JP2009043482A

JP2009043482A - 色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2009043482A
Application number: JP2007205489A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fukui; 篤福井; Ryosuke Yamanaka; 良亮山中; Nobuhiro Fukuya; 信洋福家; Masami Kido; 政美城戸
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】非発電部分が縮小され、単位面積あたりの発生電流が増大した高性能な色素増感太陽電池およびそれを用いた色素増感太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
【解決手段】受光面となる透光性基板の非受光面側に、透明導電層、増感色素を吸着しかつその間隙に電解質を含有した多孔性半導体層および触媒層が順次積層され、線状の集電電極を有する色素増感太陽電池であり、線状の集電電極が、触媒層の非受光面側に設けられ、多孔性半導体層および触媒層を貫通して透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設され、かつ絶縁層により触媒層と電気的に絶縁されてなることを特徴とする色素増感太陽電池により、上記の課題を解決する。
【選択図】図１−１

Description

本発明は、色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュールに関する。

化石燃料に代るエネルギー源として、太陽光を電力に変換できる太陽電池が注目されている。現在、結晶系シリコン基板を用いた太陽電池および薄膜シリコン太陽電池が一部実用化され始めている。しかし、前者はシリコン基板の作製コストが高いという問題があり、後者は多種の半導体製造用ガスや複雑な装置を用いる必要があるために製造コストが高くなるという問題がある。このため、いずれの太陽電池においても光電変換の高効率化による発電出力当たりのコストを低減する努力が続けられているが、上記の問題を解決するには到っていない。

新しいタイプの太陽電池として、金属錯体の光誘起電子移動を応用した湿式太陽電池が提案されている（例えば、特許第２６６４１９４号公報：特許文献１参照）。
この湿式太陽電池は、表面上に電極を形成した２枚のガラス基板の電極間に、光増感色素を吸着させて可視光領域に吸収スペクトルをもたせた光電変換材料と電解質材料とからなる光電変換層を挟持したものである。この湿式太陽電池に光が照射されると、光電変換層に電子が発生し、発生した電子が外部電気回路を通って対向する電極に移動し、移動した電子が電解質中のイオンにより運ばれて光電変換層に戻る。このような一連の電子移動の繰り返しにより電気エネルギーが取り出される。

しかしながら、特許文献１に記載の色素増感太陽電池の基本構造は、２枚のガラス基板の電極間に電解液を注入した形態であり、小面積の太陽電池の試作は可能であっても、１ｍ角のような大面積の太陽電池への適用は困難である。つまり、１つの太陽電池セルの面積を大きくすると、発生電流は面積に比例して増加するが、電極部分に用いる透明導電層の面内方向の抵抗が増大し、ひいては太陽電池としての内部直列電気抵抗が増大する。その結果、光電変換時の電流電圧特性における曲線因子（フィルファクタ、ＦＦ）、さらには短絡電流が低下し、光電変換効率が低くなるという問題が起こる。

そこで、上記の問題を解決するために、透明導電層上に金属などの低抵抗材料を用いて線状や格子状の電極（以下、「グリッド電極」という）を敷設して、透明導電層の高抵抗を補う方法が提案されている（例えば、特開２０００−２８５９７７号公報：特許文献２参照）。
また、上記の問題を解決するために、複数個の色素増感太陽電池を直列接続した色素増感太陽電池モジュールも提案されている。この色素増感太陽電池モジュールは、太陽電池の電極（導電層）と隣り合う太陽電池の電極（対極）とを導電層（導電接続層）や対極の材料自体で電気的に接続している（例えば、特開平１１−５１４７８７号公報：特許文献３および特開２００１−３５７８９７号公報：特許文献４参照）。

特許第２６６４１９４号公報特開２０００−２８５９７７号公報特開平１１−５１４７８７号公報特開２００１−３５７８９７号公報

特許文献２に記載の太陽電池では、受光面となる透明導電層にグリッド電極（集電電極に相当）を設けるために敷設部分が非発電部分となり、太陽電池の発生電流が低くなるという問題がある。
また、特許文献３に記載の色素増感太陽電池モジュールでは、導電接続層と電解質層との電荷のやりとりや導電接続層の腐食などを防止するために、セル間絶縁層を用いて導電接続層と電解質層を隔離する必要がある。
さらに、特許文献４に記載の色素増感太陽電池モジュールでは、１つの太陽電池内での電極間の接触（リーク）を防止し、電解質の移動を防止するために、多孔性絶縁層や中間絶縁層を設けている。しかし、これらの絶縁層や導電接続層が基板や透明導電層と接している部分が非発電部分となり、色素増感太陽電池モジュールの発生電流が低くなるという問題がある。

本発明は、非発電部分が縮小され、単位面積あたりの発生電流が増大した高性能な色素増感太陽電池（以下、「太陽電池」ともいう）およびそれを用いた色素増感太陽電池モジュール（以下、「モジュール」ともいう）を提供することを課題とする。

本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、触媒層の非受光面側に線状の集電電極を設け、その集電電極を多孔性半導体層および触媒層に貫通させ透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設させ、かつその集電電極を絶縁層により触媒層と電気的に絶縁することにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。

かくして本発明によれば、受光面となる透光性基板の非受光面側に、透明導電層、増感色素を吸着しかつその間隙に電解質を含有した多孔性半導体層および触媒層が順次積層され、線状の集電電極を有する色素増感太陽電池であり、線状の集電電極が、触媒層の非受光面側に設けられ、多孔性半導体層および触媒層を貫通して透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設され、かつ絶縁層により触媒層と電気的に絶縁されてなることを特徴とする色素増感太陽電池が提供される。

また、本発明によれば、上記の色素増感太陽電池の少なくとも２つ以上が直列に接続されてなることを特徴とする色素増感太陽電池モジュールが提供される。

本発明の太陽電池における多孔性半導体層および触媒層を貫通して透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設されてなる集電電極の部分は、透光性基板上の透明導電層中のキャリア（電子）を収集する機能を有し、触媒層の非受光面側にある集電電極の部分は、収集されたキャリアを外部に取り出す、または２つ以上の太陽電池を接続してモジュール化する場合に、隣の太陽電池にキャリアを運ぶ機能を有する。
このような集電電極を有する本発明の太陽電池は、非発電部分（非発電面積）が縮小され、単位面積あたりの発生電流が増大する。

また、本発明の太陽電池の少なくとも２つ以上が直列に接続され、集積化されてなるモジュールは、集電電極と触媒層（または触媒層に積層された導電層）とを非受光面側で接続することができる。
すなわち、本発明のモジュールは、特許文献３に記載のモジュールにおける隣の太陽電池との接続を担う触媒層や特許文献４に記載のモジュールにおける導電接続層が受光面側に現れない。つまり、本発明のモジュールは、多孔性半導体層に含有させた電解質の移動を抑えるセル間絶縁層のみが受光面側に現れる。
したがって、本発明のモジュールは、特許文献３や特許文献４に記載の太陽電池モジュールよりも非発電部分を少なくすることができ、単位面積あたりの発生電流を増大させることができる。

本発明の太陽電池は、受光面となる透光性基板の非受光面側に、透明導電層、増感色素を吸着しかつその間隙に電解質を含有した多孔性半導体層および触媒層が順次積層され、線状の集電電極を有する太陽電池であり、線状の集電電極が、触媒層の非受光面側に設けられ、多孔性半導体層および触媒層を貫通して透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設され、かつ絶縁層により触媒層と電気的に絶縁されてなることを特徴とする。
また、本発明のモジュールは、本発明の太陽電池の少なくとも２つ以上が直列に接続されてなることを特徴とする。

本発明の太陽電池の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、この実施形態は一例であり、種々の形態での実施が本発明の範囲内で可能である。
図１−１は、本発明の太陽電池における（ａ）受光面の概略平面図および（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ概略断面図であり、図１−２は、本発明の太陽電池における（ｃ）非受光面の概略平面図および（ｄ）モジュールとした場合の接続部分の概略断面図である。

また、図２−１は、本発明の別の太陽電池における（ａ）受光面の概略平面図および（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ概略断面図であり、図２−２は、本発明の別の太陽電池における（ｃ）非受光面の概略平面図および（ｄ）モジュールとした場合の接続部分の概略断面図である。
なお、上記の図に示される様々な領域の形状は、必ずしも絶対的なまたは相対的な縮尺率で示されている訳ではない。

図１−１、図１−２、図２−１および図２−２において、１は基板、２は透明導電層（第１導電層）、３は多孔性半導体層、４は多孔性絶縁層、５は触媒層、６は導電層（第２導電層）、７は集電電極、８，１１は絶縁層、９は封止部（セル間絶縁層）、１０は封止部（樹脂）である。増感色素（図示せず）は多孔性半導体層に吸着し、電解質（図示せず）は多孔性半導体層および任意の多孔性絶縁層に含有する。

（集電電極）
本発明の太陽電池は、線状の集電電極を有する太陽電池であり、線状の集電電極が、触媒層の非受光面側に設けられ、多孔性半導体層および触媒層を貫通して透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設され、かつ絶縁層により触媒層と電気的に絶縁されてなる。
すなわち、多孔性半導体層および触媒層を貫通して透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設されてなる集電電極の部分は、透光性基板上の透明導電層中のキャリア（電子）を収集する機能を有し、触媒層の非受光面側にある集電電極の部分は、収集されたキャリアを外部に取り出す、または２つ以上の太陽電池を接続してモジュール化する場合に、隣の太陽電池にキャリアを運ぶ機能を有する。
このような集電電極を有する本発明の太陽電池は、非発電部分（非発電面積）が縮小され、単位面積あたりの発生電流が増大する。

透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設されてなる集電電極の接触部分は、前記透明導電層上に規則的に配置されてなる、すなわち透明導電層上に離散的に存在しているのが好ましい。
また、キャリア移動の等向性を考慮して、透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設されてなる集電電極の透明導電層との接触面の形状は、円形であるのが好ましい。
円形の場合、円の直径ｒは、電圧降下の計算式より、
Ｊｓｃ・Ｌ²・η／（ｒ²×１０⁷）＜０．０５
（式中、Ｊｓｃは太陽電池の短絡電流密度、ηは受光面積率（＝（Ｌ²−πｒ²）／Ｌ²）、Ｌは集電電極の配置間隔である）
を満たすことが好ましい。

さらに、触媒層の非受光面側に設けられた線状の集電電極は、色素吸着用溶液または電解質が多孔性半導体層に浸透し易くするために、開口部を有する形状であるのが好ましい。
特に、線状の集電電極の形状は、櫛型であるのが好ましい。

集電電極を構成する材料としては、インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化錫にフッ素をドープしたもの（Ｆ-doped ＳｎＯ₂、ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、タンタルなどが挙げられる。
集電電極は、スパッタ法、スプレー法などの公知の方法により、透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設されるように、触媒層または第２導電層上に形成することができる。

集電電極を構成する材料の中でも、後述する電解質に対して耐腐食性を有する材料は、非受光面側の集電電極を保護する層を設ける必要がないので好ましい。このような材料としては、ＦＴＯ、ニッケル、チタン、タンタルなどが挙げられ、チタン、タンタルおよびニッケルから選択された金属材料が特に好ましい。
また、集電電極を構成する材料が電解質に対して耐腐食性を有さない材料、例えば、銀、銅、アルミニウムなどの場合には、集電電極を保護するために、集電電極と多孔性半導体層との間に後述する絶縁層を設けるのが好ましい。

（絶縁層）
絶縁層は、集電電極を触媒層、さらには触媒層上に任意に設けられる導電層（触媒層と導電層を合わせて対極と呼ぶ）と電気的に絶縁するものである。

絶縁層を構成する材料としては、例えば、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの無機材料が挙げられ、これらの材料の１種または２種以上を選択的に用いることができる。
上記の無機材料の中でも、増感色素が吸着し難い酸化ケイ素を含む無機材料が特に好ましく、市販のガラスフリットを用いることができる。
ガラスフリットを用いた絶縁層は、例えば、ガラスフリットを塗布し、レベリング後、乾燥・焼成することにより得ることができる。

（絶縁層の形成方法）
絶縁層を形成する方法としては、特に限定されず、公知の方法が挙げられる。例えば、無機材料を含有する懸濁液を塗布し、乾燥および／または焼成する方法が挙げられる。
上記の方法は、まず、無機材料微粒子を適当な溶剤に懸濁して懸濁液を得る。このような溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのグライム系溶剤、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、イソプロピルアルコール／トルエンなどのアルコール系混合溶剤、水などが挙げられる。また、このような懸濁液の代わりに無機材料ペーストを用いてもよい。

次いで、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法、スクリーン印刷法など公知の方法により、得られた懸濁液を塗布し、乾燥および／または焼成して絶縁層を得る。
乾燥および焼成に必要な温度、時間、雰囲気などは、使用される基板および無機材料微粒子の種類に応じて適宜設定すればよく、例えば、大気雰囲気下または不活性ガス雰囲気下、５０〜８００℃程度の範囲で１０秒〜１２時間程度が挙げられる。この乾燥および焼成は、単一の温度で１回または温度を変化させて２回以上行ってもよい。

集電電極が電解質に対して耐腐食性を有さない材料により形成された場合に、線状の集電電極の多孔性半導体層および触媒層を貫通して延設された部分は、絶縁層で被覆されるのが好ましい。
さらに、絶縁層は、集電電極が電解質に対して耐腐食性を有さない材料により形成された場合に、集電電極の多孔性半導体層および触媒層を貫通して延設された部分の腐食を抑制する働きをもつ。

前記触媒層と集電電極を電気的に絶縁する絶縁層および前記集電電極の多孔性半導体層および触媒層を貫通して延設された部分と触媒層を絶縁する絶縁層は、プロセス数の観点より、同一材料からなり、同時に形成されてなるのが好ましい。

図１−１および図１−２の太陽電池は、集電電極が電解質に対して耐腐食性を有さない材料により形成された例であり、集電電極は、絶縁層８に覆われており、電解質からの腐食が抑制されている。
また、図２−１および図２−２の太陽電池は、集電電極が電解質に対して耐腐食性を有する材料により形成された例である。

本発明の太陽電池における他の各構成要素について説明する。

（透光性基板）
透光性基板を構成する材料は、少なくとも後述する色素に実効的な感度を有する波長の光を実質的に透過させ、かつ太陽電池を支持し得るものであれば特に限定されず、例えば、ソーダ石灰フロートガラス、石英ガラスなどのガラス、テトラアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、フェノキシ樹脂などの透明ポリマーシートが挙げられる。最も一般的にはガラスが使用されるが、透明ポリマーシートは可撓性（フレキシビリティ）を有する点、コスト面において有利である。
透光性基板の厚さは、特に限定されないが、通常、０．５〜８ｍｍ程度である。
透光性基板上には、後述する透明導電層が形成される。

（透明導電層、第１導電層）
透明導電層を構成する材料は、少なくとも後述する増感色素に実効的な感度を有する波長の光を実質的に透過させ得る材料であればよく、必ずしもすべての波長領域の光に対して透過性を有する必要はない。このような材料としては、例えば、インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化錫にフッ素をドープしたもの（Ｆ-doped ＳｎＯ₂、ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが挙げられる。
透明導電層は、スパッタ法、スプレー法などの公知の方法により、前記透光性基板上に形成することができる。透明導電層の膜厚は、０．０２〜５μｍ程度であり、その膜抵抗は低いほどよく、４０Ω／ｓｑ以下が好ましい。
透光性基板としてのソーダ石灰フロートガラス上に、透明導電層としてのＦＴＯを積層した透光性導電基板が特に好ましく、本発明では、このような透光性導電基板の市販品を用いてもよい。

（多孔性半導体層）
多孔性半導体層を構成する材料は、一般に光電変換材料に使用されるものであれば特に限定されない。このような材料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化タングステン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、硫化鉛、硫化亜鉛、リン化インジウム、銅−インジウム硫化物（ＣｕＩｎＳ₂）、ＣｕＡｌＯ₂、ＳｒＣｕ₂Ｏ₂などの半導体化合物およびこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、安定性および安全性の点から、酸化チタンが特に好ましい。

この酸化チタンは、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸、オルソチタン酸などの各種の狭義の酸化チタンおよび水酸化チタン、含水酸化チタンなどを包含し、これらは単独または混合物として用いることができる。アナターゼ型とルチル型の２種類の結晶系は、その製法や熱履歴によりいずれの形態にもなり得るが、アナターゼ型が一般的である。本発明においては、色素増感に関して、アナターゼ型の含有率の高いもの、例えば８０％以上のものが特に好ましい。

多孔性半導体の形態としては、単結晶、多結晶のいずれでもよいが、安定性、結晶成長の困難さ、製造コストなどの点で、多結晶が好ましく、微粉末（ナノからマイクロスケール）の多結晶微粒子の形態が特に好ましい。
また、同一または異なる半導体化合物からなる２種類以上の粒子サイズの異なる粒子を混合して用いてもよい。粒子サイズの大きな粒子は、入射光を散乱させ光捕捉率の向上に寄与し、粒子サイズの小さな粒子は、吸着点をより多くして色素の吸着量の向上に寄与するものと考えられる。異なる粒子サイズの平均粒径の比率は１０倍以上が好ましく、粒子サイズの大きな粒子と小さな粒子の平均粒径は、それぞれ１００〜５００ｎｍ程度、５ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。異なる半導体化合物からなる混合粒子の場合、吸着作用の強い半導体化合物を粒子サイズの小さな粒子とするのが効果的である。

最も好ましい酸化チタンの半導体微粒子は、各種文献などに記載されている公知の方法により製造することができる。例えば、日本金属学会編、「新合成法：ゲル−ゾル法による単分散粒子の合成とサイズ形態制御」に記載された方法、デグサ（Degussa）社が開発した塩化物を高温加水分解により得る方法などが挙げられる。

（多孔性半導体層の形成方法）
透明導電層上に多孔性半導体層を形成する方法としては、特に限定されず、公知の方法が挙げられる。例えば、半導体粒子を含有する懸濁液を透明導電層上に塗布し、乾燥および／または焼成する方法が挙げられる。
上記の方法は、まず、半導体微粒子を適当な溶剤に懸濁して懸濁液を得る。このような溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのグライム系溶剤、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、イソプロピルアルコール／トルエンなどのアルコール系混合溶剤、水などが挙げられる。また、このような懸濁液の代わりに市販の酸化チタンペースト（例えば、Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、Ｔｉ−ｎａｎｏｘｉｄｅ、Ｄ、Ｔ／ＳＰ、Ｄ／ＳＰ、）を用いてもよい。

次いで、ドクターブレード法、スキージ法、スピンコート法、スクリーン印刷法など公知の方法により、得られた懸濁液を透明導電層上に塗布し、乾燥および／または焼成して多孔性半導体層を得る。
乾燥および焼成に必要な温度、時間、雰囲気などは、使用される透明導電層および半導体粒子の種類に応じて適宜設定すればよく、例えば、大気雰囲気下または不活性ガス雰囲気下、５０〜８００℃程度の範囲で１０秒〜１２時間程度が挙げられる。この乾燥および焼成は、単一の温度で１回または温度を変化させて２回以上行ってもよい。
多孔性半導体層は複数層で構成されていてもよく、このような場合には、異なる半導体粒子の懸濁液を調製し、順次塗布、乾燥および／または焼成を繰り返せばよい。

多孔性半導体層の膜厚は特に限定されるものではないが、例えば、０．１〜１００μｍ程度であり、また別の観点から、半導体層の表面積は大きなものが好ましく、例えば、１０〜２００ｍ²／ｇ程度である。

透明性基板の透明導電層上に多孔性半導体層を形成した後、半導体微粒子同士の電気的接続の向上、多孔性半導体層の表面積の向上、半導体微粒子上の欠陥準位の低減を目的として、例えば、多孔性半導体層が酸化チタン膜の場合、四塩化チタン水溶液で半導体層を処理してもよい。

（多孔性絶縁層）
多孔性絶縁層は、多孔性半導体層と触媒層を電気的に絶縁するの機能を有する層であり、多孔性半導体層の非受光面側の層上に多孔性絶縁層がさらに積層されてなるのが好ましい。
多孔性絶縁層を構成する材料としては、例えば、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素（シリカガラス、ソーダガラス）、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられ、これらの材料の１種または２種以上を選択的に用いることができる。これらの材料は粒子状であるのが好ましく、その平均粒径は５〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜３００ｎｍである。

（多孔性絶縁層の形成方法）
多孔性絶縁層は、多孔性半導体層と同様にして形成することができる。すなわち、多孔性絶縁層の形成用微粒子を適当な溶剤に分散し、さらにエチルセルロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などの高分子化合物を混合してペーストを得、得られたペーストを多孔性半導体層上に塗布し、乾燥および焼成することにより、多孔性絶縁層を得る。

（増感色素）
多孔性半導体に吸着して光増感剤として機能する増感色素としては、種々の可視光領域および／または赤外光領域に吸収をもつ有機色素、金属錯体色素などが挙げられ、これらの色素を１種または２種以上を選択的に用いることができる。

有機色素としては、例えば、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素、ペリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素などが挙げられる。有機色素の吸光係数は、一般に、遷移金属に分子が配位結合した形態をとる金属錯体色素に比べて大きい。

金属錯体色素としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｌａ、Ｗ、Ｐｔ、ＴＡ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｇａ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｒｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ａｕ、Ａｃ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｒｈなどの金属分子が配位結合した形態のものが挙げられ、これらの中でも、フタロシアニン系色素、ルテニウム系色素が好ましく、ルテニウム系金属錯体色素が特に好ましい。
特に、次式（１）〜（３）で表されるルテニウム系金属錯体色素が特に好ましく、市販のルテニウム系金属錯体色素として、例えば、Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製の商品名Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ５３５色素、Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ５３５−ｂｉｓＴＢＡ色素、Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０−１H３ＴＢＡ色素などが挙げられる。

また、多孔性半導体に色素を強固に吸着させるためには、色素分子中にカルボキシル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基などのインターロック基を有するものが好ましい。一般に、インターロック基は、多孔性半導体に色素が固定される際に介在し、励起状態の色素と半導体の伝導帯との間の電子の移動を容易にする電気的結合を提供する。

（色素吸着法）
多孔質半導体層に色素を吸着させる方法としては、例えば、透明導電層上に形成された多孔質半導体層を、色素を溶解した溶液（色素吸着用溶液）に浸漬する方法が挙げられる。
色素を溶解させる溶剤としては、色素を溶解するものであればよく、具体的には、アルコール、トルエン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、クロロホルム、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。これらの溶剤は、通常、精製されたものが好ましく、２種類以上を混合して用いることができる。色素吸着用溶液中の色素濃度は、使用する色素、溶媒の種類、色素吸着工程などの条件に応じて適宜設定することができ、例えば、１×１０^-5モル／リットル以上が好ましい。色素吸着用溶液の調製においては、色素の溶解性を向上させるために加熱してもよい。

（触媒層）
触媒層を構成する材料は、一般に光電変換材料に使用されるものであれば特に限定されない。このような材料としては、例えば、白金、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレンなどが挙げられる。
触媒層は、例えば、白金を用いる場合には、スパッタ法、塩化白金酸の熱分解、電着などの公知の方法により形成することができる。その膜厚は、例えば、０．５ｎｍ〜１０００ｎｍ程度である。また、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレンなどのカーボンを用いる場合には、溶剤に分散してペースト状にしたカーボンをスクリーン印刷法などにより塗布して触媒層を形成することができる。

（導電層、第２導電層）
触媒層の抵抗が高い場合には、触媒層の非受光面側の層上に導電層がさらに積層されてなるのが好ましい。触媒層単独、あるいは触媒層と（第２）導電層を合わせて対極と呼ぶ。
導電層を構成する材料としては、インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化錫にフッ素をドープしたもの（Ｆ-doped ＳｎＯ₂、ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、チタンなどが挙げられる。
第２導電層は、スパッタ法、スプレー法などの公知の方法により、触媒層上に形成することができる。第二導電の膜厚は、０．０２〜５μｍ程度であり、その膜抵抗は低いほどよく、４０Ω／ｓｑ以下が好ましい。

（電解質）
多孔性半導体層と多孔性絶縁層の間隙に充填されている。
電解質は、酸化還元種を含む液状物であり、一般に電池や太陽電池などに使用される電解質であれば特に限定されない。
酸化還元種としては、Ｉ^-／Ｉ^3-系、Ｂｒ^2-／Ｂｒ^3-系、Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺系、キノン／ハイドロキノン系などが挙げられる。具体的には、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ₂）などの金属ヨウ化物とヨウ素（Ｉ₂）の組み合わせ、テトラエチルアンモニウムアイオダイド（ＴＥＡＩ）、テトラプロピルアンモニウムアイオダイド（ＴＰＡＩ）、テトラブチルアンモニウムアイオダイド（ＴＢＡＩ）、テトラヘキシルアンモニウムアイオダイド（ＴＨＡＩ）などのテトラアルキルアンモニウム塩とヨウ素の組み合わせ、および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、臭化カルシウム（ＣａＢｒ₂）などの金属臭化物と臭素の組み合わせが好ましく、これらの中でも、ＬｉＩとＩ₂の組み合わせが特に好ましい。

また、電解質の溶剤としては、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、アセトニトリルなどのニトリル化合物、エタノールなどのアルコール類、水、非プロトン極性物質などが挙げられる。これらの中でも、カーボネート化合物やニトリル化合物が特に好ましい。これらの溶剤は２種類以上を混合して用いることもできる。

上記の電解質には、必要に応じて添加剤を加えてもよい。
このような添加剤としては、ｔ−ブチルピリジン（ＴＢＰ）などの含窒素芳香族化合物、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＤＭＰＩＩ）、メチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＭＰＩＩ）、エチルメチルイミダゾールアイオダイド（ＥＭＩＩ）、エチルイミダゾールアイオダイド（ＥＩＩ）、ヘキシルメチルイミダゾールアイオダイド（ＨＭＩＩ）などのイミダゾール塩が挙げられる。
電解質中の電解質（酸化還元種）濃度は、０．００１〜１．５モル／リットルの範囲が好ましく、０．０１〜０．７モル／リットルの範囲が特に好ましい。

（封止部、封止層）
本発明の太陽電池には、電解質の揮発と電池内への水などの浸入を防止するために、封止部（封止層）を設けるのが好ましい。
また、封止部は、（１）支持体に作用する落下物や応力（衝撃）を吸収する、（２）長期にわたる使用時において支持体に作用するたわみなどを吸収するために重要である。

封止部を構成する材料は、一般に太陽電池に使用可能で、かつ本発明の効果を発揮し得る材料であれば、特に限定されない。このような材料としては、紫外線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂などが挙げられ、具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ホットメルト樹脂、ガラスフリットなどが挙げられ、これらは２種類以上を２層以上にして用いることもできる。紫外線硬化樹脂としては、スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８および３１Ｘ−１０１、熱硬化性樹脂としては、一般に市販されているエポキシ樹脂などが挙げられる。

封止部のパターンは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスフリットを使用する場合には、ディスペンサーにより、ホットメルト樹脂を使用する場合には、シート状のホットメルト樹脂にパターニングした穴を開けることにより、形成することができる。

本発明によれば、本発明の太陽電池の少なくとも２つ以上が直列に接続されてなるモジュールが提供される。

本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例および比較例により本発明が限定されるものではない。
実施例および比較例における各層の膜厚は、特に断りのない限り、株式会社東京精密製、商品名：サーフコム１４００Ａを用いて測定した。

（実施例１）
図１−１および図１−２に示される太陽電池を作製した。
ガラスからなる基板１上にＳｎＯ₂膜からなる透明導電層２が成膜された、５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ４ｍｍのガラス基板（日本板硝子株式会社製、ＳｎＯ₂膜付ガラス）を用意した。

・封止部（セル間絶縁層）の形成
図１（ａ）の図番９の部分に内枠が３２ｍｍ×５２ｍｍ、線幅が０．５ｍｍとなるようにガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、得られた塗膜を１００℃で１０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成してセル間絶縁層９を得た。その膜厚は約２５μｍであった。

・多孔性半導体層の形成
図１（ａ）の図番３の部分に市販の酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｔｉ−ＮａｎｏｘｉｄｅＤ／ＳＰ、平均粒径１３ｎｍ）をスクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。スクリーン版は、図１（ａ）に示すように３０ｍｍ×５０ｍｍの長方形に、端から集電電極までの距離Ｘ＝４ｍｍ、集電電極間の距離Ｙ＝８ｍｍに集電電極の開口（含絶縁層８）φ＝２ｍｍを３行×５列＝１５個有するものを用いた。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成し、この工程を繰り返して多孔性半導体層（酸化チタン膜）３を得た。その膜厚は３０μｍであった。

・多孔性絶縁層の形成
酸化ジルコニウムの微粒子（粒径１００ｎｍ、シーアイ化成株式会社製）をテルピネオールに分散させ、さらにエチルセルロースを混合してペーストを調製した。得られたペーストを多孔性半導体層３と同様のスクリーン版とスクリーン印刷機を用いて、多孔性半導体層３上に塗布し、室温で１時間レベリングを行った。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して多孔性絶縁層（酸化ジルコニウム膜）４を得た。その膜厚は５μｍであった。

・触媒層の形成
多孔性絶縁層４上に白金を電子ビーム蒸着器ＥＶＤ−５００Ａ（アネルバ（ANELVA）株式会社製）を用いて蒸着速度０．１Å／Ｓで成膜して膜厚約５ｎｍの触媒層５を得た。

・第２導電層の形成
触媒層５上にチタンを電子ビーム蒸着器ＥＶＤ−５００Ａ（アネルバ（ANELVA）株式会社製）を用いて蒸着速度０．５Å／Ｓで成膜して膜厚約３００ｎｍの第２導電層６を得た。

・絶縁層の形成
図１（ｃ）の図番１１の部分に絶縁層幅Ｚ＝２ｍｍ、絶縁層長さＵ＝４８ｍｍ、絶縁層間隔Ｙ＝８ｍｍとなるように、ガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して絶縁層８、１１を得た。

・集電電極の形成
上記絶縁層上に、集電電極幅Ｚ＝１ｍｍ、集電電極長さＵ＝４７ｍｍ、集電電極間隔Ｙ＝９ｍｍとなるように、銀ペースト（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。
次いで、得られた塗膜を１５０℃で５分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して集電電極７を得た。

・絶縁層の形成
上記集電電極を覆うように絶縁層幅Ｚ＝２ｍｍ、絶縁層長さＵ＝４８ｍｍ、絶縁層間隔Ｙ＝８ｍｍとなるように、絶縁層をガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して絶縁層１１を得た。得られた絶縁層８、１１は、電解液による集電電極の腐食を抑制する働きをもつ。

・増感色素の吸着
増感色素（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ６２０−１Ｈ３ＴＢＡ）を、濃度４×１０^-4モル／リットルになるように、体積比１：１のアセトニトリル（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ製）とｔ−ブチルアルコール（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ製）の混合溶剤に溶解させて色素吸着用溶液を得た。
得られた色素吸着用溶液に上記の積層体を４０℃の温度条件で２０時間浸漬し、増感色素を多孔質半導体層に吸着させた。その後、積層体をエタノール（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ製）で洗浄し、約８０℃で約１０分間乾燥させた。

・電解質の調製
溶剤としてのアセトニトリルに、酸化還元種としてＬｉＩ（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ製）が濃度０．１モル／リットル、Ｉ₂（東京化成工業株式会社製）が濃度０．０１モル／リットルになるように、さらに添加剤としてｔ−ブチルピリジン（ＴＢＰ、ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ製）が濃度０．５モル／リットル、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド（ＤＭＰＩＩ、四国化成工業株式会社製）が濃度０．６モル／リットルになるように添加し、溶解させて電解質を得た。

・太陽電池の作製
セル間絶縁層９および封止部１０（図１（ｃ）参照）上に、紫外線硬化材（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、別途用意した５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの封止用ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製、型番：７０５９）と基板１とを貼り合せた。封止用ガラス基板には予め電解質注入用孔を設けておいた。次いで、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させることにより２枚の基板を固定した。
次いで、封止用ガラス基板の電解質注入用孔から電解質を注入し、電解質注入用孔を封止することにより、図１に相当する太陽電池を完成した。

得られた太陽電池に、１ｋＷ／ｍ²の強度の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、光電変換効率などを測定した。その結果、短絡電流Ｉ_sc＝２７．２Ａ、開放電圧Ｖ_OC＝０．７０１、ＦＦ（フィルファクター）＝０．６７、光電変換効率＝８．５２％であった。
なお、光電変換効率は、Ｉ_scの値をアパチャーエリア（光電変換素子の外枠を結んで囲むエリア）の面積で除したものに、Ｖ_OC、ＦＦを乗じたものとした。

（実施例２）
図２に示される太陽電池を作製した。
ガラスからなる基板１上にＳｎＯ₂膜からなる透明導電層２が成膜された、５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ４ｍｍのガラス基板（日本板硝子株式会社製、ＳｎＯ₂膜付ガラス）を用意した。

・封止部（セル間絶縁層）の形成
図２（ａ）の図番９の部分に内枠が３２ｍｍ×５２ｍｍ、線幅が０．５ｍｍとなるようにガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、得られた塗膜を１００℃で１０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成してセル間絶縁層９を得た。その膜厚は約２５μｍであった。

・多孔性半導体層の形成
図２（ａ）の図番３の部分に市販の酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｔｉ−ＮａｎｏｘｉｄｅＤ／ＳＰ、平均粒径１３ｎｍ）をスクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。スクリーン版は、図２（ａ）に示すように３０ｍｍ×５０ｍｍの長方形に、端から集電電極までの距離Ｘ＝４．５ｍｍ、集電電極間の距離Ｙ＝９ｍｍに集電電極の開口（含絶縁層）φ＝１ｍｍを３行×５列＝１５個有するものを用いた。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成し、この工程を繰り返して多孔性半導体層（酸化チタン膜）３を得た。その膜厚は３０μｍであった。

・第２導電層の形成
触媒層５上にチタンを電子ビーム蒸着器ＥＶＤ−５００Ａ（アネルバ（ANELVA）株式会社製）を用いて蒸着速度０．５Å／Ｓで成膜して膜厚約４０ｎｍの第２導電層６を得た。
・絶縁層の形成
上記膜形成においてできた開口部にφ＝１ｍｍとなるよう絶縁層であるガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して絶縁層８を得た。

・絶縁層（ガラス板）の設置
セル間絶縁層９（図２（ｃ）参照）上に、紫外線硬化材（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、別途用意した５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍのガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９）と基板１とを貼り合せた。ガラス基板には予めφ＝１ｍｍで３行×５列＝１５個の集電電極用の開口および電解質注入用孔を設けておいた。次いで、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させることにより２枚の基板を固定した。ガラス板は絶縁層１１に相当する。

・集電電極の形成
図２（ｃ）の図番７の部分に集電電極幅Ｚ＝１ｍｍ、集電電極長さＵ＝４７ｍｍ、集電電極間隔Ｙ＝９ｍｍとなるように、チタンを電子ビーム蒸着器ＥＶＤ−５００Ａ（アネルバ（ANELVA）株式会社製）を用いて蒸着速度０．５Å／Ｓで成膜して膜厚約３００ｎｍの集電電極７を得た。その後、予め電解液注入孔を設けておいた５2ｍｍ×７2ｍｍ×厚さ１．０ｍｍのカバーガラス１２（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９）を前記、積層体の非受光面側に重ね合わせ、周囲を紫外線硬化材（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させた。

・太陽電池の作製
絶縁層１１に相当するガラス基板に予め設けておいた電解質注入用孔から電解質を注入し、電解質注入用孔を樹脂３１Ｘ１０１（スリーボンド社製）を用いて封止することにより、図２に相当する太陽電池を完成した。
得られた太陽電池に、１ｋＷ／ｍ²の強度の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、実施例１と同様にして光電変換効率などを測定した。その結果、短絡電流Ｉ_sc＝２７．４Ａ、開放電圧Ｖ_OC＝０．７０２、ＦＦ（フィルファクター）＝０．６８、光電変換効率＝８．７２％であった。

（比較例１）
図４に示される太陽電池を作製した。
ガラスからなる基板上１にＳｎＯ₂膜からなる透明導電層２が成膜された、５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ４ｍｍのガラス基板（日本板硝子株式会社製、ＳｎＯ₂膜付ガラス）を用意した。

・集電電極の形成
図４の図番７の部分に集電電極幅Ｚ'＝１ｍｍ、集電電極長さＵ＝４７ｍｍ、集電電極間隔Ｙ'＝９ｍｍとなるように、銀ペースト（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。
次いで、得られた塗膜を１５０℃で５分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して集電電極７を得た。

・絶縁層の形成
電解液による集電電極の腐食を抑制する絶縁層を形成した。
図４の図番８（１１）の部分に絶縁層幅Ｚ＝２ｍｍ、絶縁層長さＵ＝４８ｍｍ、絶縁層間隔Ｙ＝８ｍｍとなるように、ガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して絶縁層を得た。

・封止部（セル間絶縁層）の形成
図４の図番９の部分に内枠が３２ｍｍ×５２ｍｍ、線幅が０．５ｍｍとなるように、ガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、得られた塗膜を１００℃で１０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成してセル間絶縁層９を得た。その膜厚は約２５μｍであった。

・多孔性半導体層の形成
図４（ａ）の図番３の部分（セル間絶縁層の枠内）に市販の酸化チタンペースト（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製、商品名：Ｔｉ−ＮａｎｏｘｉｄｅＤ／ＳＰ、平均粒径１３ｎｍ）をスクリーン版とスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、室温で１時間レベリングを行った。スクリーン版は、図４（ａ）に示すように３０ｍｍ×５０ｍｍの長方形に、端から集電電極までの距離Ｘ＝４ｍｍ、集電電極間の距離Ｙ＝８ｍｍに集電電極の幅Ｚ＝１ｍｍを３本有するものを用いた。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成し、この工程を繰り返して多孔性半導体層（酸化チタン膜）３を得た。その膜厚は３０μｍであった。

・多孔性絶縁層
酸化ジルコニウムの微粒子（粒径１００ｎｍ、シーアイ化成株式会社製）をテルピネオールに分散させ、さらにエチルセルロースを混合してペーストを調製した。得られたペーストを多孔性半導体層３と同様のスクリーン版とスクリーン印刷機を用いて、多孔性半導体層３上に塗布し、室温で１時間レベリングを行った。
次いで、得られた塗膜を８０℃で２０分間予備乾燥し、４５０℃で１時間焼成して多孔性絶縁層（酸化ジルコニウム膜）４を得た。その膜厚は５μｍであった。

・太陽電池の作製
セル間絶縁層９（図４参照）上に、紫外線硬化材（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、別途用意した５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの封止用ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製、型番：７０５９）と基板１とを貼り合せた。封止用ガラス基板には予め電解質注入用孔を設けておいた。次いで、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させることにより２枚の基板を固定した。
次いで、封止用ガラス基板の電解質注入用孔から電解質を注入し、電解質注入用孔を封止することにより、図４に相当する太陽電池を完成した。

得られた太陽電池に、１ｋＷ／ｍ²の強度の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、実施例１と同様にして光電変換効率などを測定した。その結果、短絡電流Ｉ_sc＝２３．９Ａ、開放電圧Ｖ_OC＝０．７０１、ＦＦ（フィルファクター）＝０．６５、光電変換効率＝７．２６％であった。

（実施例３）
図３は上記太陽電池のモジュールの作製過程を示す。図３（ａ）はセル間絶縁層形成後、（ｂ）は絶縁層（触媒層と集電電極を絶縁）形成後、（ｃ）は集電電極形成後を示す。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、３個の図２の太陽電池を図２（ｄ）の接続方法で直列接続した太陽電池モジュールを作製した。
ガラスからなる基板１上にＳｎＯ₂膜からなる透明導電層２が成膜された、５０ｍｍ×１７０ｍｍ×厚さ４．０ｍｍのガラス基板（日本板硝子株式会社製、ＳｎＯ₂膜付ガラス）を用意した。

・透明導電層の切断
図３のＤ部分の透明導電層２にレーザー光（ＹＡＧレーザー、基本波長：１．０６μｍ、西進商事株式会社製）を照射しＳｎＯ₂を蒸発させてスクライブを行った。

・封止部（セル間絶縁層）の形成
図３（ａ）の図番９の部分に内枠が３２ｍｍ×５２ｍｍ、線幅Ａが０．５ｍｍのパターンが３つ並ぶようにガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、得られた塗膜を１００℃で１０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成してセル間絶縁層９を得た。その膜厚は約２５μｍであった。

・多孔性半導体層、多孔性絶縁層、触媒層および第２導電層の形成
実施例２と同様にして、図３（ａ）のＢ部分に多孔性半導体層３、多孔性絶縁層４、触媒層５および第２導電層６を形成した。

・増感色素の吸着
実施例２と同様にして、増感色素を多孔性半導体層に吸着させた。

・絶縁層（ガラス板）の設置
セル間絶縁層９（図３（ｂ）参照）上に、（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、別途用意した５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍのガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９）と基板１とを貼り合せた。ガラス基板には予め、多孔性半導体層、多孔性絶縁層、触媒層および第２導電層の開口に合わせたφ＝１ｍｍで（３行×５列＝１５個）×３の集電電極用の開口、直列接続用の開口Ｃおよび電解質注入用孔を設けておいた。次いで、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させることにより２枚の基板を固定した。ガラス板は絶縁層１１に相当する。
さらに、予め電解液注入孔を設けておいた５2ｍｍ×１５２ｍｍ×厚さ１．０ｍｍのカバーガラス１２（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９）を前記、積層体の非受光面側に重ね合わせ、周囲を紫外線硬化材（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させた。

・集電電極の形成
図３（ｃ）の図番７の部分に集電電極幅Ｚ＝１ｍｍ、集電電極長さＵ＝４７ｍｍ、集電電極間隔Ｙ＝９ｍｍとなるように、チタンを電子ビーム蒸着器ＥＶＤ−５００Ａ（アネルバ（ANELVA）株式会社製）を用いて蒸着速度０．５Å／Ｓで成膜して膜厚約３００ｎｍの集電電極７を得た。その後、開口部分に当たる部分に、紫外線硬化材（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させた。

・電解質の調製
実施例２と同様にして、電解質を得た。

・太陽電池モジュールの作製
カバーガラスの電解質注入用孔から電解質を注入し、電解質注入用孔を３１Ｘ１０１（スリーボンド社製）を用いて封止することにより、図３に相当する太陽電池モジュールを完成した。
得られた太陽電池モジュールに、１ｋＷ／ｍ²の強度の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、実施例１と同様にして光電変換効率などを測定した。その結果、短絡電流Ｉ_sc＝２６．９Ａ、開放電圧Ｖ_OC＝２．１１、ＦＦ（フィルファクター）＝０．６６、光電変換効率＝８．３２％であった。

（比較例２）
図５に示されるように、３個の図４の太陽電池を図４（ｂ）の接続方法で直列接続したモジュールを作製した。
ガラスからなる基板１上にＳｎＯ₂膜からなる透明導電層２が成膜された、５０ｍｍ×１７０ｍｍ×厚さ４．０ｍｍのガラス基板（日本板硝子株式会社製、ＳｎＯ₂膜付ガラス）を用意した。

・透明導電層の切断
図５のＤ部分の透明導電層２にレーザー光（ＹＡＧレーザー、基本波長：１．０６μｍ、西進商事株式会社製）を照射しＳｎＯ₂を蒸発させてスクライブを行った。

・集電電極および絶縁層の形成
比較例１と同様にして、図５のＢ部分に集電電極７および絶縁層８を形成した。

・封止部（セル間絶縁層）の形成
図５の図番９の部分に内枠が３２ｍｍ×５１ｍｍ、線幅Ａが０．５ｍｍ、接続部分の幅Ａ'が０．５ｍｍとなるように、ガラスフリット（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）をスクリーン印刷機（ニューロング精密工業株式会社製、型式：ＬＳ−１５０）を用いて塗布し、得られた塗膜を１００℃で１０分間予備乾燥した後、４５０℃で１時間焼成してセル間絶縁層９を得た。その膜厚は約２５μｍであった。

・多孔性半導体層、多孔性絶縁層、触媒層および第２導電層の形成
比較例１と同様にして、図５のＢ部分に多孔性半導体層３、多孔性絶縁層４、触媒層５および第２導電層６を形成した。

・増感色素の吸着
比較例１と同様にして、増感色素を多孔性半導体層に吸着させた。

・電解質の調製
比較例１と同様にして、電解質を得た。

・絶縁層（ガラス板）の設置
セル間絶縁層９（図５参照）上に、紫外線硬化材（スリーボンド社製、型番：３１Ｘ−０８８）を塗布し、別途用意した５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの封止用ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製、型番：７０５９）と基板１とを貼り合せた。封止用ガラス基板には予め電解質注入用孔を設けておいた。次いで、紫外線照射ランプ（ＥＦＤ社製、商品名：Ｎｏｖａｃｕｒｅ）を用いて塗布部分に紫外線を照射して紫外線硬化材を硬化させることにより２枚の基板を固定した。

・太陽電池モジュールの作製
封止用ガラス基板の電解質注入用孔から電解質を注入し、電解質注入用孔を封止することにより、図４（ｂ）に相当する太陽電池モジュールを完成した。
得られた太陽電池モジュールに、１ｋＷ／ｍ²の強度の光（ＡＭ１．５ソーラーシミュレータ）を照射して、実施例１と同様にして光電変換効率などを測定した。その結果、短絡電流Ｉ_sc＝２１．５Ａ、開放電圧Ｖ_OC＝２．７１、ＦＦ（フィルファクター）＝０．６５、光電変換効率＝６．５２％であった。

本発明の太陽電池における（ａ）受光面の概略平面図および（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ概略断面図である。本発明の太陽電池における（ｃ）非受光面の概略平面図および（ｄ）モジュールとした場合の接続部分の概略断面図である。本発明の別の太陽電池における（ａ）受光面の概略平面図および（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ概略断面図である。本発明の別の太陽電池における（ｃ）非受光面の概略平面図および（ｄ）モジュールとした場合の接続部分の概略断面図である。本発明の太陽電池モジュールの製造工程を示す概略平面図である。従来の太陽電池おける（ａ）受光面の概略平面図および（ｂ）モジュールとした場合の接続部分の概略断面図である。従来の太陽電池モジュールの製造工程を示す概略平面図である。

符号の説明

１基板
２透明導電層（第１導電層）
３多孔性半導体層
４多孔性絶縁層
５触媒層
６第２導電層
７集電電極
８絶縁層
９封止部（セル間絶縁層）
１０封止部（樹脂）
１１絶縁層
１２カバーガラス

Claims

受光面となる透光性基板の非受光面側に、透明導電層、増感色素を吸着しかつその間隙に電解質を含有した多孔性半導体層および触媒層が順次積層され、線状の集電電極を有する色素増感太陽電池であり、線状の集電電極が、触媒層の非受光面側に設けられ、多孔性半導体層および触媒層を貫通して透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設され、かつ絶縁層により触媒層と電気的に絶縁されてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
前記透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設されてなる集電電極の接触部分が、前記透明導電層上に規則的に配置されてなる請求項１に記載の色素増感太陽電池。
前記透明導電層と部分的かつ電気的に接触するように延設されてなる集電電極の透明導電層との接触面の形状が、円形である請求項１または２に記載の色素増感太陽電池。
前記線状の集電電極の形状が、櫛型である請求項１〜３のいずれか１つに記載の色素増感太陽電池。
前記集電電極が、チタン、タンタルおよびニッケルから選択された金属材料から形成されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の色素増感太陽電池。
前記線状の集電電極の多孔性半導体層および触媒層を貫通して延設された部分が、絶縁層で被覆され、絶縁層により触媒層と電気的に絶縁されてなる請求項１〜５のいずれか１つに記載の色素増感太陽電池。
前記絶縁層が、酸化ケイ素を含む無機材料、または紫外線硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂を含む有機高分子材料から形成されてなる請求項１〜６のいずれか１つに記載の色素増感太陽電池。
前記触媒層と集電電極を電気的に絶縁する絶縁層および前記集電電極の多孔性半導体層および触媒層を貫通して延設された部分と触媒層を絶縁する絶縁層が同一材料からなり、同時に形成されてなる請求項７または８に記載の色素増感太陽電池。
前記多孔性半導体層の非受光面側の層上に多孔性絶縁層がさらに積層されてなる請求項１〜８のいずれか１つに記載の色素増感太陽電池。
前記触媒層の非受光面側の層上に導電層がさらに積層されてなる請求項１〜９のいずれか１つに記載の色素増感太陽電池。
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の色素増感太陽電池の少なくとも２つ以上が直列に接続されてなることを特徴とする色素増感太陽電池モジュール。