光电转换元件的制作方法

文档序号:14752251发布日期:2018-06-22 21:04阅读:188来源:国知局
光电转换元件的制作方法

本发明涉及光电转换元件。



背景技术:

作为光电转换元件,由于廉价且能够得到较高的光电转换效率,所以像染料敏化太阳能电池元件等使用了染料的光电转换元件备受关注,对于这样的光电转换元件进行了各种开发。

使用了染料的光电转换元件一般具备至少一个光电转换单元,光电转换单元具备导电性基板、异性极等对置基板、以及连结导电性基板和对置基板的环状的密封部。而且,导电性基板具有透明基板、以及被形成在透明基板上的透明导电层,且在导电性基板与对置基板之间设置有氧化物半导体层。

作为这样的光电转换元件,例如公知有下述专利文献1所记载的内容。在下述专利文献1中公开了一种由光电转换单元构成的光电转换元件,上述光电转换单元具有:透明导电性基板;与透明导电性基板对置的异性极;被设置在透明导电性基板上,并呈现规定的颜色的多孔质氧化钛层;以及被设置在透明导电性基板与异性极之间的密封材料。

专利文献1:日本特开2010-3468号公报

但是,上述专利文献1所记载的光电转换元件存在以下所示的技术问题。

即,在上述专利文献1所记载的光电转换元件中,在从基板的光入射面侧观察光电转换元件的情况下,存在可通过密封部看见氧化物半导体层的周围的不期望的颜色、形状等的情况。即,存在外观不佳的情况。

在这里,虽然也考虑使密封部含有着色剂的方法,但在该情况下,由于着色剂对密封性能没有帮助,所以被认为密封部的密封性能降低且耐久性降低。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种实现良好的外观并且具有优异的耐久性的光电转换元件。

本发明者们为了解决上述课题进行了深入研究。例如为了在上述专利文献1的光电转换元件中得到良好的外观,考虑了对可通过密封部看见的异性极的颜色进行变更。但是,由于异性极的颜色是作为为了发挥光电转换元件的性能使用了优选的材料的结果而得到的,所以若为了重视外观而变更异性极的颜色,则存在使光电转换元件的耐久性等降低的可能性。因此,本发明者们经过反复深入研究的结果,发现了通过以下的发明能够解决上述课题。

即,本发明是一种光电转换元件,该光电转换元件具有至少一个光电转换单元,上述光电转换单元具备:导电性基板,其具有透明基板以及被设置在上述透明基板上的透明导电层;对置基板,其与上述导电性基板对置;氧化物半导体层,其被设置在上述导电性基板或者上述对置基板上;以及环状的密封部,其使上述导电性基板以及上述对置基板接合,其中,至少在上述导电性基板与上述密封部之间设置有绝缘材料,且上述绝缘材料被着色。

根据本光电转换元件,由于绝缘材料被着色,所以在从导电性基板侧观察光电转换元件的情况下,能够遮挡处于绝缘材料的里侧的密封部、对置基板的颜色、形状。并且,通过使绝缘材料着色,能够在光电转换元件的导电性基板上自由地显示所希望的文字、设计。因此,能够实现良好的外观。另外,虽然通过向密封部导入着色剂来使密封部着色,也能够遮挡对置基板的颜色,但与该情况相比,本发明能够提高光电转换元件的耐久性。

在上述光电转换元件中,优选沿着上述密封部的外形且遍及整周地设置上述绝缘材料。

在该情况下,由于能够遍及整周地切断来自外部的水分的侵入路径,所以能够具有更加优异的耐久性。

而且,优选上述光电转换元件还在上述透明基板中的与上述透明导电层相反侧的表面具有覆盖层,在上述透明基板的厚度方向上观察上述覆盖层的情况下,上述覆盖层覆盖上述氧化物半导体层,上述覆盖层的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长与上述氧化物半导体层的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长相互不同。

在该情况下,覆盖层的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长与氧化物半导体层的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长不同。因此,能够抑制应被氧化物半导体层充分吸收的光被覆盖层充分吸收。因此,能够抑制光电转换元件中的光电转换特性的降低。而且也能够将光电转换元件的氧化物半导体层的颜色调整为所希望的颜色。

在上述光电转换元件中,优选上述透明导电层具有被配置于上述密封部的内侧的主体部,并在上述透明导电层形成槽,至少一部分的上述槽具有沿着上述密封部的外形而形成的第一槽,上述绝缘材料进入上述第一槽,并且也连续地覆盖上述主体部的边缘部。

根据该光电转换元件,在透明导电层形成槽,该槽具有沿着环状的密封部的外形而形成的第一槽。而且,绝缘材料进入该第一槽,并且该绝缘材料也连续地覆盖主体部的边缘部。因此,在透明基板的内部且是槽的下方的位置沿着槽形成裂缝,即使该裂缝连接到主体部的边缘部,也能够通过绝缘材料充分地抑制经由该裂缝的来自密封部的外部的水分的侵入。因此,根据本发明的光电转换元件,能够具有优异的耐久性。

优选上述光电转换元件在上述导电性基板上还具备通过上述透明基板中的设置有上述透明导电层的面侧覆盖上述光电转换单元的背板的情况下,上述槽具有上述第一槽、以及沿着上述透明导电层中的除去上述主体部的部分的边缘部形成,并与上述背板的周边部交叉的第二槽,上述绝缘材料进入上述第二槽,并且也覆盖上述透明导电层中的除去上述主体部的部分的边缘部。

若上述第二槽与上述背板的周边部交叉,则水分能够通过该第二槽侵入到背板与透明导电性基板之间的空间。在该情况下,绝缘材料进入第二槽,绝缘材料也覆盖透明导电层中的除去上述主体部的部分的边缘部,从而充分地抑制从背板的外侧朝向内侧的水分的侵入。因此,能够充分地抑制侵入到背板与透明导电性基板之间的空间的水分通过密封部进入密封部的内侧。因此,能够充分地抑制光电转换元件的耐久性的降低。

在上述光电转换元件中,优选在上述导电性基板上,沿着上述背板的周边部整周连续地设置有上述绝缘材料。

在该情况下,能够充分地抑制水分从背板的外侧侵入到背板的内侧。而且由于绝缘材料被着色,所以能够通过绝缘材料来遮挡背板的颜色、表面形状。另外,通过使绝缘材料着色,能够在光电转换元件的导电性基板上自由地显示所希望的文字、设计。因此,即使在光电转换元件具备背板的情况下也能够实现良好的外观。

优选上述光电转换元件具备多个上述光电转换单元,且上述导电性基板由多个光电转换单元的共用的导电性基板构成,通过包含上述第一槽的上述槽,使上述多个光电转换单元绝缘。

在多个光电转换单元之间,即使在相邻的两个单元的透明导电层彼此之间设置槽而使其绝缘,也存在因受到污染等导致在透明导电层彼此之间流动微小的电流而使绝缘不充分的可能性。在该情况下,绝缘材料至少进入第一槽,从而能够抑制在透明导电层彼此之间流动的漏电流并能够充分地确保绝缘性。因此,能够提高光电转换特性。

在上述光电转换元件中,优选还具备:导电部,其具有至少一个端子部,该端子部以与上述透明导电层接触的方式被设置于上述导电性基板上且是上述密封部与上述导电性基板的边缘部之间的区域中的、未设置有上述绝缘材料的区域;以及防止光的透过的透光防止层,其以至少与上述端子部邻接的方式被设置于上述导电性基板上且是上述密封部与上述导电性基板的边缘部之间的区域中的、未设置有上述绝缘材料的区域,上述端子部的至少一部分以及上述透光防止层分别被着色。

在该光电转换元件中,由于端子部的至少一部分被着色,并且与端子部的至少一部分邻接的透光防止层被着色,所以在导电性基板的厚度方向观察光电转换元件的情况下,能够充分地抑制可明显地看见端子部。因此,能够实现良好的外观。另外,根据本发明的光电转换元件,由于不用使透明导电层着色就能够解决,所以能够充分地抑制光电转换元件的光电转换特性的降低。

在上述光电转换元件中,优选上述氧化物半导体层与上述透光防止层之间的L*a*b*颜色空间的L*的差是5以下,上述氧化物半导体层与被着色的上述端子部之间的L*a*b*颜色空间的L*的差是5以下。

在该情况下,能够使端子部以及透光防止层的各自的颜色更加接近氧化物半导体层的颜色。换句话说,能够使端子部、透光防止层以及氧化物半导体层的颜色接近单一颜色。因此,能够更加充分地抑制相对于氧化物半导体层可明显地看见端子部以及透光防止层。因此,能够实现更加良好的外观。

在上述光电转换元件中,优选上述导电部具有:至少1根布线材料,其被设置于上述导电性基板中的上述密封部侧;第一连接部,其与上述布线材料的一端连接,并且在从上述透明基板侧在上述导电性基板的厚度方向观察上述光电转换元件的情况下,其被配置于上述密封部的外侧;以及第二连接部,其与上述布线材料的另一端连接,上述透光防止层以在上述导电性基板的厚度方向上与上述布线材料重叠的方式被设置于上述布线材料与上述导电性基板之间。

在该情况下,由于在导电性基板与布线材料之间,布线材料和透光防止层以重叠的方式被设置,所以在导电性基板的厚度方向观察光电转换元件的情况下,能够遮挡处于透光防止层的里侧的布线材料。因此,能够实现良好的外观。

在上述光电转换元件中,优选上述对置基板由具有金属基板的电极构成,上述第二连接部中的至少一个由上述金属基板构成。

在上述光电转换元件中,也可以将上述第二连接部中的至少一个配置于上述密封部的外侧,将上述第一连接部以及上述第二连接部直接设置在共用的上述透明导电层上。

在上述光电转换元件中,优选上述透光防止层以在上述导电性基板的厚度方向上观察上述光电转换元件的情况下覆盖上述密封部与上述导电性基板的边缘部之间的区域中的、上述绝缘材料以及上述导电部以外的区域的全部的方式被设置在上述导电性基板的上述密封部侧的表面。

在该情况下,由于在从透明基板侧向导电性基板的厚度方向观察光电转换元件情况下,密封部与导电性基板的边缘部之间的区域中的、至少绝缘材料以及导电部以外的区域被透光防止层遮挡,所以能够实现良好的外观。

在上述光电转换元件中,优选在从上述透明基板侧向上述导电性基板的厚度方向观察上述光电转换元件的情况下,在上述导电性基板上设置有具有与上述透光防止层不同的颜色的异色部。

在该情况下,由于异色部示出与透光防止层不同的颜色,所以在从透明基板侧向导电性基板的厚度方向观察光电转换元件的情况下能够通过该异色部显示所希望的文字、设计。

在上述光电转换元件中,优选上述透光防止层以在上述导电性基板的厚度方向上观察上述光电转换元件的情况下至少覆盖上述密封部与上述导电性基板的边缘部之间的区域中的、上述绝缘材料、上述导电部以及上述异色部以外的区域的全部的方式被设置于上述导电性基板的上述密封部侧的表面。

在该情况下,在从透明基板侧向导电性基板的厚度方向观察光电转换元件的情况下,密封部与导电性基板的边缘部之间的区域中的至少绝缘材料、导电部以及异色部以外的区域被透光防止层遮挡,所以能够实现更加良好的外观。

此外,在本发明中,所谓的“被着色”是指L*a*b*颜色空间的L*不足35。在这里,L*在将相对于CIE的D65标准光的700nm的分光反射率设为x、将546.1nm的分光反射率设为y、将435.8nm的分光反射率设为z时由下式来定义。

L*=116×(0.2126z+0.7152y+0.0722x)1/3-16

而且所谓的“透光防止层”是指可见光的波长区域中的光的平均透过率是50%以下的层。而且所谓的可见光的波长区域是指380~800nm的波段。

而且在本发明中,“光电转换元件”中包含使用光敏染料来进行发电的染料敏化光电转换元件。而且“染料敏化光电转换元件”中包含利用太阳光来进行发电的染料敏化光电转换元件、以及利用室内灯等不是太阳光的光来进行发电的染料敏化光电转换元件。

而且在本发明中,“光电转换单元”中包含使用光敏染料来进行发电的染料敏化光电转换单元。而且“染料敏化光电转换单元”中包含利用太阳光来进行发电的染料敏化光电转换单元、以及利用室内灯等不是太阳光的光来进行发电的染料敏化光电转换单元。

根据本发明,提供一种实现良好的外观并且具有优异的耐久性的光电转换元件。

附图说明

图1是表示本发明的光电转换元件的第一实施方式的剖面端视图。

图2是表示本发明的光电转换元件的第一实施方式的一部分的俯视图。

图3是表示图1的光电转换元件中的透明导电层的图案的俯视图。

图4是表示图1的第一一体化密封部的俯视图。

图5是表示图1的第二一体化密封部的俯视图。

图6是从导电性基板侧观察到的图1的光电转换元件的俯视图。

图7是沿着图2的VII-VII线的剖面端视图。

图8是表示形成了用于固定绝缘材料以及背板的连结部的作用极的俯视图。

图9是表示用于形成图4的第一一体化密封部的第一一体化密封部形成体的俯视图。

图10是表示本发明的光电转换元件的第二实施方式的剖面端视图。

图11是表示本发明的光电转换元件的第二实施方式的一部分的俯视图。

图12是沿着图11的XII-XII线的剖面端视图。

图13是表示形成了用于固定绝缘材料以及背板的透光防止层的作用极的俯视图。

图14是从导电性基板侧观察到的图10的光电转换元件的俯视图。

图15是表示从导电性基板侧观察到的本发明的光电转换元件的第十一实施方式的一部分的状态的俯视图。

图16是表示本发明的光电转换元件的第三实施方式的一部分的俯视图。

图17是表示本发明的光电转换元件的第四实施方式的一部分的俯视图。

图18是表示本发明的光电转换元件的第五实施方式的一部分的俯视图。

图19是表示本发明的光电转换元件的第六实施方式的一部分的俯视图。

图20是表示从导电性基板侧观察到的本发明的光电转换元件的第七实施方式的状态的俯视图。

图21是表示本发明的光电转换元件的第八实施方式的一部分的剖面端视图。

图22是表示本发明的光电转换元件的第九实施方式的一部分的剖面端视图。

图23是表示本发明的光电转换元件的第十实施方式的一部分的俯视图。

图24是表示本发明的光电转换元件的第十一实施方式的一部分的剖面端视图。

具体实施方式

<第一实施方式>

以下,参照图1~图7对本发明的光电转换元件的优选的第一实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的光电转换元件的第一实施方式的剖面端视图,图2是表示本发明的光电转换元件的第一实施方式的一部分的俯视图,图3是表示图1的光电转换元件中的透明导电层的图案的俯视图,图4是表示图1的第一一体化密封部的俯视图,图5是表示图1的第二一体化密封部的俯视图,图6是从导电性基板侧观察到的图1的光电转换元件的俯视图,图7是沿着图2的VII-VII线的剖面端视图。

如图1所示,光电转换元件100具有多个(在图1中是4个)光电转换单元(以下,有时仅称为“单元”)50、以及以覆盖单元50的方式设置的背板(Back seat)80。如图2所示,多个单元50通过作为导电材料的布线材料60P以串联的方式被连接。以下,为了便于说明,有时将光电转换元件100中的4个单元50称为单元50A~50D。

如图1所示,多个单元50分别具备:导电性基板15、与导电性基板15对置的对置基板20、使导电性基板15以及对置基板20接合的环状的密封部30A、以及被设置在导电性基板15与对置基板20之间的氧化物半导体层13。在由导电性基板15、对置基板20以及环状的密封部30A形成的单元空间内填充有电解质40。而且氧化物半导体层13担载有染料。

在本实施方式中,对置基板20由异性极构成,具备兼作基板和电极的金属基板21、以及被设置于金属基板21的导电性基板15侧促进催化反应的催化剂层22。而且在相邻的两个单元50中,对置基板20彼此相互分离。

如图1以及图2所示,导电性基板15具有透明基板11、以及被设置在透明基板11上的作为电极的透明导电层12。透明基板11作为单元50A~50D的共用的透明基板来使用。在导电性基板15的透明导电层12上设置有至少一个氧化物半导体层13。氧化物半导体层13被配置于环状的密封部30A的内侧。而且在导电性基板15的透明导电层12上设置有连接端子16。而且在导电性基板15与密封部30A之间设置有被着色的绝缘材料33。在本实施方式中,由导电性基板15以及氧化物半导体层13构成作用极10。

如图2以及图3所示,透明导电层12由以相互绝缘的状态设置的透明导电层12A~12F构成。即,透明导电层12A~12F相互隔着槽90配置。在这里,透明导电层12A~12D分别构成多个单元50A~50D的透明导电层12。而且透明导电层12E以沿着密封部30A折弯的方式被配置。透明导电层12F是用于固定背板80的周边部80a的环状的透明电极层12(参照图1)。

如图3所示,透明导电层12A~12D均具有:具有侧边缘部12b的四边形的主体部12a、以及从主体部12a的侧边缘部12b向侧方突出的突出部12c。

如图2所示,透明导电层12A~12D中的透明导电层12C的突出部12c具有相对于单元50A~50D的排列方向X向侧方伸出的伸出部12d、以及从伸出部12d沿着单元50A~50D的排列方向X延伸,并经由槽90与相邻的单元50D的主体部12a对置的对置部12e。

在单元50B中,透明导电层12B的突出部12c也具有伸出部12d和对置部12e。而且在单元50A中,透明导电层12A的突出部12c也具有伸出部12d和对置部12e。

此外,单元50D已经与单元50C连接,不存在其他应连接的单元50。因此,在单元50D中,透明导电层12D的突出部12c不具有对置部12e。即透明导电层12D的突出部12c由仅由伸出部12d构成。

其中,透明导电层12D还具有用于将由光电转换元件100产生的电流取出到外部的第一电流取出部12f、以及对第一电流取出部12f和主体部12a进行连接,并沿着透明导电层12A~12C的侧边缘部12b延伸的连接部12g。第一电流取出部12f被配置于单元50A的周围且是相对于透明导电层12A来说与透明导电层12B相反侧。

另一方面,透明导电层12E也具有用于将由光电转换元件100产生的电流取出到外部的第二电流取出部12h,第二电流取出部12h被配置于单元50A的周围且是相对于透明导电层12A来说与透明导电层12B相反侧。而且,第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h以经由槽90相邻的方式被配置在单元50A的周围。在这里,槽90由沿着环状的密封部30A的外形而形成的第一槽90A、以及沿着透明导电层12中的除去主体部12a的部分的边缘部形成,并与背板80的周边部80a交叉的第二槽90B构成。具体而言,第一槽90A沿着透明导电层12的主体部12a的边缘部形成。

另外,在透明导电层12A~12C的各突出部12c以及透明导电层12E上设置有连接端子16。具体而言,在从透明基板11侧向导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件100的情况下,连接端子16被设置于密封部30A的外侧。各连接端子16具有与布线材料60P连接,且在密封部30A的外侧沿着密封部30A延伸的导电材料连接部即布线材料连接部16A、以及从布线材料连接部16A开始在密封部30A的外侧沿着密封部30A延伸的导电材料非连接部即布线材料非连接部16B。在本实施方式中,在透明导电层12A~12C中,连接端子16中的至少布线材料连接部16A被设置在突起部12c的对置部12e上,与连接的相邻的单元50的主体部12a对置。在透明导电层12E中,连接端子16中的布线材料连接部16A与连接的相邻的单元50A的主体部12a对置。而且,布线材料非连接部16B的宽度比布线材料连接部16A的宽度窄。在这里,布线材料连接部16A以及布线材料非连接部16B的宽度分别为一定。此外,所谓的布线材料连接部16A的宽度是指与布线材料连接部16A的延伸方向正交的方向的长度且是布线材料连接部16A的宽度中的最窄的宽度,所谓的布线材料非连接部16B的宽度是指与布线材料非连接部16B的延伸方向正交的方向的长度且是布线材料非连接部16B的宽度中的最窄的宽度。

而且,被设置在单元50C中的透明导电层12C的突出部12c上的连接端子16的布线材料连接部16A与相邻的单元50D中的对置基板20的金属基板21经由布线材料60P连接。布线材料60P以在密封部30A上通过的方式被配置。同样地,单元50B中的连接端子16的布线材料连接部16A与相邻的单元50C中的对置基板20的金属基板21经由布线材料60P连接,单元50A中的连接端子16的布线材料连接部16A与相邻的单元50B中的对置基板20的金属基板21经由布线材料60P连接,透明导电层12E上的连接端子16的布线材料连接部16A与相邻的单元50A中的对置基板20的金属基板21经由布线材料60P连接。换言之,布线材料60P的一端与单元50C的连接端子16连接,布线材料60P的另一端与单元50D的对置基板20的金属基板21连接。在这里,金属基板21构成第二连接部,连接端子16构成第一连接部。即,作为端子部的连接端子16兼作第一连接部。同样地,布线材料60P的一端与单元50B的连接端子16连接,布线材料60P的另一端与单元50C的对置基板20的金属基板21连接。而且布线材料60P的一端与单元50A的连接端子16连接,布线材料60P的另一端与单元50B的对置基板20的金属基板21连接。而且布线材料60P的一端与透明导电层12E上的连接端子16连接,布线材料60P的另一端与单元50A的对置基板20的金属基板21连接。

而且在第一电流取出部12f、第二电流取出部12h上分别设置有外部连接端子18a、18b。

如图1所示,密封部30A具有被设置在导电性基板15与对置基板20之间的环状的第一密封部31A、以与第一密封部31A重叠的方式设置,并与第一密封部31A一起夹持对置基板20的边缘部20a的第二密封部32A。而且,如图4所示,相邻的第一密封部31A彼此被一体化而构成第一一体化密封部31。换言之,第一一体化密封部31由未被设置在相邻的两个对置基板20之间的环状的部分(以下,称为“环状部”)31a、以及被设置在相邻的两个对置基板20之间,分隔环状的部分31a的内侧开口31c的部分(以下,称为“分隔部”)31b构成。而且如图5所示,第二密封部32A彼此在相邻的对置基板20之间被一体化,而构成第二一体化密封部32。第二一体化密封部32由未被设置在相邻的两个对置基板20之间的环状的部分(以下,称为“环状部”)32a、以及被设置在相邻的两个对置基板20之间,分隔环状的部分32a的内侧开口32c的部分(以下,称为“分隔部”)32b构成。此外,在本实施方式中,在第一密封部31A的内壁面与氧化物半导体层13之间设置有间隙。换言之,第一密封部31A的内壁面和氧化物半导体层13相互分离。

而且如图1所示,在第一密封部31A与导电性基板15之间,以进入相邻的透明导电层12A~12F彼此间的槽90并且横跨相邻的透明导电层12的方式,沿着环状的密封部30A的外形在整周设置有绝缘材料33。若详细叙述,绝缘材料33在槽90中的、形成有沿着透明导电层12的主体部12a的边缘部形成的第一槽90A的部分,进入第一槽90A,并且还连续地覆盖形成有第一槽90A的主体部12a的边缘部。另一方面,在未形成有第一槽90A的主体部12a与突出部12c之间,在透明导电层12上形成有绝缘材料33,沿着密封部30A的外形,遍及整周地形成有绝缘材料33。另外,绝缘材料33也以隔着第一槽90A连续地覆盖与主体部12a相反侧的透明导电层12的边缘部的方式,被设置在密封部30A的外侧。此外,在本实施方式中,槽90中的第二槽90B、连接第一槽90A和第二槽90B的槽没有被绝缘材料33覆盖。

如图1所示,在导电性基板15上设置有背板80。背板80以在透明基板11的设置有透明导电层12的面侧覆盖单元50的方式被设置。背板80包含层叠体80A以及粘合部80B,层叠体80A包含耐久性层和金属层,粘合部80B被设置于相对于层叠体80A与金属层相反侧,经由被着色的绝缘性的连结部14(以下,称为“绝缘材料14”)与导电性基板15粘合。在这里,粘合部80B是用于使背板80粘合于导电性基板15的部件,如图1所示,也可以被形成于层叠体80A的周边部。其中,粘合部80B也可以被设置于层叠体80A的单元50侧的面整体。背板80的周边部80a通过粘合部80B,经由绝缘材料14与透明导电层12中的透明导电层12D、12E、12F连接。在这里,粘合部80B与单元50的密封部30A分离。而且绝缘材料14也与密封部30A分离。此外,在比背板80靠内侧并且是密封部30A的外侧的空间内未填充电解质40。

而且如图2所示,在透明导电层12D中,布线材料17以在主体部12a、连接部12g以及电流取出部12f上通过的方式延伸。在这里,布线材料17是集电布线,具有比透明导电层12D低的电阻以及集电功能。该布线材料17以不与背板80与导电性基板15之间的绝缘材料14交叉的方式被配置。换言之,将布线材料17配置于比绝缘材料14靠内侧。

此外,如图2所示,在各单元50A~50D上分别以并联的方式连接有旁路二极管70A~70D。具体而言,将旁路二极管70A固定在单元50A与单元50B之间的第二一体化密封部32的分隔部32b上,将旁路二极管70B固定在单元50B与单元50C之间的第二一体化密封部32的分隔部32b上,将旁路二极管70C固定在单元50C与单元50D之间的第二一体化密封部32的分隔部32b上。将旁路二极管70D固定在单元50D的密封部30A上。而且,以在旁路二极管70A~70D上通过的方式在对置基板20的金属基板21上固定有布线材料60Q。而且从旁路二极管70A、70B间、旁路二极管70B、70C间、旁路二极管70C、70D间的布线材料60Q分别分支出布线材料60P,并分别与透明导电层12A上的布线材料连接部16A、透明导电层12B上的布线材料连接部16A、透明导电层12C上的布线材料连接部16A连接。而且在单元50A的对置基板20的金属基板21上也固定有布线材料60P,该布线材料60P对旁路二极管70A与透明导电层12E上的连接端子16的布线材料连接部16A进行连接。而且旁路二极管70D经由布线材料60P与透明导电层12D连接。

另外,如图1所示,在各单元50的对置基板20上设置有干燥剂95。

在上述光电转换元件100中设置有槽90,槽90具有沿着环状的密封部30A的外形而形成的第一槽90A。而且,绝缘材料33进入该第一槽90A,并且该绝缘材料33也连续地覆盖主体部12a的边缘部。因此,在透明基板11的内部且是槽90的下方的位置沿着槽90形成裂缝,即使该裂缝连接到主体部12a的边缘部,也能够通过绝缘材料33充分地抑制经由该裂缝的来自密封部30A的外部的水分的侵入。因此,根据光电转换元件100,能够具有优异的耐久性。而且根据光电转换元件100,由于绝缘材料33被着色,所以如图6所示,在从导电性基板15观察光电转换元件100的情况下,能够遮挡处于绝缘材料33的里侧的第一密封部31A、对置基板20的颜色、形状。并且,通过使绝缘材料33着色,能够在光电转换元件100的导电性基板15上自由地显示所希望的文字、设计。因此,能够实现良好的外观。另外,虽然通过向密封部30A导入着色剂来使密封部30A着色,也能够遮挡对置基板20的颜色,但与该情况相比,本发明能够提高光电转换元件100的耐久性。

而且在光电转换元件100中,由于沿着密封部30A的外形以遍及整周的方式设置有绝缘材料33,所以能够遍及整周地切断来自外部的水分的侵入路径,能够具有更加优异的耐久性。

而且在光电转换元件100中,沿着主体部12a的边缘部设置有第一槽90A。因此,与将第一槽90A形成在比主体部12a的边缘部靠外侧的情况相比,能够缩小被第一槽90A围起的区域,并能够使光电转换元件100小型化。

而且在光电转换元件100中,由于在背板80的周边部80a的整周设置有绝缘材料14,所以能够充分地抑制水分从背板80的外侧侵入到背板80的内侧。

而且光电转换元件100由于绝缘材料33也进入到邻接的单元50的透明导电层12之间的第一槽90A,所以能够抑制电流流入到透明导电层12彼此之间而能够充分地确保绝缘性。因此,能够提高光电转换特性。

而且在光电转换元件100中,密封部30A和绝缘材料33以重叠的方式被配置。因此,与绝缘材料33以未与密封部30A重叠的方式配置的情况相比,能够进一步增加从光电转换元件100的受光面侧观察到的、有助于发电的部分的面积。因此,能够进一步提高开口率。

而且在光电转换元件100中,第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h被配置于单元50A的周围且是相对于透明导电层12A与透明导电层12B相反侧,透明导电层12A的第一电流取出部12f以及透明导电层12F的第二电流取出部12h被配置成相互经由槽90相邻。因此,在光电转换元件100中,能够将外部连接端子18a、18b以相邻的方式分别配置于第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h。因此,能够将用于将电流从外部连接端子18a、18b取出到外部的连接器的个数设为一个。即,假设在将第一电流取出部12f配置于相对于透明导电层12D与透明导电层12C相反侧的情况下,由于第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h以相互分离较远的方式被配置,所以外部连接端子18a、18b也以分离较远的方式被配置。在该情况下,在从光电转换元件100取出电流时,需要与外部连接端子18a连接的连接器、以及与外部连接端子18b连接的连接器这两个连接器。然而,根据光电转换元件100,由于能够以相邻的方式配置外部连接端子18a、18b,所以用一个连接器即可。因此,根据光电转换元件100,能够实现节省空间化。另外,若在低照度下使用光电转换元件100,则发电电流较小。具体而言,发电电流是2mA以下。因此,将单元50A~50D的两端的单元50A、50D中的一端侧的单元50D的透明导电层12D的一部分经由槽90作为第一电流取出部12f配置于与另一端侧的单元50A的对置基板20的金属基板21电连接的第二电流取出部12h的附近,也能够充分地抑制光电转换元件100的光电转换性能的降低。

另外,在光电转换元件100中,单元50A~50D沿着X方向排列成一列,单元50A~50D的两端的单元50A、50D中的一端侧的单元50D的透明导电层12D具有被设置于密封部30A的内侧的主体部12a、第一电流取出部12f、以及连接主体部12a和第一电流取出部12f的连接部12g。因此,与使作为单元50A~50D的一部分的单元50C、50D在中途折回,而使单元50A和单元50D以彼此相互相邻的方式配置的情况相比,能够进一步缩短为了连接相邻的两个单元50彼此而沿着单元50A~50D的排列方向(图2的X方向)设置的连接端子16的设置区域,能够进一步实现节省空间化。另外,根据光电转换元件100,由于在低照度环境下使用该光电转换元件100的情况下,通常发电电流较小,所以即使光电转换元件100还具有连接主体部12a和第一电流取出部12f的连接部12g,也能够充分地抑制光电转换特性的降低。

并且,在光电转换元件100中,布线材料17以不与背板80与导电性基板15之间的绝缘材料14交叉的方式被配置。由于布线材料17一般是多孔质所以具有通气性,若在水蒸气等气体能够透过的位置,布线材料17以不与背板80和导电性基板15之间的绝缘材料14交叉的方式被配置,则能够防止水蒸气等通过布线材料17从外部侵入到背板80与导电性基板15之间的空间。其结果,光电转换元件100能够具有优异的耐久性。而且由于布线材料17具有比透明导电层12D低的电阻,所以即使发电电流增大,也能够充分地抑制光电转换特性的降低。

并且,在将光电转换元件100放置于温度变化较大的环境下的情况下,连接端子16的宽度越窄,连接端子16越难以从透明导电层12的突出部12c剥离。这一点,在光电转换元件100中,连接端子16中的布线材料非连接部16B具有比与布线材料60P连接的布线材料连接部16A窄的宽度。因此,连接端子16中的布线材料非连接部16B难以从透明导电层12的突出部12c剥离。因此,假设即使布线材料连接部16A从透明导电层12的突出部12c剥离,布线材料非连接部16B也能够不从透明导电层12剥离而维持针对透明导电层12的连接。而且即使布线材料连接部16A从透明导电层12的突出部12c剥离,光电转换元件100也能够正常地动作。因此,根据光电转换元件100,能够提高连接可靠性。另外,与相邻的两个单元50之一的单元50中的对置基板20的金属基板21连接的布线材料60P与另一个单元50中的突出部12c上的布线材料连接部16A连接,布线材料连接部16A在突出部12c上被设置于密封部30A的外侧。即,相邻的两个单元50彼此的连接在密封部30A的外侧进行。因此,根据光电转换元件100,能够提高开口率。

而且在光电转换元件100中,在单元50A~50D中的与相邻的单元50连接的单元50中,突出部12c具有从主体部12a向侧方伸出的伸出部12d、以及从伸出部12d开始延伸并与相邻的单元50的主体部12a对置的对置部12e,将连接端子16中的至少布线材料连接部16A设置在对置部12e上。

在该情况下,由于将连接端子16中的至少布线材料连接部16A被设置在与相邻的单元50的主体部12a对置的对置部12e上,所以与未将连接端子16中的至少布线材料连接部16A被设置在与相邻的单元50的主体部12a对置的对置部12e上的情况不同,能够充分地防止与布线材料连接部16A连接的布线材料60P穿过相邻的单元50的对置基板20的金属基板21。其结果,能够充分地防止相邻的单元50彼此间的短路。

而且在光电转换元件100中,布线材料连接部16A以及布线材料非连接部16B均沿着密封部30A被配置。因此,与沿着远离密封部30A的方向配置布线材料连接部16A以及布线材料非连接部16B的情况相比,能够节省连接端子16所需要的空间。

而且在光电转换元件100中,背板80的粘合部80B与单元50的密封部30A分离。因此,充分地抑制粘合部80B因在低温时收缩而拉动密封部30A,从而对密封部30A与导电性基板15或者对置基板20的界面施加过大的应力。另外,充分地抑制在高温时粘合部80B因膨胀而按压密封部30A,从而对密封部30A与导电性基板15或者对置基板20的界面施加过大的应力。即,不论是在高温时还是低温时,都能够充分地抑制对密封部30A与导电性基板15或者对置基板20的界面施加过大的应力。因此,光电转换元件100能够具有优异的耐久性。

接下来,对导电性基板15、连接端子16、氧化物半导体13、绝缘材料14、33、染料、对置基板20、密封部30A、电解质40、布线材料60P、60Q、背板80以及干燥剂95进行详细说明。

(导电性基板)

构成导电性基板15所包含的透明基板11的材料例如可以是透明的材料,作为这样的透明的材料,例如可举出硼硅玻璃、钠钙玻璃、白玻璃、石英玻璃等玻璃;聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、以及聚醚砜树脂(PES)等。透明基板11的厚度根据光电转换元件100的尺寸来适当地决定,并没有特别限定,但例如是50~10000μm的范围内即可。

作为导电性基板15所包含的透明导电层12所包含的材料,例如可举出氧化铟锡(ITO)、氧化锡(SnO2)、氟掺杂的氧化锡(FTO)等导电性金属氧化物。透明导电层12可以是单层,也可以由包含不同的导电性金属氧化物的多层的层叠体构成。在由单层构成透明导电层12的情况下,透明导电层12具有较高的耐热性以及耐药品性,所以优选包含FTO。透明导电层12也可以进一步包含玻璃粉。透明导电层12的厚度例如是0.01~2μm的范围内即可。

而且并没有对透明导电层12中的透明导电层12D的连接部12g的电阻值进行特别限制,但优选是用下述式(1)来表示的电阻值以下。

电阻值=串联连接的单元50的个数×120Ω (1)

在该情况下,与连接部12g的电阻值超过用上述式(1)来表示的电阻值的情况相比,能够充分地抑制光电转换元件100的性能降低。在本实施方式中,由于单元50的个数是4个,所以用上述式(1)来表示的电阻值为480Ω,所以优选连接部12g的电阻值是480Ω以下。

此外,被形成于透明导电层12的槽90具有第一槽90A和第二槽90B,但槽90也可以不具有第二槽90B。

(连接端子)

连接端子16包含金属材料。作为金属材料,例如可举出银、铜以及铟等。这些金属可以单独或者组合2种以上来使用。

而且连接端子16可以用与布线材料60P相同的材料构成也可以用不同的材料构成,优选用相同的材料构成。

在该情况下,由于连接端子16以及布线材料60P用相同的材料构成,所以能够进一步充分地提高连接端子16与布线材料60P的紧贴性。因此,能够进一步提高光电转换元件100中的连接可靠性。

在连接端子16中,布线材料非连接部16B的宽度只要比布线材料连接部16A的宽度窄即可,并没有对其进行特别限制,但优选是布线材料连接部16A的宽度的1/2以下。

在该情况下,与布线材料非连接部16B的宽度超过布线材料连接部16A的宽度的1/2的情况相比,能够进一步提高光电转换元件100的连接可靠性。

并没有对布线材料连接部16A的宽度进行特别限制,但优选是0.5~5mm,更为优选是0.8~2mm。

而且连接端子16的布线材料连接部16A以及布线材料非连接部16B的宽度也可以不是一定的。例如布线材料连接部16A以及布线材料非连接部16B的宽度也可以分别沿着连接端子16的延伸方向变化。例如也可以为布线材料非连接部16B中从距离布线材料连接部16A最远侧的端部朝向最近侧的端部,宽度单调地增加,布线材料连接部16A中从布线材料非连接部16B侧的端部朝向比导电部件非连接部16B更远侧的端部,宽度单调地增加。

而且布线材料连接部16A以及布线材料非连接部16B分别沿着密封部30A被设置,但它们也可以以向远离密封部30A的方向延伸的方式被形成。但是,在该情况下,优选将布线材料连接部16A被配置于比布线材料非连接部16B更接近密封部30A的位置。在该情况下,能够进一步缩短布线材料60P。

或者,在被形成在透明导电层12A~12C上的连接端子16中,布线材料非连接部16B也可以以与布线材料连接部16A正交的方式被配置。

(氧化物半导体层)

氧化物半导体层13由氧化物半导体粒子构成。氧化物半导体粒子例如由氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)、氧化铌(Nb2O5)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In3O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化镓(Ta2O5)、氧化镧(La2O3)、氧化钇(Y2O3)、氧化钬(Ho2O3)、氧化铋(Bi2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)或者它们之中的2种以上构成。

氧化物半导体层13通常由用于吸收光的吸收层构成,但也可以由吸收层和对透过吸收层的光进行反射使其返回到吸收层的反射层构成。

氧化物半导体层13的厚度通常为0.5~50μm即可,但优选为18~35μm。在该情况下,与厚度不足18μm的情况相比,能够充分地抑制由于来自氧化物半导体层13的反射光或者散射光,而在从导电性基板15侧观察光电转换元件100时,可清晰地看见氧化物半导体层13的周围。另一方面,若厚度是18~35μm,与厚度超过35μm的情况相比,能够进一步充分地抑制从透明导电层12的氧化物半导体层13的剥离、氧化物半导体层13中的裂纹的产生。

(绝缘材料)

作为绝缘材料33,能够使用被着色的玻璃粉等无机材料、被着色的树脂。其中,绝缘材料33优选被着色的玻璃粉。由于被着色的玻璃粉与树脂材料相比具有较高的密封性能,所以能够有效地抑制来自第一槽90A的水分等的侵入。绝缘材料33的厚度通常是10~30μm,优选是15~25μm。另外,绝缘材料33覆盖透明导电层12的边缘部的宽度优选是0.2mm以上,更为优选是0.5mm以上。将覆盖透明导电层12的边缘部的宽度设为0.2mm以上,从而能够充分地确保邻接的单元50的透明导电层12之间的绝缘性。但是,优选绝缘材料33覆盖透明导电层12的边缘部的宽度是5mm以下。

并没有对绝缘材料33的颜色进行特别限定,能够根据目的使用各种颜色。例如若不在导电性基板15上显示文字、设计,绝缘材料33的颜色为与氧化物半导体层13相同系统的颜色即可。在这里,所谓的与氧化物半导体层13相同系统的颜色是指在绝缘材料33与氧化物半导体层13之间,L*a*b*颜色空间的L*、a*、b*的差分别为5以下的颜色。

构成绝缘材料14的材料能够使背板80和透明导电层12粘合,只要是被着色并且具有绝缘性就并不特别限制,作为构成绝缘材料14的材料,例如能够使用带有颜色的玻璃粉、向与密封部31A所使用的树脂材料相同的树脂材料中混合着色剂而成的材料等。其中,绝缘材料14优选带有颜色的玻璃粉。由于带有颜色的玻璃粉与树脂材料相比具有较高的密封性能,所以能够有效地抑制来自背板80的外侧的水分等的侵入。

由于绝缘材料14被着色,所以能够通过绝缘材料14来遮挡背板80的颜色、表面形状。另外,通过使绝缘材料14着色,能够在光电转换元件100的导电性基板15上自由地显示所希望的文字、设计。因此,即使在光电转换元件100具备背板80的情况下也能够实现良好的外观。

(染料)

作为染料,例如可举出:具有含有联吡啶结构、三联吡啶结构等的配位体的钌络合物;卟啉、曙红、罗丹明、花青等有机染料等光敏染料;卤化铅基钙钛矿等有机-无机复合染料等。作为卤化铅基钙钛矿,例如使用CH3NH3PbX3(X=Cl、Br、I)。在这里,在作为染料使用光敏染料的情况下,光电转换元件100成为染料敏化光电转换元件。

在上述染料中,优选由具有包含联吡啶结构或者三联吡啶结构的配位体的钌络合物构成的光敏染料。在该情况下,能够进一步提高光电转换元件100的光电转换特性。

(对置基板)

如上所述,对置基板20具备兼作基板和电极的金属基板21、以及被设置于金属基板21中的导电性基板15侧并促进对置基板20的表面上的还原反应的导电性的催化剂层22。

金属基板21例如由钛、镍、铂、钼、钨、铝、不锈钢等耐腐蚀性的金属材料构成。金属基板21的厚度根据光电转换元件100的尺寸来适当地决定,并不进行特别限定,例如为0.005~0.1mm即可。

催化剂层22由铂、碳系材料或者导电性高分子等构成。其中,根据使在从导电性基板15的光入射侧观察光电转换元件100的情况下,能够从氧化物半导体层13与密封部30之间的间隙看到的对置基板20的颜色、形状等变得不明显的观点来看,优选碳系材料。在这里,作为碳系材料可举出炭黑、碳纳米管以及科琴黑等。它们能够单独或者组合2种以上来使用。

(密封部)

密封部30A由第一密封部31A和第二密封部32A构成。

作为构成第一密封部31A的材料,例如可举出包括离聚物、乙烯-醋酸乙烯酯酸酐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等的改性聚烯烃树脂、紫外线固化树脂、以及乙烯醇系聚合物等树脂。

第一密封部31A的厚度通常是40~90μm,优选是60~80μm。

作为构成第二密封部32A的材料,与第一密封部31A相同,例如可举出包括离聚物、乙烯-醋酸乙烯酯酸酐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等的改性聚烯烃树脂、紫外线固化树脂、以及乙烯醇系聚合物等树脂。

第二密封部32A的厚度通常是20~45μm,优选是30~40μm。

此外,在密封部30A中也可以省略第二密封部32A。

优选对置基板20与分隔部31b的粘合部的宽度P是对置基板20与第一一体化密封部31的环状部31a的粘合部的宽度Q的25%以上且小于100%。在该情况下,与粘合部的宽度P小于粘合部的宽度Q的25%的情况相比,能够具有更加优异的耐久性。粘合部的宽度P更为优选是粘合部的宽度Q的30%以上,进一步优选是40%以上。

在光电转换元件100中,优选第一一体化密封部31的分隔部31b的宽度R是第一一体化密封部31的环状部31a的宽度T的100%以上且小于200%,更为优选是120~180%。

在该情况下,能够使大开口率和优异的耐久性平衡。

如图7所示,优选对置基板20中的导电性基板15侧的面与第一一体化密封部31的分隔部31b的粘合部的宽度P比对置基板20中的导电性基板15侧的面与第一一体化密封部31的环状部31a的粘合部的宽度Q窄。

在该情况下,能够进一步充分地提高光电转换元件100的开口率。其中,粘合部的宽度P也可以是粘合部的宽度Q以上。

而且在光电转换元件100中,优选将相邻的第一密封部31A彼此、以及相邻的第二密封部32A彼此在相邻的对置基板20之间被一体化。

在这里,若未将相邻的第一密封部31A彼此一体化,则在相邻的单元50之间,暴露于大气的密封部为2处。与此相对,在光电转换元件100中,由于将相邻的第一密封部31A彼此一体化,所以在相邻的单元50之间,暴露于大气的密封部为1处。即,由于第一一体化密封部31由环状部31a以及分隔部31b构成,所以在相邻的单元50之间,暴露于大气的密封部只有分隔部31b这1处。而且通过将第一密封部31A彼此一体化,从大气到电解质40的水分等的侵入距离延长。因此,在相邻的单元50间,能够充分地减少从单元50的外部侵入的水分、空气的量。即,能够充分地提高光电转换元件100的密封性能。而且根据光电转换元件100,将相邻的第一密封部31A彼此一体化。因此,即使对置基板20中的导电性基板15侧的面与第一一体化密封部31的分隔部31b的粘合部的宽度P比对置基板20中的导电性基板15侧的面与第一一体化密封部31的环状部31a的粘合部的宽度Q窄,在该分隔部31b中也能够确保足够的密封宽度。即,根据光电转换元件100,能够提高开口率,并且充分地增大第一密封部31A与导电性基板15的粘合强度、以及第一密封部31A与对置基板20的粘合强度。其结果,能够提高开口率,并且即使在高温下使用光电转换元件100的情况下因电解质40膨胀而被施加从第一密封部31A的内侧朝向外侧的过大的应力,也能够充分地抑制第一密封部31A从导电性基板15以及对置基板20剥离,并能够具有优异的耐久性。

并且,优选第一一体化密封部31的分隔部31b的宽度R是第一一体化密封部31的环状部31a的宽度T的100%以上且小于200%。

在该情况下,由于在第一一体化密封部31的分隔部31b中,分隔部31b的宽度是环状部31a的宽度T的100%以上,所以与在第一一体化密封部31的分隔部31b中,分隔部31b的宽度R小于环状部31a的宽度T的100%的情况相比,从大气到电解质40的水分等的侵入距离进一步延长。因此,能够进一步充分地抑制水分从外部通过处于相邻的单元50间的分隔部31b侵入。另一方面,与分隔部31b的宽度R超过环状部31a的宽度T的200%的情况相比,能够进一步提高开口率。其中,分隔部31b的宽度R可以小于第一一体化密封部31的环状部31a的宽度T的100%,也可以是200%以上。

另外,第二一体化密封部32具有被设置于对置基板20中的与作用极10相反侧的主体部32d、以及被设置在相邻的对置基板20彼此之间的粘合部32e。优选第二一体化密封部32通过粘合部32e粘合于第一一体化密封部31。

因此,即使对对置基板20作用远离作用极10的方向的应力,该剥离也能够被第二密封部32A充分抑制。另外,由于第二一体化密封部32的分隔部32b通过相邻的对置基板20彼此间的间隙S粘合于第一密封部31A,所以可靠地防止相邻的单元50的对置基板20彼此接触。

在这里,进一步优选对置基板20的边缘部20a被第一密封部31A和第二密封部32A夹持。

此外,其中,第二密封部32A也可以不粘合于第一密封部31A。而且相邻的单元50的环状的第一密封部31A彼此也可以不进行一体化。即,环状的第一密封部31A彼此也可以相互分离。

(电解质)

电解质40例如包含I-/I3-等氧化还原对和有机溶剂。作为有机溶剂,能够使用乙腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈、丙腈、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、戊腈、特戊腈、戊二腈、甲基丙烯腈、异丁腈、苯基乙腈、丙烯腈、琥珀腈、乙二腈、戊腈、己二腈等。作为氧化还原对,例如除了I-/I3-以外,还可举出溴/溴化物离子、锌络合物、铁络合物、钴络合物等氧化还原对。而且电解质40也可以使用离子液体代替有机溶剂。作为离子液体,例如使用吡啶盐、咪唑盐、三唑盐等已知的碘盐,即在室温附近处于熔融状态的常温熔融盐。作为这样的常温熔融盐,例如优选使用1-己基-3-甲基碘化咪唑盐、1-乙基-3-丙基碘化咪唑盐、二甲基碘化咪唑盐、甲基乙基碘化咪唑盐、二甲基丙基碘化咪唑盐、甲基丁基碘化咪唑盐、或者、甲基丙基碘化咪唑盐。

另外,电解质40也可以代替上述有机溶剂,使用上述离子液体与上述有机溶剂的混合物。

而且能够向电解质40中添加添加剂。作为添加剂,可举出LiI、I2、4-叔丁基吡啶、硫氰酸胍、1-甲基苯并咪唑、1-丁基苯并咪唑等。

而且作为电解质40也可以使用向上述电解质中混合SiO2、TiO2、碳纳米管等纳米粒子而成为凝胶状的准固态电解质即纳米复合凝胶电解质,另外,也可以使用利用聚偏氟乙烯、聚环氧乙烷衍生物、氨基酸衍生物等有机胶凝剂进行胶凝而成的电解质。

此外,电解质40包含由I-/I3-构成的氧化还原对,I3-的浓度优选是0.006mol/升以下。在该情况下,由于运送电子的I3-的浓度较低,所以能够进一步减少漏电流。因此,由于能够使开路电压进一步增加,所以能够进一步提高光电转换特性。特别是,I3-的浓度优选是0.005mol/升以下,更为优选是0~6×10-6mol/升,进一步优选是0~6×10-8mol/升。在该情况下,能够在从导电性基板15的光入射侧观察光电转换元件100的情况下,使电解质40的颜色变得模糊。

(布线材料)

作为布线材料60P、60Q,例如使用金属膜。作为构成金属膜的金属材料,例如能够使用银或者铜等。

(背板)

如上所述,背板80包含层叠体80A以及粘合部80B,层叠体80A包含耐久性层和金属层,粘合部80B被设置于层叠体80A的单元50侧的面,对层叠体80A和绝缘材料14进行粘合。

耐久性层例如由聚对苯二甲酸乙二酯或者聚对苯二甲酸丁二醇酯构成即可。

耐久性层的厚度例如是50~300μm即可。

金属层例如由含有铝的金属材料构成即可。金属材料通常由铝单体构成,但也可以是铝与其它金属的合金。作为其它金属,例如可举出铜、锰、锌、镁、铅、以及铋。具体而言,优选向98%以上的纯铝中微量添加了其它金属的1000系列铝。这是因为该1000系列铝与其它铝合金相比较,廉价且加工性优异。

并没有对金属层的厚度进行特别限制,例如是12~30μm即可。

层叠体80A也可以还包含有树脂层。作为构成树脂层的材料,例如可举出丁基橡胶、丁腈橡胶、热塑性树脂等。它们能够单独或者组合2种以上来使用。树脂层也可以形成于金属层中的与耐久性层相反侧的表面整体,也可以仅形成于周边部。

作为构成粘合部80B的材料,例如可举出丁基橡胶、丁腈橡胶、热塑性树脂等。它们能够单独或者组合2种以上来使用。并没有对粘合部80B的厚度进行特别限制,例如300~1000μm即可。

此外,背板80和透明导电层12无需必须经由绝缘材料14来粘合。而且光电转换元件100也可以不具有背板80。

(干燥剂)

干燥剂95可以是片状,也可以是粒状。干燥剂95例如只要吸收水分即可,作为干燥剂95,例如可举出硅胶、矾土、沸石等。

接下来,参照图3、图8以及图9对光电转换元件100的制造方法进行说明。图8是表示形成有用于对覆盖槽的绝缘材料以及背板进行固定的连结部的作用极的俯视图,图9是表示用于形成图4的第一一体化密封部的第一一体化密封部形成体的俯视图。

首先准备在一个透明基板11上形成透明导电层而成的层叠体。

作为透明导电层的形成方法,可使用溅射法、蒸镀法、喷雾热分解法或者CVD法等。

接下来,如图3所示,对透明导电层形成槽90,并形成相互隔着槽90且以绝缘状态配置的透明导电层12A~12F。具体而言,与单元50A~50D对应的4个透明导电层12A~12D形成为具有四边形的主体部12a以及突出部12c。此时,对于与单元50A~50C对应的透明导电层12A~12C而言,形成为突出部12c不仅具有伸出部12d,还具有从伸出部12d开始延伸,并与相邻的单元50的主体部12a对置的对置部12e。而且对于透明导电层12D而言,形成为不仅具有四边形的主体部12a以及伸出部12d,还具有第一电流取出部12f、以及连接第一电流取出部12f和主体部12a的连接部12g。此时,第一电流取出部12f形成为相对于透明导电层12A被配置于与透明导电层12B相反的一侧。并且,透明导电层12E形成为形成有第二电流取出部12h。此时,第二电流取出部12h形成为相对于透明导电层12A被配置于与透明导电层12B相反的一侧,并且,经由槽90被配置在第一电流取出部12f的附近。

槽90例如能够通过作为光源使用YAG激光器或者CO2激光器等的激光划线法来形成。

这样,得到在透明基板11上形成透明导电层12而成的导电性基板15。

接下来,在透明导电层12A~12C中的突出部12c上,形成由布线材料连接部16A和布线材料非连接部16B构成的连接端子16的前驱体。具体而言,连接端子16的前驱体形成为将布线材料连接部16A设置在对置部12e上。而且在透明导电层12E上也形成连接端子16的前驱体。而且布线材料非连接部16B的前驱体形成为比布线材料连接部16A的宽度窄。连接端子16的前驱体例如能够通过涂覆银浆并使其干燥来形成。

并且,在透明导电层12D的连接部12g上形成布线材料17的前驱体。布线材料17的前驱体例如能够通过涂覆银浆并使其干燥来形成。

另外,在透明导电层12A的第一电流取出部12f、第二电流取出部12h上分别形成用于将电流取出到外部的外部连接用端子18a、18b的前驱体。外部连接用端子的前驱体例如能够通过涂覆银浆并使其干燥来形成。

并且,以进入沿着主体部12a的边缘部形成的第一槽90A并且也覆盖主体部12a的边缘部的方式,形成绝缘材料33的前驱体。绝缘材料33例如能够通过涂覆包含被着色的玻璃粉的浆料并使其干燥来形成。

而且为了固定背板80,与绝缘材料33相同,以包围绝缘材料33的方式并且通过透明导电层12D、透明导电层12E、透明导电层12F的方式形成环状的绝缘材料14的前驱体。

而且在透明导电层12A~12D的每一个的主体部12a上,形成氧化物半导体层13的前驱体。氧化物半导体层13的前驱体能够在印刷了包含氧化物半导体粒子的多孔质氧化物半导体层形成用浆料后,使其干燥而形成。

氧化物半导体层形成用浆料除了氧化物半导体粒子以外,还包含聚乙二醇等树脂以及松油醇等溶剂。

作为氧化物半导体层形成用浆料的印刷方法,例如能够使用丝网印刷法、刮片法、或者棒涂布法等。

而且,对连接端子16的前驱体、绝缘材料33的前驱体、绝缘材料14的前驱体、氧化物半导体层13的前驱体进行统一烧制,形成连接端子16、绝缘材料33、绝缘材料14、以及氧化物半导体层13。

此时,烧制温度根据氧化物半导体粒子、玻璃粉的种类而不同,但通常是350~600℃,烧制时间也根据氧化物半导体粒子、玻璃粉的种类而不同,但通常是1~5个小时。

这样,如图8所示,得到形成有用于对绝缘材料33和背板80进行固定的绝缘材料14的作用极10。

接下来,使作用极10的氧化物半导体层13担载染料。因此,使作用极10浸渍于含有染料的溶液中,在使该染料吸附于氧化物半导体层13后用上述溶液的溶剂成分洗去多余的染料,并使其干燥,从而使染料吸附于氧化物半导体层13即可。其中,通过在将含有染料的溶液涂覆于氧化物半导体层13后,使其干燥,来使染料吸附于氧化物半导体层13,也能够使染料担载于氧化物半导体层13。

接下来,在氧化物半导体层13上配置电解质40。

接下来,如图9所示,准备用于形成第一一体化密封部31的第一一体化密封部形成体131。第一一体化密封部形成体131能够通过以下步骤得到:准备1张由构成第一一体化密封部31的材料构成的密封用树脂膜,在该密封用树脂膜上形成与单元50的个数对应的四边形的开口131a。第一一体化密封部形成体131具有使多个第一密封部形成体131A一体化而成的构造。

而且,将该第一一体化密封部形成体131粘合在作用极10上。此时,第一一体化密封部形成体131以与绝缘材料33重叠的方式粘合于作用极10。第一一体化密封部形成体131的针对作用极10的粘合能够通过使第一一体化密封部形成体131加热熔融来进行。而且第一一体化密封部形成体131以透明导电层12的主体部12a被配置于第一一体化密封部形成体131的内侧的方式粘合于作用极10。

另一方面,准备与单元50的个数数目相同的对置基板20。

对置基板20能够通过在金属基板21上形成促进对置基板20的表面上的还原反应的导电性的催化剂层22而得到。

接下来,另外准备一个上述的第一一体化密封部形成体131。而且,分别以堵塞第一一体化密封部形成体131的各开口131a的方式贴合多个对置基板20。

接下来,使粘合于对置基板20的第一一体化密封部形成体131与粘合于作用极10的第一一体化密封部形成体131重叠,并对第一一体化密封部形成体131加压并且使其加热熔融。这样在作用极10与对置基板20之间形成第一一体化密封部31。此时,以对置基板20中的导电性基板15侧的面与第一一体化密封部31的分隔部31b的粘合部的宽度P比对置基板20中的导电性基板15侧的面与第一一体化密封部31的环状部31a的粘合部的宽度Q窄的方式形成第一一体化密封部31。而且以第一一体化密封部31的分隔部31b的宽度R为第一一体化密封部31的环状部31a的宽度T的100%以上且小于200%的方式形成第一一体化密封部31。第一一体化密封部31的形成可以在大气压下进行也可以在减压下进行,但优选在减压下进行。

接下来,准备第二一体化密封部32(参照图5)。第二一体化密封部32具有使多个第一密封部32A一体化而成的构造。第二一体化密封部32能够通过以下步骤得到:准备1张密封用树脂膜,在该密封用树脂膜上形成与单元50的个数对应的四边形的开口32c。第二一体化密封部32以与第一一体化密封部31一起夹持对置基板20的边缘部20a的方式贴合于对置基板20。第二一体化密封部32的针对对置基板20的粘合能够通过使第二一体化密封部32加热熔融来进行。

作为密封用树脂膜,例如可举出包括离聚物、乙烯-醋酸乙烯酯酸酐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等的改性聚烯烃树脂、紫外线固化树脂、以及乙烯醇系聚合物等树脂。优选用于形成第二一体化密封部32的密封用树脂膜的构成材料具有比用于形成第一一体化密封部31的密封用树脂膜的构成材料高的熔点。在该情况下,由于第二密封部32A比第一密封部31A硬,所以能够有效地防止相邻的单元50的对置基板20彼此的接触。而且由于第一密封部31A比第二密封部32A软,所以能够有效地缓和对密封部30A施加的应力。

接下来,在第二密封部32的分隔部32b上固定旁路二极管70A、70B、70C。而且还在单元50D的密封部30A上固定旁路二极管70D。

而且,以通过旁路二极管70A~70D的方式将布线材料60Q固定于单元50B~50C的对置基板20的金属基板21。而且以分别对旁路二极管70A、70B间、旁路二极管70B、70C间、旁路二极管70C、70D间的各布线材料60Q和透明导电层12A上的布线材料连接部16A、透明导电层12B上的布线材料连接部16A、透明导电层12C上的布线材料连接部16A进行连接的方式形成布线材料60P。另外,以对透明导电层12E上的布线材料连接部16A和旁路二极管70A进行连接的方式在单元50A的对置基板20的金属基板21上固定布线材料60P。并且,通过布线材料60P连接透明导电层12D和旁路二极管70D。

此时,对于布线材料60P而言,准备含有构成布线材料60P的金属材料的浆料,并以从对置基板20开始遍及相邻的单元50的连接端子16的布线材料连接部16A的方式涂覆该浆料,并使其固化。对于布线材料60Q而言,准备含有构成布线材料60Q的金属材料的浆料,并以在各对置基板20上连结相邻的旁路二极管的方式涂覆该浆料,并使其固化。此时,作为上述浆料,从避免对染料的负面影响的观点来看,优选使用能够以90℃以下的温度使其固化的低温固化型的浆料。

最后,准备背板80,并使该背板80的周边部80a与绝缘材料14粘合。此时,以背板80的粘合部80B与单元50的密封部30A分离的方式配置背板80。

如上所述得到光电转换元件100。

此外,在上述的说明中,为了形成连接端子16、布线材料17、绝缘材料33、绝缘材料14、以及氧化物半导体层13,使用对连接端子16的前驱体、布线材料17的前驱体、绝缘材料33的前驱体、绝缘材料14的前驱体、氧化物半导体层13的前驱体进行统一烧制的方法,但对于连接端子16、布线材料17、绝缘材料33、绝缘材料14、以及氧化物半导体层13而言,也可以分别单独地对前驱体进行烧制来形成。

<第二实施方式>

接下来,参照图10~14对本发明的光电转换元件的第二实施方式进行详细说明。图10是表示本发明的光电转换元件的第二实施方式的剖面端视图,图11是表示本发明的光电转换元件的第二实施方式的一部分的俯视图,图12是沿着图11的XII-XII线的剖面端视图,图13是表示形成了用于对绝缘材料、以及背板进行固定的透光防止层的作用极的俯视图,图14是从导电性基板侧观察图10的光电转换元件的俯视图。此外,对于与第一实施方式相同或者等同的构成要素标注相同符号,并省略重复的说明。

如图10~图14所示,本实施方式的光电转换元件200在布线材料17的一端被连接到与透明导电层12D直接连接的端子部35a,布线材料17的另一端被连接到与透明导电层12D直接连接的端子部35b的点与第一实施方式的光电转换元件100不同。

而且,本实施方式的光电转换元件200在还具备以至少与连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b邻接的方式被设置在导电性基板15上且是单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的边缘部之间的区域中的、未设置有绝缘材料14以及绝缘材料33的区域,来防止光的透过的绝缘性的透光防止层34这一点与第一实施方式的光电转换元件100不同。

在这里,透光防止层34被着色。而且连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b以与透明导电层15接触的方式被设置在导电性基板15上且是单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的边缘部之间的区域中的、未设置有绝缘材料14以及绝缘材料33的区域。连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b被着色,构成本发明中的端子部以及导电部。而且在本实施方式中,布线材料17以及布线材料60P也构成导电部。而且在本实施方式中,端子部35a构成第一连接部,端子部35b构成第二连接部。

在这里,在导电性基板15中的密封部30A侧的表面,以在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件200的情况下至少覆盖单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的边缘部之间的区域中的、绝缘材料14、绝缘材料33以及导电部以外的区域的全部的方式设置有透光防止层34。在这里,在绝缘材料14被着色,并以与透光防止层34相同材料构成的情况下,绝缘材料14兼作透光防止层34。在该情况下,透光防止层34以包围绝缘材料33的方式被设置。在这里,透光防止层34与绝缘材料33成为一体。因此,透光防止层34也覆盖被设置在密封部30A的外侧的透明导电层12彼此间的第二槽90B。

而且在本实施方式中,透光防止层34以在导电性基板15的厚度方向上与作为导电部的布线材料60P重合的方式被设置在布线材料60P与导电性基板15之间。而且透光防止层34也以在导电性基板15的厚度方向上与作为导电部的布线材料17重合的方式被设置在布线材料17与导电性基板15之间。在这里,在光电转换元件200中,在端子部35a、35b之间,布线材料17的至少一部分可以直接被设置在透光防止层34上,也可以不被直接设置在透光防止层34上。

此外,所谓的“覆盖全部”是指在绝缘材料14兼作透光防止层34的情况下,在导电性基板15的厚度方向观察导电性基板15中的密封部30A侧的表面的情况下,透光防止层34覆盖单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的边缘部之间的区域的90%以上。在这里,在假设在导电性基板15形成开口的情况下,由于开口的边缘部也构成导电性基板15的边缘部,所以从单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的边缘部之间的区域的面积中除去该开口的面积。

在上述光电转换元件200中,构成本发明中的端子部的连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b被着色,并且透光防止层34也被着色。而且,透光防止层34与连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b邻接。因此,能够充分地抑制在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件200的情况下,可明显地看见连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b。因此,能够实现良好的外观。另外,根据光电转换元件200,不用使透明导电层12着色就能够解决,所以能够充分地抑制光电转换元件200的光电转换特性的降低。

而且在光电转换元件200中,在导电性基板15与布线材料60P之间,以在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件200的情况下布线材料60P与透光防止层34重叠的方式设置有透光防止层34。另外,在导电性基板15与布线材料17之间以布线材料17和透光防止层34重叠的方式设置有透光防止层34。因此,能够遮挡处于透光防止层34的里侧的布线材料60P以及布线材料17。因此,能够实现更加良好的外观。

而且在光电转换元件200中,由于透光防止层34是绝缘性的,所以能够防止作为透明导电层12A~12C以及12E的第一连接部的连接端子16彼此短路。

而且在光电转换元件200中,绝缘材料33与透光防止层34成为一体,作为防止光透过的层发挥作用。因此,在如图14所示,从导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件200的情况下,也能够遮挡处于绝缘材料33的里侧的第一密封部31A、对置基板20的颜色、形状。因此,能够实现良好的外观。另外,虽然通过向密封部30A导入着色剂使密封部30A着色,也能够遮挡对置基板20的颜色,但与这种情况相比,能够提高光电转换元件200的耐久性。另外,在光电转换元件200中,使绝缘材料33以及透光防止层34一体化。因此,即使水分侵入到背板80内,也不会在绝缘材料33与透光防止层34之间产生界面,所以能够成为一体来防止水分的侵入。因此,能够具有进一步优异的耐久性。

而且在光电转换元件200中,在绝缘材料14兼作透光防止层34的情况下,在导电性基板15中的密封部30A侧的表面,以在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件200的情况下至少覆盖单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的外周边之间的区域中的、绝缘材料14、绝缘材料33以及导电部以外的区域的全部的方式,将防止光透过的绝缘性的透光防止层34设置成环状。因此,在从透明基板11侧向导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件200的情况下,密封部30A与导电性基板15的边缘部之间的区域中的、绝缘材料14、绝缘材料33以及导电部以外的区域被透光防止层34遮挡,所以能够实现更加良好的外观。

而且在光电转换元件200中,由于遍及背板80的周边部80a的整周设置有绝缘性的透光防止层34,所以能够充分地抑制水分从背板80的外侧侵入到背板80的内侧。特别是,在光电转换元件200中,与背板80的周边部80a交叉的第二槽90B被透光防止层34覆盖。因此,能够得到以下的效果。即,在光电转换元件200中,由于透光防止层34进入第二槽90B,且透光防止层34也覆盖透明导电层12中除去主体部12a的部分的边缘部,所以即使水分通过第二槽90B侵入到了背板80的周边部80a的内侧的情况下,也能够充分地抑制从背板80的外侧朝向背板80与导电性基板15之间的空间的水分的侵入。因此,能够充分地抑制侵入到背板80与导电性基板15之间的空间的水分通过密封部30A进入到密封部30A的内侧。因此,能够充分地抑制光电转换元件200的耐久性的降低。

接下来,对透光防止层34以及导电部进行说明。

(透光防止层)

对于构成透光防止层34的材料而言,用能够防止光的透过并且被着色的绝缘材料构成即可。作为这样的绝缘材料,可举出被着色的树脂、被着色的无机绝缘材料,但其中,优选被着色的无机绝缘材料。在该情况下,能够得到以下的效果。即,透光防止层34也覆盖第二槽90B。在这里,若透光防止层34不是由树脂而是由无机绝缘材料构成,则能够更加充分地抑制从第二槽90B的水分的侵入。

作为被着色的无机绝缘材料,例如可使用被着色的玻璃粉等无机绝缘材料。

在这里,并不对被着色的端子部与透光防止层34之间的L*a*b*颜色空间的L*的差进行特别限制,但优选是3以下,更为优选是1以下。在该情况下,由于透光防止层34的颜色更加接近连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b的颜色,所以能够更加充分地抑制可明显地看见连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b。

而且也并不对氧化物半导体层13与透光防止层34之间的L*a*b*颜色空间的L*的差进行特别限制,但优选是5以下,更为优选是3以下。

透光防止层34的颜色只要被着色并不特别限定,能够根据目的使用各种颜色。透光防止层34的厚度通常是10~30μm,优选是15~25μm。

(导电部)

作为端子部以及导电部的连接端子16包含金属材料、碳等导电材料。作为金属材料,例如可举出银、铜以及铟等。它们可以单独或者也可以组合2种以上来使用。其中,优选导电材料由碳来构成。由于碳具有优异的导电性并且也是黑色的,所以与含有银等金属材料的情况相比,能够更加充分地抑制可明显地看见连接端子16。

连接端子16除了上述导电材料以外,还包含树脂。作为树脂,可举出环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂等,但其中,由于环氧树脂、聚酯树脂即使是高温也难以热膨胀,并能够进一步缩小电阻的随时间的变化,所以优选。

并不对氧化物半导体层13与作为被着色的端子部的连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b之间的L*a*b*颜色空间的L*的差进行特别限制,但在氧化物半导体层13与透光防止层34之间的L*a*b*颜色空间的L*的差是5以下的情况下,优选是5以下。在该情况下,能够使连接端子16、外部连接端子18a、18b及端子部35a、35b、以及透光防止层34的每一个的颜色更加接近氧化物半导体层13的颜色。换言之,能够使连接端子16、外部连接端子18a、18b及端子部35a、35b、透光防止层34以及氧化物半导体层13的颜色接近单一色。因此,能够更加充分地抑制相对于氧化物半导体层13可明显地看见连接端子16、外部连接端子18a、18b及端子部35a、35b、以及透光防止层34。在这里,更为优选氧化物半导体层13与连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b之间的L*a*b*颜色空间的L*的差是3以下。

对于作为端子部以及导电部的外部连接端子18a、18b而言,只要被着色,可以由与连接端子16相同的材料构成也可以由不同的材料构成,但优选是由相同的材料构成。

对于作为端子部以及导电部的端子部35a、35b而言,只要被着色,可以由与连接端子16相同的材料构成也可以由不同的材料构成,但优选由相同的材料构成。

布线材料17以及布线材料60P在被以与透光防止层34重叠的方式被设置于透光防止层34中与导电性基板15相反的一侧的情况下,可以着色,也可以不着色。在布线材料17以及布线材料60P被着色的情况下,布线材料17以及布线材料60P可以由与连接端子16相同的材料构成,也可以由不同的材料构成,但优选由相同的材料构成。在这里,布线材料17以及布线材料60P均可以由带有颜色的着色导电层、以及未被着色的非着色导电层的层叠体构成。

而且也可以将布线材料17直接设置在导电性基板15的透明导电层12上。即,也可以将布线材料17以不与透光防止层34重叠的方式设置于透光防止层34中与导电性基板15相反的一侧。在该情况下,布线材料17可以着色,也可以不着色,但优选着色。

接下来,对本实施方式的光电转换元件200的制造方法进行说明。

本实施方式的光电转换元件200的制造方法仅在作用极10的制造方法的点上与第一实施方式的光电转换元件100的制造方法不同。因此,以下,对作用极10的制造方法进行说明。

首先,与第一实施方式相同得到导电性基板15。

接下来,在导电性基板15的透明导电层12A~12C中的突出部12c上形成由布线材料连接部16A和布线材料非连接部16B构成的连接端子16的前驱体。具体而言,连接端子16的前驱体形成为将布线材料连接部16A设置在对置部12e上。而且在透明导电层12E上也形成连接端子16的前驱体。而且布线材料非连接部16B的前驱体形成为比布线材料连接部16A的宽度窄。连接端子16的前驱体例如能够通过涂覆包含导电材料的浆料并使其干燥来形成。在这里,在导电材料由碳构成的情况下,优选浆料中含有包含碳和树脂并被着色的母料。作为树脂,如上所述,优选环氧树脂、聚酯树脂。

另外,在透明导电层12D的第一电流取出部12f、透明导电层12F的第二电流取出部12h上,分别与第一实施方式相同地形成用于将电流取出到外部的外部连接用端子18a、18b的前驱体。

另外,在透明导电层12D的主体部12a以及第一电流取出部12f上形成端子部35a、35b的前驱体。作为端子部35a、35b的前驱体,能够使用与连接端子16的前驱体相同的材料。端子部35a、35b的前驱体例如能够通过涂覆银浆并使其干燥来形成。

并且,以进入沿着主体部12a的边缘部形成的第一槽90A并且也覆盖主体部12a的边缘部的方式,并且,以覆盖导电性基板15的透明导电层12侧的表面中、除去连接端子16、外部连接端子18a、18b、以及端子部35a、35b的前驱体以外的区域的方式,形成绝缘材料33以及透光防止层34的前驱体。绝缘材料33以及透光防止层34的前驱体例如能够通过涂覆包含被着色的玻璃粉的浆料并使其干燥来形成。

而且在透光防止层34上,以连接端子部35a、35b的方式,形成布线材料17的前驱体。作为布线材料17的前驱体,能够使用与连接端子16的前驱体相同的材料。

而且在透明导电层12A~12D的每一个透明导电层的主体部12a上,与第一实施方式相同地形成氧化物半导体层13的前驱体。

而且,对连接端子16的前驱体、外部连接端子18a、18b的前驱体、端子部35a、35b的前驱体、布线材料17的前驱体、绝缘材料33的前驱体、透光防止层34的前驱体以及氧化物半导体层13的前驱体进行统一烧制,来形成连接端子16、外部连接端子18a、18b、端子部35a、35b、布线材料17、绝缘材料33及透光防止层34以及氧化物半导体层13。

此时,烧制温度根据氧化物半导体粒子、玻璃粉的种类而不同,但通常是350~600℃,烧制时间也根据氧化物半导体粒子、玻璃粉的种类而不同,但通常是1~5个小时。

这样,如图13所示,得到形成了用于对绝缘材料33和背板80进行固定的透光防止层34的作用极10。

在使作用极10的氧化物半导体层13担载染料时,以与第一实施方式相同的方式进行即可。此时,在连接端子16的前驱体、外部连接用端子的前驱体、以及端子部35a、35b的前驱体由含有包含碳和树脂的并被着色的母料的浆料构成的情况下,优选在将作用极10浸渍于染料溶液中之前,预先用保护膜覆盖连接端子16的前驱体、外部连接用端子的前驱体、以及端子部35a、35b的前驱体。在该情况下,即使将作用极10浸渍于染料溶液中,也能够充分地防止被着色的母料、碳溶出到染料溶液中,并充分地抑制染料恶化。此时,作为保护膜,例如能够使用线性聚乙烯薄膜等。

此外,在本实施方式中,在导电性基板15中的密封部30A侧的表面,以在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件的情况下至少覆盖单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的外周边之间的区域中的、绝缘材料14、绝缘材料33以及导电部以外的区域的全部的方式,将透光防止层34设置成环状,但无需必须使透光防止层34在导电性基板15中的密封部30A侧的表面,以在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件的情况下至少覆盖单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的外周边之间的区域中的、绝缘材料14、绝缘材料33以及导电部以外的区域的全部。总之,透光防止层34至少与由连接端子16、外部连接端子18a、18b、端子部35a、35b构成的端子部邻接即可。

而且在本实施方式中,作为端子部的连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b全部被着色,但也可以仅对连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b中的任意一个进行着色。例如在光电转换元件被收纳于壳体内的情况下,对于连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b中的在从外部观察光电转换元件的情况下被壳体遮挡的部分,也可以不着色。但是,对于连接端子16、外部连接端子18a、18b以及端子部35a、35b中的未被壳体遮挡的部分优选进行着色。例如,由于存在端子部35a、端子部35b被壳体遮挡的情况,所以在该情况下也可以不对端子部35a、35b进行着色。

而且即使端子部35a、35b未被壳体遮挡,由于导电性是最必要的部分,所以在连接端子16以及外部连接端子18a、18b被着色的情况下,也可以不进行着色。

而且在本实施方式中,布线材料60P的一端经由连接端子16与透明导电层12连接,但布线材料60P的一端也可以直接与透明导电层12连接。在该情况下,透明导电层12成为第一连接部。

而且在本实施方式中,布线材料17的一端经由端子部35a与透明导电层12连接,但布线材料17的一端也可以直接与透明导电层12连接。在该情况下,无需端子部35a,透明导电层12成为第一连接部。而且在本实施方式中,布线材料17的另一端经由作为第二连接部的端子部35b与透明导电层12连接,但布线材料17的另一端也可以直接与透明导电层12连接。在该情况下,无需端子部35b,透明导电层12成为第二连接部。

而且在本实施方式中,光电转换元件100具有布线材料17,但本发明的光电转换元件也可以不具有布线材料17。在该情况下,也无需端子部35a、35b。在该情况下,导电部仅由连接端子16以及外部连接端子18a、18b构成。

而且在本实施方式中,透光防止层34和绝缘材料33由相同的材料构成,并成为一体,但绝缘材料33和透光防止层34也可以由不同的材料构成。例如也可以不使透光防止层34着色,而使绝缘材料33着色。在该情况下,使绝缘材料33例如成为与氧化物半导体层13相同系统的颜色。而且绝缘材料33只要被着色即可,也可以不具有透光防止功能。

而且在本实施方式中,对布线材料60P和对置基板20的金属基板21进行连接,但布线材料60P也可以由对置基板20的金属基板21的一部分来构成。

而且在本实施方式中,如图15所示,在导电性基板15上,优选在从透明基板11侧向导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件的情况下,在导电性基板15上设置有具有与透光防止层34不同的颜色的异色部M。在该情况下,由于异色部M示有与透光防止层34不同的颜色,所以能够在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件的情况下通过该异色部M来显示所希望的文字、设计。在这里,在导电性基板15上设置异色部M的情况下,优选在导电性基板15中的密封部30A侧的表面,以在导电性基板15的厚度方向观察光电转换元件200的情况下至少覆盖单元50A~50D的第一密封部31A与导电性基板15的边缘部之间的区域中的、绝缘材料14、绝缘材料33、导电部以及异色部M区域以外的区域的全部的方式,设置透光防止层34。

图15所示的异色部M被直接设置在导电性基板15的透明导电层12上,且在异色部M上以重叠的方式设置有透光防止层34。异色部M能够通过直接印刷在透明导电层12上等而形成。在这里,所谓的“与透光防止层34不同的颜色”是指异色部M的L*a*b*颜色空间的L*与透光防止层34的L*a*b*颜色空间的L*的差的值是5以上。

此外,在异色部M上也可以不设置透光防止层34。而且异色部M也能够通过利用透光防止层34包围空间来形成。

而且在本实施方式中,透光防止层34由绝缘材料构成,但若透光防止层34不是以横跨槽90的方式设置,也可以由导电性材料构成。

本发明并不限定于上述实施方式。例如在上述第一实施方式中,单元50A~50D沿着图2的X方向排列成一列,但也可以如图16所示的光电转换元件300那样,使作为单元50A~50D的一部分的单元50C、50D在中途折回,并使单元50A和单元50D以彼此相互相邻的方式配置。此外,在图16中,省略背板80。在该情况下,对于透明导电层12D而言与光电转换元件100不同,无需在主体部12a与第一电流取出部12f之间设置连接部12g。因此,也无需设置布线材料17。在第二实施方式的光电转换元件200中,也可以像光电转换元件300那样,使作为单元50A~50D的一部分的单元50C、50D在中途折回,并使单元50A和单元50D以彼此相互相邻的方式配置。

而且在上述第一实施方式中,背板80与导电性基板15之间的与绝缘材料14交叉的第二槽90B没有被绝缘材料33覆盖,但优选如图17所示的光电转换元件400那样,第二槽90B被绝缘材料33覆盖。此外,在图17中,省略背板80。若如图17所示,第二槽90B与绝缘材料14交叉,则水分能够通过该第二槽90B侵入到背板80与导电性基板15之间的空间。在该情况下,绝缘材料33进入第二槽90B,且绝缘材料33也覆盖透明导电层12中的除去主体部12a以外的部分的边缘部,从而可充分地抑制从背板80的外侧向内侧的水分的侵入。因此,可充分地抑制侵入到背板80与导电性基板15之间的空间的水分通过密封部30A进入到密封部30A的内侧。因此,能够充分地抑制光电转换元件400的耐久性的降低。

而且在上述第一实施方式中,槽90的一部分没有被绝缘材料33覆盖,但优选如图17所示的光电转换元件400那样,绝缘材料33进入到槽90的全部,并且覆盖全部的槽90的两侧的透明导电层12的边缘部。在该情况下,由于绝缘材料33进入全部的槽90并且覆盖全部的槽90的两侧的透明导电层12的边缘部,所以从一开始水分就不能侵入槽90,水分也就不能侵入形成于槽90的裂缝,所以能够进一步抑制水分经由槽90侵入。另外,由于绝缘材料33也覆盖全部的槽90的两侧的透明导电层12的边缘部,所以也能够充分地确保槽90的两侧的透明导电层12之间的绝缘性。另外,对于光电转换元件100而言,由于绝缘材料33也进入邻接的单元50的透明导电层12之间的第一槽90A的全部,所以能够进一步抑制流入透明导电层12彼此之间的电流而能够充分地确保绝缘性。因此,能够进一步提高光电转换特性。

而且在上述第一实施方式中,将第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h配置于单元50A侧的周围,但也可以如图18所示的光电转换元件500那样,将第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h配置于单元50D侧的周围。在该情况下,将第一电流取出部12f以突出到密封部30A的外侧的方式设置于相对于透明导电层12D的主体部12a与单元50C相反侧。另一方面,将第二电流取出部12h设置于相对于透明导电层12D的主体部12a与单元50C相反侧。而且作为第二连接部的连接部12i沿着透明导电层12A~12D延伸,该连接部12i对第二电流取出部12f与单元50A的对置基板20的金属基板21进行连接。具体而言,在连接部12i上,沿着连接部12i设置有具有比透明导电层12低的电阻并且具有集电功能的布线材料417,该布线材料417和从旁路二极管70A延伸的布线材料60P相连接。根据该光电转换元件500,能够具有优异的光电转换特性并且实现节省空间化。此外,在这种情况下,优选连接部12i的电阻值是用下述式(1)来表示的电阻值以下,这与上述第一实施方式相同。

电阻值=串联连接的单元50的个数×120Ω(1)

而且在上述第二实施方式中,将第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h配置于单元50A侧的周围,但也可以如图19所示的光电转换元件600那样,将第一电流取出部12f以及第二电流取出部12h配置于单元50D侧的周围。在该情况下,第一电流取出部12f以突出到密封部30A的外侧的方式被设置于相对于透明导电层12D的主体部12a与单元50C相反侧。另一方面,将第二电流取出部12h设置于相对于透明导电层12D的主体部12a与单元50C相反侧。而且用于连接第二电流取出部12h与单元50A的对置基板20的金属基板21的连接部12i沿着透明导电层12A~12D延伸。具体而言,在透光防止层34上沿着连接部12i设置具有比透明导电层12低的电阻并且具有集电功能的布线材料417,该布线材料417的一端与从旁路二极管70A延伸的布线材料60P相连接,布线材料417的另一端被设置于贯通透光防止层34的贯通孔,并与同第一电流取出部12h直接连接的端子部635连接。在光电转换元件600中,布线材料417构成导电部,单元50A的金属基板21构成第二连接部,端子部635构成第一连接部、端子部以及导电部。在该光电转换元件600中,在端子部635被着色的情况下,进行了着色的透光防止层34以邻接于端子部635的方式设置。在该情况下,能够使端子部635的颜色变得模糊。而且根据该光电转换元件600,能够具有优异的光电转换特性并且实现节省空间化。此外,在该情况下,优选连接部12i的电阻值是用下述式(1)来表示的电阻值以下,这与图18所示的光电转换元件500相同。

电阻值=串联连接的单元50的个数×120Ω (1)

此外,在光电转换元件600中,使布线材料417的另一端经由端子部635间接地与透明导电层12E的第二电流取出部12h连接,但在光电转换元件600中,也可以省略端子部635,而使布线材料417的另一端直接与透明导电层12E的第二电流取出部12h连接。在该情况下,透明导电层12E构成第一连接部。而且在光电转换元件600中,在单元50A的金属基板21与端子部635之间,可以将布线材料417的至少一部分直接设置在透光防止层34上,也可以不直接设置在透光防止层34上。

而且在上述第一实施方式中,在第一密封部31A的内壁面与氧化物半导体层13之间设置有间隙,但也可以如图20所示的光电转换元件700那样,在第一密封部31A的内壁面与氧化物半导体层13之间不设置间隙。即,第一密封部31A的内壁面与氧化物半导体层13也可以相互接触。在该情况下,能够遮挡可通过第一密封部31A的内壁面与氧化物半导体层13之间的间隙看见的电解质40的颜色、对置基板20的颜色或者形状。在第二实施方式的光电转换元件200中,也可以不在第一密封部31A的内壁面与氧化物半导体层13之间设置间隙。

而且在上述第一实施方式中,在透明基板11中的与透明导电层12相反侧的表面未形成有任何膜,但也可以如图21所示的光电转换元件800那样,在透明基板11中的与透明导电层12相反侧的表面还设置有覆盖层96。在这里,在透明基板11的厚度方向观察覆盖层96的情况下,覆盖层96覆盖氧化物半导体层13,优选覆盖层96的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长与氧化物半导体层13的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长相互不同。在该情况下,覆盖层96的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长(λ1)与氧化物半导体层13的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长(λ2)不同。因此,能够抑制应被氧化物半导体层13充分吸收的光被覆盖层96充分吸收。即,能够抑制光电转换元件800中的光电转换特性的降低。而且也能够将光电转换元件800的氧化物半导体层13的颜色调整为所希望的颜色。只要λ1-λ2不为0即可,并没有特别限定,但优选是50~300nm,更为优选是100~300nm。在这里,优选覆盖层96的颜色是氧化物半导体层13的补色。即,优选在使氧化物半导体层13与覆盖层96重叠的情况下看见的颜色是黑色。在该情况下,能够进一步充分地抑制应被氧化物半导体层13充分地吸收的光被覆盖层96充分吸收。在这里,所谓的黑色是指L*值是26以下的颜色。而且优选覆盖层96的折射率为与导电性基板15的折射率相同程度。具体而言,优选导电性基板15与覆盖层96的折射率的差为0~0.5。在该情况下,能够进一步充分地抑制导电性基板15与覆盖层96的界面反射,能够将颜色调整得更干净。

从保护覆盖层96的观点来看,也可以在覆盖层96上进一步设置保护涂层。

此外,在第二实施方式的光电转换元件200中,也可以如图21所示的光电转换元件800那样,在透明基板11中的与透明导电层12相反侧的表面进一步设置覆盖层96。

而且在上述实施方式中,将第一槽90A沿着透明导电层12的主体部12a的边缘部形成,但也可以如图22所示的光电转换元件900那样,只要沿着环状的密封部30A的外形即可,而不沿着透明导电层12的主体部12a的边缘部来形成。具体而言,在比透明导电层12上的环状的密封部30A靠外侧的位置形成有第一槽90A。在该情况下,绝缘材料33也进入沿着环状的密封部30A的外形形成的第一槽90A,并且连续地覆盖主体部12a的边缘部。在第二实施方式的光电转换元件200中,也是只要第一槽90A沿着环状的密封部30A的外形即可,也可以如图22所示的光电转换元件900那样,不沿着透明导电层12的主体部12a的边缘部来形成。

另外,在上述第一实施方式中,绝缘材料33与绝缘材料14相分离,但优选如图22所示的光电转换元件900那样,由相同的材料构成且一体化。在该情况下,由于绝缘材料33和绝缘材料14由相同材料构成且一体化,所以即使水分侵入到背板80内,也不会在绝缘材料14与绝缘层33之间产生界面,所以能够成为一体来防止水分的侵入。因此,能够具有进一步优异的耐久性。

而且在上述第一实施方式中,使用了多个单元50,但也可以如图23所示的光电转换元件1000那样,在本发明中,仅使用一个单元。此外,图23所示的光电转换元件1000是在光电转换元件100中省略了单元50A~单元50C,且被设置在第二电流取出部12h上的连接端子16与单元50D的对置基板20的金属基板21经由布线材料60P电连接的元件。而且在光电转换元件1000中,连接端子16仅由布线材料连接部16A构成,且该布线材料连接部16A被配置于密封部30A与绝缘材料14之间。即,不将布线材料连接部16A配置于与单元50D的透明导电层12D中的主体部12a的侧边缘部12b对置的位置。因此,能够将氧化物半导体层13扩大到在第一实施方式的光电转换元件100中配置了布线材料连接部16A的部分的空间。在该情况下,能够有效利用无用的空间并且扩大发电面积。此外,在第二实施方式的光电转换元件200中,也可以如图23所示的光电转换元件1000那样,仅使用一个单元。

而且在上述实施方式中,多个单元50串联连接,但也可以并联连接。

而且在上述实施方式中,对置基板20由异性极构成,但也可以如图24所示的光电转换元件1100那样,作为对置基板,使用绝缘性基板1101来代替异性极。在该情况下,在绝缘性基板1101、密封部30A以及导电性基板15之间的空间配置由氧化物半导体层13、多孔质绝缘层1103以及异性极1120构成的构造体1102。构造体1102能够设置在导电性基板15中的绝缘性基板1101侧的面上。构造体1102按照从导电性基板15侧开始依次为氧化物半导体层13、多孔质绝缘层1103以及异性极1120的顺序构成。而且在上述空间配置有电解质40。电解质40被含浸到氧化物半导体层以及多孔质绝缘层的内部。在这里,作为绝缘性基板1101,例如能够使用玻璃基板或者树脂膜等。而且作为异性极1120,能够使用与上述实施方式的对置基板20相同的材料。或者,异性极1120例如也可以由包含碳等的多孔质的单一的层构成。多孔质绝缘层1103主要是用于防止氧化物半导体层13与异性极1120的物理接触,并将电解质40含浸到内部的结构。作为这样的多孔质绝缘层1103,例如能够使用氧化物的烧制体。此外,在图24所示的光电转换元件1100中,在密封部31、导电性基板15以及绝缘性基板1001之间的空间仅设置有一个构造体1102,但也可以设置有多个构造体1102。另外,将多孔质绝缘层1103设置在氧化物半导体层13与异性极1120之间,但也可以不设置在氧化物半导体层13与异性极1120之间,而是以包围氧化物半导体层13的方式,设置在导电性基板15与异性极1120之间。即使是该结构,也能够方式氧化物半导体层13与异性极1120的物理接触。

本发明的光电转换元件在设置在显示器等电子设备的附近的情况下特别有用。

以下,可举出实施例对本发明的内容进行更加具体的说明,但并没有将本发明限定于下述的实施例。

(实施例1)

首先,准备在由玻璃构成的厚度1mm的透明基板上,形成由厚度1μm的FTO构成的透明导电层而成的层叠体。接下来,如图3所示,通过CO2激光器(优利系统公司制造的V-460)在透明导电层12上形成槽90,并形成了透明导电层12A~12F。此时,槽90的宽度为1mm。而且透明导电层12A~12C分别形成为具有4.6cm×2.0cm的四边形的主体部、以及从主体部的单侧侧边缘部突出的突出部。而且透明导电层12D形成为具有4.6cm×2.1cm的四边形的主体部、从主体部的单侧侧边缘部突出的突出部。而且对于透明导电层12A~12D中的3个透明导电层12A~12C的突出部12c而言,由从主体部12a的单侧边缘部12b伸出的伸出部12d、以及从伸出部12d开始延伸,并与相邻的透明导电层12的主体部12a对置的对置部12e构成。而且对于透明导电层12D的突起部12c而言,仅由从主体部12a的单侧边缘部12b伸出的伸出部12d构成。此时,伸出部12d的伸出方向(与图2的X方向正交的方向)的长度为2.1mm,伸出部12d的宽度为9.8mm。而且对置部12e的宽度为2.1mm,对置部12e的延伸方向的长度为9.8mm。

而且对于透明导电层12D而言,形成为不仅具有主体部12a以及突出部12c,还具有第一电流取出部12f、以及连接第一电流取出部12f和主体部12a的连接部12g。对于透明导电层12E而言,形成为具有第二电流取出部12h。此时,连接部12g的宽度为1.3mm,长度为59mm。而且利用四端子法对连接部12g的电阻值进行了测定,是100Ω。

接下来,在透明导电层12A~12C中的突出部12c上,形成了由布线材料连接部16A和布线材料非连接部16B构成的连接端子16的前驱体。具体而言,连接端子16的前驱体形成为布线材料连接部16A的前驱体被设置在对置部12e上,布线材料非连接部16B的前驱体被设置在伸出部12d上。此时,布线材料非连接部16B的前驱体形成为比布线材料连接部16A的宽度窄。连接端子16的前驱体通过利用丝网印刷涂覆银浆(由福田金属箔粉工业株式会社制造的“GL-6000X16”)并使其干燥来形成。

并且,在透明导电层12D的连接部12g上形成了布线材料17的前驱体。布线材料17的前驱体通过利用丝网印刷涂覆银浆并使其干燥来形成。

另外,在透明导电层12A的第一电流取出部12f、第二电流取出部12h上分别形成了用于将电流取出到外部的外部连接用端子18a、18b的前驱体。外部连接用端子的前驱体通过利用丝网印刷涂覆银浆并使其干燥来形成。

并且,将绝缘材料33的前驱体形成为进入第一槽90A并且覆盖第一槽90A的两侧的透明导电层的边缘部。绝缘材料33的前驱体通过利用丝网印刷涂覆包含玻璃粉的浆料并使其干燥来形成。此时,作为玻璃粉,使用了将红色的玻璃釉(铅玻璃系列,庄信万丰公司制造)和黑色的玻璃釉(铅玻璃系列,庄信万丰公司制造)以95:5的质量比配合而成的材料。另外,此时,被绝缘材料33覆盖的透明导电层的边缘部的宽度为距离槽90为0.2mm。

而且为了固定背板80,以与绝缘材料33相同的方式,以包围绝缘材料33的方式并且以通过透明导电层12D、透明导电层12E、透明导电层12F的方式形成了由玻璃粉构成的环状的绝缘材料14的前驱体。而且此时,绝缘材料14的前驱体形成为在其内侧配置布线材料17的前驱体。而且绝缘材料14形成为在其外侧,配置第一电流取出部以及第二电流取出部。绝缘材料14通过利用丝网印刷涂覆包含玻璃粉的浆料并使其干燥来形成。

而且在透明导电层12A~12D的每一个透明导电层的主体部12a上,形成了氧化物半导体层13的前驱体。氧化物半导体层13的前驱体通过利用丝网印刷涂覆3次包含平均颗粒直径21nm的二氧化钛粒子的多孔质氧化物半导体层形成用浆料(由日挥触媒化成株式会社制造的“PST-21NR”),并使其干燥后,再进行干燥来形成。

接下来,将连接端子16的前驱体、布线材料17的前驱体、外部连接用端子18a、18b的前驱体、绝缘材料33的前驱体、绝缘材料14的前驱体、绝缘材料33的前驱体、氧化物半导体层13的前驱体在500℃下烧制15分钟,而形成了连接端子16、布线材料17、外部连接用端子18a、18b、绝缘材料14以及绝缘材料33。而且在将氧化物半导体层13的前驱体以覆盖绝缘材料33的一部分的方式反复涂覆4次之后,在500℃下烧制15分钟。这样形成了氧化物半导体层13。此时,连接端子16中的布线材料连接部的宽度是1.0mm,布线材料非连接部的宽度是0.3mm。而且沿着布线材料连接部的延伸方向的长度是7.0mm,沿着布线材料非连接部的延伸方向的长度是7.0mm。而且布线材料17、外部连接用端子18a、18b、绝缘材料14、以及氧化物半导体层13的尺寸分别如以下所示。

布线材料17:厚度4μm,宽度200μm,沿着图2的X方向的长度为79mm,沿着与图2的X方向正交的方向的长度为21mm

外部连接用端子18a、18b:厚度20μm,宽度2mm,长度7mm

绝缘材料14:50μm,宽度3mm

氧化物半导体层13:厚度18μm,图2的X方向的长度为56mm,与图2的X方向正交的方向的长度为91mm

接下来,在使作用极浸渍于将乙腈和叔丁醇以1:1的体积比混合而成的混合溶剂作为溶剂的、含有0.2mM由N719构成的光敏染料的染料溶液中一昼夜之后,取出并使其干燥,来使氧化物半导体层担载有光敏染料。

接下来,在氧化物半导体层上,涂覆由3-甲氧基丙腈构成的溶剂中溶解有由2M己基甲基咪唑碘盐、0.3M的N-甲基苯并咪唑、0.1M硫氰酸胍构成的电解质并使其干燥而配置电解质。

接下来,准备了用于形成第一密封部的第一一体化密封部形成体。第一一体化密封部形成体通过以下步骤得到:准备一张8.0cm×4.6cm×50μm的由马来酸酐改性的聚乙烯(商品名称:拜牢(BYNEL),杜邦公司制造)构成的密封用树脂膜,在该密封用树脂膜上形成4个四边形的开口。此时,以各开口成为1.7cm×4.4cm×50μm的大小的方式,并且,环状部的宽度为2mm,分隔环状部的内侧开口的分隔部的宽度为2.6mm的方式制作第一一体化密封部形成体。

而且,在使该第一一体化密封部形成体重叠于作用极上的绝缘材料33后,通过对第一一体化密封部形成体加热熔融使其与作用极上的绝缘材料33粘合。

接下来,准备4张异性极。4张异性极中的2张异性极通过利用溅射法在4.6cm×1.9cm×40μm的钛箔上形成由厚度为5nm的铂构成的催化剂层来准备。4张异性极中的剩余的2张异性极通过利用溅射法在4.6cm×2.0cm×40μm的钛箔上形成由厚度为5nm的铂构成的催化剂层来准备。另外,另外准备一个上述第一一体化密封部形成体,将该第一一体化密封部形成体以与上述相同的方式粘合于异性极中的与作用极对置的面。

而且,使粘合于作用极的第一一体化密封部形成体与粘合于异性极的第一一体化密封部形成体对置,并使第一一体化密封部形成体彼此重叠。而且,在该状态下对第一一体化密封部形成体加压并且使第一一体化密封部形成体加热熔融。这样在作用极与异性极之间形成第一密封部。此时,第一一体化密封部的分隔部与异性极中的透明导电性基板侧的面的粘合部的宽度P、第一一体化密封部中的环状部与异性极中的透明导电性基板侧的面的粘合部的宽度Q、第一一体化密封部的分隔部的宽度R以及环状部的宽度T分别如以下所示。

P=1.0mm

Q=2.0mm

R=2.6mm

T=2.2mm

接下来,准备第二一体化密封部。第二一体化密封部通过以下步骤得到:准备一张8.0cm×4.6cm×50μm的由马来酸酐改性的聚乙烯(商品名称:拜牢,杜邦公司制造)构成的密封用树脂膜,并在该密封用树脂膜上形成4个四边形的开口。此时,以各开口成为1.7cm×4.4cm×50μm的大小的方式,并且,以环状部的宽度为2mm,分隔环状部的内侧开口的分隔部的宽度为2.6mm的方式制作第二一体化密封部。第二一体化密封部以与第一一体化密封部一起夹住异性极的边缘部的方式贴合于异性极。此时,通过将第二一体化密封部按压于异性极并且使第一一体化密封部以及第二一体化密封部加热熔融来使其贴合于异性极以及第一一体化密封部。

接下来,在各异性极的金属基板上,用双面胶带贴附有干燥剂片材。干燥剂片材的尺寸是厚度1mm×纵3cm×横1cm,作为干燥剂片材使用了沸石片材(商品名称,品川化成株式会社制造)。

接下来,如图2所示,在第二一体化密封部的3个分隔部,通过分别以从旁路二极管的两端的端子连结到对置基板20的金属基板21的方式涂覆低温固化型的银浆(藤仓化成株式会社制造,DOTITE D500),来固定旁路二极管70A~70C。而且在4个单元50A~50D中的单元50D的第二一体化密封部的环状部上,以从二极管的两端的端子中一方的端子连结到异性极的方式涂覆上述低温固化型的银浆,来固定旁路二极管70D。这样,对4个旁路二极管70A~70D,以连结相邻的两个旁路二极管彼此的方式形成布线材料60Q。此时,布线材料60Q通过使上述低温固化型的银浆在30℃下固化12个小时而形成。作为旁路二极管,使用了由罗姆公司制造的RB751V-40。

而且,通过以分别连接旁路二极管间的各布线材料60Q与3个透明导电层12A~12C上的布线材料连接部的方式涂覆低温固化型的银浆(藤仓化成株式会社制造,DOTITE D-500),并使其固化,来形成布线材料60P。而且对于旁路二极管70A而言,通过以与透明导电层12E上的布线材料连接部连接的方式涂覆上述低温固化型的银浆并使其固化,来形成布线材料60P。此时,布线材料60P通过使上述低温固化型的银浆在30℃下固化12个小时来形成。

接下来,将丁基橡胶(由艾卡工业株式会社制造的“Aikameruto”)在200℃下加热并且通过分配器涂覆在绝缘材料14上,形成粘合部的前驱体。另一方面,准备按照聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂膜(厚度50μm)、铝箔(厚度25μm)、由拜牢(商品名称,杜邦公司制造)构成的薄膜(厚度50μm)的顺序层叠而成的层叠体。而且,将该层叠体80A的周边部重叠在粘合部80B的前驱体上,并加压10秒。这样,在绝缘材料14上得到由粘合部80B和层叠体80A构成的背板80。如上所述得到光电转换元件。

(实施例2)

除了由玻璃粉构成的绝缘材料33进入第二槽90B,并且还覆盖形成第二槽90B的透明导电层12的边缘部以外,以与实施例1相同的方式制作光电转换元件。此外,被绝缘材料33覆盖的透明导电层的边缘部的宽度距离槽0.2mm。

(实施例3)

除了在形成环状的连结部的前驱体时,作为玻璃粉使用了未着色的玻璃粉(氧化铋系低熔点玻璃粉)以外,以与实施例1相同的方式制作光电转换元件。

(实施例4)

除了将氧化物半导体层13的厚度变更为25μm以外,以与实施例1相同的方式制作光电转换元件。

(实施例5)

除了将氧化物半导体层13的厚度变更为32μm以外,以与实施例1相同的方式制作光电转换元件。

(实施例6)

除了在得到了背板80后,通过在透明基板中的与透明导电层相反侧的表面涂覆浅蓝色的涂料(外延浅粉色靛蓝,十条化工株式会社制造)并使其干燥来形成了覆盖层后,贴附防反射膜(产品名称:BSIP6N01FH,巴比禄(Buffalo)股份有限公司制造)以外,以与实施例1相同的方式制作了光电转换元件。此时,氧化物半导体层的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长是700nm,覆盖层的可见光的波长区域中的最大吸收峰值波长是550nm。

(实施例7)

除了通过在钛箔上形成厚度为1000nm的由碳(商品名称:科琴黑,狮王(Lion)公司制造)构成的催化剂层来准备异性极以外,以与实施例1相同的方式制作光电转换元件。

(比较例1)

除了在形成绝缘材料33的前驱体时,作为玻璃粉使用了未着色的玻璃粉(氧化铋系低熔点玻璃粉)以外,以与实施例1相同的方式制造光电转换元件。

(比较例2)

除了作为在准备第一一体化密封部形成体时所使用的密封用树脂膜,使用了含有5质量%着色剂(产品名称:daipyroxide,大日精化工业株式会社制造)的材料以外,以与比较例1相同的方式制作光电转换元件。

(特性评价)

(耐久性)

对于在实施例1~7以及比较例1~2中得到的光电转换元件,对初始输出(η0)进行了测定。接着,对于在实施例1~7以及比较例1~2中得到的光电转换元件,也对进行了依据JIS C 8938的热循环试验后的输出(η)进行了测定。而且,基于下式:

输出的保持率(%)=η/η0×100,

计算了输出的保持率(输出保持率)。将结果示于表1。

(外观)

而且,对于在实施例1~7以及比较例1~2中得到的光电转换元件,对从光入射侧观察到的外观进行了评价。将结果示于表1。此外,在表1中,“A”、“B”、“C”分别是以如下方式对外观进行的评价。

A…完全看不见电解质的颜色、异性极的颜色或者形状

B…稍微看得见电解质的颜色、异性极的颜色或者形状

C…可清楚地看见电解质的颜色、异性极的颜色或者形状

[表1]

如表1所示可知,实施例1~7的光电转换元件与比较例2的光电转换元件相比,示出较高的输出保持率。另外,也可知实施例1~7的光电转换元件与比较例1的光电转换元件相比,能够实现良好的外观。

以上,根据本发明的光电转换元件,确认了实现良好的外观并且具有优异的耐久性。

附图标记的说明

11…透明基板;12…透明导电层;12a…主体部;13…氧化物半导体层;14…绝缘材料;15…透明导电性基板(导电性基板);16…连接端子(导电部、端子部、第一连接部);17、417…布线材料(导电部);18a、18b…外部连接端子(导电部、端子部);20…异性极(对置基板);21…金属基板(导电部、第二连接部);30A…密封部;33…绝缘材料;34…透光防止层;35a…端子部(导电部、第一连接部);35b…端子部(导电部、第二连接部);50、50A~50D…光电转换单元;60P…布线材料(导电部);80…背板;90…槽;90A…第一槽;90B…第二槽;100~1100…光电转换元件;635…端子部。

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