內(nèi)部的光在反射部件91的內(nèi)側(cè)的空氣與反射部件91的界面、以及反射部件91與反射部件91的外側(cè)的空氣的界面處折射，能夠經(jīng)由第I電極11入射到光電動勢層31中。
[0121]另外，結(jié)構(gòu)I以及結(jié)構(gòu)3時(反射部件91的截面形狀為三角形以及倒三角形時)，為了增加入射到光電動勢層31中的光，優(yōu)選底邊w與高度h的比率h/w越大越好。更具體地，h/w為0.5以上，優(yōu)選h/w為I以上。
[0122]3-2.第3實(shí)施方式的效果
[0123]根據(jù)上述第3實(shí)施方式，在配管61上、即相對于配管61在光照射側(cè)設(shè)置反射部件91。由此，入射到配管61上的光、即被配管61遮蔽而不能入射到光電動勢層31的光利用反射部件91進(jìn)行反射(或者折射)。然后，利用反射部件91反射(或者折射)后的光能夠入射到光電動勢層31中。由此，與第I實(shí)施方式相比，能夠提高光的利用效率，能夠提高在光電動勢層31中產(chǎn)生的光電動勢。因此，與第I實(shí)施方式相比，能夠提高由太陽光向化學(xué)能的轉(zhuǎn)換效率。
[0124]4.第4實(shí)施方式
[0125]以下使用圖10，對第4實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置進(jìn)行說明。
[0126]第4實(shí)施方式為第I實(shí)施方式的變形例，為在配管61中在第2絕緣層63的外表面上形成有反射層65的例。以下對第4實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0127]此外，在第4實(shí)施方式中，對與上述各實(shí)施方式同樣的點(diǎn)，省略說明，主要對不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0128]4-1.第4實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)
[0129]圖10是表示第4實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0130]如圖10所示，在第4實(shí)施方式中，與第I實(shí)施方式不同的點(diǎn)在于，在第2絕緣層63的外表面上形成有反射層65。
[0131]配管61由基材62、第2絕緣層63、以及反射層65構(gòu)成。反射層65形成于第2絕緣層63的外表面上。反射層65是為了防止照射的光被配管61遮住而設(shè)置的。反射層65的光反射率至少為10%以上，優(yōu)選為30%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為50%以上。作為這樣的材料，可舉出Al、Ag、Fe、N1、或者Co等金屬、或者含有這些元素中的一種以上的例如SUS等合金。另外，反射層65也可以為將鈦氧化物、鋁氧化物、或者錳氧化物等多個氧化物層層疊而成的結(jié)構(gòu)。
[0132]從上方照射的光在反射層65與液體的界面處反射，能夠經(jīng)由第I電極11入射到光電動勢層31中。
[0133]4-2.第4實(shí)施方式的效果
[0134]根據(jù)上述第4實(shí)施方式，在配管61中在第2絕緣層63的外表面上形成有反射層65。由此，入射到配管61上的光、即被配管61遮住而不能入射到光電動勢層31中的光利用反射層65進(jìn)行反射。然后，利用反射層65反射后的光能夠入射到光電動勢層31中。由此，與第I實(shí)施方式相比，能夠提高光的利用效率，能夠提高在光電動勢層31中產(chǎn)生的光電動勢。因此，與第I實(shí)施方式相比，能夠提高由太陽光向化學(xué)能的轉(zhuǎn)換效率。
[0135]5.第5實(shí)施方式
[0136]以下使用圖11至圖15，對第5實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置進(jìn)行說明。
[0137]在第5實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置中，由包括第I電極11、光電動勢層31、以及第2電極21的層疊體41、以及與層疊體41鄰接而形成的離子透過部件21a構(gòu)成光電化學(xué)反應(yīng)單元。該光電化學(xué)反應(yīng)單元將填充有含H2O的第I溶液81的第I溶液槽72、與填充有含CO2的第2溶液82的第2溶液槽73分離。然后，相對于離子透過部件21a，在光入射側(cè)配置反射部件101。由此，能夠分離氧化還原反應(yīng)的產(chǎn)物，并且，能夠提高由太陽光向化學(xué)能的轉(zhuǎn)換效率。以下對第5實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0138]此外，在第5實(shí)施方式中，對與上述各實(shí)施方式同樣的點(diǎn)，省略說明，主要對不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0139]5-1.第5實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)
[0140]圖11是表示第5實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖12是表示第5實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖，是圖11中的沿B — B'線的截面圖。圖13是表示第5實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的俯視圖，圖14是表示第5實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)的其它例子的俯視圖。
[0141]如圖11以及圖12所示，第5實(shí)施方式的光電化學(xué)反應(yīng)裝置包括:由層疊體41以及離子透過部件21a構(gòu)成的光電化學(xué)反應(yīng)單元、反射部件101、以及收納光電化學(xué)反應(yīng)單元以及反射部件101的溶液槽71。
[0142]溶液槽71在其內(nèi)部收納光電化學(xué)反應(yīng)單元以及反射部件101。溶液槽71具有被光電化學(xué)反應(yīng)單元分離的第I溶液槽72和第2溶液槽73。
[0143]第I溶液槽72以浸漬光電化學(xué)反應(yīng)單元的第I電極11以及反射部件101的方式在其內(nèi)部收納第I溶液81。第I溶液81例如為含H2O的溶液。作為這樣的溶液，可舉出含有任意電解質(zhì)的溶液，但是，優(yōu)選促進(jìn)H2O的氧化反應(yīng)的溶液。第I溶液槽72的上表面設(shè)置有透光率高的由例如玻璃或者丙烯酸類樹脂形成的窗部。照射光從第I溶液槽72的上方被照射。通過該照射光，后述的光電化學(xué)反應(yīng)單元進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。
[0144]另外，在第I溶液槽72中連接有未圖示的注入口以及回收口。注入口注入在第I溶液槽72內(nèi)用于氧化反應(yīng)的液體(第I溶液81)?；厥湛诨厥赵诘贗溶液槽72內(nèi)通過氧化反應(yīng)生成的氣體(例如O2)。
[0145]第2溶液槽73以浸漬光電化學(xué)反應(yīng)單元的第2電極21的方式在其內(nèi)部收納第2溶液82。第2溶液82例如為含0)2的溶液。第2溶液10優(yōu)選CO 2的吸收率高，作為含H2O的溶液，可舉出NaHC03、KHCO3的水溶液。另外，第I溶液81與第2溶液82也可以為相同的溶液，但是，由于第2溶液82優(yōu)選CO2的吸收量越高越好，因此，第I溶液81與第2溶液82也可以使用不同的溶液。另外，第2溶液優(yōu)選具有使0)2的還原電位降低、離子傳導(dǎo)性高、吸收0)2的CO 2吸收劑。作為這樣的電解液，可舉出由咪唑鑰離子或者吡啶鑰離子等陽離子、與BF4_或者PF6_等陰離子的鹽形成的、在寬的溫度范圍內(nèi)為液體狀態(tài)的離子液體或其水溶液?；蛘?，作為電解液，可舉出乙醇胺、咪唑、或者吡啶等胺溶液或其水溶液。作為胺，伯胺、仲胺、或者叔胺均可。作為伯胺，可舉出甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、或者己胺等。胺的烴可以用醇或鹵素等取代。作為胺的烴被取代的例子，例如可舉出甲醇胺、乙醇胺、或者氯甲胺等。另外，也可以存在不飽和鍵。關(guān)于這些烴，仲胺、叔胺也同樣。作為仲胺，可舉出二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二甲醇胺、二乙醇胺、或者二丙醇胺等。取代了的烴也可以不同。這在叔胺中也同樣。例如，作為烴不同的例子，可舉出甲基乙胺、或者甲基丙胺等。作為叔胺，可舉出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三己胺、三甲醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺、三丁醇胺、三丙醇胺、三己醇胺、甲基二乙胺、或者甲基二丙胺等。作為離子液體的陽離子，可舉出1-乙基-3-甲基咪唑鑰離子、1-甲基-3-丙基咪唑鑰離子、1-丁基-3-甲基咪唑離子、1-甲基-3-戊基咪唑鑰離子、或者1-己基-3-甲基咪唑鑰離子等。另外，咪唑鑰離子的2號位也可以被取代。作為咪唑鑰離子的2號位被取代的例子，例如可舉出1-乙基-2，3- 二甲基咪唑鑰離子、1，2- 二甲基-3-丙基咪唑鑰離子、1- 丁基-2，3- 二甲基咪唑鑰離子、1，2-二甲基-3-戊基咪唑鑰離子、或者1-己基_2，3-二甲基咪唑鑰離子等。作為卩比卩定鐵尚子，可舉出甲基卩比唆鐵、乙基卩比唆鐵、丙基卩比唆鐵、丁基卩比唆鐵、戊基卩比口定鐵、或者己基卩比唆鐵等。味卩坐鐵尚子、卩比唆鐵尚子均可以被燒基取代，也可以存在不飽和鍵。作為陰尚子，可舉出氣尚子、氯尚子、溴尚子、鵬尚子、BF4、PF6、CF3COO、CF3SO3、NO3、SCN、(CF3SO2)3C、雙(三氟甲氧基磺酰)亞胺、雙(三氟甲氧基磺酰)亞胺、或者雙(全氟乙基磺酰)亞胺等。另外，也可以為用烴將離子液體的陽離子與陰離子連接而成的兩性離子。
[0146]另外，在第2溶液槽73上連接有未圖示的注入口以及回收口。注入口注入在第2溶液槽73內(nèi)用于還原反應(yīng)的液體(第2溶液82)?；厥湛诨厥赵诘?溶液槽73內(nèi)通過還原反應(yīng)生成的氣體(例如CO)。
[0147]光電化學(xué)反應(yīng)單元由層疊體41以及離子透過部件21a構(gòu)成，由光能生成化學(xué)能。關(guān)于光電化學(xué)反應(yīng)單元的各要素，以下進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0148]層疊體41由第I電極11、光電動勢層31、以及第2電極21構(gòu)成。多個層疊體41在第2方向并行延伸。層疊體41以第2電極21為基材依次形成。
[0149]第2電極21配置在第2溶液槽73側(cè)，收納于第2溶液槽73中。第2電極21具有導(dǎo)電性。另外，第2電極21支撐層疊體41，是為了增加其機(jī)械強(qiáng)度而設(shè)置的。第2電極21例如由Cu、Al、T1、N1、Fe、或者Ag等的金屬板、至少含有它們中的一種的例如SUS那樣的合金板構(gòu)成。另外，第2電極21也可以由導(dǎo)電性的樹脂等構(gòu)成。另外，第2電極21也可以由Si或者Ge等半導(dǎo)體基板、離子交換膜構(gòu)成。第2電極21在第I方向與后述的離子透過部件21a鄰接，與離子透過部件21a為一體。
[0150]光電動勢層31形成于第2電極21上。光電動勢層31利用各波長區(qū)域的光產(chǎn)生電荷分離。即，空穴向陽極側(cè)(表面?zhèn)?、電子向陰極側(cè)(背面?zhèn)?分離。由此，光電動勢層31產(chǎn)生電動勢。
[0151]第I電極11配置于第I溶液槽72側(cè)，收納于第I溶液槽72中。第I電極11形成于光電動勢層31上。第I電極11例如由Ag、Au、Al、或者Cu等金屬、或者含有它們中的至少一種的合金構(gòu)成。另外，第I電極11也可以由11'0、2110、？1'0、420、或者41'0等透明導(dǎo)電性氧化物構(gòu)成。另外，第I電極11也可以例如由將金屬與透明導(dǎo)電性氧化物層疊而成的結(jié)構(gòu)、將金屬與其它導(dǎo)電性材料復(fù)合而成的結(jié)構(gòu)、或者將透明導(dǎo)電性氧化物與其它導(dǎo)電性材料復(fù)合而成的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
[0152]另外，在本例中，照射光通過第I電極11后到達(dá)光電動勢層31。因此，配置于光照射側(cè)(在附圖中為上部側(cè))的第I電極11相對于照射光具有透光性。更具體地，光照射側(cè)的第I電極11的透光性優(yōu)選為照射光的照射量的至少10%以上、更優(yōu)選為30%以上?；蛘?，第I電極11具有能夠透過光的開口部分。開口率至少為10%以上、更優(yōu)選為30%以上。
[0153]離子透過部件21a在第I方向上與層疊體41的第2電極21鄰接，與第2電極21為一體。換言之，離子透過部件21a與第2電極21連續(xù)地形成。S卩，離子透過部件21a是通過在層疊體41中將第I電極11以及光電動勢層31圖案化、從而露出第2電極21時形成的部件。離子透過部件21a形成于在第I方向上鄰接的兩個層疊體41之間。S卩，離子透過部件21a與層疊體41沿第I方向交替地形成。利用這些離子透過部件21a以及層疊體41 (第2電極21)，第I溶液槽72與第2溶液槽73被物理地分離。另外，離子透過部件21a經(jīng)由后述的細(xì)孔22或者狹縫23，從第I溶液81到第2溶液82選擇性地透過離子。
[0154]在離子透過部件21a的第I溶液槽72側(cè)的表面上，形成有第3絕緣層111。第3絕緣層111是為了將第I溶液81和離子透過部件21a電絕緣而設(shè)置的。第3絕緣層111由與第I溶液81的反應(yīng)性低的T1x或者Al 203等金屬氧化物、或者有機(jī)化合物的樹脂構(gòu)成。
[0155]如圖13所示，離子透過部件21a以及第3絕緣層111具有從其表面到背面貫通的多個細(xì)孔22。細(xì)孔22選擇性地僅使通過第I溶液槽72中的第I電極11的