專(zhuān)利名稱：光電轉(zhuǎn)換元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及色素增感型太陽(yáng)能電池等光電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法。 詳細(xì)而言，涉及能夠?qū)哂幸宰饔脴O與對(duì)極夾著電解質(zhì)層而形成的層疊 體的電池本體，不施加加熱等負(fù)荷，而將電池構(gòu)成部件與配置于其外側(cè) 的封裝材一次整體密封的光電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法，以及將多個(gè)以作 用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)的狀態(tài)重疊而成的層疊體排列在筐體內(nèi)并予以密 封的光電轉(zhuǎn)換元件。
背景技術(shù)：
在環(huán)境問(wèn)題、資源問(wèn)題等背景下，作為清潔能源的太陽(yáng)能電池為人 們所注目。作為太陽(yáng)能電池，有使用單結(jié)晶、多結(jié)晶或非結(jié)晶的硅的類(lèi) 型。但是，以往的硅系太陽(yáng)能電池存在有制造成本高、且原料供給不足 等課題，因此未能普及。
而且，現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)Cu—In—Se系(也稱為CIS系)等化合物系太陽(yáng) 能電池，該化合物系太陽(yáng)能電池具有顯示出極高的轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)異的特 征。然而，該化合物系太陽(yáng)能電池也因成本及環(huán)境負(fù)擔(dān)等問(wèn)題而未能普 及。
對(duì)于上述太陽(yáng)能電池，瑞士的夕'P 、7 ， 二A等人的小組等所提案的 色素增感型太陽(yáng)能電池，作為廉價(jià)且可獲得高光電轉(zhuǎn)換效率的光電轉(zhuǎn)換 元件而受到關(guān)注。
圖l表示現(xiàn)有技術(shù)的色素增感型太陽(yáng)能電池的一例的模式剖視圖。 該色素增感型太陽(yáng)能電池100主要由以下部分構(gòu)成在一個(gè)面上形成
有載持著增感色素的多孔半導(dǎo)體電極(以下也稱為色素增感半導(dǎo)體電極)
103的第1基板101、形成有導(dǎo)電膜104的第2基板105、封入上述基板之間 的例如由凝膠狀電解質(zhì)所構(gòu)成的電解質(zhì)層106。
在第1基板101中使用透光性的板材，為了對(duì)第1基板101的與色素增 感半導(dǎo)體電極103相接的面賦予導(dǎo)電性，設(shè)置有透明導(dǎo)電層102。由第l基 板IOI、透明導(dǎo)電層102及色素增感半導(dǎo)體電極103而構(gòu)成窗極108。
另一方面，在第2基板105上，為了對(duì)與電解質(zhì)層106相接側(cè)的面賦予 導(dǎo)電性，設(shè)置有例如由碳或鉑所構(gòu)成的導(dǎo)電層104。通過(guò)第2基板105及導(dǎo) 電層104而構(gòu)成對(duì)極109。
在色素增感型太陽(yáng)能電池100中，按照使色素增感半導(dǎo)體電極103與 導(dǎo)電層104相對(duì)向的方式，將第1基板101與第2基板105隔著預(yù)定間隔配 置，并在兩基板之間的周邊部設(shè)有由熱塑性樹(shù)脂所構(gòu)成的密封劑107。可 舉出如下的結(jié)構(gòu)，即借助該密封劑107而貼合二個(gè)基板101、 105并組成電 池，透過(guò)電解液的注入口110而向兩極108、 109之間填充包含碘、碘化物 離子等的氧化/還原種的有機(jī)電解液，而形成電荷移送用的電解質(zhì)層106 。 即，密封劑107起到防止包含在電解質(zhì)層106中的電解液的漏出或揮發(fā)性 成分揮發(fā)的效果。
其次說(shuō)明色素增感型太陽(yáng)能電池100的制造方法的概略情況。
首先，借助由熱塑性樹(shù)脂所構(gòu)成的密封材107而層疊窗極108與對(duì)極 109之后，借助窗極108及對(duì)極109、或者窗極108或?qū)O109中的任何一方 而加熱密封材107，并使其熔融，從而粘結(jié)窗極108與對(duì)極109，組成由一 對(duì)電極(窗極108與對(duì)極109)構(gòu)成的層疊體。
接著，透過(guò)貫穿對(duì)極109地設(shè)置的注入口110而將包含碘、碘化物離
子等氧化/還原種的電解液填充在窗極108與對(duì)極109之間后，用蓋lll塞住
注入口IIO，形成電荷移送用的電解質(zhì)層106，而獲得由一對(duì)電極(窗極 108與對(duì)極109)、和夾在上述電極之伺的電解質(zhì)層106所構(gòu)成的色素增感 型太陽(yáng)能電池IOO (例如參照日本特開(kāi)2002— 184478號(hào)公報(bào)，及 N.Papageorgiou et al., J. Electrochem. Soc., 143 (10) , 3099, 1996)。
作為該電解液的注入方式，可在組裝好太陽(yáng)能電池的電池單元后， 利用毛細(xì)管現(xiàn)象、壓力差等而以間歇方式從設(shè)于背面等的注液口注入。
也有如下的報(bào)告，即通過(guò)將半導(dǎo)體極設(shè)成具有粗糙系數(shù)大于iooo的
大表面積比的多孔膜構(gòu)造，提高光吸收率而獲得10%以上的光電轉(zhuǎn)換效 率。在成本方面預(yù)想為現(xiàn)有硅系太陽(yáng)能電池的l/2 l/6左右，不一定 需要復(fù)雜、大規(guī)模的制造設(shè)備，且不含有害物質(zhì)，因此作為可適應(yīng)于大 量普及的廉價(jià)、大量生產(chǎn)型太陽(yáng)能電池，具有較高的可能性。
但是，上述色素增感型太陽(yáng)能電池中，將乙腈等揮發(fā)性溶劑作為電 解液使用并將其封入電池，該系列存在有因揮發(fā)而產(chǎn)生電池特性降低的 問(wèn)題。因此作為其對(duì)策而嘗試使用離子性液體作為電解液(例如參照 N.Papageorgiou et al" J. Electrochem. Soc" 143 (10) ， 3099, 1996)。 i亥離子 性液體也稱為常溫熔融性鹽，是在包含室溫附近的較寬的溫度范圍內(nèi)呈 穩(wěn)定的液體而存在的、僅由帶正與負(fù)電荷的離子構(gòu)成的鹽。該離子性液 體實(shí)際上不具有蒸氣壓，不必?fù)?dān)心象一般的有機(jī)溶劑那樣揮發(fā)、起火等， 因此被期待著可作為解決因揮發(fā)所造成電池特性降低的手段。
而且，使用電解液的情形下，有可能在制造時(shí)或電池破損時(shí)漏出電 解液，因此作為防止漏液的對(duì)策，各研究機(jī)構(gòu)正盛行著使用適當(dāng)?shù)哪z 化劑而將電解液予以凝膠化(擬固體化)。(例如日本特開(kāi)2002—184478 號(hào)公報(bào))。也有進(jìn)行凝膠化后，比液體狀態(tài)的狀況更能抑制揮發(fā)的報(bào)告。 對(duì)于離子性液體也進(jìn)行同樣的試驗(yàn)，而經(jīng)凝膠化的離子性液體(離子膠) 具有安全性、耐久性均優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。
然而，上述以往的色素增感型太陽(yáng)能電池的制造中，使用熱塑性樹(shù) 脂來(lái)密封而形成密封劑107。如圖1所示，具體而言，加熱并熔融樹(shù)脂而
粘結(jié)二片電極(窗極108、對(duì)極109)。此時(shí)熱量經(jīng)由第1基板101傳遞至色 素增感半導(dǎo)體電極103，因此有可能會(huì)對(duì)吸附于色素增感半導(dǎo)體電極103 上的色素產(chǎn)生不良影響。
而且，密封劑107由樹(shù)脂形成，故在長(zhǎng)期使用時(shí)，會(huì)有耐氣候性的問(wèn)題。
而且，注入電解液時(shí)，必須首先熱粘接二片電極板而形成電池的形 狀，然后透過(guò)預(yù)先開(kāi)口的注入口 1 IO而將電解液注入劃定極其狹小的空間 的二片電極之間，最后在注入口110上加上蓋111，因此有制造工序復(fù)雜 的問(wèn)題。而且，如果電解液粘度高，則為了注入電解液而必須花費(fèi)許多 時(shí)間與工夫，因此會(huì)導(dǎo)致增大制造成本。
而且，密封材107由熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成，因此耐氣候性差，故有不適于 長(zhǎng)期使用的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第l方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種光 電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法，該光電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法可抑制在粘結(jié) 電極時(shí)所施加的熱對(duì)吸附于色素增感半導(dǎo)體電極的色素所造成的影響， 同時(shí)長(zhǎng)期使用時(shí)的耐氣候性優(yōu)異，而且可容易進(jìn)行液狀或凝膠狀的電解 質(zhì)的填充。
本發(fā)明的第l方式提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件具有筐 體；及收納于前述筐體內(nèi)的層疊體，前述層疊體具有作用極，其具有 使增感色素載持于表面的多孔氧化物半導(dǎo)體層；對(duì)極，其在該作用極的 前述多孔氧化物半導(dǎo)體層側(cè)與前述作用極對(duì)向配置；及電解質(zhì)層，其配 置于前述作用極及前述對(duì)極之間的至少一部分，其中，前述層疊體的上 面及下面與前述筐體的內(nèi)面直接或間接接觸，前述筐體中至少與作用極 接觸的部分由具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性的材料構(gòu)成。
上述光電轉(zhuǎn)換元件中，以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)層而形成的層疊 體，將其上面及下面直接或間接地接觸筐體的內(nèi)面而被收納。即，不論
是直接還是間接的狀態(tài)，均構(gòu)成為由筐體的內(nèi)面夾入層疊體的上面及下 面，從而可通過(guò)密封筐體而一次整體密封包含由層疊體構(gòu)成的電池構(gòu)成 部件在內(nèi)的部分，因此可明顯降低施加于層疊體的熱的影響。因此，可 解決由于受到電極粘結(jié)時(shí)所施加的熱的影響而阻礙色素的預(yù)定功能這一 以往課題，色素可穩(wěn)定地發(fā)揮其性能，故能獲得穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換特性。 而且，筐體中至少與作用極接觸的部分若是由具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特 性的材料所構(gòu)成，就能將太陽(yáng)光取入由層疊體所構(gòu)成的電池構(gòu)成部件內(nèi)。
而且，該構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件可利用以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)層 而形成的層疊體，因此例如將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)滴下、涂布或噴涂 在一方的電極上后，從其上夾入另一電極而施加壓力，由此能使液狀或 凝膠狀的電解質(zhì)浸透于構(gòu)成電極中的作用極的多孔氧化物半導(dǎo)體層表面 而形成電解質(zhì)層，由此能形成以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)層而形成的層 疊體。此時(shí)，夾在電極間的液狀或凝膠狀的電解質(zhì)不會(huì)因毛細(xì)管現(xiàn)象而 從間隙溢出。所以，由于能節(jié)省以往需要許多時(shí)間的電解液注入工序， 因此能更進(jìn)一步削減制造光電轉(zhuǎn)換元件所需要的成本。
而且，根據(jù)上述構(gòu)成，由于不必要以往那樣使用由樹(shù)脂構(gòu)成的密封 劑，故可改善長(zhǎng)期使用時(shí)的耐氣候性，因此能提供光電轉(zhuǎn)換特性的長(zhǎng)期 穩(wěn)定性優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換元件。
而且，上述光電轉(zhuǎn)換元件，采用將由層疊體構(gòu)成的電池構(gòu)成部件設(shè) 置于筐體內(nèi)而不與外部空氣接觸的構(gòu)造。即，電池構(gòu)成部件收納于密閉 的空間內(nèi)，因此可獲得與以往的光電轉(zhuǎn)換元件相比，對(duì)應(yīng)環(huán)境的特性更 優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換元件。
上述光電轉(zhuǎn)換元件中，通過(guò)在前述對(duì)極與前述筐體之間設(shè)置彈性部 件，并借助彈性部件的反力而使以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)層而形成的 層疊體在筐體內(nèi)以被從上下方向牢固地壓靠的狀態(tài)保持。所以，由于上 下電極不易在面內(nèi)方向產(chǎn)生相對(duì)位置偏移，因此可提供對(duì)于外力具有高 的形狀穩(wěn)定性且耐震性也優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換元件。
在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，采用按照通過(guò)前述筐體內(nèi)部而不接觸前述
層疊體的側(cè)面的方式，分開(kāi)設(shè)置一端分別連接于前述對(duì)極與前述作用極、 而另一端分別延伸到前述筐體外的導(dǎo)電體的構(gòu)造，則可將用以與外部電 路連接的導(dǎo)電體的另一端從筐體的任何位置自由地導(dǎo)出至筐體外。因此， 在筐體內(nèi)容納由層疊體構(gòu)成的電池構(gòu)成部件而成的本發(fā)明的第l方式的 光電轉(zhuǎn)換元件可對(duì)應(yīng)于配合外部電路系統(tǒng)的多種多樣的設(shè)置條件。
作為前述導(dǎo)電體的另一端的優(yōu)選的一例，可舉出從前述筐體側(cè)面向 筐體外延伸的構(gòu)造。根據(jù)該構(gòu)造，在使多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件串聯(lián)連接的情 形下，僅通過(guò)按照使筐體各側(cè)部之間接觸的方式將筐體二維排列配置即 可，因此能大幅縮短施工所要的時(shí)間。特別是不需要以往用以連接光電 轉(zhuǎn)換元件之間的電路，故能以低成來(lái)制造組件。
而且，作為前述導(dǎo)電體的另一端的優(yōu)選的一例，可舉出從前述筐體 底部向筐體外延伸的構(gòu)造。根據(jù)該構(gòu)造，在使多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件串聯(lián)連 接的情形下，僅通過(guò)按照使筐體底部接觸外部電路的方式將筐體二維排 列配置即可，因此能大幅縮短施工所要的時(shí)間。特別是用以連接各光電 轉(zhuǎn)換元件之間的外部電路形成筐體的下墊，因此形成以內(nèi)藏光電轉(zhuǎn)換元 件的筐體來(lái)保護(hù)外部電路的狀態(tài)，因此可更進(jìn)一步提高耐環(huán)境特性。
該方式的光電轉(zhuǎn)換元件例如可用作屋頂材料或墻壁材料的一部分或 全部。
本發(fā)明的第l方式提供一種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，該制造方法包 含以下工序，即，提供具備箱體及蓋體的筐體的工序，其中箱體具有內(nèi) 底面；提供具有使增感色素載持于表面的多孔氧化物半導(dǎo)體層的作用極
的工序；將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)填充于前述作用極的前述多孔氧化物 半導(dǎo)體層上而形成電解質(zhì)層的工序；將前述對(duì)極配置于前述筐體的箱體 的前述內(nèi)底面的工序；將前述作用極重疊于前述對(duì)極并使前述電解質(zhì)層 接觸前述對(duì)極而形成層疊體的工序；配置前述筐體的前述蓋體以覆蓋前 述作用極的工序；及從前述筐體的外側(cè)朝向與前述層疊體表面垂直的方 向施加載荷而密封筐體的工序。
在上述制造方法中，通過(guò)將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)填充于構(gòu)成前述
作用極的多孔氧化物半導(dǎo)體層上而形成電解質(zhì)層的工序，能使液狀或凝 膠狀的電解質(zhì)均勻地分布于多孔氧化物半導(dǎo)體層的表面上。
在此，所謂將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)填充于構(gòu)成作用極的多孔氧化 物半導(dǎo)體層上，包括使將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)浸透于多孔氧化物半導(dǎo) 體層表面。而且，所謂液狀的電解質(zhì)一般指電解液，為將碘、碘化物離 子等電解質(zhì)成分溶解于溶劑而形成的溶液。
例如將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)滴下、涂布或噴涂于作用極與對(duì)極中 的一方的電極上之后，從其上夾入的另一電極而施加壓力，由此能使液 狀或凝膠狀的電解質(zhì)浸透于構(gòu)成電極中作用極的多孔氧化物半導(dǎo)體層表 面而形成電解質(zhì)層，由此能形成以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)層而形成的 層疊體。
艮口，根據(jù)該工序，不需要如以往那樣透過(guò)注入口而將液狀或凝膠狀 的電解質(zhì)強(qiáng)制性地注入作用極與對(duì)極之間的窄小空間，因此，可消除在 作用極與對(duì)極之間產(chǎn)生無(wú)法分布液狀或凝膠狀的電解質(zhì)的領(lǐng)域，或液狀 或凝膠狀的電解質(zhì)局部存在等不良情形。
而且，通過(guò)在構(gòu)成筐體的箱體的內(nèi)底面設(shè)置前述對(duì)極，并以使前述 電解質(zhì)層接觸該對(duì)極的方式重疊前述作用極而形成層疊體，并以覆蓋該 作用極的方式配置構(gòu)成前述筐體的蓋體，然后從前述筐體外側(cè)向與前述 層疊體表面垂直的方向施加載荷而密封筐體的工序，能夠通過(guò)密封筐體 而將包含由層疊體構(gòu)成的電池構(gòu)成部件的部分一次整體密封。密封筐體 時(shí)，即使對(duì)筐體局部性地加熱也幾乎不會(huì)對(duì)層疊體加熱。因此，如果采 用該工序，則能解決以往受到電極粘結(jié)時(shí)所施加的熱的影響而阻礙色素 預(yù)定的功能等問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的第l方式的制造方法有助于穩(wěn)定地制造具有上述特征 的光電轉(zhuǎn)換元件，即，可抑制在粘結(jié)電極時(shí)所施加的熱對(duì)吸附于色素增 感半導(dǎo)體電極的色素所造成的影響，同時(shí)長(zhǎng)期使用時(shí)的耐氣候性優(yōu)異， 而且可容易進(jìn)行液狀或凝膠狀的電解質(zhì)的填充的光電轉(zhuǎn)換元件。
本發(fā)明的第2方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種光
電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法，該光電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法可將電解液滴 下并注入到色素增感半導(dǎo)體電極，且能獲得優(yōu)異的發(fā)電效率。
本發(fā)明的第2方式提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件具有具 有內(nèi)底面的箱體；及層疊體，前述層疊體具有作用極，其具有使增感 色素載持于表面的多孔氧化物半導(dǎo)體層；對(duì)極，其在該作用極的前述多
孔氧化物半導(dǎo)體層側(cè)與前述作用極對(duì)向配置；及電解質(zhì)層，其配置于前
述作用極及前述對(duì)極之間的至少一部分，其中，前述層疊體收納于前述 箱體內(nèi)且前述對(duì)極與前述箱體的內(nèi)底面直接或間接接觸，而該箱體使用 前述作用極來(lái)密封。
該構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件中，以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)而形成的層 疊體，被收納于箱體內(nèi)并使對(duì)極與內(nèi)底面直接或間接接觸，而該箱體用 作用極來(lái)密封。g卩，作用極兼作構(gòu)成筐體的蓋體。
釆用該構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件能利用以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)而形 成的層疊體，因此，能夠通過(guò)例如將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)填充于一方 的電極上，而從其上以?shī)A入另一電極來(lái)形成層疊體。此時(shí)，夾在電極間 的電解質(zhì)不會(huì)因毛細(xì)管現(xiàn)象而從間隙溢出。所以，能節(jié)省以往需要許多 時(shí)間的電解液注入工序，因此能更進(jìn)一歩削減制造光電轉(zhuǎn)換元件所需要 的成本。
在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，構(gòu)成前述作用極的第1基板最好使用兼具透 過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性與耐熱性的材料。通過(guò)具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性， 而能使太陽(yáng)光充分到達(dá)收納在筐體內(nèi)的層疊體。而且，通過(guò)具有耐熱性， 能抑制因密封時(shí)受到的熱影響而產(chǎn)生翹曲等情形，能保持電極間距離， 因此能確保發(fā)電特性的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
本發(fā)明的第2方式在于提供一種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，該制造方 法具有以下工序，即，提供具備箱體的筐體的工序，其中箱體具有內(nèi)底 面；提供具有使增感色素載持于表面的多孔氧化物半導(dǎo)體層的作用極的 工序；將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)填充于前述作用極的前述多孔氧化物半 導(dǎo)體層而形成電解質(zhì)層的工序；將前述對(duì)極配置于前述筐體的前述箱體
的前述內(nèi)底面并使前述對(duì)極直接或間接接觸前述箱體的前述內(nèi)底面的工 序；將前述作用極重疊于前述對(duì)極并使前述電解質(zhì)層接觸前述對(duì)極而形
成層疊體的工序；將該作用極配置成覆蓋前述筐體的工序；及利用激光 法或粘結(jié)法將前述作用極密封于前述箱體而制作前述筐體的工序。
該制造方法特別是具有如下工序，即，設(shè)置前述對(duì)極并使其直接或 間接接觸構(gòu)成筐體的箱體的內(nèi)底面，并以使前述電解質(zhì)層接觸前述對(duì)極 的方式將前述作用極重疊于前述對(duì)極而形成層疊體，且將該作用極配置 成前述筐體的蓋體之后，以激光法或粘結(jié)法將前述作用極密封于前述箱 體而制作前述筐體的工序，因此，可保持能夠通過(guò)填充而注入電解質(zhì)的 優(yōu)點(diǎn)，能夠不必如以往那樣使用樹(shù)脂，而僅通過(guò)用激光照射要密封的部 分(稱為激光法)或是設(shè)置粘結(jié)劑(稱為粘結(jié)法)就能簡(jiǎn)便地密封。艮P， 在本發(fā)明的第2方式的制造方法中，由于僅蓋體與箱體的連接部以激光照 射或粘結(jié)而密封，因此不會(huì)如以往的密封方法那樣對(duì)于電池本身、即層 疊體施加加熱或加壓等的負(fù)荷，能將形成電池的層疊體收納于構(gòu)成筐體 的箱體中，在其上設(shè)置蓋體而將筐體一次整體密封。而且，還能避免發(fā) 生因密封用樹(shù)脂蔓延所造成的不良情形，故而優(yōu)選。
本發(fā)明的第3方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種光 電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件可獲得優(yōu)異的發(fā)電效率，且能抑制發(fā)電效 率的變動(dòng)，而且，在光電轉(zhuǎn)換元件的整個(gè)受光面上幾乎沒(méi)有發(fā)電效率的 參差不齊。
本發(fā)明的第3方式提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件的特征在 于，具有筐體；及多個(gè)層疊體，前述多個(gè)層疊體排列并密封于前述筐 體內(nèi)，前述各層疊體具有作用極；對(duì)極；及電解質(zhì)層，其夾在前述作 用極與前述對(duì)極之間，前述筐體具有背板；及設(shè)于該背板的外周部的 框體，前述框體具有側(cè)壁部與窗框部，前述窗框部與前述背板對(duì)向配置 并將前述層疊體朝向前述背板方向按壓，前述層疊體具有集電配線部， 前述窗框部設(shè)置在與前述層疊體的前述集電配線部的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū) 域。
本發(fā)明的第3方式的發(fā)明的特征在于，前述側(cè)壁部相對(duì)于前述背板可 拆裝，或前述窗框部相對(duì)于前述側(cè)壁部可拆裝。
本發(fā)明的第3方式的發(fā)明的特征在于，在前述層疊體與前述背板之間 設(shè)置著彈性部件。
本發(fā)明的第4方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種光 電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件可廉價(jià)地制造，長(zhǎng)期可靠性及發(fā)電效率優(yōu) 異，在發(fā)生不良情形時(shí)容易修理或更換。
為解決上述課題，本發(fā)明的第4方式提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，該光電 轉(zhuǎn)換元件具有層疊體；及收納前述層疊體的筐體，前述層疊體具有作用極；對(duì)極；及電解質(zhì)層，其形成于前述作用極與前述對(duì)極之間，前 述筐體具有框體，其覆蓋前述層疊體；及蓋體，其將前述層疊體固定 于前述框體，其中，前述框體在前述作用極上覆蓋與形成有前述導(dǎo)電體 的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，優(yōu)選前述導(dǎo)電體設(shè)于前述作用極的周緣部。 在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，優(yōu)選前述蓋體可拆卸地固定在前述框體上。 在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，優(yōu)選在前述對(duì)極與前述蓋體之間夾著彈性 部件。
本發(fā)明的第5方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種光 電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件可廉價(jià)地制造，長(zhǎng)期可靠性及發(fā)電效率優(yōu) 異，在發(fā)生不良情形時(shí)容易修理或更換。
為解決上述課題，本發(fā)明的第5方式提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，該光電 轉(zhuǎn)換元件具有層疊體；及收納前述層疊體的筐體，前述層疊體具有 作用極；對(duì)極；及電解質(zhì)層，其形成在前述作用極與前述對(duì)極之間，前 述筐體具有本體，其覆蓋前述層疊體；及蓋體，其將前述層疊體固定 于前述本體，其中，前述蓋體可拆卸地固定于前述本體。
本發(fā)明的第5方式提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件具有由作 用極、對(duì)極及形成于上述極之間的電解質(zhì)層所構(gòu)成的層疊體、收容上述 部件的筐體，且前述筐體由覆蓋前述層疊體的本體所構(gòu)成，前述作用極可拆卸地固定在前述本體上。
在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，優(yōu)選在前述對(duì)極與前述筐體之間夾著彈性 部件。


圖l是表示現(xiàn)有技術(shù)的色素增感型太陽(yáng)能電池的一例的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的另一例的剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例的剖視圖。 圖6是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例即色素增感 型太陽(yáng)能電池的俯視圖。
圖7是圖6中A—A線的剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的色素增感型太陽(yáng)能電池的其它例 的剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的色素增感型太陽(yáng)能電池的另一例 的剖視圖。
圖10是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的第1例即色素增 感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。
圖11是表示圖10的色素增感型太陽(yáng)能電池的概略俯視圖。 圖12是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的第2例即色素增
感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。
圖B是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的第1例即色素增 感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。
圖14是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的第2例即色素增
感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，本發(fā)明并非僅限于 以下各實(shí)施例，而能例如適宜地組合這些實(shí)施例的各構(gòu)成要素。 (第l實(shí)施方式) 以下根據(jù)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式。
圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例的模式剖視圖。
該色素增感型太陽(yáng)能電池(光電轉(zhuǎn)換元件)210配置有具有在表面 載持著增感色素的多孔氧化物半導(dǎo)體層(也稱為氧化物電極)213的作用
極(也稱為窗極)218、在作用極218的多孔氧化物半導(dǎo)體層213側(cè)與其對(duì) 向而配置的對(duì)極219、以及位于上述兩極之間的至少一部分的電解質(zhì)層 216。作用極218由例如第1基板211與在其上順序配置的透明導(dǎo)電膜212及 氧化物電極213所構(gòu)成。 一側(cè)的對(duì)極219由例如第2基板215與配置于其上 的導(dǎo)電膜214所構(gòu)成。
以作用極218與對(duì)極219夾著電解質(zhì)層216而形成的層疊體220具有電
池構(gòu)成部件的功能，即具有光電轉(zhuǎn)換元件的功能。在色素增感型太陽(yáng)能 電池210中，層疊體220收納于包圍該層疊體的筐體221的內(nèi)側(cè)，層疊體220 的上面及下面接觸筐體221的內(nèi)面。筐體221的至少接觸作用極218的部 分，即圖2所示的蓋體225由具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性的材料所構(gòu)成。
在色素增感型太陽(yáng)能電池210中，以作用極218與對(duì)極219夾著電解質(zhì) 層216而形成的層疊體220被收納成其上面及下面接觸筐體221的內(nèi)面，筐 體221的內(nèi)面夾入層疊體220的上面及下面。因此，如果在例如蓋體225與 箱體222的側(cè)部224所接觸的部分密封筐體221 ，就能夠?qū)ㄓ蓪盈B體 220所構(gòu)成的電池構(gòu)成部件在內(nèi)的部分一次整體密封。
而且，在圖2中，朝向?qū)盈B體220的箭頭表示密封筐體221時(shí)施加于層 疊體220的力的方向。為了在沿該方向?qū)盈B體220施加外力時(shí)抑制在層 疊體220上發(fā)生橫向偏移，或按照使層疊體220在上下方向保持柔軟性且 牢固地固定的方式密封層疊體220，優(yōu)選在對(duì)極219與構(gòu)成筐體221的底部
223之間設(shè)置彈性部件226。
而且，以同樣的理由，在作用極218與構(gòu)成筐體的蓋體225之間插入 間隙填充材料227。但是，由于間隙填充材料227配置在作用極218上，故 作為間隙填充材料227優(yōu)選使用太陽(yáng)光的透過(guò)特性優(yōu)良的材料。而且，如 果填充硅油作為間隙填充材料227，則能除去存在于第1基板211與蓋體 225之間的空氣層，透明度提高，故而優(yōu)選。
設(shè)置彈性部件226及間隙填充材料227，可抑制上下電極在其面內(nèi)方 向的相對(duì)位置偏移，同時(shí)能提高對(duì)于外力的形狀穩(wěn)定性，且能賦予耐震 性，故而優(yōu)選。
而且，在色素增感型太陽(yáng)能電池210中采用了如下的構(gòu)成按照通過(guò) 筐體221內(nèi)部且不接觸到層疊體220的側(cè)面的方式，分開(kāi)設(shè)有一端分別連 接于對(duì)極219與作用極218，而另一端分別延伸至筐體221外的導(dǎo)電體228、 229。
根據(jù)該構(gòu)造，由于能從筐體221的任何位置自由地將用來(lái)連接未圖示 的外部電路的導(dǎo)電體228、 229的另一端導(dǎo)出至筐體外，因此能適應(yīng)配合 外部電路系統(tǒng)的多種多樣的設(shè)置條件。
對(duì)于一端連接于作用極218而另一端延伸至筐體221外的導(dǎo)電體228 而言，為使其通過(guò)筐體221內(nèi)部而不接觸到層疊體220的側(cè)面，例如如圖2 所示，可設(shè)成在層疊體220的側(cè)面與導(dǎo)電體228之間夾入上述彈性部件226 的構(gòu)造。圖2表示了導(dǎo)電體228被夾入彈性部件226與筐體221的側(cè)部224而 配置的例子，然而也可設(shè)成導(dǎo)電體228貫穿彈性部件226內(nèi)的構(gòu)造。
圖2所示的導(dǎo)電體228、 229構(gòu)成為其各自的另一端從筐體221的側(cè)部 224延伸至筐體221外。采用該構(gòu)造的情形下，僅按照使儲(chǔ)存有各個(gè)光電 轉(zhuǎn)換元件的筐體的側(cè)面之間相接觸的方式進(jìn)行二維排列配置，就能串聯(lián) 連接多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件。完全不需要如以往連接光電轉(zhuǎn)換元件時(shí)所需要 的連接部件及連接電路，而且僅排列配置筐體即可連接，因此本發(fā)明的 第l實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件能大幅地縮短施工所需要的時(shí)間。而且，由 于可節(jié)省各光電轉(zhuǎn)換元件之間的連接部件及連接電路，因此能以低成本
來(lái)制造。全部以透明部件形成夾著層疊體的筐體的光電轉(zhuǎn)換元件，可代 替窗玻璃來(lái)使用。
圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的另一例的模式剖
視圖。圖3所示的光電轉(zhuǎn)換元件210除了導(dǎo)電體228'、 229，的另一端分別從 筐體221的底部223延伸至筐體221外的構(gòu)造以外，與圖2所示的光電轉(zhuǎn)換 元件210相同。采用這種構(gòu)造的情形下，僅按照使筐體221的底部223接觸 外部電路的方式二維排列配置筐體221，就能串聯(lián)連接多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元 件。完全不需要如以往連接各光電轉(zhuǎn)換元件時(shí)所需要的連接部件及連接 電路，而且僅在載置筐體的一側(cè)配置與導(dǎo)電體228'、 229'的接點(diǎn)即可連接 光電轉(zhuǎn)換元件，因此本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件能大幅地縮短 施工所需要的時(shí)間。而且，由于可節(jié)省各光電轉(zhuǎn)換元件之間的連接部件 及連接電路，因此能以低成本來(lái)制造。由于該構(gòu)造的光電轉(zhuǎn)換元件能如 屋頂瓦或瓷磚那樣使用，因此例如可作為屋頂材料或墻壁材料的一部分 或全部使用。
作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第1基板211，使用由透光性的材料所構(gòu) 成的板，如玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳 酸酯、聚醚磺等，只要是一般作為太陽(yáng)能電池的透明基板使用的材料， 就可使用。只要考慮對(duì)于液狀或凝膠狀的電解質(zhì)的耐受性等而適宜地選 擇即可，但是考慮到其用途，盡可能選擇透光性高的基板為佳。
最好預(yù)先在第1基板211的色素增感半導(dǎo)體電極213側(cè)的面上形成由 金屬、碳、導(dǎo)電性金屬氧化物層等所構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜212，并賦予導(dǎo)電 性。在形成金屬層或碳層作為透明導(dǎo)電膜212的情形下，最好形成為不明 顯損及透明性的構(gòu)造，從能夠形成不會(huì)損及導(dǎo)電性與透明性的薄膜的觀 點(diǎn)出發(fā)，適宜地選擇金屬的種類(lèi)?？墒褂美鏘TO、 Sn02、摻氟的Sn02 等作為導(dǎo)電性金屬氧化物。
在載置于第1基板211上的透明導(dǎo)電層2之上，進(jìn)而設(shè)置使半導(dǎo)體多孔 膜載持增感色素而形成的色素增感半導(dǎo)體電極213。以第1基板211、透明 導(dǎo)電層2及色素增感半導(dǎo)體電極213而構(gòu)成作用極(窗極)218。形成色素
增感半導(dǎo)體電極213的半導(dǎo)體多孔膜的半導(dǎo)體并無(wú)特別限定，只要是一般 使用于形成太陽(yáng)能電池用的多孔半導(dǎo)體的材料，即可使用，例如可使用
Ti02、 Sn02、 W03、 ZnO、 ^>205等。形成多孔膜的方法可例示有基于溶 膠凝膠法的形成膜、微粒子的泳動(dòng)電沉積、基于發(fā)泡劑的多孔化、涂布 與聚合物微粒等的混合物后去除多余成分等方法，但是并不僅限于此。
作為增感色素，使用將二聯(lián)吡啶構(gòu)造、三聯(lián)吡啶構(gòu)造等包含于配位 基的釕絡(luò)合物、卟啉、酞菁染料等含金屬絡(luò)合物，也可使用曙紅、若丹 明、份菁等有機(jī)色素等，在用途、使用方面沒(méi)有特別限定，而能選擇具 有適于半導(dǎo)體的激勵(lì)特性的材料。
由于不特別需要具有透光性，因此可使用金屬板作為第2基板215， 也可使用與第1基板211相同的材料。使用在第2基板215之上設(shè)置有導(dǎo)電 膜214的電極作為對(duì)極219。導(dǎo)電膜214可使用例如蒸鍍、濺射、涂布氯化 鉑酸后的熱處理而形成的碳或鉑等的層，只要是具有電極功能，并不特 別限定。
在上述作用極218與對(duì)極219之間設(shè)置電解質(zhì)層216而形成由層疊體 220所構(gòu)成的電池構(gòu)成部件。如后所述，本發(fā)明的第l實(shí)施方式的層疊體 220通過(guò)如下方法形成將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)滴下、涂布或噴涂于構(gòu) 成作用極218的多孔氧化物半導(dǎo)體層213上之后，按照使液狀或凝膠狀的 電解質(zhì)與對(duì)極219接觸的方式重疊作用極218，并在與層疊體表面垂直的 方向施加載荷。
因此，本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電解質(zhì)層216也可使用以往難以從注 入口注入狹窄的電極間隙的粘性高的材料，因此，能夠利用如凝膠狀的 電解質(zhì)那樣，使用適當(dāng)?shù)哪z化劑而將液狀的電解質(zhì)進(jìn)行了凝膠化(擬 固體化)、且高粘度的材料，以往所使用的任何材料均可使用。
作為構(gòu)成前述電解質(zhì)層216的材料，可以舉出例如作為電解質(zhì)成分 而將碘、碘化物離子、叔丁基吡啶等溶解于碳酸乙烯酯或甲氧基乙腈等 有機(jī)溶劑而成的液狀電解質(zhì)(一般稱為電解液)，作為凝膠化劑而將聚氟 化亞乙烯、聚乙烯氧撐衍生物、氨基酸衍生物等添加在上述液狀電解質(zhì)
中而凝膠化的凝膠狀電解質(zhì)等。
以作用極218與對(duì)極219夾著電解質(zhì)層216而形成的層疊體220收納于 筐體221內(nèi)，層疊體220的上面及下面與筐體221的內(nèi)面間接接觸?？痼w221 中至少與作用極218相接的部分、即蓋體225由具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特 性的材料所構(gòu)成，例如可舉出有丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、鈉玻璃等 透明且具剛性的材質(zhì)?？痼w221的其它部分、即由底部223與側(cè)部224所構(gòu) 成的箱體222，只要可確保與從二個(gè)電極分別延伸至筐體221的外部電路 的導(dǎo)電體228、 229的絕緣性，則不特別限定其材料。
在構(gòu)成筐體221的箱體222的內(nèi)底面設(shè)置對(duì)極219，按照使電解質(zhì)層 216與對(duì)極219相接的方式重疊作用極218而形成層疊體220，并按照覆蓋 該作用極218的方式配置構(gòu)成筐體222的蓋體225之后，從筐體221的外側(cè) 朝向與層疊體220表面垂直的方向施加載荷而密封筐體221，從而獲得色 素增感型太陽(yáng)能電池210。
筐體221的密封方法可通過(guò)對(duì)于例如筐體221的側(cè)部224與蓋體225的 接觸部施加壓力或熱而進(jìn)行。但是雖然層疊體220收納于筐體221內(nèi)，但 其被配置在離開(kāi)筐體221的密封處的位置，因此，由該密封而產(chǎn)生的熱不 會(huì)影響層疊體220。例如如果用激光進(jìn)行密封，則可構(gòu)成不使用熱塑性樹(shù) 脂的構(gòu)造。
而且，將形成電解質(zhì)層216的液狀或凝膠狀的電解質(zhì)滴下、涂布或噴 涂于作用極(窗極)218上之后，從其上重疊對(duì)極219而以作用極218與對(duì) 極219夾著液狀或凝膠狀的電解質(zhì)并施加壓力，從而能夠在構(gòu)成作用極 218的多孔氧化物半導(dǎo)體層上填充液狀或凝膠狀的電解質(zhì)而形成電解質(zhì) 層216，由此，能夠形成以作用極218與對(duì)極219夾著電解質(zhì)層216而形成 的層疊體220。
因此，能省略如以往那樣在對(duì)極219上開(kāi)孔、注入電解液、塞住孔等 繁雜的工序，故能簡(jiǎn)略制造工序且能削減勞力，因此可獲得低成本的光 電轉(zhuǎn)換元件。并且，由于可將作用極(窗極)218與對(duì)極219之間的距離 設(shè)成比以往的窄，故能提高色素增感型太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率。而且，
在構(gòu)成作用極(窗極)218的第1基板211與構(gòu)成筐體221的蓋體225之間填 充硅油作為間隙填充材料227，就能去除存在于第1基板211與蓋體225之 間的空氣層，透明度上升，故而優(yōu)選。
如以上說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的第l實(shí)施方式中，將以作用極218與對(duì) 極219夾著電解質(zhì)層216而形成的層疊體220所構(gòu)成的電池構(gòu)成部件收納 在筐體內(nèi)。因此，如果密封筐體，就能將包括由層疊體220所構(gòu)成的電池 構(gòu)成部件的部分一次整體密封，因此可獲得能避免以往的問(wèn)題、即粘結(jié) 電極時(shí)所施加的熱對(duì)吸附于色素增感半導(dǎo)體電極的色素造成的影響的光 電轉(zhuǎn)換元件。而且，由于層疊體220所構(gòu)成的電池構(gòu)成部件收納于筐體內(nèi)， 故能提供長(zhǎng)期使用時(shí)耐氣候性優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換元件。而且，本發(fā)明的第l 實(shí)施方式中，能夠在收納于筐體之前制作以作用極218與對(duì)極219夾著電 解質(zhì)層216而形成的層疊體220，故能極容易地進(jìn)行液狀或凝膠狀的電解 質(zhì)向電極間的注入，因此有助于大幅降低制造成本。
而且，本實(shí)施方式中，作為色素增感型太陽(yáng)能電池(光電轉(zhuǎn)換元件) 210，例示了在對(duì)極219與筐體221的底部223之間設(shè)置彈性部件226，并在 作用極218與蓋體225之間插入間隙填充材料227，層疊體220的上面及下 面間接接觸筐體221的內(nèi)面構(gòu)造的色素增感型太陽(yáng)能電池(光電轉(zhuǎn)換元 件)210，然而，也可以是不設(shè)置彈性部件226或間隙填充材料227，而按 照使層疊體220的上面及下面直接接觸筐體221的內(nèi)面的方式在筐體221 內(nèi)收納層疊體220的色素增感型太陽(yáng)能電池(光電轉(zhuǎn)換元件)。而且，也 可為排列多個(gè)層疊體220而收納于筐體221內(nèi)的構(gòu)造。 (第2實(shí)施方式)
上面記載了圖4所示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件250。該 光電轉(zhuǎn)換元件250基于下面所述的兩個(gè)主要觀點(diǎn)而進(jìn)行了改良。
第l，可抑制在粘結(jié)電極時(shí)施加的熱對(duì)吸附于色素增感半導(dǎo)體電極的 色素的影響，且長(zhǎng)期使用時(shí)的耐氣候性優(yōu)良，能容易進(jìn)行電解液的注入。
艮口，根據(jù)圖4的構(gòu)造，由于熱不直接施加于二片電極即作用極258及 對(duì)極259，因此能避免上述對(duì)于色素的熱的影響。而且，通過(guò)將電解液滴
下到色素增感半導(dǎo)體電極253上并予以?shī)A入，而能形成以作用極258與對(duì) 極259夾著電解液而形成的層疊體260，因此具有節(jié)省注入電解液的工序 的優(yōu)點(diǎn)。而且，由于作用極258與對(duì)極259收納于筐體251的內(nèi)側(cè)，因此不 會(huì)從外部受到直接的沖擊，故也具有確保對(duì)于外力的強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。
第2，構(gòu)成電極的基板不會(huì)產(chǎn)生變形或損壞，而能夠密封，能將基板 的厚度設(shè)得很薄，而且還能確保電連接穩(wěn)定性。
艮P，在光電轉(zhuǎn)換元件250中，按照通過(guò)筐體251內(nèi)部且不接觸層疊體 260側(cè)面的方式，分開(kāi)設(shè)置一端分別連接于對(duì)極259與作用極258、另一端 分別延伸至筐體251外的導(dǎo)電體268、 269，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換元件250與 外部的電連接。特別是一端連接于作用極258的導(dǎo)電體268，沿著配置于 層疊體260的一個(gè)面與筐體261之間的彈性部件266a、和構(gòu)成作用極258的 透明導(dǎo)電膜252的接觸面延伸設(shè)置，能防止導(dǎo)電體268與層疊體260的側(cè)面 接觸而短路，且即使在密封時(shí)彈性部件266a變形，導(dǎo)電體268也不會(huì)受到 其影響，故能確保導(dǎo)電體268的一端與作用極258之間電連接的穩(wěn)定性。
通過(guò)這樣將作用極258設(shè)成其端部附近不易受到不平衡的壓力的形 態(tài)，可采用厚度例如0.3mm的極薄的玻璃基板作為構(gòu)成作用極258的第l 基板251 ，因此可進(jìn)一步將光電轉(zhuǎn)換元件250設(shè)得很薄。
以下根據(jù)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式，本發(fā)明的第2實(shí)施方 式只要符合上述作用與效果即可，而不限定于這些例子。
圖5是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例的模式剖視圖。
該色素增感型太陽(yáng)能電池(光電轉(zhuǎn)換元件)310配置有具有在表面 載持著增感色素的多孔氧化物半導(dǎo)體層(也稱氧化物電極)313的作用極 (也稱窗極)318、在作用極318的多孔氧化物半導(dǎo)體層313側(cè)與其對(duì)向而 配置的對(duì)極319、以及在上述兩極之間的至少一部分配置的電解質(zhì)層316。 作用極318由例如第1基板311與在其上順序配置的透明導(dǎo)電膜312及氧化 物電極313所構(gòu)成。 一側(cè)的電極319由例如第2基板315與配置于其上的導(dǎo) 電膜314所構(gòu)成。
以作用極318與對(duì)極319夾著電解質(zhì)層316而形成的層疊體320具有電 池構(gòu)成部件的功能，即具有光電轉(zhuǎn)換元件的功能。在色素增感型太陽(yáng)能 電池310中，作用極318的一部分即第1基板311作為形成電池的一側(cè)電極 而起作用，并且也發(fā)揮構(gòu)成筐體的蓋體的功能。即，層疊體320收納于包 圍該層疊體的箱體322與蓋體(作用極318)所構(gòu)成的筐體的內(nèi)側(cè)，層疊 體320的下面與箱體322的內(nèi)底面相接。對(duì)于構(gòu)成也作為筐體的蓋體而發(fā) 揮功能的作用極318的第1基板311，優(yōu)選使用具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性 的材料。
在色素增感型太陽(yáng)能電池310中，將以作用極318與對(duì)極319夾著電解 質(zhì)層316而形成的層疊體320收納成其下面與箱體322的內(nèi)底面即底部323 的內(nèi)面相接，作用極318的一部分即第1基板311作為蓋體而發(fā)揮作用。即 色素增感型太陽(yáng)能電池310中的層疊體320通過(guò)形成筐體的箱體322的底 部323與也作為蓋體的第1基板311而構(gòu)成夾著上面及下面的構(gòu)造。
因此，按照直接或間接接觸構(gòu)成筐體的箱體322的內(nèi)底面即底部323 的內(nèi)面的方式設(shè)置對(duì)極319，并按照使電解質(zhì)層316接觸對(duì)極319的方式重 疊作用極318而形成層疊體320，使作用極318的一部分即第1基板311構(gòu)成 筐體的蓋體后，以激光法在作用極318的第1基板311與箱體322的側(cè)部324 相接的部分進(jìn)行密封的話，能夠?qū)ň哂袑盈B體320的電池構(gòu)成部件的 部分一次整體密封。
采用該構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件310因可利用以作用極318與對(duì)極319夾 著電解質(zhì)層316而形成的層疊體320，因此能夠通過(guò)例如在一側(cè)的電極上 填充液狀或凝膠狀的電解質(zhì)，并以在其上夾入另一側(cè)的電極而形成層疊 體。此時(shí)，夾于電極間的電解液因毛細(xì)管現(xiàn)象而不會(huì)從間隙溢出。因此， 根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式可節(jié)省以往需要許多時(shí)間的注入電解液的工 序，因此，本發(fā)明的第2實(shí)施方式有助于提供低成本的光電轉(zhuǎn)換元件。
而且，對(duì)于上述光電轉(zhuǎn)換元件310而言，構(gòu)成前述作用極的第l基板 最好使用兼具透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性和可經(jīng)得起受到激光時(shí)產(chǎn)生的熱的 特性(耐熱性)的材料。通過(guò)具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性而能使太陽(yáng)光
充分到達(dá)收納在筐體內(nèi)的層疊體。而且，通過(guò)具有耐熱性而能抑制因密 封時(shí)受到熱影響所產(chǎn)生的翹曲等情形，能保持電極間距離，因此能確保 發(fā)電特性的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
而且，在圖5中朝向?qū)盈B體320的箭頭表示密封筐體321時(shí)施加于層疊 體320的力的方向。為了在沿該方向?qū)盈B體320施加外力時(shí)抑制在層疊 體320上發(fā)生橫向偏移，或按照使層疊體320在上下方向保持柔軟性且牢 固地固定的方式密封層疊體320，優(yōu)選在對(duì)極319與構(gòu)成筐體321的底部 323之間設(shè)置彈性部件326。
該彈性部件326的設(shè)置能抑制上下電極在其面內(nèi)方向的相對(duì)位置偏 移，并能提高對(duì)于外力的形狀穩(wěn)定性且能增進(jìn)耐震性，故而優(yōu)選。
而且，色素增感型太陽(yáng)能電池310中采用如下的構(gòu)造按照通過(guò)由具 有第1基板311的蓋體與箱體322構(gòu)成的筐體內(nèi)側(cè)且不接觸層疊體320的側(cè) 面的方式，分開(kāi)設(shè)置一端分別連接于對(duì)極319與作用極318而另一端分別 延伸至筐體321外的導(dǎo)電體328、 329。
根據(jù)該構(gòu)成，能夠?qū)⒂脕?lái)連接未圖示的外部電路的導(dǎo)電體328、 329 的另一端，從筐體321的任何位置自由地導(dǎo)出至筐體外，因此可適應(yīng)配合 外部電路系統(tǒng)的多種多樣的設(shè)置條件。
對(duì)于一端連接于作用極318而另一端延伸至筐體外的導(dǎo)電體328而 言，由于設(shè)成通過(guò)筐體321內(nèi)部而不接觸層疊體320的側(cè)面，因此也可如 圖5所示，在構(gòu)成層疊體320的一部分的氧化物電極313、導(dǎo)電膜314及第2 基板315的各側(cè)面與導(dǎo)電體328之間夾入彈性部件326a。由此，可按照通 過(guò)形成筐體的蓋體的作用極318的第1基板311的內(nèi)側(cè)而不接觸構(gòu)成層疊 體320的一部分的氧化物電極313、導(dǎo)電膜314及第2基板315的各側(cè)面的方 式，分開(kāi)設(shè)置一端分別連接于對(duì)極319與作用極318而另一端分別延伸至 筐體321外的導(dǎo)電體328、 329，而能實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換元件310與外部的電連 接。
特別是，在光電轉(zhuǎn)換元件310中， 一端連接于作用極318的導(dǎo)電體328 被配置為沿著彈性部件326a、和構(gòu)成作用極318的透明導(dǎo)電膜312的端 部312a接觸的面延伸，其中彈性部件326a設(shè)于構(gòu)成層疊體320的一部分的 氧化物電極313、導(dǎo)電膜314及第2基板315的各側(cè)面與導(dǎo)電體328之間。該 配置可以防止導(dǎo)電體328與設(shè)于構(gòu)成層疊體320的一部分的氧化物電極 313及導(dǎo)電膜314的側(cè)面接觸而短路。而且，即使密封時(shí)彈性部件326a收 縮而其形狀變化的情形下，導(dǎo)電體328也不會(huì)通過(guò)彈性部件326a中，而存 在于透明導(dǎo)電膜312的端部312a與彈性部件326a的接觸面，因此幾乎不會(huì) 受到其大的影響。因此，由于導(dǎo)電體328的一端與構(gòu)成作用極318的透明 導(dǎo)電膜312的電連接保持極穩(wěn)定，故該電連接的改善可帶來(lái)光電轉(zhuǎn)換元件 的輸出特性的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
而且，在光電轉(zhuǎn)換元件310中，配置成將筐體的側(cè)部324接觸層疊體 320的側(cè)面320t。通過(guò)這樣形成不在層疊體320的側(cè)方設(shè)置空隙的構(gòu)造，作 用極318不僅其中央部且在端部附近也一定保持與對(duì)極319接觸的狀態(tài)。 所以在密封時(shí)，作用極318在端部附近不會(huì)受到不平衡的壓力，因此可將 構(gòu)成作用極318的第1基板311等發(fā)生變形或破損的可能性抑制得很低。
筐體以配置成接觸層疊體的全部側(cè)面的形態(tài)為最佳，然而，也可如 上所述地構(gòu)成為如下的方式，即僅在將一端連接于作用極318的導(dǎo)電體 328導(dǎo)向?qū)盈B體320的厚度方向處，在筐體的側(cè)部324與構(gòu)成層疊體320的 一部分的氧化物電極313、導(dǎo)電膜314及第2基板315的各側(cè)面之間配置彈 性部件346a。通過(guò)使用具有絕緣性的部件作為彈性部件346a，能避免層 疊體320與導(dǎo)電體328的短路，故優(yōu)選。如果配置成僅在存在有導(dǎo)電體328 的附近設(shè)置彈性部件346a、而筐體的其它側(cè)部324與層疊體320之間接觸， 則可獲得上述大致同樣的作用。
本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，是配置有具有在 表面上載持著增感色素的多孔氧化物半導(dǎo)體層313的作用極318、在此作 用極318的多孔氧化物半導(dǎo)體層313側(cè)與其對(duì)向配置的對(duì)極319、及配置在 上述兩極318、 319之間的至少一部分的電解質(zhì)層316的光電轉(zhuǎn)換元件310 的制造方法，具有至少以下兩個(gè)工序。
在第1工序中，將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)填充于構(gòu)成作用極318的多
孔氧化物半導(dǎo)體層318而形成電解質(zhì)層316 。
在第2工序中，設(shè)置對(duì)極319并使其直接或間接地接觸構(gòu)成筐體的箱 體322的內(nèi)底面即底部323的內(nèi)面，并按照使電解質(zhì)層316接觸該對(duì)極319 的方式重疊作用極318而形成層疊體318，將構(gòu)成該作用極318的第1基板 311按照形成為筐體的蓋體的方式進(jìn)行配置后，以激光法或粘結(jié)法來(lái)密封 形成作用極318的第1基板311與箱體322的側(cè)部324的接觸部而制成筐體。
根據(jù)上述第l工序，能夠不是在密封后，而是通過(guò)預(yù)先填充而注入液 狀或凝膠狀的電解質(zhì)。也就是說(shuō)，以往的制造方法中的注入電解液時(shí)的 問(wèn)題，即必須在將二片電極板進(jìn)行熱粘接而組成電池形狀后，透過(guò)預(yù)先 開(kāi)設(shè)的注入口而向劃定極窄的空間的二片電極間進(jìn)行注入，最后在注入 口上加上蓋，從而導(dǎo)致制造工序變得繁雜的問(wèn)題；或如果電解液的粘度 高，則為了注入電解液而必需許多時(shí)間與工夫的問(wèn)題；以及由上述理由 而造成增大制造成本的問(wèn)題，全部由本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第1工序得 以解決。
根據(jù)上述第2工序，由于通過(guò)激光法或粘結(jié)法來(lái)密封形成作用極318 的第1基板311與箱體322的側(cè)部324的接觸部而制成筐體，因此可更進(jìn)一 步抑制在該密封時(shí)施加的熱的傳導(dǎo)而對(duì)吸附于色素增感半導(dǎo)體電極313
上的色素的影響。
以下以前述光電轉(zhuǎn)換元件3 IO為例來(lái)說(shuō)明適用的各構(gòu)成部件。 本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第1基板311使用由透光性的材料所構(gòu)成的 板，如玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、 聚醚磺等，只要是一般作為太陽(yáng)能電池的透明基板使用的材料，就可使 用。只要考慮對(duì)于電解液的耐受性等而適宜地選擇即可，但是考慮到其 用途，盡可能選擇透光性高的基板為佳。
最好預(yù)先在第1基板311的色素增感半導(dǎo)體電極313側(cè)的面上形成具 有金屬、碳、導(dǎo)電性金屬氧化物層等的透明導(dǎo)電膜312，并賦予導(dǎo)電性。 在形成金屬層或碳層作為透明導(dǎo)電膜312的情形下，最好形成為不明顯損 及透明性的構(gòu)造，從能夠形成不會(huì)損及導(dǎo)電性與透明性的薄膜的觀點(diǎn)出發(fā)，適宜地選擇金屬的種類(lèi)?？墒褂美鏘TO、 Sn02、摻氟的Sn02等作為
導(dǎo)電性金屬氧化物。
在載置于第1基板311上的透明導(dǎo)電層302之上，進(jìn)而設(shè)置使半導(dǎo)體多 孔膜載持增感色素而形成的色素增感半導(dǎo)體電極313。以第1基板311、透 明導(dǎo)電層302及色素增感半導(dǎo)體電極313構(gòu)成作用極(窗極)318。形成色 素增感半導(dǎo)體電極313的半導(dǎo)體多孔膜的半導(dǎo)體并無(wú)特別限定，只要是一 般使用于形成太陽(yáng)能電池用的多孔半導(dǎo)體的材料，即可使用，例如可使 用Ti02、 Sn02、 W03、 ZnO、 ！^205等。形成多孔膜的方法可例示有基于 溶膠凝膠法的形成膜、微粒子的泳動(dòng)電沉積、基于發(fā)泡劑的多孔化、涂 布與聚合物微粒等的混合物后去除多余成分等方法，但是并不僅限于此。
作為增感色素，使用將二聯(lián)吡啶構(gòu)造、三聯(lián)吡啶構(gòu)造等包含于配位 基的釕絡(luò)合物、卟啉、酞菁染料等含金屬絡(luò)合物，也可使用曙紅、若丹 明、份菁等有機(jī)色素等，在用途、使用方面沒(méi)有特別限定，而能選擇具 有適于半導(dǎo)體的激勵(lì)特性的材料。
由于不特別需要具有透光性，因此可使用金屬板作為第2基板315， 也可使用與第1基板311相同的材料。使用在第2基板315之上設(shè)置有導(dǎo)電 膜314的電極作為對(duì)極319。導(dǎo)電膜314可使用例如蒸鍍、濺射、涂布氯化 鉑酸后的熱處理而形成的碳或鉑等的層，只要是具有電極功能，并不特 別限定。
在上述作用極318與對(duì)極319之間設(shè)置電解質(zhì)層316而形成具有層疊 體320的電池構(gòu)成部件。如后所述，本發(fā)明的第2實(shí)施方式的層疊體320通 過(guò)如下方法形成將液狀或凝膠狀的電解質(zhì)填充于構(gòu)成作用極318的多孔 氧化物半導(dǎo)體層313而形成電解質(zhì)層316之后，按照使電解質(zhì)層316與對(duì)極 319接觸的方式重疊作用極318而形成層疊體320后，在與層疊體320表面 垂直的方向施加載荷。
因此，本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電解質(zhì)層316也可使用以往難以從注 入口注入狹窄的電極間隙的粘性高的材料，因此，能夠利用使用適當(dāng)?shù)?凝膠化劑而將電解液進(jìn)行了凝膠化(擬固體化)、且高粘度的材料，以往
所使用的任何材料均可。
以作用極318與對(duì)極319夾著電解質(zhì)層316而形成的層疊體320收納于 由箱體322與具有第1基板311的蓋體構(gòu)成的筐體內(nèi)，層疊體320的下面與 構(gòu)成筐體的箱體322的底部323的內(nèi)面直接或間接接觸?？痼w中，至少蓋 體、即構(gòu)成作用極318的第1基板311如上所述由具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特 性的材料所構(gòu)成，例如可舉出丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、鈉玻璃等透 明且具剛性的材質(zhì)?？痼w的其它部分，即由底部323與側(cè)部324所構(gòu)成的 箱體322，只要可確保與從二個(gè)電極分別延伸至筐體的外部電路的導(dǎo)電體 328、 329的絕緣性，則不特別限定其材料。
例如與構(gòu)成筐體的箱體322的內(nèi)底面直接接觸而設(shè)置對(duì)極319，按照 使電解質(zhì)層316接觸對(duì)極319的方式重疊作用極318而形成層疊體320，并 按照覆蓋作用極318的方式配置構(gòu)成筐體322的蓋體即第1基板311之后， 用激光照射來(lái)密封僅該蓋體與筐體322的連接部。由此，不會(huì)如以往密封 法那樣對(duì)于電池本身即層疊體施加加熱或加壓等負(fù)荷，而將形成電池的 層疊體收納于構(gòu)成筐體的箱體中，且一次整體密封筐體，從而可獲得色 素增感型太陽(yáng)能電池310。也可在箱體322的內(nèi)底面與對(duì)極319之間設(shè)置彈 性部件，而配置成使箱體322的內(nèi)底面與對(duì)極319間接接觸。而且，也可 取代激光照射來(lái)密封的方法而使用粘結(jié)劑來(lái)密封。
形成電解質(zhì)層316的電解液，能夠通過(guò)滴下在作用極(窗極)318之 后，與對(duì)極319相夾合來(lái)填充，因此能節(jié)省現(xiàn)有技術(shù)中在對(duì)極319上開(kāi)孔、 注入電解液、塞住孔等繁雜的工序，故能簡(jiǎn)略制造工序且能實(shí)現(xiàn)削減勞 力，因此可獲得低成本的光電轉(zhuǎn)換元件。 (第3實(shí)施方式)
以下根據(jù)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式。 圖6表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例即色素增感型
太陽(yáng)能電池的俯視圖，圖7是圖6中A—A線的剖視圖。
該色素增感型太陽(yáng)能電池401是將多個(gè)層疊體402以排列于筐體403
內(nèi)的一平面的狀態(tài)來(lái)密封而形成的。
前述層疊體402是由在一個(gè)面上設(shè)置有多孔氧化物半導(dǎo)體層421a的 作用極421、和與該多孔氧化物半導(dǎo)體層421a對(duì)向配置的對(duì)極422，以在 上述作用極421與對(duì)極422之間夾入電解質(zhì)層(省略圖示)的狀態(tài)相重疊 而形成的。
前述作用極421具有玻璃基板、透光性塑料膜等透明基板421b、設(shè) 于該透明基板421b上的摻錫氧化銦(ITO)、摻氟氧化錫(FTO)等透明 導(dǎo)電膜421c、設(shè)于透明導(dǎo)電膜421c上的多孔氧化物半導(dǎo)體層421a。
前述多孔氧化物半導(dǎo)體層421a是由在氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)、 氧化錫(Sn02)、氧化鈮(Nb205)等氧化物半導(dǎo)體粒子的表面，吸附具 有二聯(lián)吡啶、三聯(lián)吡啶等配位基的釕絡(luò)合物等增感色素而構(gòu)成的。
而且，對(duì)極422是導(dǎo)電性基板，在玻璃基板等基板422a上形成有由箔 或碳等金屬等所構(gòu)成的薄膜的導(dǎo)電膜422b。
夾在前述作用極421與對(duì)極422之間的電解質(zhì)層(省略圖示)，由將碘、 碘化物離子、叔丁基吡啶等電解質(zhì)成分溶解于碳酸乙烯酯或甲氧基乙腈 等有機(jī)溶劑而成的電解液，或在前述電解液中作為凝膠化劑而添加聚氟 化亞乙烯、聚乙烯氧撐衍生物、氨基酸衍生物等而凝膠化的凝膠狀電解 質(zhì)等所構(gòu)成。
構(gòu)成電解質(zhì)層的電解液或凝膠狀的電解質(zhì)的大部分浸含在作用極 421的多孔氧化物半導(dǎo)體層的空隙部。通過(guò)這樣，多孔氧化物半導(dǎo)體層 421a的表面形成為由電解液或凝膠狀的電解質(zhì)被覆的狀態(tài)。
而且，構(gòu)成電解質(zhì)層的電解液或凝膠狀的電解質(zhì)不會(huì)因構(gòu)成多孔氧 化物半導(dǎo)體層421a的氧化物半導(dǎo)體微粒子的粒子間的空間的毛細(xì)管現(xiàn)象 而從層疊體402的外周部溢出。
對(duì)于該層疊體402而言，如果從透明基板421b側(cè)射入太陽(yáng)光等光線， 則在作用極421與對(duì)極422之間會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
在前述作用極421的外周部設(shè)置有集電配線部405。該集電配線部405 由在透明基板421b上涂布含有導(dǎo)電性粉末的導(dǎo)電糊并予以干燥而形成的 導(dǎo)電膜、箔或碳等金屬所構(gòu)成的薄膜、利用錫焊形成的配線等所構(gòu)成，
且電連接于透明導(dǎo)電膜421c。
借助該集電配線部405，能夠?qū)盈B體402及設(shè)于筐體403的外部連接 用端子(省略圖示)電連接。
在鄰接的層疊體402中，相鄰的透明導(dǎo)電膜421c或集電配線部405之 間設(shè)置著后述的彈性部件441等絕緣性材料，在鄰接的層疊體402之間， 上述透明導(dǎo)電膜421c之間、或各集電配線部405之間不會(huì)相互電連接。
收納前述層疊體402的筐體403具有由不銹鋼等金屬板或塑料等合成 樹(shù)脂制的平板等所構(gòu)成的背板431、及設(shè)于該背板431的外周部的框體 432。
框體432具有跨越背板431的外周部全區(qū)域而與背板431略垂直地突 設(shè)的側(cè)壁部432a、及配置成對(duì)向于背板431的窗框部432b。前述窗框部 432b從側(cè)壁部432a的上端部朝向?qū)盈B體402側(cè)延伸并與側(cè)壁部432a形成 一體，例如可使用將不銹鋼等的金屬板折彎成形的材料或者塑料等合成 樹(shù)脂制的材料。
構(gòu)成前述框體432的側(cè)壁部432a與背板431的外周部，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂 系粘結(jié)劑等可剝離的粘結(jié)劑而可拆裝地粘結(jié)、固定。例如通過(guò)在背板431 與側(cè)壁部432a的粘結(jié)部分插入具有硬且銳利的前端部的工具，而可使前 述粘結(jié)劑剝離，使背板431與側(cè)壁部432a分離。
前述背板431上設(shè)置著由聚氨酯、聚乙烯、橡膠海綿等所構(gòu)成的薄片 狀彈性部件441。在該彈性部件441上，多個(gè)層疊體402二維地排列配置成 相互連接狀。在此，圖6中的雙點(diǎn)劃線表示層疊體402之間的交界線。
上述層疊體402的作用極421朝向上方設(shè)置，而多孔氧化物半導(dǎo)體層 421a吸收從窗框部432b上方射入的太陽(yáng)光等光線而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
該層疊體402的作用極421的透明基板421b構(gòu)成色素增感型太陽(yáng)能電 池401的受光面411。
而且，側(cè)壁部432a與層疊體402之間也可設(shè)置前述彈性部件441或硅 油等間隙填充材料422等以使不會(huì)產(chǎn)生間隙。
構(gòu)成前述框體432的窗框部432b具有從側(cè)壁部432a的上端部朝向?qū)?br> 疊體402側(cè)延伸的框部432c、及連接于框部432c的中棧部432d。框部432c 設(shè)置在與連接側(cè)壁部432a的集電配線部405的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。而且， 中棧部432d設(shè)置在與鄰接的層疊體402的交界附近的集電配線部405的位 置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
作為一例，圖6、圖7所示的色素增感型太陽(yáng)能電池401中，矩形狀的 層疊體402以在其外周部設(shè)置有集電配線部405的狀態(tài)無(wú)間隙地二維配置 在矩形狀的背板431上。在與設(shè)置于該層疊體402的外周部的集電配線部 405的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，中棧部432d以矩陣狀連設(shè)于框部432c。
由構(gòu)成窗框部432b的框部432c與中棧部432d所包圍的區(qū)域構(gòu)成開(kāi)口 部432e，該開(kāi)口部432e設(shè)置在與層疊體402的作用極421的多孔氧化物半 導(dǎo)體層421a的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
因此，在作用極421的透明基板421b中，對(duì)應(yīng)于多孔氧化物半導(dǎo)體層 421a的位置的區(qū)域成為借助窗框部432b的開(kāi)口部432e而向外側(cè)露出的狀 態(tài)。
而且，前述窗框部432b抵接于配置在背板431上的多個(gè)層疊體402， 層疊體402借助該窗框部432b而被朝向背板431按壓。
而且，窗框部432b與層疊體402的作用極421的接觸面可設(shè)置O型圈等 密封材。通過(guò)設(shè)置密封材，能提高窗框部432b與層疊體402的作用極421
的密封性。
以下例示將多個(gè)層疊體402密封在筐體403內(nèi)而形成色素增感型太陽(yáng) 能電池401的方法。
準(zhǔn)備設(shè)置了多孔氧化物半導(dǎo)體層421a的作用極421與對(duì)極422。該作 用極421能以眾所周知的方法來(lái)制造，例如能在通過(guò)濺射法等將透明導(dǎo)電 膜421c形成在透明基板421b上之后，將含有氧化物半導(dǎo)體微粒子的糊劑 涂布于透明導(dǎo)電膜421c上進(jìn)行加熱處理來(lái)制造。
從而，在作用極421的外周部形成集電配線部405 。
將電解液或凝膠狀電解質(zhì)滴下、涂布于前述作用極421的多孔氧化物 半導(dǎo)體層421a表面或?qū)O422的表面而設(shè)置。然后將作用極421與對(duì)極422
以在其間夾著電解液或凝膠狀電解質(zhì)的狀態(tài)重疊而形成層疊體402。
在背板431上設(shè)置彈性部件441 ，在該彈性部件441上按照使對(duì)極422 向著彈性部件441的狀態(tài)來(lái)配置多個(gè)層疊體402。將導(dǎo)線(省略圖示)等 與對(duì)極422電連接，并將該導(dǎo)線電連接到設(shè)在筐體403的外部連接用端子 (省略圖示)。
而且，也可將間隙填充材料442設(shè)置在與集電配線部405的位置相對(duì) 應(yīng)的區(qū)域。
其次，準(zhǔn)備具有在與集電配線部405的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)置有框部 432c與中棧部432d的窗框部432b、及側(cè)壁部432a的框體432，以使框體432 的窗框部432b抵接于作用極421并利用窗框部432b將層疊體402朝背板 431方向按壓的狀態(tài)，利用可剝離的粘結(jié)劑可拆裝地粘結(jié)、固定框體432 與背板431的外周部。
通過(guò)該窗框部432b的按壓力，使電解液或凝膠狀的電解質(zhì)散布于作 用極421與對(duì)極422的全部表面，而且，電解液或凝膠狀的電解質(zhì)散布于 作用極421的多孔氧化物半導(dǎo)體層421a的多孔的內(nèi)部的氧化物半導(dǎo)體表 面。
預(yù)先調(diào)整框體432的大小以能將層疊體402無(wú)間隙地密封密封于筐體 403內(nèi)，層疊體402以被框體432的窗框部432b向背板431方向按壓的狀態(tài)， 在框體432的側(cè)壁部432a全周?chē)鸁o(wú)間隙地密封。
根據(jù)該例，窗框部432b具有設(shè)置在與連接側(cè)壁部432a的集電配線 部405的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的框部432c、及設(shè)置在與鄰接的層疊體402的 交界附近的集電配線部405的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的中棧部432d，由此，能 夠在借助由該框部432c與中棧部432d所包圍的開(kāi)口部432e而使作用極 421的多孔氧化物半導(dǎo)體層421a向外側(cè)露出的狀態(tài)下，利用框部432c與中 棧部432d將各層疊體402朝向背板431方向按壓。
窗框部432b抵接于與設(shè)置在各層疊體402外周部的集電配線部405的 位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域并將層疊體402朝向背板431按壓，因此按壓力將以層 疊體402的外周部附近為中心施加。
因此，不論層疊體402的配置位置是背板431的外周部附近還是背板
431的中央附近，均能將施加于各層疊體402的按壓力設(shè)成大致一定。由 此可在色素增感型太陽(yáng)能電池401的受光面411的整個(gè)面上使作用極421 與對(duì)極422之間的距離大致一定，能抑制發(fā)電效率的參差不齊。
而且，在窗框部432b中，在框部432c上連設(shè)著中棧部432d，從而使 窗框部432b具有優(yōu)異的扭曲強(qiáng)度，比以往同重量的平板狀蓋體難翹曲， 能抑制因該窗框部432b的變形所造成的按壓力的變動(dòng)，可抑制各層疊體 402中作用極421與對(duì)極422之間的距離變動(dòng)，能獲得大致一定的發(fā)電效
本發(fā)明的第3實(shí)施方式中，用窗框部432b向背板431方向按壓層疊體 402，并將作用極421與對(duì)極422以在其間夾著電解液或凝膠狀電解質(zhì)的狀 態(tài)重疊，并在用窗框部432b朝背板431方向按壓層疊體402的狀態(tài)下，固 定框體432與背板431的外周部，從而能將層疊體402—次整體密封在筐體 403內(nèi)。
而且，如前面說(shuō)明的那樣，窗框部432b設(shè)于與不參與發(fā)電的集電配 線部405的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，且借助窗框部432b的開(kāi)口部432e而使作用 極421的多孔氧化物半導(dǎo)體層421a向外側(cè)露出，從而能增大對(duì)于色素增感 型太陽(yáng)能電池401的受光面411的多孔氧化物半導(dǎo)體層(圖7中的斜線區(qū) 域)421a的面積比，可更有效地利用色素增感型太陽(yáng)能電池401的受光面 411。
而且，通過(guò)借助窗框部432b的開(kāi)口部432e使作用極421的多孔氧化物 半導(dǎo)體層421a向外側(cè)露出，能將太陽(yáng)光等光線直接射入作用極421而使多 孔氧化物半導(dǎo)體層421a吸收。
所以，與光線透過(guò)蓋體而射入作用極的構(gòu)成不同，在光射入作用極 421前，光強(qiáng)度不會(huì)減少，能進(jìn)一步提高發(fā)電效率。
而且，通過(guò)將窗框部432b設(shè)置在與集電配線部405的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū) 域，能夠使太陽(yáng)光等的光線不會(huì)射入集電配線部405而能抑制因照射光所 造成的集電配線部405的溫度上升。
一般而言，集電配線部405在透明基板等基板上形成有涂布導(dǎo)電糊并 予以干燥而形成的導(dǎo)電膜、由箔或碳等金屬構(gòu)成的薄膜、通過(guò)錫焊形成
的配線等。如此構(gòu)成的集電配線部405—旦溫度上升，則因與基板的熱膨
脹系數(shù)的差而會(huì)在與基板的界面附近產(chǎn)生熱應(yīng)力，會(huì)有從基板剝離的情 形。
因此，通過(guò)抑制集電配線部405的溫度上升，能抑制由于溫度上升而 使集電配線部405從基板剝離，可獲得優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
而且，通過(guò)在背板431與層疊體402之間設(shè)置彈性部件441，能在將層 疊體402朝背板431方向按壓的按壓力施加于層疊體402時(shí)抑制層疊體402 的橫向偏移，而且，能一邊使層疊體402在上下方向保持柔軟性一邊以牢 固固定的狀態(tài)將層疊體402密封在筐體403內(nèi)，
而且，通過(guò)設(shè)置彈性部件441或間隙填充材料442，能抑制作用極421 與對(duì)極422的相對(duì)位置關(guān)系在面內(nèi)方向偏移，且能獲得對(duì)于外力的優(yōu)異的
形狀穩(wěn)定性及耐震性。
而且，構(gòu)成框體432的側(cè)壁部432a與背板431的外周部通過(guò)可剝離的 粘結(jié)劑可拆裝地粘結(jié)、固定，由此，能剝離粘結(jié)劑而使側(cè)壁部432a與背 板431分離。因此，能在分離側(cè)壁部432a與背板431后，從背板431上取出 各層疊體402，從而能進(jìn)行層疊體402的更換或背板431及框體432的再利 用。
而且，本發(fā)明的第3實(shí)施方式的技術(shù)范圍并非限定于上述實(shí)施方式， 在不脫離本發(fā)明的第3實(shí)施方式的主旨的范圍可進(jìn)行各種變更。
例如，側(cè)壁部432a與背板431也可利用螺釘?shù)瓤刹鹧b地進(jìn)行固定。
而且，也可側(cè)壁部432a與窗框部432b不形成一體、而使窗框部432b 可相對(duì)于側(cè)壁部432a可拆裝。這樣，能夠在將側(cè)壁部432a與窗框部432b 分離后，與本實(shí)施方式同樣地從背板431上取出各層疊體402，從而能進(jìn) 行層疊體402的更換或背板431及框體432的再利用。
例如與本實(shí)施方式同樣地，通過(guò)使用可剝離的粘結(jié)劑或螺釘?shù)榷?側(cè)壁部432a與窗框部432b可拆裝地固定。而且，通過(guò)如圖8所示使用彈性
爪406等卡止部件、如圖9所示使用設(shè)有卡合爪等卡合部件的鉸鏈板(flap) 407等，而能使窗框部432b相對(duì)于側(cè)壁部432a可拆裝地固定。
圖8是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的其它例，為將多個(gè)彈 性爪406設(shè)于側(cè)壁部432a的上面?zhèn)鹊亩瞬?32f作為卡止部件的色素增感型 太陽(yáng)能電池的剖視圖。
前述多個(gè)彈性爪406突設(shè)于側(cè)壁部432a的上面?zhèn)鹊亩瞬?32f，若將窗 框部432b按入以上述多個(gè)彈性爪406所包圍的內(nèi)側(cè)空間461，則將多個(gè)彈 性爪406之間推開(kāi)使之變寬，而使窗框部432b能朝向配置于側(cè)壁部432a內(nèi) 的層疊體402插入。
前述彈性爪406為塑料等合成樹(shù)脂制成，與側(cè)壁部432a形成一體，突 出于從側(cè)壁部432a突出的前端的側(cè)面，而構(gòu)成卡合于窗框部432b的框部 432c的形狀。形成在從該彈性爪406的側(cè)壁部的突出前端的傾斜面462用 以實(shí)現(xiàn)將窗框部432b按入由多個(gè)彈性爪406所包圍的空間461，或滑順地 實(shí)現(xiàn)利用該按入而引起的多個(gè)彈性爪406的推開(kāi)，為了滑順地接受窗框部 432b，將空間461構(gòu)成為擴(kuò)張成錐狀的形狀。
借助空間461，朝層疊體402按入的窗框部432b越過(guò)前端爪463，而比 前端爪463更向?qū)盈B體402側(cè)移動(dòng)后，則彈性爪406的前端爪463就利用彈 性爪406的彈性恢復(fù)力而卡合于窗框部432b的框體432c的上面。
此時(shí)，彈性爪406以將窗框部432b朝層疊體402按壓的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)將 窗框部432b可拆裝地保持的功能。
圖9是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的另一其它例，為在側(cè) 壁部432a的上面?zhèn)鹊亩瞬?32f上自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有鉸鏈板407的色素增感 型太陽(yáng)能電池的剖視圖。
前述鉸鏈板407自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于側(cè)壁部432a的上面?zhèn)鹊亩瞬?32f， 并能夠通過(guò)設(shè)置在該鉸鏈板407上的卡合爪471等卡合部件與設(shè)置在窗框 部432b上的框部432c的剖面L字形狀的被卡合部件409的卡合，而以將窗 框部432b向?qū)盈B體402按壓的狀態(tài)可拆裝地保持窗框部432b。
前述鉸鏈板407是塑料制的一體成形品，具有與側(cè)壁部432a的上面?zhèn)?br> 的端部432f大致同寬的板體472、及在該板體472的前端相對(duì)于板體472垂 直地突設(shè)的卡合爪471等卡合部件，其剖面形狀為L(zhǎng)字形狀。
前述板體472被沿著側(cè)壁部432a的上面?zhèn)鹊亩瞬?32f設(shè)置的圓柱狀軸 部軸支撐，鉸鏈板407能夠以軸部為中心旋轉(zhuǎn)。
而且，突設(shè)于窗框部432b的框部432c的被卡合部件408具有從框部 432c的上面的外周部突出的延出部481、及從該延出部481的突出前端的 側(cè)面突出并卡合于鉸鏈板407的卡合爪471的剖面矩形狀的前端爪482。該 被卡合部件408跨越框部432c的上面的外周部全部區(qū)域而設(shè)置。
如果朝向設(shè)在層疊體402之上的窗框部432b旋轉(zhuǎn)鉸鏈板407，則鉸鏈 板407的卡合爪471前端會(huì)抵接窗框部432b的框部432c而一邊將窗框部 432b朝背板431方向按壓， 一邊朝向窗框部432b的被卡合部件408移動(dòng)。
如果鉸鏈板407的卡合爪471與窗框部432b的被卡合部件408卡合，則 窗框部432b就借助鉸鏈板407的卡合爪471而以被朝向?qū)盈B體402按壓的 狀態(tài)可拆裝地保持。
通過(guò)將窗框部設(shè)置在與集電配線部的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，能夠在借 助開(kāi)口部使作用極的多孔氧化物半導(dǎo)體層向外側(cè)露出的狀態(tài)下，利用窗 框部將各層疊體朝背板方向按壓。由于窗框部抵接在與設(shè)置在各層疊體 外周部的集電配線部的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域并將層疊體朝背板方向按壓， 因此，按壓力以各層疊體的外周部附近為中心施加。
因此，能將施加于各層疊體的按壓力設(shè)成大致一定，而在色素增感 型太陽(yáng)能電池的受光面的整個(gè)面上使作用極與對(duì)極之間的距離大致呈一 定，可抑制發(fā)電效率的參差不齊。
而且，在窗框部中，在框部上連設(shè)著中棧部，從而使窗框部具有優(yōu) 異的扭曲強(qiáng)度，比以往同重量的平板狀蓋體難翹曲，能抑制因該窗框部 的變形所造成的按壓力的變動(dòng)，可抑制各層疊體中作用極與對(duì)極之間的 距離變動(dòng)，能獲得大致一定的發(fā)電效率。
而且，用窗框部向背板方向按壓層疊體，并將作用極與對(duì)極以在其 間夾著電解液或凝膠狀電解質(zhì)的狀態(tài)重疊，并在用窗框部朝背板方向按
壓層疊體的狀態(tài)下，固定框體與背板的外周部，從而能將層疊體一次整 體密封在筐體內(nèi)。因此，不必使用如以往的以密封層來(lái)貼合作用極與對(duì) 極的單電池，而能有效地利用色素增感型太陽(yáng)能電池的受光面。
而且，通過(guò)借助窗框部的開(kāi)口部而使作用極的多孔氧化物半導(dǎo)體層 向外側(cè)露出，能增大對(duì)于色素增感型太陽(yáng)能電池的受光面的多孔氧化物 半導(dǎo)體層的面積比，可更有效地利用色素增感型太陽(yáng)能電池的受光面。
而且，通過(guò)借助窗框部的開(kāi)口部使作用極的多孔氧化物半導(dǎo)體層向 外側(cè)露出，能將太陽(yáng)光等光線直接射入作用極而使多孔氧化物半導(dǎo)體層 吸收，與光線透過(guò)蓋體而射入作用極的構(gòu)成不同，光強(qiáng)度不會(huì)減少，能 進(jìn)一步提高發(fā)電效率。 (第4實(shí)施方式)
以下參照附圖來(lái)說(shuō)明實(shí)施了本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件。 圖10是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例即色素增
感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。圖11是表示圖10的色素增感型太陽(yáng)能電
池的概略俯視圖。
圖10及圖11中，標(biāo)號(hào)510為色素增感型太陽(yáng)能電池、511為第1基板、 512為透明導(dǎo)電膜、513為多孔氧化物半導(dǎo)體層、514為作用極、515為電 解質(zhì)層、516為第2基板、517為導(dǎo)電膜、518為對(duì)極、519為彈性部件、520 為導(dǎo)電體、521為間隙填充材料、525為層疊體、530為筐體、531為框體、 532為蓋體、533為粘結(jié)劑層、534為粘結(jié)劑層。
該色素增感型太陽(yáng)能電池510大致由以下部分構(gòu)成在一個(gè)面514a上 設(shè)置有使增感色素載持于表面的多孔氧化物半導(dǎo)體層513的作用極514、 與一個(gè)面514a對(duì)向配置的對(duì)極518、形成于一個(gè)面514a和對(duì)極518的對(duì)向 于一個(gè)面514a的面518a (以下稱"對(duì)極518的一個(gè)面518a")之間的電解質(zhì) 層515、設(shè)于一個(gè)面514a的周緣部的導(dǎo)電體520、以及收納上述部件的筐 體530。
而且，在該色素增感型太陽(yáng)能電池510中，形成電解質(zhì)層515的電解 質(zhì)的大部分為浸含在多孔氧化物半導(dǎo)體層513的空隙部分的狀態(tài)。
作用極514具有第1基板511、以及在其一個(gè)面511a上順序形成的透明 導(dǎo)電膜512及多孔氧化物半導(dǎo)體層513。而且，在作用極514的一個(gè)面514a 的周緣部，按照包圍多孔氧化物半導(dǎo)體層513的側(cè)面513a的方式設(shè)置著導(dǎo) 電體520。
對(duì)極518具有第2基板516、以及形成于其一個(gè)面516a上的導(dǎo)電膜517。 色素增感型太陽(yáng)能電池510中，以作用極514與對(duì)極518夾著電解質(zhì)層
515所形成的層疊體525作為光電轉(zhuǎn)換元件發(fā)揮功能。
在色素增感型太陽(yáng)能電池510中，層疊體525收納于筐體530內(nèi)，該筐
體530具有包覆層疊體525的側(cè)面525a及作用極514的另一個(gè)面514b的一
部分的框體531、及接觸對(duì)極518的另一個(gè)面518b而將層疊體525固定于框
體531的蓋體532。
框體531具有從外側(cè)包覆層疊體525的側(cè)面525a的整個(gè)區(qū)域的框部 531A;及從框部531A垂直于該框部且向內(nèi)側(cè)(中心方向)突設(shè)的按壓部 531B。并使層疊體525的側(cè)面525a接觸框部531A的內(nèi)面531a、或使層疊體 525的側(cè)面525a配置于框部531A的內(nèi)面531a附近而將層疊體525收納于筐 體530內(nèi)。而且，作用極514的另一個(gè)面514b借助粘結(jié)劑層533而與按壓部 531B的內(nèi)面531b相接。而且，按壓部531B在作用極514的另一個(gè)面514b 上設(shè)成覆蓋對(duì)應(yīng)于形成在上述一個(gè)面514a上的導(dǎo)電體520的位置的區(qū)域， 按壓部531B的端面531c與導(dǎo)電體520的多孔氧化物半導(dǎo)體層513側(cè)的側(cè)面 520a存在于大致同一面上。
而且，蓋體532借助彈性部件519而與對(duì)極518的另一個(gè)面518b相接。 而且，蓋體532借助粘結(jié)劑層534固定于框體531。
而且，按壓部531B在作用極514的另一個(gè)面514b上設(shè)成覆蓋對(duì)應(yīng)于形 成在上述一個(gè)面514a上的導(dǎo)電體520的位置的區(qū)域的構(gòu)造，如圖10所示， 不僅是按壓部531B的端面531c與導(dǎo)電體520的多孔氧化物半導(dǎo)體層513側(cè) 的側(cè)面520a存在于大致同一面的構(gòu)造，且包含按壓部531B的端面531c存 在于多孔氧化物半導(dǎo)體層513所存在的區(qū)域的構(gòu)造，或按壓部531B的端面 531c存在于比導(dǎo)電體520的側(cè)面520a更靠向框部531A側(cè)的區(qū)域的構(gòu)造。
而且，在蓋體532與導(dǎo)電體520之間，借助彈性部件519，且以包圍對(duì) 極518的側(cè)面的方式配置間隙填充材料521。而且，本發(fā)明的第4實(shí)施方式
的光電轉(zhuǎn)換元件可不設(shè)置間隙填充材料。
由此構(gòu)造，層疊體525的上面及下面被框體531的按壓部531B與蓋體 532所包夾，并在沿與該層疊體的表面垂直的方向被按壓的狀態(tài)下收納于 筐體530內(nèi)。而且，該狀態(tài)下層疊體525的側(cè)面525a的全區(qū)域被框部531A 覆蓋，層疊體525利用筐體530而被一次整體密封。
而且，蓋體532借助粘結(jié)劑層534固定于框體531，但是優(yōu)選能夠通過(guò) 在框體531與蓋體532之間插入剃刀的刀片等薄、硬的刀具，而使蓋體532 容易從框體531取出。而且，蓋體532的固定不限于粘結(jié)，而也可用螺釘 固定來(lái)進(jìn)行。
第1基板511使用透光性材料所構(gòu)成的基板，如玻璃、聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚磺等，只要是一般作 為太陽(yáng)能電池的透明基板使用的材料，就可使用。第1基板511，考慮到 對(duì)于電解液的耐受性等而適宜地選擇即可，但是考慮到其用途，盡可能 選擇透光性高的基板為佳。
透明導(dǎo)電膜512是為了賦予第1基板511導(dǎo)電性，而形成于其一個(gè)面 511a的由金屬、碳、導(dǎo)電性金屬氧化物等所構(gòu)成的薄膜。
形成金屬薄膜或碳薄膜作為透明導(dǎo)電膜512的情形下，要設(shè)成不明顯 損及第1基板511的透明性的構(gòu)造。形成透明導(dǎo)電膜512的導(dǎo)電性金屬氧化 物可使用例如銦錫氧化物(Indium—TinOxide、 ITO)、氧化錫(Sn02)、 摻氟的氧化錫等。
多孔氧化物半導(dǎo)體層513設(shè)于透明導(dǎo)電膜512上，其表面載持增感色 素。形成多孔氧化物半導(dǎo)體層513的半導(dǎo)體并無(wú)特別限定，只要是一般使 用于形成太陽(yáng)能電池用的多孔半導(dǎo)體的材料，即可使用。上述半導(dǎo)體例 如可使用氧化鈦(Ti02)、氧化錫(Sn02)、氧化鎢(W03)、氧化鋅(ZnO)、 氧化鈮(Nb205)等。
作為形成多孔氧化物半導(dǎo)體層513的方法，可例示有基于溶膠凝膠法
的形成膜、微粒子的泳動(dòng)電沉積、基于發(fā)泡劑的多孔化、涂布與聚合物 微粒等的混合物后去除多余成分等方法，但是并不僅限于此。
作為增感色素，可使用將二聯(lián)吡啶構(gòu)造、三聯(lián)吡啶構(gòu)造等包含于配 位基的釕絡(luò)合物、卟啉、酞菁染料等含金屬絡(luò)合物、曙紅、若丹明、份 菁等有機(jī)色素等，在用途、使用方面沒(méi)有特別限定，而能選擇具有適于 半導(dǎo)體的激勵(lì)特性的材料。
電解質(zhì)層515是使電解液浸含于多孔氧化物半導(dǎo)體層513內(nèi)而形成
的，或在使電解液浸含于多孔氧化物半導(dǎo)體層513內(nèi)后，使用適當(dāng)?shù)哪z 化劑而使電解液凝膠化(仿凝固化)而與多孔氧化物半導(dǎo)體層513—體形成的。
作為電解液，使用將碘、碘化物離子、叔丁基吡啶等電解質(zhì)成分溶 解于碳酸乙烯酯或甲氧基乙腈等有機(jī)溶劑而成的電解液。
作為將電解液凝膠化時(shí)所使用的凝膠化劑，可以舉出聚氟化亞乙烯、 聚乙烯氧撐衍生物、氨基酸衍生物等。
作為第2基板516，可使用與第1基板511相同的材料，或由于不需要
特別具有透光性而可使用金屬板、合成樹(shù)脂板等。
導(dǎo)電膜517是為了賦予第2基板516導(dǎo)電性，而在其一個(gè)面516a上形成 的由箔等金屬、碳等所構(gòu)成的薄膜。導(dǎo)電膜517可使用例如蒸鍍、濺射、 涂布氯化鉑酸后的熱處理而形成的碳或鉑等的層，只要具備電極功能， 并不特別限定。
可使用泡沫聚乙烯、泡沬聚氨酯、橡膠海綿等作為彈性部件519。 在色素增感型太陽(yáng)能電池510中，通過(guò)利用筐體530密封層疊體525， 而在層疊體525上沿與該層疊體的表面垂直的方向施加外力。通過(guò)使彈性 部件519介于對(duì)極518與蓋體532之間，而能夠通過(guò)該外力抑制作用極514 與對(duì)極518之間發(fā)生橫向偏移。而且，通過(guò)彈性部件519，能夠在使層疊 體525在與該層疊體的表面垂直的方向保持柔軟性的同時(shí)牢固地固定于 筐體530。
作為導(dǎo)電體520，可舉出利用絲網(wǎng)印刷法、用銀等導(dǎo)電性墨水形成電
路的類(lèi)型，或進(jìn)行錫焊而形成電路的類(lèi)型。導(dǎo)電體520為了有效地收集在
色素增感型太陽(yáng)能電池510內(nèi)發(fā)生的電子，而設(shè)于作用極514的周緣部(用 以包圍多孔氧化物半導(dǎo)體層513的側(cè)面)。
而且，借助該導(dǎo)電體520，能使層疊體525與設(shè)于筐體530的外部連接 用端子(省略圖示)電連接。
可使用泡沫聚乙烯、泡沫聚氨酯、橡膠海綿等作為間隙填充材料521。
通過(guò)使間隙填充材料521介于蓋體532與導(dǎo)電體520之間，能夠通過(guò)用 筐體530密封層疊體525時(shí)所產(chǎn)生的外力，抑制作用極514與對(duì)極518之間 發(fā)生橫向偏移。而且，利用間隙填充材料521，能夠在使層疊體525在與 該層疊體表面垂直的方向保持柔軟性的同時(shí)牢固地固定于筐體530。
作為形成構(gòu)成筐體530的框體531及蓋體532的材料，并不特別限定，
可使用各種金屬、陶瓷、各種合成樹(shù)脂等。
作為形成粘結(jié)劑層533的粘結(jié)劑，只要可將第1基板511粘結(jié)于框體 531，則可使用任何材料，特別是優(yōu)選通過(guò)施加預(yù)定的外力而能容易從框 體531取出層疊體525的粘結(jié)劑。作為形成粘結(jié)劑層533的粘結(jié)劑，可使用
例如環(huán)氧系粘結(jié)劑等。
作為形成粘結(jié)劑層534的粘結(jié)劑，可使用與形成粘結(jié)劑層533的粘結(jié) 劑相同的材料，只要可將蓋體532粘結(jié)于框體531，則可使用任何材料。 特別是，作為形成粘結(jié)劑層534的粘結(jié)劑，優(yōu)選通過(guò)施加預(yù)定的外力而能 容易從框體531取出蓋體532的粘結(jié)劑。作為形成粘結(jié)劑層534的粘結(jié)劑， 可使用例如環(huán)氧系粘結(jié)劑等。
如以上說(shuō)明，在色素增感型太陽(yáng)能電池510中，組裝層疊體520后， 不需要將電解液填充于作用極514與對(duì)極518之間，故能簡(jiǎn)化工序。而且， 色素增感型太陽(yáng)能電池510不需要由熱塑性樹(shù)脂等所構(gòu)成的密封材，故耐 氣候性即長(zhǎng)期可靠性優(yōu)良。而且，色素增感型太陽(yáng)能電池510的作用極514 與對(duì)極518之間不需要設(shè)置距離，故發(fā)電效率優(yōu)良。
而且，色素增感型太陽(yáng)能電池510的設(shè)于構(gòu)成筐體530的框體531的按 壓部531B，在作用極514的另一個(gè)面514b上覆蓋形成在一個(gè)面514a上的導(dǎo)
電體520所存在的區(qū)域，作用極514的參與發(fā)電的部分不由蓋板等覆蓋，
而利用筐體530密封層疊體525。因此，由于射入作用極514的參與發(fā)電的 部分的光量不會(huì)減少，因此色素增感型太陽(yáng)能電池510具有更優(yōu)良的發(fā)電 效率。
而且，在色素增感型太陽(yáng)能電池510中，導(dǎo)電體520形成于作用極514 的一個(gè)面514a的周緣部，因此可增大作用極514的參與發(fā)電的部分的面 積，故色素增感型太陽(yáng)能電池510具有更優(yōu)良的發(fā)電效率。
而且，在色素增感型太陽(yáng)能電池510中，層疊體525借助粘結(jié)劑層533 而可拆卸地固定在框體531上，且蓋體532借助粘結(jié)劑層534而可拆卸地固 定在框體531上，當(dāng)層疊體525發(fā)生不良的情形下，可從筐體530拆下層疊 體來(lái)修理或是換成合格品。而且，由于可重復(fù)使用筐體530，故還能削減 制造成本。
其次，參照?qǐng)D10來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的制造 方法的一例。
在該例子中，首先準(zhǔn)備以預(yù)定方法順序地將透明導(dǎo)電膜512及多孔氧 化物半導(dǎo)體層513形成在第l基板511的一個(gè)面511a上而構(gòu)成的作用極514。
然后，在作用極514的一個(gè)面514a的周緣部設(shè)置導(dǎo)電體520。
然后，將預(yù)先添加了凝膠化劑的電解液滴下并浸含于多孔氧化物半 導(dǎo)體層513后，使該電解液凝膠化，形成與多孔氧化物半導(dǎo)體層513構(gòu)成 一體的電解質(zhì)層515。
然后，按照借助粘結(jié)劑層533而使作用極514的另一個(gè)面514b與框體 531的按壓部531B的內(nèi)面531b相接的方式，在框體531內(nèi)配置作用極514。
然后，按照使導(dǎo)電膜517重疊于電解質(zhì)層515的方式，將對(duì)極518重疊 在作用極514上，并將以作用極514與對(duì)極518夾著電解質(zhì)層515而形成的 層疊體525形成在框體531內(nèi)。
接著，按照包圍對(duì)極518的側(cè)面、并抵接于導(dǎo)電體520的方式配置間 隙填充材料521。
然后，按照借助彈性部件519覆蓋對(duì)極518的方式配置蓋體532。然后， 一邊從蓋體532的外側(cè)朝向與層疊體525的層疊體表面垂直的 方向施加載荷， 一邊借助粘結(jié)劑層534而將蓋體532固定于框體531，以筐 體530密封層疊體525，從而獲得色素增感型太陽(yáng)能電池510。
圖12是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的第2例即色素增 感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。
在該例中，與上述第1例在利用筐體530密封層疊體525的構(gòu)造上不 同。圖12中，對(duì)于與圖10所示的第1例的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素賦予相 同標(biāo)號(hào)而省略其說(shuō)明。
在色素增感型太陽(yáng)能電池540中，層疊體525的側(cè)面525a與框部531A 的內(nèi)面531a相接，而且，作用極514的另一個(gè)面514b借助密封部件541而 與按壓部531B的內(nèi)面531b相接。
而且，蓋體532借助密封部件542與框體531相接。并且蓋體532利用 螺釘543固定在框體531上。
而且，為了充分確保筐體530對(duì)層疊體525的密封，最好在框體531的 按壓部531B的內(nèi)面531b及作用極514的一個(gè)面514a上設(shè)置具有用以嵌合 密封部件541的溝等的嵌合部(省略圖示)。而且，最好在框體531的框部 531A的與蓋體532接觸的面及蓋體532的與框部531A接觸的面上設(shè)置具 有用以嵌合密封部件542的溝等的嵌合部(省略圖示)。
密封部件541、 542可使用由丁腈橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、含氟 橡膠等彈性材料或聚四氟乙烯等所構(gòu)成的O型圈、墊片等。
作為螺釘543，只要是能將蓋體532接合、固定于框體531，即可使用。
而且，在該例子中，作為將蓋體532接合、固定于框體531的部件而 例示了螺釘543，但本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件并不限于此。 本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件中，作為將蓋體接合、固定于框體 的部件，可使用例如將可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在蓋體上的鉸鏈板狀卡止部卡止在設(shè) 于框體的被卡止部的部件、利用按照接觸框體的框部、按壓部及蓋體表 面的方式安裝在筐體外側(cè)的剖面呈3字形的套筒狀的彈簧的束緊力而夾 入的部件。而且，將前述卡止部卡止于被卡止部的部件也可為將嵌合部
嵌合于被嵌合部的部件。
通過(guò)形成這種構(gòu)造，在層疊體525產(chǎn)生不良的情形下，能容易地從筐
體530拆下層疊體525來(lái)修理，或是更換為合格品。
本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件，在組裝層疊體之后，不需要 將電解液填充于作用極與對(duì)極之間，故能簡(jiǎn)化工序。而且，本發(fā)明的第4 實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件不需要由熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成的密封材，故耐氣候 性即長(zhǎng)期可靠性優(yōu)良。而且，本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的作 用極與對(duì)極之間不需要設(shè)置距離，故發(fā)電效率優(yōu)良。而且，本發(fā)明的第4 實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的設(shè)于構(gòu)成筐體的框體的按壓部覆蓋作用極的 至少形成導(dǎo)電體的區(qū)域，作用極的參與發(fā)電的部分不以蓋板等覆蓋，并 用筐體密封以作用極與對(duì)極夾著電解質(zhì)層而形成的層疊體，因此，由于 射入作用極的參與發(fā)電的部分的光量不會(huì)減少，因此具有更優(yōu)良的發(fā)電 效率。
而且，在本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件中，如果將導(dǎo)電體形 成在作用極的周緣部，則能增大作用極的參與發(fā)電的部分的面積，能降 低基板的電阻，故能實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率更優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換元件。
而且，在本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件中，如果將構(gòu)成筐體 的框體與蓋體可拆卸地固定，則在層疊體發(fā)生不良的情形下，可從筐體 將其拆下并修理或更換成合格品。而且，由于可重復(fù)使用筐體，故能削 減制造成本。
而且，在本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件中，如果在對(duì)極與蓋 體之間夾設(shè)彈性部件，則即使朝向與層疊體表面垂直的方向施加外力， 也能抑制在作用極與對(duì)極之間發(fā)生橫向偏移。而且，通過(guò)彈性部件，能 將層疊體在與該層疊體表面垂直的方向保持柔軟性且牢固地固定于筐 體。
(第5實(shí)施方式)
以下參照附圖來(lái)說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件。 圖13是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的一例即色素增
感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。
圖13中，標(biāo)號(hào)610表示為色素增感型太陽(yáng)能電池、611為第1基板、612 為透明導(dǎo)電膜、613為多孔氧化物半導(dǎo)體層、614為作用極、615為電解質(zhì) 層、616為第2基板、617為導(dǎo)電膜、618為對(duì)極、619為彈性部件、620為 層疊體、630為筐體、631為本體、632為蓋體、641為密封部件、642為螺釘。
該色素增感型太陽(yáng)能電池610大致由以下部分構(gòu)成在一個(gè)面614a上 設(shè)置有使增感色素載持于表面的多孔氧化物半導(dǎo)體層613的作用極614、 與一個(gè)面614a對(duì)向配置的對(duì)極618、形成于一個(gè)面614a和對(duì)極618的對(duì)向 于一個(gè)面614a的面618a (以下稱"對(duì)極618的一個(gè)面618a")之間的電解質(zhì) 層615、以及收納上述部件的筐體630。
而且，在該色素增感型太陽(yáng)能電池610中，形成電解質(zhì)層615的電解 質(zhì)的大部分為浸含在多孔氧化物半導(dǎo)體層613的空隙部分的狀態(tài)。
作用極614具有第1基板611、以及于其一個(gè)面611a上順序形成的透明 導(dǎo)電膜612及多孔氧化物半導(dǎo)體層613。
對(duì)極618具有第2基板616、以及形成于其一個(gè)面616a上的導(dǎo)電膜617。
在色素增感型太陽(yáng)能電池610中，以作用極614與對(duì)極618夾著電解質(zhì) 層615所形成的層疊體620可作為光電轉(zhuǎn)換元件發(fā)揮功能。
在色素增感型太陽(yáng)能電池610中，層疊體620收納于筐體630內(nèi)，該筐 體630具有包覆層疊體620的側(cè)面620a及對(duì)極618的另一個(gè)面618b的剖面 凹狀的本體631、及與作用極614的另一個(gè)面614b相接而將層疊體620固定 于本體631的蓋體632。而且，本體631借助彈性部件619而與對(duì)極618的另 一個(gè)面618b相接。
而且，蓋體632借助密封部件641而與本體631相接。并且蓋體632利 用螺釘642而固定于本體631 。
而且，為了充分確?？痼w630對(duì)層疊體620的密封，最好在本體631的 與蓋體632相接的面631a及蓋體632的一個(gè)面632a上設(shè)置具有用以嵌合密 封部件641的溝等的嵌合部(省略圖示)。
通過(guò)形成為這種構(gòu)造，層疊體620的上面及下面被本體631與蓋體632 所包夾，而以在與該層疊體的表面垂直的方向被按壓的狀態(tài)收納于筐體 630內(nèi)。而且，該狀態(tài)下層疊體620的側(cè)面620a的全區(qū)域被本體631覆蓋， 層疊體620由筐體630—次整體密封。
第1基板611使用透光性材料所構(gòu)成的基板，如玻璃、聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚磺等，只要是一般作 為太陽(yáng)能電池的透明基板使用的材料，就可使用。第1基板611，考慮到 對(duì)于電解液的耐受性等而適宜地選擇即可，但是考慮到其用途，盡可能 選擇透光性高的基板為佳。
透明導(dǎo)電膜612是為了賦予第1基板611導(dǎo)電性，而形成于其一個(gè)面 611a的由金屬、碳、導(dǎo)電性金屬氧化物等所構(gòu)成的薄膜。形成金屬薄膜 或碳薄膜作為透明導(dǎo)電膜612的情形下，要設(shè)成不明顯損及第1基板611的 透明性的構(gòu)造。形成透明導(dǎo)電膜612的導(dǎo)電性金屬氧化物可使用例如銦錫 氧化物(Indium—Tin Oxide、 ITO)、氧化錫(Sn02)、摻氟的氧化錫等。
多孔氧化物半導(dǎo)體層613設(shè)于透明導(dǎo)電膜612上，其表面載持增感色 素。形成多孔氧化物半導(dǎo)體層613的半導(dǎo)體并無(wú)特別限定，只要是一般使 用于形成太陽(yáng)能電池用的多孔半導(dǎo)體的材料，即可使用。上述半導(dǎo)體例 如可使用氧化鈦(Ti02)、氧化錫(Sn02)、氧化鎢(W03)、氧化鋅(ZnO)、 氧化鈮(Nb206)等。
作為形成多孔氧化物半導(dǎo)體層613的方法，可例示有基于溶膠凝膠法 的形成膜、微粒子的泳動(dòng)電沉積、基于發(fā)泡劑的多孔化、涂布與聚合物 微粒等的混合物后去除多余成分等方法，但是并不僅限于此。
作為增感色素，可使用將二聯(lián)吡啶構(gòu)造、三聯(lián)吡啶構(gòu)造等包含于配 位基的釕絡(luò)合物、卟啉、酞菁染料等含金屬絡(luò)合物、曙紅、若丹明、份 菁等有機(jī)色素等，在用途、使用方面沒(méi)有特別限定，而能選擇具有適于 半導(dǎo)體的激勵(lì)特性的材料。
電解質(zhì)層615是使電解液浸含于多孔氧化物半導(dǎo)體層613內(nèi)而形成 的，或在使電解液浸含于多孔氧化物半導(dǎo)體層613內(nèi)后，使用適當(dāng)?shù)哪z
化劑而使電解液凝膠化(仿凝固化)而與多孔氧化物半導(dǎo)體層613—體形 成的。
作為電解液，使用將碘、碘化物離子、叔丁基吡啶等電解質(zhì)成分溶 解于碳酸乙烯酯或甲氧基乙腈等有機(jī)溶劑而成的電解液。
作為將電解液凝膠化時(shí)所使用的凝膠化劑，可以舉出聚氟化亞乙烯、 聚乙烯氧撐衍生物、氨基酸衍生物等。
作為第2基板616，可使用與第1基板611相同的材料，或由于不需要
特別具有透光性而可使用金屬板、合成樹(shù)脂板等。
導(dǎo)電膜617是為了賦予第2基板616導(dǎo)電性，而在其一個(gè)面616a上形成 的由箔等金屬、碳等所構(gòu)成的薄膜。導(dǎo)電膜617可使用例如蒸鍍、濺射、 涂布氯化鉑酸后的熱處理而形成的碳或鉑等的層，只要具備電極功能， 并不特別限定。
可使用泡沫聚乙烯、泡沫聚氨酯、橡膠海綿等作為彈性部件619。 在色素增感型太陽(yáng)能電池610中，通過(guò)利用筐體630密封層疊體620， 而在層疊體620上沿與該層疊體的表面垂直的方向施加外力。通過(guò)使彈性 部件619介于對(duì)極618與本體631之間，而能夠通過(guò)該外力抑制作用極614 與對(duì)極618之間發(fā)生橫向偏移。而且，通過(guò)彈性部件619，能夠在使層疊 體620在與該層疊體的表面垂直的方向保持柔軟性的同時(shí)牢固地固定于 筐體630。
形成本體631的材料并不特別限定，可使用各種金屬、陶瓷、各種合
蓋體632可使用具有透過(guò)太陽(yáng)光的光學(xué)特性的部件。具有透過(guò)太陽(yáng)光 的光學(xué)特性的部件并不特別限定，例如可舉出由丙烯、聚碳酸酯、聚氯 乙烯、鈉玻璃等透明且具剛性的材質(zhì)構(gòu)成的部件。
密封部件641可使用由丁腈橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、含氟橡膠等 彈性材料或聚四氟乙烯等所構(gòu)成的O型圈、墊片等。
作為螺釘642，只要是能將蓋體632接合、固定于本體631，即可使用。
而且，在該例子中，作為將蓋體632接合、固定于本體631的部件而例示了螺釘642，但本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件并不限于此。
本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件中，作為將蓋體接合、固定于框體
的部件，可使用例如將可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在蓋體上的鉸鏈板狀卡止部卡止在設(shè) 于框體的被卡止部的部件、利用按照接觸框體的框部、按壓部及蓋體表 面的方式安裝在筐體外側(cè)的剖面呈3字形的套筒狀的彈簧的束緊力而夾 入的部件。而且，將前述卡止部卡止于被卡止部的部件也可為將嵌合部 嵌合于被嵌合部的部件。
如以上說(shuō)明，在色素增感型太陽(yáng)能電池610中，組裝層疊體620后， 不需要將電解液填充于作用極614與對(duì)極618之間，故能簡(jiǎn)化工序。而且， 色素增感型太陽(yáng)能電池610不需要由熱塑性樹(shù)脂等所構(gòu)成的密封材，故耐 氣候性即長(zhǎng)期可靠性優(yōu)良。而且，色素增感型太陽(yáng)能電池610的作用極614 與對(duì)極618之間不需要設(shè)置距離，故發(fā)電效率優(yōu)良。
而且，在色素增感型太陽(yáng)能電池610中，蓋體632借助密封部件641而 可拆卸地固定于本體631，層疊體620利用筐體630密封，故層疊體620發(fā) 生不良情形下，可從筐體630將其拆下并修理或更換成合格品。而且，由 于可重復(fù)使用筐體630，故能削減制造成本。
其次，參照?qǐng)D13來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的制造 方法的一例。
在該例子中，首先準(zhǔn)備以預(yù)定方法順序地將透明導(dǎo)電膜612及多孔氧 化物半導(dǎo)體層613形成在第l基板611的一個(gè)面611a上而構(gòu)成的作用極614。
然后，將預(yù)先添加了凝膠化劑的電解液滴下并浸含于多孔氧化物半 導(dǎo)體層613后，使該電解液凝膠化，形成與多孔氧化物半導(dǎo)體層613構(gòu)成 一體的電解質(zhì)層615。
然后，按照借助彈性部件619而使對(duì)極618的另一個(gè)面618b與本體631 的內(nèi)側(cè)的底面631a相接的方式，在本體631內(nèi)配置作用極614。
然后，按照使導(dǎo)電膜617重疊于電解質(zhì)層615的方式，將對(duì)極618重疊 在作用極613上，并將以作用極614與對(duì)極618夾著電解質(zhì)層615而形成的 層疊體620形成在本體631內(nèi)。 然后，按照覆蓋作用極614的另一個(gè)面614b的方式配置蓋體632。
然后， 一邊從蓋體632的外側(cè)朝向與層疊體620的層疊體表面垂直的 方向施加載荷， 一邊借助密封部件641并利用螺釘642將蓋體632固定于本 體631，以筐體630密封層疊體620，從而獲得色素增感型太陽(yáng)能電池610。
圖14是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的第2例即色素增 感型太陽(yáng)能電池的概略剖視圖。
圖14中，標(biāo)號(hào)650表示為色素增感型太陽(yáng)能電池、651為第1基板、652 為透明導(dǎo)電膜、653為多孔氧化物半導(dǎo)體層、654為作用極、655為電解質(zhì) 層、656為第2基板、657為導(dǎo)電膜、658為對(duì)極、659為彈性部件、660為 層疊體、670為筐體(有時(shí)也稱為"本體")、681為密封部件、682為螺釘。
該色素增感型太陽(yáng)能電池650大致由以下部分構(gòu)成在一個(gè)面654a上 設(shè)置有使增感色素載持于表面的多孔氧化物半導(dǎo)體層653的作用極654、 與一個(gè)面654a對(duì)向配置的對(duì)極658、形成于一個(gè)面654a和對(duì)極658的對(duì)向 于該面的面(以下稱"一個(gè)面")658a之間的電解質(zhì)層655、以及收納上 述部件的筐體670。
而且，該色素增感型太陽(yáng)能電池650中，電解質(zhì)層655與多孔氧化物 半導(dǎo)體層653—體形成。
作用極654具有第1基板651、以及在其一個(gè)面651a上順序形成的透明 導(dǎo)電膜652及多孔氧化物半導(dǎo)體層653。而且，在作用極654的周緣部654c 未設(shè)置多孔氧化物半導(dǎo)體層653，而是由第1基板651與透明導(dǎo)電膜652構(gòu) 成。
對(duì)極658具有第2基板656、以及形成于其一個(gè)面656a上的導(dǎo)電膜657。
在色素增感型太陽(yáng)能電池650中，以作用極654與對(duì)極658夾著電解質(zhì) 層655所形成的層疊體660作為光電轉(zhuǎn)換元件發(fā)揮功能。
在色素增感型太陽(yáng)能電池650中，層疊體660收納于剖面凹狀的本體 670內(nèi)，該本體670包覆層疊體660的側(cè)面660a及對(duì)極658的另一個(gè)面658b。 而且，本體670借助彈性部件659而與對(duì)極658的另一個(gè)面658b相接。
而且，作用極654的周緣部654c借助密封部件681而與本體670直接接
觸。并且作用極654的周緣部654c利用螺釘682固定于本體670 。
而且，為了充分確保本體670對(duì)層疊體660的密封，最好在本體670的 與周緣部654c相接的面670a及周緣部654c的與本體670相接的面654d上設(shè) 置具有用以嵌合密封部件681的溝等的嵌合部(省略圖示)。
通過(guò)形成為這種構(gòu)造，在層疊體660的側(cè)面660a的全區(qū)域被筐體670 覆蓋、并在朝向與該層疊體表面垂直方向按壓的狀態(tài)下，層疊體660由筐 體670—次整體密封。
第1基板651使用與上述第1基板611相同的材料。
透明導(dǎo)電膜652設(shè)置為與上述透明導(dǎo)電膜612相同。
形成多孔氧化物半導(dǎo)體層653的半導(dǎo)體可使用與形成上述多孔氧化 物半導(dǎo)體層613的半導(dǎo)體相同的材料。
增感色素可使用與上述第l例相同的材料。
電解質(zhì)層655設(shè)置為與上述電解質(zhì)層615相同。
電解液使用與上述第l例相同的電解液。
凝膠化劑使用與上述第1例相同的凝膠化劑。
第2基板656使用與上述第2基板616相同的材料。
導(dǎo)電膜657設(shè)置為與上述導(dǎo)電膜617相同。
彈性部件659使用與上述彈性部件619相同的材料。
形成筐體670的材料并不特別限定，可使用與形成上述本體631的材
料相同的材料。
密封部件681使用與上述密封部件641相同的材料。 螺釘682使用與上述螺釘642相同的材料。
而且，在該例子中，作為將作用極654接合、固定于筐體670的部件 而例示了螺釘682，但本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件并不限于此。 本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件中，作為將蓋體接合、固定于框體 的部件，可使用例如將可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在作用極上的鉸鏈板狀卡止部卡止在 設(shè)于筐體的被卡止部的部件、利用按照接觸作用極及筐體表面的方式安 裝在其外側(cè)的剖面呈3字形的套筒狀的彈簧的束緊力而夾入的部件。而
且，將前述卡止部卡止于被卡止部的部件也可為將嵌合部嵌合于被嵌合 部的部件。
如以上說(shuō)明，在色素增感型太陽(yáng)能電池650中，在組裝層疊體660之 后，不需要將電解液填充于作用極654與對(duì)極658之間，故能簡(jiǎn)化工序。 而且，色素增感型太陽(yáng)能電池650不需要由熱塑性樹(shù)脂等構(gòu)成的密封材， 故耐氣候性即長(zhǎng)期可靠性優(yōu)良。而且，色素增感型太陽(yáng)能電池650的作用 極654與對(duì)極658之間不需要設(shè)置距離，故發(fā)電效率優(yōu)良。
而且，作用極654兼作筐體670的蓋，作用極654的參與發(fā)電的部分未 被蓋覆蓋，因此可抑制射入作用極654的參與發(fā)電的部分的光量的減少， 因此，色素增感型太陽(yáng)能電池650具有更優(yōu)異的發(fā)電效率。
而且，在色素增感型太陽(yáng)能電池650中，作用極654借助密封部件681 而可拆卸地固定于筐體670，作用極654與筐體670直接相接，而層疊體660 由筐體670來(lái)密封，故在層疊體660發(fā)生不良的情形下，可從筐體670將其 拆下并修理或更換成合格品。而且，由于可重復(fù)使用筐體670，故能削減 制造成本。
本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件，在組裝層疊體后不需要將電 解液填充于作用極與對(duì)極之間，故能簡(jiǎn)化工序。而且，本發(fā)明的第5實(shí)施 方式的光電轉(zhuǎn)換元件不需要由熱塑性樹(shù)脂等所構(gòu)成的密封材，故耐氣候 性即長(zhǎng)期可靠性良好。而且，本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件不需 要在作用極與對(duì)極之間設(shè)置距離，故發(fā)電效率優(yōu)異。
而且，本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的作用極兼作本體的 蓋，作用極的參與發(fā)電的部分未被蓋覆蓋，因此可抑制射入作用極的參 與發(fā)電的部分的光量的減少，因此，色素增感型太陽(yáng)能電池具有更優(yōu)異 的發(fā)電效率。而且，作用極可拆卸地固定于筐體的本體，作用極與本體 直接相接，而層疊體由本體來(lái)密封，故在層疊體發(fā)生不良的情形下，可 從本體將其拆下并修理或更換成合格品。而且，由于可重復(fù)使用本體， 故能削減制造成本。
而且，本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件中，使彈性部件介于對(duì) 極與筐體之間，即使朝向與層疊體表面垂直的方向施加外力，也能抑制 作用極與對(duì)極之間發(fā)生橫向偏移。而且，能夠利用彈性部件而使層疊體 在與該層疊體表面垂直的方向保持柔軟性且牢固地固定于筐體。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方式，可提供一種具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性且能 以低價(jià)格提供的光電轉(zhuǎn)換元件。通過(guò)采用在筐體內(nèi)收納著具有以作用極 與對(duì)極夾著電解質(zhì)層而形成的層疊體的電池構(gòu)成部件的構(gòu)造，而能簡(jiǎn)易 地達(dá)到與外部電路的連接，因此本發(fā)明的第l實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件可 大幅地縮短施工所需要的時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式，可提供一種可保持在色素增感半導(dǎo)體電 極中填充并注入液狀或凝膠狀的電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，且具有優(yōu)異的發(fā)電效率 的光電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法。因此，本發(fā)明的第2實(shí)施方式對(duì)通過(guò)共用 作用極與蓋體而增大射入光量并實(shí)現(xiàn)高的輸出特性，及兼具輸出特性的 長(zhǎng)期穩(wěn)定性的光電轉(zhuǎn)換元件的制造作出了貢獻(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式，能夠應(yīng)用于如色素增感型太陽(yáng)能電池那 樣以?shī)A入電解液或凝膠狀電解質(zhì)的狀態(tài)，使重疊作用極與對(duì)極而成的層 疊體密封在筐體內(nèi)的構(gòu)造的光電轉(zhuǎn)換元件。
根據(jù)本發(fā)明的第4、 5實(shí)施方式，可實(shí)現(xiàn)保持可容易地填充高粘度或 凝膠狀的電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，且能效率良好地收集產(chǎn)生的電子的色素增感型 太陽(yáng)能電池。而且，由于不會(huì)減少射入電池的光量，與筐體的分離性也 高，因此可實(shí)現(xiàn)保養(yǎng)性及回收再循環(huán)性也高、環(huán)境負(fù)荷低的太陽(yáng)能電池。
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其具有層疊體；及收納前述層疊體的筐體，前述層疊體具有作用極；對(duì)極；及電解質(zhì)層，其形成于前述作用極與前述對(duì)極之間，前述筐體具有框體，其覆蓋前述層疊體；及蓋體，其將前述層疊體固定于前述框體，其中，前述框體在前述作用極上覆蓋與形成有導(dǎo)電體的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求l所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中前述導(dǎo)電體設(shè)置在前述 作用極的周緣部。
3. 如權(quán)利要求l所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中前述蓋體可拆卸地固定 于前述框體。
4. 如權(quán)利要求l所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中還具有設(shè)于前述對(duì)極與 前述蓋體之間的彈性部件。
全文摘要
一種光電轉(zhuǎn)換元件，具有層疊體及收納前述層疊體的筐體，前述層疊體具有作用極；對(duì)極；及電解質(zhì)層，其形成于前述作用極與前述對(duì)極之間，前述筐體具有框體，其覆蓋前述層疊體；及蓋體，其將前述層疊體固定于前述框體，其中，前述框體在前述作用極上覆蓋與形成有導(dǎo)電體的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
文檔編號(hào)H01G9/20GK101355187SQ200810147288
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2004年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者岡田顯一, 松井浩志, 江連哲也, 田邊信夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)