いに対向する第1及び第2の面を有し、前記第1の面に前記電極層が接して設けられ、前記第2の面に前記第1の半導体層に接して設けられる第2の半導体層とを有し、前記第1の半導体層の伝導帯の下端電位は水素生成電位よりも高く、前記第2の半導体層の価電子帯の上端電位は酸素生成電位よりも低く、前記第1の半導体層のバンドギャップは前記第2の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記半導体素子は、その第1の半導体層に前記透明容器を通過した太陽光が照射されるように前記透明容器内に配置される水素製造システム。透明容器と、半導体素子とを有し、前記半導体素子は、電極層と、第1の半導体層と、互いに対向する第1及び第2の面を有し、前記第1の面に前記電極層が接して設けられ、前記第2の面に前記第1の半導体層に接して設けられる第2の半導体層とを有し、前記第1の半導体層の伝導帯の下端電位はメタンまたはメタノール反応電位よりも高く、前記第2の半導体層の価電子帯の上端電位は酸素生成電位よりも低く、前記第1の半導体層のバンドギャップは前記第2の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記半導体素子は、その第1の半導体層に前記透明容器を通過した太陽光が照射されるように前記透明容器内に配置されるメタンまたはメタノール製造システム。請求項15において、前記半導体素子は前記透明容器の電解質水溶液に浸積されることを特徴とするメタンまたはメタノール製造システム。請求項15において、二酸化炭素を含む原料ガスを導入するガス吹き込み口を有するメタンまたはメタノール製造システム。光触媒は、バンドギャップ以上のエネルギーの光を吸収すると、価電子帯の電子が伝導帯に励起されることで還元力を有する電子と酸化力を有する正孔が生成し、生成した電子と正孔がそれぞれ水の分解や二酸化炭素の還元を引き起こすことができる。光触媒としては、酸化チタン、酸化タングステンなどが知られている。酸化チタンの表面に、白金助触媒を担持させると、反応速度が向上する。特開平6-126189号公報特許文献1には、酸化タンタル、酸化ジルコニウムを水溶液に懸濁し光照射下、水を分解して水素、酸素が得られることが記載されている。光触媒は、バンドギャップが大きいほど酸化還元反応力が強いと言えるが、一方ではエネルギーが大きい紫外光は反応に利用できるが、エネルギーが小さい可視光や近赤外を十分に利用できないという課題がある。また、光照射によって生成した電子正孔対が再結合しやすいという課題もある。電気分解により水の分解や二酸化炭素の還元を行うことが可能であるが、系統電力を用いて電気分解を行う場合、化石燃料の消費を促進し、かつ、結果的に二酸化炭素を排出することになり、燃料製造方法としては望ましくない。そのため、例えば電力源に太陽電池を用いる方法が、特開2003-288955号公報特許文献2に記載されている。この公報には、アモルファスシリコンの太陽電池を積層することで水の分解反応に必要な起電力を得ると記載されている。しかし、この方法では紫外光を十分に利用することができない。また、多層の積層構造を作る必要があるために、プロセスが高コストであるという課題もある。光電気化学セルは、半導体電極と金属電極から構成される回路を用いて半導体電極に光を照射する際に発生する電流を利用して酸化還元反応を行うものである。Nature1972、238、37-38非特許文献1に、酸化チタン半導体電極と白金電極により水の分解を行ったという記載がある。半導体電極に発見者の名にちなんで本多-藤嶋効果として知られる。特開2003-238104号公報特許文献3には、pn接合を有する太陽電池のp型半導体層の表面に、光照射により電子および正孔対を励起する光触媒層を形成したことを特徴とする水素生成用光素子の記載がある。光電気化学セルでは、半導体電極と金属電極を別々に用意し、それらを、抵抗を介して配線する必要があり、システム体積が大きくなり、かつ、高価になるという課題がある。また、半導体電極で生成した電流を配線部へ取り出し、金属電極に送る際の電流損失が課題である。光触媒が主に紫外光しか利用できない課題に対し、特開平7-33697号公報特許文献4には、酸化チタン薄膜による光触媒反応を行う、溶液透明セルと太陽電池とを積層したメタノール合成装置の記載がある。この装置では、酸化チタンが利用しない、可視から近赤外の波長域の光を太陽電池の発電に使用できるので光の有効利用にはなっているが、太陽電池で生成した電力はメタノール合成に用いないので、メタノール合成反応の効率を向上させることが不可能であることが課題である。本発明の目的は、太陽光利用を利用した二酸化炭素還元による燃料製造や、水分解による水素燃料製造において、より幅広い範囲の波長の光を利用できるようにし、安価な素子により、二酸化炭素の還元反応や、水分解水素生成反応の効率を向上させることである。電極層と、第1の半導体層と、互いに対向する第1及び第2の面を有し、第1の面に電極層が接して設けられ、第2の面に第1の半導体層が接して設けられる第2の半導体層とを有し、第1の半導体層の伝導帯の下端電位は水素生成電位よりも高く、第2の半導体層の価電子帯の上端電位は酸素生成電位よりも低く、第1の半導体層のバンドギャップは前記第2の半導体層のバンドギャップよりも大きい半導体素子とする。紫外線から可視、近赤外にわたる、幅広い波長域の光を利用可能となることから、太陽光利用を利用した二酸化炭素還元による燃料製造や、水分解による水素燃料製造の反応効率が改善される。本発明の半導体素子は、太陽光を利用した二酸化炭素還元による燃料製造や、水分解による水素燃料製造において、太陽光の利用効率向上、反応効率向上を達成しようとするものである。まず、太陽光を利用した二酸化炭素還元による燃料製造や水分解による水素燃料製造の原理を説明する。水を電気的に分解するには、1.23Vの起電力が必要である。水の電気分解反応式は、以下の反応式2および反応式3によって表される。カソード:2H2e-→H22アノード:H2O→12O22H2e-3一般的に、カソードにおける水素発生反応の電位は標準水素電極電位と定義され、0Vと決められている。図5は、半導体を用いた、水の電気分解反応をエネルギーダイアグラムで示したものである。半導体に光hνが当たると価電子帯114の電子が励起され、伝導帯112へ移る。これにより、電子111-正孔115の対が生成する。電子111はカソード反応に使われて水素を生成し、正孔115はアノード反応に使われて水から電子を引き抜き、酸素を生成する。このような反応が起こるためには、価電子帯114の上端電位が酸素生成電位より高く、伝導体112の下端電位が水素生成電位より低いことが必要である。図6は、pH7における、いくつかの半導体光触媒材料のバンドギャップと水の電気分解電位との相対関係を示すものである。図6から理解できるように、半導体の光励起によって水の分解反応を行うためには、バンドギャップが大きいほうが有利である。ただし、バンドギャップが大きい半導体に対して光励起を生じさせるには高いエネルギーが必要となり、酸化チタンTiO2の場合、波長413nm以上の光を利用できない。なお、pH0の時の水素生成電位は0VvsSHE、酸素生成電位は、1.23VvsSHEである。次に、二酸化炭素の還元反応についても述べる。二酸化炭素は多電子還元反応により分解される。複数の還元生成物が知られており、還元電位が異なっている。反応式4’、反応式5’は、燃料として有望な還元生成物であるメタンおよびメタノールの生成反応式である。メタン:CO28e8H→CH42H2O4’メタノール:CO26e6H→CH3OHH2O5’メタン生成の反応電位は-0.24VvsSHE、メタノール生成の反応電位は-0.38VvsSHEである。本発明の半導体素子は、主に紫外光を利用する、バンドギャップが大きい半導体層と、主に可視光を利用する、バンドギャップが小さい半導体層とを積層したヘテロ構造を採用することにより、幅広い波長域の光を利用可能にするものである。ヘテロ構造を構成する半導体のうち、ワイドギャップ半導体は、太陽光の入射側に配置され、その奥に狭ギャップ半導体、さらには、電極が順に配置される。外部電源や配線、半導体とは独立した電極は不要であり、簡素な構成で使用可能であることから、低コストな燃料製造システムを構築可能である。電解質水溶液中に本発明の半導体素子を配置して、太陽光による水からの水素製造や、二酸化炭素からのメタンやメタノール製造を行うことができる。また、例えば火力発電所の排ガスのような、高濃度の二酸化炭素を含む気体中に、本発明の半導体素子を配置して、二酸化炭素からのメタンやメタノール製造を行うことができる。この半導体素子の反応機構は以下のようなものである。半導体素子に太陽光が照射されると、それぞれの半導体層の内部では、電子-正孔対が生成する。生成した電子と正孔は、それぞれ、反対方向へ移動し、電極と、第1の半導体層の表面に到達した後に、反応で消費される。第1の半導体層は、第2の半導体層よりもバンドギャップが大きく、1.5eV以上、望ましくは2.0eV以上のバンドギャップを有する半導体を使用する。ワイドギャップ半導体は、価電子帯のレベルが深いことが多いので、第1の半導体層の表面では酸化反応を行うのが有利である。電解質水溶液や混合組成のガスに長期間接触しても劣化しないことが望ましい。化学的に安定で光触媒能に優れる、酸化チタンが望ましい。その他、タンタル、タングステン、亜鉛、スズ、鉄、銅、バナジウム、ジルコニウム、ネプツニウム、モリブデン、カドミウム、アンチモン、コバルトからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の酸化物、硫化物、またはセレン化物、シリコンカーバイド、ガリウム燐、銅-インジウム-ガリウム-セレンの4元素の化合物、銅―インジウム―セレンの3元素の化合物、が使用可能である。ここで、第1の半導体層に用いられる酸化物は、光触媒活性向上のために、カリウム、ストロンチウムによりドープされていることが望ましい。第2の半導体層は、その表面で酸化あるいは還元反応を行わないので、光触媒としては、水中で使用すると自己溶解する硫化物系半導体のような材料や、あるいは、水中では劣化する太陽電池材料を使用することができる。第2の半導体層に用いられる材料としては、第1の半導体と同様の材料チタン、タンタル、タングステン、亜鉛、スズ、鉄、銅、バナジウム、ジルコニウム、ネプツニウム、モリブデン、カドミウム、アンチモン、コバルトからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の酸化物、硫化物、またはセレン化物、シリコンカーバイド、シリコン、ガリウム燐、銅-インジウム-ガリウム-セレンの4元素の化合物、銅―インジウム―セレンの3元素の化合物が挙げられるが、第1の半導体層よりも狭バンドギャップである必要がある。反応のための起電力も必要であるため、具体的には、0.5eV以上、望ましくは0.8eV以上のバンドギャップを有する半導体である。電極に対しては、化学的に電解質水溶液や混合組成ガス中で劣化することなく、所望の化学反応に対する過電圧が小さく、第1の半導体層と良好な接触面を形成可能である、という要求がある。電極表面には、反応基質水、二酸化炭素が良好に吸着できることが、反応効率向上のために重要である。電極に使用可能な材料としては、白金、金、銀、銅、ニッケル、インジウム、ロジウム、パラジウム、ガリウム、亜鉛、チタン、コバルト、鉄、イリジウム、などが挙げられる。これらの中では、銅がメタン、メタノールの製造に適している。また、白金は水素過電圧が低く、化学的に安定なため、水素製造に特に適している。第1の半導体層表面には、助触媒と呼ばれる、金属金属酸化物微粒子をまばらに付加すると、反応効率向上に効果がある。これは、反応表面積増大や、反応基質の吸着性改善や、半導体内部で生成した電子-正孔の分離を向上することによる影響である。助触媒に使用可能な材料としては、白金、銀、銅、金、酸化ニッケル、酸化ルテニウム、酸化銅、などが挙げられる。助触媒付加の方法としては、微粒子の塗布、光析出、電着、スパッタ、CVDなどがある。助触媒は、直径20nm以下、望ましくは10nm以下、さらに望ましくは3nm以下、であり、かつ、助触媒が占める面積は、第1の半導体層表面積の5以下であることが望ましい。第1の半導体層表面には、光触媒層を薄く設けると、反応効率向上に効果がある。これは、助触媒と同様な反応表面積増大の効果と、第1の半導体層に光触媒活性が低い太陽電池材料を使用する場合に特に有効である。光触媒層の厚さは、10nm以下、望ましくは5nm以下、さらに望ましくは1nm以下である。薄くすることの効果は、第1の半導体層からトンネル効果で正孔が光触媒表面に到達可能となり、反応効率が向上する。光触媒として使用可能な材料としては、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタンなどが挙げられる。半導体素子の側面から水や電解質成分が浸透したり、気体が浸入したりすることは素子の劣化を引き起こすことから、素子の側面を、水、電解質、気体が通過しにくい絶縁性材料で封止することは、素子の長寿命化のためには、非常に有効である。とりわけ、透明な材料で封止することは、太陽光を遮らないので、反応の高効率化のために有効である。半導体素子の第1の実施の形態を図1に示す。平面である電極101の上に、第2の半導体層102、第1の半導体層103を順に積層することにより形成される。第1および第2の半導体層の形成は、スパッタ、CVD、蒸着、ゾルゲル法、などにより行われる。第1および第2の半導体層の形成方法については、以下、本発明の光電気化学反応素子の他の形態においても共通である。半導体素子の第2の実施の形態を図2に示す。平面である電極101の上に、第2の半導体層102、第1の半導体層103を順に積層することにより形成される。さらに、第1の半導体層101の上に、薄い光触媒層104を形成する。光触媒層104の形成は、微粒子の塗布、金属アルコキシド溶液の塗布と加熱結晶化、スパッタ、CVD、蒸着、などにより行われる。半導体素子の第3の実施の形態を図3に示す。平面である電極101の上に、第2の半導体層102、第1の半導体層103を順に積層した後、助触媒105を離散的に付加する。助触媒105の付加方法は、助触媒付加の方法としては、微粒子の塗布、光析出、電着、スパッタ、CVDなどがある。助触媒は、直径20nm以下、望ましくは10nm以下、さらに望ましくは3nm以下、であり、かつ、助触媒が占める面積は、第1の半導体層表面積の5以下であることが望ましい。助触媒に使用可能な材料としては、白金、銀、銅、金、酸化ニッケル、酸化ルテニウム、酸化銅、などが挙げられる。半導体素子の第4の実施の形態を図4に示す。平面である電極101の上に、第2の半導体層102、第1の半導体層103、光触媒層104を順に積層した後、助触媒105を離散的に付加する。ここで使用する光触媒、助触媒は、前記第2の形態、および第3の形態と同様のものを使用できる。半導体素子の第5の実施の形態を図7に示す。第1~第4の実施の形態として示した光電気化学反応素子の端面を封止131で覆うものである。図7ではその一例として、第1の実施の形態の素子を封止131で覆う例を示している。本発明の半導体素子を用いて水の分解や二酸化炭素の還元を行う方法が、図8~図10に示されている。また、素子としては第1の実施の形態の素子を例示しているが、他の実施の形態の素子でも同様であることはいうまでもない。図8では、容器122の中に、電解質水溶液121を入れ、電解質水溶液121の中に、光電気化学反応素子を浸積する。容器122は、少なくとも太陽光124が入射する面は透明である必要がある。すなわち、紫外光及び可視光が容器122を透過できる必要がある。望ましくは、側面、底面も透明にすれば、太陽光の入射量が多くなり、都合が良い。第1の半導体層103を太陽光124の入射側になるように設置すると、太陽光124入射により、素子の内部で生成した電子および正孔の作用で、第1の半導体層103表面と、電極101の表面で、気体120126が発生する。水の分解では、第1の半導体層103側では酸素、電極101側では水素がそれぞれ発生する。発生した気体は、ガス採取口123より取り出すことができる。図8によって、太陽光による二酸化炭素の還元を行うことも可能である。電解質水溶液121に、あらかじめ二酸化炭素を吹き込み、高濃度にしておくと反応効率向上に効果がある。二酸化炭素の還元反応は、ガス採取口123を閉じて行う方が、二酸化炭素の拡散を防ぎ、還元生成物を採取する上で都合が良い。二酸化炭素の還元反応では、第1の半導体103側で水の酸化による酸素生成反応、電極101側で二酸化炭素の還元反応によるメタン、メタノール生成が起こる。図9では、容器122に、ガス吹き込み口125を設けてあり、二酸化炭素を含む原料ガスを、反応中にも連続的に供給することにより、反応効率を向上させる。第1の半導体層103を太陽光124の入射側になるように設置すると、太陽光124入射により、素子の内部で生成した電子および正孔の作用で、第1の半導体層103表面と、電極101の表面で、気体120126が発生する。第1の半導体103側で水の酸化による酸素生成反応、電極101側で二酸化炭素の還元反応によるメタン、メタノール生成が起こる。図8や図9に示される反応方式において、電解質水溶液121の組成は、導電性の確保や、二酸化炭素の還元の場合は、二酸化炭素を高濃度に溶解させることが可能な組成が用いられる。電解質には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ストロンチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、塩酸、硫酸、リン酸、などが用いられる。二酸化炭素の還元の場合は、アルカリ性の方が炭酸イオンおよび炭酸水素イオン濃度を高濃度にできるため、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩など塩基性の電解質を用いると都合が良い。図10では気相反応により太陽光による二酸化炭素の還元を行う例である。容器122に、ガス吹き込み口125を設けてあり、二酸化炭素を含む原料ガスを、反応中にも連続的に供給することができ、反応効率向上に効果がある。容器122の中に、二酸化炭素を高濃度に含む気体120を満たし、内部に設置した前記第1の形態の素子を第1の電極103が太陽光124の入射側になるように設置する。太陽光124照射により、第1の半導体103側で水蒸気の酸化による酸素生成反応、電極101側で二酸化炭素の還元反応によるメタン、メタノール生成が起こる。反応生成物の組成分析や生成量の測定は、ガスクロマトグラフィ、GC―MS、によって行うことが可能である。電解質水溶液の分析は、イオンクロマトグラフィや高速液体クロマトグラフィを用いて行うことが可能である。図11は、半導体素子による水溶液中における、太陽光による水の分解反応の様子とメカニズムを表す俯瞰図である。太陽光124の照射により、第1の半導体層103および第2の半導体層102の内部で電子133と正孔132が生成し、電子133と正孔132が分離されて、電極101表面で還元反応による水素製造、第1の電極103表面で酸化反応による酸素製造が起こる。図12は、半導体素子による水溶液中における、太陽光による二酸化炭素の還元反応の様子とメカニズムを表す俯瞰図である。太陽光124の照射により、第1の半導体層103および第2の半導体層102の内部で電子133と正孔132が生成し、電子133と正孔132が分離されて、電極101表面で還元反応によるメタン、またはメタノール製造、第1の電極103表面で水の酸化反応による酸素製造が起こる。図11及び図12では第1の実施の形態の素子を例示しているが、他の実施の形態の素子であっても同じ反応メカニズムにより、太陽光照射による反応が起こる。図13および図14は、バンドダイアグラムにより半導体素子の動作メカニズムを示すものである。図13および図14のバンドダイアグラムでは、図の上方ほど負の電位である。なお、図13、14では、二酸化炭素の還元反応の場合を示しているが、メタン、メタノールの反応電位を水素生成電位に置き換えれば、水の分解反応の動作メカニズムとなる。図13は、第1の半導体層103の伝導帯136の下端が、第2の半導体層102の伝導帯136の下端よりも負であり、第1の半導体層103の価電子帯137の上端が、第2の半導体層102の価電子帯137の上端より負、となっている。このような構造では、電子111、正孔115が分離されて流れやすいために、電子、正孔の損失が少なく、反応効率を向上させることができる。このような構造をとることができる、第1の半導体層と第2の半導体層の組み合わせには、SiCとCdS、TiO2とWO3、ZnSとWO3、TiO2とSi、などがある。図14は、第1の半導体層103の伝導帯136の下端が、第2の半導体層102の伝導帯136の下端よりも正であり、第1の半導体層103の価電子帯137の上端が、第2の半導体層102の価電子帯137の上端より正、となっている。このような構造では、特に第2の半導体層102の価電子帯137に生成した正孔115が、第1の半導体層103に侵入しづらいので、第1の半導体層103の厚さを非常に薄くして、トンネル効果により第2の半導体層102内で生成した正孔を取り出す。以下、実施例を説明する。本実施例では、第1の形態の半導体素子の例を説明する。厚さ50ミクロン、50mm角のプラチナ電極の上に、第2の半導体層として、厚さ100ミクロンの酸化タングステン層を、スパッタにより形成した。酸化タングステン層の上に、第1の半導体層として、厚さ50ミクロンのSiC層を形成した。得られた光電気化学反応素子を、図8の構成で、水の分解反応を行った。透明反応容器の大きさは、底面20cm角、高さ20cmであり、深さ10cmまで、0.1M水酸化ナトリウム水溶液を入れた。この水溶液の中に、第2の半導体層を上に向けて、光電気化学反応素子を浸した。容器の上方から、強度1.0kW/m2の太陽光を照射したところ、電極面から水素、第1の半導体層表面から酸素がそれぞれ同時に発生した。第1の半導体層、第2の半導体層を別の半導体材料に代えて、電極はプラチナを使用し、同様の方法で光電気化学反応素子を作製し、同様に水の分解反応を行い、電極面からの水素発生を確認した。表1に結果を示す。第1の半導体をSiC、第2の半導体をアナターゼ型酸化チタンとし、電極をプラチナ以外の他の金属に代えた素子も作製し、同様に水の分解反応を行った。表2に結果を示す。表1に示した第1の半導体と第2の半導体の組み合わせに対して、電極をプラチナ以外の金属に変えた素子を用いた場合も水素発生を確認した。本実施例では、第1の形態の半導体素子を用いた、太陽光による二酸化炭素の還元の例を説明する。厚さ100ミクロン、50mm角の銅電極の上に、第2の半導体層として、厚さ100ミクロンのアモルファスシリコン層を形成した。アモルファスシリコン層の上に、第1の半導体層として、厚さ50ミクロンの酸化チタン層をゾルゲル法により形成した。得られた半導体素子を、図9の構成で、二酸化炭素の分解反応を行った。透明反応容器の大きさは、底面20cm角、高さ20cmであり、深さ10cmまで、0.1M炭酸水素ナトリウム水溶液を入れた。この水溶液の中に、第2の半導体層を上に向けて、半導体素子を浸した。水溶液に二酸化炭素ガスを吹き込みながら,容器の上方から、強度1.0kW/m2の太陽光を照射したところ、電極面からメタン、第1の電極面から酸素がそれぞれ同時に発生した。1時間の反応後、電解質水溶液の成分を、高速液体クロマトグラフィにより分析したところ、反応前には検出されなかったメタノールが、反応後には検出され、二酸化炭素の還元生成物であることを確認した。銅電極と、表1に示した第1の半導体と第2の半導体の組み合わせにより作製した半導体素子を用いて同様の反応を行ったところ、二酸化炭素の還元生成物であるメタノールとメタンの発生を確認した。銅電極の代わりに、表2に示した電極を用いた場合にもメタノールとメタンの発生を確認した。得られた素子を、図11に示す方法で、気相中での二酸化炭素の還元反応も行った。反応容器は水溶液の実験と同じものを用いた。反応前に、容器の内部に二酸化炭素を吹き込み、十分に充填した。内部に満たした二酸化炭素は、25度にて湿度80の水蒸気を含んでいた。容器の上方から、強度1.0kW/m2の太陽光を照射したところ、電極面からメタン、第1の電極面から酸素がそれぞれ同時に発生した。1時間の反応後、電解質水溶液の成分を、高速液体クロマトグラフィにより分析したところ、反応前には検出されなかったメタノールが、反応後には検出され、二酸化炭素の還元生成物であることを確認した。銅電極と、表1に示した第1の半導体と第2の半導体の組み合わせにより作製した半導体素子を用いて同様の反応を行ったところ、二酸化炭素の還元生成物であるメタノールとメタンの発生を確認した。本実施例では、第2の形態の半導体素子を用いた、太陽光による、二酸化炭素の還元の例を説明する。厚さ100ミクロン、50mm角の銅電極の上に、第2の半導体層として、厚さ100ミクロンのアモルファスシリコン層を形成した。アモルファスシリコン層の上に、第1の半導体層として、厚さ50ミクロンの酸化タングステン層をゾルゲル法により形成した。さらに、第1の半導体層の上に、光触媒層として、厚さ10nmの酸化チタン層を形成した。得られた半導体素子を、図9の構成で、二酸化炭素の分解反応を行った。透明反応容器の大きさは、底面20cm角、高さ20cmであり、深さ10cmまで、0.1M炭酸水素ナトリウム水溶液を入れた。この水溶液の中に、第2の半導体層を上に向けて、光電気化学反応素子を浸した。水溶液に二酸化炭素ガスを吹き込みながら、容器の上方から、強度1.0kW/m2の太陽光を照射したところ、電極面からメタン、第1の電極面から酸素がそれぞれ同時に発生した。1時間の反応後、電解質水溶液の成分を、高速液体クロマトグラフィにより分析したところ、反応前には検出されなかったメタノールが、反応後には検出され、二酸化炭素の還元生成物であることを確認した。メタンの生成量を実施例2の素子と比較した場合に、実施例3では、1.1倍多いことが確認された。本実施例では、第3の形態および第4の形態の半導体素子を用いた、太陽光による、二酸化炭素の還元の例を説明する。厚さ100ミクロン、50mm角の銅電極の上に、第2の半導体層として、厚さ100ミクロンのアモルファスシリコン層を形成した。アモルファスシリコン層の上に、第1の半導体層として、厚さ50ミクロンの酸化タングステン層をゾルゲル法により形成した。酸化タングステン層の上に、直径5nmのプラチナ超微粒子を真空製膜により、まばらに付けた。プラチナの占める面積は酸化タングステンの面積に対して、1であった。これを素子Aとした。素子Bは、第1の半導体層の上に、光触媒層として、厚さ10nmの酸化チタン層を形成した。その後に、酸化チタン層の上に、直径5nmのプラチナ超微粒子を真空製膜により、まばらに付けた。プラチナの占める面積は酸化タングステンの面積に対して、1であった。得られた半導体素子を、それぞれ、図9の構成で、二酸化炭素の分解反応を行った。透明反応容器の大きさは、底面20cm角、高さ20cmであり、深さ10cmまで、0.1M炭酸水素ナトリウム水溶液を入れた。この水溶液の中に、第2の半導体層を上に向けて、光電気化学反応素子を浸した。水溶液に二酸化炭素ガスを吹き込みながら、容器の上方から、強度1.0kW/m2の太陽光を照射したところ、素子A、素子Bともに、電極面からメタン、第1の電極面から酸素がそれぞれ同時に発生した。1時間の反応後、電解質水溶液の成分を、高速液体クロマトグラフィにより分析したところ、反応前には検出されなかったメタノールが、反応後には検出され、二酸化炭素の還元生成物であることを確認した。本実施例では、本発明の光電気化学反応素子の、側面封止の例を説明する。実施例1で作製した、第1の形態の素子に対し、側面を、透明な光硬化性シリコーン樹脂で封止した。この素子を用いて、実施例1の方法と同様の水の分解反応を行い、実施例1の素子と本実施例の封止を施した素子の寿命を比較した。太陽光の代わりに、擬似太陽光源を用いて素子に連続照射を行い、ガスクロマトグラフ装置により、2時間ごとに水素の生成速度を測定した。その結果、実施例1の素子は、100時間後には水素の生成速度が初期の10にまで低下したが、本実施例の素子は、100時間後でも、初期の90の水素生成速度を維持していることを確認した。"