WO2015115607A1 - 光電変換素子 - Google Patents

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WO2015115607A1
WO2015115607A1 PCT/JP2015/052712 JP2015052712W WO2015115607A1 WO 2015115607 A1 WO2015115607 A1 WO 2015115607A1 JP 2015052712 W JP2015052712 W JP 2015052712W WO 2015115607 A1 WO2015115607 A1 WO 2015115607A1
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photoelectric conversion
sealing
sealing portion
cell
base material
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PCT/JP2015/052712
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真実 橘田
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株式会社フジクラ
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion element.
  • a dye-sensitized photoelectric conversion element As a photoelectric conversion element using a dye, a dye-sensitized photoelectric conversion element has attracted attention because it is inexpensive and high photoelectric conversion efficiency can be obtained, and various developments have been made regarding the dye-sensitized photoelectric conversion element.
  • a photoelectric conversion element using a dye includes at least one photoelectric conversion cell, and the photoelectric conversion cell includes a conductive first base material having a transparent substrate, It arrange
  • the photoelectric conversion element can increase the photoelectric conversion efficiency by allowing as much light as possible to reach the oxide semiconductor layer through the transparent substrate.
  • a dye-sensitized solar cell module described in Patent Document 1 below As a photoelectric conversion element using such a dye, for example, a dye-sensitized solar cell module described in Patent Document 1 below is known.
  • the dye-sensitized solar cell module described in Patent Document 1 below has a plurality of dye-sensitized solar cells, and each of the plurality of dye-sensitized solar cells is a cell sealing portion provided between a counter electrode and a conductive substrate. have. Adjacent cell sealing portions are integrated to form a sealing portion, and the sealing portion includes an annular portion and a partition portion that partitions the inner opening of the annular portion.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a photoelectric conversion element having excellent durability.
  • the present inventor has intensively studied paying attention to the relationship between the thickness of the annular portion outside the sealing portion and the thickness of the partition portion. It has been found that the above problem can be solved by making the thickness larger than the thickness of the partition portion.
  • the present invention includes at least one photoelectric conversion cell
  • the photoelectric conversion cell includes a first base material having a transparent substrate, a second base material facing the first base material, and the first base material.
  • An oxide semiconductor layer provided between a material and the second base material, wherein the at least one photoelectric conversion cell is the first base material and the second base material of the at least one photoelectric conversion cell.
  • the sealing portion has a first sealing portion provided between the first base material and the second base material, and the first sealing portion is An annular outer sealing portion; and at least one inner sealing portion provided inside the outer sealing portion so as to form the same number of cell spaces as the photoelectric conversion cells, and the outer sealing portion Is a photoelectric conversion element having a thickness greater than the thickness of the inner sealing portion.
  • the thickness of the outer sealing portion in the first sealing portion is larger than the thickness of the inner sealing portion, the thickness of the outer sealing portion is the thickness of the inner sealing portion. Compared with the case where it is below, the adhesive force between an outer side sealing part and the 1st base material or the 2nd base material of an at least 1 photoelectric conversion cell can be improved more. For this reason, the photoelectric conversion element of the present invention can have excellent durability.
  • the ratio of the thickness of the outer sealing portion to the thickness of the inner sealing portion is preferably 1.1 to 2.0.
  • the photoelectric conversion element of the present invention can have more excellent durability than the case where the ratio of the thickness of the outer sealing portion to the thickness of the inner sealing portion is out of the above range.
  • a dye is usually supported on the oxide semiconductor layer.
  • the at least one photoelectric conversion cell includes a plurality of the photoelectric conversion cells, and the first sealing portion partitions the inner opening of the annular outer sealing portion. And a part of the outer sealing part and a plurality of annular first cell sealing parts surrounding the oxide semiconductor layer, and the adjacent first of the plurality of first cell sealing parts. You may have the sealing connection part which connects the said inner side sealing parts between the said inner side sealing parts of a cell sealing part.
  • the width of the outer sealing portion is narrower than the total width of the width of the sealing connecting portion and the width of the two inner sealing portions connected by the sealing connecting portion. It is preferable that
  • the aperture ratio is improved as compared with the case where the width of the outer sealing portion is equal to or larger than the total width of the width of the sealing connecting portion and the width of the two inner sealing portions connected by the sealing connecting portion.
  • the outer sealing part has a larger thickness than the inner sealing part, the width of the outer sealing part is set to the width of the sealing connecting part and the two inner sealing parts connected by the sealing connecting part. Even if it is narrower than the total width with the width of the stop portion, sufficient durability can be ensured.
  • the width of the outer sealing portion is preferably greater than 50% and less than 100% of the total width.
  • the aperture ratio can be further improved as compared with the case where the width of the outer sealing portion is 100% or more of the total width.
  • invasion distances such as a water
  • the second base materials of the two adjacent photoelectric conversion cells are separated from each other, and the sealing connection portion has the same thickness as the inner sealing portion. It is preferable to have a part main body and a projecting part that projects from the sealed connecting part main body into a gap between the second base materials of the two adjacent photoelectric conversion cells.
  • the sealing connecting portion has a thickness larger than the inner sealing portion by the amount of the protruding portion. Adhesive force between the connecting portion and the first base material or the second base material can be sufficiently secured. For this reason, it becomes possible to have more outstanding durability because an inner side sealing part is connected with a sealing connection part.
  • the sealing connection part protrudes in the clearance gap between the 2nd base materials of two adjacent photoelectric conversion cells from the sealing connection part main body which has the same thickness as an inner side sealing part, and a sealing connection part main body. Therefore, even if the adjacent second base materials try to contact each other, the contact is blocked by the protruding portion of the sealing connection portion. For this reason, it becomes possible to prevent the short circuit between 2nd base materials.
  • the height of the protruding portion from the sealing connection body is 5 to 100% of the thickness of the second base material.
  • the entire transparent substrate is curved so as to be convex toward the second base material side.
  • the first base material has a first electrode and the second base material has a second electrode.
  • the thickness of the outer sealing portion is larger than the thickness of the inner sealing portion.
  • the distance between the electrodes can be further reduced from the stop portion toward the inner sealing portion side. For this reason, the photoelectric conversion element can have excellent photoelectric conversion characteristics.
  • the thickness of the outer sealing portion refers to an average value of the height of the inner peripheral surface of the outer sealing portion and the height of the outer peripheral surface of the outer sealing portion.
  • a photoelectric conversion element having excellent durability is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional end view showing a first embodiment of a photoelectric conversion element of the present invention. It is a top view which shows a part of 1st Embodiment of the photoelectric conversion element of this invention. It is a fragmentary sectional view which shows the 2nd base material of FIG. It is a top view which shows the pattern of the transparent conductive layer in the photoelectric conversion element of FIG. It is a top view which shows the 1st sealing part of FIG. It is a top view which shows the 2nd sealing part of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional end view taken along the line VII-VII in FIG. 2. It is a top view which shows the working electrode which formed the connection part for fixing a back seat
  • FIGS. 1 is a cross-sectional end view showing a first embodiment of the photoelectric conversion element of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing a part of the first embodiment of the photoelectric conversion element of the present invention
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a second base material
  • FIG. 4 is a plan view showing a pattern of a transparent conductive layer in the photoelectric conversion element of FIG. 1
  • FIG. 5 is a plan view showing a first sealing portion of FIG. 6 is a plan view showing the second sealing portion of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional end view taken along line VII-VII of FIG. 2
  • FIG. 8 is a connection portion for fixing the backsheet. It is a top view which shows the formed working electrode.
  • the photoelectric conversion element 100 includes a plurality (four in FIG. 1) of photoelectric conversion cells 50 and a back sheet 80 provided so as to cover the photoelectric conversion cells 50. As shown in FIG. 2, the plurality of photoelectric conversion cells 50 are connected in series by a conductive material 60P.
  • the four photoelectric conversion cells 50 in the photoelectric conversion element 100 may be referred to as photoelectric conversion cells 50A to 50D.
  • each of the plurality of photoelectric conversion cells 50 includes a working electrode 10 having a first base 15 and a second base 20 facing the first base 15.
  • the some photoelectric conversion cell 50 has the sealing part 30 which connects the 1st base material 15 and the 2nd base material 20, and the sealing part 30 has several cyclic
  • a cell space formed by the first base material 15, the second base material 20, and the annular cell sealing portion 30 ⁇ / b> A is filled with an electrolyte 40.
  • the second base material 20 includes a conductive substrate 21 that serves as a second electrode and a substrate, and a catalyst layer 22 that is provided on the first base material 15 side of the conductive substrate 21 to promote a catalytic reaction. And. That is, the 2nd base material 20 is comprised by the counter electrode. Moreover, as shown in FIG. 1, in the two adjacent photoelectric conversion cells 50, the 2nd base materials 20 are mutually spaced apart. Moreover, the 2nd base material 20 has flexibility.
  • the first base material 15 is composed of a conductive substrate, and includes a transparent substrate 11, a transparent conductive layer (or transparent conductive film) 12 provided on the transparent substrate 11, and an insulating material 33 provided on the transparent substrate 11. And a connection terminal 16 provided on the transparent conductive layer 12.
  • the oxide semiconductor layer 13 is surrounded by the annular cell sealing portion 30A.
  • the transparent substrate 11 is used as a common transparent substrate for the photoelectric conversion cells 50A to 50D. That is, one transparent substrate 11 is provided for the photoelectric conversion cells 50A to 50D.
  • the transparent conductive layer 12 is composed of transparent conductive layers 12A to 12F provided in a state of being insulated from each other. That is, the transparent conductive layers 12A to 12F are disposed with the groove 90 interposed therebetween.
  • the transparent conductive layers 12A to 12D constitute the transparent conductive layer 12 as the first electrodes of the plurality of photoelectric conversion cells 50A to 50D, respectively.
  • the transparent conductive layer 12E is arranged so as to be bent along the cell sealing portion 30A.
  • the transparent conductive layer 12F is an annular transparent conductive layer 12 for fixing the peripheral edge 80a of the back sheet 80 (see FIG. 1).
  • each of the transparent conductive layers 12A to 12D includes a rectangular main body portion 12a having a side edge portion 12b and a protruding portion 12c protruding sideways from the side edge portion 12b of the main body portion 12a.
  • the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12C among the transparent conductive layers 12A to 12D includes an overhang portion 12d that projects laterally with respect to the arrangement direction X of the photoelectric conversion cells 50A to 50D, and an overhang portion. It has a facing portion 12e extending from 12d and facing the main body portion 12a of the adjacent photoelectric conversion cell 50D through a groove 90.
  • the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12B has a protruding portion 12d and a facing portion 12e. Also in the photoelectric conversion cell 50A, the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12A has a protruding portion 12d and a facing portion 12e.
  • the photoelectric conversion cell 50D is already connected to the photoelectric conversion cell 50C, and there is no other photoelectric conversion cell 50 to be connected. For this reason, in the photoelectric conversion cell 50D, the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12D does not have the facing portion 12e. In other words, the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12D is constituted only by the overhang portion 12d.
  • the transparent conductive layer 12D connects the first current extraction portion 12f for extracting the current generated in the photoelectric conversion element 100 to the outside, the first current extraction portion 12f, and the main body portion 12a, so that the transparent conductive layers 12A ⁇ It further has a connection portion 12g extending along the side edge portion 12b of 12C.
  • the first current extraction portion 12f is disposed around the photoelectric conversion cell 50A and on the opposite side of the transparent conductive layer 12B with respect to the transparent conductive layer 12A.
  • the transparent conductive layer 12E also has a second current extraction portion 12h for extracting the current generated in the photoelectric conversion element 100 to the outside.
  • the second current extraction portion 12h is around the photoelectric conversion cell 50A.
  • the transparent conductive layer 12A is disposed on the opposite side of the transparent conductive layer 12B.
  • the first current extraction unit 12f and the second current extraction unit 12h are arranged adjacent to each other through the groove 90B (90) around the photoelectric conversion cell 50A.
  • the groove 90 is formed along the edge of the first groove 90A formed along the edge of the main body 12a of the transparent conductive layer 12 and the portion of the transparent conductive layer 12 excluding the main body 12a.
  • the second groove 90 ⁇ / b> B intersects with the peripheral edge 80 a of the backsheet 80.
  • connection terminal 16 is provided on each protrusion 12c of the transparent conductive layers 12A to 12C and the transparent conductive layer 12E.
  • Each connection terminal 16 is connected to the conductive material 60P and extends outside the cell sealing portion 30A along the cell sealing portion 30A, and from the conductive material connecting portion 16A to the outside of the cell sealing portion 30A.
  • a conductive material non-connecting portion 16B extending along the cell sealing portion 30A.
  • the transparent conductive layers 12A to 12C at least the conductive material connection portion 16A of the connection terminals 16 is provided on the facing portion 12e of the protruding portion 12c, and the adjacent photoelectric conversion cell 50 to be connected is connected. It faces the main body 12a.
  • the conductive material connection portion 16A of the connection terminals 16 faces the main body portion 12a of the adjacent photoelectric conversion cell 50A to be connected.
  • the width of the conductive material non-connecting portion 16B is narrower than the width of the conductive material connecting portion 16A.
  • the widths of the conductive material connecting portion 16A and the conductive material non-connecting portion 16B are constant.
  • the width of the conductive material connecting portion 16A is the length in the direction orthogonal to the extending direction of the conductive material connecting portion 16A and means the narrowest width among the widths of the conductive material connecting portion 16A.
  • the width of the portion 16B is the length in a direction orthogonal to the extending direction of the conductive material non-connecting portion 16B and means the narrowest width among the widths of the conductive material non-connecting portion 16B.
  • the conductive material connection part 16A of the connection terminal 16 provided on the protrusion part 12c of the transparent conductive layer 12C in the photoelectric conversion cell 50C and the conductive substrate 21 of the second base material 20 in the adjacent photoelectric conversion cell 50D are conductive materials.
  • 60P is connected.
  • the conductive material 60P is disposed so as to pass over the cell sealing portion 30A.
  • the conductive material connecting portion 16A of the connection terminal 16 in the photoelectric conversion cell 50B and the conductive substrate 21 of the second base material 20 in the adjacent photoelectric conversion cell 50C are connected via the conductive material 60P, and the photoelectric conversion cell 50A.
  • the conductive material connecting portion 16A of the connection terminal 16 in the semiconductor device and the conductive substrate 21 of the second base material 20 in the adjacent photoelectric conversion cell 50B are connected via the conductive material 60P, and the electrical conductivity of the connection terminal 16 on the transparent conductive layer 12E.
  • the material connecting portion 16A and the conductive substrate 21 of the second base material 20 in the adjacent photoelectric conversion cell 50A are connected via a conductive material 60P.
  • External connection terminals 18a and 18b are provided on the first current extraction unit 12f and the second current extraction unit 12h, respectively.
  • the cell sealing portion 30A includes an annular first cell sealing portion 31A provided between the first base material 15 and the second base material 20, and a first cell sealing portion 31A. It has 2nd cell sealing part 32A which is provided so that it may overlap and clamps the joining edge part 20a of the 2nd base material 20 with 31 A of 1st cell sealing parts. Then, as shown in FIG. 5, the adjacent first cell sealing portions 31 ⁇ / b> A are integrated via a sealing connecting portion 31 d to constitute the first sealing portion 31.
  • the first sealing portion 31 includes an annular portion (hereinafter referred to as an “outer sealing portion”) 31 a that is not provided between two adjacent second base materials 20 and two adjacent two base materials 20.
  • a portion (hereinafter referred to as an “inner sealing portion”) 31b provided between the second base materials 20 and partitioning the inner opening 31c of the outer sealing portion 31a is connected to two adjacent inner sealing portions 31b. And a sealing connecting portion 31d.
  • the first cell sealing portion 31A includes an inner sealing portion 31b that partitions the inner opening 31c of the annular outer sealing portion 31a and a part of the outer sealing portion 31a, and an oxide semiconductor layer. 13 is surrounded.
  • the inner sealing portions 31b are provided so as to form the same number of cell spaces as the number of photoelectric conversion cells 50. In the present embodiment, six inner sealing portions 31b are provided so as to form four photoelectric conversion cells 50 (see FIG. 5).
  • the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a of the first sealing portion 31 is larger than the thickness t 2 of the inner sealing portion (see FIG. 7).
  • the sealing connecting portion 31d includes a sealing connecting portion main body 31e having the same thickness as the inner sealing portion 31b, and a gap between the second base materials 20 of two adjacent DSCs from the sealing connecting portion main body 31e. And a protruding portion 31f protruding to S. That is, the maximum thickness t 3 of the sealing connection portion 31d is larger than the thickness t 2 of the inner sealing portion.
  • the second cell sealing portions 32 ⁇ / b> A are integrated between the adjacent second base materials 20 to form the second sealing portion 32.
  • the second sealing portion 32 includes an annular portion (hereinafter referred to as “annular portion”) 32 a that is not provided between two adjacent second base materials 20, and two adjacent second base materials 20.
  • the first cell sealing portion 31A and the groove 90 there is the groove 90 between the adjacent transparent conductive layers 12A to 12F and spans the adjacent transparent conductive layer 12.
  • An insulating material 33 made of glass frit is provided. More specifically, the insulating material 33 enters the first groove 90A formed along the edge of the main body 12a of the transparent conductive layer 12 in the groove 90, and the main body forming the first groove 90A. The edge of the portion 12a is also covered.
  • the width w 3 of the inner sealing portion 31b is narrower than the width w 1 of the outer sealing portion 31a. Further, the width w 1 of the outer sealing portion 31a is provided with a width w 4 of the sealing connection portion 31d, the total width w 2 of the width w 3 of the two inner sealing portion 31b which is connected by the sealing connection portion 31d Narrower. Further, the second cell sealing portion 32A is bonded to the first cell sealing portion 31A.
  • a back sheet 80 is provided on the first base material 15.
  • the backsheet 80 is provided with a laminated body 80A including a weather resistant layer and a metal layer, and is provided on the opposite side of the laminated body 80A from the metal layer, and adheres to the first base material 15 via the backsheet connecting portion 14.
  • an adhesive portion 80B is for bonding the back sheet 80 to the first base material 15, and may be formed at the peripheral portion of the stacked body 80A as shown in FIG. However, the bonding portion 80B may be provided on the entire surface of the stacked body 80A on the photoelectric conversion cell 50 side.
  • the peripheral edge portion 80a of the backsheet 80 is connected to the transparent conductive layers 12D, 12E, and 12F of the transparent conductive layer 12 through the backsheet connecting portion 14 by the adhesive portion 80B.
  • the bonding portion 80 ⁇ / b> B is separated from the cell sealing portion 30 ⁇ / b> A of the photoelectric conversion cell 50.
  • the backsheet connecting portion 14 is also separated from the cell sealing portion 30A. The space inside the back sheet 80 and outside the cell sealing portion 30A is not filled with the electrolyte 40.
  • the current collector wiring 17 having a lower resistance than that of the transparent conductive layer 12D extends so as to pass through the main body portion 12a, the connection portion 12g, and the current extraction portion 12f. .
  • the current collecting wiring 17 is disposed so as not to intersect with the backsheet connecting portion 14 between the backsheet 80 and the first base material 15. In other words, the current collecting wiring 17 is disposed on the inner side than the back sheet connecting portion 14.
  • bypass diodes 70A to 70D are connected in parallel to the photoelectric conversion cells 50A to 50D, respectively.
  • the bypass diode 70A is fixed on the partition part 32b of the second sealing part 32 between the photoelectric conversion cell 50A and the photoelectric conversion cell 50B, and the bypass diode 70B is fixed to the photoelectric conversion cell 50B and the photoelectric conversion cell 50B.
  • the bypass diode 70C is fixed on the partition portion 32b of the second sealing portion 32 between the photoelectric conversion cell 50C and the photoelectric conversion cell 50D. It is fixed to.
  • the bypass diode 70D is fixed on the cell sealing portion 30A of the photoelectric conversion cell 50D.
  • a conductive material 60Q is fixed to the conductive substrate 21 of the second base material 20 so as to pass through the bypass diodes 70A to 70D. Further, a conductive material 60P branches from the conductive material 60Q between the bypass diodes 70A and 70B, between the bypass diodes 70B and 70C, and between the bypass diodes 70C and 70D, and the conductive material connecting portion 16A on the transparent conductive layer 12A, the transparent conductive layer The conductive material connection portion 16A on 12B and the conductive material connection portion 16A on the transparent conductive layer 12C are connected to each other. The conductive material 60P is also fixed to the conductive substrate 21 of the second base material 20 of the photoelectric conversion cell 50A.
  • the conductive material 60P is connected to the bypass diode 70A and the conductive material connecting portion of the connection terminal 16 on the transparent conductive layer 12E. 16A is connected. Further, the bypass diode 70D is connected to the transparent conductive layer 12D through the conductive material 60P.
  • a desiccant (not shown) may or may not be provided on the second base material 20 of each photoelectric conversion cell 50, but a desiccant is provided. Is preferred.
  • the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a is larger than the thickness t 2 of the inner sealing portion, the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a is the inner seal compared to case where the thickness t 2 less stop portion 30b, it is possible to further improve the adhesion between the outer sealing portion 31a and the first substrate 15 or second substrate 20. For this reason, the photoelectric conversion element 100 can have excellent durability.
  • the photoelectric conversion element 100 that the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a is larger than the thickness t 2 of the inner sealing portion 31b, the outer sealing portion 31a to the inner sealing portion 31b side The distance between the poles can be made smaller as it goes. For this reason, the photoelectric conversion element 100 can have excellent photoelectric conversion characteristics.
  • the photoelectric conversion element 100 even if the thickness t 2 of the inner sealing portion 31b is smaller than the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a, an amount corresponding inner sealing portion 31b of the sealing connection portion 31d is protruded portion 31f Since the inner sealing portion 31b is connected to the sealing connecting portion 31d, the durability can be further improved. Moreover, the sealing connection part main body 31e in which the sealing connection part 31d has the same thickness as the inner side sealing part 31b, and the 2nd base material 20 of two photoelectric conversion cells 50 adjacent from the sealing connection part main body 31e.
  • a groove 90 is formed along the edge of the transparent conductive layer 12, and the groove 90 is a main body portion 12a of the transparent conductive layer 12 disposed inside the annular cell sealing portion 30A.
  • the first groove 90A is formed along the edge.
  • the insulating material 33 made of glass frit enters the first groove 90A, and the insulating material 33 also covers the edge of the main body portion 12a forming the first groove 90A.
  • the insulating material 33 is a resin. High sealing performance compared to For this reason, the photoelectric conversion element 100 can have excellent durability.
  • the cell sealing portion 30A and the insulating material 33 are arranged so as to overlap each other. For this reason, compared with the case where the insulating material 33 is arrange
  • the first current extraction unit 12f and the second current extraction unit 12h are disposed around the photoelectric conversion cell 50A and on the opposite side of the transparent conductive layer 12B with respect to the transparent conductive layer 12A.
  • the first current extraction portion 12f of the layer 12D and the second current extraction portion 12h of the transparent conductive layer 12E are arranged so as to be adjacent to each other via the groove 90.
  • the external connection terminals 18a and 18b can be arranged adjacent to each of the first current extraction unit 12f and the second current extraction unit 12h. Therefore, the number of connectors for taking out current from the external connection terminals 18a and 18b to the outside can be reduced to one.
  • the external connection terminals 18a and 18b are also arranged far apart.
  • two connectors of a connector connected to the external connection terminal 18a and a connector connected to the external connection terminal 18b are required.
  • the external connection terminals 18a and 18b can be arranged adjacent to each other, only one connector is required. For this reason, according to the photoelectric conversion element 100, space saving can be achieved.
  • the generated current is small. Specifically, the generated current is 2 mA or less. Therefore, among the photoelectric conversion cells 50A and 50D at both ends of the photoelectric conversion cells 50A to 50D, a part of the transparent conductive layer 12D of the photoelectric conversion cell 50D on one end side is used as the second base material of the photoelectric conversion cell 50A on the other end side. Even if it arrange
  • the photoelectric conversion cells 50A to 50D are arranged in a line along the X direction, and one of the photoelectric conversion cells 50A and 50D at both ends of the photoelectric conversion cells 50A to 50D.
  • the 50D transparent conductive layer 12D includes a main body 12a provided inside the cell sealing portion 30A, a first current extraction portion 12f, and a connection portion 12g that connects the main body 12a and the first current extraction portion 12f. Have.
  • the photoelectric conversion elements 50C and 50D which are a part of the photoelectric conversion cells 50A to 50D, are folded halfway, and the photoelectric conversion cell 50A and the photoelectric conversion cell 50D are arranged so as to be adjacent to each other. In order to connect two adjacent photoelectric conversion cells 50 to each other, it is possible to further shorten the installation area of the connection terminal 16 provided along the arrangement direction (X direction in FIG. 2) of the photoelectric conversion cells 50A to 50D. Space can be further saved.
  • the photoelectric conversion element 100 when the photoelectric conversion element 100 is used in a low illumination environment, since the generated current is usually small, the photoelectric conversion element 100 includes the main body portion 12a and the first current extraction portion 12f. Even if it has the 1st connection part 12g which connects to, the fall of a photoelectric conversion characteristic can fully be suppressed.
  • the current collecting wiring 17 is arranged so as not to intersect with the backsheet connecting portion 14 between the backsheet 80 and the first base material 15.
  • the current collecting wiring 17 is generally porous and has air permeability, so that gas such as water vapor can pass therethrough.
  • the current collector wiring 17 is disposed so as not to intersect with the backsheet connecting portion 14 between the backsheet 80 and the first base material 15. For this reason, it is possible to prevent water vapor or the like from entering the space between the back sheet 80 and the first base material 15 from the outside through the current collecting wiring 17.
  • the photoelectric conversion element 100 can have excellent durability.
  • the current collection wiring 17 has resistance lower than transparent conductive layer 12D, even if a generated current becomes large, the fall of a photoelectric conversion characteristic can fully be suppressed.
  • connection terminal 16 when the photoelectric conversion element 100 is placed in an environment with a large temperature change, the connection terminal 16 is less likely to be peeled off from the protruding portion 12 c of the transparent conductive layer 12 as the width of the connection terminal 16 is narrower.
  • the conductive material non-connecting portion 16B of the connection terminal 16 has a narrower width than the conductive material connecting portion 16A connected to the conductive material 60P. For this reason, the conductive material non-connection portion 16 ⁇ / b> B of the connection terminal 16 is difficult to peel off from the protruding portion 12 c of the transparent conductive layer 12.
  • the conductive material connecting portion 16A is peeled off from the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12, the conductive material non-connecting portion 16B is not peeled off from the transparent conductive layer 12, and the connection to the transparent conductive layer 12 can be maintained. It becomes. Even if the conductive material connecting portion 16A is peeled off from the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12, the photoelectric conversion element 100 can operate normally. Therefore, according to the photoelectric conversion element 100, connection reliability can be improved.
  • the conductive material 60P connected to the conductive substrate 21 of the second base material 20 in one of the two adjacent photoelectric conversion cells 50 is on the protruding portion 12c in the other photoelectric conversion cell 50.
  • the conductive material connection portion 16A is connected to the conductive material connection portion 16A, and is provided outside the cell sealing portion 30A on the protruding portion 12c. That is, the connection between two adjacent photoelectric conversion cells 50 is performed outside the cell sealing portion 30A. For this reason, according to the photoelectric conversion element 100, it becomes possible to improve an aperture ratio.
  • the projecting portion 12c protrudes laterally from the main body portion 12a; It has a facing portion 12e extending from the overhanging portion 12d and facing the main body portion 12a of the adjacent photoelectric conversion cell 50, and at least the conductive material connecting portion 16A of the connection terminals 16 is provided on the facing portion 12e.
  • connection terminals 16 since at least the conductive material connection portion 16A of the connection terminals 16 is provided on the facing portion 12e facing the main body portion 12a of the adjacent photoelectric conversion cell 50, at least the conductive material connection portion of the connection terminals 16. Unlike the case where 16A is not provided on the facing portion 12e facing the main body portion 12a of the adjacent photoelectric conversion cell 50, the conductive material 60P connected to the conductive material connection portion 16A is connected to the adjacent photoelectric conversion cell 50. It is possible to sufficiently prevent the second base material 20 from crossing the conductive substrate 21. As a result, it is possible to sufficiently prevent a short circuit between adjacent photoelectric conversion cells 50.
  • the conductive material connecting portion 16A and the conductive material non-connecting portion 16B are both disposed along the cell sealing portion 30A. For this reason, compared with the case where the electrically conductive material connection part 16A and the electrically conductive material non-connection part 16B are arranged along the direction away from the cell sealing part 30A, the space required for the connection terminal 16 can be omitted.
  • the adhesive portion 80B of the back sheet 80 is separated from the cell sealing portion 30A of the photoelectric conversion cell 50. For this reason, the adhesive portion 80B contracts at a low temperature to pull the cell sealing portion 30A, and an excessive stress is applied to the interface between the cell sealing portion 30A and the first base material 15 or the second base material 20. Is sufficiently suppressed. Even at high temperatures, the adhesive portion 80B expands and pushes the cell sealing portion 30A to apply excessive stress to the interface between the cell sealing portion 30A and the first base material 15 or the second base material 20. Is sufficiently suppressed.
  • the photoelectric conversion element 100 can have excellent durability.
  • the width w 3 of the inner sealing portion 31b is narrower than the width w 1 of the outer sealing portion 31a. For this reason, the aperture ratio in the photoelectric conversion element 100 can be more sufficiently improved.
  • the adjacent first cell sealing portions 31 ⁇ / b> A and the adjacent second cell sealing portions 32 ⁇ / b> A are integrated between the adjacent second base materials 20.
  • the adjacent first cell sealing portions 31 ⁇ / b> A are not integrated, there are two sealing portions exposed to the atmosphere between the adjacent photoelectric conversion cells 50.
  • the adjacent first cell sealing portions 31A are integrated with each other, there is no sealing portion exposed to the atmosphere between the adjacent photoelectric conversion cells 50.
  • the 1st sealing part 31 is comprised by the outer side sealing part 31a, the inner side sealing part 31b, and the sealing connection part 31d, between the adjacent photoelectric conversion cells 50, it is with respect to air
  • the sealing part exposed in this way is only one place of the sealing connecting part 31d.
  • the first cell sealing portions 31A are integrated with each other, the penetration distance of moisture and the like from the atmosphere to the electrolyte 40 increases. For this reason, the quantity of the water
  • the adjacent first cell sealing portions 31A are integrated. Therefore, the width w 3 of the inner sealing portion 31b, even narrower than the width w 1 of the outer sealing portion 31a, to ensure a sufficient sealing width at its inner sealing portion 31b and the sealing connection portion 31d It becomes possible. That is, according to the photoelectric conversion element 100, the adhesive strength between the first cell sealing portion 31A and the first base material 15 and the first cell sealing portion 31A and the second base material 20 are improved while improving the aperture ratio. It is possible to sufficiently increase the adhesive strength.
  • the aperture ratio can be improved, and when the photoelectric conversion element 100 is used at a high temperature, the electrolyte 40 expands and an excessive stress is applied from the inside to the outside of the first cell sealing portion 31A. Even if it is, peeling of 31 A of 1st cell sealing parts from the 1st base material 15 and the 2nd base material 20 can fully be suppressed, and it becomes possible to have outstanding durability.
  • the width w 1 of the outer sealing portion 31a is narrower than the total width w 2.
  • the width w 1 of the outer sealing portion 31a is compared with the case where the total width w 2 above, further improving the aperture ratio.
  • the outer sealing portion 31a since it has a greater thickness than the inner sealing portion 31b, even when narrowed width w 1 of the outer sealing portion 31a than the total width w 2, sufficient durability Can be secured.
  • the second cell sealing portion 32A is bonded to the first cell sealing portion 31A, and the joining edge portion 20a of the second base material 20 is connected to the first cell sealing portion 31A and the first cell sealing portion 31A. It is sandwiched between the two-cell sealing portion 32A. For this reason, even if the stress of the direction away from the working electrode 10 acts on the 2nd base material 20, the peeling is fully suppressed by the 2nd cell sealing part 32A. Moreover, since the partition part 32b of the 2nd sealing part 32 is adhere
  • the first base material 15, the oxide semiconductor layer 13, the back sheet connecting portion 14, the dye, the second base material 20, the cell sealing portion 30A, the insulating material 33, the electrolyte 40, the conductive materials 60P and 60Q, and the back sheet. 80 and the desiccant will be described in detail.
  • the first base material 15 is composed of a conductive substrate, and includes a transparent substrate 11, a transparent conductive layer 12, an insulating material 33, and connection terminals 16.
  • the material which comprises the transparent substrate 11 should just be a transparent material, for example, as such a transparent material, glass, such as borosilicate glass, soda lime glass, white plate glass, quartz glass, polyethylene terephthalate (PET), for example , Polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and polyethersulfone (PES).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN Polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • PES polyethersulfone
  • the thickness of the transparent substrate 11 is appropriately determined according to the size of the photoelectric conversion element 100, and is not particularly limited, but may be in the range of 50 to 10,000 ⁇ m, for example.
  • Transparent conductive layer examples of the material contained in the transparent conductive layer 12 include conductive metal oxides such as tin-added indium oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and fluorine-added tin oxide (FTO).
  • the transparent conductive layer 12 may be a single layer or a laminate of a plurality of layers containing different conductive metal oxides. When the transparent conductive layer 12 is composed of a single layer, the transparent conductive layer 12 preferably includes FTO because it has high heat resistance and chemical resistance.
  • the transparent conductive layer 12 may further include a glass frit.
  • the thickness of the transparent conductive layer 12 may be in the range of 0.01 to 2 ⁇ m, for example.
  • connection part 12g of the transparent conductive layer 12D in the transparent conductive layer 12 is not particularly limited, but is preferably equal to or less than the resistance value represented by the following formula (1).
  • Resistance value number of photoelectric conversion cells 50 connected in series ⁇ 120 ⁇ (1)
  • the performance deterioration of the photoelectric conversion element 100 can be sufficiently suppressed.
  • the resistance value represented by the above formula (1) is 480 ⁇ , and thus the resistance value of the connection portion 12g is preferably 480 ⁇ or less.
  • the thickness of the insulating material 33 is usually 10 to 30 ⁇ m, preferably 15 to 25 ⁇ m.
  • connection terminal 16 includes a metal material.
  • the metal material include silver, copper, and indium. You may use these individually or in combination of 2 or more types.
  • connection terminal 16 may be made of the same material as the conductive material 60P or may be made of a different material, but is preferably made of the same material.
  • connection terminal 16 and the conductive material 60P are made of the same material, the adhesion between the connection terminal 16 and the conductive material 60P can be more sufficiently improved. For this reason, the connection reliability in the photoelectric conversion element 100 can be further improved.
  • the width of the conductive material non-connecting portion 16B is not particularly limited as long as it is narrower than the width of the conductive material connecting portion 16A, but is preferably 1 ⁇ 2 or less of the width of the conductive material connecting portion 16A.
  • connection reliability in the photoelectric conversion element 100 can be further improved as compared with the case where the width of the conductive material non-connecting portion 16B exceeds 1/2 of the width of the conductive material connecting portion 16A.
  • the width of the conductive material connecting portion 16A is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5 mm, and more preferably 0.8 to 2 mm.
  • the oxide semiconductor layer 13 is composed of oxide semiconductor particles.
  • the oxide semiconductor particles include titanium oxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and strontium titanate (SrTiO 3 ).
  • the oxide semiconductor layer 13 is usually composed of an absorption layer for absorbing light, but may be composed of an absorption layer and a reflection layer that reflects light transmitted through the absorption layer and returns it to the absorption layer.
  • the thickness of the oxide semiconductor layer 13 may be 0.5 to 50 ⁇ m, for example.
  • the material constituting the backsheet connecting portion 14 is not particularly limited as long as the backsheet 80 and the transparent conductive layer 12 can be bonded.
  • Examples of the material constituting the backsheet connecting portion 14 include glass frit, for example.
  • a resin material similar to the resin material used for the sealing portion 31A can be used.
  • sheet connection part 14 is a glass frit. Since the glass frit has a higher sealing performance than the resin material, it is possible to effectively suppress intrusion of moisture and the like from the outside of the back sheet 80.
  • the dye examples include a photosensitizing dye such as a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure, a terpyridine structure, etc., an organic dye such as porphyrin, eosin, rhodamine, and merocyanine; an organic-inorganic such as a lead halide-based perovskite crystal.
  • a photosensitizing dye such as a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure, a terpyridine structure, etc.
  • an organic dye such as porphyrin, eosin, rhodamine, and merocyanine
  • an organic-inorganic such as a lead halide-based perovskite crystal.
  • Examples include complex dyes.
  • dye which consists of a ruthenium complex which has a ligand containing a terpyridine structure is preferable.
  • the photoelectric conversion characteristics of the photoelectric conversion element 100 can be further improved.
  • the photoelectric conversion element 100 is composed of a dye-sensitized photoelectric conversion element
  • the photoelectric conversion cell 50 is composed of a dye-sensitized photoelectric conversion cell.
  • the dye-sensitized photoelectric conversion element is a dye-sensitized photoelectric conversion element that generates power by sunlight, that is, a dye-sensitized solar cell module (DSC module), and power generation by light that is not sunlight, such as an indoor light.
  • a dye-sensitized photoelectric conversion element is a dye-sensitized photoelectric conversion cell that generates power by sunlight, that is, a dye-sensitized solar cell (DSC), and a dye that generates power by non-sunlight light such as an indoor light. Examples thereof include a sensitized photoelectric conversion cell.
  • the second base material 20 is provided on the first base material 15 side of the conductive substrate 21 that is the second electrode, and performs a reduction reaction on the surface of the second base material 20. And a conductive catalyst layer 22 to be promoted.
  • the conductive substrate 21 is composed of a metal substrate, and the metal substrate is composed of a metal material, for example, a corrosion-resistant metal material such as titanium, nickel, platinum, molybdenum, tungsten, aluminum, and stainless steel.
  • the thickness of the conductive substrate 21 is appropriately determined according to the size of the photoelectric conversion element 100 and is not particularly limited, but may be, for example, 0.005 to 0.1 mm.
  • the catalyst layer 22 is composed of platinum, a carbon-based material, a conductive polymer, or the like.
  • carbon nanotubes are suitably used as the carbon-based material.
  • the cell sealing portion 30A includes a first cell sealing portion 31A and a second cell sealing portion 32A.
  • Examples of the material constituting the first cell sealing portion 31A include a modified polyolefin resin containing, for example, an ionomer, an ethylene-vinyl acetic anhydride copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer, an ethylene-vinyl alcohol copolymer, and an ultraviolet ray.
  • Examples of the resin include a cured resin and a vinyl alcohol polymer.
  • the ratio (t 1 / t 2 ) of the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a to the thickness t 2 of the inner sealing portion 31b may be larger than 1 , but t 1 / t 2 is preferably 1.1 to 2.0, and more preferably 1.1 to 1.5. When t 1 / t 2 is 1.1 to 2.0, it is possible to have more excellent durability than when t 1 / t 2 is out of the above range.
  • the thickness t 2 of the inner sealing portion 31b is usually 40 ⁇ 90 [mu] m, preferably 60 ⁇ 80 [mu] m.
  • the height of the protruding portion 31f of the sealing connecting portion 31d from the sealing connecting main body 31e is not particularly limited, but is preferably 5 to 100% of the thickness of the second base material 20, More preferably, it is ⁇ 80%.
  • the adhesive force between the sealing connecting portion 31d and the first base material 15 or the second base material 20 can be effectively ensured. For this reason, it becomes possible to have the further outstanding durability by connecting the inner side sealing part 31b to the sealing connection part 31d. Further, even if the adjacent second base materials 20 try to contact each other, the contact is effectively prevented by the protruding portion 31f of the sealing connecting portion 31d. For this reason, it becomes possible to prevent the short circuit between 2nd base materials 20 effectively.
  • Width w 3 of the inner sealing portion 31b is preferably less than 25% to 100% of the width w 1 of the outer sealing portion 31a. In this case, the width w 3 of the inner sealing portion 31b, as compared with the case where less than 25% of the width w 1 of the outer sealing portion 31a, it is possible to have better durability.
  • the photoelectric conversion element 100 has a width w 1 of the outer sealing portion 31a is preferably less than greater than 100% 50% of the total width w 2, and more preferably less than 80% or more 100%.
  • the width w 1 of the outer sealing portion 31a is less than 100% of the total width w 2, as compared with the case where the width w 1 of the outer sealing portion 31a is not less than 100% of the total width w 2, The aperture ratio can be further improved.
  • the penetration distance of moisture or the like from the atmosphere to the electrolyte 40 is further increased. For this reason, it can suppress more fully that a water
  • the material constituting the second cell sealing portion 32A is, for example, an ionomer, an ethylene-vinyl acetate anhydride copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer, an ethylene-vinyl alcohol copolymer, as in the first cell sealing portion 31A.
  • examples thereof include a modified polyolefin resin containing a polymer and the like, an ultraviolet curable resin, and a resin such as a vinyl alcohol polymer.
  • the thickness of the second cell sealing portion 32A is usually 20 to 45 ⁇ m, preferably 30 to 40 ⁇ m.
  • the electrolyte 40 includes a redox couple such as iodide ion / polyiodide ion (for example, I ⁇ / I 3 ⁇ ) and an organic solvent.
  • organic solvents include acetonitrile, methoxyacetonitrile, methoxypropionitrile, propionitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, ⁇ -butyrolactone, valeronitrile, pivalonitrile, glutaronitrile, methacrylonitrile, isobutyronitrile, Phenylacetonitrile, acrylonitrile, succinonitrile, oxalonitrile, pentanitrile, adiponitrile and the like can be used.
  • the redox pair examples include iodide ions / polyiodide ions (for example, I ⁇ / I 3 ⁇ ), and redox pairs such as bromide ions / polybromide ions, zinc complexes, iron complexes, and cobalt complexes.
  • the electrolyte 40 may use an ionic liquid instead of the organic solvent.
  • the ionic liquid for example, a known iodine salt such as a pyridinium salt, an imidazolium salt, or a triazolium salt, and a room temperature molten salt that is in a molten state near room temperature is used.
  • room temperature molten salts examples include 1-hexyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-propylimidazolium iodide, dimethylimidazolium iodide, ethylmethylimidazolium iodide, and dimethylpropyl.
  • Imidazolium iodide, butylmethylimidazolium iodide, or methylpropyl imidazolium iodide is preferably used.
  • the electrolyte 40 may be a mixture of the ionic liquid and the organic solvent instead of the organic solvent.
  • An additive can be added to the electrolyte 40.
  • the additive include LiI, I 2 , 4-t-butylpyridine, guanidinium thiocyanate, 1-methylbenzimidazole, 1-butylbenzimidazole and the like.
  • a nano-composite gel electrolyte which is a pseudo-solid electrolyte formed by kneading nanoparticles such as SiO 2 , TiO 2 , carbon nanotubes, etc. into the electrolyte, may be used, and polyvinylidene fluoride may be used.
  • an electrolyte gelled with an organic gelling agent such as a polyethylene oxide derivative or an amino acid derivative may be used.
  • the electrolyte 40 includes a redox pair composed of iodide ions / polyiodide ions (for example, I ⁇ / I 3 ⁇ ), and the concentration of polyiodide ions (for example, I 3 ⁇ ) is 0.006 mol / liter or less. It is preferably 0 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 mol / liter, more preferably 0 to 6 ⁇ 10 ⁇ 8 mol / liter. In this case, since the concentration of polyiodide ions (for example, I 3 ⁇ ) carrying electrons is low, the leakage current can be further reduced. For this reason, since an open circuit voltage can be increased more, a photoelectric conversion characteristic can be improved more.
  • ⁇ Conductive material> metal films are used as the conductive materials 60P and 60Q.
  • a metal material constituting the metal film for example, silver or copper can be used.
  • the backsheet 80 is provided on the surface of the stacked body 80A including the weather resistant layer and the metal layer, and on the surface of the stacked body 80A on the photoelectric conversion cell 50 side. And an adhesive portion 80B for adhering.
  • the weather-resistant layer may be made of, for example, polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate.
  • the thickness of the weather resistant layer may be, for example, 50 to 300 ⁇ m.
  • the metal layer may be made of a metal material containing aluminum, for example.
  • the metal material is usually composed of aluminum alone, but may be an alloy of aluminum and another metal. Examples of other metals include copper, manganese, zinc, magnesium, lead, and bismuth. Specifically, 1000 series aluminum obtained by adding a trace amount of other metals to 98% or more pure aluminum is desirable. This is because the 1000 series aluminum is cheaper and more workable than other aluminum alloys.
  • the thickness of the metal layer is not particularly limited, but may be, for example, 12 to 30 ⁇ m.
  • the laminated body 80A may further include a resin layer.
  • the material constituting the resin layer include butyl rubber, nitrile rubber, thermoplastic resin, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the resin layer may be formed on the entire surface of the metal layer opposite to the weather-resistant layer, or may be formed only on the peripheral edge.
  • Examples of the material constituting the adhesive portion 80B include butyl rubber, nitrile rubber, thermoplastic resin, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the thickness of the bonding portion 80B is not particularly limited, but may be, for example, 300 to 1000 ⁇ m.
  • the desiccant may be in the form of a sheet or granular. Any desiccant may be used as long as it absorbs moisture, and examples of the desiccant include silica gel, alumina, and zeolite.
  • FIG. 9 is a plan view showing a first sealing portion forming body for forming the first sealing portion of FIG.
  • one transparent substrate 11 is prepared.
  • the transparent conductive layer As a method for forming the transparent conductive layer, sputtering, vapor deposition, spray pyrolysis, CVD, or the like is used.
  • a groove 90 is formed in the transparent conductive layer, and transparent conductive layers 12A to 12F arranged in an insulating state with the groove 90 interposed therebetween are formed.
  • the four transparent conductive layers 12A to 12D as the first electrodes corresponding to the photoelectric conversion cells 50A to 50D are formed to have a rectangular main body portion 12a and a protruding portion 12c.
  • the protruding portion 12c extends not only from the overhanging portion 12d but also from the overhanging portion 12d to the main body portion 12a of the adjacent photoelectric conversion cell 50.
  • the transparent conductive layer 12D includes not only the rectangular main body 12a and the overhanging portion 12d, but also the first current extraction portion 12f and a connection portion 12g that connects the first current extraction portion 12f and the main body portion 12a.
  • the first current extraction portion 12f is formed to be disposed on the opposite side of the transparent conductive layer 12B with respect to the transparent conductive layer 12A.
  • the transparent conductive layer 12E is formed so that the second current extraction portion 12h is formed. At this time, the second current extraction portion 12h is disposed on the opposite side of the transparent conductive layer 12B with respect to the transparent conductive layer 12A, and is disposed adjacent to the first current extraction portion 12f via the groove 90.
  • the groove 90 can be formed by a laser scribing method using, for example, a YAG laser or a CO 2 laser as a light source.
  • the transparent conductive layer 12 is formed on the transparent substrate 11.
  • a precursor of the connection terminal 16 composed of the conductive material connection portion 16A and the conductive material non-connection portion 16B is formed on the protruding portion 12c of the transparent conductive layers 12A to 12C.
  • the precursor of the connection terminal 16 is formed so that the conductive material connection portion 16A is provided on the facing portion 12e. Further, the precursor of the connection terminal 16 is also formed on the transparent conductive layer 12E.
  • the precursor of the conductive material non-connecting portion 16B is formed to be narrower than the width of the conductive material connecting portion 16A.
  • the precursor of the connection terminal 16 can be formed, for example, by applying a silver paste and drying it.
  • a precursor of the current collecting wiring 17 is formed on the connection portion 12g of the transparent conductive layer 12D.
  • the precursor of the current collecting wiring 17 can be formed, for example, by applying a silver paste and drying it.
  • precursors of external connection terminals 18a and 18b for taking out current to the outside are formed on the first current extraction portion 12f and the second current extraction portion 12h of the transparent conductive layer 12D, respectively.
  • the precursor of the terminal for external connection can be formed, for example, by applying a silver paste and drying it.
  • a precursor of the insulating material 33 made of glass frit is formed so as to enter the first groove 90A formed along the edge of the main body 12a and also cover the edge of the main body 12a.
  • the insulating material 33 can be formed, for example, by applying and drying a paste containing glass frit.
  • annular back sheet connecting portion is provided so as to surround the insulating material 33 and pass through the transparent conductive layer 12D, the transparent conductive layer 12E, and the transparent conductive layer 12F in the same manner as the insulating material 33. 14 precursors are formed.
  • a precursor of the oxide semiconductor layer 13 is formed on the main body portion 12a of each of the transparent conductive layers 12A to 12D.
  • the precursor of the oxide semiconductor layer 13 can be formed by printing an oxide semiconductor layer forming paste containing oxide semiconductor particles and then drying it.
  • the oxide semiconductor layer forming paste contains a resin such as polyethylene glycol and a solvent such as terpineol in addition to the oxide semiconductor particles.
  • a method for printing the oxide semiconductor layer forming paste for example, a screen printing method, a doctor blade method, a bar coating method, or the like can be used.
  • connection terminal 16 the precursor of the insulating material 33, the precursor of the backsheet connecting portion 14, and the precursor of the oxide semiconductor layer 13 are baked together to form the connection terminal 16, the insulating material 33, the back The sheet connecting portion 14 and the oxide semiconductor layer 13 are formed.
  • the firing temperature varies depending on the types of oxide semiconductor particles and glass frit, but is usually 350 to 600 ° C.
  • the firing time also varies depending on the types of oxide semiconductor particles and glass frit, but usually 1 to 5 It's time.
  • the backsheet connecting portion 14 for fixing the backsheet 80 is formed, and the working electrode 10 having the first base material 15 is obtained.
  • a dye is supported on the oxide semiconductor layer 13 of the working electrode 10.
  • the working electrode 10 is immersed in a solution containing a dye, the dye is adsorbed on the oxide semiconductor layer 13, and then the excess dye is washed away with the solvent component of the solution and dried.
  • the dye may be adsorbed on the oxide semiconductor layer 13.
  • the dye can be supported on the oxide semiconductor layer 13 even after the dye is adsorbed to the oxide semiconductor layer 13 by applying a solution containing the dye to the oxide semiconductor layer 13 and then drying. .
  • the electrolyte 40 is disposed on the oxide semiconductor layer 13.
  • a first sealing portion forming body 131 for forming the first sealing portion 31 is prepared.
  • the 1st sealing part formation body 131 prepares the sealing resin film which consists of the material which comprises the 1st sealing part 31, and according to the number of the photoelectric conversion cells 50 to the sealing resin film It can be obtained by forming a rectangular opening 131a.
  • the first sealing portion forming body 131 has a structure in which a plurality of first sealing portion forming bodies 131A are integrated.
  • the first sealing portion forming body 131 is adhered on the first base material 15. At this time, the first sealing portion forming body 131 is bonded so as to overlap the insulating material 33 constituting the first base material 15. Adhesion of the first sealing portion forming body 131 to the first base material 15 can be performed by heating and melting the first sealing portion forming body 131. Further, the first sealing portion forming body 131 is bonded to the first base material 15 so that the main body portion 12 a of the transparent conductive layer 12 is disposed inside the first sealing portion forming body 131.
  • the second base material 20 can be obtained by forming the conductive catalyst layer 22 that promotes the reduction reaction on the surface of the second base material 20 on the conductive substrate 21 as the second electrode.
  • the first sealing portion forming body 131 bonded to the second base material 20 and the first sealing portion forming body 131 bonded to the first base material 15 are overlapped, and the first sealing portion forming body 131 is overlapped. Is heated and melted under pressure.
  • the first sealing portion 31 is formed between the first base material 15 and the second base material 20.
  • the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a is larger than the thickness t 2 of the inner sealing portion 31b
  • a maximum thickness t 3 of the sealing connection portion 31d is the inner sealing portion than the thickness t 2 to form the first sealing portion 31 to be larger.
  • the thickness t 1 of the outer sealing portion 31 a and the thickness t 2 of the inner sealing portion are provided with an uneven portion on the surface of the thermal mold used when the first sealing portion forming body 131 is pressurized and heated, A difference in height or depth is provided between the portion that pressurizes the sealing portion 31a and the portion that pressurizes the inner sealing portion 31b, and the outer side when the first sealing portion forming body 131 is pressurized with a thermal mold.
  • thermocouple first sealing portion forming body 131 in which pressure and heat Temperature control is possible, and the device can be adjusted by heating and pressurizing the first sealing portion forming body with a sealing jig in which a heater is embedded, using a device capable of adjusting the applied pressure by displacement control.
  • the maximum thickness t 3 of the sealing connection portion 31d can be adjusted by adjusting the pressure of the first sealing portion forming body 131 in which pressure and heat.
  • the width w 1 of the outer sealing portion 31a, the total width w 2 , and the width w 3 of the inner sealing portion 31b are the pattern shape of the oxide semiconductor layer 13 (if w 2 and w 1 are to be changed), the first sealing It can be adjusted by changing the pattern shape of the stop forming body 131 and the position or size of the second base material 20.
  • the formation of the first sealing portion 31 may be performed under atmospheric pressure or under reduced pressure, but is preferably performed under reduced pressure.
  • the second sealing portion 32 is prepared (see FIG. 6).
  • the second sealing portion 32 has a structure formed by integrating a plurality of second cell sealing portions 32A.
  • the second sealing portion 32 can be obtained by preparing a single sealing resin film and forming a rectangular opening 32c corresponding to the number of photoelectric conversion cells 50 in the sealing resin film. .
  • the second sealing portion 32 is bonded to the second base material 20 so as to sandwich the joining edge portion 20 a of the second base material 20 together with the first sealing portion 31.
  • the adhesion of the second sealing portion 32 to the second base material 20 can be performed by heating and melting the second sealing portion 32.
  • the sealing resin film examples include an ionomer, an ethylene-vinyl acetic anhydride copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer, an ethylene-vinyl alcohol copolymer, a modified polyolefin resin, an ultraviolet curable resin, and a vinyl.
  • examples thereof include resins such as alcohol polymers.
  • the constituent material of the sealing resin film for forming the second sealing portion 32 may be the same as or different from the constituent material of the sealing resin film for forming the first sealing portion 31. Good. When the constituent material of the sealing resin film for forming the second sealing portion 32 is different from the constituent material of the sealing resin film for forming the first sealing portion 31, the second sealing portion 32 is used.
  • the constituent material of the sealing resin film for forming the sealing material has a higher melting point than the constituent material of the sealing resin film for forming the first sealing portion 31.
  • the second cell sealing portion 32A is harder than the first cell sealing portion 31A, the contact between the second base materials 20 of the adjacent photoelectric conversion cells 50 can be effectively prevented.
  • the first cell sealing portion 31A is softer than the second cell sealing portion 32A, the stress applied to the cell sealing portion 30A can be effectively relieved.
  • bypass diodes 70A, 70B, and 70C are fixed to the partition portion 32b of the second sealing portion 32. Further, the bypass diode 70D is also fixed on the cell sealing portion 30A of the photoelectric conversion cell 50D.
  • the conductive material 60Q is fixed to the conductive substrate 21 of the second base material 20 of the photoelectric conversion cells 50B to 50D so as to pass through the bypass diodes 70A to 70D. Further, between the bypass diodes 70A and 70B, between the bypass diodes 70B and 70C, between the bypass diodes 70C and 70D, the conductive material connecting portion 16A on the transparent conductive layer 12A, and the conductive material connecting portion on the transparent conductive layer 12B. A conductive material 60P is formed so as to connect 16A and the conductive material connecting portion 16A on the transparent conductive layer 12C.
  • the conductive material 60P is fixed to the conductive substrate 21 of the second base material 20 of the photoelectric conversion cell 50A so as to connect the conductive material connection portion 16A on the transparent conductive layer 12E and the bypass diode 70A. Further, the transparent conductive layer 12D and the bypass diode 70D are connected by the conductive material 60P.
  • a paste containing a metal material constituting the conductive material 60P is prepared, and this paste is applied from the second base material 20 to the conductive material connection portion 16A of the connection terminal 16 of the adjacent photoelectric conversion cell 50. Apply and cure over.
  • a paste containing a metal material constituting the conductive material 60Q is prepared, and this paste is applied and cured on each second base material 20 so as to connect adjacent bypass diodes.
  • a back sheet 80 is prepared, and the peripheral edge 80a of the back sheet 80 is bonded to the back sheet connecting portion 14. At this time, the backsheet 80 is disposed so that the adhesive portion 80B of the backsheet 80 and the cell sealing portion 30A of the photoelectric conversion cell 50 are separated from each other.
  • the photoelectric conversion element 100 is obtained as described above.
  • connection terminal 16 in order to form the connection terminal 16, the insulating material 33, the backsheet coupling portion 14, and the oxide semiconductor layer 13, the precursor of the connection terminal 16, the precursor of the insulating material 33, and the backsheet coupling.
  • the method of baking the precursor of the part 14 and the precursor of the oxide semiconductor layer 13 collectively is used, the connection terminal 16, the insulating material 33, the backsheet coupling part 14, and the oxide semiconductor layer 13 are separately provided. Alternatively, the precursor may be fired.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the photoelectric conversion cells 50A to 50D are arranged in a line along the X direction in FIG. 2, but a part of the photoelectric conversion cells 50A to 50D is formed like the photoelectric conversion element 200 shown in FIG.
  • the photoelectric conversion cells 50C and 50D may be folded back, and the photoelectric conversion cell 50A and the photoelectric conversion cell 50D may be arranged so as to be adjacent to each other.
  • the transparent conductive layer 12D does not need to provide the connection portion 12g between the main body portion 12a and the first current extraction portion 12f. For this reason, it is not necessary to provide the current collection wiring 17 either.
  • sheet 80 and the 1st base material 15 is not covered with the insulating material 33 which consists of glass frit, it shows in FIG.
  • the second groove 90B is preferably covered with an insulating material 33 made of glass frit.
  • the back sheet 80 is omitted.
  • the second groove 90 ⁇ / b> B intersects with the backsheet coupling portion 14, moisture enters the space between the backsheet 80 and the first base material 15 through the second groove 90 ⁇ / b> B. It becomes possible to do.
  • the insulating material 33 enters the second groove 90 ⁇ / b> B, and the insulating material 33 also covers the edge of the transparent conductive layer 12 except for the main body portion 12 a, so that the back sheet 80 is inward from the outside. Moisture penetration into the water is sufficiently suppressed. For this reason, the water
  • the 1st electric current extraction part 12f and the 2nd electric current extraction part 12h are arrange
  • the extraction part 12f and the second current extraction part 12h may be arranged around the photoelectric conversion cell 50D.
  • the first current extraction part 12f is provided so as to protrude to the outside of the cell sealing part 30A on the opposite side of the photoelectric conversion cell 50C with respect to the main body part 12a of the transparent conductive layer 12D.
  • the second current extraction portion 12h is provided on the opposite side of the photoelectric conversion cell 50C with respect to the main body portion 12a of the transparent conductive layer 12D.
  • a connecting portion 12i as a second connecting portion extends along the transparent conductive layers 12A to 12D, and this connecting portion 12i is electrically connected to the second current extraction portion 12f and the second base material 20 of the photoelectric conversion cell 50A.
  • the substrate 21 is connected.
  • the current collection wiring 417 is provided on the connection portion 12i along the connection portion 12i, and the current collection wiring 417 and the conductive material 60P extending from the bypass diode 70A are connected.
  • This photoelectric conversion element 400 can also save space while having excellent photoelectric conversion characteristics.
  • the groove 90 has the second groove 90B, but the second groove 90B may not necessarily be formed.
  • variety of the conductive material connection part 16A and the conductive material non-connection part 16B of the connection terminal 16 is made constant, the width
  • the width of the conductive material non-connecting portion 16B monotonically increases from the end farthest from the conductive material connecting portion 16A toward the end closest to the conductive material connecting portion 16A.
  • the width may monotonously increase from the end portion on the 16B side toward the end portion farthest from the conductive member non-connecting portion 16B.
  • the conductive material connecting portion 16A and the conductive material non-connecting portion 16B are provided along the cell sealing portion 30A, respectively, but are formed so as to extend in a direction away from the cell sealing portion 30A. May be. However, in this case, it is preferable that the conductive material connecting portion 16A is disposed at a position closer to the cell sealing portion 30A than the conductive material non-connecting portion 16B. In this case, the conductive material 60P can be made shorter.
  • the extending direction of the conductive material non-connecting portion 16B may be arranged to be orthogonal to the extending direction of the conductive material connecting portion 16A.
  • the width of the conductive material connecting portion 16A may be equal to or smaller than the width of the conductive material non-connecting portion 16B.
  • the second cell sealing portion 32A is bonded to the first cell sealing portion 31A, but the second cell sealing portion 32A may not be bonded to the first cell sealing portion 31A. Good.
  • 30 A of cell sealing parts are comprised by 31 A of 1st cell sealing parts and 32 A of 2nd cell sealing parts, 32 A of 2nd cell sealing parts may be abbreviate
  • the width w 1 of the outer sealing portion 31a is narrower than the total width w 2, the width w 1 of the outer sealing portion 31a may be of the total width w 2 or more.
  • the maximum thickness t 3 of the sealing connection portion 31d is larger than the thickness t 2 of the inner sealing portion, the maximum thickness t 3 of the sealing connection portion 31d inside sealing it may be the thickness t 2 following stop portion.
  • the back sheet 80 and the transparent conductive layer 12 are adhere
  • the back sheet 80 and the transparent conductive layer 12 are not necessarily back sheet connection. It is not necessary to adhere through the part 14.
  • the back sheet connecting portion 14 and the insulating material 33 are separated from each other, but it is preferable that both of them are made of glass frit and integrated. In this case, even if moisture enters in the space between the back sheet 80 and the first base material 15, the interface between the back sheet connecting portion 14 and the first base material 15, the cell sealing portion 30 ⁇ / b> A and the first base material 15. The interface with the base material 15 does not exist. Further, both the insulating material 33 and the back sheet connecting portion 14 are made of glass frit and have higher sealing performance than resin. For this reason, the penetration
  • the insulating material 33 is made of glass frit, but the material constituting the insulating material 33 may be any material having a higher melting point than the material constituting the first cell sealing portion 30A.
  • examples of such a material include glass frit, thermosetting resins such as polyimide resins, and thermoplastic resins.
  • thermosetting resins such as polyimide resins
  • thermoplastic resins thermoplastic resins.
  • the insulating material 33 is less likely to fluidize at high temperatures than when it is made of a thermoplastic resin, as in the case of glass frit. For this reason, the contact between the first base material 15 and the second base material 20 is sufficiently suppressed, and a short circuit between the first base material 15 and the second base material 20 can be sufficiently suppressed.
  • the 1st base material 15 has the insulating material 33, the 1st base material 15 does not need to have the insulating material 33.
  • the cell sealing portion 30 ⁇ / b> A and the first sealing portion 31 ⁇ / b> A are bonded to the transparent substrate 11 and the transparent conductive layer 12.
  • the photoelectric conversion element has the external connection terminals 18a and 18b, but may not have the external connection terminals 18a and 18b.
  • the annular inner sealing portion 31b is provided inside the annular outer sealing portion 31a in a state of being separated from the outer sealing portion 31a, and one cell is formed by the outer sealing portion 31a and the inner sealing portion 31b. A space is formed and the first sealing portion is configured.
  • the thickness t 1 of the outer sealing portion 31a is larger than the thickness t 2 of the inner sealing portion is the same as the above embodiment.
  • the transparent substrate 11 has a ring shape, and an opening 501 is formed inside the transparent substrate 11.
  • the transparent conductive layer 12, the oxide semiconductor layer 13, and the second base material 20 are also provided in an annular shape.
  • the photoelectric conversion element 500 may be arranged with respect to the frame of the display device so that the second base member 20 faces the frame and the display unit can be seen through the opening 501.
  • the opening 501 is not necessarily required and can be omitted.
  • the back sheet 80 may be provided so as to cover the photoelectric conversion cell 50.
  • the number of the photoelectric conversion cells 50 is four, but it is sufficient that the number is one or more, and the number is not limited to four.
  • the photoelectric conversion cells 50 are fixed as shown in FIG. 2 rather than when a part of the photoelectric conversion cells 50A to 50D is folded halfway. It is preferable to arrange in the direction.
  • the photoelectric conversion cells 50 are arranged in a certain direction as described above, it is possible to select either the even number or the odd number as the number of the photoelectric conversion cells 50, and the number of the photoelectric conversion cells 50 can be freely determined. And the degree of design freedom can be improved.
  • an insulating substrate 601 may be used as the second base material as in the photoelectric conversion element 600 shown in FIG.
  • the structure 602 is disposed in the space between the insulating substrate 601, the sealing portion 31 ⁇ / b> A, and the first base material 15.
  • the structure 602 is provided on the surface of the first base material 15 on the insulating substrate 601 side.
  • the structure 602 includes the oxide semiconductor layer 13, the porous insulating layer 603, and the counter electrode 620 in this order from the first base material 15 side.
  • An electrolyte 40 is disposed in the space. The electrolyte 40 is impregnated into the oxide semiconductor layer 13 and the porous insulating layer 603.
  • the insulating substrate 601 for example, a glass substrate or a resin film can be used.
  • the counter electrode 620 the thing similar to the 2nd base material 20 can be used.
  • the counter electrode 620 may be formed of a single porous layer containing, for example, carbon.
  • the porous insulating layer 603 is mainly for preventing physical contact between the oxide semiconductor layer 13 and the counter electrode 620 and impregnating the electrolyte 40 therein.
  • a porous insulating layer 603 for example, a fired body of an oxide can be used. Note that in the photoelectric conversion element 600 illustrated in FIG.
  • only one structure 602 is provided in the space between the sealing portion 31 ⁇ / b> A, the first base material 15, and the insulating substrate 601, but the structure 602 is provided.
  • a plurality of may be provided.
  • the porous insulating layer 603 is provided between the oxide semiconductor layer 13 and the counter electrode 620, but is provided between the first base material 15 and the counter electrode 620 so as to surround the oxide semiconductor layer 13. Also good. Even in this configuration, physical contact between the oxide semiconductor layer 13 and the counter electrode 620 can be prevented.
  • the surface of the transparent substrate 11 on which the transparent conductive layer 12 is provided may be a convex surface
  • the surface of the transparent substrate 11 opposite to the transparent conductive layer 12 may be a concave surface.
  • the pressurizing surface is a flat surface without the uneven portion, and the first sealing portion forming body 131 is formed with this thermal mold.
  • the thickness t 1 of the outer sealing portion 31 a and the thickness t 2 of the inner sealing portion are expressed by the following formula: t 1 > t 2 It can be easily achieved to satisfy.
  • this photoelectric conversion element 700 can also provide excellent durability.
  • the photoelectric conversion element has the back sheet 80, but the photoelectric conversion element may not have the back sheet 80.
  • the photoelectric conversion element has the bypass diodes 70A to 70D, but the photoelectric conversion element may not have the bypass diodes 70A to 70D. In this case, the conductive material 60Q is not necessary.
  • the oxide semiconductor layer 13 is provided on the first base material 15, but the oxide semiconductor layer 13 may be provided on the second base material 20.
  • the second base material 20 does not have the catalyst layer 22, and the first base material 15 has the catalyst layer 22.
  • the conductive substrate 21 of the 2nd base material 20 is comprised by the metal substrate, you may be comprised by the conductive substrate containing nonmetallic materials, such as carbon. Further, the conductive substrate 21 may be formed of a laminate in which the substrate and the second electrode are separated and a film made of a conductive oxide such as ITO or FTO is formed as the second electrode on the transparent substrate 11 described above. . In addition, when the conductive substrate 21 has a catalytic function (for example, when carbon or the like is contained), the second base material 20 may not have the catalyst layer 22.
  • Example 1 First, a transparent substrate of 1 mm ⁇ 5 cm ⁇ 10 cm made of glass was prepared. And the laminated body formed by forming the transparent conductive layer which consists of 1-micrometer-thick FTO on this transparent substrate was prepared. Next, as shown in FIG. 4, grooves 90 were formed in the transparent conductive layer 12 using a CO 2 laser (V-460 manufactured by Universal System Co., Ltd.) to form the transparent conductive layers 12A to 12F. At this time, the width of the groove 90 was 1 mm. Each of the transparent conductive layers 12A to 12C was formed so as to have a rectangular main body portion of 4.6 cm ⁇ 2.0 cm and a protruding portion protruding from one side edge of the main body portion.
  • the transparent conductive layer 12D was formed to have a 4.6 cm ⁇ 2.1 cm rectangular main body and a protruding portion protruding from one side edge of the main body. Further, of the transparent conductive layers 12A to 12D, the protruding portions 12c of the three transparent conductive layers 12A to 12C are extended from the one side edge portion 12b of the main body portion 12a and the adjacent transparent portion extending from the extended portion 12d.
  • the conductive layer 12 is composed of a facing portion 12e facing the main body portion 12a. Further, the protruding portion 12c of the transparent conductive layer 12D is configured only by the overhanging portion 12d protruding from the one side edge portion 12b of the main body portion 12a.
  • the length of the overhang portion 12d in the overhang direction was 2.1 mm, and the width of the overhang portion 12d was 9.8 mm.
  • the width of the facing portion 12e was 2.1 mm, and the length of the facing portion 12e in the extending direction was 9.8 mm.
  • the transparent conductive layer 12D is formed so as to have not only the main body portion 12a and the protruding portion 12c but also the first current extraction portion 12f and the connection portion 12g that connects the first current extraction portion 12f and the main body portion 12a. did.
  • the transparent conductive layer 12E was formed to have the second current extraction portion 12h. At this time, the width of the connecting portion 12g was 1.3 mm, and the length was 59 mm. Further, the resistance value of the connecting portion 12g was measured by a four-terminal method and found to be 100 ⁇ . Thus, a conductive substrate was obtained.
  • a precursor of the connection terminal 16 composed of the conductive material connection portion 16A and the conductive material non-connection portion 16B was formed on the protruding portion 12c of the transparent conductive layers 12A to 12C.
  • the precursor of the connection terminal 16 is provided such that the precursor of the conductive material non-connecting portion 16B is provided on the overhanging portion 12d so that the precursor of the conductive material connecting portion 16A is provided on the facing portion 12e. Formed.
  • the precursor of the conductive material non-connecting portion 16B was formed to be narrower than the width of the conductive material connecting portion 16A.
  • the precursor of the connection terminal 16 was formed by applying a silver paste (“GL-6000X16” manufactured by Fukuda Metal Foil Co., Ltd.) by screen printing and drying.
  • a precursor of the current collector wiring 17 was formed on the connection part 12g of the transparent conductive layer 12D.
  • the precursor of the current collector wiring 17 was formed by applying a silver paste by screen printing and drying.
  • precursors for external connection terminals 18a and 18b for taking out currents were formed on the first current extraction portion 12f and the second current extraction portion 12h of the transparent conductive layer 12A, respectively.
  • the precursor of the terminal for external connection was formed by applying a silver paste by screen printing and drying.
  • the precursor of the insulating material 33 made of glass frit was formed so as to enter the first groove 90A and cover the edge of the main body part 12a forming the first groove 90A.
  • the insulating material 33 was formed by applying and drying a paste containing glass frit by screen printing. At this time, the edge of the transparent conductive layer covered with the insulating material 33 was a portion between the groove 90 and a position 0.2 mm from the groove 90.
  • an annular ring made of glass frit is formed so as to surround the insulating material 33 and pass through the transparent conductive layer 12D, the transparent conductive layer 12E, and the transparent conductive layer 12F.
  • a precursor of the backsheet connecting portion 14 was formed. At this time, the precursor of the backsheet connecting portion 14 was formed so that the precursor of the current collecting wiring 17 was disposed inside thereof. Further, the back sheet connecting portion 14 was formed so that the first current extraction portion and the second current extraction portion were disposed on the outside thereof.
  • the backsheet connecting portion 14 was formed by applying and drying a paste containing glass frit by screen printing.
  • a precursor of the oxide semiconductor layer 13 was formed on each main body portion 12a of the transparent conductive layers 12A to 12D.
  • the precursor of the oxide semiconductor layer 13 is a porous oxide semiconductor layer forming paste containing titania (“PST-21NR” manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) three times by screen printing, dried, and further titania.
  • the back sheet connecting portion 14 was formed, and the working electrode 10 having the first base material 15 was obtained.
  • the width of the conductive material connection portion of the connection terminal 16 was 1.0 mm, and the width of the conductive material non-connection portion was 0.3 mm. Further, the length along the extending direction of the conductive material connecting portion was 7.0 mm, and the length along the extending direction of the conductive material non-connecting portion was 7.0 mm.
  • the dimensions of the current collector wiring 17, the external connection terminals 18 a and 18 b, the backsheet coupling portion 14, and the oxide semiconductor layer 13 were as follows.
  • Current collecting wiring 17 thickness 4 ⁇ m, width 200 ⁇ m, length 79 mm along the X direction in FIG. 2, length 21 mm along the direction orthogonal to the X direction in FIG.
  • External connection terminals 18a and 18b thickness 20 ⁇ m, width 2 mm, length 7 mm
  • Back sheet connecting part 14 thickness 50 ⁇ m
  • Oxide semiconductor layer 13 thickness 14 ⁇ m, length 17 mm in the X direction in FIG. 2, length 42.1 mm in the direction perpendicular to the X direction in FIG.
  • the working electrode contains 0.2 mM of a photosensitizing dye composed of Z907, and the solvent is used as a mixed solvent obtained by mixing acetonitrile and tert-butanol at a volume ratio of 1: 1 for 12 hours. After being immersed, the film was taken out and dried, and a photosensitizing dye was supported on the oxide semiconductor layer.
  • iodine (I 2 ), 1,2-dimethyl-n-propylimidazolium iodide (DMPImI), and guanidinium thiocyanate (GuSCN) are respectively added to a solvent composed of 3-methoxypropionitrile (MPN). It added so that it might become a density
  • the first sealing portion forming body is prepared by sealing one sealing resin film made of maleic anhydride-modified polyethylene (trade name: Binnel, manufactured by DuPont) of 8.0 cm ⁇ 4.6 cm ⁇ 50 ⁇ m. It was obtained by forming four rectangular openings in the stopping resin film. At this time, each opening has a size of 1.7 cm ⁇ 4.4 cm ⁇ 50 ⁇ m, the width of the annular portion is 2 mm, and the width of the partition portion that partitions the inner opening of the annular portion is 2.6 mm.
  • the 1st sealing part formation body was produced.
  • the first sealing portion forming body was superposed on the insulating material 33 constituting the first base material 15, the first sealing portion forming body was bonded to the insulating material 33 by heating and melting.
  • counter electrodes were prepared. Of the four counter electrodes, two counter electrodes were prepared by forming a catalyst layer of platinum having a thickness of 5 nm on a 4.6 cm ⁇ 1.9 cm ⁇ 40 ⁇ m titanium foil by sputtering. The remaining two counter electrodes among the four counter electrodes were prepared by forming a catalyst layer made of platinum having a thickness of 5 nm on a 4.6 cm ⁇ 2.0 cm ⁇ 40 ⁇ m titanium foil by sputtering. In addition, another first sealing portion forming body was prepared, and this first sealing portion forming body was adhered to the surface of the counter electrode facing the working electrode in the same manner as described above.
  • the 1st sealing part formation object adhered to the working electrode and the 1st sealing part formation object adhered to the counter electrode were made to oppose, and the 1st sealing part formation object was piled up. And in this state, the 1st sealing part formation body was heat-melted, pressing. Thus, the first sealing portion was formed between the working electrode and the counter electrode.
  • the heating and pressurization can be controlled by a thermocouple, and the first sealing portion forming body is heated and sealed with a sealing jig in which a heater is embedded, using a device capable of adjusting the pressing force by displacement control. This was done by applying pressure.
  • the second sealing portion is prepared by preparing one sealing resin film made of maleic anhydride-modified polyethylene (trade name: Binnel, manufactured by DuPont) of 8.0 cm ⁇ 4.6 cm ⁇ 50 ⁇ m. It was obtained by forming four rectangular openings in a resin film. At this time, each opening has a size of 1.7 cm ⁇ 4.4 cm ⁇ 50 ⁇ m, the width of the annular portion is 2 mm, and the width of the partition portion that partitions the inner opening of the annular portion is 2.6 mm.
  • a second sealing portion was prepared. The second sealing part was bonded to the counter electrode so as to sandwich the edge of the counter electrode together with the first sealing part. At this time, the first sealing portion and the second sealing portion were bonded to the counter electrode and the first sealing portion by heating and melting while pressing the second sealing portion against the counter electrode.
  • a desiccant sheet was affixed with a double-sided tape on each counter electrode metal substrate.
  • the dimensions of the desiccant sheet were 1 mm thick ⁇ 3 cm long ⁇ 1 cm wide, and a zeo sheet (trade name, manufactured by Shinagawa Kasei Co., Ltd.) was used as the desiccant sheet.
  • bypass diodes 70A to 70C, low-temperature curing silver paste (Dotite D500, manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) are applied to the three partitions of the second sealing portion, respectively, It fixed by apply
  • the bypass diode 70D is placed on the annular portion of the second sealing portion of the photoelectric conversion cell 50D, the low-temperature curable silver paste is used, and one of the terminals at both ends of the diode is connected. It fixed by apply
  • the conductive material 60Q was formed so as to connect two adjacent bypass diodes to the four bypass diodes 70A to 70D. At this time, the conductive material 60Q was formed by curing the low temperature curable silver paste at 30 ° C. for 12 hours.
  • the bypass diode RB751V-40 manufactured by ROHM was used.
  • a low temperature curing type silver paste (Dotite D-500, manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) is used so as to connect each conductive material 60Q between the bypass diodes and the conductive material connecting portions on the three transparent conductive layers 12A to 12C.
  • the conductive material 60P was formed by applying and curing. Further, with respect to the bypass diode 70A, the conductive material 60P was formed by applying and curing the low-temperature curable silver paste so as to be connected to the conductive material connecting portion on the transparent conductive layer 12E. At this time, the conductive material 60P was formed by curing the low temperature curable silver paste at 30 ° C. for 12 hours.
  • butyl rubber (“Aikamelt” manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd.) was applied onto the backsheet connecting portion 14 with a dispenser while heating at 200 ° C. to form a precursor of the bonded portion.
  • a laminate is prepared by laminating a film (thickness 50 ⁇ m) made of polybutylene terephthalate (PBT) resin film (thickness 50 ⁇ m), aluminum foil (thickness 25 ⁇ m), and binel (trade name, manufactured by DuPont) in this order. did.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the peripheral part of this laminated body 80A was piled up on the precursor of the adhesion part 80B, and it pressurized for 10 second. In this way, a back sheet 80 composed of the adhesive portion 80B and the laminated body 80A was obtained at the back sheet connecting portion 14. In this way, a photoelectric conversion element comprising a DSC module was obtained.
  • Example 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 The thickness t 1 of the outer sealing portion, the thickness t 2 of the inner sealing portion, the maximum thickness t 3 of the sealing connecting portion, the width w 1 of the outer sealing portion, the total width w 2, and the inner sealing portion to prepare a photoelectric conversion element comprising a DSC module width w 3 in the same manner as in example 1 except that it was as shown in Table 1.
  • the aperture ratio was calculated as follows. That is, the photoelectric conversion element was photographed from the transparent substrate side, and in the obtained photograph, the area A1 surrounded by the outer peripheral edge of the outer sealing portion and the area of the power generation portion (area of the oxide semiconductor layer carrying the dye) A2 Each was calculated, and the ratio of A2 to A1 was calculated as a percentage (%). The results are shown in Table 1.
  • each of the photoelectric conversion elements of Examples 1 to 4 showed a larger ⁇ / ⁇ 0 than the photoelectric conversion elements of Comparative Examples 1 and 2, and was found to have excellent durability. .
  • the photoelectric conversion element of the present invention has excellent durability.

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Abstract

 光電変換素子は、少なくとも1つの光電変換セルを有する。光電変換セルは、透明基板を有する第1基材と、第1基材に対向する第2基材と、第1基材と第2基材との間に設けられる酸化物半導体層とを有する。少なくとも1つの光電変換セルは、少なくとも1つの光電変換セルの第1基材及び第2基材を連結する封止部を有し、封止部は、第1基材と第2基材との間に設けられる第1封止部を有する。第1封止部は、環状の外側封止部と、外側封止部の内側に、光電変換セルと同数のセル空間を形成するように設けられる少なくとも1つの内側封止部とを有し、外側封止部の厚さは内側封止部の厚さよりも大きくなっている。

Description

光電変換素子
 本発明は、光電変換素子に関する。
 色素を用いた光電変換素子として、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感光電変換素子が注目されており、色素増感光電変換素子に関して種々の開発が行われている。
 上記色素増感光電変換素子のような、色素を用いた光電変換素子は少なくとも1つの光電変換セルを備えており、光電変換セルは、透明基板を有する導電性の第1基材と、第1基材に対向する対極などの第2基材と、第1基材と第2基材とを連結する環状の封止部と、第1基材と第2基材との間に配置される酸化物半導体層とを備えている。光電変換素子は、できるだけ多くの光を、透明基板を通して酸化物半導体層に到達させることで、光電変換効率を高めることができる。
 このような色素を用いた光電変換素子として、例えば下記特許文献1に記載の色素増感太陽電池モジュールが知られている。下記特許文献1に記載の色素増感太陽電池モジュールは複数の色素増感太陽電池を有し、複数の色素増感太陽電池はそれぞれ、対極と導電性基板との間に設けられるセル封止部を有している。そして、互いに隣り合うセル封止部同士が一体化して封止部を構成し、この封止部が環状部と環状部の内側開口を仕切る仕切り部とで構成されている。
国際公開第2012/118028号
 しかし、上記特許文献1に記載の色素増感太陽電池モジュールは、未だ耐久性の点で改善の余地を有していた。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐久性を有する光電変換素子を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決するため、封止部のうち外側にある環状部の厚さと、仕切り部の厚さとの関係に着目して鋭意研究を重ねた結果、環状部の厚さを仕切り部の厚さよりも大きくすることで、上記課題を解決し得ることを見出した。
 すなわち、本発明は、少なくとも1つの光電変換セルを有し、前記光電変換セルは、透明基板を有する第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、前記第1基材と前記第2基材との間に設けられる酸化物半導体層とを有し、前記少なくとも1つの光電変換セルが、前記少なくとも1つの光電変換セルの前記第1基材及び前記第2基材を連結する封止部を有し、前記封止部が、前記第1基材と前記第2基材との間に設けられる第1封止部を有し、前記第1封止部が、環状の外側封止部と、前記外側封止部の内側に、前記光電変換セルと同数のセル空間を形成するように設けられる少なくとも1つの内側封止部とを有し、前記外側封止部の厚さが前記内側封止部の厚さよりも大きくなっている、光電変換素子である。
 この光電変換素子によれば、第1封止部における外側封止部の厚さが内側封止部の厚さよりも大きくなっているため、外側封止部の厚さが内側封止部の厚さ以下である場合に比べて、外側封止部と少なくとも1つの光電変換セルの第1基材又は第2基材との間の接着力をより向上させることができる。このため、本発明の光電変換素子は、優れた耐久性を有することが可能となる。
 上記光電変換素子においては、前記内側封止部の厚さに対する前記外側封止部の厚さの比が1.1~2.0であることが好ましい。
 本発明の光電変換素子は、前記内側封止部の厚さに対する前記外側封止部の厚さの比が上記範囲を外れる場合に比べて、より優れた耐久性を有することが可能となる。
 上記光電変換素子においては通常、前記酸化物半導体層に色素が担持されている。
 上記光電変換素子においては、前記少なくとも1つの光電変換セルが複数の前記光電変換セルで構成され、前記第1封止部が、環状の前記外側封止部の内側開口を仕切る前記内側封止部と前記外側封止部の一部とで構成され且つ前記酸化物半導体層を包囲する複数の環状の第1セル封止部と、複数の前記第1セル封止部のうち隣接する前記第1セル封止部の前記内側封止部同士間に、前記内側封止部同士を連結する封止連結部とを有していてもよい。
 上記光電変換素子においては、前記外側封止部の幅が、前記封止連結部の幅と、前記封止連結部によって連結される2つの前記内側封止部の幅との合計幅よりも狭くなっていることが好ましい。
 この場合、外側封止部の幅が、封止連結部の幅と封止連結部によって連結される2つの内側封止部の幅との合計幅以上である場合に比べて、開口率を向上させることができる。なお、外側封止部は内側封止部よりも大きい厚さを有しているため、外側封止部の幅を、封止連結部の幅と封止連結部によって連結される2つの内側封止部の幅との合計幅より狭くしても、十分な耐久性を確保することができる。
 上記光電変換素子においては、前記外側封止部の幅が、前記合計幅の50%より大きく100%未満であることが好ましい。
 外側封止部の幅が合計幅の100%未満であるため、外側封止部の幅が合計幅の100%以上である場合と比べて、開口率をより向上させることができる。一方、外側封止部の幅が合計幅の50%以下である場合と比べて、大気から光電変換セルの内部までの水分等の侵入距離がより増加することになる。このため、外側封止部を通して外部から水分が侵入することをより十分に抑制することができる。
 上記光電変換素子においては、隣り合う2つの前記光電変換セルの前記第2基材同士が互いに離間しており、前記封止連結部が、前記内側封止部と同じ厚さを有する封止連結部本体と、前記封止連結部本体から、隣り合う2つの前記光電変換セルの前記第2基材同士間の隙間に突出する突出部とを有することが好ましい。
 この場合、内側封止部の厚さが外側封止部の厚さより小さくても、封止連結部が突出部の分だけ内側封止部よりも大きい厚さを有することとなるため、封止連結部と第1基材又は第2基材との接着力を十分に確保することができる。このため、内側封止部が封止連結部に連結されることで、より優れた耐久性を有することが可能となる。また、封止連結部が、内側封止部と同じ厚さを有する封止連結部本体と、封止連結部本体から、隣り合う2つの光電変換セルの第2基材同士間の隙間に突出する突出部とを有するため、隣り合う第2基材同士が接触しようとしても、その接触が封止連結部の突出部によって阻止される。このため、第2基材同士間の短絡を防止することが可能となる。
 上記光電変換素子においては、前記封止連結部において、前記封止連結本体からの前記突出部の高さが、前記第2基材の厚さの5~100%であることが好ましい。
 この場合、封止連結部と第1基材又は第2基材との接着力を効果的に確保することができる。このため、内側封止部が封止連結部に連結されることで、より一層優れた耐久性を有することが可能となる。また、隣り合う第2基材同士が接触しようとしても、その接触が封止連結部の突出部によって効果的に阻止される。
 上記光電変換素子においては、前記透明基板全体が前記第2基材側に向かって凸となるように湾曲していることが好ましい。
 この場合、入射光の屈折により、入射角の大きい光をも集光することが可能となる。
 上記光電変換素子においては、前記第1基材が第1電極を有し、前記第2基材が第2電極を有することが好ましい。
 この場合、第1基材及び第2基材がそれぞれ第1電極及び第2電極を有するため、外側封止部の厚さが内側封止部の厚さよりも大きくなっていることで、外側封止部から内側封止部側に向かうにつれて極間距離をより小さくすることができる。このため、光電変換素子は、優れた光電変換特性を有することが可能となる。
 本発明において、「外側封止部の厚さ」とは、外側封止部の内周面の高さと外側封止部の外周面の高さとの平均値を言うものとする。
 本発明によれば、優れた耐久性を有する光電変換素子が提供される。
本発明の光電変換素子の第1実施形態を示す切断面端面図である。 本発明の光電変換素子の第1実施形態の一部を示す平面図である。 図1の第2基材を示す部分断面図である。 図1の光電変換素子における透明導電層のパターンを示す平面図である。 図1の第1封止部を示す平面図である。 図1の第2封止部を示す平面図である。 図2のVII-VII線に沿った切断面端面図である。 バックシートを固定するための連結部を形成した作用極を示す平面図である。 図5の第1封止部を形成するための第1封止部形成体を示す平面図である。 本発明の光電変換素子の第2実施形態の一部を示す平面図である。 本発明の光電変換素子の第3実施形態の一部を示す平面図である。 本発明の光電変換素子の第4実施形態の一部を示す平面図である。 本発明の光電変換素子の第5実施形態を示す断面図である。 本発明の光電変換素子の第6実施形態の一部を示す切断面端面図である。 本発明の光電変換素子の第7実施形態の一部を示す切断面端面図である。
 以下、本発明の光電変換素子の好適な実施形態について図1~図8を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の光電変換素子の第1実施形態を示す切断面端面図、図2は、本発明の光電変換素子の第1実施形態の一部を示す平面図、図3は、図1の第2基材を示す部分断面図、図4は、図1の光電変換素子における透明導電層のパターンを示す平面図、図5は、図1の第1封止部を示す平面図、図6は、図1の第2封止部を示す平面図、図7は、図2のVII-VII線に沿った切断面端面図、図8は、バックシートを固定するための連結部を形成した作用極を示す平面図である。
 図1に示すように、光電変換素子100は、複数(図1では4つ)の光電変換セル50と、光電変換セル50を覆うように設けられるバックシート80とを有している。図2に示すように、複数の光電変換セル50は導電材60Pによって直列に接続されている。以下、説明の便宜上、光電変換素子100における4つの光電変換セル50を光電変換セル50A~50Dと呼ぶことがある。
 図1に示すように、複数の光電変換セル50の各々は、第1基材15を有する作用極10と、第1基材15に対向する第2基材20とを備えている。複数の光電変換セル50は、第1基材15及び第2基材20を連結する封止部30を有し、封止部30は複数の環状のセル封止部30Aを有している。第1基材15、第2基材20及び環状のセル封止部30Aによって形成されるセル空間には電解質40が充填されている。
 図3に示すように、第2基材20は第2電極と基板とを兼ねる導電性基板21と、導電性基板21の第1基材15側に設けられて触媒反応を促進する触媒層22とを備えている。すなわち、第2基材20は対極で構成されている。また図1に示すように、隣り合う2つの光電変換セル50において、第2基材20同士は互いに離間している。また第2基材20は可撓性を有している。
 図1および図2に示すように、第1基材15上には少なくとも1つの酸化物半導体層13が設けられている。酸化物半導体層13には色素が担持されている。第1基材15及び酸化物半導体層13によって作用極10が構成されている。第1基材15は、導電性基板で構成され、透明基板11と、透明基板11の上に設けられる透明導電層(又は透明導電膜)12と、透明基板11の上に設けられる絶縁材33と、透明導電層12上に設けられる接続端子16とを有している。酸化物半導体層13は、環状のセル封止部30Aによって包囲されている。透明基板11は、光電変換セル50A~50Dの共通の透明基板として使用されている。すなわち、透明基板11は、光電変換セル50A~50Dに対して1つ設けられている。
 図2および図4に示すように、透明導電層12は、互いに絶縁された状態で設けられる透明導電層12A~12Fで構成されている。すなわち、透明導電層12A~12Fは互いに溝90を介在させて配置されている。ここで、透明導電層12A~12Dはそれぞれ複数の光電変換セル50A~50Dの第1電極としての透明導電層12を構成している。また透明導電層12Eは、セル封止部30Aに沿って折れ曲がるようにして配置されている。透明導電層12Fは、バックシート80の周縁部80aを固定するための環状の透明導電層12である(図1参照)。
 図4に示すように、透明導電層12A~12Dはいずれも、側縁部12bを有する四角形状の本体部12aと、本体部12aの側縁部12bから側方に突出する突出部12cとを有している。
 図2に示すように、透明導電層12A~12Dのうち透明導電層12Cの突出部12cは、光電変換セル50A~50Dの配列方向Xに対して側方に張り出す張出し部12dと、張出し部12dから延びて、隣りの光電変換セル50Dの本体部12aに溝90を介して対向する対向部12eとを有している。
 光電変換セル50Bにおいても、透明導電層12Bの突出部12cは、張出し部12dと対向部12eとを有している。また光電変換セル50Aにおいても、透明導電層12Aの突出部12cは、張出し部12dと対向部12eとを有している。
 なお、光電変換セル50Dは、既に光電変換セル50Cと接続されており、他に接続されるべき光電変換セル50が存在しない。このため、光電変換セル50Dにおいて、透明導電層12Dの突出部12cは対向部12eを有していない。すなわち透明導電層12Dの突出部12cは張出し部12dのみで構成される。
 但し、透明導電層12Dは、光電変換素子100で発生した電流を外部に取り出すための第1電流取出し部12fと、第1電流取出し部12fと本体部12aとを接続し、透明導電層12A~12Cの側縁部12bに沿って延びる接続部12gとをさらに有している。第1電流取出し部12fは、光電変換セル50Aの周囲であって透明導電層12Aに対して透明導電層12Bと反対側に配置されている。
 一方、透明導電層12Eも、光電変換素子100で発生した電流を外部に取り出すための第2電流取出し部12hを有しており、第2電流取出し部12hは、光電変換セル50Aの周囲であって透明導電層12Aに対して透明導電層12Bと反対側に配置されている。そして、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hは、光電変換セル50Aの周囲において溝90B(90)を介して隣り合うように配置されている。ここで、溝90は、透明導電層12の本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aと、透明導電層12のうち本体部12aを除く部分の縁部に沿って形成され、バックシート80の周縁部80aと交差する第2の溝90Bとで構成されている。
 また、図2に示すように、透明導電層12A~12Cの各突出部12cおよび透明導電層12Eの上には、接続端子16が設けられている。各接続端子16は、導電材60Pと接続され、セル封止部30Aの外側でセル封止部30Aに沿って延びる導電材接続部16Aと、導電材接続部16Aからセル封止部30Aの外側でセル封止部30Aに沿って延びる導電材非接続部16Bとを有する。本実施形態では、透明導電層12A~12Cにおいては、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aは、突起部12cの対向部12e上に設けられており、接続される隣りの光電変換セル50の本体部12aに対向している。透明導電層12Eにおいては、接続端子16のうちの導電材接続部16Aは、接続される隣りの光電変換セル50Aの本体部12aに対向している。そして、導電材非接続部16Bの幅は、導電材接続部16Aの幅より狭くなっている。ここで、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bの幅はそれぞれ一定となっている。なお、導電材接続部16Aの幅とは、導電材接続部16Aの延び方向に直交する方向の長さであって導電材接続部16Aの幅のうち最も狭い幅を意味し、導電材非接続部16Bの幅とは、導電材非接続部16Bの延び方向に直交する方向の長さであって導電材非接続部16Bの幅のうち最も狭い幅を意味するものとする。
 そして、光電変換セル50Cにおける透明導電層12Cの突出部12c上に設けられる接続端子16の導電材接続部16Aと隣りの光電変換セル50Dにおける第2基材20の導電性基板21とが導電材60Pを介して接続されている。導電材60Pは、セル封止部30Aの上を通るように配置されている。同様に、光電変換セル50Bにおける接続端子16の導電材接続部16Aと隣りの光電変換セル50Cにおける第2基材20の導電性基板21とは導電材60Pを介して接続され、光電変換セル50Aにおける接続端子16の導電材接続部16Aと隣りの光電変換セル50Bにおける第2基材20の導電性基板21とは導電材60Pを介して接続され、透明導電層12E上の接続端子16の導電材接続部16Aと隣りの光電変換セル50Aにおける第2基材20の導電性基板21とは導電材60Pを介して接続されている。
 また第1電流取出し部12f、第2電流取出し部12h上にはそれぞれ、外部接続端子18a,18bが設けられている。
 図1に示すように、セル封止部30Aは、第1基材15と第2基材20との間に設けられる環状の第1セル封止部31Aと、第1セル封止部31Aと重なるように設けられ、第1セル封止部31Aと共に第2基材20の接合縁部20aを挟持する第2セル封止部32Aとを有している。そして、図5に示すように、隣り合う第1セル封止部31A同士は封止連結部31dを介して一体化されて第1封止部31を構成している。別言すると、第1封止部31は、隣り合う2つの第2基材20の間に設けられていない環状の部分(以下、「外側封止部」と呼ぶ)31aと、隣り合う2つの第2基材20の間に設けられ、外側封止部31aの内側開口31cを仕切る部分(以下、「内側封止部」と呼ぶ)31bと、隣り合う2つの内側封止部31b同士を連結する封止連結部31dとで構成されている。ここで、第1セル封止部31Aは、環状の外側封止部31aの内側開口31cを仕切る内側封止部31bと外側封止部31aの一部とで構成されるとともに、酸化物半導体層13を包囲している。内側封止部31bは、光電変換セル50の数と同数のセル空間を形成するように設けられている。本実施形態では、4つの光電変換セル50を形成するように6本の内側封止部31bが設けられている(図5参照)。ここで、第1封止部31の外側封止部31aの厚さtは内側封止部の厚さtよりも大きくなっている(図7参照)。また封止連結部31dは、内側封止部31bと同じ厚さを有する封止連結部本体31eと、封止連結部本体31eから、隣り合う2つのDSCの第2基材20同士間の隙間Sに突出する突出部31fとを有している。すなわち、封止連結部31dの最大厚さtは内側封止部の厚さtよりも大きくなっている。
 また図6に示すように、第2セル封止部32A同士は、隣り合う第2基材20の間で一体化され、第2封止部32を構成している。第2封止部32は、隣り合う2つの第2基材20の間に設けられていない環状の部分(以下、「環状部」と呼ぶ)32aと、隣り合う2つの第2基材20の間に設けられており、環状の部分32aの内側開口32cを仕切る部分(以下、「仕切部」と呼ぶ)32bとで構成されている。
 また図1に示すように、第1セル封止部31Aと溝90との間には、隣り合う透明導電層12A~12F同士間の溝90に入り込み且つ隣り合う透明導電層12にまたがるようにガラスフリットからなる絶縁材33が設けられている。詳しく述べると、絶縁材33は、溝90のうち透明導電層12の本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aに入り込むとともに、第1の溝90Aを形成している本体部12aの縁部をも覆っている。
 図7に示すように、内側封止部31bの幅wは、外側封止部31aの幅wよりも狭くなっている。さらに、外側封止部31aの幅wは、封止連結部31dの幅wと、封止連結部31dによって連結される2つの内側封止部31bの幅wとの合計幅wより狭くなっている。また、第2セル封止部32Aは第1セル封止部31Aに接着されている。
 図1に示すように、第1基材15の上にはバックシート80が設けられている。バックシート80は、耐候性層と、金属層とを含む積層体80Aと、積層体80Aに対し金属層と反対側に設けられ、バックシート連結部14を介して第1基材15と接着する接着部80Bとを含む。ここで、接着部80Bは、バックシート80を第1基材15に接着させるためのものであり、図1に示すように、積層体80Aの周縁部に形成されていればよい。但し、接着部80Bは、積層体80Aのうち光電変換セル50側の面全体に設けられていてもよい。バックシート80の周縁部80aは、接着部80Bによって、バックシート連結部14を介して透明導電層12のうち透明導電層12D,12E,12Fと接続されている。ここで、接着部80Bは光電変換セル50のセル封止部30Aと離間している。またバックシート連結部14もセル封止部30Aと離間している。なお、バックシート80より内側で且つセル封止部30Aの外側の空間に電解質40は充填されていない。
 また図2に示すように、透明導電層12Dにおいては、本体部12a、接続部12gおよび電流取出し部12fを通るように、透明導電層12Dよりも低い抵抗を有する集電配線17が延びている。この集電配線17は、バックシート80と第1基材15とのバックシート連結部14と交差しないように配置されている。別言すると、集電配線17は、バックシート連結部14よりも内側に配置されている。
 なお、図2に示すように、各光電変換セル50A~50Dにはそれぞれ、バイパスダイオード70A~70Dが並列に接続されている。具体的には、バイパスダイオード70Aは、光電変換セル50Aと光電変換セル50Bとの間の第2封止部32の仕切部32b上に固定され、バイパスダイオード70Bは、光電変換セル50Bと光電変換セル50Cとの間の第2封止部32の仕切部32b上に固定され、バイパスダイオード70Cは、光電変換セル50Cと光電変換セル50Dとの間の第2封止部32の仕切部32b上に固定されている。バイパスダイオード70Dは、光電変換セル50Dのセル封止部30A上に固定されている。そして、バイパスダイオード70A~70Dを通るように第2基材20の導電性基板21に導電材60Qが固定されている。またバイパスダイオード70A,70B間、バイパスダイオード70B,70C間、バイパスダイオード70C,70D間の導電材60Qからはそれぞれ導電材60Pが分岐し、透明導電層12A上の導電材接続部16A、透明導電層12B上の導電材接続部16A、透明導電層12C上の導電材接続部16Aにそれぞれ接続されている。また光電変換セル50Aの第2基材20の導電性基板21にも導電材60Pが固定され、この導電材60Pは、バイパスダイオード70Aと、透明導電層12E上の接続端子16の導電材接続部16Aとを接続している。さらにバイパスダイオード70Dは、導電材60Pを介して透明導電層12Dに接続されている。
 また、各光電変換セル50の第2基材20上には、乾燥剤(図示せず)が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよいが、乾燥剤が設けられていることが好ましい。
 上記光電変換素子100によれば、外側封止部31aの厚さtが内側封止部の厚さtよりも大きくなっているため、外側封止部31aの厚さtが内側封止部30bの厚さt以下である場合に比べて、外側封止部31aと第1基材15又は第2基材20との間の接着力をより向上させることができる。このため、光電変換素子100によれば、優れた耐久性を有することが可能となる。
 また光電変換素子100では、外側封止部31aの厚さtが内側封止部31bの厚さtよりも大きくなっていることで、外側封止部31aから内側封止部31b側に向かうにつれて極間距離をより小さくすることができる。このため、光電変換素子100は、優れた光電変換特性を有することが可能となる。
 さらに光電変換素子100では、内側封止部31bの厚さtが外側封止部31aの厚さtより小さくても、封止連結部31dが突出部31fの分だけ内側封止部31bよりも大きい厚さを有するため、内側封止部31bが封止連結部31dに連結されることで、より優れた耐久性を有することが可能となる。また、封止連結部31dが、内側封止部31bと同じ厚さを有する封止連結部本体31eと、封止連結部本体31eから、隣り合う2つの光電変換セル50の第2基材20同士間の隙間Sに突出する突出部31fとを有するため、隣り合う第2基材20同士が接触しようとしても、その接触が封止連結部31dの突出部31fによって阻止されるため、第2基材20同士間の短絡を防止することが可能となる。
 さらにまた光電変換素子100では、透明導電層12の縁部に沿って溝90が形成され、この溝90が、環状のセル封止部30Aの内側に配置される透明導電層12の本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aを有する。そして、その第1の溝90Aに、ガラスフリットからなる絶縁材33が入り込むとともに、この絶縁材33が、第1の溝90Aを形成している本体部12aの縁部をも覆っている。このため、透明基板11の内部であって溝90の下方の位置に溝90に沿ってクラックが形成され、そのクラックが本体部12aの縁部にまでつながっていたとしても、そのクラックを経たセル封止部30Aの外部からの水分の侵入が絶縁材33によって十分に抑制される。特に、光電変換素子100では、第1の溝90Aを形成する本体部12aの縁部を覆い、第1の溝90Aに入り込む絶縁材33がガラスフリットからなるため、絶縁材33が樹脂である場合に比べて高い封止性能を有する。このため、光電変換素子100によれば、優れた耐久性を有することが可能となる。
 また光電変換素子100では、セル封止部30Aと絶縁材33とが重なるように配置されている。このため、絶縁材33がセル封止部30Aと重ならないように配置されている場合に比べて、光電変換素子100の受光面側から見た、発電に寄与する部分の面積をより増加させることができる。このため、開口率をより向上させることができる。
 また光電変換素子100では、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hは、光電変換セル50Aの周囲であって透明導電層12Aに対し透明導電層12Bと反対側に配置され、透明導電層12Dの第1電流取出し部12fおよび透明導電層12Eの第2電流取出し部12hは互いに溝90を介して隣り合うように配置されている。このため、光電変換素子100においては、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hのそれぞれに外部接続端子18a,18bを隣り合うように配置することが可能となる。従って、外部接続端子18a,18bから電流を外部に取り出すためのコネクタの数を1つとすることが可能となる。すなわち、仮に、第1電流取出し部12fが透明導電層12Dに対し透明導電層12Cと反対側に配置されている場合、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hが互いに大きく離れて配置されるため、外部接続端子18a,18bも大きく離れて配置されることになる。この場合、光電変換素子100から電流を取り出すには、外部接続端子18aに接続するコネクタと、外部接続端子18bに接続するコネクタの2つのコネクタが必要になる。しかし、光電変換素子100によれば、外部接続端子18a,18bを隣り合うように配置することが可能となるため、コネクタは1つで済む。このため、光電変換素子100によれば、省スペース化を図ることができる。また、光電変換素子100は、低照度下で使用されると、発電電流が小さい。具体的には、発電電流は2mA以下である。このため、光電変換セル50A~50Dの両端の光電変換セル50A,50Dのうち一端側の光電変換セル50Dの透明導電層12Dの一部を、他端側の光電変換セル50Aの第2基材20の導電性基板21に電気的に接続された第2電流取出し部12hの隣りに溝90を介して第1電流取出し部12fとして配置しても、光電変換素子100の光電変換性能の低下を十分に抑制することができる。
 また、光電変換素子100では、光電変換セル50A~50DがX方向に沿って一列に配列されており、光電変換セル50A~50Dの両端の光電変換セル50A,50Dのうち一端側の光電変換セル50Dの透明導電層12Dが、セル封止部30Aの内側に設けられる本体部12aと、第1電流取出し部12fと、本体部12aと第1電流取出し部12fとを接続する接続部12gとを有する。このため、光電変換セル50A~50Dの一部である光電変換セル50C、50Dを途中で折り返し、光電変換セル50Aと光電変換セル50Dとをそれらが互いに隣り合うように配置する場合に比べて、隣り合う2つの光電変換セル50同士を接続するために光電変換セル50A~50Dの配列方向(図2のX方向)に沿って設けられる接続端子16の設置領域をより短くすることが可能となり、より省スペース化を図ることが可能となる。また、光電変換素子100によれば、当該光電変換素子100が低照度環境下で使用される場合、通常、発電電流が小さいため、光電変換素子100が、本体部12aと第1電流取出し部12fとを接続する第1接続部12gをさらに有していても、光電変換特性の低下を十分に抑制することができる。
 さらに、光電変換素子100では、集電配線17が、バックシート80と第1基材15とのバックシート連結部14と交差しないように配置されている。集電配線17は一般に、多孔質であるため通気性を有しており、水蒸気等のガスが透過可能となっている。しかし、集電配線17は、バックシート80と第1基材15とのバックシート連結部14と交差しないように配置されている。このため、集電配線17を通してバックシート80と第1基材15との間の空間に外部から水蒸気等が侵入することを防止することができる。その結果、光電変換素子100は優れた耐久性を有することが可能となる。また集電配線17は、透明導電層12Dよりも低い抵抗を有するため、発電電流が大きくなっても、光電変換特性の低下を十分に抑制することができる。
 さらに、光電変換素子100が温度変化の大きい環境下に置かれた場合、接続端子16の幅が狭いほど、接続端子16は、透明導電層12の突出部12cから剥離しにくくなる。その点、光電変換素子100では、接続端子16のうち導電材非接続部16Bが、導電材60Pと接続される導電材接続部16Aより狭い幅を有する。このため、接続端子16のうち導電材非接続部16Bは、透明導電層12の突出部12cから剥離しにくくなる。従って、仮に導電材接続部16Aが透明導電層12の突出部12cから剥離しても、導電材非接続部16Bは透明導電層12から剥離せず透明導電層12に対する接続を維持することが可能となる。また導電材接続部16Aが透明導電層12の突出部12cから剥離しても、光電変換素子100は正常に動作することが可能である。従って、光電変換素子100によれば、接続信頼性を向上させることが可能となる。また、隣り合う2つの光電変換セル50のうち一方の光電変換セル50における第2基材20の導電性基板21に接続された導電材60Pは、他方の光電変換セル50における突出部12c上の導電材接続部16Aと接続され、導電材接続部16Aは、突出部12c上でセル封止部30Aの外側に設けられている。すなわち、隣り合う2つの光電変換セル50同士の接続がセル封止部30Aの外側で行われる。このため、光電変換素子100によれば、開口率を向上させることが可能となる。
 また光電変換素子100では、光電変換セル50A~50Dのうち隣りの光電変換セル50と接続される光電変換セル50において、突出部12cが、本体部12aから側方に張り出す張出し部12dと、張出し部12dから延びて、隣りの光電変換セル50の本体部12aに対向する対向部12eとを有し、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aが対向部12e上に設けられている。
 この場合、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aが、隣りの光電変換セル50の本体部12aに対向する対向部12e上に設けられているため、接続端子16のうち少なくとも導電材接続部16Aが、隣りの光電変換セル50の本体部12aに対向する対向部12e上に設けられていない場合と異なり、導電材接続部16Aに接続される導電材60Pが、隣りの光電変換セル50の第2基材20の導電性基板21を横切ることを十分に防止することが可能となる。その結果、隣り合う光電変換セル50同士間の短絡を十分に防止することが可能となる。
 また光電変換素子100では、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bはいずれもセル封止部30Aに沿って配置されている。このため、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bをセル封止部30Aから遠ざかる方向に沿って配置する場合に比べて、接続端子16のために要するスペースを省くことができる。
 さらに光電変換素子100では、バックシート80の接着部80Bは、光電変換セル50のセル封止部30Aと離間している。このため、接着部80Bが、低温時において収縮することによりセル封止部30Aを引っ張って、セル封止部30Aと第1基材15又は第2基材20との界面に過大な応力が加わることが十分に抑制される。また、高温時においても、接着部80Bが、膨張することによりセル封止部30Aを押して、セル封止部30Aと第1基材15又は第2基材20との界面に過大な応力を加えることが十分に抑制される。すなわち、高温時でも低温時でも、セル封止部30Aと第1基材15又は第2基材20との界面に過大な応力が加わることが十分に抑制される。このため、光電変換素子100は、優れた耐久性を有することが可能となる。
 さらに、光電変換素子100では、内側封止部31bの幅wは、外側封止部31aの幅wよりも狭くなっている。このため、光電変換素子100における開口率をより十分に向上させることができる。また光電変換素子100では、隣り合う第1セル封止部31A同士、及び、隣り合う第2セル封止部32A同士が、隣り合う第2基材20の間で一体化されている。ここで、隣り合う第1セル封止部31A同士が一体化されなければ、隣り合う光電変換セル50の間においては、大気に対して露出される封止部が2箇所となる。これに対し、光電変換素子100においては、隣り合う第1セル封止部31A同士が一体化されているため、隣り合う光電変換セル50の間において、大気に対して露出される封止部が1箇所となる。すなわち、第1封止部31は、外側封止部31aと、内側封止部31bと、封止連結部31dとで構成されているため、隣り合う光電変換セル50の間において、大気に対して露出される封止部が封止連結部31dの1箇所のみとなる。また第1セル封止部31A同士が一体化されることで、大気から電解質40までの水分等の侵入距離が増加する。このため、隣り合う光電変換セル50間において、光電変換セル50の外部から侵入する水分や空気の量を十分に低減することができる。すなわち、光電変換素子100の封止性能を十分に向上させることができる。また光電変換素子100によれば、隣り合う第1セル封止部31A同士が一体化されている。このため、内側封止部31bの幅wが、外側封止部31aの幅wよりも狭くても、その内側封止部31b及び封止連結部31dにおいて十分な封止幅を確保することが可能となる。すなわち、光電変換素子100によれば、開口率を向上させながら、第1セル封止部31Aと第1基材15との接着強度、及び、第1セル封止部31Aと第2基材20との接着強度を十分に大きくすることが可能となる。その結果、開口率を向上させることができると共に、光電変換素子100が高温下で使用される場合に電解質40が膨張して第1セル封止部31Aの内側から外側に向かう過大な応力が加えられても、第1基材15及び第2基材20からの第1セル封止部31Aの剥離を十分に抑制することができ、優れた耐久性を有することが可能となる。
 さらに、光電変換素子100では、外側封止部31aの幅wが合計幅wよりも狭くなっている。この場合、外側封止部31aの幅wが合計幅w以上である場合に比べて、開口率をより向上させることができる。なお、外側封止部31aは、内側封止部31bよりも大きい厚さを有しているため、外側封止部31aの幅wを合計幅wより狭くしても、十分な耐久性を確保することができる。
 また光電変換素子100においては、第2セル封止部32Aが、第1セル封止部31Aと接着されており、第2基材20の接合縁部20aが第1セル封止部31Aと第2セル封止部32Aとによって挟持されている。このため、第2基材20に対して作用極10から離れる方向の応力が作用しても、その剥離が第2セル封止部32Aによって十分に抑制される。また、第2封止部32の仕切部32bは、隣り合う第2基材20同士間の隙間Sを通って第1セル封止部31Aに接着されているため、隣り合う光電変換セル50の第2基材20同士が接触することが確実に防止される。
 次に、第1基材15、酸化物半導体層13、バックシート連結部14、色素、第2基材20、セル封止部30A、絶縁材33、電解質40、導電材60P,60Q、バックシート80および乾燥剤について詳細に説明する。
 <第1基材>
 第1基材15は、導電性基板で構成され、透明基板11と、透明導電層12と、絶縁材33と、接続端子16とを有している。
 (透明基板)
 透明基板11を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、および、ポリエーテルスルフォン(PES)などが挙げられる。透明基板11の厚さは、光電変換素子100のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば50~10000μmの範囲にすればよい。
 (透明導電層)
 透明導電層12に含まれる材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム(ITO)、酸化スズ(SnO)、フッ素添加酸化スズ(FTO)などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電層12は、単層でも、異なる導電性金属酸化物を含む複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電層12が単層で構成される場合、透明導電層12は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、FTOを含むことが好ましい。透明導電層12は、ガラスフリットをさらに含んでもよい。透明導電層12の厚さは例えば0.01~2μmの範囲にすればよい。
 また透明導電層12のうち透明導電層12Dの接続部12gの抵抗値は、特に制限されるものではないが、下記式(1)で表される抵抗値以下であることが好ましい。
抵抗値=直列接続される光電変換セル50の数×120Ω    (1)
 この場合、接続部12gの抵抗値が、上記式(1)で表される抵抗値を超える場合と比べて、光電変換素子100の性能低下を十分に抑制することができる。本実施形態では、光電変換セル50の数は4であるから、上記式(1)で表わされる抵抗値は480Ωとなるので、接続部12gの抵抗値は480Ω以下であることが好ましい。
 (絶縁材)
 絶縁材33の厚さは通常、10~30μmであり、好ましくは15~25μmである。
 (接続端子)
 接続端子16は、金属材料を含む。金属材料としては、例えば銀、銅およびインジウムなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合せて用いてもよい。
 また接続端子16は、導電材60Pと同一の材料で構成されていても異なる材料で構成されていてもよいが、同一の材料で構成されていることが好ましい。
 この場合、接続端子16および導電材60Pが同一の材料で構成されているため、接続端子16と導電材60Pとの密着性をより十分に向上させることができる。このため、光電変換素子100における接続信頼性をより向上させることが可能となる。
 接続端子16においては、導電材非接続部16Bの幅は、導電材接続部16Aの幅より狭ければ特に制限されないが、導電材接続部16Aの幅の1/2以下であることが好ましい。
 この場合、導電材非接続部16Bの幅が導電材接続部16Aの幅の1/2を超える場合に比べて、光電変換素子100における接続信頼性をより向上させることが可能となる。
 導電材接続部16Aの幅は特に制限されないが、好ましくは0.5~5mmであり、より好ましくは0.8~2mmである。
 <酸化物半導体層>
 酸化物半導体層13は、酸化物半導体粒子で構成される。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン(TiO)、酸化シリコン(SiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化タングステン(WO)、酸化ニオブ(Nb)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化スズ(SnO)、酸化インジウム(In)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化タリウム(Ta)、酸化ランタン(La)、酸化イットリウム(Y)、酸化ホルミウム(Ho)、酸化ビスマス(Bi)、酸化セリウム(CeO)、酸化アルミニウム(Al)又はこれらの2種以上で構成される。
 酸化物半導体層13は通常、光を吸収するための吸収層で構成されるが、吸収層と吸収層を透過した光を反射して吸収層に戻す反射層とで構成されてもよい。
 酸化物半導体層13の厚さは、例えば0.5~50μmとすればよい。
 <バックシート連結部>
 バックシート連結部14を構成する材料は、バックシート80と透明導電層12とを接着させることができるものであれば特に制限されず、バックシート連結部14を構成する材料としては、例えばガラスフリット、封止部31Aに用いられる樹脂材料と同様の樹脂材料などを用いることができる。中でも、バックシート連結部14は、ガラスフリットであることが好ましい。ガラスフリットは樹脂材料に比べて高い封止性能を有するため、バックシート80の外側からの水分等の侵入を効果的に抑制することができる。
 <色素>
 色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などの光増感色素;ハロゲン化鉛系ペロブスカイト結晶などの有機-無機複合色素などが挙げられる。ハロゲン化鉛系ペロブスカイトとしては、例えばCHNHPbX(X=Cl、Br、I)が用いられる。中でも、色素としては、ターピリジン構造を含む配位子を有するルテニウム錯体からなる光増感色素が好ましい。この場合、光電変換素子100の光電変換特性をより向上させることができる。なお、色素が光増感色素で構成される場合、光電変換素子100は色素増感光電変換素子で構成されることになり、光電変換セル50は色素増感光電変換セルで構成されることになる。ここで、色素増感光電変換素子としては、太陽光によって発電が行われる色素増感光電変換素子、すなわち色素増感太陽電池モジュール(DSCモジュール)、及び、屋内灯などの太陽光でない光によって発電が行われる色素増感光電変換素子が挙げられる。また色素増感光電変換セルとしては、太陽光によって発電が行われる色素増感光電変換セル、すなわち色素増感太陽電池(DSC)、及び、屋内灯などの太陽光でない光によって発電が行われる色素増感光電変換セルが挙げられる。
 <第2基材>
 第2基材20は、上述したように、第2電極である導電性基板21と、導電性基板21のうち第1基材15側に設けられて第2基材20の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層22とを備える。
 導電性基板21は、金属基板で構成され、金属基板は金属材料、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン、アルミ、ステンレス等の耐食性の金属材料で構成される。導電性基板21の厚さは、光電変換素子100のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば0.005~0.1mmとすればよい。
 触媒層22は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。ここで、炭素系材料としては、カーボンナノチューブが好適に用いられる。
 <封止部>
 セル封止部30Aは、第1セル封止部31Aと、第2セル封止部32Aとで構成される。
 第1セル封止部31Aを構成する材料としては、例えばアイオノマー、エチレン-ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体等を含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。
 第1セル封止部31Aにおいて、内側封止部31bの厚さtに対する外側封止部31aの厚さtの比(t/t)は1より大きければよいが、t/tは1.1~2.0であることが好ましく、1.1~1.5であることがより好ましい。t/tが1.1~2.0であると、t/tが上記範囲を外れる場合に比べて、より優れた耐久性を有することが可能となる。
 内側封止部31bの厚さtは通常、40~90μmであり、好ましくは60~80μmである。
 また封止連結部31dの突出部31fの封止連結本体31eからの高さは特に限定されるものではないが、第2基材20の厚さの5~100%であることが好ましく、20~80%であることがより好ましい。この場合、封止連結部31dと第1基材15又は第2基材20との接着力を効果的に確保することができる。このため、内側封止部31bが封止連結部31dに連結されることで、より一層優れた耐久性を有することが可能となる。また、隣り合う第2基材20同士が接触しようとしても、その接触が封止連結部31dの突出部31fによって効果的に阻止される。このため、第2基材20同士間の短絡を効果的に防止することが可能となる。
 内側封止部31bの幅wは、外側封止部31aの幅wの25%以上100%未満であることが好ましい。この場合、内側封止部31bの幅wが、外側封止部31aの幅wの25%未満である場合と比べて、より優れた耐久性を有することが可能となる。
 光電変換素子100においては、外側封止部31aの幅wは、合計幅wの50%より大きく100%未満であることが好ましく、80%以上100%未満であることがより好ましい。この場合、外側封止部31aの幅wが合計幅wの100%未満であるため、外側封止部31aの幅wが合計幅wの100%以上である場合と比べて、開口率をより向上させることができる。一方、外側封止部31aの幅wが合計幅wの50%以下である場合と比べて、大気から電解質40までの水分等の侵入距離がより増加することになる。このため、隣り合う光電変換セル50間にある内側封止部31b及び封止連結部31dを通して外部から水分が侵入することをより十分に抑制することができる。
 この場合、大きな開口率と優れた耐久性とをバランスさせることができる。
 第2セル封止部32Aを構成する材料としては、第1セル封止部31Aと同様、例えばアイオノマー、エチレン-ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体等を含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。
 第2セル封止部32Aの厚さは通常、20~45μmであり、好ましくは30~40μmである。
 <電解質>
 電解質40は、例えばヨウ化物イオン/ポリヨウ化物イオン(例えばI/I )などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、バレロニトリル、ピバロニトリル、グルタロニトリル、メタクリロニトリル、イソブチロニトリル、フェニルアセトニトリル、アクリロニトリル、スクシノニトリル、オキサロニトリル、ペンタニトリル、アジポニトリルなどを用いることができる。酸化還元対としては、例えばヨウ化物イオン/ポリヨウ化物イオン(例えばI/I )のほか、臭化物イオン/ポリ臭化物イオン、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対が挙げられる。また電解質40は、有機溶媒に代えて、イオン液体を用いてもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムヨーダイド、1-エチル-3-プロピルイミダゾリウムヨーダイド、ジメチルイミダゾリウムアイオダイド、エチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、ジメチルプロピルイミダゾリウムアイオダイド、ブチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、メチルプロピルイミダゾリウムアイオダイドが好適に用いられる。
 また、電解質40は、上記有機溶媒に代えて、上記イオン液体と上記有機溶媒との混合物を用いてもよい。
 また電解質40には添加剤を加えることができる。添加剤としては、LiI、I、4-t-ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネート、1-メチルベンゾイミダゾール、1-ブチルベンゾイミダゾールなどが挙げられる。
 さらに電解質40としては、上記電解質にSiO、TiO、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化した電解質を用いてもよい。
 なお、電解質40は、ヨウ化物イオン/ポリヨウ化物イオン(例えばI/I )からなる酸化還元対を含み、ポリヨウ化物イオン(例えばI )の濃度が0.006mol/リットル以下であることが好ましく、0~6×10-6mol/リットルであることがより好ましく、0~6×10-8mol/リットルであることがさらに好ましい。この場合、電子を運ぶポリヨウ化物イオン(例えばI )の濃度が低いため、漏れ電流をより減少させることができる。このため、開放電圧をより増加させることができるため、光電変換特性をより向上させることができる。
 <導電材>
 導電材60P,60Qとしては、例えば金属膜が用いられる。金属膜を構成する金属材料としては、例えば銀又は銅などを用いることができる。
 <バックシート>
バックシート80は、上述したように、耐候性層と、金属層とを含む積層体80Aと、積層体80Aの光電変換セル50側の面に設けられ、積層体80Aとバックシート連結部14とを接着する接着部80Bとを含む。
 耐候性層は、例えばポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートで構成されていればよい。
 耐候性層の厚さは、例えば50~300μmであればよい。
 金属層は、例えばアルミニウムを含む金属材料で構成されていればよい。金属材料は通常、アルミニウム単体で構成されるが、アルミニウムと他の金属との合金であってもよい。他の金属としては、例えば銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、鉛、及び、ビスマスが挙げられる。具体的には、98%以上の純アルミニウムにその他の金属が微量添加された1000系アルミニウムが望ましい。これは、この1000系アルミニウムが、他のアルミニウム合金と比較して、安価で、加工性に優れているためである。
 金属層の厚さは特に制限されるものではないが、例えば12~30μmであればよい。
 積層体80Aは、さらに樹脂層を含んでいてもよい。樹脂層を構成する材料としては、例えばブチルゴム、ニトリルゴム、熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。樹脂層は、金属層のうち耐候性層と反対側の表面全体に形成されていてもよいし、周縁部にのみ形成されていてもよい。
 接着部80Bを構成する材料としては、例えばブチルゴム、ニトリルゴム、熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。接着部80Bの厚さは特に制限されるものではないが、例えば300~1000μmであればよい。
 <乾燥剤>
 乾燥剤は、シート状であっても、粒状であってもよい。乾燥剤は、例えば水分を吸収するものであればよく、乾燥剤としては、例えばシリカゲル、アルミナ、ゼオライトなどが挙げられる。
 次に、光電変換素子100の製造方法について図4、図8および図9を参照しながら説明する。図9は、図5の第1封止部を形成するための第1封止部形成体を示す平面図である。
 まず1つの透明基板11を用意する。
 次に、透明基板11の上に透明導電層を形成してなる積層体を用意する。
 透明導電層の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法又はCVD法などが用いられる。
 次に、図4に示すように、透明導電層に対して溝90を形成し、互いに溝90を介在させて絶縁状態で配置される透明導電層12A~12Fを形成する。具体的には、光電変換セル50A~50Dに対応する第1電極としての4つの透明導電層12A~12Dは、四角形状の本体部12a及び突出部12cを有するように形成する。このとき、光電変換セル50A~50Cに対応する透明導電層12A~12Cについては、突出部12cが張出し部12dのみならず、張出し部12dから延びて、隣りの光電変換セル50の本体部12aに対向する対向部12eをも有するように形成する。また透明導電層12Dについては、四角形状の本体部12a及び張出し部12dのみならず、第1電流取出し部12fと、第1電流取出し部12fと本体部12aとを接続する接続部12gとを有するように形成する。このとき、第1電流取出し部12fは、透明導電層12Aに対し、透明導電層12Bと反対側に配置されるように形成する。さらに、透明導電層12Eは、第2電流取出し部12hが形成されるように形成する。このとき、第2電流取出し部12hは、透明導電層12Aに対し、透明導電層12Bと反対側に配置され、且つ、第1電流取出し部12fの隣りに溝90を介して配置されるように形成する。
 溝90は、例えばYAGレーザ又はCOレーザ等を光源として用いたレーザスクライブ法によって形成することができる。こうして、透明基板11の上に透明導電層12を形成する。
 次に、透明導電層12A~12Cのうちの突出部12c上に、導電材接続部16Aと導電材非接続部16Bとで構成される接続端子16の前駆体を形成する。具体的には、接続端子16の前駆体は、導電材接続部16Aが対向部12e上に設けられるように形成する。また透明導電層12Eにも接続端子16の前駆体を形成する。また導電材非接続部16Bの前駆体は、導電材接続部16Aの幅よりも狭くなるように形成する。接続端子16の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
 さらに、透明導電層12Dの接続部12gの上には集電配線17の前駆体を形成する。集電配線17の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
 また、透明導電層12Dの第1電流取出し部12f,第2電流取出し部12h上にはそれぞれ外部に電流を取り出すための外部接続用端子18a,18bの前駆体を形成する。外部接続用端子の前駆体は、例えば銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成することができる。
 さらに、本体部12aの縁部に沿って形成される第1の溝90Aに入り込み且つ本体部12aの縁部をも覆うように、ガラスフリットからなる絶縁材33の前駆体を形成する。絶縁材33は、例えばガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成することができる。
 またバックシート80を固定するために、絶縁材33と同様にして、絶縁材33を囲むように且つ透明導電層12D、透明導電層12E、透明導電層12Fを通るように環状のバックシート連結部14の前駆体を形成する。
 さらに透明導電層12A~12Dの各々の本体部12aの上に、酸化物半導体層13の前駆体を形成する。酸化物半導体層13の前駆体は、酸化物半導体粒子を含む酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、乾燥させることで形成することができる。
 酸化物半導体層形成用ペーストは、酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テルピネオールなどの溶媒を含む。
 酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、又はバーコート法などを用いることができる。
 最後に、接続端子16の前駆体、絶縁材33の前駆体、バックシート連結部14の前駆体、酸化物半導体層13の前駆体を一括して焼成し、接続端子16、絶縁材33、バックシート連結部14、および酸化物半導体層13を形成する。
 このとき、焼成温度は酸化物半導体粒子やガラスフリットの種類により異なるが、通常は350~600℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子やガラスフリットの種類により異なるが、通常は1~5時間である。
 こうして、図8に示すように、バックシート80を固定するためのバックシート連結部14が形成され、第1基材15を有する作用極10が得られる。
 次に、作用極10の酸化物半導体層13に色素を担持させる。このためには、作用極10を、色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その色素を酸化物半導体層13に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な色素を洗い流し、乾燥させることで、色素を酸化物半導体層13に吸着させればよい。但し、色素を含有する溶液を酸化物半導体層13に塗布した後、乾燥させることによって色素を酸化物半導体層13に吸着させても、色素を酸化物半導体層13に担持させることが可能である。
 次に、酸化物半導体層13の上に電解質40を配置する。
 次に、図9に示すように、第1封止部31を形成するための第1封止部形成体131を準備する。第1封止部形成体131は、第1封止部31を構成する材料からなる1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに光電変換セル50の数に応じた四角形状の開口131aを形成することによって得ることができる。第1封止部形成体131は、複数の第1封止部形成体131Aを一体化させてなる構造を有する。
 そして、この第1封止部形成体131を第1基材15の上に接着させる。このとき、第1封止部形成体131は、第1基材15を構成する絶縁材33と重なるように接着する。第1封止部形成体131の第1基材15への接着は、第1封止部形成体131を加熱溶融させることによって行うことができる。また第1封止部形成体131は、透明導電層12の本体部12aが第1封止部形成体131の内側に配置されるように第1基材15に接着する。
 一方、光電変換セル50の数と同数の第2基材20を用意する。
 第2基材20は、第2電極としての導電性基板21上に、第2基材20の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層22を形成することにより得ることができる。
 次に、上述した第1封止部形成体131をもう1つ用意する。そして、複数の第2基材20の各々を、第1封止部形成体131の各開口131aを塞ぐように貼り合わせる。
 次に、第2基材20に接着した第1封止部形成体131と、第1基材15に接着した第1封止部形成体131とを重ね合わせ、第1封止部形成体131を加圧しながら加熱溶融させる。こうして第1基材15と第2基材20との間に第1封止部31が形成される。このとき、外側封止部31aの厚さtが内側封止部31bの厚さtよりも大きくなるように、且つ、封止連結部31dの最大厚さtが内側封止部の厚さtよりも大きくなるように第1封止部31を形成する。またこのとき、内側封止部31bの幅wが、外側封止部31aの幅wよりも狭くなるように第1封止部31を形成する。さらにこのとき、外側封止部31aの幅wが合計幅wよりも狭くなるように第1封止部31を形成する。外側封止部31aの厚さt及び内側封止部の厚さtは、第1封止部形成体131を加圧及び加熱させる際に用いる熱型の表面に凹凸部を設け、外側封止部31aを加圧する部分と、内側封止部31bを加圧する部分との間に高さ又は深さの差を設け、熱型で第1封止部形成体131を加圧した時に外側封止部31aの厚さtと内側封止部31bの厚さtとの間に差が生じるようにしたり、第1封止部形成体131を加圧及び加熱させる際に熱電対により温度制御が可能で、変位制御より加圧力を調節可能な装置を用い、ヒーターを埋め込んだ封止治具で第1封止部形成体を加熱及び加圧したりすることによって調整できる。また封止連結部31dの最大厚さtは、第1封止部形成体131を加圧及び加熱させる際に加圧力を調整することによって調整できる。さらに外側封止部31aの幅w、合計幅w、内側封止部31bの幅wは、酸化物半導体層13のパターン形状(wおよびwを変更したい場合)、第1封止部形成体131のパターン形状や第2基材20の位置又は寸法を変えることで調節することができる。第1封止部31の形成は、大気圧下で行っても減圧下で行ってもよいが、減圧下で行うことが好ましい。
 次に、第2封止部32を準備する(図6参照)。第2封止部32は、複数の第2セル封止部32Aを一体化させてなる構造を有する。第2封止部32は、1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに光電変換セル50の数に応じた四角形状の開口32cを形成することによって得ることができる。第2封止部32は、第1封止部31と共に第2基材20の接合縁部20aを挟むように第2基材20に貼り合わせる。第2封止部32の第2基材20への接着は、第2封止部32を加熱溶融させることによって行うことができる。
 封止用樹脂フィルムとしては、例えばアイオノマー、エチレン-ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体等を含む変性ポリオレフィン樹脂、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。第2封止部32の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料は、第1封止部31の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料と同一であっても異なっていてもよい。第2封止部32の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料は、第1封止部31の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料と異なる場合、第2封止部32の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料は、第1封止部31の形成のための封止用樹脂フィルムの構成材料よりも高い融点を有することが好ましい。この場合、第2セル封止部32Aは、第1セル封止部31Aよりも硬くなるため、隣り合う光電変換セル50の第2基材20同士の接触を効果的に防止することができる。また第1セル封止部31Aは第2セル封止部32Aよりも軟らかくなるため、セル封止部30Aに加わる応力を効果的に緩和することができる。
 次に、第2封止部32の仕切部32bにバイパスダイオード70A,70B,70Cを固定する。また光電変換セル50Dのセル封止部30A上にもバイパスダイオード70Dを固定する。
 そして、バイパスダイオード70A~70Dを通るように導電材60Qを光電変換セル50B~50Dの第2基材20の導電性基板21に固定する。さらにバイパスダイオード70A,70B間、バイパスダイオード70B,70C間、バイパスダイオード70C,70D間の各導電材60Qと、透明導電層12A上の導電材接続部16A、透明導電層12B上の導電材接続部16A、透明導電層12C上の導電材接続部16Aとをそれぞれ接続するように導電材60Pを形成する。また、透明導電層12E上の導電材接続部16Aとバイパスダイオード70Aとを接続するように光電変換セル50Aの第2基材20の導電性基板21に導電材60Pを固定する。さらに、透明導電層12Dとバイパスダイオード70Dとを導電材60Pによって接続する。
 このとき、導電材60Pは、導電材60Pを構成する金属材料を含むペーストを用意し、このペーストを、第2基材20から、隣りの光電変換セル50の接続端子16の導電材接続部16Aにわたって塗布し、硬化させる。導電材60Qは、導電材60Qを構成する金属材料を含むペーストを用意し、このペーストを、各第2基材20上に隣り合うバイパスダイオードを結ぶように塗布し、硬化させる。このとき、上記ペーストとしては、色素への悪影響を避ける観点から、90℃以下の温度で硬化させることが可能な低温硬化型のペーストを用いることが好ましい。
 最後に、バックシート80を用意し、このバックシート80の周縁部80aをバックシート連結部14に接着させる。このとき、バックシート80の接着部80Bと光電変換セル50のセル封止部30Aとが離間するようにバックシート80を配置する。
 以上のようにして光電変換素子100が得られる。
 なお、上述した説明では、接続端子16、絶縁材33、バックシート連結部14、および酸化物半導体層13を形成するために、接続端子16の前駆体、絶縁材33の前駆体、バックシート連結部14の前駆体、酸化物半導体層13の前駆体を一括して焼成する方法を用いているが、接続端子16、絶縁材33、バックシート連結部14、および酸化物半導体層13はそれぞれ別々に前駆体を焼成して形成してもよい。
 本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、光電変換セル50A~50Dが図2のX方向に沿って一列に配列されているが、図10に示す光電変換素子200のように、光電変換セル50A~50Dの一部である光電変換セル50C、50Dを途中で折り返し、光電変換セル50Aと光電変換セル50Dとをそれらが互いに隣り合うように配置してもよい。この場合、透明導電層12Dは、光電変換素子100と異なり、本体部12aと第1電流取出し部12fとの間に接続部12gを設ける必要がない。このため、集電配線17も設ける必要がない。
 また上記実施形態では、バックシート80と第1基材15とのバックシート連結部14と交差する第2の溝90Bが、ガラスフリットからなる絶縁材33で覆われていないが、図11に示す光電変換素子300のように、第2の溝90Bは、ガラスフリットからなる絶縁材33で覆われていることが好ましい。なお、図11において、バックシート80は省略してある。図11に示すように、第2の溝90Bがバックシート連結部14と交差していると、その第2の溝90Bを通じて水分がバックシート80と第1基材15との間の空間に侵入することが可能となる。この場合、第2の溝90Bに絶縁材33が入り込み、絶縁材33が、透明導電層12のうち本体部12aを除く部分の縁部をも覆っていることで、バックシート80の外側から内側への水分の侵入が十分に抑制される。このため、バックシート80と第1基材15との間の空間に侵入した水分がセル封止部30Aを通じてセル封止部30Aの内側に入り込むことが十分に抑制される。このため、光電変換素子300の耐久性の低下を十分に抑制することが可能となる。
 さらに上記実施形態では、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hが、光電変換セル50A側の周囲に配置されているが、図12に示す光電変換素子400のように、第1電流取出し部12fおよび第2電流取出し部12hは、光電変換セル50D側の周囲に配置されていてもよい。この場合、第1電流取出し部12fは、透明導電層12Dの本体部12aに対し光電変換セル50Cと反対側にセル封止部30Aの外側まで突出するように設けられる。一方、第2電流取出し部12hは、透明導電層12Dの本体部12aに対し光電変換セル50Cと反対側に設けられる。また透明導電層12A~12Dに沿って第2接続部としての接続部12iが延びており、この接続部12iが、第2電流取出し部12fと光電変換セル50Aの第2基材20の導電性基板21とを接続している。具体的には、接続部12iの上に、接続部12iに沿って集電配線417が設けられ、この集電配線417とバイパスダイオード70Aから延びる導電材60Pとが接続されている。この光電変換素子400によっても、優れた光電変換特性を有しながら省スペース化を図ることができる。なお、この場合に、接続部12iの抵抗値が、下記式(1)で表される抵抗値以下であることが好ましいのは、上記実施形態と同様である。
抵抗値=直列接続される光電変換セル50の数×120Ω    (1)
 また上記実施形態では、溝90が第2の溝90Bを有しているが、第2の溝90Bは必ずしも形成されていなくてもよい。
 また上記実施形態では、接続端子16の導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bの幅が一定とされているが、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bの幅はそれぞれ、接続端子16の延び方向に沿って変化してもよい。例えば導電材非接続部16Bのうち導電材接続部16Aから最も遠い側の端部から最も近い側の端部に向かって幅が単調に増加し、導電材接続部16Aのうち導電材非接続部16B側の端部から導電部材非接続部16Bより最も遠い側の端部に向かって幅が単調に増加してもよい。
 また上記実施形態では、導電材接続部16Aおよび導電材非接続部16Bはそれぞれセル封止部30Aに沿って設けられているが、これらは、セル封止部30Aから遠ざかる方向に延びるように形成されていてもよい。但し、この場合、導電材接続部16Aが導電材非接続部16Bよりもセル封止部30Aに近い位置に配置されていることが好ましい。この場合、導電材60Pをより短くすることができる。
 あるいは、透明導電層12A~12C上に形成される接続端子16においては、導電材非接続部16Bの延び方向は、導電材接続部16Aの延び方向に直交するように配置されてもよい。
 また導電材接続部16Aの幅は導電材非接続部16Bの幅以下であってもよい。
 さらに上記実施形態では、上記光電変換素子が接続端子16を有しているが、接続端子16を有していなくてもよい。
 また上記実施形態では、第2セル封止部32Aが第1セル封止部31Aに接着されているが、第2セル封止部32Aは第1セル封止部31Aに接着されていなくてもよい。
 さらに上記実施形態では、セル封止部30Aが第1セル封止部31Aと第2セル封止部32Aとで構成されているが、第2セル封止部32Aは省略されてもよい。
 さらに、上記実施形態では、外側封止部31aの幅wが合計幅wより狭くなっているが、外側封止部31aの幅wは合計幅w以上であってもよい。
 さらにまた上記実施形態では、封止連結部31dの最大厚さtが内側封止部の厚さtよりも大きくなっているが、封止連結部31dの最大厚さtは内側封止部の厚さt以下であってもよい。
 また上記実施形態では、バックシート80と透明導電層12とが、ガラスフリットからなるバックシート連結部14を介して接着されているが、バックシート80と透明導電層12とは、必ずしもバックシート連結部14を介して接着されている必要はない。
 さらにまた上記実施形態では、バックシート連結部14と絶縁材33とが離間しているが、これらはいずれもガラスフリットで構成され、一体化されていることが好ましい。この場合、バックシート80と第1基材15との間の空間において水分が侵入したとしても、バックシート連結部14と第1基材15との間の界面、セル封止部30Aと第1基材15との間の界面が存在しなくなる。また絶縁材33もバックシート連結部14もガラスフリットからなり、樹脂に比べ高い封止性能を有する。このため、バックシート連結部14と第1基材15との間の界面や絶縁材33と第1基材15との間の界面を通じた水分の侵入を十分に抑制することができる。
 また上記実施形態では、絶縁材33はガラスフリットからなっているが、絶縁材33を構成する材料は、第1セル封止部30Aを構成する材料よりも高い融点を有するものであればよい。このため、このような材料としては、ガラスフリットのほか、例えばポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂が挙げられる。中でも、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。この場合、セル封止部30Aが高温時に流動性を有するようになっても、絶縁材33は、ガラスフリットからなる場合と同様、熱可塑性樹脂からなる場合に比べて高温時でも流動化しにくい。このため、第1基材15と第2基材20との接触が十分に抑制され、第1基材15と第2基材20との間の短絡を十分に抑制できる。
 また上記実施形態では、第1基材15が絶縁材33を有しているが、第1基材15は絶縁材33を有していなくてもよい。この場合、セル封止部30Aおよび第1封止部31Aは、透明基板11および透明導電層12に接合されることになる。
 また上記実施形態では、第1基材15は接続端子16を有しているが、接続端子16を有していなくてもよい。
 また上記実施形態では、上記光電変換素子は、外部接続端子18a,18bを有しているが、外部接続端子18a,18bを有していなくてもよい。
 さらに上記実施形態では、複数の光電変換セル50が直列接続されているが、並列接続されていてもよい。
 さらに上記実施形態では、複数の光電変換セル50が用いられているが、本発明では、図13に示す光電変換素子500のように、DSCが1つのみ用いられてもよい。この場合、環状の外側封止部31aの内側に環状の内側封止部31bが外側封止部31aから離間した状態で設けられ、外側封止部31aと内側封止部31bとによって1つのセル空間が形成され、第1封止部が構成されることになる。ここで、外側封止部31aの厚さtが内側封止部の厚さtよりも大きくなっているのは上記実施形態と同様である。また透明基板11は環状となっており、透明基板11の内側には開口501が形成されている。さらに、光電変換素子500では透明導電層12、酸化物半導体層13及び第2基材20も環状に設けられている。光電変換素子500は、例えば表示装置の枠体に対し、第2基材20を枠体側に向けた状態で且つ表示部が開口501を通して見えるように配置すればよい。なお、開口501は必ずしも必要なものではなく、省略が可能である。この場合、光電変換セル50を覆うようにバックシート80が設けられてもよい。
 また上記実施形態では、光電変換セル50の数が4つであるが、1つ以上であればよく、4つに限定されるものではない。このように光電変換セル50を複数有する場合は、図10に示すように、光電変換セル50A~50Dの一部を途中で折り返す場合よりも、図2に示すように、光電変換セル50を一定方向に配列することが好ましい。このように光電変換セル50を一定方向に配列する場合、光電変換セル50の数として、偶数、奇数のいずれをも選択することが可能となり、光電変換セル50の数を自由に決定することができ、設計の自由度を向上させることができる。
 また上記実施形態では、図14に示す光電変換素子600のように、第2基材として、絶縁性基板601を用いてもよい。この場合、絶縁性基板601と封止部31Aと第1基材15との間の空間には構造体602が配置される。構造体602は、第1基材15のうち絶縁性基板601側の面上に設けられている。構造体602は、第1基材15側から順に、酸化物半導体層13、多孔質絶縁層603及び対極620で構成される。また上記空間には電解質40が配置されている。電解質40は、酸化物半導体層13及び多孔質絶縁層603の内部にまで含浸されている。ここで、絶縁性基板601としては、例えばガラス基板又は樹脂フィルムなどを用いることができる。また対極620としては、第2基材20と同様のものを用いることができる。あるいは、対極620は、例えばカーボン等を含む多孔質の単一の層で構成されてもよい。多孔質絶縁層603は、主として、酸化物半導体層13と対極620との物理的接触を防ぎ、電解質40を内部に含浸させるためのものである。このような多孔質絶縁層603としては、例えば酸化物の焼成体を用いることができる。なお、図14に示す光電変換素子600においては、封止部31Aと第1基材15と絶縁性基板601との間の空間に構造体602が1つのみ設けられているが、構造体602は複数設けられていてもよい。また、多孔質絶縁層603は、酸化物半導体層13と対極620との間に設けられているが、酸化物半導体層13を囲むように、第1基材15と対極620の間に設けてもよい。この構成でも、酸化物半導体層13と対極620との物理的接触を防ぐことができる。
 さらにまた上記実施形態では、図15に示す光電変換素子700のように、透明基板11の全体が第2基材20側に向かって凸となるように湾曲していてもよい。別言すると、透明基板11のうち透明導電層12が設けられている面を凸面とし、透明基板11のうち透明導電層12と反対側の面を凹面としてもよい。この場合、透明基板11の全体が第2基材20側に向かって凸になっていない場合に比べて、入射光の屈折により、入射角が大きい光をも集光することが可能となる。また、第1封止部形成体131を加圧及び加熱させる際に用いる熱型において、加圧面を、凹凸部をつけずに平坦面とし、この熱型で第1封止部形成体131を加圧及び加圧するだけで、外側封止部31aの厚さt及び内側封止部の厚さtが下記式:
>t
を満たすようにすることを簡単に達成できる。またこの光電変換素子700によっても、優れた耐久性が得られる。
 また上記実施形態では、上記光電変換素子がバックシート80を有しているが、上記光電変換素子はバックシート80を有していなくてもよい。
 さらに上記実施形態では、上記光電変換素子がバイパスダイオード70A~70Dを有しているが、上記光電変換素子はバイパスダイオード70A~70Dを有していなくてもよい。この場合、導電材60Qは不要となる。
 さらに上記実施形態では、酸化物半導体層13が第1基材15上に設けられているが、酸化物半導体層13は第2基材20上に設けられてもよい。但し、この場合は、第2基材20が触媒層22を有さず、第1基材15が触媒層22を有する。
 さらにまた上記実施形態では、第2基材20の導電性基板21は、金属基板で構成されているが、カーボンなどの非金属材料を含有する導電性基板で構成されていてもよい。また導電性基板21は、基板と第2電極とを分けて、上述した透明基板11に第2電極としてITO、FTO等の導電性酸化物からなる膜を形成した積層体で構成してもよい。また導電性基板21が触媒機能を有する場合(例えばカーボンなどを含有する場合)には、第2基材20は触媒層22を有していなくてもよい。
 以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
 (実施例1)
 まずガラスからなる1mm×5cm×10cmの透明基板を用意した。そして、この透明基板の上に、厚さ1μmのFTOからなる透明導電層を形成してなる積層体を準備した。次に、図4に示すように、COレーザ(ユニバーサルシステム社製V-460)によって透明導電層12に溝90を形成し、透明導電層12A~12Fを形成した。このとき、溝90の幅は1mmとした。また透明導電層12A~12Cはそれぞれ、4.6cm×2.0cmの四角形状の本体部と、本体部の片側側縁部から突出する突出部とを有するように形成した。また透明導電層12Dは、4.6cm×2.1cmの四角形状の本体部と、本体部の片側側縁部から突出する突出部とを有するように形成した。また透明導電層12A~12Dのうち3つの透明導電層12A~12Cの突出部12cについては、本体部12aの片側縁部12bから張り出す張出し部12dと、張出し部12dから延びて、隣りの透明導電層12の本体部12aに対向する対向部12eとで構成されるようにした。また透明導電層12Dの突起部12cについては、本体部12aの片側縁部12bから張り出す張出し部12dのみで構成されるようにした。このとき、張出し部12dの張出し方向(図2のX方向に直交する方向)の長さは2.1mmとし、張出し部12dの幅は9.8mmとした。また対向部12eの幅は2.1mmとし、対向部12eの延び方向の長さは9.8mmとなるようにした。
 また透明導電層12Dについては、本体部12aおよび突出部12cのみならず、第1電流取出し部12fと、第1電流取出し部12fと本体部12aとを接続する接続部12gとを有するように形成した。透明導電層12Eについては、第2電流取出し部12hを有するように形成した。このとき、接続部12gの幅は、1.3mmとし、長さは59mmとした。また接続部12gの抵抗値を四端子法にて測定したところ、100Ωであった。こうして導電性基板を得た。
 次に、透明導電層12A~12Cのうちの突出部12c上に、導電材接続部16Aと導電材非接続部16Bとで構成される接続端子16の前駆体を形成した。具体的には、接続端子16の前駆体は、導電材接続部16Aの前駆体が対向部12e上に設けられるように、導電材非接続部16Bの前駆体が張出し部12d上に設けられるように形成した。このとき、導電材非接続部16Bの前駆体は、導電材接続部16Aの幅よりも狭くなるように形成した。接続端子16の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペースト(福田金属箔粉工業社製「GL-6000X16」)を塗布し乾燥させることで形成した。
 さらに、透明導電層12Dの接続部12gの上に集電配線17の前駆体を形成した。集電配線17の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成した。
 また、透明導電層12Aの第1電流取出し部12f,第2電流取出し部12h上にそれぞれ外部に電流を取り出すための外部接続用端子18a,18bの前駆体を形成した。外部接続用端子の前駆体は、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布し乾燥させることで形成した。
 さらに、ガラスフリットからなる絶縁材33の前駆体を、第1の溝90Aに入り込み且つ第1の溝90Aを形成している本体部12aの縁部を覆うように形成した。絶縁材33は、スクリーン印刷によりガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成した。このとき、絶縁材33で覆った透明導電層の縁部は、溝90と、溝90から0.2mmの位置との間の部分とした。
 またバックシート80を固定するために、絶縁材33と同様にして、絶縁材33を囲むように且つ透明導電層12D、透明導電層12E、透明導電層12Fを通るようにガラスフリットからなる環状のバックシート連結部14の前駆体を形成した。またこのとき、バックシート連結部14の前駆体は、その内側に集電配線17の前駆体が配置されるように形成した。またバックシート連結部14は、その外側に、第1電流取出し部および第2電流取出し部が配置されるように形成した。バックシート連結部14は、スクリーン印刷によりガラスフリットを含むペーストを塗布し乾燥させることによって形成した。
 さらに透明導電層12A~12Dの各々の本体部12aの上に、酸化物半導体層13の前駆体を形成した。酸化物半導体層13の前駆体は、チタニアを含む多孔質酸化物半導体層形成用ペースト(日揮触媒化成社製「PST-21NR」)をスクリーン印刷により3回塗布し、乾燥させた後、さらにチタニアを含む多孔質酸化物半導体層形成用ペースト(日揮触媒化成社製「PST-400C」)をスクリーン印刷により塗布した後、乾燥させることで形成した。
 次に、接続端子16の前駆体、集電配線17の前駆体、外部接続用端子18a,18bの前駆体、絶縁材33の前駆体、バックシート連結部14の前駆体、絶縁材33の前駆体、酸化物半導体層13の前駆体を500℃で15分間焼成し、接続端子16、集電配線17、外部接続用端子18a,18b、バックシート連結部14、絶縁材33および酸化物半導体層13を形成した。こうして、バックシート連結部14が形成され、第1基材15を有する作用極10を得た。このとき、接続端子16のうち導電材接続部の幅は1.0mmであり、導電材非接続部の幅は0.3mmであった。また導電材接続部の延び方向に沿った長さは7.0mmであり、導電材非接続部の延び方向に沿った長さは7.0mmであった。また集電配線17、外部接続用端子18a,18b、バックシート連結部14、および酸化物半導体層13の寸法はそれぞれ以下の通りであった。
 
集電配線17:厚さ4μm、幅200μm、図2のX方向に沿った長さ79mm、図2のX方向に直交する方向に沿った長さ21mm
外部接続用端子18a,18b:厚さ20μm、幅2mm、長さ7mm
バックシート連結部14:厚さ50μm、幅3mm
酸化物半導体層13:厚さ14μm、図2のX方向の長さ17mm、図2のX方向に直交する方向の長さ42.1mm
 
 次に、作用極を、Z907からなる光増感色素を0.2mM含み、溶媒を、アセトニトリルとtertブタノールとを1:1の体積比で混合してなる混合溶媒とした色素溶液中に12時間浸漬させた後、取り出して乾燥させ、酸化物半導体層に光増感色素を担持させた。
 次に、3-メトキシプロピオニトリル(MPN)からなる溶媒中に、ヨウ素(I)、1,2-ジメチル-n-プロピルイミダゾリウムイオダイド(DMPImI)、グアニジウムチオシアネート(GuSCN)をそれぞれ0.002M、0.1M、0.6Mの濃度となるように添加し、撹拌して溶解させた。こうして電解質を得た。そして、酸化物半導体層の上に、この電解質を塗布し乾燥させて配置した。このとき、塗布した電解質の量はDSC1個あたり31μLとした。
 次に、第1封止部を形成するための第1封止部形成体を準備した。第1封止部形成体は、8.0cm×4.6cm×50μmの無水マレイン酸変性ポリエチレン(商品名:バイネル、デュポン社製)からなる1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、4つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、各開口が1.7cm×4.4cm×50μmの大きさとなるように、且つ、環状部の幅が2mm、環状部の内側開口を仕切る仕切部の幅が2.6mmとなるように第1封止部形成体を作製した。
 そして、この第1封止部形成体を、第1基材15を構成する絶縁材33に重ね合わせた後、第1封止部形成体を加熱溶融させることによって絶縁材33に接着させた。
 次に、4枚の対極を用意した。4枚の対極のうち2枚の対極は、4.6cm×1.9cm×40μmのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ5nmの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。4枚の対極のうち残りの2枚の対極は、4.6cm×2.0cm×40μmのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ5nmの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。また、上記第1封止部形成体をもう1つ準備し、この第1封止部形成体を、対極のうち作用極と対向する面に、上記と同様にして接着させた。
 そして、作用極に接着させた第1封止部形成体と、対極に接着させた第1封止部形成体とを対向させ、第1封止部形成体同士を重ね合わせた。そして、この状態で第1封止部形成体を加圧しながら加熱溶融させた。こうして作用極と対極との間に第1封止部を形成した。このとき、加熱及び加圧は、熱電対により温度制御が可能で、変位制御より加圧力を調節可能な装置を用い、ヒーターを埋め込んだ封止治具で第1封止部形成体を加熱及び加圧することにより行った。また外側封止部の厚さt、内側封止部の厚さt、封止連結部の最大厚さt、外側封止部の幅w、合計幅w及び内側封止部の幅wはそれぞれ以下の通りとした。
 
=50μm
=43μm
=71μm
=2mm
=2.6mm
=1mm
 
 次に、第2封止部を準備した。第2封止部は、8.0cm×4.6cm×50μmの無水マレイン酸変性ポリエチレン(商品名:バイネル、デュポン社製)からなる1枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、4つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、各開口が、1.7cm×4.4cm×50μmの大きさとなるように且つ、環状部の幅が2mmで、環状部の内側開口を仕切る仕切部の幅が2.6mmとなるように第2封止部を作製した。第2封止部は、第1封止部と共に対極の縁部を挟むように対極に貼り合わせた。このとき、第2封止部を対極に押しつけながら第1封止部及び第2封止部を加熱溶融させることによって対極及び第1封止部に貼り合せた。
 次に、各対極の金属基板上に、乾燥剤シートを両面テープで貼り付けた。乾燥剤シートの寸法は、厚さ1mm×縦3cm×横1cmであり、乾燥剤シートとしては、ゼオシート(商品名、品川化成社製)を用いた。
 次に、図2に示すように、第2封止部の3つの仕切部にそれぞれバイパスダイオード70A~70Cを、低温硬化型の銀ペースト(藤倉化成社製、ドータイトD500)を、バイパスダイオードの両端の端子から第2基材20の導電性基板21につながるように塗布することによって固定した。また4つの光電変換セル50A~50Dのうち光電変換セル50Dの第2封止部の環状部上にバイパスダイオード70Dを、上記低温硬化型の銀ペーストを、ダイオードの両端の端子のうち一方の端子から対極につながるように塗布することによって固定した。こうして、4つのバイパスダイオード70A~70Dに対して、隣り合う2つのバイパスダイオード同士を結ぶように導電材60Qを形成した。このとき、導電材60Qは、上記低温硬化型の銀ペーストを30℃で12時間硬化させることによって形成した。バイパスダイオードとしては、ローム社製RB751V-40を用いた。
 またバイパスダイオード間の各導電材60Qと、3つの透明導電層12A~12C上の導電材接続部とをそれぞれ接続するように低温硬化型の銀ペースト(藤倉化成社製、ドータイトD-500)を塗布し、硬化させることによって導電材60Pを形成した。さらにバイパスダイオード70Aについては、透明導電層12E上の導電材接続部と接続するように上記低温硬化型の銀ペーストを塗布し硬化させることによって導電材60Pを形成した。このとき、導電材60Pは、上記低温硬化型の銀ペーストを、30℃で12時間硬化させることによって形成した。
 最後に、ブチルゴム(アイカ工業社製「アイカメルト」)を200℃で加熱しながらディスペンサでバックシート連結部14上に塗布し、接着部の前駆体を形成した。一方、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂フィルム(厚さ50μm)、アルミ箔(厚さ25μm)、バイネル(商品名、デュポン社製)からなるフィルム(厚さ50μm)をこの順に積層した積層体を用意した。そして、この積層体80Aの周縁部を接着部80Bの前駆体の上に重ね合わせ、10秒間加圧した。こうして、バックシート連結部14に、接着部80Bと積層体80Aとで構成されるバックシート80を得た。こうしてDSCモジュールからなる光電変換素子を得た。
 (実施例2~4及び比較例1~2)
 外側封止部の厚さt、内側封止部の厚さt、封止連結部の最大厚さt、外側封止部の幅w、合計幅w及び内側封止部の幅wを表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてDSCモジュールからなる光電変換素子を作製した。
 (特性評価)
(光電変換特性の評価)
 実施例1~4および比較例1~2で得られた光電変換素子を、平坦面上に配置し、その光電変換素子全体に対して光源から200ルクスの照度の白色光を均一に照射し、そのときの光電変換効率を初期光電変換効率η(%)として測定した。このとき、光源としては、白色LED(製品名:LEL-SL5N-F、東芝ライテック社製)を用いた。照度は、照度計(AS ONE LM-331、アズワン株式会社製)を用いて測定した。結果を表1に示す。
 (耐久性評価)
 上記の光電変換特性の評価に使用した実施例1~4および比較例1~2で得られた光電変換素子を、85℃の恒温槽で1000時間保持した後、上記と同様にして光電変換効率η(%)を測定した。そして、η/ηを算出した。結果を表1に示す。
 (開口率)
 実施例1~4および比較例1~2で得られた光電変換素子について、以下のようにして開口率を算出した。すなわち、透明基板側から光電変換素子を写真撮影し、得られた写真において、外側封止部の外周縁によって囲まれる面積A1及び発電部分の面積(色素担持した酸化物半導体層の面積)A2をそれぞれ算出し、A1に対するA2の割合を、百分率(%)で算出した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、実施例1~4の光電変換素子はいずれも比較例1~2の光電変換素子よりも大きいη/ηを示しており、優れた耐久性を有することが分かった。
 以上より、本発明の光電変換素子は、優れた耐久性を有することが確認された。
 11…透明基板
 13…酸化物半導体層
 15…第1基材
 20…第2基材
 30…封止部
 30A…セル封止部
 31A…第1セル封止部
 31a…外側封止部
 31b…内側封止部
 31c…内側開口
 31d…封止連結部
 31e…封止連結本体
 31f…突出部
 50,50A~50D…光電変換セル
 100~700…光電変換素子
 601…絶縁性基板(第2基材)
 620…対極
 t…外側封止部の厚さ
 t…内側封止部の厚さ
 t…封止連結部31dの最大厚さ
 w…外側封止部31aの幅
 w…合計幅

Claims (10)

  1.  少なくとも1つの光電変換セルを有し、
     前記光電変換セルは、
     透明基板を有する第1基材と、
     前記第1基材に対向する第2基材と、
     前記第1基材と前記第2基材との間に設けられる酸化物半導体層とを有し、
     前記少なくとも1つの光電変換セルが、前記少なくとも1つの光電変換セルの前記第1基材及び前記第2基材を連結する封止部を有し、
     前記封止部が、前記第1基材と前記第2基材との間に設けられる第1封止部を有し、
     前記第1封止部が、環状の外側封止部と、
     前記外側封止部の内側に、前記光電変換セルと同数のセル空間を形成するように設けられる少なくとも1つの内側封止部とを有し、
     前記外側封止部の厚さが前記内側封止部の厚さよりも大きくなっている、光電変換素子。
  2.  前記内側封止部の厚さに対する前記外側封止部の厚さの比が1.1~2.0である、請求項1に記載の光電変換素子。
  3.  前記酸化物半導体層には色素が担持されている、請求項1又は2に記載の光電変換素子。
  4.  前記少なくとも1つの光電変換セルが複数の前記光電変換セルで構成され、
     前記第1封止部が、
     環状の前記外側封止部の内側開口を仕切る前記内側封止部と前記外側封止部の一部とで構成され且つ前記酸化物半導体層を包囲する複数の環状の第1セル封止部と、
     複数の前記第1セル封止部のうち隣接する前記第1セル封止部の前記内側封止部同士間に、前記内側封止部同士を連結する封止連結部とを有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の光電変換素子。
  5.  前記外側封止部の幅が、前記封止連結部の幅と、前記封止連結部によって連結される2つの前記内側封止部の幅との合計幅よりも狭くなっている、請求項4に記載の光電変換素子。
  6.  前記外側封止部の幅が、前記合計幅の50%より大きく100%未満である、請求項5に記載の光電変換素子。
  7.  隣り合う2つの前記光電変換セルの前記第2基材同士が互いに離間しており、
     前記封止連結部が、
     前記内側封止部と同じ厚さを有する封止連結部本体と、
     前記封止連結部本体から、隣り合う2つの前記光電変換セルの前記第2基材同士間の隙間に突出する突出部とを有する、請求項4~6のいずれか一項に記載の光電変換素子。
  8.  前記封止連結部において、前記封止連結本体からの前記突出部の高さが、前記第2基材の厚さの5~100%である、請求項7に記載の光電変換素子。
  9.  前記透明基板全体が、前記第2基材側に向かって凸となるように湾曲している、請求項1~8のいずれか一項に記載の光電変換素子。
  10.  前記第1基材が第1電極を有し、
     前記第2基材が第2電極を有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の光電変換素子。
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