例如多孔塑料膜、塑料的无纺布。
[0063] 光电转换元件200A在光阳极15A与对电极35A之间构成光发电元件、并且在对电极 35A与电荷蓄积电极55A之间构成蓄电池。如在此所例示的那样，在光阳极15A具有包含光敏 化剂的半导体层16b时，在光阳极15A与对电极35A之间构成例如色素敏化太阳能电池。
[0064] 就光电转换元件200A而言，在充电状态下，光阳极15A与电荷蓄积电极55A经由例 如开关SW(未图示）电连接。另一方面，在放电状态下，在对电极35A与电荷蓄积电极55A上连 接载荷。此时，可W将光阳极15A和电荷蓄积电极55A电切断，或者也可W使光阳极15A和电 荷蓄积电极55A处于时常电连接的状态。
[0065] 光阳极15A具有例如透射可见光的导电层(有时称作"透明导电层"。）14和形成于 导电层14上的半导体层16。半导体层16具有形成于导电层14侧的非多孔半导体层16a和形 成于非多孔半导体层16a上的多孔半导体层16b，多孔半导体层16b包含光敏化剂。多孔半导 体层16b包含例如多孔半导体(例如多孔氧化铁)和担载于多孔半导体的表面的光敏化剂。 予W说明，在此，W至少吸收可见光的光敏化剂为中屯、对本发明的实施方式进行说明，但是 光敏化剂当然也可W吸收其他的波长范围的光(例如近红外线）。
[0066] 半导体层16优选W导电层14不与电解质溶液24直接接触的方式形成。构成半导体 层16的多孔半导体层16b通过电解质溶液24,因此如图2所示，导电层14的电解质溶液24侧 的表面优选被非多孔半导体层16a完全覆盖。
[0067] 若导电层14与电解质溶液24直接接触，则在导电层14与电解质溶液的氧化还原电 位不同的情况下，导致产生泄漏电流。通过W导电层14不与电解质溶液24直接接触的方式 形成半导体层16，从而在导电层14与电解质溶液24之间形成肖特基结（Schottky 化nction)，可W赋予整流性。由此可W防止导电层14与电解质溶液24之间的泄漏。另外，通 过W覆盖非多孔半导体层16a的方式形成导电层14,从而可W进一步确实地防止导电层14 与电解质溶液24之间的泄漏。
[0068] 固体化合物层22典型地具有内部包含电解质溶液24的结构。固体化合物层22例如 W与光阳极15A及对电极35A直接接触的方式来设置。固体化合物层22将在光阳极15A生成 的空穴传输至对电极35A。固体化合物层22例如含有高分子凝胶层，所述高分子凝胶层含有 具有氧化还原部(例如硝酷自由基等稳定自由基）的高分子。或者，固体化合物层22含有多 孔体或可W插入（intercalation)的固体(例如钻酸裡）。在固体化合物层22含有多孔体或 可W插入的固体时，固体化合物层22例如还含有具有导电性的碳。固体化合物层22具有氧 化还原物质的功能，同时具有固定或保持氧化还原物质的功能。因此，通过使用固体化合物 层22,可W省略专利文献1中记载的阳离子交换膜。
[0069] 予W说明，高分子凝胶层具有可W增大与光阳极15及对电极32的接触面积的优 点。高分子例如优选实质上不含有分子量不足1000的分子。可W抑制具有氧化还原部的低 分子量成分向电解质溶液24中溶出，并在电荷蓄积电极55中被还原。另外，高分子优选具有 交联结构，交联结构优选为化学交联结构。运是因为:化学交联结构与利用高分子链之间的 缠绕形成的物理交联结构相比具有高稳定性。高分子凝胶层优选还含有导电助剂。具有稳 定自由基作为氧化还原部的高分子凝胶在电解质溶液中具有导电性，而通过混合导电助剂 (例如气相生长碳纤维），可W进一步降低内部电阻。
[0070] 对电极35A为作为光电转换元件的正极发挥功能的电极，例如可W由透射可见光 的导电层34和形成于导电层34上的金属层36构成。透明导电层％的材料为例如渗氣的 Sn〇2，金属层36的材料为例如销。
[0071] 电解质溶液24包含支撑电解质和溶剂。电解质溶液24优选不包含氧化还原物质， 电解质溶液24中所含的氧化还原物质例如至多为lOmM。空穴的传输优选主要在固体化合物 层2 2中进行。电解质溶液24与光阳极15 A、对电极3 5 A及电荷蓄积电极5 5 A接触。电解质溶液 24被密封部46密封在第一基板12与第二基板52之间。
[0072] 电荷蓄积电极55A例如具有形成于基板52上的氧化物导电层54、形成于氧化物导 电层54上的金属层56和形成于金属层56上的电荷蓄积层58。电荷蓄积层58例如可W由氧化 鹤和导电性碳的混合物形成。电荷蓄积层58与电解质溶液24接触。基板52例如为透射可见 光的玻璃基板或塑料基板(包括塑料膜）。
[0073] 光电转换元件200A的上述的构成要素的形成中所用的材料的详情将在后面进行 叙述。
[0074] 对光电转换元件200A的基本动作进行说明。
[0075] 若对光阳极15A照射规定的波长范围的光，则光敏化剂就会吸收可见光，变为激发 态，生成电子-空穴对。电子被注入半导体层16的导带，向导电层14传输。空穴经由固体化合 物层22导向对电极32,同时光敏化剂被还原。如此所述，固体化合物层22作为氧化还原物质 发挥功能。换言之，可W将作为氧化还原物质发挥功能的固体的化合物作为固体化合物层 22使用。在光阳极15A与电荷蓄积电极55A被电连接的状态下，如此所述地被进行光发电、被 充电。由于氧化还原物质被固定或保持在固体化合物层22中，因此自放电得到抑制。
[0076] 另一方面，通过在对电极35A和电荷蓄积电极55A上连接载荷，从而可W取出所充 入的电荷。此时，既可W将光阳极15A与电荷蓄积电极55A电切断，或者也可W使光阳极15A 与电荷蓄积电极55A处于电连接的状态。
[0077] 接着，对与光电转换元件200A在电化学上等价的其他光电转换元件200B及200C进 行说明。
[0078] 图3中示出光电转换元件200B的示意性剖视图。在光电转换元件200B中，光阳极 15B及对电极35B形成在基板12上，电荷蓄积电极55A形成在基板52上。
[0079] 如上所述，半导体层16优选W导电层14不与电解质溶液24直接接触的方式来形 成。如光电转换元件200B那样，优选的是:在导电层14的边缘可能与电解质溶液24直接接触 的情况(在被密封部46包围的空间内存在导电层14的边缘的情况)下，如图3所示，从基板12 的法线方向观察时，在基板12上存在仅存在半导体层16而不存在导电层14的区域。构成半 导体层16的多孔半导体层16b通过电解质溶液24,因此优选的是:从基板12的法线方向观察 时，在基板12上存在仅存在非多孔半导体层16a而不存在导电层14的区域。即，优选的是:不 仅是导电层14的表面被非多孔半导体层16a覆盖，而且边缘的侧面也被非多孔半导体层16a 覆盖。
[0080] 图4中示出光电转换元件200C的示意性剖视图。在光电转换元件200C中，光阳极 15C及对电极35C的一部分形成在基板12上，电荷蓄积电极55C形成在基板52上。在光电转换 元件200C中，光阳极15C及电荷蓄积电极55C与对电极35C的距离比光电转换元件200B中的 光阳极15B及电荷蓄积电极55B与对电极35B的距离小，因此光电转换元件200C的内部电阻 比光电转换元件200B的内部电阻小。予W说明，光电转换元件200C的对电极35C具有能透过 电解质溶液24的贯通孔，在运一点上与光电转换元件200B的对电极35B不同。
[0081 ]另外，在光电转换元件200C中，半导体层16优选W导电层14不与电解质溶液24直 接接触的方式来形成，优选在基板12上存在仅存在非多孔半导体层16a而不存在导电层14 的区域。
[0082] W下，对在光电转换元件200AJ00B及200C的上述的构成要素的形成中所使用的 材料进行详细说明。W下，W光电转换元件200A的构成要素为例进行说明，但是，只要无特 殊说明，也用于形成光电转换元件200B及200C的对应的构成要素。
[0083] <光阳极〉
[0084] 如上所述，光阳极15A(光阳极15B及15C也同样）例如具有透射可见光的导电层14 和形成于导电层14上的半导体层16,半导体层16包含光敏化剂。包含光敏化剂的半导体层 16有时也被称作光吸收层。此时，基板12例如为透射可见光的玻璃基板或塑料基板(包括塑 料膜)。
[0085] 透射可见光的导电层14例如可W由透射可见光的材料（W下称作"透明导电材 料"。）形成。作为透明导电材料，例如可W使用具有导电性的金属氧化物。金属氧化物例如 为铜-锡复合氧化物、渗錬的氧化锡、渗氣的氧化锡、或者它们的复合物。透射可见光的导电 层14还可W使用不具有透光性的导电材料形成。例如，可W使用具有线状(条纹状）、波浪线 状、格子状(网状）、冲孔金属状(是指规则地或不规则地排列有多个微细贯穿孔的样子。）的 图案的金属层、或具有相对于它们进行了负片、正片反转的图案的金属层。运些金属层中， 光可W透过不存在金属的部分。作为金属，例如可W列举销、金、银、铜、侣、锭、铜、铁、铁、 儀、锡、锋、或含有它们的任意一种的合金。此外，还可W取代金属而使用具有导电性的碳材 料。
[0086] 透射可见光的导电层14的透射率例如为50% W上，优选为80% W上。应当透射的 光的波长依赖于光敏化剂的吸收波长。此时，导电层14的厚度例如处于Inm~1 OOnm的范围 内。
[0087] 在使光从与基板12相反一侧向半导体层16射入的情况下，基板12及导电层14不需 要使可见光透过。因此，在使用上述的金属或碳形成导电层14的情况下，不需要形成不存在 金属或碳的区域，此外，在运些材料具有充分强度的情况下，也可W使导电层14兼作基板 12。
[0088] 予W说明，为了防止导电层14的表面中的电子的泄漏，即，为了使导电层14与半导 体层16之间具有整流性，也可W在导电层14与半导体层16之间形成氧化娃、氧化锡、氧化 铁、氧化错、氧化侣等氧化物层。
[0089] 优选的是:如上所述，半导体层16具有形成于导电层14侧的非多孔半导体层16a和 形成在非多孔半导体层16a上的多孔半导体层16b，多孔半导体层16b包含光敏化剂。具有光 敏化剂的多孔半导体层1化包含多孔半导体和担载于多孔半导体的表面的光敏化剂，多孔 半导体例如为多孔氧化铁(Ti〇2)。氧化铁具有光电转换特性高、且难W引起在电解质溶液 中的光溶解的特征。另外，多孔体具有如下优点：比表面积大，能够担载较多的光敏化剂，并 且能够增大与后述的固体化合物层22及电解质溶液24的接触面积。当然，不仅限于多孔体， 例如也可W通过凝聚的半导体粒子构成半导体层16。予W说明，非多孔半导体层16a例如为 非多孔氧化铁层。非多孔半导体层16a的厚度例如为InmW上且IOOnmW下。若非多孔半导体 层16a的厚度不足Inm，则有时无法充分抑制泄漏电流的产生，若非多孔半导体层16a的厚度 超过lOOnm，则有时使电阻大、光电流降低。
[0090] 半导体层16的厚度例如为0.OlwiiW上且lOOwnW下。半导体层16的厚度可W考虑 光电转换的效率进行适当变更，但优选为0. SwnW上且SOwiiW下，更优选为IwnW上且20皿 W下。另外，半导体层16的表面粗糖度越大越好，W有效面积/投影面积给出的表面粗糖度 系数优选为IOW上，更优选为IOOW上。予W说明，有效面积是指根据由半导体层16的投影 面积和厚度求出的体积、W及构成半导体层16的材料的比表面积及表观密度求出的有效表 面积。
[0091] 除了 Ti化W外，半导体层16还可W使用下述的无机半导体形成。例如可W使用CcU Zn、In、Pb、Mo、W、Sb、Bi、Cu、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga、Si、Cr等金属元素的氧化物、 SrTi〇3、CaTi〇3 等巧铁矿、〔(15、2记、111253、口65、]\1〇25、胖52、56253、81253、2此(152、〇125等硫化物、 0(156、1112563、胖562、化5、饥56、〔扣6等金属硫属化物、^及6曰43、51、56、〔(12口3、2112口3、1证、 AgBr、饥 l2、Hgl2、Bil3等。其中，CdS、ZnS、In2S3、PbS、M〇2S、WS2、Sb2S3、Bi2S3、ZnCdS2、Cu2S、 1沾、加20、加0、〔(156具有可^吸收波长为350皿~