光电转换装置的制作方法

本发明涉及光电转换装置。

背景技术：

作为光电转换元件，由于廉价、获得较高的光电转换效率，所以使用了色素的光电转换元件受到关注，关于使用了色素的光电转换元件，正进行各种开发。

使用了色素的光电转换元件一般具备光电转换单元，该光电转换单元具有：电极基板；与电极基板对置的对置基板；被设置在电极基板或者对置基板上的氧化物半导体层；被氧化物半导体层担载的色素；使电极基板和对置基板接合的环状的密封部；配置在由电极基板、对置基板以及密封部包围的单元空间，并含有碘/碘化物离子等氧化还原对的电解质。该光电转换元件一般与外部的负载电路、二次电池等蓄电部连接而使用。换句话说，由光电转换元件发电出的电力在外部的负载电路中被消耗或被蓄电部积蓄。

然而，在外部的负载电路没有以光电转换元件发电的电力进行动作的情况下、或蓄电部为满充电的状态的情况下，长时间不进行该电力的消耗、积蓄。换句话说，光电转换元件长时间成为开路的状态。该情况下，在光电转换元件中，长时间持续一直被光照射而产生较高的电压的状态，因色素的光激发而产生的电子被充电到氧化物半导体层的导带。然而，由于开路的状态长时间持续，所以电子从氧化物半导体层移动到电解质。结果进行了碘的还原反应，电解质中的碘以及碘化物离子的比率变化，发电性能劣化。

因此，为了不使光电转换元件长时间处于开路的状态，而提出在将光电转换元件和能够对从光电转换元件输出的电压进行充电的蓄电部连接的电路中设置光电转换元件的劣化抑制控制装置(参照下述专利文献1)。该劣化抑制控制装置具有对来自光电转换元件的电流进行检测的电流检测部、和对从光电转换元件输出的电压进行检测的电压检测部，并基于由电流检测部检测出的电流、和由电压检测部检测出的电压，通过短路部使光电转换元件的正极以及负极连接。

专利文献1:日本专利第5618134号公报

然而，上述专利文献1所记载的劣化抑制控制装置具有以下所示的课题。

即，上述专利文献1所记载的劣化抑制控制装置例如在由电流检测部检测出的电流足够小时，通过短路部使光电转换元件的正极以及负极连接。因此，在光电转换元件中流动过大的电流，光电转换元件有可能被破坏。

因此，寻求在将光电转换元件和能够将从光电转换元件输出的电压充电的蓄电部连接的电路中，不会破坏光电转换元件，而具有优异的耐久性的光电转换装置。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供不会破坏光电转换元件而具有优异的耐久性的光电转换装置。

为了解决上述课题，本发明是光电转换装置，该光电转换装置具备：光电转换元件；电压转换部，使从上述光电转换元件输出的电压升压；蓄电部，能够充电到从上述电压转换部输出的电压；负载部，与上述蓄电部并联连接，用于使上述蓄电部的电压施加到该负载部；电压监视部，对上述蓄电部的电压进行监视；开关部，切换使从上述电压转换部输出的电压仅施加到上述蓄电部的第一状态、和使从上述电压转换部输出的电压不施加到上述蓄电部以及上述负载部的第二状态；以及控制部，在由上述电压监视部监视的上述蓄电部的电压达到上述蓄电部的满充电电压的情况下，控制为将上述开关部切换为上述第二状态来使上述蓄电部放电，并使电压施加到上述负载部，在由上述电压监视部监视的上述蓄电部的电压小于上述蓄电部的满充电电压的情况下，控制为将上述开关部切换为上述第一状态来使上述蓄电部充电，上述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有：电极基板；对置基板，与上述电极基板对置；氧化物半导体层，被设置在上述电极基板或者上述对置基板上；色素，被上述氧化物半导体层担载；以及电解质，被配置在上述电极基板和上述对置基板之间，并包含氧化还原对。

根据该光电转换装置，若对光电转换元件照射光，则由光电转换元件进行发电。则，从光电转换元件输出的电压被电压转换部升压。此时，在由电压监视部监视的蓄电部的电压小于蓄电部的满充电电压的情况下，开关部被控制部控制为切换到使从电压转换部输出的电压仅施加到蓄电部的第一状态来使蓄电部充电。而且，在由电压监视部监视器的蓄电部的电压达到蓄电部的满充电电压的情况下，开关部被控制部控制为立即切换为使从电压转换部输出的电压不施加到蓄电部以及负载部的第二状态来使蓄电部放电，并使电压施加到负载部。而且，在由电压监视部监视的蓄电部的电压小于蓄电部的满充电电压的情况下，开关部被控制部控制为立即切换为使从电压转换部输出的电压仅施加到蓄电部的第一状态来使蓄电部充电。这样充分抑制光电转换元件长时间处于开路的状态。因此，充分抑制在通过色素的光激发而产生的电子被充电到氧化物半导体层的导带后，电子从氧化物半导体层移动到电解质，进行氧化还原对中的氧化剂的还原反应。结果充分抑制电解质中的氧化还原对的比率变化，光电转换元件的耐久性提高。另外，根据本发明的光电转换装置，不管在开关部被控制部控制为切换到使从电压转换部输出的电压仅施加到蓄电部的第一状态来使蓄电部充电的情况下，还是在被控制部控制为切换到使从电压转换部输出的电压不施加到蓄电部以及负载部的第二状态来使蓄电部放电，并使电压施加到负载部的情况下，光电转换元件都没有被短路。因此，充分抑制在光电转换元件中流动过大的电流。因此，根据本发明的光电转换装置，能够不破坏光电转换元件，而具有优异的耐久性。

在上述光电转换装置中，具体而言，上述开关部具有：第一开关元件，切换能够使从上述电压转换部输出的电压施加到上述蓄电部的第一接通状态、和使从上述电压转换部输出的电压不施加到上述蓄电部以及上述负载部的第一断开状态；以及第二开关元件，切换将从上述电压转换部输出的电压不施加到上述负载部的第二断开状态、和将上述蓄电部的电压施加到上述负载部的第二接通状态，上述控制部如下那样进行控制：在由上述电压监视部监视的上述蓄电部的电压达到上述蓄电部的满充电电压的情况下，通过将上述第一开关元件控制为上述第一断开状态并且将上述第二开关元件控制为上述第二接通状态，从而切换为上述第二状态来使上述蓄电部放电，并使电压施加到上述负载部，而在由上述电压监视部监视的上述蓄电部的电压小于上述蓄电部的满充电电压的情况下，通过将上述第一开关元件控制为上述第一接通状态并且将上述第二开关元件控制为上述第二断开状态，从而切换为上述第一状态来使上述蓄电部充电。

在上述光电转换装置中，优选上述第一开关元件为p沟道型mosfet(metaloxidesemiconductorfield-effecttransistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)，上述第二开关元件为n沟道型mosfet。

该情况下，由于第一开关元件以及第二开关元件中的消耗电力足够小，所以能够减小光电转换装置整体中的消耗电力。

在上述光电转换装置中，优选上述控制部和上述电压监视部电连接，上述第一开关元件具有第一栅电极，上述第二开关元件具有第二栅电极，上述第一栅电极和上述控制部电连接，上述控制部能够对上述第一栅电极赋予不同的电位，上述第二栅电极和上述控制部电连接，上述控制部能够对上述第二栅电极赋予不同的电位。

该情况下，通过控制部基于由电压监视部监视到的电压来对第一开关元件的第一栅电极赋予不同的电位，从而能够容易地将第一开关元件切换为第一接通状态以及第一断开状态。另外，通过控制部基于由电压监视部监视到的电压来对第二开关元件的第二栅电极赋予不同的电位，从而能够容易地将第二开关元件切换为第二接通状态以及第二断开状态。

在上述光电转换装置中，上述蓄电部例如为二次电池或者电容器。

在上述光电转换装置中，上述负载部例如为电阻元件。

根据本发明，提供不会破坏光电转换元件而具有优异的耐久性的光电转换装置。

附图说明

图1是表示本发明的光电转换装置的一个实施方式的电路图。

图2是表示本发明的光电转换装置的一个实施方式的电路图。

图3是表示本发明的光电转换装置的一个实施方式的电路图。

图4是表示图1～3的光电转换元件的一个例子的剖视图。

图5是表示图4的光电转换元件的一部分的俯视图。

图6是表示图4的光电转换元件中的透明导电层的图案的俯视图。

图7是表示形成有用于固定背板的连结部以及氧化物半导体层的电极基板的俯视图。

图8是表示本发明的光电转换装置的其它实施方式的电路图。

图9是表示本发明的光电转换装置的其它实施方式的电路图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地对本发明的光电转换装置的一个实施方式进行说明。图1～3是表示本发明的光电转换装置的优选的实施方式的电路图，图1是表示对光电转换元件没有照射光的状态，图2表示正对光电转换元件照射光的状态且蓄电部正被充电的状态，图3是表示正对光电转换元件照射光的状态且蓄电部正被放电的状态。

如图1所示，光电转换装置200具备：光电转换元件100；电压转换部101，使从光电转换元件100输出的电压升压；蓄电部102，能够充电到从电压转换部101输出的电压；负载部103，与蓄电部102并联连接，并用于使蓄电部102的电压施加到该负载部；电压监视部104，对蓄电部102的电压进行监视；开关部105，切换使从电压转换部101输出的电压仅施加到蓄电部102的第一状态、和使从电压转换部101输出的电压不施加到蓄电部102以及负载部103的第二状态；以及控制部106，在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压达到蓄电部102的满充电电压的情况下，控制为将开关部105切换为第二状态来使蓄电部102放电，并使电压施加到负载部103，而在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压小于蓄电部102的满充电电压的情况下，控制为将开关手段105切换为第一状态来使蓄电部102充电。

电压转换部101只要使从光电转换元件100输出的电压升压即可，作为电压转换部101，例如使用dc/dc转换器。

蓄电部102只要能够升压到被电压转换部101升压后的电压即可，作为蓄电部102，例如能够使用二次电池或者电容器等。此外，蓄电部102的满充电电压为从电压转换部101输出的电压以下。

负载部103只要消耗电力即可，作为负载部103，例如列举电阻元件。

电压监视部104只要能够监视蓄电部102的电压即可，作为电压监视部104，例如能够使用电压监视ic等。

开关部105具体而言包含第一开关元件105a和第二开关元件105b。在本实施方式中，第一开关元件105a由p沟道型mosfet构成，第二开关元件105b由n沟道型mosfet构成。对于p沟道型mosfet而言，在n型半导体基板的表面的一部分的区域上经由氧化硅等氧化物膜形成电极(第一栅电极)，在其一部分的区域的两侧设置p型的区域，并在各自的上面形成有电极。对于n沟道型mosfet而言，在p型半导体基板的表面的一部分的区域上经由氧化硅等的氧化物膜形成电极(第二栅电极)，在其一部分的区域的两侧设置n型的区域，并在各自的上面形成有电极。此外，在p沟道型mosfet以及n沟道型mosfet中，都是氧化物膜上的电极为栅电极，其两侧的电极分别为源电极以及漏电极。

控制部106与电压监视部104电连接。另外，控制部106与第一开关元件105a的第一栅电极电连接，能够对第一栅电极赋予不同的电位。另外，控制部106与第二开关元件105b的第二栅电极电连接，能够对第二栅电极赋予不同的电位。

第一开关元件105a能够切换使从电压转换部101输出的电压施加到蓄电部102以及负载部103的第一接通状态、和使从电压转换部101输出的电压不施加到蓄电部102以及负载部103的第一断开状态。具体而言，若从控制部106对第一开关元件105a的栅电极即栅极(g)赋予较低的电位，则由于第一开关元件105a为p沟道型mosfet，所以电流从源电极即源极(s)流向漏电极即漏极(d)。因此，第一开关元件105a成为能够使从电压转换部101输出的电压施加到蓄电部102以及负载部103的第一接通状态。

另一方面，若从控制部106对第一开关元件105a的栅极(g)赋予较高的电位，则由于第一开关元件105a为p沟道型mosfet，所以电流不会从源极(s)流向漏极(d)。因此，第一开关元件105a成为使从电压转换部101输出的电压不施加到蓄电部102以及负载部103的第一断开状态。

第二开关元件105b切换将从电压转换部101输出的电压不施加到负载部103的第二断开状态、和将蓄电部102的电压施加到负载部103的第二接通状态。具体而言，若从控制部106对第二开关元件105b的栅极(g)赋予较低的电位，则由于第二开关元件105b为n沟道型mosfet，所以电流不会从源极(s)流向漏极(d)。因此，第二开关元件105b成为将从电压转换部101输出的电压不施加到负载部103的第二断开状态。

另一方面，若从控制部106对第二开关元件105b的栅极(g)赋予较高的电位，则由于第二开关元件105b为n沟道型mosfet，所以电流从源极(s)流向漏极(d)。因此，第二开关元件105b成为将蓄电部102的电压施加到负载部103的第二接通状态。

此处，控制部106在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压达到蓄电部102的满充电电压的情况下，通过将第一开关元件105a控制为第一断开状态并且将第二开关元件105b控制为第二接通状态，从而切换为第二状态来使蓄电部102放电，并使电压施加到负载部103。具体而言，通过从控制部106对第一开关元件105a以及第二开关元件105b的栅极(g)赋予相同的较高的电位，从而将第一开关元件105a控制为第一断开状态，并且将第二开关元件105b控制为第二接通状态。

另一方面，在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压小于蓄电部102的满充电电压的情况下，控制为通过将第一开关元件105a控制为第一接通状态并且将第二开关元件105b控制为第二断开状态，从而切换为第一状态来使蓄电部102充电。具体而言，通过从控制部106对第一开关元件105a以及第二开关元件105b的栅极(g)赋予相同的较低的电位，从而将第一开关元件105a控制为第一接通状态，并且将第二开关元件105b控制为第二断开状态。

图4是表示图1～3的光电转换元件的一个例子的切断面端面图，图5是表示图4的光电转换元件的一部分的俯视图，图6是表示图4的光电转换元件中的透明导电层的图案的俯视图，图7是表示形成有用于固定背板的连结部以及氧化物半导体层的电极基板的俯视图。

如图4所示，光电转换元件100具有多个(在图4中为四个)光电转换单元(以下，有时称为“单元”)50、和被设置为覆盖单元50中与光入射面50a相反侧的面的背板80。如图5所示，多个单元50通过布线材料60p串联连接。以下，为了便于说明，有时将光电转换元件100中的四个单元50称为单元50a～50d。

如图4所示，多个单元50的各个具备：电极基板10；与电极基板10对置的对置基板20；被设置在电极基板10上的氧化物半导体层13；被氧化物半导体层13担载的色素；使电极基板10和对置基板20接合的环状的密封部30a；以及被配置在由电极基板10、对置基板20以及环状的密封部30a形成的单元空间内，并包含氧化还原对的电解质40。

对置基板20具备导电性基板21和被设置在导电性基板21的电极基板10侧并促进催化剂反应的催化剂层22。

如图4以及图5所示，电极基板10具有：透明基板11；被设置在透明基板11上的透明导电层12；被设置在透明基板11上的绝缘材料33；以及被设置在透明导电层12上的连接端子16。透明基板11被用作单元50a～50d的共用的透明基板。

如图4以及图5所示，透明导电层12由在相互绝缘的状态下设置的透明导电层12a～12f构成。即，透明导电层12a～12f相互夹设槽90而配置。此处，透明导电层12a～12d分别构成多个单元50a～50d的透明导电层12。透明导电层12f是用于固定背板80的周边部80a的环状的透明导电层12(参照图4)。

如图6所示，透明导电层12a～12d都具备具有侧缘部12b的四角形的主体部12a和从主体部12a的侧缘部12b向侧方突出的突出部12c。

如图5所示，透明导电层12a～12d中的透明导电层12c的突出部12c具有：伸出部12d，相对于单元50a～50d的排列方向x向侧方伸出；以及对置部12e，从伸出部12d延伸，并经由槽90与相邻的单元50d的主体部12a对置。

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。另外，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，不存在其它应连接的单元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仅由伸出部12d构成。

但是，透明导电层12d还具有：第一电流取出部12f，用于将由光电转换元件100产生的电流取出到外部；以及连接部12g，将第一电流取出部12f和主体部12a连接，并沿着透明导电层12a～12c的侧缘部12b延伸。第一电流取出部12f被配置在单元50a的附近、且相对于透明导电层12a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被配置在单元50a的附近、且相对于透明导电层12a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被配置为在单元50a的附近经由槽90相邻。

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。各连接端子16具有布线材料连接部16a，与布线材料60p连接，并被设置在密封部30a的外侧；以及布线材料非连接部16b，在密封部30a的外侧与布线材料连接部16a连接。

另一方面，如图5所示，在电极基板10中的密封部30a侧设置有四个布线材料60p(以下，有时分别称为布线材料60p1～60p4)。而且，布线材料60p1的一端与单元50a的导电性基板21连接，布线材料60p1的另一端与透明导电层12e上的连接端子16的布线材料连接部16a连接。同样地，布线材料60p2的一端与单元50b的导电性基板21连接，布线材料60p2的另一端与透明导电层12a上的连接端子16的布线材料连接部16a连接。布线材料60p3的一端与单元50c的导电性基板21连接，布线材料60p3的另一端与透明导电层12b上的连接端子16的布线材料连接部16a连接。布线材料60p4的一端与单元50d的导电性基板21连接，布线材料60p4的另一端与透明导电层12c上的连接端子16的布线材料连接部16a连接。

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

如图4所示，密封部30a包含树脂，并具有环状的第一密封部31a，被设置在电极基板10与对置基板20之间；以及第二密封部32a，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。相邻的两个单元50的密封部30a彼此相互一体化。

另外，如图4所示，在第一密封部31a与槽90之间设置有绝缘材料33，该绝缘材料33进入到相邻的透明导电层12a～12f彼此间的槽90，且横跨相邻的透明导电层12。详细而言，绝缘材料33进入到槽90中沿着透明导电层12的主体部12a的边缘部而形成的槽90，并且也覆盖形成槽90的主体部12a的边缘部。

如图4所示，在电极基板10上设置有背板80。背板80包含层叠体，该层叠体包括耐久性层和金属层。背板80的周边部80a经由连结部14与透明导电层12中的透明导电层12d、12e、12f连接。

另外，在透明导电层12d中，具有比透明导电层12d低的电阻的集电布线17以通过主体部12a、连接部12g以及电流取出部12f的方式延伸(参照图5)。

此外，如图5所示，在各单元50a～50d的密封部30a中分别设置有旁路二极管70a～70d。另一方面，布线材料60p1和旁路二极管70a通过布线材料60q(60q1)而连接，旁路二极管70a和旁路二极管70b通过布线材料60q(60q2)而连接，旁路二极管70b和旁路二极管70c通过布线材料60q(60q3)而连接，旁路二极管70c和旁路二极管70d通过布线材料60q(60q4)而连接。而且，布线材料60q2与布线材料60p2连接，布线材料60q3与布线材料60p3连接，布线材料60q4与布线材料60p4连接。另外，旁路二极管70d经由布线材料60r与单元50d的透明导电层12d的突出部12d连接。因此，旁路二极管70a～70d分别与单元50a～50d并联连接。

根据上述的光电转换装置200，若对光电转换元件100照射光，则由光电转换元件100进行发电。则，从光电转换元件100输出的电压被电压转换部101升压。此时，在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压小于蓄电部102的满充电电压的情况下，开关部105被控制部106控制为切换到使从电压转换部101输出的电压仅施加到蓄电部102的第一状态来使蓄电部102充电(参照图2)。具体而言，开关部105被控制为：通过将第一开关元件105a控制为能够使从电压转换部101输出的电压施加到蓄电部102以及负载部103的第一接通状态，并且将第二开关元件105b控制为将从电压转换部101输出的电压不施加到负载部103的第二断开状态，从而切换为第一状态来使蓄电部102充电。

而且，在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压达到蓄电部102的满充电电压的情况下，开关部105被控制部106立即控制为切换到使从电压转换部101输出的电压不施加到蓄电部102以及负载部103的第二状态来使蓄电部102放电，并使电压施加到负载部103(参照图3)。具体而言，开关部105被控制为：通过将第一开关元件105a控制为使从电压转换部101输出的电压不施加到蓄电部102以及负载部103的第一断开状态，并且将第二开关元件105b控制为将蓄电部102的电压施加到负载部103的第二接通状态，从而切换为第一状态来使蓄电部102放电。该情况下，由于蓄电部102和负载部103并联连接，所以在将点a、b、c、d连结的闭路中，将蓄电部102的电压施加到负载部103。即，蓄电部102被放电。

而且，在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压小于蓄电部102的满充电电压的情况下，开关部105被控制部106立即控制为切换到使从电压转换部101输出的电压仅施加到蓄电部102的第一状态来使蓄电部102充电。

这样，充分抑制光电转换元件100长时间处于开路的状态。因此，充分抑制通过色素的光激发而产生的电子被充电到氧化物半导体层13的导带后，电子从氧化物半导体层13移动到电解质40而进行氧化还原对中的氧化剂的还原反应。结果充分抑制电解质40中的氧化还原对的比率变化，光电转换元件100的耐久性提高。另外，根据光电转换装置200，不管在开关部105被控制部106控制为切换到使从电压转换部101输出的电压仅施加到蓄电部102的第一状态来使蓄电部102充电的情况下，还是在被控制部106控制为切换到使从电压转换部101输出的电压不施加到蓄电部102以及负载部103的第二状态来使蓄电部102放电，并使电压施加到负载部103的情况下，光电转换元件100都没有被短路。因此，充分抑制在光电转换元件100中流动过大的电流。因此，根据光电转换装置200，不会破坏光电转换元件100而能够具有优异的耐久性。

另外，在光电转换装置200中，第一开关元件105a为p型mosfet，第二开关元件105b为n沟道型mosfet，第一开关元件105a以及第二开关元件105b中的消耗电力足够小。因此，能够减小光电转换装置200整体中的消耗电力。

并且，在光电转换装置200中，控制部106与电压监视部104电连接。另外，控制部106与第一开关元件105a的栅极(g)电连接，能够对栅极(g)赋予不同的电位。另外，控制部106与第二开关元件105b的栅极(g)电连接，能够对栅极(g)赋予不同的电位。

因此，通过控制部106基于由电压监视部104监视的电压来对第一开关元件105a的栅极(g)赋予不同的电位，从而能够容易地将第一开关元件105a切换为第一接通状态以及第一断开状态。另外，通过控制部106基于由电压监视部104监视的电压来对第二开关元件105b的栅极(g)赋予不同的电位，从而能够容易地将第二开关元件105b切换为第二接通状态以及第二断开状态。

本发明并不限于上述实施方式。例如在上述实施方式中，光电转换元件100具有多个单元50，但光电转换元件100也可以仅具有一个单元50。

另外，在上述实施方式中，第一开关元件105a以及第二开关元件105b也可以由接合型fet等其它fet构成，来代替mosfet。

并且，在上述实施方式中，作为开关部105，使用第一开关元件105a以及第二开关元件105b，但也可以如图8以及9所示的光电转换装置300那样，代替开关部105，使用开关部305。开关部305通过控制部106而切换使点a和点a1导通的状态、和使点a和点a2导通的状态。图8示出在对光电转换元件100照射光的状态下蓄电部102正被充电的状态，图9示出对光电转换元件100照射光的状态下蓄电部102正被放电的状态。在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压达到蓄电部102的满充电电压的情况下，控制为开关部305切换为第二状态(即，使点a和点a1导通的状态)来使蓄电部102放电，并使电压施加到负载部103，而在由电压监视部104监视的蓄电部102的电压小于蓄电部102的满充电电压的情况下，控制为开关部305切换为第一状态(即，使点a和点a2导通的状态)来使蓄电部102充电。即便在该情况下，也充分抑制光电转换元件100处于开路的状态。结果充分抑制通过色素的光激发而产生的电子被充电到氧化物半导体层13的导带。结果充分抑制电解质40中的氧化还原对的比率变化，光电转换元件100的耐久性提高。另外，根据光电转换装置300，不管在开关部305被控制部106控制为切换到使从电压转换部101输出的电压仅施加到蓄电部102的第一状态来使蓄电部102充电的情况下，还是在被控制部106控制为切换到使从电压转换部101输出的电压不施加到蓄电部102以及负载部103的第二状态来使蓄电部102放电，并使电压施加到负载部103的情况下，由于光电转换元件100没有被短路，所以充分抑制在光电转换元件100中流动过大的电流。因此，根据光电转换装置300，不会破坏光电转换元件100，而能够具有优异的耐久性。此外，作为开关部305，例如能够使用2输入1输出多路复用器负载开关。

另外，在上述实施方式中，在光电转换元件100中，将第二密封部32a与第一密封部31a粘合，但第二密封部32a也可以不与第一密封部31a粘合。

而且，在上述实施方式中，在光电转换元件100中，密封部30a由第一密封部31a和第二密封部32a构成，但也可以省略第二密封部32a。

而且，在上述实施方式中，在光电转换元件100中，在透明导电层12形成槽90，绝缘材料33进入到槽90，但绝缘材料33不一定进入到槽90，也无需在透明导电层12形成槽90。例如在光电转换元件100仅具有一个光电转换单元的情况下，无需在透明导电层12形成槽90。该情况下，绝缘材料33未进入到槽90。

另外，在上述实施方式中，在光电转换元件100中，背板80和透明导电层12经由连结部14而粘合，但背板80和透明导电层12不一定经由连结部14而粘合。

另外，在上述实施方式中，光电转换元件100具有背板80，但光电转换元件100不一定具有背板80。

并且，在上述实施方式中，对置基板20由导电性基板21和催化剂层22构成，但对置基板20也可以由绝缘性基板构成。但是，此时，在氧化半导体层13上设置对电极。另外，在氧化半导体层13与对电极之间设置多孔性绝缘层。多孔质绝缘层主要用于使电解质40浸入到内部。作为这样的多孔质绝缘层，例如能够使用氧化物的烧制体。此外，多孔质绝缘层也可以以包围氧化物半导体层13的方式设置在电极基板10与对电极之间。

而且，在上述实施方式中，在光电转换元件100中，多个单元50通过布线材料60p串联连接，但也可以并联连接。

实施例

以下，列举实施例，更具体地说明本发明的内容，但本发明并不限于下述的实施例。

(实施例1)

首先，如以下那样制成光电转换元件。

首选，准备通过在由玻璃构成的厚度1mm的透明基板上形成由厚度1μm的fto(fluorine-dopedtinoxide：氟掺杂氧化锡)构成的透明导电层而成的层叠体。接下来，如图6所示，通过co2激光器(universalsystem公司制v－460)在透明导电层形成槽90，形成透明导电层12a～12f。此时，槽90的宽度设为1mm。另外，透明导电层12a～12c分别形成为具有4.6cm×2.0cm的四角形的主体部、和从主体部的单侧侧缘部突出的突出部。另外，透明导电层12d形成为具有4.6cm×2.1cm的四角形的主体部、和从主体部的单侧侧缘部突出的突出部。另外，透明导电层12a～12d中的3个透明导电层12a～12c的突出部12c由从主体部12a的单侧缘部12b伸出的伸出部12d、和从伸出部12d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。另外，透明导电层12d的突起部12c仅由从主体部12a的单侧缘部12b伸出的伸出部12d构成。此时，伸出部12d的伸出方向(图5的与x方向正交的方向)的长度设为2.1mm，伸出部12d的宽度设为9.8mm。另外，对置部12e的宽度设为2.1mm，对置部12e的延伸方向的长度设为9.8mm。

另外，对于透明导电层12d，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、以及将第一电流取出部12f和主体部12a连接的连接部12g。透明导电层12e形成为具有第二电流取出部12h。此时，连接部12g的宽度设为1.3mm，长度设为59mm。另外，利用四端子法测量出连接部12g的电阻值，为100ω。

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敷银糊剂(福田金属箔粉工业公司制「gl－6000x16」)并进行干燥而形成。

并且，在透明导电层12d的连接部12g上形成集电布线17的前驱体。集电布线17的前驱体通过利用丝网印刷涂敷银糊剂并进行干燥而形成。

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通过利用丝网印刷涂敷银糊剂并进行干燥而形成。

并且，以进入到槽90且覆盖形成槽90的主体部12a的边缘部的方式形成玻璃料构成的绝缘材料33的前驱体。绝缘材料33通过利用丝网印刷涂敷含有玻璃料的糊剂并进行干燥而形成。此时，被绝缘材料33覆盖的透明导电层的边缘部设为从槽90到0.2mm的部分。

另外，为了固定背板80，与绝缘材料33同样地，以包围绝缘材料33且通过透明导电层12d、透明导电层12e、透明导电层12f的方式形成由玻璃料构成的环状的连结部14的前驱体。另外，此时，连结部14的前驱体形成为在其内侧配置集电布线17的前驱体。另外，连结部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。连结部14通过利用丝网印刷涂敷含有玻璃料的糊剂并进行干燥而形成。

还在透明导电层12a～12d的各个的主体部12a上形成氧化物半导体层13的前驱体。此时，氧化物半导体层13的前驱体是通过利用丝网印刷将含有锐钛矿晶型氧化钛(日挥触媒化成社制21nr)的光吸收层形成用氧化钛纳米粒子糊剂涂敷成正方形，并以150℃干燥10分钟而得到的。

接下来，将连接端子16的前驱体、集电布线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、连结部14的前驱体、绝缘材料33的前驱体、氧化物半导体层13的前驱体以500℃烧制15分钟，形成连接端子16、集电布线17、外部连接用端子18a、18b、连结部14、绝缘材料33以及氧化物半导体层13。这样，得到形成有氧化物半导体层13、连结部14、集电布线17以及外部连接用端子18a、18b的电极基板10。此时，连接端子16中的布线材料连接部的宽度为1.0mm，布线材料非连接部的宽度为0.3mm。另外，布线材料连接部的沿着延伸方向的长度为7.0mm，布线材料非连接部的沿着延伸方向的长度为7.0mm。另外，集电布线17、外部连接用端子18a、18b、连结部14以及氧化物半导体层13的尺寸分别如下。

集电布线17：厚度4μm，宽度200μm，图5的沿着x方向的长度79mm，图5的沿着与x方向正交的方向的长度21mm

外部连接用端子18a、18b：厚度20μm，宽度2mm，长度7mm

连结部14：厚度50μm，宽度3mm

氧化物半导体层13：厚度14μm，图5的x方向的长度17mm，图5的与x方向正交的方向的长度42.1mm

这样，得到工作电极。

接下来，使如上述那样得到的工作电极在含有0.2mm由n719构成的光敏化染料，以乙腈和叔丁醇以1:1的体积比混合而得的混合溶剂作为溶剂的色素溶液中浸渍一昼夜后，取出进行干燥，并使氧化物半导体层担载光敏化染料。

接下来，在氧化物半导体层上，利用丝网印刷法涂敷在二甲基丙基碘化咪唑鎓和3-甲氧基丙腈的混合物中加入i2、甲基苯并咪唑、丁基苯并咪唑、硫氰酸胍和叔丁基吡啶而得到的电解质，使其干燥而配置电解质。

接下来，准备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准备好一张由8.0cm×4.6cm×50μm的马来酸酐改性聚乙烯(商品名：bynel，杜邦公司制)构成的密封用树脂膜，并在该密封用树脂膜形成四个四角形的开口而得到的。此时，以各开口为1.7cm×4.4cm×50μm的大小、且环状的外周部的宽度为2mm、分隔环状的外周部的内侧开口的分隔部的宽度为2.6mm的方式制成第一一体化密封部形成体。

而且，通过在使该第一一体化密封部形成体与工作电极上的绝缘材料33重叠后，使第一一体化密封部形成体加热熔融而与工作电极上的绝缘材料33粘合。

接下来，准备四个对电极。四个对电极中两个对电极通过在4.6cm×1.9cm×40μm的钛箔上利用溅射法形成由厚度5nm的白金构成的催化剂层而准备的。四个对电极中的剩余的两个对电极通过在4.6cm×2.0cm×40μm的钛箔上利用溅射法形成由厚度5nm的白金构成的催化剂层而准备的。另外，准备另一个上述第一一体化密封部形成体，与上述同样地使该第一一体化密封部形成体同对电极中与工作电极对置的面粘合。

而且，使与工作电极粘合的第一一体化密封部形成体和与对电极粘合的第一一体化密封部形成体对置，从而使第一一体化密封部形成体彼此重叠。而且，在该状态下一边对第一一体化密封部形成体进行加压一边使第一一体化密封部形成体加热熔融。这样在工作电极与对电极之间形成第一密封部。

接下来，准备第二一体化密封部。第二一体化密封部通过准备一张由8.0cm×4.6cm×50μm的马来酸酐改性聚乙烯(商品名：bynel，杜邦公司制)构成的密封用树脂膜，并在该密封用树脂膜形成四个四角形的开口而得到的。此时，以各开口成为1.7cm×4.4cm×50μm的大小的方式且环状的外周部的宽度为2mm，分隔环状的外周部的内侧开口的分隔部的宽度为2.6mm的方式制成第二一体化密封部。第二一体化密封部以与第一一体化密封部一起夹着对电极的缘部的方式贴合在对电极。此时，通过一边将第二一体化密封部向对电极按压一边使第一一体化密封部以及第二一体化密封部加热熔融，从而使第二一体化密封部贴合在对电极以及第一一体化密封部上。

接下来，在各对电极的金属基板上利用双面胶粘贴干燥剂片。干燥剂片的尺寸为厚度1mm×纵3cm×横1cm，作为干燥剂片，使用了zeosheet(商品名，品川化成公司制)。

接下来，使银粒子(平均粒径：3.5μm)、碳(平均粒径：500nm)以及聚酯系树脂在溶剂二乙二醇单乙醚乙酸酯中分散，制成第一导电性糊剂。此时，银粒子、碳、聚酯系树脂以及溶剂以70：1：10：19的质量比混合。而且，在单元50a～50d的各个的导电性基板21上以2mm×2mm×50μm的尺寸涂敷该第一导电性糊剂，并以85℃临时干燥10分钟。这样得到第一连接部前驱体。

另一方面，使银粒子(平均粒径：2μm)以及聚酯系树脂在乙二醇单丁醚乙酸酯中分散，制成第二导电性糊剂。此时，银粒子、聚酯系树脂以及溶剂以65：10：25的质量比混合。

而且，通过以将四个透明导电层12a～12c、12e上的布线材料连接部和单元50a～50d的各个的导电性基板21上所形成的第一连接部前驱体分别连接的方式涂敷上述第二导电性糊剂，并进行固化，从而形成宽度为2mm的布线材料60p。此时，布线材料60p通过将上述第二导电性糊剂以85℃固化12小时而形成。

而且，如图5所示，在第二一体化密封部上配置旁路二极管70a～70d，以将旁路二极管70a～70d的各个和单元50a～50d的各个的第一连接部前驱体连接的方式在对电极的导电性基板21上形成宽度为2mm的布线材料60q。布线材料60q通过涂敷上述第二导电性糊剂，以85℃热处理12小时，从而进行固化而形成。此时，从第一连接部前驱体得到第一连接部。作为旁路二极管70a～70d，使用rohm公司制rb751v－40。

接下来，将丁基橡胶(爱克工业公司制“aicamelt”)一边在200℃下加热一边以分配器涂敷在连结部14上。另一方面，准备将由聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)树脂膜(厚度50μm)、铝箔(厚度25μm)、bynel(商品名，杜邦公司制)构成的膜(厚度50μm)以这样的顺序层叠的层叠体。而且，使该层叠体的周边部重叠在丁基橡胶上，加压10秒。这样，在连结部14得到由层叠体构成的背板80。如以上那样操作得到光电转换元件100。

接下来，使用如上述那样得到的光电转换元件100，如构成图1所示的电路那样制成光电转换装置。此时，对于光电转换元件100，将第一外部输出端子18a设为正极侧的端子，将第二外部输出端子18b设为负极侧的端子。

而且，作为电压转换部101、蓄电部102、负载部103、电压监视部104、第一开关元件105a、第二开关元件105b以及控制部106，分别使用以下的部件。此时，作为控制部106，使用在蓄电池102的电压达到满充电电压时，将3.0v的电位赋予给第一开关元件105a以及第二开关元件105b的栅极，而在蓄电池102的电压小于满充电电压时将0v的电位赋予给第一开关元件105a以及第二开关元件105b的栅极的部件。

电压转换部101：dc/dc转换器(产品名“dq25570”，ti公司制，升压后的输出电压：3.0v)

蓄电部102：硬币型锰锂二次电池(产品名“ml2430”，fdk公司制，满充电电压：3.0v)

负载部103：30ω的电阻元件

电压监视部104以及控制部106：电压检测器(产品名“s-1009”系列，sii半导体公司制)

第一开关元件105a：p沟道型mosfet(在将0v的电位赋予给栅极时导通，而在将3.0v的电位赋予给栅极时截止)

第二开关元件105b：n沟道型mosfet(在将3.0v的电位赋予给栅极时导通，而在将0v的电位赋予给栅极时截止)

(比较例1)

在构成电路时，除了没有设置负载部103、电压监视部104、第一开关元件105a、第二开关元件105b以及控制部106以外，与实施例1同样地制成光电转换装置。

[特性评价]

对于如上述那样得到的实施例1以及比较例1的光电转换装置，如下那样评价耐久性。

对于实施例1以及比较例1的光电转换装置，在照射200勒克斯的白色光的状态下测量iv曲线，从该iv曲线将最大输出动作电力(μw)计算为“p1”。

接着，对实施例1以及比较例1的光电转换装置的光电转换元件连续照射1000小时500勒克斯的荧光灯后，在照射200勒克斯的白色光的状态下测量iv曲线，从该iv曲线将最大输出动作电力(μw)计算为“p2”。

而且，基于下述式子来计算输出维持率，并将该输出维持率设为耐久性的指标。结果如表1所示。

输出维持率(％)＝100×p2/p1

[表1]

如表1所示，在实施例1中，可知光电转换元件的输出维持率大于比较例1的光电转换元件的输出维持率。另外，在实施例1中，也得知光电转换元件没有被破坏。

从以上确认出根据本发明的光电转换装置，不会破坏光电转换元件而那个具有优异的耐久性。

符号说明

10…电极基板

13…氧化物半导体层

20…对置基板

50、50a～50d…光电转换单元

100…光电转换元件

101…电压转换部

102…蓄电部

103…负载部

104…电压监视部

105、305…开关部

105a…第一开关元件

105b…第二开关元件

106…控制部

200、300…光电转换装置

g…栅极(第一栅电极、第二栅电极)