特許 6573497 光電変換素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6573497

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】光電変換素子

(51)【国際特許分類】

   H01G 9/20 20060101AFI20190902BHJP

【ＦＩ】

   H01G9/20 117

   H01G9/20 203B

   H01G9/20 113A

【請求項の数】4

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-145038(P2015-145038)

(22)【出願日】2015年7月22日

(65)【公開番号】特開2017-28094(P2017-28094A)

(43)【公開日】2017年2月2日

【審査請求日】2018年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100129296

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 博昭

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 克佳

【審査官】 太田 一平

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０３４９１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０９８９１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１３０８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７５３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３８５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３２８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００４５９１０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｇ ９／２０

Ｈ０１Ｍ １２／００ − １６／００

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｌ ３１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの光電変換セルと、
前記少なくとも１つの光電変換セルから電流を取り出すための第１外部接続端子と、
前記少なくとも１つの光電変換セルから電流を取り出すための第２外部接続端子と、
前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子から電流を取り出すコネクタとを備え、
前記光電変換セルが第１導電性基板を有し、
前記第１導電性基板が、基板、及び、前記基板上に設けられ、溝を介して設けられる２つの導電部を有し、
前記コネクタが、
コネクタ本体部と、
前記コネクタ本体部に設けられ、前記第１外部接続端子の表面に接続される第１コネクタ端子と、
前記コネクタ本体部に設けられ、前記第２外部接続端子の表面に接続される第２コネクタ端子とを有し、
前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子が、互いに離間しつつ、前記２つの導電部の各々の上に設けられ、
前記第１導電性基板上には、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の間で且つ前記コネクタ本体部と前記第１導電性基板との間に配置される第１絶縁部と、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の各々の縁部に沿って配置される第２絶縁部とが設けられ、
前記第１導電性基板の表面を基準として、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の表面が前記第２絶縁部の表面よりも低い位置にあり、
前記第１導電性基板の表面を基準として、前記第１絶縁部の表面が、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の表面よりも高い位置にある、光電変換素子。

【請求項2】

前記第１絶縁部が前記２つの導電部の間の前記溝を覆っている、請求項１に記載の光電変換素子。

【請求項3】

前記コネクタ本体部と前記第１絶縁部とが互いに接触している、請求項１又は２に記載の光電変換素子。

【請求項4】

前記第１絶縁部と前記第２絶縁部とが互いに接続されて一体化している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光電変換素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光電変換素子に関する。

【背景技術】

【0002】

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を用いた光電変換素子が注目されている。

【0003】

このような色素を用いた光電変換素子として、少なくとも１つの光電変換セルと、少なくとも１つの光電変換セルから電流を取出すための２つの外部接続端子と、２つの外部接続端子を接続するコネクタとを備える色素増感太陽電池素子が知られている（下記特許文献１参照）。また下記特許文献１には、２つの外部接続端子が互いに離間しつつ、基板及び基板上に溝を介して設けられる２つの導電部を有する導電性基板の２つの導電部の各々の上に設けられることも開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−２１１９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載の色素増感太陽電池素子は耐久性の点で改善の余地を有していた。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は上記特許文献１に記載の色素増感太陽電池素子において上記課題が生じる原因について検討した。その結果、本発明者は以下のことに気付いた。すなわち、まずコネクタは、コネクタ本体部と、コネクタ本体部に設けられる２つのコネクタ端子とを有している。そして、これらの２つのコネクタ端子を、上記特許文献１に記載の色素増感太陽電池素子における２つの外部接続端子の各々に接続すると、コネクタ端子と外部接続端子との接続部が剥き出しになる。このため、コネクタ端子に何らかの物体が衝突することなどによってコネクタ端子と外部接続端子との接続部に過大な応力がかかり、コネクタ端子が外部接続端子から剥離するおそれがある。また、コネクタ本体部に導電性基板側に向かう外力が加わってコネクタ本体部が大きく導電性基板側に移動し、２つのコネクタ端子に過大な応力がかかると、２つのコネクタ端子が破壊されるおそれがある。そこで、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決し得ることを見出した。

【0008】

すなわち、本発明は、少なくとも１つの光電変換セルと、前記少なくとも１つの光電変換セルから電流を取り出すための第１外部接続端子と、前記少なくとも１つの光電変換セルから電流を取り出すための第２外部接続端子と、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子から電流を取り出すコネクタとを備え、前記光電変換セルが、第１導電性基板を有し、前記第１導電性基板が、基板、及び、前記基板上に設けられ、溝を介して設けられる２つの導電部を有し、前記コネクタが、コネクタ本体部と、前記コネクタ本体部に設けられ、前記第１外部接続端子の表面に接続される第１コネクタ端子と、前記コネクタ本体部に設けられ、前記第２外部接続端子の表面に接続される第２コネクタ端子とを有し、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子が、互いに離間しつつ、前記２つの導電部の各々の上に設けられ、前記第１導電性基板上には、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の間で且つ前記コネクタ本体部と前記第１導電性基板との間に配置される第１絶縁部と、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の各々の縁部に沿って配置される第２絶縁部とが設けられ、前記第１導電性基板の表面を基準として、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の表面が前記第２絶縁部の表面よりも低い位置にある、光電変換素子である。

【0009】

この光電変換素子によれば、第２絶縁部が第１外部接続端子と第２外部接続端子の縁部に沿って設けられており、第１導電性基板の表面を基準として、第１外部接続端子及び第２外部接続端子の表面が第２絶縁部の表面よりも低い位置にあるため、第２絶縁部が第１外部接続端子と第１コネクタ端子との接続部、又は、第２外部接続端子と第２コネクタ端子との接続部を保護し、第１外部接続端子と第１コネクタ端子との接続部、又は、第２外部接続端子と第２コネクタ端子との接続部に過大な応力がかかることを十分に抑制することが可能となる。また、この光電変換素子は、第１絶縁部を有しているため、コネクタ本体部に第１導電性基板側に向かう外力が加わってコネクタ本体部が第１導電性基板側に移動しても、そのコネクタ本体部の移動が、第１絶縁部によって抑制される。このため、本発明の光電変換素子によれば、第１コネクタ端子及び第２コネクタ端子自体が破壊したり、第１コネクタ端子や第２コネクタ端子が第１外部接続端子や第２外部接続端子の表面から剥離したりすることが十分に抑制される。よって、本発明の光電変換素子によれば、優れた耐久性を有することが可能となる。また第１絶縁部が第１外部接続端子と第２外部接続端子との間に設けられているので、第１コネクタ端子と第２コネクタ端子とが互いに近づいても両者の接触が第１絶縁部によって阻止され、両者の短絡が十分に抑制される。

【0010】

また上記光電変換素子においては、前記第１導電性基板の表面を基準として、前記第１絶縁部の表面が、前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の表面よりも高い位置にあることが好ましい。

【0011】

この場合、コネクタに対して第１導電性基板側に向かう外力が加わっても、コネクタ本体部の移動が第１絶縁部によって十分に抑制される。このため、第１コネクタ端子及び第２コネクタ端子に過大な応力が加わることを十分に抑制することができる。

【0012】

また上記光電変換素子においては、前記２つの導電部の間の前記溝を覆っていることが好ましい。

【0013】

この場合、２つの導電部の間の溝が第１絶縁部で覆われるため、溝に導電性の異物が入り込んで２つの導電部を短絡させることが十分に防止される。

【0014】

また上記光電変換素子においては、前記コネクタ本体部と前記第１絶縁部とが互いに接触していることが好ましい。

【0015】

この場合、コネクタに対して第１導電性基板側に向かう外力が加わっても、コネクタ本体部の移動が第１絶縁部によって確実に防止される。このため、第１コネクタ端子及び第２コネクタ端子に過大な応力が加わることをより十分に抑制することができる。

【0016】

上記光電変換素子においては、前記第１絶縁部と前記第２絶縁部とが互いに接続されて一体化していることが好ましい。

【0017】

この場合、第１絶縁部と第２絶縁部とが互いに接続されて一体化しているので、第１絶縁部及び第２絶縁部が互いに補強される。

【発明の効果】

【0018】

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。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の光電変換素子の第１実施形態を示す断面図である。

【図2】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3】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4】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った切断面端面図である。

【図5】図２の光電変換素子の一部を示す平面図である。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】本発明の光電変換素子の第４実施形態の一部を示す切断面端面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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５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実施形態を示す断面図、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４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った切断面端面図、図５は、図２の光電変換素子の一部を示す平面図である。

【0021】

図１及び図２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（以下、単に「セル」と呼ぶことがある）５０と、セル５０から電流を取り出すための第１外部接続端子１８ａと、セル５０から電流を取り出すための第２外部接続端子１８ｂと、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂから電流を取り出すコネクタ９２とを有している。複数のセル５０は配線材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つのセル５０をセル５０Ａ〜５０Ｄと呼ぶことがある。

【0022】

複数のセル５０の各々は、第１導電性基板１５と、第１導電性基板１５上に設けられる少なくとも１つの酸化物半導体層１３と、第１導電性基板１５に対向する第２導電性基板２０と、第１導電性基板１５及び第２導電性基板２０を接合させる環状の封止部３０Ａとを備えている。酸化物半導体層１３は、環状の封止部３０Ａの内側に配置されている。また酸化物半導体層１３には色素が担持されている。ここで、第１導電性基板１５と酸化物半導体層１３とによって作用極１０が構成されている。第１導電性基板１５と第２導電性基板２０との間には電解質４０が配置され、電解質４０は、環状の封止部３０Ａによって包囲されている。

【0023】

第２導電性基板２０は、金属基板２１と、金属基板２１の第１導電性基板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。また隣り合う２つのセル５０において、第２導電性基板２０同士は互いに離間している。なお、各セル５０の第２導電性基板２０上には、乾燥剤９５が設けられていてもよい。

【0024】

第１導電性基板１５は、透明基板１１と、透明基板１１の上に設けられる透明導電層１２とを有しており、第１導電性基板１５の透明導電層１２上には、接続端子１６が設けられている。透明基板１１は、セル５０Ａ〜５０Ｄの共通の透明基板として使用されている。

【0025】

図２および図３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はそれぞれ複数のセル５０Ａ〜５０Ｄの透明導電層１２を構成している。また透明導電層１２Ｅは、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）。

【0026】

図３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。

【0027】

図２に示すように、透明導電層１２Ｃの突出部１２ｃは、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。

【0028】

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。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。

【0029】

なお、セル５０Ｄは、既にセル５０Ｃと接続されており、他に接続されるべきセル５０が存在しない。このため、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。

【0030】

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導電部としての第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、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。

【0031】

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導電部としての第２電流取出し部１２ｈを有しており、第２電流取出し部１２ｈは、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、導電部としての第１電流取出し部１２ｆおよび第２電流取出し部１２ｈは、溝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。第１電流取出し部１２ｆおよび第２電流取出し部１２ｈは、第２の溝９０Ｂを介して配置されている。

【0032】

また、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。

【0033】

図１に示すように、封止部３０Ａは、樹脂を含んでおり、第１導電性基板１５と第２導電性基板２０との間に設けられる環状の第１封止部３１Ａを有する。なお、隣り合う第１封止部３１Ａ同士は図１に示すように一体化されて第１一体化封止部を構成しているが、一体化されていなくてもよい。また封止部３０Ａは、図１に示すように、第１封止部３１Ａと重なるように設けられ、第１封止部３１Ａと共に第２導電性基板２０の縁部２０ａを挟持する環状の第２封止部３２Ａをさらに有していてもよい。なお、隣り合う第２封止部３２Ａ同士は一体化されて第２一体化封止部を構成しているが、一体化されていなくてもよい。

【0034】

また第１封止部３１Ａと第１導電性基板１５との間には、絶縁材料からなる絶縁材部３４が設けられている。絶縁材部３４は、第１封止部３１Ａと溝９０との間では、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にまたがるように設けられている。

【0035】

さらに絶縁材部３４は、ＤＳＣ５０Ａ〜５０Ｄの第１封止部３１Ａと第１導電性基板１５の外周縁との間の領域まで延在している。ここで、絶縁材部３４は、第１導電性基板１５の厚さ方向において、配線材６０Ｐと重なるように配線材６０Ｐと第１導電性基板１５との間に設けられており、封止部３０Ａの外側に設けられる透明導電層１２同士間の第２の溝９０Ｂをも覆っている。

【0036】

また絶縁材部３４上には、図２に示すように、透明導電層１２Ｄよりも低い抵抗を有する集電配線１７が延びていてもよい。この場合、例えば、配線材１７の一端は、透明導電層１２Ｄに直接接続される端子部３５ａに接続され、配線材１７の他端は、透明導電層１２Ｄに直接接続される端子部３５ｂに接続されている。

【0037】

図２に示すように、各セル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、セル５０Ａとセル５０Ｂとの間の第２一体化封止部３２上に固定され、バイパスダイオード７０Ｂは、セル５０Ｂとセル５０Ｃとの間の第２一体化封止部３２上に固定され、バイパスダイオード７０Ｃは、セル５０Ｃとセル５０Ｄとの間の第２一体化封止部３２上に固定されている。バイパスダイオード７０Ｄは、セル５０Ｄの封止部３０Ａ上に固定されている。そして、バイパスダイオード７０Ａ〜７０Ｄを結ぶように配線材６０Ｑが接続され、配線材６０Ｑは、第２導電性基板２０の金属基板２１に固定されている。さらにバイパスダイオード７０Ｄは、配線材６０Ｐを介して透明導電層１２Ｄに接続されている。

【0038】

図１に示すように、第１導電性基板１５の上にはバックシート８０が設けられていてもよい。バックシート８０は、耐候性層及び金属層を含む積層体８０Ａと、積層体８０Ａに対し金属層と反対側に設けられ、絶縁材部３４を介して第１導電性基板１５と接着する接着部８０Ｂとを含む。

【0039】

図４に示すように、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂは、互いに離間しつつ、導電部としての第１電流取出し部１２ｆ及び第２電流取出し部１２ｈの各々の上に設けられている。第１導電性基板１５上には、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの間で且つコネクタ本体部９７と第１導電性基板１５との間に第１絶縁部１０１が設けられている。ここで、第１絶縁部１０１は第１電流取出し部１２ｆと第２電流取出し部１２ｈとの間に設けられる第２の溝９０Ｂを覆っている。また第１導電性基板１５上には、第１外部接続端子１８ａの縁部に沿って、第１外部接続端子１８ａを包囲するように第２絶縁部９９ａが設けられている。ここで、図５に示すように、第２絶縁部９９ａの両端は第１絶縁部１０１に接続されている。また第２外部接続端子１８ｂの縁部に沿って、第２外部接続端子１８ｂを包囲するように第２絶縁部９９ｂが設けられている。ここで、第２絶縁部９９ｂの両端は第１絶縁部１０１に接続されている。なお、本実施形態においては、絶縁材部３４が第２絶縁部９９ａ，９９ｂを兼ねている。

【0040】

コネクタ９２は、コネクタ本体部９７と、コネクタ本体部９７に設けられ、第１外部接続端子１８の表面に接続される第１コネクタ端子９６ａと、コネクタ本体部９７に設けられ、第２外部接続端子１８ｂの表面に接続される第２コネクタ端子９６ｂとを有している。第１コネクタ端子９６ａ及び第１外部接続端子１８ａは、固定部９３ａによって覆われて固定され、第２コネクタ端子９６ｂ及び第２外部接続端子１８ｂは固定部９３ｂによって覆われて固定されている。さらにコネクタ９２は、突出部を有するコネクタ（図示せず）の突出部を差し込むための差込口９８を有している。

【0041】

第１絶縁部１０１のうち第１導電性基板１５と反対側の表面は、第１導電性基板１５の表面を基準として、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面よりも高い位置にある。また第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面は、第１導電性基板１５の表面を基準として、第２絶縁部９９ａ，９９ｂのうち第１導電性基板１５と反対側の表面よりも低い位置にある。さらにコネクタ本体部９７と第１絶縁部１０１とは互いに接触している。なお、本実施形態では、絶縁材部３４が第１絶縁部１０１及び第２絶縁部９９ａ，９９ｂを兼ねている。すなわち第１絶縁部１０１及び第２絶縁部９９ａ，９９ｂは絶縁材料で構成され、互いに接続されて一体化されていることになる。

【0042】

この光電変換素子１００によれば、第１導電性基板１５の表面を基準として、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面が第２絶縁部９９ａ，９９ｂのうち第１導電性基板１５と反対側の表面よりも低い位置にあるため、第１外部接続端子１８ａと第１コネクタ端子９６ａとの接続部、又は、第２外部接続端子１８ｂと第２コネクタ端子９６ｂとの接続部に過大な応力がかかることを十分に抑制することが可能となる。また、この光電変換素子１００は、第１絶縁部１０１を有しているため、コネクタ本体部９７に第１導電性基板１５側に向かう外力が加わってコネクタ本体部９７が第１導電性基板１５側に移動しても、そのコネクタ本体部９７の移動が、第１絶縁部１０１によって抑制される。このため、光電変換素子１００によれば、第１コネクタ端子９６ａ及び第２コネクタ端子９６ｂ自体が破壊したり、第１コネクタ端子９６ａや第２コネクタ端子９６ｂが第１外部接続端子１８ａや第２外部接続端子１８ｂの表面から剥離したりすることが十分に抑制される。よって、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。

【0043】

また光電変換素子１００においては、第１絶縁部１０１が第１外部接続端子１８ａと第２外部接続端子１８ｂとの間に設けられている。このため、第１コネクタ端子９６ａと第２コネクタ端子９６ｂとが互いに近づいても両者の接触が第１絶縁部１０１によって阻止され、両者の短絡が十分に抑制される。

【0044】

また光電変換素子１００においては、第１導電性基板１５の表面を基準として、第１絶縁部１０１のうち第１導電性基板１５と反対側の表面が、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面よりも高い位置にあるため、コネクタ９２に対して第１導電性基板１５側に向かう外力が加わっても、コネクタ本体部９７の移動が第１絶縁部１０１によって十分に抑制される。このため、第１コネクタ端子９６ａ及び第２コネクタ端子９６ｂに過大な応力が加わることを十分に抑制することができる。

【0045】

また第１コネクタ端子９６ａと第２コネクタ端子９６ｂとの間に絶縁材料で構成される第１絶縁部１０１があり、この第１絶縁部１０１のうち第１導電性基板１５と反対側の表面が、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面よりも高い位置にあるため、コネクタ９２のコネクタ本体部９７と第１絶縁部１０１との間に外部から導電性の異物が入り込みにくくなり、この導電性の異物を介して第１外部接続端子１８ａと第２外部接続端子１８ｂとが短絡することを十分に抑制することができる。

【0046】

さらに光電変換素子１００においては、コネクタ本体部９７と第１絶縁部１０１とが互いに接触している。このため、コネクタ９２に対して導電性基板１５側に向かう外力が加わっても、コネクタ本体部９７の移動が第１絶縁部１０１によって確実に防止される。このため、第１コネクタ端子９６ａ及び第２コネクタ端子９６ｂに過大な応力が加わることを十分に抑制することができる。

【0047】

さらに光電変換素子１００においては、２つの導電部である第１電流取出し部１２ｆと第２電流取出し部１２ｈとの間の第２の溝９０Ｂが第１絶縁部１０１で覆われている。このため、第２の溝９０Ｂに導電性の異物が入り込んで２つの導電部である第１電流取出し部１２ｆと第２電流取出し部１２ｈとを短絡させることが十分に防止される。

【0048】

さらに光電変換素子１００においては、絶縁材部３４が第１絶縁部１０１及び第２絶縁部９９ａ，９９ｂを兼ねている。すなわち第１絶縁部１０１及び第２絶縁部９９ａ，９９ｂが互いに接続されて一体化されている。このため、第１絶縁部１０１及び第２絶縁部９９ａ，９９ｂが互いに補強される。

【0049】

次に、第１外部接続端子１８ａ、第２外部接続端子１８ｂ、コネクタ９２、固定部９３ａ，９３ｂ、絶縁材部３４、第１導電性基板１５、接続端子１６、第２導電性基板２０、酸化物半導体層、色素、封止部３０Ａ、電解質４０、配線材６０Ｐ，６０Ｑ、バックシート８０及び乾燥剤９５について詳細に説明する。

【0050】

（第１外部接続端子）
第１外部接続端子１８ａ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。

【0051】

第１外部接続端子１８ａの表面は、第２絶縁部９９ａのうち第１導電性基板１５と反対側の表面より低い位置にあればよく、その差（ｄ１）は特に制限されるものではないが、０．０１〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．０１５〜０．３ｍｍであることがより好ましい。

【0052】

（第２外部接続端子）
第２外部接続端子１８ｂは金属材料を含む。金属材料としては、第１外部接続端子１８ａに含まれる金属材料と同様の材料を用いることができる。

【0053】

第２外部接続端子１８ｂと第２コネクタ端子９６ｂとの界面と、第２絶縁部９９ｂのうち第１導電性基板１５と反対側の表面との間の間隔（ｄ２）は特に制限されるものではなく、ｄ１と同一であっても異なっていてもよいが、ｄ１と同一であることが好ましい。

【0054】

（コネクタ）
コネクタ９２は、上述したようにコネクタ本体部９７と、第１コネクタ端子９６ａと、第２コネクタ端子９６ｂとを備える。

【0055】

コネクタ本体部９７は例えば絶縁材料で構成される。絶縁材料としては、ガラスなどの無機絶縁材料、および、樹脂などの有機絶縁材料が挙げられる。

【0056】

コネクタ本体部９７は、第１絶縁部１０１に対向する底部と、底部と反対側の頂部と、底部と頂部とを連結する側部とを備えている。

【0057】

コネクタ本体部９７は、図１では差込口９８を有しているが、差込口９８に代えて、回路基板に装着されたコネクタの差込口に差し込むための凸部を有していてもよい。

【0058】

第１コネクタ端子９６ａ及び第２コネクタ端子９６ｂは、図４ではコネクタ本体部９７の底部から延びているが、第１コネクタ端子９６ａ及び第２コネクタ端子９６ｂはそれぞれ、コネクタ本体部９７の側部から延びていてもよい。

【0059】

（固定部）
固定部９３ａは、第１コネクタ端子９６ａ及び第１外部接続端子１８ａを覆って固定するものであり、導電性材料を含む。導電性材料としては、例えば銀および半田が挙げられる。

【0060】

固定部９３ｂは、第２コネクタ端子９６ｂ及び第２外部接続端子１８ｂを覆って固定するものであり、導電性材料を含む。導電性材料としては、固定部９３ａに含まれる導電性材料と同様のものを用いることができる。

【0061】

（絶縁材部）
第１絶縁部１０１及び第２絶縁部９９ａ，９９ｂを兼ねる絶縁材部３４のうち第１導電性基板１５と反対側の表面は、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面より高い位置にあればよく、その差は特に制限されるものではないが、０．０１〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．０１５〜０．３ｍｍであることがより好ましい。

【0062】

絶縁材部３４は、絶縁材料で構成されていればよいが、第１封止部３０Ａを構成する材料よりも高い融点を有する材料で構成されていることが好ましい。このため、上記絶縁材料としては、例えばガラスフリットなどの無機絶縁材料、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、ガラスフリットなどの無機絶縁材料又は熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。この場合、封止部３０Ａが高温時に流動性を有するようになっても、絶縁材部３４は、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導電性基板１５と第２導電性基板２０との接触が十分に抑制され、第１導電性基板１５と第２導電性基板２０との間の短絡を十分に抑制できる。この中でも、ガラスフリットなどの無機絶縁材料が好ましい。この場合、絶縁材料が有機絶縁材料である場合に比べて、第１絶縁部１０１の寸法変化が小さくなる。このため、光電変換素子１００が高温環境下に置かれても、第１絶縁部１０１が膨張してコネクタ本体部９７を押し上げることを通じて第１コネクタ端子９６ａ又は第２コネクタ端子９６ｂに過大な応力が加わることを十分に抑制することができる。これにより、第１コネクタ端子９６ａや第２コネクタ端子９６ｂが第１外部接続端子１８ａや第２外部接続端子１８ｂの表面から剥離したりすることがより十分に抑制される。従って、光電変換素子１００はより優れた耐久性を有することが可能となる。絶縁材部３４の透明基板１１からの厚さは通常、１０〜３０μｍであり、好ましくは１５〜２５μｍである。

【0063】

絶縁材部３４は、着色されていても着色されていなくてもよいが、着色されていることが好ましい。絶縁材部３４が着色されていると、絶縁材部３４の色を酸化物半導体層１３の色に近づけることが可能となり、より良好な外観が実現できる。ここで、「着色されている」とは、絶縁材部３４のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間のＬ^*が３５未満であることを言う。ここで、Ｌ^＊は、ＣＩＥのＤ６５標準光に対する７００ｎｍの分光反射率をｘ、５４６．１ｎｍをｙ、４３５．８ｎｍをzとしたときに下記式で定義される。
Ｌ^＊＝１１６×（０．２１２６ｚ＋０．７１５２ｙ＋０．０７２２ｘ）^１／３−１６

【0064】

絶縁材部３４の色は特に限定されるものではなく、目的に応じて種々の色を用いることが可能である。例えば第１導電性基板１５に文字やデザインを表示させないのであれば、絶縁材部３４の色は、酸化物半導体層１３と同系統の色にすればよい。ここで、同系統の色とは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間のＬ^＊、ａ^＊、ｂ^＊の差がそれぞれ±５以内になる色を言う。

【0065】

絶縁材部３４は、光の透過を防止する光透過防止層であることが好ましい。ここで、「光透過防止層」とは、可視光の波長領域における光の平均透過率が５０％以下である層を言う。また可視光の波長領域とは、３８０〜８００ｎｍの波長域を言う。

【0066】

（第１導電性基板）
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。

【0067】

透明導電層１２を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、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の厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。

【0068】

（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。

【0069】

また接続端子１６の金属材料は、配線材６０Ｐと同一の金属材料で構成されていても異なる金属材料で構成されていてもよい。

【0070】

（第２導電性基板）
第２導電性基板２０は、上述したように、金属基板２１と、触媒層２２とを備える。

【0071】

金属基板２１は、金属で構成されればよいが、この金属は、不動態を形成し得る金属であることが好ましい。この場合、金属基板２１が電解質４０によって腐食されにくくなるため、光電変換素子１００は、より優れた耐久性を有することが可能となる。不動態を形成し得る金属としては、例えばチタン、ニッケル、モリブデン、タングステン、アルミニウム、ステンレス又はこれらの合金等が挙げられる。金属基板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。

【0072】

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、カーボンブラックやカーボンナノチューブが好適に用いられる。

【0073】

（酸化物半導体層）
酸化物半導体層１３は通常、酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含む。

【0074】

なお、酸化物半導体層１３は、酸化チタン以外の酸化物半導体粒子で構成されてもよい。このような酸化物半導体粒子としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化インジウム（Ｉｎ_３Ｏ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化タリウム（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ_２Ｏ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）が挙げられる。

【0075】

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。

【0076】

酸化物半導体層１３の厚さは通常は、０．５〜５０μｍとすればよい。

【0077】

（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や、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や、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ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＸ_３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）が用いられる。上記色素の中でも、ビピリジン構造又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、色素として光増感色素を用いる場合には、光電変換素子１００は色素増感光電変換素子となる。

【0078】

（封止部）
封止部３０Ａは、第１封止部３１Ａと、第２封止部３２Ａとで構成される。

【0079】

第１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。

【0080】

第１封止部３１Ａの厚さは通常、４０〜９０μｍであり、好ましくは６０〜８０μｍである。

【0081】

第２封止部３２Ａを構成する材料としては、第１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封止部３２Ａを構成する材料は、第１封止部３１Ａを構成する材料と同一であっても異なってもよい。

【0082】

第２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。

【0083】

（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_３⁻）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、ヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオン（例えばＩ⁻／Ｉ_３⁻）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アイオダイド、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、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。

【0084】

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。

【0085】

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_２、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。

【0086】

さらに電解質４０としては、上記電解質にＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、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。

【0087】

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_３⁻）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_３⁻）の濃度が０．００６ｍｏｌ／リットル以下であることが好ましい。この場合、電子を運ぶポリヨウ化物イオンの濃度が低いため、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。特に、ポリヨウ化物イオンの濃度は０．００５ｍｏｌ／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、光電変換素子１００を第１導電性基板１５の光入射側から見た場合に、電解質４０の色を目立たなくすることができる。

【0088】

（配線材）
配線材６０Ｐは、少なくとも導電粒子と、バインダ樹脂とを含む。導電粒子は、導電性を有する粒子であればいかなるものでもよいが、通常は金属粒子である。金属粒子を構成する金属としては、銀などを用いることができる。

【0089】

配線材６０Ｐ中の導電粒子の含有率は特に制限されるものではないが、好ましくは５０〜９５質量％であり、より好ましくは６０〜９０質量％である。

【0090】

バインダ樹脂は、特に制限されるものではなく、このようなバインダ樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、セルロース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。

【0091】

（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のセル５０側の面に設けられ、積層体８０Ａと絶縁材部３４とを接着する接着部８０Ｂとを含む。

【0092】

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。

【0093】

耐候性層の厚さは、例えば５０〜３００μｍであればよい。

【0094】

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。

【0095】

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。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

（乾燥剤）
乾燥剤９５は、シート状であっても、粒状であってもよい。乾燥剤９５は、例えば水分を吸収するものであればよく、乾燥剤９５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。

【0099】

次に、光電変換素子１００の製造方法について図３を参照しながら説明する。

【0100】

まず１つの透明基板１１の上に透明導電層を形成してなる積層体を用意する。

【0101】

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。

【0102】

次に、図３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、セル５０Ａ〜５０Ｄに対応する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、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。

【0103】

溝９０は、例えばＹＡＧレーザ又はＣＯ_２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。

【0104】

こうして、透明基板１１の上に透明導電層１２を形成する。

【0105】

次に、透明導電層１２Ａ〜１２Ｃのうちの突出部１２ｃ上に、接続端子１６の前駆体を形成する。また透明導電層１２Ｅにも接続端子１６の前駆体を形成する。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。

【0106】

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。

【0107】

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上にはそれぞれ外部に電流を取り出すための第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの前駆体を形成する。第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂ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。

【0108】

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、絶縁材部３４の前駆体を形成する。このとき、絶縁材部３４の前駆体は、バックシート８０を固定するために、透明導電層１２Ｄ、透明導電層１２Ｅ、透明導電層１２Ｆを通るように延在させて形成する。またこのとき、絶縁材部３４の前駆体は、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの前駆体の各々を包囲するように且つ絶縁材部３４の前駆体の厚さが第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの前駆体の厚さよりも大きくなるように形成する。絶縁材部３４は、例えば絶縁材料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。

【0109】

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。

【0110】

酸化物半導体層１３の前駆体は、酸化物半導体層１３を形成するための酸化物半導体層用ペーストを印刷した後、乾燥することによって得られる。酸化物半導体層用ペーストは、酸化チタンのほか、ポリエチレングリコール、エチルセルロースなどの樹脂及び、テルピネオールなどの溶媒を含む。

【0111】

酸化物半導体層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。

【0112】

次に、接続端子１６の前駆体、絶縁材部３４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、絶縁材部３４、絶縁材部３４、および酸化物半導体層１３を形成する。

【0113】

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、酸化物半導体粒子等の種類により異なるが、通常は１〜５時間である。

【0114】

こうして、絶縁材部３４が形成され、第１導電性基板１５を有する作用極１０が得られる。このとき、絶縁材部３４が形成されることに伴い、第１外部接続端子１８ａの縁部に沿って第２絶縁部９９ａが形成され、第２外部接続端子１８ｂの縁部に沿って第２絶縁部９９ｂが形成され、第１外部接続端子１８ａと第２外部接続端子１８ｂとの間に第１電流取出し部１２ｆと第２電流取出し部１２ｈとの間の溝９０を覆うように第１絶縁部１０１が形成される。

【0115】

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、例えば作用極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。

【0116】

次に、酸化物半導体層１３の上に電解質４０を配置する。

【0117】

次に、第１一体化封止部を形成するための第１一体化封止部形成体を準備する。第１一体化封止部形成体は、第１一体化封止部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セル５０の数に応じた四角形状の開口を形成することによって得ることができる。第１一体化封止部形成体は、複数の第１封止部形成体を一体化させてなる構造を有する。

【0118】

そして、この第１一体化封止部形成体を、第１導電性基板１５の上に接着させる。このとき、第１一体化封止部形成体は、絶縁材部３４と重なるように接着する。第１一体化封止部形成体の第１導電性基板１５への接着は、第１一体化封止部形成体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１一体化封止部形成体は、透明導電層１２の本体部１２ａが第１一体化封止部形成体の内側に配置されるように第１導電性基板１５に接着する。

【0119】

一方、セル５０の数と同数の第２導電性基板２０を用意する。

【0120】

第２導電性基板２０は、金属基板２１上に触媒層２２を形成することにより得ることができる。

【0121】

次に、上述した第１一体化封止部形成体をもう１つ用意する。そして、複数の第２導電性基板２０の各々を、第１一体化封止部形成体の各開口を塞ぐように貼り合わせる。

【0122】

次に、第２導電性基板２０に接着した第１一体化封止部形成体と、作用極１０に接着した第１一体化封止部形成体とを重ね合わせ、第１一体化封止部形成体を加圧しながら加熱溶融させる。こうして作用極１０と第２導電性基板２０との間に第１一体化封止部が形成される。第１一体化封止部の形成は、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。

【0123】

次に、第２一体化封止部３２を準備する。第２一体化封止部３２は、複数の第２封止部３２Ａを一体化させてなる構造を有する。第２一体化封止部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セル５０の数に応じた四角形状の開口を形成することによって得ることができる。第２一体化封止部３２は、第１一体化封止部と共に第２導電性基板２０の縁部２０ａを挟むように第２導電性基板２０に貼り合わせる。第２一体化封止部３２の第２導電性基板２０への接着は、第２一体化封止部３２を加熱溶融させることによって行うことができる。

【0124】

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。

【0125】

次に、第２一体化封止部３２にバイパスダイオード７０Ａ〜７０Ｄを固定する。

【0126】

そして、バイパスダイオード７０Ａ〜７０Ｄを結ぶように配線材６０Ｑを接続する。このとき、配線材６０Ｑは、セル５０Ａ〜５０Ｄの各々の金属基板２１上に固定する。配線材６０Ｑは、配線材６０Ｑを構成する材料を含むペーストを用意し、このペーストを第２導電性基板２０の金属基板２１上に塗布し、硬化させることによって得ることができる。

【0127】

次に、セル５０Ａの金属基板２１上に固定した配線材６０Ｑと透明導電層１２Ｅ上の接続端子１６とを接続するように配線材６０Ｐを形成する。具体的には、配線材６０Ｐを構成する材料を含むペーストを用意し、このペーストを、配線材６０Ｑと透明導電層１２Ｅ上の接続端子１６とを結ぶように塗布し、硬化させることにより、配線材６０Ｐが得られる。

【0128】

同様に、セル５０Ｂの金属基板２１上に固定した配線材６０Ｑと透明導電層１２Ａ上の接続端子１６とを接続するように配線材６０Ｐを形成し、セル５０Ｃの金属基板２１上に固定した配線材６０Ｑと透明導電層１２Ｂ上の接続端子１６とを接続するように配線材６０Ｐを形成し、セル５０Ｄの金属基板２１上に固定した配線材６０Ｑと透明導電層１２Ｃ上の接続端子１６とを接続するように配線材６０Ｐを形成する。さらにバイパスダイオード７０Ｄと透明導電層１２Ｄとを接続するように配線材６０Ｐを形成する。

【0129】

次に、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を絶縁材部３４に接着させる。

【0130】

最後に、コネクタ９２を用意する。そして、コネクタ９２の第１コネクタ端子９６ａを第１外部接続端子１８ａに接触させるとともに、コネクタ９２の第２コネクタ端子９６ｂを第２外部接続端子１８ｂに接触させる。このとき、コネクタ９２のコネクタ本体部９７を第１絶縁部１０１に接触させる。この状態で、第１コネクタ端子９６ａ及び第１外部接続端子１８ａを覆うように低温焼成型の導電性ペーストを塗布した後、導電性ペーストを焼成させる。こうして第１コネクタ端子９６ａ及び第１外部接続端子１８ａを固定する固定部９３ａを形成する。同様に、第２コネクタ端子９６ｂ及び第２外部接続端子１８ｂを固定する固定部９３ｂを形成する。

【0131】

以上のようにして光電変換素子１００が得られる。

【0132】

なお、上述した説明では、接続端子１６、絶縁材部３４、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、絶縁材部３４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、絶縁材部３４、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。

【0133】

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、コネクタ９２のコネクタ本体部９７が第１絶縁部１０１に接触しているが、コネクタ本体部９７は第１絶縁部１０１に接触していなくてもよい。すなわちコネクタ本体部９７は第１絶縁部１０１と離間していてもよい。この場合でも、コネクタ９２に対して第１導電性基板１５側に向かう外力が加わっても、コネクタ本体部９７が第１絶縁部１０１に接触した後はコネクタ本体部９７の移動が第１絶縁部１０１によって防止される。このため、第１コネクタ端子９６ａ及び第２コネクタ端子９６ｂに過大な応力が加わることを十分に抑制することができる。

【0134】

また上記実施形態では、第１絶縁部１０１のうちコネクタ９２側の表面は、第１導電性基板１５の表面を基準として、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面より高い位置にあるが、第１絶縁部１０１のうちコネクタ９２側の表面は、第１導電性基板１５の表面を基準として、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面より低い位置にあってもよく、第１外部接続端子１８ａ及び第２外部接続端子１８ｂの表面と同じ位置にあってもよい。

【0135】

また上記実施形態では、光電変換素子１００が絶縁材部３４を有しているが、絶縁材部３４を有していなくてもよい。この場合、封止部３０Ａは、透明基板１１又は透明導電層１２に直接接合されることになる。また、この場合、図６に示すように、第２絶縁部９９ａ，９９ｂ及び第１絶縁部１０１は残す必要がある。なお、図６に示す実施形態では、第２絶縁部９９ａ，９９ｂの各々の両端が第１絶縁部１０１に接続されているが、第２絶縁部９９ａ，９９ｂの各々の両端は第１絶縁部１０１に接続されていなくてもよい。さらに第１導電性基板１５は接続端子１６を有していなくてもよい。

【0136】

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、透明導電層１２Ｄの一部である第１電流取出し部１２ｆと、透明導電層１２Ｅを構成する第２電流取出し部１２ｈとの間の溝を除き、第２の溝９０Ｂは必ずしも形成されていなくてもよい。

【0137】

また上記実施形態では、第２導電性基板２０が金属基板２１と触媒層２２とを有しているが、光電変換素子１００がバックシート８０を有しないか、第１導電性基板１５の第２導電性基板２０と反対側にバックシート８０を有するならば、金属基板２１に代えて透明導電性基板を用いてもよい。この場合、第１導電性基板１５の基板や導電層は必ずしも透明でなくてもよい。例えば第１導電性基板１５の透明基板１１や透明導電層１２に代えて、不透明な基板１１や不透明な導電層が用いられてもよい。

【0138】

また上記実施形態では、酸化物半導体層１３が第１導電性基板１５上に設けられているが、酸化物半導体層１３は、第２導電性基板上に設けられてもよい。但し、この場合、触媒層２２は第１導電性基板１５上に設けられることになる。

【0139】

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、絶縁材部３４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、必ずしも絶縁材部３４を介して接着されている必要はない。

【0140】

さらに上記実施形態では、複数のセル５０が配線材６０Ｐによって直列接続されているが、並列接続されていてもよい。

【0141】

さらに上記実施形態では、複数のセル５０が用いられているが、図７に示す光電変換素子２００のように、本発明の光電変換素子は１つのセル５０Ｄのみを有していてもよい。

【0142】

また上記実施形態では、図８に示す光電変換素子３００のように、第２導電性基板２０に代えて、絶縁性基板３０１を用いてもよい。この場合、絶縁性基板３０１と封止部３１Ａと第１導電性基板１５との間の空間には構造体３０２が配置される。構造体３０２は、第１導電性基板１５のうち絶縁性基板３０１側の面上に設けられている。構造体３０２は、第１導電性基板１５側から順に、酸化物半導体層１３、多孔質絶縁層３０３及び対極３２０で構成される。また上記空間には電解質３４０が配置されている。電解質３４０は、酸化物半導体層１３及び多孔質絶縁層３０３の内部にまで含浸されている。電解質３４０としては、電解質４０と同様のものを用いることができる。ここで、絶縁性基板３０１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３２０としては、第２導電性基板２０と同様のものを用いることができる。あるいは、対極３２０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３０３は、主として、酸化物半導体層１３と対極３２０との物理的接触を防ぎ、電解質３４０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３０３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８に示す光電変換素子３００においては、封止部３１と第１導電性基板１５と絶縁性基板３０１との間の空間に構造体３０２が１つのみ設けられているが、構造体３０２は複数設けられていてもよい。また、多孔質絶縁層３０３は、酸化物半導体層１３と対極３２０との間に設けられているが、酸化物半導体層１３と対極３２０との間に設けず、酸化物半導体層１３を囲むように、第１導電性基板１５と対極３２０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３２０との物理的接触を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0143】

１１…透明基板（基板）
１２…透明導電層
１２ｆ…第１電流取出部（導電部）
１２ｈ…第２電流取出部（導電部）
１５…導電性基板
１８ａ…第１外部接続端子
１８ｂ…第２外部接続端子
５０，５０Ａ〜５０Ｄ…光電変換セル
９０…溝
９０Ｂ…第２の溝
９２…コネクタ
９６ａ…第１コネクタ端子
９６ｂ…第２コネクタ端子
９７…コネクタ本体部
９９ａ，９９ｂ…第２絶縁部
１００，２００，３００…光電変換素子
１０１…第１絶縁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】