特開 2022-181139 色素増感太陽電池、色素増感太陽電池用対極、及び色素増感太陽電池用対極の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022181139

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】色素増感太陽電池、色素増感太陽電池用対極、及び色素増感太陽電池用対極の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01G 9/20 20060101AFI20221130BHJP

【ＦＩ】

H01G9/20 115A

H01G9/20 105

H01G9/20 115Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021088011

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】593006630

【氏名又は名称】学校法人立命館

(74)【代理人】

【識別番号】100111567

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 寛

(72)【発明者】

【氏名】田口 耕造

(72)【発明者】

【氏名】藤本 良太

(72)【発明者】

【氏名】グエン トラン ダン

(57)【要約】

【課題】色素増感太陽電池のコストを低減する。
【解決手段】開示の色素増感太陽電池は、光増感色素を有する光電極と、前記光電極に対向配置された対極と、前記光電極と前記対極との間に配置された電解質と、を備え、前記対極は、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

色素増感太陽電池であって、
光増感色素を有する光電極と、
前記光電極に対向配置された対極と、
前記光電極と前記対極との間に配置された電解質と、
を備え、
前記対極は、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成されている
色素増感太陽電池。

【請求項2】

前記電解質は、ゲル化電解質であり、
前記対極は、疎水性を有する
請求項１に記載の色素増感太陽電池。

【請求項3】

前記対極は、前記カーボン繊維シート材が硫黄を含有することで、疎水性を有する
請求項１又は請求項２に記載の色素増感太陽電池。

【請求項4】

前記カーボン繊維シート材は、前記カーボン粒子としてカーボンブラックを含有する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。

【請求項5】

前記カーボン繊維シート材は、活性炭を更に含有する
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。

【請求項6】

色素増感太陽電池の光電極に対向配置される色素増感太陽電池用対極であって、
カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成されている
色素増感太陽電池用対極。

【請求項7】

色素増感太陽電池の光電極に対向配置される色素増感太陽電池用対極の製造方法であって、
カーボン繊維シート材を準備し、
前記カーボン繊維シート材内にカーボン粒子を導入する
ことを備える色素増感太陽電池用対極の製造方法。

【請求項8】

前記カーボン繊維シート材に疎水性を付与する
ことを更に備える請求項７に記載の色素増感太陽電池用対極の製造方法。

【請求項9】

カーボン粒子と疎水性物質を有する溶液を準備することを更に備え、
前記カーボン繊維シート材にカーボン粒子を導入すること、及び、前記カーボン繊維シート材に疎水性を付与することは、前記溶液を前記カーボン繊維シート材に浸透させることによって行われる
請求項８に記載の色素増感太陽電池用対極の製造方法。

【請求項10】

前記溶液は、前記カーボン粒子としてのカーボンブラックと、前記疎水性物質としての硫黄と、を有する
請求項９に記載の色素増感太陽電池用対極の製造方法。

【請求項11】

前記カーボン繊維シート材を準備することは、活性炭含有カーボン繊維シート材を準備することである
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池用対極の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、色素増感太陽電池、色素増感太陽電池用対極、及び色素増感太陽電池用対極の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、色素増感太陽電池を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－３４１１０号公報

【発明の概要】

【0004】

色素増感太陽電池は、光増感色素を有する光電極と対極との間に電解質が配置されて構成されている。

【0005】

色素増感太陽電池の対極としては、白金が用いられることが一般的である。しかし、白金は高価であり、色素増感太陽電池のコスト高を招く。したがって、色素増感太陽電池のコスト低減が望まれる。

【0006】

本開示のある側面は、色素増感太陽電池である。開示の色素増感太陽電池は、光増感色素を有する光電極と、前記光電極に対向配置された対極と、前記光電極と前記対極との間に配置された電解質と、を備え、前記対極は、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成されている。

【0007】

本開示の他の側面は、色素増感太陽電池の光電極に対向配置される色素増感太陽電池用対極である。開示の対極は、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成されている。

【0008】

本開示の他の側面は、色素増感太陽電池の光電極に対向配置される色素増感太陽電池用対極の製造方法である。開示の製造方法は、カーボン繊維シート材を準備し、前記カーボン繊維シート材内にカーボン粒子を導入することを備える。

【0009】

更なる詳細は、後述の実施形態として説明される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、色素増感太陽電池の構成図である。

【図2】図２は、対極の製造工程を示すフロチャートである。

【図3】図３は、湾曲変形させた対極を側方から撮影した写真である。

【図4】図４は、カーボン繊維シート材のＳＥＭ画像である。

【図5】図５は、色素増感太陽電池の電流密度－電圧特性図である。

【図6】図６は、色素増感太陽電池の発電電圧の時間変化を示す図である。

【図7】図７は、色素増感太陽電池の電力密度－電流密度特性図である。

【図8】図８は、色素増感太陽電池の電力密度－時間特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜１．色素増感太陽電池、色素増感太陽電池用対極、及び色素増感太陽電池用対極の製造方法の概要＞

【0012】

（１）実施形態に係る色素増感太陽電池は、光増感色素を有する光電極と、前記光電極に対向配置された対極と、前記光電極と前記対極との間に配置された電解質と、を備える。前記対極は、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成され得る。カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成された対極は、白金に比べ安価であるにもかかわらず、白金と同程度の特性を確保し得ることを、本発明者らは、実験によって見出した。

【0013】

（２）前記電解質は、ゲル化電解質であり、前記対極は、疎水性を有するのが好ましい。この場合、耐久性に優れた色素増感太陽電池が得られる。

【0014】

（３）前記対極は、前記カーボン繊維シート材が硫黄を含有することで、前記疎水性を有するのが好ましい。

【0015】

（４）前記カーボン繊維シート材は、前記カーボン粒子としてカーボンブラックを含有するのが好ましい。

【0016】

（５）前記カーボン繊維シート材は、活性炭を更に含有するのが好ましい。この場合、色素増感太陽電池の特性をより向上させることができる。

【0017】

（６）実施形態に係る色素増感太陽電池用対極は、色素増感太陽電池の光電極に対向配置される。実施形態に係る色素増感太陽電池用対極は、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材によって構成され得る。

【0018】

（７）実施形態に係る色素増感太陽電池用対極の製造方法は、カーボン繊維シート材を準備し、前記カーボン繊維シート材内にカーボン粒子を導入することを備え得る。

【0019】

（８）実施形態に係る製造方法は、前記カーボン繊維シート材に疎水性を付与することを更に備え得る。

【0020】

（９）実施形態に係る製造方法は、カーボン粒子と疎水性物質を有する溶液を準備することを更に備え得る。前記カーボン繊維シート材にカーボン粒子を導入すること、及び、前記カーボン繊維シート材に疎水性を付与することは、前記溶液を前記カーボン繊維シート材に浸透させることによって行われるのが好ましい。この場合、対極の製造工程がシンプルになって好適である。

【0021】

（１０）前記溶液は、前記カーボン粒子としてのカーボンブラックと、前記疎水性物質としての硫黄と、を有するのが好ましい。

【0022】

（１１）前記カーボン繊維シート材を準備することは、活性炭含有カーボン繊維シート材を準備することであるのが好ましい。カーボン繊維シート材が活性炭を含有することで、色素増感太陽電池の特性をより向上させることができる。

【0023】

＜２．色素増感太陽電池、色素増感太陽電池用対極、及び色素増感太陽電池用対極の製造方法の例＞

【0024】

図１は、色素増感太陽電池１０の構成を示している。色素増感太陽電池１０は、光電極１１と、対極１７と、光電極１１及び対極１７の間に配置された電解質１９と、を備える。色素増感太陽電池１０の使用時において、光電極１１と対極１７とには、色素増感太陽電池１０から電力の供給を受ける負荷２０が接続される。

【0025】

光電極１１（光アノード）は、光増感色素を有する。光電極１１は、例えば、透明導電性基板１３上に形成されている。透明導電性基板１３は、例えば、透明導電性層が表面に形成された透明ガラス基板又は透明プラスチック基板である。透明導電性基板１３は、透明プラスチック基板のようにフレキシブルであり湾曲などの変形可能であるのが好ましい。

【0026】

透明導電性基板１３の表面には、光増感色素が吸着された微粒子１５が固定されている。光増感色素が吸着された微粒子１５は、光電極１１を構成する。微粒子１５は、例えば、二酸化チタンの微粒子である。光増感色素は、例えば、有機色素である。有機色素は、例えば、ＭＫ－２色素である。色素増感太陽電池１０は、光増感色素による可視光吸収を利用して発電する。色素増感太陽電池１０は、弱い光でも効率よく発電でき、例えば、室内の照明光によっても発電することができる。

【0027】

光増感色素は、光を吸収することで電子を失い、酸化する。電解質１９は、光を吸収することで、酸化された色素を還元するための還元剤を有する。電解質１９は、酸化された光増感色素に電子を渡す。

【0028】

電解質１９の状態は、例えば、液体又はゲルでよい。ただし、液体の電解質１９は、溶媒の揮発又は電解質漏れのおそれがあり、耐久性が低い場合がある。したがって、耐久性の確保のため、電解質１９の状態は、ゲルであるのが好ましい。すなわち、電解質１９は、ゲル化電解質であるのが好ましい。

【0029】

実施形態に係る色素増感太陽電池１０は、一例として、光電極１１が上側に配置され、対極１７が下側に配置されて、使用される。この場合、発電のための光は、例えば、色素増感太陽電池１０の上方から照射される。

【0030】

実施形態に係る対極１７は、カーボン繊維シート材を基材として有して構成されている。カーボン繊維シート材は、カーボン繊維を有するシート状の部材であり、例えば、カーボン繊維不織布である。カーボン繊維不織布は、例えば、カーボン繊維をバインダによって結合して構成されている。バインダは、例えば、セルロースである。

【0031】

対極１７の基材となるカーボン繊維シート材は、フレキシブルであり湾曲などの変形可能である。対極１７がフレキシブルであることで、色素増感太陽電池１０をフレキシブルにでき好適である。

【0032】

図２は、対極１７の製造の手順の一例を示している。まず、基材となるカーボン繊維シート材１７Ａ及びカーボン繊維シート材１７Ａに浸透させる溶液３０の準備がなされる（ステップＳ２１）。準備されるカーボン繊維シート材１７Ａは、例えば、前述のカーボン繊維不織布である。カーボン繊維シート材１７Ａは、溶液が内部に浸透可能であるように、カーボン繊維が結合してなる。カーボン繊維不織布を準備するには、例えば、市販のカーボン繊維不織布を購入すればよい。カーボン繊維シート材１７Ａは、白金に比べて安価であり、好適である。

【0033】

準備されるカーボン繊維シート材１７Ａは、予め活性炭が混合されたものでもよい。

【0034】

準備される溶液３０は、カーボン粒子が溶媒中に分散されている。カーボン粒子は、例えば、無定形炭素の粒子である。無定形炭素の粒子は、例えば、カーボンブラックである。カーボンブラックは、カーボン主体の微粒子である。溶媒は、例えば、水又は有機溶媒である。溶液３０を準備するには、例えば、カーボンブラックなどのカーボン粒子を含有する、市販のカーボンインク又は墨汁を購入すればよい。

【0035】

準備される溶液３０は、カーボン粒子のほか、疎水性物質を有するのが好ましい。疎水性物質は、硫黄又はその他の物質である。市販のカーボンインク又は墨汁は、硫黄を含んでいることが多いため、実施形態に係る溶液として好適である。カーボンインク又は墨汁は安価であるため好適であり、墨汁は、カーボンインクより安価であるため、より好適である。

【0036】

続いて、基材となるカーボン繊維シート材１７Ａに、カーボン粒子等を有する溶液３０を浸透させる（ステップＳ２２）。溶液３０をカーボン繊維シート材１７Ａに浸透させるには、例えば、図２に示すように、カーボン繊維シート材１７Ａに所定量の溶液３０を滴下すればよい。滴下された溶液３０は、カーボン繊維シート材１７Ａ内部に浸透する。この結果、溶液３０に含まれるカーボン粒子及び疎水性物質などの物質がカーボン繊維シート材１７Ａ中に導入される。溶液が、市販のカーボンインク又は墨汁である場合、カーボン繊維シート材１７Ａに滴下される溶液３０の量は、例えば、５ｃｍ^２のカーボン繊維シート材１７Ａあたり、０．２ｍＬ程度でよい。

【0037】

溶液３０が浸透したカーボン繊維シート材１７Ａは、乾燥される（ステップＳ２３）。乾燥は、例えば、室温において、２４時間の自然乾燥によって行われる。乾燥によって、カーボン繊維シート材１７Ａに浸透した溶媒が除去され、カーボン粒子及び疎水性物質などの物質がカーボン繊維シート材１７Ａ中に含有されたまま残る。

【0038】

以上の処理によって、カーボン粒子を含有し、疎水性が付与されたカーボン繊維シート材が得られる。以上の処理によって得られた対極１７は、図３に示すように、湾曲変形が可能であり、フレキシブルである。カーボン粒子を含有し、疎水性が付与されたカーボン繊維シート材は、対極１７として用いられる。実施形態に係る対極１７は安価な材料によって製作することができるため、色素増感太陽電池１０のコストを低減することができる。

【0039】

本発明者らの実験によると、カーボン粒子等が導入される前のカーボン繊維シート材１７Ａを、色素増感太陽電池１０の対極１７として用いても、ほとんど発電ができなかった。これに対して、カーボン粒子が導入されたカーボン繊維シート材１７Ａを対極として用いると、発電が可能となった。カーボン粒子がカーボン繊維シート材１７Ａに導入されることで、対極１７として機能するカーボン粒子がカーボン繊維シート材１７Ａの表面積が増大し、発電効率が高められたものと考えられる。

【0040】

また、疎水性物質がカーボン繊維シート材１７Ａ内に導入されることで、カーボン繊維シート材１７Ａに疎水性が付与される。疎水性によって色素増感太陽電池１０の耐久性向上が可能である。

【0041】

なお、溶液３０は、疎水性物質を有していなくても良い。この場合、基材となるカーボン繊維シート材１７Ａに溶液３０を浸透させるステップＳ２２によって、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材が得られる。カーボン粒子を含有するが、疎水性を有しないカーボン繊維シート材に、別途、疎水性を付与したい場合には、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材に疎水化処理をすればよい。疎水化処理は、例えば、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シートに疎水化剤を塗布する処理、又は、カーボン粒子を含有するカーボン繊維シート材を疎水化剤に浸漬させる処理である。

【0042】

一方、前述のように、溶液３０が、カーボン粒子のほか、疎水性物質をも含有している場合、カーボン繊維シート材１７Ａに溶液３０を浸透させるという単一の工程（ステップＳ２２）によって、カーボン粒子の導入と疎水性の付与との両方を同時に行える。

【0043】

対極１７を構成するカーボン繊維シート材は、液体を透過させない程度の疎水性を有している。カーボン繊維シート材自体が、液体の透過が可能なものであっても、カーボン繊維シート材が疎水性を有していることで、液体の透過が防止される。対極１７を構成するカーボン繊維シート材が疎水性を有していることで、対極１７を通じた、電解質１９の溶媒の揮発又は電解質の漏れを抑制できる。しかも、電解質１９がゲル化電解質であるとともに対極１７が疎水性を有していることで、電解質１９の溶媒の揮発又は電解質の漏れをより効果的に抑制でき、色素増感太陽電池１０の耐久性を大きく向上できる。

【0044】

図４から図８は、色素増感太陽電池１０の製造例及びその色素増感太陽電池１０の特性を調べた結果を示している。

【0045】

図２に示す手順に従い、色素増感太陽電池１０の対極１７として、第１製造例及び第２製造例を製造した。図４から図８において、「ＡＣ」は、活性炭を含有するカーボン繊維シート材を示し、「ＣＳ」は、活性炭を含有しないカーボン繊維シート材を示し、「ＣＩ」は、カーボンインクを示す。カーボンインクとしては、市販の筆記具用のカーボンインクを用いた。用いたカーボンインクは、カーボン粒子としてカーボンブラックを含有する。用いたカーボンインクの乾燥物を元素分析したところ、炭素原子（Ｃ）を７７．２３質量％、酸素原子（Ｏ）を２２．５０質量％、硫黄原子（Ｓ）を０．２７質量％含有していた。つまり、用いたカーボンインクは、カーボン粒子としてのカーボンブラックのほか、硫黄を含有している。硫黄は、疎水性を持つため、用いたカーボンインクは、疎水化剤（疎水性物質）としての硫黄を含有している。なお、疎水性物質は、硫黄の化合物であってもよい。

【0046】

図４（ａ）は、活性炭を含有するカーボン繊維シート材（ＡＣ）を示すＳＥＭ画像であり、図４（ｂ）は、活性炭を含有するカーボン繊維シート材（ＣＳ）を示すＳＥＭ画像である。図４（ｂ）において、黒い線状の部材がカーボン繊維であり、カーボン繊維より太く白い線状の部材がセルロース繊維である。図４（ａ）では、活性炭を含有するカーボン繊維シート材（ＡＣ）では、カーボン繊維シート材（ＣＳ）に活性炭が導入されているため、図４（ｂ）よりも全体的に黒味がかかっている。

【0047】

図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す活性炭を含有するカーボン繊維シート材（ＡＣ）に、カーボンインクを滴下し乾燥させて得られた第１製造例を示すＳＥＭ画像である。図４（ｄ）は、図４（ｂ）に示す活性炭を含有しないカーボン繊維シート材（ＣＳ）に、カーボンインクを滴下し乾燥させた第２製造例を示すＳＥＭ画像である。なお、図４において「＋ＣＩ」は、カーボンインクの導入を示す。

【0048】

図４（ｃ）（ｄ）では、カーボンインクに含まれる微細なカーボン粒子が、カーボン繊維等の表面に付着していることがわかる。

【0049】

以上のように製作された第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）及び第２製造例（ＣＳ＋ＣＩ）それぞれを対極１７として用いた色素増感太陽電池１０に負荷として可変抵抗を接続して測定系をセットアップした。色素増感太陽電池１０の発電特性を測定するため、色素増感太陽電池１０に室内照明光を照射した。また、比較例として、対極１７の材料として白金（Ｐｔ）を用いたものについて、発電特性を測定した。

【0050】

第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）を対極１７として用いた場合、開放端電圧Ｖｏｃは、０．６６８［Ｖ］であり、短絡電流Ｉｓｃは４．５５［Ａ］であった。また、開放電圧と短絡電流の積で割った値を曲線因子ＦＦは、０．５８であり、色素増感太陽電池１０の変換効率ηは１．７３であった。

【0051】

白金（Ｐｔ）の対極１７を用いた場合、開放端電圧Ｖｏｃは、０．６４５［Ｖ］であり、短絡電流Ｉｓｃは４．６６［Ａ］であった。また、開放電圧と短絡電流の積で割った値を曲線因子ＦＦは、０．５６であり、色素増感太陽電池１０の変換効率ηは１．６７であった。

【0052】

第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）に係る対極１７は、白金（Ｐｔ）の対極１７に比べて非常に安価であるにもかかわらず、白金（Ｐｔ）の対極１７と同程度の特性が得られ、しかも、変換効率ηについては、白金（Ｐｔ）の対極１７を上回る結果が得られた。

【0053】

また、図５は、第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）及び比較例（Ｐｔ）それぞれを対極１７として用いた場合の電流密度－電圧特性を示している。図５に示すように、電流密度－電圧特性についても、第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）は、比較例（Ｐｔ）と同様に良好な特性を持っている。

【0054】

図６は、第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）を対極１７として用いた色素増感太陽電池１０を、室内光環境下で１４４時間使用した場合の電圧特性を示している。なお、図６においてＯＣＶと記載されている区間（０時間から４５時間まで）は、色素増感太陽電池１０に負荷を接続せずに開回路電圧（ＯＣＶ）を測定した。その後（４５時間から１４４時間まで）は、色素増感太陽電池１０に１２０ｋΩの負荷を接続して、負荷の両端電圧を測定した。

【0055】

図６では、１日（２４時間）周期で、電圧の高い範囲と低い範囲が繰り返し生じている。これは、昼間で室内光が点灯している状態と夜間で室内光が消灯している状態とが繰り返し生じているためである。なお、室内光の点灯時の光強度は、４５０ルクスから７００ルクスの範囲にあった。図６に示すように、第１製造例では、光強度の変化に応じて、安定して発電ができている。

【0056】

図７は、第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）を対極１７として用いた色素増感太陽電池１０の電力密度－電流密度特性を示している。図７に示す電力密度－電流密度特性から、色素増感太陽電池１０の最大電力密度を求めることができる。

【0057】

図８は、色素増感太陽電池１０の最大電力密度－時間特性を示している。図８に示す特性は、最大電力密度の時間経過に伴う変化を示している。図８では、色素増感太陽電池１０の使用開始（０時間目）から１２００時間（５０日）後までの最大電力密度の変化を調べた。なお、光強度は２００ルクスとした。

【0058】

図８では、第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）及び第２製造例（ＣＳ＋ＣＩ）それぞれを対極１７として用いた色素増感太陽電池１０の最大電力密度の変化を示している。第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）を対極１７として用いた場合、５０日後においても、最大電力密度の低下は、ほとんどなく、長期間の安定性・耐久性を有していることがわかる。第２製造例（ＣＳ＋ＣＩ）を対極１７として用いた場合、第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）を対極１７として用いた場合に比べて、最大電力密度の低下がやや見られた。しかし、５０日後においても、最大電力密度を概ね維持できており、良好な特性が確保できていることがわかる。

【0059】

以上のように、第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）及び第２製造例（ＣＳ＋ＣＩ）は、白金に比べて、非常に安価であるにもかかわらず、色素増感太陽電池１０の対極１７として十分な特性を有していることが確認された。第１製造例（ＡＣ＋ＣＩ）の対極１７及び第２製造例（ＣＳ＋ＣＩ）の対極１７は、いずれも疎水性を有しているため、耐久性が高く、この観点からも長期間の安定的な特性の維持が図られている。

【0060】

また、比較例として、カーボン粒子が含有されていないカーボン繊維シート材（ＣＳ）を対極１７として用いた色素増感太陽電池１０の最大電力密度を測定した。カーボン粒子が含有されていないカーボン繊維シート材（ＣＳ）を対極１７として用いた色素増感太陽電池１０の最大電力密度は、０時間（使用開始）の時点において、０．１μＷ／ｃｍ^２未満であり、非常に小さかった。したがって、カーボン粒子が含有されていないカーボン繊維シート材（ＣＳ）単体は、色素増感太陽電池１０の対極１７として使用するのは適さないことがわかる。

【0061】

このように、本発明者らの実験によれば、カーボン粒子が含有されていないカーボン繊維シート材（ＣＳ）単体は、色素増感太陽電池１０の対極１７としては適さない。しかし、驚くべきことに、カーボン粒子を導入するという簡単な操作が施されたカーボン繊維シート材（ＣＳ＋ＣＩ：第２製造例）であれば、色素増感太陽電池１０の対極１７として好適となる。さらに、対極１７に活性炭も含有されている場合（ＡＣ＋ＣＩ；第１製造例）、色素増感太陽電池１０の対極１７としてより好適となる。

【0062】

さらに、色素増感太陽電池１０の対極１７として、第３製造例及び第４製造例を製造した。第３製造例は、カーボンインクに代えて墨汁を用いる点以外は、第１製造例と同様に製造した。すなわち、第３製造例に係る対極１７は、活性炭を含有するカーボン繊維シート材に墨汁を浸透させたものである。第４製造例は、カーボンインクに代えて墨汁を用いる点以外は、第２製造例と同様に製造した。すなわち、第４製造例に係る対極１７は、活性炭を含有しないカーボン繊維シート材に墨汁を浸透させたものである。墨汁としては、カーボンブラックが含まれる市販のものを用いた。用いた墨汁の乾燥物を元素分析したところ、炭素原子（Ｃ）を８９．９５質量％、酸素原子（Ｏ）を８．４６質量％、ナトリウム（Ｎａ）を０．２５質量％、硫黄（Ｓ）を０．９０質量％、塩素（Ｃｌ）を０．４４質量％含有していた。つまり、用いた墨汁は、カーボン粒子としてのカーボンブラックのほか、硫黄を含有している。硫黄は、疎水性を持つため、用いた墨汁は、疎水化剤（疎水性物質）としての硫黄を含有している。

【0063】

第３製造例（ＡＣ＋墨汁）及び第４製造例（ＣＳ＋墨汁）それぞれを対極１７として用いた色素増感太陽電池１０それぞれの特性を調べたところ、第３製造例は第１製造例とほぼ同様の特性が得られ、第４製造例は第２製造例とほぼ同様の特性が得られた。

【0064】

墨汁は、カーボンインクよりもさらに安価であり、色素増感太陽電池１０の対極１７のコスト低減にさらに有利である。

【0065】

＜３．付記＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

【符号の説明】

【0066】

１０ ：色素増感太陽電池
１１ ：光電極
１３ ：透明導電性基板
１５ ：微粒子
１７ ：対極
１７Ａ ：カーボン繊維シート材
１９ ：電解質
２０ ：負荷
３０ ：溶液
ＦＦ ：曲線因子
Ｉｓｃ ：短絡電流
Ｖｏｃ ：開放端電圧
η ：変換効率

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】