特許 7593319 光電変換装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】光電変換装置

(51)【国際特許分類】

   H01G 9/20 20060101AFI20241126BHJP

   H01L 31/042 20140101ALI20241126BHJP

   H01L 31/0465 20140101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H01G9/20 203A

H01G9/20 203B

H01G9/20 117

H01G9/20 119

H01L31/04 500

H01L31/04 532B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021537623

(86)(22)【出願日】2020-07-03

(86)【国際出願番号】 JP2020026219

(87)【国際公開番号】W WO2021024662

(87)【国際公開日】2021-02-11

【審査請求日】2023-06-12

(31)【優先権主張番号】P 2019143272

(32)【優先日】2019-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000229117

【氏名又は名称】日本ゼオン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100150360

【弁理士】

【氏名又は名称】寺嶋 勇太

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(72)【発明者】

【氏名】吉田 昌義

(72)【発明者】

【氏名】山合 碧

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０４７５５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０２５８２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１３０７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７７０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３８４７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｇ ９／２０

Ｈ０１Ｌ ３１／０４２

Ｈ０１Ｌ ３１／０４６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置された複数の光電変換セルであって、前記各光電変換セルが、光電極と、前記光電極よりも前記第２基板に近い側に配置された対向電極と、を備える複数の光電変換セルと、
前記光電変換セルに隣接して配置され、隣接する前記光電変換セル同士を電気的に接続可能な第１配線構造と、
少なくとも一部が前記対向電極と前記第２基板との間に配置され、前記複数の光電変換セルのうちの任意の光電変換セル同士を電気的に接続可能な第２配線構造と、を備え、
前記第２配線構造は、
絶縁層と、
前記絶縁層よりも前記対向電極から遠い側に配置された配線層と、を備える、光電変換装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光電変換装置において、
前記第２配線構造は、前記絶縁層と前記配線層とを重ねた構造を複数個備える、光電変換装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の光電変換装置において、
前記絶縁層は、前記対向電極の直下に第１貫通孔を有し、
前記対向電極は、前記第１貫通孔に配置された導電性樹脂組成物を介して、前記配線層内の配線と電気的に接続可能である、光電変換装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の光電変換装置において、
前記絶縁層は、前記光電極と電気的に接続した前記第１配線構造の直下に第２貫通孔を有し、
前記光電極は、前記第１配線構造と、前記第２貫通孔に配置された導電性樹脂組成物とを介して、前記配線層内の配線と電気的に接続可能である、光電変換装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の光電変換装置において、
前記配線層は、前記光電変換セルを直列に接続する配線、及び前記光電変換セルを並列に接続する配線の少なくともいずれか一方を含む、光電変換装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の光電変換装置において、
前記配線層内の配線の少なくとも一部が、前記光電変換セルの直下に配置されている、光電変換装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の光電変換装置において、
前記第２基板は、開口部を有し、
前記配線層内の配線のうち前記開口部から露出している部分は、外部機器と接続可能な導電端子として機能する、光電変換装置。

【請求項8】

請求項７に記載の光電変換装置において、
コネクタを更に備え、
前記コネクタは、導電端子として機能する前記配線層内の配線に電気的に接続されている、光電変換装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の光電変換装置において、
前記配線層に配置された回路素子を備える、光電変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光電変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、商用電源を得られない外出先などでも電力を供給できるように、外部環境に応じた電力を発電可能な環境発電装置の需要が高まっている。このような環境発電装置としては、例えば、太陽光等の光エネルギーを用いて発電可能な光電変換装置が挙げられる。

【0003】

光電変換装置は、複数の光電変換セルを含むものが多い。例えば複数の光電変換セルが直列に接続した構成である場合、光電変換装置は、１つの光電変換セルの出力電圧よりも高い出力電圧で電力を供給することができる。

【0004】

例えば、特許文献１には、複数のセルが直列配線により電気的に接続された太陽電池モジュールが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－８２１３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１は、直列配線によって隣り合うセル同士を電気的に接続することを開示している。特許文献１に記載の構成は、隣り合うセル同士を接続することによって複数のセルを直列に接続することは考慮しているが、直列接続と並列接続を組み合わせた接続とするなど、複数のセルを様々な構成で電気的に接続することは考慮していない。

【0007】

そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決し、複数の光電変換セルを様々な構成で電気的に接続することを容易にすることが可能な光電変換装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の光電変換装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された複数の光電変換セルであって、前記各光電変換セルが、光電極と、前記光電極よりも前記第２基板に近い側に配置された対向電極と、を備える複数の光電変換セルと、前記光電変換セルに隣接して配置され、隣接する前記光電変換セル同士を電気的に接続可能な第１配線構造と、少なくとも一部が前記対向電極と前記第２基板との間に配置され、前記複数の光電変換セルのうちの任意の光電変換セル同士を電気的に接続可能な第２配線構造と、を備える。このような構成とすることで、本発明の光電変換装置は、複数の光電変換セルのうちの任意の光電変換セル同士を、第２配線構造によって電気的に接続することができる。従って、本発明の光電変換装置は、複数の光電変換セルを様々な構成で電気的に接続することを容易にすることができる。

【0009】

ここで、本発明の光電変換装置において、前記第２配線構造は、絶縁層と、前記絶縁層よりも前記対向電極から遠い側に配置された配線層と、を備えることが好ましい。このような構成とすることで、複数の光電変換セルのうちの任意の光電変換セル同士を、第２配線構造が備える配線層によって電気的に接続することができる。

【0010】

また、本発明の光電変換装置において、前記第２配線構造は、前記絶縁層と前記配線層とを重ねた構造を複数個備えることが好ましい。このような構成とすることで、光電変換セル同士を接続する際に一層の配線層では交差する箇所が発生するような複雑な接続であっても、交差をさせずに光電変換セル同士を電気的に接続することができる。

【0011】

また、本発明の光電変換装置において、前記絶縁層は、前記対向電極の直下に第１貫通孔を有し、前記対向電極は、前記第１貫通孔に配置された導電性樹脂組成物を介して、前記配線層内の配線と電気的に接続可能であることが好ましい。このような構成とすることで、対向電極と、配線層内の配線とを短い距離で電気的に接続することができる。

【0012】

また、本発明の光電変換装置において、前記絶縁層は、前記光電極と電気的に接続した前記第１配線構造の直下に第２貫通孔を有し、前記光電極は、前記第１配線構造と、前記第２貫通孔に配置された導電性樹脂組成物とを介して、前記配線層内の配線と電気的に接続可能であることが好ましい。このような構成とすることで、光電極と、配線層内の配線とを短い距離で電気的に接続することができる。

【0013】

また、本発明の光電変換装置において、前記配線層は、前記光電変換セルを直列に接続する配線、及び前記光電変換セルを並列に接続する配線の少なくともいずれか一方を含むことが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置は、複数の光電変換セルを直列接続又は並列接続で接続することができる。

【0014】

また、本発明の光電変換装置において、前記配線層内の配線の少なくとも一部が、前記光電変換セルの直下に配置されていることが好ましい。このような構成とすることで、配線層内の配線の自由度を高めることができる。

【0015】

また、本発明の光電変換装置において、前記第２基板は、開口部を有し、前記配線層内の配線のうち前記開口部から露出している部分は、外部機器と接続可能な導電端子として機能することが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置は、外部機器と容易に電気的に接続することができる。

【0016】

また、本発明の光電変換装置において、コネクタを更に備え、前記コネクタは、導電端子として機能する前記配線層内の配線に電気的に接続されていることが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置は、コネクタを介して外部機器と容易に電気的に接続することができる。

【0017】

また、本発明の光電変換装置において、前記配線層に配置された回路素子を備えることが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置は、光電変換セルと回路素子とを一体的に構成することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、複数の光電変換セルを様々な構成で電気的に接続することを容易にすることが可能な光電変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置の概略構造を示す断面図である。

【図2】光電変換セルの接続の一例として、２直列６並列の接続を示す平面図である。

【図3】図２に示す接続の場合の光電変換装置の配線の概略構造を示す平面図である。

【図4】図３の光電変換装置のＡ１－Ａ１線における断面図である。

【図5】各種の二次電池の公称電圧を示す表である。

【図6】光電変換セルの接続の他の例として、３直列４並列の接続を示す図である。

【図7】光電変換セルの接続の他の例として、１２直列１並列の接続を示す図である。

【図8】１２直列１並列の接続の他の例を示す図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る光電変換装置の概略構成を示す図である。

【図10】本発明の第３実施形態に係る光電変換装置の概略構成を示す図である。

【図11】本発明の第４実施形態に係る光電変換装置の概略構成を示す図である。

【図12】図１１のオス型のコネクタの構成の一例を示す図である。

【図13】本発明の第５実施形態に係る光電変換装置の概略構成を示す図である。

【図14】本発明の第５実施形態に係る光電変換装置の配線の概略構造を示す平面図である。

【図15】図１４の光電変換装置のＡ２－Ａ２線における断面図である。

【図16】本発明の第６実施形態に係る光電変換装置の配線の概略構造を示す平面図である。

【図17】図１６の光電変換装置のＡ３－Ａ３線における断面図である。

【図18】図１６の光電変換装置のＡ４－Ａ４線における断面図である。

【図19】図１６の光電変換装置の回路構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。各図において共通の構成部には、同一の符号を付している。

【0021】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の概略構造を示す断面図である。光電変換装置１は、光電変換を行う太陽電池として、例えば、色素増感型太陽電池、有機薄膜太陽電池、又はペロブスカイト太陽電池等の太陽電池を含みうる。

【0022】

光電変換装置１は、第１基板１１と、第２基板１２と、複数の光電変換セル１０と、を備える。複数の光電変換セル１０は、第１基板１１と第２基板１２との間に配置されている。図１においては、第１基板１１と第２基板１２との間に配置された２つの光電変換セル１０が示されている。ここで、各光電変換セル１０は、光電極１３と、対向電極１６と、電解液１９と、を備える。また、各光電変換セル１０は、隔壁２０によって区画されている。即ち、各光電変換セル１０は、隔壁２０によって隣接する光電変換セル１０から隔離されている。

【0023】

隣接して配置されている光電変換セル１０同士は、第１配線構造２１によって、電気的に接続可能である。また、複数の光電変換セル１０のうちの任意の光電変換セル１０同士は、第２配線構造２２によって、電気的に接続可能である。第１配線構造２１又は第２配線構造２２による光電変換セル１０の接続については後述する。

【0024】

第１基板１１は、特に限定されることなく、公知の光透過性の基板であってよい。第１基板１１の材料としては、例えば、透明樹脂又はガラス等のような可視領域で透明性を有する既知の透明基材が挙げられる。中でも、第１基板１１の材料としては、フィルム状に成形された樹脂、即ち、樹脂フィルムを用いることが好ましい。第１基板１１の材料として樹脂フィルムを採用することで、光電変換装置１に軽量性及び可撓性を付与できることから、様々な用途に応用することができる。

【0025】

透明基材を形成しうる透明樹脂としては、例えば、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）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、透明ポリイミド（ＰＩ）、又はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などの合成樹脂が挙げられる。

【0026】

第２基板１２は、第１基板１１に対向して配置されている。第２基板１２の材料は、第１基板１１と同様の基材であってよい。または、第２基板１２の材料は、チタン又はアルミ等の箔又は板のような透明性を有さない基材であってもよい。第２基板１２の材料としては、第１基板１１の材料と同様の理由により、フィルム状に成形された樹脂、即ち、樹脂フィルムを用いることが好ましい。

【0027】

光電極１３は、第１基板１１上に配置されている。光電極１３は、透明導電膜１４と、多孔質酸化物半導体層１５と、を備える。透明導電膜１４は、第１基板１１上に配置されている。多孔質酸化物半導体層１５は、透明導電膜１４上に配置されている。

【0028】

透明導電膜１４は、隣接する光電変換セル１０の透明導電膜１４とは導通しないように、隣接する光電変換セル１０の透明導電膜１４からは、隔壁２０によって隔てられて配置されている。

【0029】

透明導電膜１４は、例えば、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕなどにより構成される金属メッシュからなる導電層から形成されてよい。または、透明導電膜１４は、例えば、Ａｇナノ粒子等の金属ナノ粒子、又は、微小なＡｇワイヤ等を塗布して形成された導電層から形成されてよい。または、透明導電膜１４は、例えば、インジウム－スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、又はフッ素ドープスズ（ＦＴＯ）などの複合金属酸化物からなる導電層から形成されてよい。または、透明導電膜１４は、例えば、カーボンナノチューブ又はグラフェンなどを含むカーボン系導電層から形成されてよい。または、透明導電膜１４は、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate）などの導電性高分子よりなる導電層から形成されてよい。これらの導電層は複数種が樹脂又はガラス等の基材上に積層されていてもよく、或いは、これらの導電層の形成に用いられうる上述したような各種導電性材料が混合されて１つの導電層を形成していてもよい。

【0030】

透明導電膜１４を第１基板１１上に形成する方法としては、スパッタリングとエッチングとを組み合わせた方法、又は、スクリーン印刷など、既知の形成方法を用いることができる。

【0031】

多孔質酸化物半導体層１５は、増感色素を担持（吸着）していてよい。この場合、多孔質酸化物半導体層１５は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、又は酸化スズなどの酸化物半導体の粒子を含む多孔質半導体微粒子層に対して有機色素又は金属錯体色素などの増感色素を吸着させてなる多孔質半導体微粒子層を用いていてよい。有機色素としては、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、キサンテン色素、スクワリリウム色素、ポリメチン色素、クマリン色素、リボフラビン色素、又はペリレン色素等が挙げられる。また、金属錯体色素としては、鉄、銅、又はルテニウムなどの金属のフタロシアニン錯体又はポルフィリン錯体等が挙げられる。例えば、Ｎ３、Ｎ７１９、Ｎ７４９、Ｄ１０２、Ｄ１３１、Ｄ１５０、Ｎ２０５、ＨＲＳ－１、及びＨＲＳ－２などが代表的な増感色素として挙げられる。増感色素を溶解させる有機溶媒は、溶媒に存在している水分及び気体を除去するために、予め脱気及び蒸留精製しておくことが好ましい。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、又はプロパノールなどアルコール類、アセトニトリルなどニトリル類、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、アミド類、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、芳香族、又はニトロメタンなどの溶媒が好ましい。

【0032】

多孔質酸化物半導体層１５を透明導電膜１４上に形成する方法としては、スクリーン印刷又はコーティングなどの既知の形成方法を用いることができる。

【0033】

対向電極１６は、光電極１３よりも第２基板１２に近い側に配置されている。対向電極１６は、電解液１９を介して、光電極１３に対向して配置されている。対向電極１６は、透明導電膜１７と、触媒層１８と、を備える。透明導電膜１７は、後述する第２配線構造２２の絶縁層２３上に配置されている。触媒層１８は、透明導電膜１７上に配置されている。

【0034】

透明導電膜１７は、隣接する光電変換セル１０の透明導電膜１７とは導通しないように、隣接する光電変換セル１０の透明導電膜１７からは、隔壁２０によって隔てられて配置されている。

【0035】

透明導電膜１７は、透明導電膜１４を形成している導電層と同様の導電層から形成されてよい。

【0036】

触媒層１８は、電解液１９を介して、多孔質酸化物半導体層１５に対向して配置されている。

【0037】

触媒層１８としては、例えば、導電性高分子、炭素ナノ構造体、貴金属粒子、及び炭素ナノ構造体と貴金属粒子との混合物などの触媒として機能し得る成分を含む任意の触媒層を用いることができる。

【0038】

ここで、導電性高分子としては、例えば、ポリ（チオフェン－２，５－ジイル）、ポリ（３－ブチルチオフェン－２，５－ジイル）、ポリ（３－ヘキシルチオフェン－２，５－ジイル）、ポリ（２，３－ジヒドロチエノ－［３，４－ｂ］－１，４－ジオキシン）（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン；ポリアセチレン及びその誘導体；ポリアニリン及びその誘導体；ポリピロール及びその誘導体；ポリ（ｐ－キシレンテトラヒドロチオフェニウムクロライド）、ポリ［（２－メトキシ－５－（２’－エチルヘキシロキシ））－１，４－フェニレンビニレン］、ポリ［（２－メトキシ－５－（３’，７’－ジメチルオクチロキシ）－１，４－フェニレンビニレン）］、ポリ［２－２’，５’－ビス（２’’－エチルヘキシロキシ）フェニル］－１，４－フェニレンビニレン］等のポリフェニレンビニレン類；などを挙げることができる。

【0039】

また、炭素ナノ構造体としては、例えば、天然黒鉛、活性炭、人造黒鉛、グラフェン、カーボンナノチューブ、又はカーボンナノバッドなどを挙げることができる。

【0040】

また、貴金属粒子としては、触媒作用のあるものであれば特に限定されず、金属白金、金属パラジウム、又は金属ルテニウムなどの公知の貴金属粒子を適宜選択して用いることができる。

【0041】

電解液１９は、各光電変換セル１０において、光電極１３と、対向電極１６と、隔壁２０とによって囲まれる空間に封止されている。電解液１９は、例えば、色素増感型太陽電池において使用しうる任意の電解液から形成されてよい。

【0042】

隔壁２０は、第１基板１１と第２基板１２との間に配置され、絶縁層として機能する。隔壁２０は、光電変換セル１０を区画しうる。即ち、隔壁２０は、各光電変換セル１０を、隣接する光電変換セル１０から隔離しうる。

【0043】

隔壁２０は、接着性、電解質に対する耐性（耐薬品性）、及び、高温高湿耐久性（耐湿熱性）に優れていることが好ましい。そのような隔壁２０を形成しうる隔壁材料としては、非導電性の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は活性放射線（光、電子線）硬化性樹脂が挙げられる。より具体的には、（メタ）アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、又はポリアミド系樹脂等が挙げられる。なお、本明細書において（メタ）アクリルとは、「アクリル」又は「メタアクリル」を意味する。中でも、取扱い性の観点から、光硬化性アクリル樹脂が好ましい。

【0044】

第１配線構造２１は、光電変換セル１０に隣接して配置されている。第１配線構造２１は、導電性を有し、隣接する光電変換セル１０同士を電気的に接続することが可能である。第１配線構造２１は、隣接する光電変換セル１０に対し、一方の光電変換セル１０の光電極１３と、他方の光電変換セル１０の対向電極１６とを電気的に接続することが可能である。図１を参照すると、左側の光電変換セル１０と右側の光電変換セル１０との間に配置されている第１配線構造２１は、左側の光電変換セル１０の透明導電膜１７と、右側の光電変換セル１０の透明導電膜１４に接続されている。これにより、左側の光電変換セル１０と右側の光電変換セル１０との間に配置されている第１配線構造２１は、左側の光電変換セル１０の対向電極１６と、右側の光電変換セル１０の光電極１３とを電気的に接続している。

【0045】

また、第１配線構造２１は、光電変換セル１０の光電極１３を、後述する第２配線構造２２に含まれる配線２４１に接続することも可能である。図１には、左側の光電変換セル１０の光電変換セル１０の光電極１３が、第１配線構造２１及び導電性樹脂組成物２３３を介して、配線２４１に電気的に接続されている様子が示されている。

【0046】

第１配線構造２１は、例えば、樹脂と導電性粒子とを含有する組成物から形成されてよい。

【0047】

この場合、樹脂としては、例えば、活性放射線若しくは紫外線の照射により硬化させた樹脂、又は、加熱により硬化させた樹脂が挙げられる。樹脂の具体例としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂；ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環状エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂；シリコーン樹脂；などが挙げられる。当該樹脂には、ラジカル開始剤、カチオン硬化剤、アニオン硬化剤などの任意の硬化剤を用いることができ、重合形式も、付加重合、開環重合など、特に限定されない。

【0048】

また、導電性粒子としては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、又はＰｂなどの金属及び、これを含む合金からなる粒子、金属酸化物粒子、樹脂粒子等の有機化合物粒子又は無機化合物粒子の表面を、金属又は金属酸化物等の導電性物質、例えばＡｕ／Ｎｉ合金で被覆した粒子、導電性炭素粒子などを用いることができる。

【0049】

第２配線構造２２は、第２基板１２上に配置されている。第２配線構造２２は、少なくとも一部が、光電変換セル１０の対向電極１６と、第２基板１２との間に配置されている。

【0050】

第２配線構造２２は、絶縁層２３と、配線層２４と、を備える。配線層２４は、第２基板１２上に配置されている。絶縁層２３は、配線層２４上に配置されている。換言すれば、配線層２４は、絶縁層２３よりも対向電極１６から遠い側に配置されている。

【0051】

絶縁層２３は、第１貫通孔２３１と、第２貫通孔２３２と、を有する。第１貫通孔２３１は、対向電極１６の直下に位置する貫通孔である。第２貫通孔２３２は、光電極１３に電気的に接続する第１配線構造２１の直下に位置する貫通孔である。

【0052】

第１貫通孔２３１には、導電性樹脂組成物２３３が配置されている。対向電極１６は、第１貫通孔２３１に配置されている導電性樹脂組成物２３３を介して、配線層２４内の配線２４１と電気的に接続することができる。

【0053】

第２貫通孔２３２には、導電性樹脂組成物２３３が配置されている。光電極１３は、第１配線構造２１と、第２貫通孔２３２に配置されている導電性樹脂組成物２３３とを介して、配線層２４内の配線２４１と電気的に接続することができる。

【0054】

第１貫通孔２３１及び第２貫通孔２３２は、複数の光電変換セル１０をどのように電気的に接続するかに応じて、絶縁層２３の適切な位置に設けられていてよい。

【0055】

絶縁層２３は、例えば、合成樹脂フィルム等のフィルム状、シート状、薄板状の成形体であり、無機材料であっても合成樹脂であっても、それらの複合材料であってもよい。複合材料としては、例えばガラス繊維強化プラスチックであってもよい。フィルムを形成する合成樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アイオノマー樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体等、ポリイミド樹脂、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）等のポリエステル樹脂、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、又はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）であってもよい。

【0056】

配線層２４は、導電性を有する配線２４１が形成されている層である。配線層２４の配線２４１以外の部分は、絶縁性の材料で形成されている。

【0057】

配線２４１は、配線層２４内において、任意の形状に形成することができる。これにより、配線２４１は、高い自由度で、複数の光電変換セル１０のうちの任意の光電変換セル１０同士を電気的に接続することができる。配線２４１は、隣接する光電変換セル１０同士だけでなく、離れた位置にある光電変換セル１０同士を接続することもできる。配線２４１は、任意の光電変換セル１０同士を直列に接続することもできるし、並列に接続することもできる。

【0058】

配線２４１は、光電極１３側ではなく対向電極１６側に配置されている。そのため、配線２４１は、光電極１３に入射される光を遮らない。従って、配線２４１の存在は、光電変換セル１０の発電能力にほとんど影響を与えない。

【0059】

第２基板１２は、開口部１２１を有する。配線層２４内の配線２４１のうち開口部１２１から露出している部分は、外部機器と接続可能な導電端子２４２として機能する。

【0060】

第２基板１２は、正極として機能する導電端子２４２と、負極として機能する導電端子２４２とを露出させるため、少なくとも２つの開口部１２１を有する。外部の電気機器などは、正極として機能する導電端子２４２と、負極として機能する導電端子２４２とに電気的に接続することにより、光電変換装置１が発電した電力を利用することができる。

【0061】

第２配線構造２２は、第２基板１２に、必要な層を積層して構成してもよい。また、第２配線構造２２は、フレキシブル基板として構成してよく、その場合、フレキシブル基板を第２基板１２上に張り合わせて構成してもよい。そのため、例えば、光電変換セル１０がプラスチックＤＳＣ（Dye-sensitized Solar Cell）のような製造過程において高い熱をかけられないような熱的制限がある太陽電池の場合であっても、貼り合わせの前に高い熱をかけて第２配線構造２２を製造することが可能である。

【0062】

（２直列６並列の接続）
続いて、図２～図４を参照して、１２個の光電変換セル１０が２直列６並列に接続されている場合の一例について説明する。ここで、「２直列６並列」とは、２個の光電変換セル１０が直列に接続されている構成が６個並列に接続されていることを意味する。本明細書の以後の説明において、「Ｘ直列Ｙ並列」のような表現を用いるが、これも同様の意味であり、Ｘ個の光電変換セル１０が直列に接続されている構成がＹ個並列に接続されていることを意味する。

【0063】

図２は、１２個の光電変換セル１０が２直列６並列に接続されている場合の接続を示す平面図である。ただし、光電変換装置１が備える光電変換セル１０の個数、及び光電変換セル１０の接続はこれに限定されるものではない。光電変換装置１は、任意の複数の個数の光電変換セル１０を備えていてよい。光電変換装置１が備える複数の光電変換セル１０は、任意の直列数、及び任意の並列数で接続されていてよい。

【0064】

なお、図２は、第１配線構造２１と、第２配線構造２２の配線２４１とによって、光電変換セル１０を電気的に接続する様子を模式的に示したものであり、物理的な形状を示したものではない。

【0065】

図２の光電変換セル１０内に示す矢印は光電変換セル１０の電流の向きを示している。光電変換セル１０においては、対向電極１６から光電極１３に向かって電流が流れる。

【0066】

図３は、１２個の光電変換セル１０が２直列６並列に接続されている場合の第１配線構造２１及び配線２４１による光電変換セル１０の接続を示す平面図である。図３においては、光電変換装置１の構成要素の図示は適宜省略されている。図４は、図３に示す光電変換装置１のＡ１－Ａ１線における断面図である。

【0067】

図２に示す接続の例においては、隣接する光電変換セル１０である光電変換セル１０－１と光電変換セル１０－２とにおいて、光電変換セル１０－１の対向電極１６と光電変換セル１０－２の光電極１３とが第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。同様に、光電変換セル１０－３と１０－４、光電変換セル１０－５と１０－６、光電変換セル１０－７と１０－８、光電変換セル１０－９と１０－１０、及び光電変換セル１０－１１と１０－１２が第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。これらの第１配線構造２１による接続により、光電変換セル１０が２個直列に接続された構成が６個形成されている。

【0068】

また、これらの２個直列に接続された光電変換セル１０を６個並列に接続させるために、配線２４１によって、光電変換セル１０－１、１０－３、１０－５、１０－７、１０－９及び１０－１１の光電極１３が相互に電気的に接続され、この配線２４１上に正極として機能する導電端子２４２が形成されている。また、配線２４１によって、光電変換セル１０－２、１０－４、１０－６、１０－８、１０－１０及び１０－１２の対向電極１６が相互に電気的に接続され、この配線２４１上に負極として機能する導電端子２４２が形成されている。

【0069】

図２において、破線による接続は、第１配線構造２１による接続を示している。また、実線による接続は、第２配線構造２２内の配線２４１による接続を示している。光電変換セル１０間の接続を示している他の図面においても、破線による接続、及び、実線による接続は、図２の場合と同様の意味を有する。

【0070】

図３及び図４は、図２に示した接続を、第１配線構造２１及び配線２４１によって実現した一例を示す図である。

【0071】

図３においては、各光電変換セル１０の左側に光電極１３が位置し右側に対向電極１６が位置するものとする。そうすると、図３においては、光電変換セル１０－１、１０－５、１０－７及び１０－１１の光電極１３が、配線２４１によって相互に接続されている（光電変換セル１０－３及び１０－９については図示が省略されている）。また、光電変換セル１０－２、１０－６、１０－８及び１０－１２の対向電極１６が、配線２４１によって相互に接続されている（光電変換セル１０－４及び１０－１０については図示が省略されている）。

【0072】

図４を参照すると、隣接する光電変換セル１０である光電変換セル１０－１及び１０－２においては、光電変換セル１０－１の対向電極１６と、光電変換セル１０－２の光電極１３とが第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。同様に、光電変換セル１０－５の対向電極１６と、光電変換セル１０－６の光電極１３とが第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。

【0073】

また、図４を参照すると、光電変換セル１０－１の光電極１３は、第１配線構造２１と、第２貫通孔２３２に配置された導電性樹脂組成物２３３とを介して、配線２４１に電気的に接続されている。光電変換セル１０－５の光電極１３は、第１配線構造２１と、第２貫通孔２３２に配置された導電性樹脂組成物２３３とを介して、配線２４１に電気的に接続されている。光電変換セル１０－１の光電極１３が接続されている配線２４１と、光電変換セル１０－５の光電極１３が接続されている配線２４１とは、図３に示すように、Ｙ軸の負方向側においてＸ軸方向に沿って延びている配線２４１によって電気的に接続されている。

【0074】

また、図４を参照すると、光電変換セル１０－２の対向電極１６は、第１貫通孔２３１に配置された導電性樹脂組成物２３３を介して、配線２４１に電気的に接続されている。光電変換セル１０－６の対向電極１６は、第１貫通孔２３１に配置された導電性樹脂組成物２３３を介して、配線２４１に電気的に接続されている。光電変換セル１０－２の対向電極１６が接続されている配線２４１と、光電変換セル１０－６の対向電極１６が接続されている配線２４１とは、図３に示すように、Ｙ軸の正方向側においてＸ軸方向に沿って延びている配線２４１によって電気的に接続されている。

【0075】

なお、図２及び図３においては、第２配線構造２２の配線２４１が、光電変換セル１０とＺ軸方向において重ならない場合を示しているが、配線２４１は、光電変換セル１０とＺ軸方向において重なるところに配置されていてもよい。この際、配線２４１は、光電変換セル１０が備える第１配線構造２１とＺ軸方向において重なるところに配置されていてもよい。配線２４１を、光電変換セル１０とＺ軸方向において重なるところに配置することによって、光電変換装置１を小型化することが可能となる。また、配線２４１を、光電変換セル１０とＺ軸方向において重なるところにも配置することによって、配線２４１を配置する位置の自由度が高まる。

【0076】

１つの光電変換セル１０が出力する開放電圧は、例えば０．７［Ｖ］程度である。そうすると、図２～図４に示したような２直列６並列の構成の場合、光電変換装置１は、０．７［Ｖ］の２倍の１．４［Ｖ］程度の電圧を出力することができる。このような光電変換装置１は、例えば、微小電圧を供給するための電源として使用することができる。

【0077】

（２直列６並列以外の接続）
光電変換装置１を、例えば二次電池を充電するための電源として使用する場合、光電変換装置１は、１．４［Ｖ］よりも高い電圧を出力できることが望ましい。

【0078】

図５に各種の二次電池の公称電圧をまとめた表を示す。図５を参照すると、鉛蓄電池の公称電圧は、２［Ｖ］である。リチウムイオン二次電池の公称電圧は、３．６～３．７［Ｖ］である。リチウムイオンポリマー二次電池の公称電圧は、３．６～３．７［Ｖ］である。ニッケル・水素蓄電池の公称電圧は、１．２［Ｖ］である。ニッケル・カドミウム蓄電池の公称電圧は、１．２［Ｖ］である。

【0079】

図５に示すような二次電池を充電する場合、光電変換装置１は、１．４［Ｖ］よりも高い電圧を出力できることが必要となる。以下、図６～図８を参照して、１．４［Ｖ］よりも高い電圧を出力可能な光電変換装置１の例を示す。

【0080】

＜３直列４並列の接続＞
図６は、１２個の光電変換セル１０が３直列４並列に接続されている場合の接続を示す平面図である。

【0081】

図６に示す接続の例においては、隣接する光電変換セル１０である光電変換セル１０－１～１０－３が、第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。同様に、光電変換セル１０－４～１０－６、光電変換セル１０－７～１０－９、及び光電変換セル１０－１０～１０－１２が第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。これらの第１配線構造２１による接続により、光電変換セル１０が３個直列に接続された構成が４個形成されている。

【0082】

また、これらの３個直列に接続された光電変換セル１０を４個並列に接続させるために、配線２４１によって、光電変換セル１０－１、１０－４、１０－７、及び１０－１０の光電極１３が相互に電気的に接続され、この配線２４１上に正極として機能する導電端子２４２が形成されている。また、配線２４１によって、光電変換セル１０－３、１０－６、１０－９、及び１０－１２の対向電極１６が相互に電気的に接続され、この配線２４１上に負極として機能する導電端子２４２が形成されている。

【0083】

図６に示したような３直列４並列の構成の場合、光電変換装置１は、０．７［Ｖ］の３倍の２．１［Ｖ］程度の電圧を出力することができる。このような光電変換装置１は、例えば、図５に示したニッケル・水素蓄電池又はニッケル・カドミウム蓄電池を充電するための電源として使用することができる。

【0084】

＜１２直列１並列の接続＞
図７は、１２個の光電変換セル１０が１２直列１並列に接続されている場合の接続を示す平面図である。

【0085】

図７に示す接続の例においては、隣接する光電変換セル１０である光電変換セル１０－１～１０－６が、第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。同様に、光電変換セル１０－７～１０－１２が第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。これらの第１配線構造２１による接続により、光電変換セル１０が６個直列に接続された構成が２個形成されている。

【0086】

また、これらの６個直列に接続された光電変換セル１０を、１２個直列に接続された光電変換セル１０とするために、配線２４１によって、光電変換セル１０－６の対向電極１６と、光電変換セル１０－７の光電極１３とが電気的に接続されている。また、光電変換セル１０－１の光電極１３が接続されている配線２４１には、正極として機能する導電端子２４２が形成されている。また、光電変換セル１０－１２の対向電極１６が接続されている配線２４１には、負極として機能する導電端子２４２が形成されている。

【0087】

図７に示したような１２直列１並列の構成の場合、光電変換装置１は、０．７［Ｖ］の１２倍の８．４［Ｖ］程度の電圧を出力することができる。このような光電変換装置１は、例えば、図５に示した鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、又はリチウムイオンポリマー二次電池を充電するための電源として使用することができる。

【0088】

＜１２直列１並列の接続の他の例＞
図８は、１２個の光電変換セル１０が１２直列１並列に接続されている場合の接続の他の例を示す平面図である。図８に示す構成は、光電変換セル１０－７～１０－１２において、電流の流れる向きが、図７に示した光電変換セル１０－７～１０－１２とは逆になっている点で、図７に示した構成と異なる。これは、光電変換セル１０－７～１０－１２において、光電極１３と対向電極１６との接続が、図７に示した光電変換セル１０－７～１０－１２における光電極１３と対向電極１６との接続と逆になるようにすることにより実現できる。例えば、図７に示す構成においては、光電変換セル１０－７の対向電極１６と、光電変換セル１０－８の光電極１３とが第１配線構造２１を介して電気的に接続されているが、図８に示す構成では、光電変換セル１０－７の光電極１３と、光電変換セル１０－８の対向電極１６とが第１配線構造２１を介して電気的に接続されている。

【0089】

図８に示すような接続とすることにより、配線２４１の長さを、図７に示したような接続とした場合よりも短くすることができる。例えば、図８に示した構成において光電変換セル１０－６と光電変換セル１０－１２とを接続する配線２４１の長さは、図７に示した構成において光電変換セル１０－６と光電変換セル１０－７とを接続する配線２４１の長さよりも短い。

【0090】

このように、本実施形態に係る光電変換装置１によれば、第２配線構造２２内の配線２４１によって、複数の光電変換セル１０を様々な構成で容易に電気的に接続することができる。

【0091】

［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係る光電変換装置２の概略構成を示す平面図である。第２実施形態に係る光電変換装置２については、第１実施形態に係る光電変換装置１との相違点について主に説明する。

【0092】

第２実施形態に係る光電変換装置２は、４個の光電変換セル１０が２直列２並列に接続されている場合を例にして説明する。ただし、光電変換装置２が備える光電変換セル１０の個数、及び光電変換セル１０の接続はこれに限定されるものではない。光電変換装置２は、任意の複数の個数の光電変換セル１０を備えていてよい。光電変換装置２が備える複数の光電変換セル１０は、任意の直列数、及び任意の並列数で接続されていてよい。

【0093】

なお、図９は、第１配線構造２１と、第２配線構造２２の配線２４１とによって、光電変換装置２が備える光電変換セル１０－１～１０－４が電気的に接続されている様子を模式的に示したものであり、物理的な形状を示したものではない。

【0094】

光電変換装置２は、第２配線構造２２の配線層２４に配置された回路素子３０を備える。図９は、回路素子３０が逆流防止用のダイオードである場合を示している。図９に示す例では、ダイオードである回路素子３０のアノードが、配線層２４内の配線２４１によって、光電変換セル１０－１の光電極１３と、光電変換セル１０－３の光電極１３とに接続されている。また、ダイオードである回路素子３０のカソードが、配線層２４内の配線２４１によって、正極として機能している導電端子２４２に接続されている。

【0095】

このように、回路素子３０が第２配線構造２２の配線層２４に配置されていることによって、光電変換装置２は、複数の光電変換セル１０と回路素子３０とを一体的に構成することができる。従って、光電変換装置２は、ダイオードのような機能素子を回路素子３０として備えることと、小型化とを両立することができる。

【0096】

また、図９に示す例においては、光電変換セル１０－３及び１０－４の直下に、配線２４１が配置されている。このように、光電変換セル１０とＺ軸方向に重ねて配線２４１を配置することにより、光電変換装置２を更に小型化することができる。なお、このような、光電変換セル１０と配線２４１とをＺ軸方向に重ねる構成は、図９の他の部分においても可能であるし、例えば図２のような他の図面に示す他の実施形態においても可能である。

【0097】

［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態に係る光電変換装置３の概略構成を示す平面図である。第３実施形態に係る光電変換装置３については、第１実施形態に係る光電変換装置１との相違点について主に説明する。

【0098】

第３実施形態に係る光電変換装置３は、４個の光電変換セル１０が２直列２並列に接続されている場合を例にして説明する。ただし、光電変換装置３が備える光電変換セル１０の個数、及び光電変換セル１０の接続はこれに限定されるものではない。光電変換装置３は、任意の複数の個数の光電変換セル１０を備えていてよい。光電変換装置３が備える複数の光電変換セル１０は、任意の直列数、及び任意の並列数で接続されていてよい。

【0099】

なお、図１０は、第１配線構造２１と、第２配線構造２２の配線２４１とによって、光電変換装置３が備える光電変換セル１０－１～１０－４が電気的に接続されている様子を模式的に示したものであり、物理的な形状を示したものではない。

【0100】

光電変換装置３は、Ｘ軸の負方向側の辺付近に導電端子２４２を備えているだけでなく、Ｘ軸の正方向側の辺付近にも導電端子２４２を備えている。

【0101】

このように、光電変換装置３が、Ｘ軸の負方向側の辺付近とＸ軸の正方向側の辺付近との両方において導電端子２４２を備えていることにより、複数個の光電変換装置３を電気的に接続する場合に、光電変換装置３同士を電気的に接続する配線を短くすることができる。例えば、複数個の光電変換装置３をＸ軸方向に並べて配置した場合、Ｘ軸の負方向側に位置する光電変換装置３のＸ軸の正方向側の辺付近の導電端子２４２と、Ｘ軸の正方向側に位置する光電変換装置３のＸ軸の負方向側の辺付近の導電端子２４２とを接続する配線は、短くすることができる。

【0102】

［第４実施形態］
図１１は、本発明の第４実施形態に係る光電変換装置４の概略構成を示す平面図である。第４実施形態に係る光電変換装置４については、第３実施形態に係る光電変換装置３との相違点について主に説明する。

【0103】

第４実施形態に係る光電変換装置４は、４個の光電変換セル１０が２直列２並列に接続されている場合を例にして説明する。ただし、光電変換装置４が備える光電変換セル１０の個数、及び光電変換セル１０の接続はこれに限定されるものではない。光電変換装置４は、任意の複数の個数の光電変換セル１０を備えていてよい。光電変換装置４が備える複数の光電変換セル１０は、任意の直列数、及び任意の並列数で接続されていてよい。

【0104】

なお、図１１は、第１配線構造２１と、第２配線構造２２の配線２４１とによって、光電変換装置４が備える光電変換セル１０－１～１０－４が電気的に接続されている様子を模式的に示したものであり、物理的な形状を示したものではない。

【0105】

光電変換装置４は、図１０に示した光電変換装置３が、オス型のコネクタ４１と、メス型のコネクタ４２と、を更に備えたものである。図１２に、オス型のコネクタ４１の構成の一例を示す。メス型のコネクタ４２については図示を省略するが、メス型のコネクタ４２は、オス型のコネクタ４１と機械的且つ電気的に接続可能な任意の構成であってよい。

【0106】

オス型のコネクタ４１は、正極として機能する接続端子４１１と、負極として機能する接続端子４１１と、を備える。正極として機能する接続端子４１１は、Ｘ軸の負方向側に配置されている正極として機能する導電端子２４２と、電気的に接続している。負極として機能する接続端子４１１は、Ｘ軸の負方向側に配置されている負極として機能する導電端子２４２と、電気的に接続している。

【0107】

メス型のコネクタ４２は、正極として機能する接続端子４２１と、負極として機能する接続端子４２１と、を備える。正極として機能する接続端子４２１は、Ｘ軸の正方向側に配置されている正極として機能する導電端子２４２と、電気的に接続している。負極として機能する接続端子４２１は、Ｘ軸の正方向側に配置されている負極として機能する導電端子２４２と、電気的に接続している。

【0108】

このように、光電変換装置４が、オス型のコネクタ４１とメス型のコネクタ４２とを備えていることにより、複数個の光電変換装置４を電気的に接続する場合に、外部配線を用いずに、光電変換装置４同士を接続することができる。例えば、複数個の光電変換装置４をＸ軸方向に並べて配置した場合、Ｘ軸の正方向側に位置する光電変換装置４のオス型のコネクタ４１を、Ｘ軸の負方向側に位置する光電変換装置４のメス型のコネクタ４２に挿入することにより、外部配線を用いることなく、光電変換装置４同士を機械的且つ電気的に接続することができる。

【0109】

なお、図１１に示したオス型のコネクタ４１、及びメス型のコネクタ４２の配置は一例である。例えば、図１１に示すオス型のコネクタ４１の位置にメス型のコネクタ４２が配置されており、メス型のコネクタ４２の位置にオス型のコネクタ４１が配置されていてもよい。

【0110】

［第５実施形態］
図１３～図１５を参照して、本発明の第５実施形態に係る光電変換装置５について説明する。図１３は、本発明の第５実施形態に係る光電変換装置５の概略構成を示す平面図である。図１４は、本発明の第５実施形態に係る光電変換装置５の配線の概略構造を示す平面図である。図１５は、図１４に示す光電変換装置５のＡ２－Ａ２線における断面図である。

【0111】

第５実施形態に係る光電変換装置５は、２４個の光電変換セル１０が１２直列２並列に接続されている場合を例にして説明する。ただし、光電変換装置５が備える光電変換セル１０の個数、及び光電変換セル１０の接続はこれに限定されるものではない。光電変換装置５は、任意の複数の個数の光電変換セル１０を備えていてよい。光電変換装置５が備える複数の光電変換セル１０は、任意の直列数、及び任意の並列数で接続されていてよい。

【0112】

なお、図１３は、第１配線構造２１と、第２配線構造２２の配線２４１とによって、光電変換装置５が備える光電変換セル１０－１～１０－２４が電気的に接続されている様子を模式的に示したものであり、物理的な形状を示したものではない。

【0113】

図１５に示すように、光電変換装置５の第２配線構造２２は、絶縁層２３－１と配線層２４－１とを重ねた構造と、絶縁層２３－２と配線層２４－２とを重ねた構造と、を備える。換言すれば、光電変換装置５は、絶縁層２３と配線層２４とを重ねた構造を２つ備える。

【0114】

配線層２４－２は、第２基板１２上に配置されている。絶縁層２３－２は、配線層２４－２上に配置されている。配線層２４－１は、絶縁層２３－２上に配置されている。絶縁層２３－１は、配線層２４－１上に配置されている。

【0115】

配線層２４－１には、導電性を有する配線２４１－１が形成されている。配線層２４－２には、導電性を有する配線２４１－２が形成されている。

【0116】

配線層２４－１内の配線２４１－１は、絶縁層２３－１の貫通孔に配置されている導電性樹脂組成物２３３を介して、第１配線構造２１と電気的に接続することができる。配線層２４－２内の配線２４１－２は、絶縁層２３－２の貫通孔に配置されている。導電性樹脂組成物２３３を介して、配線層２４－１内の配線２４１－１と電気的に接続することができる。

【0117】

図１３及び図１４に示すように、光電変換セル１０－１の光電極１３と、光電変換セル１０－１３の光電極１３とは、配線層２４－２内の配線２４１－２を介して電気的に接続されている。また、光電変換セル１０－７の光電極１３と、光電変換セル１０－１９の光電極１３とは、配線層２４－１内の配線２４１－１を介して電気的に接続されている。

【0118】

光電変換セル１０を図１３に示すような複雑な接続構成で接続する必要がある場合、例えば図１３に示す交差箇所Ｋのように、光電変換セル１０を接続する配線同士が交差する必要が生じる場合がある。本実施形態に係る光電変換装置５は、第２配線構造２２が２つの配線層２４－１及び２４－２を備えるため、図１３に示すような交差箇所Ｋがあっても、配線層２４－１内の配線２４１－１と、配線層２４－２内の配線２４１－２とを立体的に交差させることができる。従って、本実施形態に係る光電変換装置５は、複数の光電変換セル１０を複雑な接続構成で接続する必要がある場合であっても、複数の光電変換セル１０を、高い自由度で電気的に接続することができる。

【0119】

なお、本実施形態においては、光電変換装置５が、絶縁層２３と配線層２４とを重ねた構造を２つ備える場合を例に挙げて説明したが、光電変換装置５は、絶縁層２３と配線層２４とを重ねた構造を３つ以上備えていてもよい。即ち、光電変換装置５は、絶縁層２３と配線層２４とを重ねた構造を複数個備えていてよい。

【0120】

［第６実施形態］
図１６～図１８を参照して、本発明の第６実施形態に係る光電変換装置６について説明する。図１６は、本発明の第６実施形態に係る光電変換装置６の配線の概略構造を示す平面図である。図１７は、図１６に示す光電変換装置６のＡ３－Ａ３線における断面図である。図１８は、図１６に示す光電変換装置６のＡ４－Ａ４線における断面図である。

【0121】

第６実施形態に係る光電変換装置６は、１２個の光電変換セル１０が１２直列１並列に接続されている場合を例にして説明する。ただし、光電変換装置６が備える光電変換セル１０の個数、及び光電変換セル１０の接続はこれに限定されるものではない。光電変換装置６は、任意の複数の個数の光電変換セル１０を備えていてよい。光電変換装置６が備える複数の光電変換セル１０は、任意の直列数、及び任意の並列数で接続されていてよい。

【0122】

図１７及び図１８に示すように、第６実施形態に係る光電変換装置６は、第２基板１２のＺ軸の負方向側の面に、蓄電池５０が配置されている。蓄電池５０は、図１８に示すように、配線ケーブル５１と、コネクタ５２とを介して、後述する導電端子５２１に接続している。蓄電池５０は、光電変換装置６が備える光電変換セル１０が発電した電力の供給を受けて充電することができる。

【0123】

蓄電池５０は、特に限定しないが、例えば図に示した二次電池のいずれかであってもよい。

【0124】

コネクタ５２は、例えば、図１６に示すような位置に配置されていてよい。コネクタ５２は、正極として機能する導電端子５２１と、負極として機能する導電端子５２１とに電気的に接続されている。導電端子５２１は、配線層２４内の配線２４１のうち、コネクタ５２に電気的に接続している部分である。

【0125】

コネクタ５２は、例えば、２ピンタイプのコネクタであってよい。この場合、コネクタ５２の２つのピンのうちの一方のピンは、正極として機能する導電端子５２１に電気的に接続している。また、コネクタ５２の２つのピンのうちの他方のピンは、負極として機能する導電端子５２１に電気的に接続している。

【0126】

図１９に、光電変換装置６の回路構成の一例を示す。図１９に示す回路は、配線層２４に、充放電制御回路６１と、スイッチ６２－１と、スイッチ６２－２と、制御回路６３とが配置されている場合の例である。スイッチ６２－１及びスイッチ６２－２は、特に区別する必要がない場合、以後、単にスイッチ６２と記載する。

【0127】

図１９に示す発電部６０は、光電変換装置６が備える複数の光電変換セル１０全体を示すものとする。発電部６０の正極及び負極は、充放電制御回路６１に接続されている。

【0128】

充放電制御回路６１は、制御回路６３からの指令を受けて、発電部６０から供給される電圧及び電流が適切な電流及び電流になるように、電圧レベル及び電流レベルを制御する。

【0129】

スイッチ６２は、制御回路６３からの指令を受けて接続先を切り替え可能なスイッチである。スイッチ６２－１は、発電部６０の負極に、充放電制御回路６１を介して接続されている。スイッチ６２－１は、制御回路６３からの指令を受けて、充放電制御回路６１の接続先を、負極として機能する導電端子２４２と、負極として機能する導電端子５２１のいずれか一方に切り替える。スイッチ６２－２は、発電部６０の正極に、充放電制御回路６１を介して接続されている。スイッチ６２－２は、制御回路６３からの指令を受けて、充放電制御回路６１の接続先を、正極として機能する導電端子２４２と、正極として機能する導電端子５２１のいずれか一方に切り替える。

【0130】

なお、スイッチ６２－１は、配線層２４に配置されていなくてもよい。この場合、負極として機能する導電端子２４２及び負極として機能する導電端子５２１は、発電部６０の負極に、充放電制御回路６１を介して常時接続されていてよい。

【0131】

制御回路６３は、充放電制御回路６１及びスイッチ６２を制御する。制御回路６３は、発電部６０によって発電された電力を外部機器に供給して外部機器を動作させる場合、充放電制御回路６１が導電端子２４２に接続されるようにスイッチ６２を制御する。制御回路６３は、発電部６０によって発電された電力で蓄電池５０を充電する場合、充放電制御回路６１が導電端子５２１に接続されるようにスイッチ６２を制御する。

【0132】

このように、導電端子２４２とは別の導電端子５２１を有することで、光電変換装置６は、導電端子２４２から外部機器に電力を供給するだけでなく、一体化されている蓄電池５０を充電することも可能となる。また、光電変換装置６は、配線層２４に、充放電制御回路６１、スイッチ６２及び制御回路６３などのような機能回路を配置することで、発電部６０による発電と所定の機能とが一体化された機能デバイスを実現することができる。

【0133】

なお、図１９においては、充放電制御回路６１と、スイッチ６２－１と、スイッチ６２－２と、制御回路６３とが配線層２４に配置されている場合を例に挙げて説明したが、これらの回路は配線層２４に配置されていなくてもよい。例えば、これらの回路のうちの一部又は全てが、配線層２４に配置されていなくてもよい。

【0134】

前述したところは本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。

【0135】

例えば、対向電極１６が備える透明導電膜１７は、必ずしも透明である必要はなく、透明性を有さない導電膜であってもよい。

【0136】

例えば、光電変換セル１０の構成として、色素増感型太陽電池の場合を例に挙げて説明したが、光電変換セル１０は、色素増感型太陽電池以外の種類の光電変換セルであってよい。例えば、光電変換セル１０は、電解液１９を備えない種類の光電変換セルであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0137】

本発明によれば、複数の光電変換セルを様々な構成で電気的に接続することを容易にすることが可能な光電変換装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0138】

１、２、３、４、５、６ 光電変換装置
１０ 光電変換セル
１１ 第１基板
１２ 第２基板
１２１ 開口部
１３ 光電極
１４ 透明導電膜
１５ 多孔質酸化物半導体層
１６ 対向電極
１７ 透明導電膜
１８ 触媒層
１９ 電解液
２０ 隔壁
２１ 第１配線構造
２２ 第２配線構造
２３ 絶縁層
２３１ 第１貫通孔
２３２ 第２貫通孔
２３３ 導電性樹脂組成物
２４ 配線層
２４１ 配線
２４２ 導電端子
３０ 回路素子
４１ オス型のコネクタ
４１１ 接続端子
４２ メス型のコネクタ
４２１ 接続端子
５０ 蓄電池
５１ 配線ケーブル
５２ コネクタ
５２１ 導電端子
６０ 発電部
６１ 充放電制御回路
６２ スイッチ
６３ 制御回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】