WO2009098857A1 - 色素増感太陽電池 - Google Patents

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WO2009098857A1
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solar cell
film
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Kenichi Okada
Hiroshi Matsui
Takayuki Kitamura
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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    • H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Definitions

  • the present invention relates to a dye-sensitized solar cell having a wiring portion adjacent to a porous oxide semiconductor layer.
  • Dye-sensitized solar cells use an electrolyte that corrodes metals. For this reason, when providing the current collection wiring for reducing the current collection resistance of a cell, the wiring protective layer which protects current collection wiring from electrolyte solution is needed. However, when the wiring protective layer is applied to both sides of the current collecting wiring, the thickness of the wiring protective layer is added to the wiring width and the width of the entire wiring tends to increase.
  • the wiring of the dye-sensitized solar cell is often formed of a silver paste using a low-melting glass as a binder, and the low-melting glass is often dark. For this reason, the color of the surface after wiring formation becomes dark, and light incident on the wiring portion is absorbed.
  • Many of the materials used for the wiring protective layer are transparent or dark, and light is absorbed by the dark-colored wiring protective layer or the dark electrolyte solution behind the transparent wiring protective layer.
  • Non-Patent Document 1 introduces a prismatic cover.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a method using a condensing lens array.
  • Patent Document 3 when light incident between solar cell elements in a solar cell module is passed through the back surface of the solar cell module and used for daylighting, the solar cell module is arranged between solar cell elements in order to make the illuminance of the transmitted light uniform.
  • a lens is formed on the transparent part of the sheet.
  • Patent Document 4 discloses a dye-sensitized solar cell in which a phosphor is disposed on a transparent substrate of a dye-sensitized solar cell, and a part of incident light is converted into light having a wavelength with high photoelectric conversion quantum efficiency, thereby improving power generation efficiency.
  • Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 and 2 have a large cost for the lens array and the cover and must be designed exclusively. For this reason, it could not be easily applied in accordance with various cell shapes. Such a decrease in the degree of freedom in design impairs the merits of dye-sensitized solar cells that can be manufactured in various quantities by changing the color and shape to various designs.
  • the solar cell module of Patent Document 3 uses light transmitted through a lens for daylighting on the back side of the module, and is not used for power generation by a solar cell element.
  • the dye-sensitized solar cell of Patent Document 4 improves the power generation efficiency against light absorption by the high-concentration iodine electrolyte, but does not disclose any special measures for the metal wiring layer.
  • an object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell capable of improving power generation efficiency by suppressing light absorption by a wiring portion.
  • the present invention provides a first electrode substrate comprising a porous oxide semiconductor layer carrying a dye and a wiring portion provided in a portion adjacent to the porous oxide semiconductor layer on one side.
  • a second electrode substrate disposed to face the porous oxide semiconductor layer of the first electrode substrate, and at least a part between the first electrode substrate and the second electrode substrate At least one of the first electrode substrate, the wiring portion, and the second electrode substrate at a position corresponding to the current collector wiring.
  • a dye-sensitized solar cell characterized in that an incident light direction changing unit for changing the direction is provided.
  • the direction of light incident on the wiring portion that is the non-power generation portion is changed to the porous oxide semiconductor layer that supports the dye that is the power generation portion by the incident light direction changing portion. It can be changed to head.
  • the incident light direction changing unit may be a film body, for example.
  • the film body may be, for example, any one of a diffusion film, a diffraction grating film, a fluorescent paint film, and a reflection film.
  • the incident light direction changing portion is on a line connecting the first electrode substrate, the wiring portion, and the second electrode substrate, and along the thickness direction of the first electrode substrate or the second electrode substrate. It is preferable that it is provided on the line.
  • the first electrode substrate is a transparent electrode substrate, and the incident light direction changing portion is provided on the opposite side of the wiring portion with respect to the first electrode substrate.
  • the first electrode substrate is a transparent electrode substrate
  • the wiring portion includes a current collecting wiring and a wiring protective layer provided so as to cover the current collecting wiring.
  • the wiring protective layer may have a configuration having the incident light direction changing portion.
  • the first electrode substrate is a transparent electrode substrate
  • the wiring portion includes a current collecting wiring and a wiring protective layer provided so as to cover the current collecting wiring.
  • the said incident light direction change part may have the structure provided between the said current collection wiring and the said 1st electrode substrate.
  • the second electrode substrate is a transparent electrode substrate, and the incident light direction changing portion is opposite to the first electrode substrate with respect to the second electrode substrate. You may have the structure provided.
  • the second electrode substrate is a transparent electrode substrate
  • the wiring portion includes a current collecting wiring and a wiring protective layer provided so as to cover the current collecting wiring.
  • the wiring protective layer may have a configuration having the incident light direction changing portion.
  • the film body is preferably arranged in a range that is larger than the width of the wiring portion and does not overlap with the adjacent porous oxide semiconductor layer.
  • the direction of light incident toward the wiring portion that is a non-power generation portion is changed by the incident light direction changing portion so as to be directed to the porous oxide semiconductor layer that supports the dye that is the power generation portion. Therefore, the power generation efficiency can be improved.
  • L incident light
  • S light whose direction is changed by the film body
  • R re-reflected light on the substrate surface
  • 10, 20, 30, 40 dye-sensitized solar cell, 11, 21, 31, 41 ... transparent electrode
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first example of the dye-sensitized solar cell of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second example of the dye-sensitized solar cell of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third example of the dye-sensitized solar cell of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a fourth example of the dye-sensitized solar cell of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fifth example of the dye-sensitized solar cell of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view for explaining the arrangement of current collecting wiring between a plurality of cells.
  • a dye-sensitized solar cell 10 shown in FIG. 1 includes a first electrode substrate 11, a transparent conductive film 12 formed on the first electrode substrate 11, and a wiring portion 19 formed on the transparent conductive film 12.
  • the porous oxide semiconductor layer 15 provided adjacent to the wiring portion 19 on the transparent conductive film 12 and the second oxide oxide layer 15 disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer 15 of the first electrode substrate 11.
  • Electrode substrate 16 and an electrolyte layer 17 disposed between both electrode substrates 11 and 16.
  • the wiring part 19 includes a current collecting wiring 13 formed on the transparent conductive film 12 and a wiring protective layer 14 formed so as to cover the current collecting wiring 13.
  • the first electrode substrate 11, which is a transparent electrode substrate includes a film body 18 that changes the direction of incident light at a position corresponding to the wiring portion 19.
  • a dye-sensitized solar cell 20 shown in FIG. 2 includes a first electrode substrate 21, a transparent conductive film 22 formed on the first electrode substrate 21, and a wiring portion 29 formed on the transparent conductive film 22.
  • the porous oxide semiconductor layer 25 provided adjacent to the wiring portion 29 on the transparent conductive film 22 and the second oxide oxide layer 25 disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer 25 of the first electrode substrate 21.
  • Electrode substrate 26 and an electrolyte layer 27 disposed between the electrode substrates 21 and 26.
  • the wiring portion 29 includes a current collecting wiring 23 formed on the transparent conductive film 22 and a wiring protective layer 24 formed so as to cover the current collecting wiring 23.
  • the wiring protective layer 24 is disposed at a position corresponding to the wiring portion 29 and has a function of changing the direction of incident light.
  • the wiring protection layer 24 also serves as a film body that is disposed at a position corresponding to the wiring portion 29 and changes the direction of incident light.
  • the film body 24 is provided in the wiring portion 29.
  • the dye-sensitized solar cell 30 shown in FIG. 3 is adjacent to the first electrode substrate 36, the wiring portion 39 formed on the first electrode substrate 36, and the wiring portion 39 on the first electrode substrate 36.
  • the transparent conductive film 32 formed on the electrode substrate 31 and the electrolyte layer 37 disposed between the electrode substrates 31 and 36 are provided.
  • the wiring part 39 includes a current collecting wiring 33 formed on the first electrode substrate 36 and a wiring protective layer 34 formed so as to cover the current collecting wiring 33.
  • the second electrode substrate 31, which is a transparent electrode substrate, includes a film body 38 that changes the direction of incident light at a position corresponding to the wiring portion 33.
  • the film bodies 18, 24, 38, 44 that change the direction of incident light are provided at positions corresponding to the wiring portions 19, 29, 39, 49. That is, if the film bodies 18, 24, 38, 44 are not present, incident light that is incident on the current collecting wirings 13, 23, 33, 43 or the wiring protective layers 14, 24, 34, 44 and absorbed is absorbed by the film bodies. 18, 24, 38 and 44.
  • the light incident on the film bodies 18, 24, 38, 44 is redirected by the film bodies 18, 24, 38, 44, and at least a part of the porous oxide semiconductor layer 15, which is a power generation part, 25, 35, 45. Thereby, the energy loss of incident light can be suppressed and the power generation efficiency can be improved.
  • the first electrode substrate 11 provided with the porous oxide semiconductor layer 15 is a transparent electrode substrate, and the incident light L is the first electrode substrate. 11 is incident.
  • a film body 18 that changes the direction of the incident light L is provided.
  • the film body 18 a diffusion film, a diffraction grating film, or a fluorescent paint film can be used. In this case, the light S in which the direction of the incident light L is changed by the film body 18 can be incident on the porous oxide semiconductor layer 15.
  • the first electrode substrate 21 provided with the porous oxide semiconductor layer 25 is a transparent electrode substrate, and the incident light L is the first electrode substrate. 21 is incident.
  • the wiring protective layer 24 provided on the surface of the current collecting wiring 23 also serves as the film body 24 that changes the direction of the incident light L.
  • a reflection film that increases the reflectance of the wiring surface can be used. In this case, the light S reflected by the wiring protective layer 24 including the reflective film is reflected again by the surface 21 a of the first electrode substrate 21, and the reflected light R can be incident on the porous oxide semiconductor layer 25.
  • the light incident on the film body 24 can also enter the porous oxide semiconductor layer 25 through the electrolyte layer 27.
  • the current collecting wiring 23 made of the conductive paste has a low surface reflectance, the incident light from the current collecting wiring 23 to the first electrode substrate 21 is hardly reflected. Therefore, when the current collection wiring 23 has a low surface reflectance, in the dye-sensitized solar cell 20, the reflectance is improved in a portion between the first electrode substrate 21 and the transparent conductive film 22 as shown in FIG. 5.
  • a film body 28 is provided.
  • a diffusion film, a diffraction grating film, or a fluorescent paint film can be used as the film body 28, a diffusion film, a diffraction grating film, or a fluorescent paint film can be used.
  • the light L incident on the current collector wiring 23 is reflected by the film body 28, the reflected light S is re-reflected by the surface 21 a of the first electrode substrate 21, and the re-reflected light R is porous.
  • the light can enter the oxide semiconductor layer 25. For this reason, the utilization efficiency of the light incident toward the current collector wiring 23 can be further increased.
  • the second electrode substrate 31 disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer 35 of the first electrode substrate 36 is a transparent electrode substrate.
  • the incident light L is incident through the second electrode substrate 31.
  • a film body 38 that changes the direction of the incident light L is provided at a position overlapping the current collection wiring 33 on the surface 31 a of the second electrode substrate 31. That is, the film body 38 is on the surface 31 a opposite to the current collector wiring 33 with respect to the second electrode substrate 31, and on the line connecting the first electrode substrate 36, the second electrode substrate 31, and the wiring portion 39. Is provided.
  • this film body 38 a diffusion film, a diffraction grating film, or a fluorescent paint film can be used.
  • the light S in which the direction of the incident light L is changed by the film body 38 can be incident on the porous oxide semiconductor layer 35.
  • the second electrode substrate 41 disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer 45 of the first electrode substrate 46 is a transparent electrode substrate, and the incident light L is the second electrode substrate.
  • the wiring protective layer 44 provided on the surface of the current collecting wiring 43 also serves as a film body that changes the direction of the incident light L It can also be.
  • a reflection film that increases the reflectance of the wiring surface can be used. In this case, the light S reflected by the wiring protective layer 44 including the reflective film is reflected again by the surface of the second electrode substrate 41, and the re-reflected light R can be incident on the porous oxide semiconductor layer 45. .
  • any of the first to fourth embodiments described above can be applied.
  • the film body that changes the direction of the incident light may be arranged corresponding to the position of the current collector wiring provided in the portion adjacent to the porous oxide semiconductor layer carrying the dye.
  • 1 may be arranged corresponding to the position of the current collecting wiring 3 arranged in the portion between 1 and 1, and corresponding to the position of the current collecting wiring 4 arranged in the outer peripheral portion of the cell 1, It may be arranged. If the position of the film body is a position adjacent to the porous oxide semiconductor layer carrying the dye serving as the power generation portion at a distance of about 2 mm or less, incident light whose direction is changed by the film body is generated. It is suitable for entering.
  • the diffusion film is not particularly limited.
  • transparent beads having a refractive index different from that of the transparent resin, scattering particles having a higher refractive index than the transparent resin, and the like are added.
  • the thing which made it scatter is mentioned.
  • the diffusion film may be isotropic or anisotropic, and preferably diffuses perpendicularly to the wiring (that is, in the left-right direction in FIGS. 1 and 3).
  • the diffusion film is formed, for example, by sticking a pre-formed film to the substrate surface.
  • the diffusion film can be formed by applying ink or paste-like material to the substrate surface and drying or curing. It is desirable that the diffusion film has a high light transmittance and a large scattering angle.
  • the diffraction grating film is not particularly limited, but the incident light is incident on the porous oxide semiconductor layer by changing the direction of light having a wavelength of 500 to 600 nm (for example, wavelength 550 nm) having high photoelectric conversion quantum efficiency. Thus, it is desirable to set the number of gratings and the diffraction direction.
  • the diffraction grating film is formed by sticking a film body provided with a diffraction grating in advance to the substrate surface.
  • the diffraction grating film can be formed by providing a diffraction grating on the film body after the film body is provided on the substrate surface by film sticking or coating film formation.
  • the fluorescent paint film is not particularly limited, but a fluorescent paint film using a substance having high photoelectric conversion quantum efficiency and emitting light with a wavelength of 500 to 600 nm (for example, wavelength 550 nm) as a phosphor is preferable.
  • a fluorescent paint film using a substance having high photoelectric conversion quantum efficiency and emitting light with a wavelength of 500 to 600 nm (for example, wavelength 550 nm) as a phosphor is preferable.
  • a film body formed by applying a solution in which a phosphor is dissolved or a dispersion in which the phosphor is dispersed to a transparent substrate and drying it is mentioned.
  • a phosphor-containing plastic film formed by adding a phosphor to a transparent resin such as an acrylic resin, a urethane resin, or a cellulose resin and bonding the phosphor to the surface of a transparent substrate can be used.
  • a transparent plastic film such as a polyethylene terephthalate film or a cellulose resin film is coated with a solution such as a fluorescent paint in which a phosphor is dissolved, and a dried phosphor-coated plastic film is bonded to the surface of a transparent substrate. It is done.
  • the phosphor used in the fluorescent paint film those having a function of converting at least light having a wavelength of 500 nm or less into light having a wavelength of 500 to 600 nm are used.
  • fluorescein (490 nm ⁇ 520 nm)
  • eosin eosin
  • rhodamine examples thereof include organic phosphors such as B and inorganic phosphors such as calcium halophosphate and cadmium telluride.
  • the inorganic phosphor having high heat resistance may be melted and contained in the glass constituting the transparent substrate, and when the transparent substrate is made of a plastic film, it can be kneaded into the transparent substrate.
  • the concentration of the phosphor in the fluorescent paint film is about 0.1 to 1 wt%, and it is desirable to adjust the amount of addition so that light absorption caused by the phosphor itself does not become excessive. .
  • the thickness of the fluorescent paint film is not particularly limited, but a thin one is preferable.
  • the reflective film is not particularly limited, and examples thereof include a coating film in which high-refractive-index particles such as titanium oxide are mixed in advance with the ink for forming the wiring protective film.
  • the high refractive index particles preferably have an average particle size of 200 to 600 nm, and the coating film preferably has a well-dispersed ink so that aggregated secondary particles having a particle size of 1 ⁇ m or more cannot be formed.
  • the widths of the film bodies 18, 24, 38, and 44 that change the direction of incident light are larger than the widths of the wiring portions 19, 29, 39, and 49, and adjacent porous oxides. It is preferable that the semiconductor layers 15, 25, 35, and 45 are arranged so as not to overlap with each other. This prevents incident light reaching the porous oxide semiconductor layers 15, 25, and 35 that are power generation portions from reaching the power generation portion even without the film body, and to the non-power generation portion without the film body. The incident light that reaches can efficiently reach the power generation portion. Moreover, providing a film body on the substrate surface can be applied to non-power generation portions such as between cells and connector portions.
  • the film bodies 18 and 38 when the film bodies 18 and 38 are provided on the surfaces 11a and 31a of the transparent electrode substrates 11 and 31 to be window electrodes, the film bodies 18 and 38 and the current collecting wirings 13 and 31 It is desirable to set the positional relationship of 33 corresponding to the incident direction of light. Usually, assuming that the incident light L is perpendicularly incident on the transparent electrode substrates 11 and 31, the film bodies 18 and 38 and the current collecting wirings 13 and 33 are positioned substantially perpendicular to the substrate surface ( What is necessary is just to arrange
  • the film bodies 18 and 38 may be arranged on a line connecting the transparent electrode substrates 11 and 31 and the wiring parts 19 and 39 and along the thickness direction of the transparent electrode substrates 11 and 31.
  • the film bodies 18 and 38 are arranged at such positions for the following reason. That is, the surfaces 11a and 31a of the transparent electrode substrates 11 and 31 are usually directed to positions where sunlight is highest.
  • the solar radiation amount becomes maximum when the altitude of sunlight becomes maximum. Therefore, when the film bodies 18 and 38 are not provided, the intensity of light incident on the wiring portions 19 and 39 is maximized when the altitude of sunlight is maximized, and the power generation loss is also maximized. Therefore, when the film bodies 18 and 38 are arranged at the above positions, the power generation loss through the day is minimized. This is particularly noticeable when the weather is clear.
  • any substrate that is substantially transparent such as glass, resin, ceramics, and the like can be used without limitation.
  • a high strain point glass is particularly preferable in terms of heat resistance so that deformation or alteration of the substrate does not occur when firing the porous oxide semiconductor layer, but soda lime glass, white plate glass, borosilicate glass, etc. It can be preferably used.
  • the material of the transparent conductive film 12, 22, 32, 42 for example, indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2), conducting such fluorine-doped tin oxide (FTO) Metal oxides.
  • ITO indium tin oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • a known appropriate method corresponding to the material may be used. Examples thereof include a sputtering method, a vapor deposition method, an SPD method, and a CVD method.
  • the transparent conductive film is usually formed to a thickness of about 0.001 ⁇ m to 10 ⁇ m in consideration of light transmittance and conductivity.
  • the current collector wirings 13, 23, 33 are formed by wiring a metal such as gold, silver, copper, platinum, aluminum, nickel, titanium or the like, for example, in a pattern such as a lattice shape, a stripe shape, or a comb shape. In order not to significantly impair the light transmittance of the electrode substrate, it is preferable to narrow the width of each wiring to 1000 ⁇ m or less.
  • the thickness (height) of each wiring is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 ⁇ m.
  • a conductive powder and a binder such as glass fine particles are mixed to form a paste, which is then printed by a screen printing method, a dispensing method, a metal mask method, an ink jet method or the like.
  • the method include coating a film so as to form a predetermined pattern using a method, and fusing the conductive particles by firing.
  • the firing temperature is preferably 600 ° C. or lower, more preferably 550 ° C. or lower.
  • a forming method such as a sputtering method, a vapor deposition method, or a plating method can also be used. From the viewpoint of electrical conductivity, the volume resistivity of the current collector wiring is preferably 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the wiring protective layers 14 and 34 may have one or more glass layers made of low-melting glass, or may have one or more insulating resin layers made of a heat-resistant resin. . Further, at least two layers of these glass layer and insulating resin layer may be provided.
  • the glass layer that can be used as a wiring protective layer is made of low-melting glass.
  • a lead-containing material such as a lead borate is generally used, but in view of environmental load, a material containing no lead is more preferable.
  • low melting point glass materials such as bismuth silicate bismuth / bismuth zinc borate, aluminophosphate / zinc phosphate, and borosilicate can be used.
  • the glass layer is composed mainly of low-melting glass containing one or more of these low-melting glass materials, and is made into a paste by adding a plasticizer and other additives as required by adjusting the coefficient of thermal expansion and viscosity. This can be applied and baked by a method such as screen printing or dispensing.
  • the glass layer may be a multilayer using the same paste or different pastes.
  • the insulating resin layer that can be used as a wiring protective layer is composed of a heat resistant resin.
  • a heat resistant resin a resin having heat resistance capable of withstanding at least the firing of the porous oxide semiconductor layer is selected.
  • a heat-resistant resin one kind selected from a polyimide derivative, a silicone compound, a fluoroelastomer, a fluororesin, and the like can be used alone, or a plurality of kinds can be used in combination by lamination and lamination.
  • the fluororesin may be one or more selected from Teflon (registered trademark) compounds such as polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, etc. Can be used.
  • Teflon registered trademark
  • the method for forming the insulating resin layer include a method of coating a varnish or paste containing an insulating resin. In terms of improving the denseness of the insulating resin layer, it is desirable to repeat the coating film a plurality of times to make the wiring protective layer multilayer.
  • the wiring protective layer has a glass layer composed of glass components, leakage (weight reduction) and deterioration of the electrolyte can be suppressed. Moreover, by providing an insulating resin layer composed of a heat-resistant resin on the glass layer as an overcoat, the glass component in the glass layer does not come into contact with the electrolyte solution, and the component in the glass and the component in the electrolyte solution Can be prevented from reacting with each other.
  • an insulating resin layer serving as an overcoat may be formed by applying an adhesive having low heat resistance or laminating a hot melt adhesive.
  • the insulating resin layer is formed by laminating a hot melt adhesive, since the working electrode is less poisoned, good characteristics close to those of a heat resistant resin or a heat resistant adhesive can be obtained.
  • the low-melting-point glass layer and the heat-resistant resin layer may be applied multiple times using a single material or a plurality of types of materials. In order to compensate for defects such as pinholes that occur during printing and to improve the denseness of the protective layer, it is more desirable to use multiple layers.
  • the thickness of the insulating resin layer as the glass layer overcoat is desirably 1 ⁇ m or more. If the overcoat is too thin, the flexibility of the resin will not be utilized, and the opposing counter electrode surface may be damaged. Also, the resin layer itself may be damaged by mixing foreign objects or handling during device fabrication. .
  • the wiring protection layer need not be excessively thick and should not exceed 100 ⁇ m in total thickness.
  • the wiring protective layers 24 and 44 include a reflective film as described above.
  • the reflective film further includes high refractive particles such as titanium oxide in the glass layer or the insulating resin layer constituting the wiring protective layers 14 and 34 described above.
  • the porous oxide semiconductor layers 15, 25, 35, and 45 are formed by firing oxide semiconductor nanoparticles (fine particles having an average particle diameter of 1 to 1000 nm) into a porous film and sensitizing the dye.
  • the oxide semiconductor examples include one or more of titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and the like. Can be mentioned.
  • the thickness of the porous oxide semiconductor layer can be, for example, about 0.5 to 50 ⁇ m.
  • a method for forming the porous oxide semiconductor layer for example, a dispersion in which commercially available oxide semiconductor fine particles are dispersed in a desired dispersion medium or a colloid solution that can be adjusted by a sol-gel method is used as necessary. After adding a desired additive, it is applied by a known application method such as a screen printing method, an ink jet printing method, a roll coating method, a doctor blade method, a spin coating method, a spray coating method, etc. An electrophoretic electrodeposition method in which oxide semiconductor fine particles are attached to a substrate by electrophoresis can be applied.
  • the sensitizing dye supported on the porous oxide semiconductor layer is not particularly limited.
  • a ruthenium complex or iron complex having a ligand containing a bipyridine structure or a terpyridine structure, an iron complex, a porphyrin series, or a phthalocyanine series.
  • organic dyes that are derivatives of eosin, rhodamine, coumarin, merocyanine, and the like can be appropriately selected and used depending on the application and the material of the oxide semiconductor porous film.
  • the electrode substrates 16, 26, 36, 46 are not particularly limited, but specifically platinum, on the surfaces of the base materials 16 a, 26 a, 36 a, 46 a such as metal plates, metal foils, glass plates, etc. Examples include those formed with catalyst layers 16b, 26b, 36b, and 46b of carbon, conductive polymer, or the like. In order to improve the conductivity on the surface of the electrode substrate, a separate conductive layer may be provided between the base materials 16a, 26a, 36a, 46a and the catalyst layers 16b, 26b, 36b, 46b.
  • an organic solvent containing a redox pair, a room temperature molten salt (ionic liquid), or the like can be used as the electrolyte constituting the electrolyte layers 17, 27, 37.
  • an appropriate gelling agent for example, a high molecular gelling agent, a low molecular gelling agent, various nanoparticles, carbon nanotubes, etc.
  • gel electrolyte is added to the electrolyte solution. It may be used instead.
  • the organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include one or more of acetonitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, propylene carbonate, diethyl carbonate, ⁇ -butyrolactone, and the like.
  • the room temperature molten salt includes a cation such as an imidazolium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, and an anion such as an iodide ion, a bistrifluoromethylsulfonylimide anion, a dicyanoamide anion, and a thiocyanate anion.
  • a cation such as an imidazolium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation
  • an anion such as an iodide ion, a bistrifluoromethylsulfonylimide anion, a di
  • the redox pair contained in the electrolyte is not particularly limited, but can be obtained by adding one or more pairs of iodine / iodide ions, bromine / bromide ions and the like.
  • iodide ions or bromide ions lithium salts, quaternized imidazolium salts, tetrabutylammonium salts and the like containing these anions can be used alone or in combination.
  • Additives such as 4-tert-butylpyridine, N-methylbenzimidazole, and guanidinium salt can be added to the electrolytic solution as necessary.
  • the dye-sensitized solar cell of this embodiment can be manufactured, for example, by the following procedure.
  • the transparent conductive film is formed on the electrode substrates 11, 21.
  • current collecting wirings 13 and 23 and porous oxide semiconductor layers 15 and 25 are formed on the transparent conductive films 12 and 22.
  • the wiring protective layers 14 and 24 are formed after the current collecting wirings 13 and 23 are formed.
  • a transparent conductive film may be formed on the current collector wiring to form part of the wiring protective layer.
  • methods such as immersing the board
  • the first electrode substrates 11 and 21 provided in the current collector wirings 13 and 23 and the porous oxide semiconductor layers 15 and 25 carrying the dye are used as working electrodes, and the second electrode substrates 16 and 26 as counter electrodes
  • the dye-sensitized solar cells 10 and 20 can be obtained by arranging the electrolyte layers 17 and 27 between them.
  • the second electrode substrate 31 serving as the counter electrode is made of a transparent electrode substrate
  • the current collector wiring 33 and the porous oxide semiconductor layer 35 are formed on the first electrode substrate 36.
  • the working electrode can be obtained by forming the wiring protective layer 34 and carrying the dye on the porous oxide semiconductor layer 35.
  • the dye-sensitized solar cell 30 can be obtained by using the 2nd electrode substrate 31 provided with the transparent conductive film 32 as a counter electrode, and arrange
  • the method for disposing the electrolyte layer between the electrode substrates is not particularly limited. However, when using an electrolyte, the working electrode and the counter electrode face each other, and the periphery of both electrodes is sealed with a resin or an adhesive. After stopping, a method of injecting an electrolytic solution from an appropriately provided injection hole is used. Moreover, when using gel electrolyte, the method of apply
  • the film bodies 18 and 38 that change the direction of incident light are provided on the surfaces 11a and 31a of the transparent electrode substrates 11 and 31, the film bodies face the working electrode and the counter electrode. It may be provided on the substrate surface before alignment, or may be provided after the working electrode and counter electrode face each other.
  • a film body that changes the direction of incident light when the film body that changes the direction of incident light also serves as the wiring protection layer, a film body that changes the direction of incident light may be formed as the wiring protection layer.
  • the incident light direction changing unit is a film body, but the incident light direction changing unit is not limited to the film body.
  • the incident light direction changing unit may be a diffraction grating pattern formed on the first electrode substrate, the wiring portion, or the second electrode substrate.
  • the wiring part is constituted by the current collecting wiring and the wiring protective layer, but the wiring part may be constituted only by the current collecting wiring.
  • a glass substrate 140 mm square with an FTO film formed as a transparent conductive film on the surface
  • silver circuits were formed on the FTO film in a grid pattern by screen printing.
  • the circuit shape was designed with a circuit width of 300 ⁇ m and a film thickness of 10 ⁇ m.
  • the silver paste for printing the one having a volume resistivity after sintering of 3 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ cm is used, dried at 130 ° C. after printing, and further sintered at a maximum temperature of 510 ° C. to form a circuit. did.
  • a low melting point glass paste was applied as a first wiring protective material so as to be completely covered with the circuit forming portion so that the silver circuit was completely covered, thereby forming a printed film of glass.
  • the design width of the first wiring protective layer was 500 ⁇ m, and a coating film was formed by screen printing while aligning with the silver circuit using a CCD camera. After the printed coating film was dried at 130 ° C., a paste containing TiO 2 nanoparticles was applied by screen printing to a portion different from the portion where the silver circuit and the wiring protective layer were provided on the FTO film of the electrode substrate and dried. After these drying, the first wiring protective layer (only applied once) and the porous oxide semiconductor layer were sintered at a maximum temperature of 500 ° C. Furthermore, in order to secure the thickness of the first wiring protective layer, the first wiring protective layer was formed by repeating the formation and sintering of the glass printed coating film a plurality of times on the portion coated once.
  • a resin solution of a heat resistant resin (polyimide varnish) is applied as a second wiring protective material so that the first wiring protective layer is completely covered, and the resin coating is processed at a maximum temperature of 350 ° C. Repeated several times to form a second wiring protective layer.
  • the design width of the second wiring protective layer was 800 ⁇ m, and a coating film was formed by screen printing while aligning with the silver circuit using a CCD camera.
  • the dye was supported by dipping it in an acetonitrile / t-butanol solution of ruthenium bipyridine complex (N719 dye) for more than one day and night to obtain a photoelectrode.
  • a titanium (Ti) foil formed by sputtering a platinum (Pt) layer was used as the counter electrode.
  • An iodine electrolyte was developed on the photoelectrode in a circulating and purifying glove box filled with an inert gas, laminated facing the counter electrode, and then the periphery of the device was sealed with an ultraviolet curable resin.
  • Comparative Example 1 is a dye-sensitized solar cell manufactured without providing a film body that changes the direction of incident light only by the above-described steps. In this case, the photoelectric conversion efficiency was 5.18%.
  • Example 1 In Example 1, a diffusion film (transmission film) having isotropic diffusion characteristics at a position facing the silver circuit on the substrate surface on the window electrode side, that is, on the surface opposite to the silver circuit with respect to the substrate on the window electrode side. (85% rate, diffusion angle 60 °). In this case, the photoelectric conversion efficiency was 5.31%. The improvement rate of the conversion efficiency with respect to Comparative Example 1 was about 2.5%.
  • Example 2 In Example 2, the diffusion ink for the light guide plate was applied at a position facing the silver circuit on the substrate surface on the window electrode side to form a diffusion film. In this case, the photoelectric conversion efficiency was 5.30%. The improvement rate of the conversion efficiency with respect to the comparative example 1 was about 2.3%.
  • Example 3 In Example 3, a diffraction grating with a dispersion angle of 36 ° and 1000 lines / mm was formed at a position facing the silver circuit on the substrate surface on the window electrode side. In this case, the photoelectric conversion efficiency was 5.28%. The improvement rate of the conversion efficiency with respect to the comparative example 1 was about 1.9%.
  • Example 4 In Example 4, by attaching a mending tape (manufactured by Sumitomo 3M) colored with a yellow fluorescent paint (manufactured by Zebra, yellow fluorescent pen) to a position facing the silver circuit on the substrate surface on the window electrode side, A fluorescent paint film was formed. In this case, the photoelectric conversion efficiency was 5.24%. The conversion efficiency improvement rate for Comparative Example 1 was about 1.2%.
  • Example 5 the low melting point glass paste used as the first wiring protective material was the same as in Comparative Example 1, and 5 wt% titania particles (average particle diameter of 400 nm) were added to the polyimide varnish used as the second wiring protective material. By using one, a reflective film was formed on the surface of the wiring protective layer. In this case, the photoelectric conversion efficiency was 5.25%. The improvement rate of the conversion efficiency with respect to Comparative Example 1 was about 1.4%.
  • the photoelectric conversion efficiency is a measured value of the photoelectric conversion energy efficiency under 1 Sun simulated sunlight (AM1.5). The measurement results are summarized in Table 1.
  • the present invention can be used for improving conversion efficiency without limiting the form of cells, arrays, modules, etc., as long as it is a dye-sensitized solar cell having a wiring portion adjacent to a porous oxide semiconductor layer. .

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Abstract

　配線部による光の吸収を抑制して発電効率の改善を図れる色素増感太陽電池を提供すること。 　色素が担持された多孔質酸化物半導体層１５および該多孔質酸化物半導体層１５と隣接する部分に設けられた配線部１９を一面側に備える第１の電極基板１１と、第１の電極基板１１の多孔質酸化物半導体層１５と対向するように配された第２の電極基板１６と、第１の電極基板１１と第２の電極基板１６との間の少なくとも一部に配された電解質層１７とを少なくとも備え、第１の電極基板１１、配線部１９及び第２の電極基板１６のうち少なくとも１つに、配線部と対応する位置に、入射光の方向を変える入射光方向変更部１８が設けられる色素増感太陽電池１０。

Description

色素増感太陽電池
　本発明は、多孔質酸化物半導体層に隣接して配線部を有する色素増感太陽電池に関する。
　色素増感太陽電池は、金属を腐食する電解液を使用する。このため、セルの集電抵抗を下げるための集電配線を設ける場合には、電解液から集電配線を保護する配線保護層が必要になる。しかし、配線保護層を集電配線の両側部に施すと、配線幅に配線保護層の厚みが加わって配線全体の幅が増大する傾向にある。
　従来のシリコン系太陽電池であれば電解液を使用しないため配線保護層は不要である。このため、集電配線の表面は露出された金属面による金属光沢がある。このため、入射光が配線部分に入射しても配線表面で反射し、パネル内で光が散乱するため、入射光のエネルギーを有効に利用することができる。しかしながら、色素増感太陽電池においては、下記の（１）および（２）に挙げる理由から、配線部分に入射した光はセル内で吸収され、熱に変わってしまうため、エネルギーのロスによる光利用効率の低下が大きい欠点がある。
（１）色素増感太陽電池の配線は、低融点ガラスを結着剤に用いた銀ペーストで形成することが多く、低融点ガラスは濃い色のものが多い。このため、配線形成後の表面の色合いが暗くなり、配線部分に入射した光が吸収される。
（２）配線保護層に用いる材料も透明や暗い色のものが多く、暗い色の配線保護層か透明な配線保護層の裏にある濃い色の電解液によって光が吸収される。
　このような配線による不発電部分のロスを無くすためには、レンズ等を用いて入射光を発電部分に導く方法が考えられる。例えば非特許文献１では、プリズマチックカバーとして紹介されている。また、特許文献１，２には集光レンズアレイを用いる方法が記載されている。
　特許文献３には、太陽電池モジュールにおいて太陽電池素子間に入射した光を太陽電池モジュールの裏面に通過させて採光に利用する場合に、透過光の照度を一様にするために太陽電池素子間の透明部分にレンズを形成したものが記載されている。
　特許文献４には、色素増感太陽電池の透明基板に蛍光体を配し、入射光の一部を光電変換量子効率の高い波長の光に変換し、発電効率を高めた色素増感太陽電池が記載されている。
浜川圭弘、桑野幸徳共編、アドバンストエレクトロニクスシリーズＩ－３、「太陽エネルギー工学―太陽電池」、培風館、平成６年、４－１－５高効率単結晶シリコン太陽電池、ｐ．９３－９４ 国際公開第９８／３１０５４号 特開平１０－５１０２０号公報 特開平１１－１３５８１３号公報 特開２００４－１７１８１５号公報
　しかしながら、非特許文献１および特許文献１，２の方法は、レンズアレイやカバーのコストが大きく、また、専用の設計をしないとならない。このため、様々なセル形状に合わせて簡単に適用することができなかった。このような設計自由度の低下は、色や形状などを様々なデザインに変更し、少量多種製造が可能な色素増感太陽電池のメリットを損なう。
　特許文献３の太陽電池モジュールは、レンズを透過した光をモジュールの裏側の採光に利用するものであって、太陽電池素子で発電に利用するものではない。
　特許文献４の色素増感太陽電池は、高濃度ヨウ素電解液による光の吸収に対して発電効率を改善するものであるが、金属配線層について特別な対処を開示したものではない。
　そこで、本発明は、配線部による光の吸収を抑制して発電効率の改善を図れる色素増感太陽電池を提供することを課題とする。
　前記課題を解決するため、本発明は、色素が担持された多孔質酸化物半導体層および該多孔質酸化物半導体層と隣接する部分に設けられた配線部を一面側に備える第１の電極基板と、前記第１の電極基板の前記多孔質酸化物半導体層と対向するように配された第２の電極基板と、前記第１の電極基板と第２の電極基板との間の少なくとも一部に配された電解質層とを少なくとも備え、前記第１の電極基板、前記配線部および前記第２の電極基板のうちの少なくとも１つには、前記集電配線と対応する位置に、入射光の方向を変える入射光方向変更部が設けられていることを特徴とする色素増感太陽電池を提供する。
　この色素増感太陽電池によれば、非発電部分である配線部に向かって入射する光の方向が、入射光方向変更部によって、発電部分である色素が担持された多孔質酸化物半導体層に向かうように変更することができる。
　上記入射光方向変更部は例えば膜体であればよい。
　前記膜体は、例えば拡散膜、回折格子膜、蛍光塗料膜、または反射膜のいずれかであればよい。
　前記入射光方向変更部は、前記第１の電極基板、前記配線部および前記第２の電極基板を結ぶ線上であって前記第１の電極基板又は前記第２の電極基板の厚さ方向に沿った線上に設けられていることが好ましい。
　上記色素増感太陽電池は、例えば前記第１の電極基板が透明電極基板であり、前記入射光方向変更部が前記第１の電極基板に対し前記配線部と反対側に設けられた構成を有する。
　また上記色素増感太陽電池は、前記第１の電極基板が透明電極基板であり、前記配線部が、集電配線と、前記集電配線を覆うように設けられる配線保護層とを有しており、前記配線保護層が前記入射光方向変更部を有する構成を有していてもよい。
　さらに上記色素増感太陽電池は、前記第１の電極基板が透明電極基板であり、前記配線部が、集電配線と、前記集電配線を覆うように設けられる配線保護層とを有しており、前記入射光方向変更部が、前記集電配線と前記第１の電極基板との間に設けられた構成を有していてもよい。
　さらにまた上記色素増感太陽電池は、前記第２の電極基板が透明電極基板であり、前記入射光方向変更部が、前記第２の電極基板に対し、前記第１の電極基板と反対側に設けられた構成を有していてもよい。
　さらに上記色素増感太陽電池は、前記第２の電極基板が透明電極基板であり、前記配線部が、集電配線と、前記集電配線を覆うように設けられる配線保護層とを有しており、前記配線保護層が前記入射光方向変更部を有する構成を有していてもよい。
　前記膜体は、配線部の幅よりも大きく、隣接する多孔質酸化物半導体層に重ならない範囲に配されていることが好ましい。
　本発明によれば、非発電部分である配線部に向かって入射する光の方向が、入射光方向変更部によって、発電部分である色素が担持された多孔質酸化物半導体層に向かうように変更することができるので、発電効率の改善を図ることができる。
本発明の色素増感太陽電池の第１の例を示す断面図である。 本発明の色素増感太陽電池の第２の例を示す断面図である。 本発明の色素増感太陽電池の第３の例を示す断面図である。 本発明の色素増感太陽電池の第４の例を示す断面図である。 本発明の色素増感太陽電池の第５の例を示す断面図である。 複数のセル間における集電配線の配置を説明する平面図である。
符号の説明
Ｌ…入射光、Ｓ…膜体によって向きを変えた光、Ｒ…基板表面での再反射光、１０，２０，３０，４０…色素増感太陽電池、１１，２１，３１，４１…透明電極基板、１２，２２，３２，４２…透明導電膜、１３，２３，３３，４３…集電配線、１４，３４…配線保護層、１５，２５，３５，４５…色素が担持された多孔質酸化物半導体層、１６，２６，３６，４６…電極基板、１７，２７，３７，４７…電解質層、１８，２８，３８…入射光の方向を変える膜体（入射光方向変更部）、２４，４４…入射光の方向を変える膜体を兼ねる配線保護層。
　以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
　図１は、本発明の色素増感太陽電池の第１の例を示す断面図である。図２は、本発明の色素増感太陽電池の第２の例を示す断面図である。図３は、本発明の色素増感太陽電池の第３の例を示す断面図である。図４は、本発明の色素増感太陽電池の第４の例を示す断面図である。図５は、本発明の色素増感太陽電池の第５の例を示す断面図である。図６は、複数のセル間における集電配線の配置を説明する平面図である。
　図１に示す色素増感太陽電池１０は、第１の電極基板１１と、第１の電極基板１１上に形成された透明導電膜１２と、透明導電膜１２上に形成された配線部１９と、透明導電膜１２上において配線部１９に隣接して設けられた多孔質酸化物半導体層１５と、第１の電極基板１１の多孔質酸化物半導体層１５と対向するように配された第２の電極基板１６と、両電極基板１１，１６間に配された電解質層１７とを少なくとも備えている。配線部１９は、透明導電膜１２上に形成された集電配線１３と、集電配線１３を覆うように形成された配線保護層１４とで構成されている。そして、透明電極基板である第１の電極基板１１は、配線部１９と対応する位置に、入射光の方向を変える膜体１８を備える。
　図２に示す色素増感太陽電池２０は、第１の電極基板２１と、第１の電極基板２１上に形成された透明導電膜２２と、透明導電膜２２上に形成された配線部２９と、透明導電膜２２上において配線部２９に隣接して設けられた多孔質酸化物半導体層２５と、第１の電極基板２１の多孔質酸化物半導体層２５と対向するように配された第２の電極基板２６と、両電極基板２１，２６間に配された電解質層２７とを少なくとも備えている。配線部２９は、透明導電膜２２上に形成された集電配線２３と、集電配線２３を覆うように形成された配線保護層２４とで構成されている。そして、配線保護層２４は、配線部２９と対応する位置に配され、入射光の方向を変える機能を有する。即ち、色素増感太陽電池２０においては、配線保護層２４が、配線部２９と対応する位置に配された、入射光の方向を変える膜体を兼ねている。言い換えると、膜体２４は配線部２９に設けられている。
　図３に示す色素増感太陽電池３０は、第１の電極基板３６と、第１の電極基板３６上に形成された配線部３９と、第１の電極基板３６上において配線部３９に隣接して設けられた多孔質酸化物半導体層３５と、第１の電極基板３６の多孔質酸化物半導体層３５と対向するように配された第２の電極基板３１と、第２の電極基板３１上に形成された透明導電膜３２と、両電極基板３１，３６間に配された電解質層３７とを少なくとも備えている。配線部３９は、第１の電極基板３６上に形成された集電配線３３と、集電配線３３を覆うように形成された配線保護層３４とで構成されている。そして、透明電極基板である第２の電極基板３１は、配線部３３と対応する位置に、入射光の方向を変える膜体３８を備える。
　本発明において、入射光の方向を変える膜体１８，２４，３８，４４は、配線部１９，２９，３９，４９と対応する位置に設けられている。すなわち、膜体１８，２４，３８，４４が存在しなければ集電配線１３，２３，３３，４３または配線保護層１４，２４，３４，４４に入射して吸収される入射光が、膜体１８，２４，３８，４４に入射することになる。膜体１８，２４，３８，４４に入射した光は、膜体１８，２４，３８，４４によって入射光の方向を変えられ、少なくとも一部は、発電部分である多孔質酸化物半導体層１５，２５，３５，４５に入射する。これにより、入射光のエネルギーロスを抑制して、発電効率の改善を図ることができる。
　図１に示す第１形態例の色素増感太陽電池１０では、多孔質酸化物半導体層１５が設けられた第１の電極基板１１が透明電極基板であり、入射光Ｌが第１の電極基板１１を通して入射される。色素増感太陽電池１０において、第１の電極基板１１の表面１１ａ上の集電配線１３と対向する位置に、即ち第１の電極基板１１に対し集電配線１３と反対側の表面１１ａに、入射光Ｌの方向を変える膜体１８が設けられている。この膜体１８としては、拡散膜、回折格子膜、または蛍光塗料膜を用いることができる。この場合、膜体１８によって入射光Ｌの方向を変えた光Ｓを、多孔質酸化物半導体層１５に入射させることができる。
　図２に示す第２形態例の色素増感太陽電池２０では、多孔質酸化物半導体層２５が設けられた第１の電極基板２１が透明電極基板であり、入射光Ｌが第１の電極基板２１を通して入射される。色素増感太陽電池２０において、集電配線２３の表面に設けられた配線保護層２４が、入射光Ｌの方向を変える膜体２４を兼ねるものである。この膜体２４としては、配線表面の反射率を高める反射膜を用いることができる。この場合、反射膜を含む配線保護層２４によって反射した光Ｓは、第１の電極基板２１の表面２１ａで再び反射し、その反射光Ｒを多孔質酸化物半導体層２５に入射させることができる。また膜体２４に入射した光は、電解質層２７を経て多孔質酸化物半導体層２５にも入射しうる。なお、従来、導電ペーストによる集電配線２３は表面反射率が低いものであったため、集電配線２３から第１の電極基板２１への入射光の反射は起こりにくいものであった。従って、集電配線２３は表面反射率が低い場合、色素増感太陽電池２０において、図５に示すように、第１の電極基板２１と透明導電膜２２との間の部分に反射率を向上する膜体２８を設けることが好ましい。ここで、この膜体２８としては、拡散膜、回折格子膜、または蛍光塗料膜を用いることができる。この場合、膜体２８によって集電配線２３に向かって入射した光Ｌが反射され、その反射した光Ｓが第１の電極基板２１の表面２１ａで再反射され、再反射された光Ｒが多孔質酸化物半導体層２５に入射されうる。このため、集電配線２３に向けて入射した光の利用効率をより高めることができる。
　図３に示す第３形態例の色素増感太陽電池３０では、第１の電極基板３６の多孔質酸化物半導体層３５と対向するように配された第２の電極基板３１が透明電極基板であり、入射光Ｌが第２の電極基板３１を通して入射される。色素増感太陽電池３０において、第２の電極基板３１の表面３１ａ上の集電配線３３と重なる位置に、入射光Ｌの方向を変える膜体３８が設けられている。即ち膜体３８は、第２の電極基板３１に対し集電配線３３と反対側の表面３１ａ上であって、第１の電極基板３６、第２の電極基板３１及び配線部３９とを結ぶ線上に設けられている。この膜体３８としては、拡散膜、回折格子膜、または蛍光塗料膜を用いることができる。この場合、膜体３８によって入射光Ｌの方向を変えた光Ｓを、多孔質酸化物半導体層３５に入射させることができる。
　なお、第４形態例として、第１の電極基板４６の多孔質酸化物半導体層４５と対向するように配された第２の電極基板４１が透明電極基板であり、入射光Ｌが第２の電極基板４１を通して入射される色素増感太陽電池４０のように（図４参照）、集電配線４３の表面に設けられた配線保護層４４が、入射光Ｌの方向を変える膜体を兼ねるものとすることもできる。この膜体としては、配線表面の反射率を高める反射膜を用いることができる。この場合、反射膜を含む配線保護層４４によって反射した光Ｓは、第２の電極基板４１の表面で再び反射し、その再反射光Ｒを多孔質酸化物半導体層４５に入射させることができる。
　また、第１および第２の電極基板が両方とも透明電極基板からなる場合は、上述の第１～第４形態例をいずれも適用することが可能である。
　また、図１から図４に示す例は、色素増感太陽電池のセル１の部分に設けられた集電配線２を含む配線部（図６参照）の位置に対応して入射光の方向を変える膜体を配した場合を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。入射光の方向を変える膜体は、色素が担持された多孔質酸化物半導体層と隣接する部分に設けられた集電配線の位置に対応して配されるのであればよく、複数のセル１，１の間の部分に配された集電配線３の位置に対応して配されても良く、また、セル１の周囲外側の部分に配された集電配線４の位置に対応して、配されても良い。膜体の位置は、発電部分となる色素が担持された多孔質酸化物半導体層からおよそ２ｍｍ程度またはそれ以内の距離で隣接した位置であれば、膜体で方向を変えた入射光を発電部分に入射されるのに好適である。
　拡散膜としては、特に限定されるものではないが、例えば、透明樹脂中に、該透明樹脂と屈折率の異なる透明ビーズや、該透明樹脂より高屈折率の散乱粒子等を添加し、入射光を散乱させるようにしたものなどが挙げられる。拡散膜は等方性のものでも、異方性のものでも良く、配線と垂直に（すなわち図１および図３の左右方向に）散乱させるものが望ましい。拡散膜は、例えばあらかじめ成形したフィルムを基板表面に貼付することによって形成される。あるいは拡散膜は、インクやペースト状のものを基板表面に塗布し、乾燥もしくは硬化によって形成することもできる。拡散膜は、光の透過率が高く、かつ散乱角度の大きいものが望ましい。
　回折格子膜としては、特に限定されるものではないが、入射光のうち光電変換量子効率が高い波長５００～６００ｎｍ（例えば波長５５０ｎｍ）の光の向きを変えて多孔質酸化物半導体層に入射するように、格子本数と回折方向を設定されたものが望ましい。回折格子膜は、あらかじめ回折格子が設けられた膜体を基板表面に貼付することによって形成される。あるいは回折格子膜は、基板表面にフィルム貼付や塗膜形成などによって膜体を設けた後で、該膜体に回折格子を設けることによって形成することもできる。
　蛍光塗料膜としては、特に限定されるものではないが、光電変換量子効率が高い波長５００～６００ｎｍ（例えば波長５５０ｎｍ）の光の効率よく発する物質を蛍光体として用いる蛍光塗料膜が好ましい。蛍光塗料膜の構成例としては、第１に、蛍光体を溶解した溶液または分散した分散液を透明基板に塗布し、乾燥してなる膜体が挙げられる。第２に、蛍光体をアクリル樹脂、ウレタン樹脂、セルロース系樹脂などの透明樹脂に添加してフィルム状に成形した蛍光体混入プラスチックフィルムを透明基板の表面に貼り合わせたものが挙げられる。第３に、ポリエチレンテレフタレートフィルム、セルロース系樹脂フィルムなどの透明プラスチックフィルムに蛍光体を溶解した蛍光塗料などの溶液を塗布、乾燥した蛍光体塗布プラスチックフィルムを透明基板の表面に貼り合わせたものが挙げられる。
　蛍光塗料膜に使用される蛍光体としては、少なくとも波長５００ｎｍ以下の光を波長５００～６００ｎｍの光に変換する機能を有するものが用いられ、具体的にはフルオレセイン（４９０ｎｍ→５２０ｎｍ）、エオシン、ローダミンＢなどの有機蛍光体、ハロリン酸カルシウム、カドミウムテルライドなどの無機蛍光体などが挙げられる。また、耐熱性の高い無機蛍光体は、透明基板をなすガラスに溶融して含有させてもよく、透明基板がプラスチックフィルムからなる場合、透明基板中に練り込んでおくこともできる。このような蛍光塗料膜中の蛍光体の濃度は、０．１～１ｗｔ％程度で十分であり、蛍光体自体に起因する光吸収が過大にならないように、その添加量を調整することが望ましい。また、蛍光塗料膜の厚さは、特に限定されないが、厚さが薄いものが好ましい。
　反射膜としては、特に限定されるものではないが、配線保護膜を形成するインクにあらかじめ酸化チタンなどの高屈折率粒子を混ぜ込んで白色化させた塗膜などが挙げられる。高屈折率粒子は、平均粒子径が２００～６００ｎｍのものが好ましく、また、塗膜としては、粒径１μｍ以上の凝集２次粒子ができないように、インクをよく分散したものが望ましい。
　上述のいずれの場合においても、入射光の方向を変える膜体１８，２４，３８，４４の幅は、配線部１９，２９，３９，４９の幅よりも大きく、かつ、隣接する多孔質酸化物半導体層１５，２５，３５，４５に重ならない範囲に配されていることが好ましい。これにより、膜体がなくても発電部分である多孔質酸化物半導体層１５，２５，３５に到達する入射光が発電部分に到達することを妨げることなく、膜体がなければ非発電部分に到達する入射光を効率良く発電部分に到達させることができる。また、基板表面に膜体を設けることは、セルの間やコネクタ部分などの非発電部分にも適用できる。
　また、図１および図３に示すように、膜体１８，３８を、窓極となる透明電極基板１１，３１の表面１１ａ，３１ａに設ける場合は、膜体１８，３８と集電配線１３，３３の位置関係を光の入射方向に対応させて設定することが望ましい。通常は、透明電極基板１１，３１に対して入射光Ｌが垂直に入射する場合を想定して、膜体１８，３８と集電配線１３，３３とが基板面に対して略垂直の位置（図１および図３の上下方向）に配置すれば良い。言い換えると、膜体１８，３８は、透明電極基板１１，３１及び配線部１９，３９を結ぶ線上であって透明電極基板１１，３１の厚さ方向に沿った線上に配置されればよい。膜体１８，３８をこのような位置に配置するのは以下の理由によるものである。即ち、透明電極基板１１，３１の表面１１ａ，３１ａは通常、太陽光が最も高くなる位置に向けられる。ここで、太陽光の日射量は、太陽光の高度が最大となるときに最大となる。従って、膜体１８，３８が設けられていない場合、配線部１９，３９に入射される光の強度は、太陽光の高度が最大となるときに最大となり、発電ロスも最大となる。よって、上記位置に膜体１８，３８が配置されると、１日を通した発電ロスが最も低く抑えられることになる。このことは、天気が快晴である場合に特に顕著となる。
　なお、膜体１８，３８が上記のように配置されていても、入射光Ｌが特定の方向から斜めに入射する場合に対応することも可能である。
　透明電極基板１１，２１，３１，４１の基材材料としては、ガラス、樹脂、セラミクスなど、実質的に透明な基板であれば制限なく使用できる。多孔質酸化物半導体層の焼成を行う際に基板の変形や変質等が起こらないよう、耐熱性に優れる点で高歪点ガラスが特に好ましいが、ソーダライムガラス、白板ガラス、硼珪酸ガラス等も好適に使用することができる。
　透明導電膜１２，２２，３２，４２の材料としては特に限定されるものではないが、例えば、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）等の導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜を形成する方法としては、その材料に応じた公知の適切な方法を用いればよいが、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＳＰＤ法、ＣＶＤ法などが挙げられる。そして、透明導電膜は、光透過性と導電性を考慮して、通常０．００１μｍ～１０μｍ程度の膜厚に形成される。
　集電配線１３，２３，３３は、金、銀、銅、白金、アルミニウム、ニッケル、チタンなどの金属を、例えば格子状、縞状、櫛型などのパターンにより、配線として形成したものである。電極基板の光透過性を著しく損ねないためには、各配線の幅を１０００μｍ以下と細くすることが好ましい。各配線の厚さ（高さ）は、特に制限されないが、０．１～２０μｍとすることが好ましい。
　集電配線を形成する方法としては、例えば、導電粒子となる金属粉とガラス微粒子などの結合剤を配合してペースト状にし、これをスクリーン印刷法、ディスペンス、メタルマスク法、インクジェット法などの印刷法を用いて所定のパターンを形成するように塗膜し、焼成によって導電粒子を融着させる方法が挙げられる。焼成温度は、例えば、基板がガラス基板である場合には６００℃以下、より好ましくは５５０℃以下とすることが好ましい。この他の集電配線を形成する方法としては、スパッタ法、蒸着法、メッキ法などの形成方法を用いることもできる。導電性の観点から、集電配線の体積抵抗率は、１０－５Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
　配線保護層１４，３４は、低融点ガラスから構成されるガラス層を１層または２層以上有するものでもよく、耐熱性樹脂から構成される絶縁樹脂層を１層または２層以上有するものでもよい。また、これらのガラス層および絶縁樹脂層の２層を少なくとも備えるものでもよい。
　配線保護層として使用可能なガラス層は、低融点ガラスから構成される。硼酸鉛系などの含鉛のものが一般的であるが、環境負荷を考慮した場合、鉛を含まないものがより好ましい。例えば、硼珪酸ビスマス塩系／硼酸ビスマス亜鉛塩系、アルミノリン酸塩系／リン酸亜鉛系、硼珪酸塩系などの低融点ガラス材料を用いることができる。前記ガラス層は、これらの低融点ガラス材料を単独または複数種含む低融点ガラスを主成分とし、熱膨張率や粘度の調整などにより必要に応じて可塑剤やその他の添加剤を加えてペースト化したものを、スクリーン印刷やディスペンス等の手法により、塗布し焼成して形成することができる。ガラス層は、同一のペーストまたは異なるペーストを用いて多層としても構わない。
　配線保護層として使用可能な絶縁樹脂層は、耐熱性樹脂から構成される。耐熱性樹脂は、少なくとも多孔質酸化物半導体層の焼成に耐え得る耐熱性を有するものが選ばれる。このような耐熱性樹脂としては、ポリイミド誘導体、シリコーン化合物、フッ素エラストマー、フッ素樹脂などから選択される１種を単独で、または複数種を配合・積層等により併用して、用いることができる。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のテフロン（登録商標）系化合物から選択される１種または複数種を用いることができる。また、絶縁樹脂層に柔軟性に富む樹脂材料を適用することで、配線保護層の衝撃破壊、割れなどの懸念が減少する。前記絶縁樹脂層を形成する方法としては、絶縁性樹脂を含有するワニスやペーストを塗膜する方法が挙げられる。絶縁樹脂層の緻密性を向上させる点では、複数回塗膜を繰り返して配線保護層を複層化することが望ましい。
　配線保護層が、ガラス成分から構成されるガラス層を有することにより、電解液の漏洩（減量）や劣化を抑制することができる。また、ガラス層の上に耐熱性樹脂から構成される絶縁樹脂層をオーバーコートとして設けることにより、ガラス層中のガラス成分が電解液に接することがなく、ガラス中の成分と電解液中の成分とが反応することを防止することができる。
　また、ガラス層がガス透過を遮断するので、この効果だけを得る目的であれば、絶縁樹脂層として、高温で焼成可能な耐熱樹脂や耐熱接着剤を用いる必要はない。この場合、耐熱性の低い接着剤の塗布や、ホットメルト接着剤のラミネートによりオーバーコートとなる絶縁樹脂層を形成しても良い。特に、ホットメルト接着剤のラミネートにより絶縁樹脂層を形成する場合は、作用極の被毒が小さいため、耐熱樹脂や耐熱接着剤に近い、良好な特性が得られる。
　低融点ガラス層および耐熱樹脂層は、各々単一または複数種の材料を用いて複数回重ねて塗布しても構わない。印刷時に発生するピンホール等の欠陥を補い、保護層の緻密性を向上させる点では、複層化することがより望ましい。
　ガラス層のオーバーコートとしての絶縁樹脂層の厚さは、１μｍ以上あることが望ましい。オーバーコートが薄すぎる場合には樹脂の柔軟性が活かされず、対向する対極表面を傷つける可能性があり、また、異物等の混入や素子作製時のハンドリングによって、樹脂層自身が傷つく可能性もある。
　配線保護層は、過剰に厚くする必要もなく、総厚で１００μｍを超えるべきではない。
　配線保護層２４，４４は既に述べたように反射膜を含む。反射膜は、上述した配線保護層１４，３４を構成するガラス層又は絶縁樹脂層中に酸化チタンなどの高屈折粒子をさらに含むものである。
　多孔質酸化物半導体層１５，２５，３５，４５は、酸化物半導体のナノ粒子（平均粒径１～１０００ｎｍの微粒子）を焼成により多孔質膜とし、色素が増感されてなるものである。
　酸化物半導体としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などの１種または２種以上が挙げられる。多孔質酸化物半導体層の厚さは、例えば０．５～５０μｍ程度とすることができる。
　多孔質酸化物半導体層を形成する方法としては、例えば、市販の酸化物半導体微粒子を所望の分散媒に分散させた分散液、あるいは、ゾル－ゲル法により調整できるコロイド溶液を、必要に応じて所望の添加剤を添加した後、スクリーンプリント法、インクジェットプリント法、ロールコート法、ドクターブレード法、スピンコート法、スプレー塗布法など公知の塗布法により塗布するほか、コロイド溶液中に浸漬して電気泳動により酸化物半導体微粒子を基板上に付着させる泳動電着法などを適用することができる。
　多孔質酸化物半導体層に担持される増感色素は、特に制限されるものではなく、例えば、ビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や鉄錯体、ポルフィリン系やフタロシアニン系の金属錯体をはじめ、エオシン、ローダミン、クマリン、メロシアニンなどの誘導体である有機色素などから、用途や酸化物半導体多孔膜の材料に応じて適宜選択して用いることができる。
　電極基板１６，２６，３６，４６としては、特に限定されるものではないが、具体的には金属板、金属箔、ガラス板などの基材１６ａ，２６ａ，３６ａ，４６ａの表面に、白金、カーボン、導電性高分子等の触媒層１６ｂ，２６ｂ，３６ｂ，４６ｂを形成したものが挙げられる。この電極基板の表面における導電性を向上するため、基材１６ａ，２６ａ，３６ａ，４６ａと触媒層１６ｂ，２６ｂ，３６ｂ，４６ｂとの間に別途導電層を設けても構わない。
　電解質層１７，２７，３７を構成する電解質としては、酸化還元対を含む有機溶媒や室温溶融塩（イオン液体）などを用いることができる。また、電解液に適当なゲル化剤（例えば高分子ゲル化剤、低分子ゲル化剤、各種ナノ粒子、カーボンナノチューブなど）を導入することにより疑似固体化したもの、いわゆるゲル電解質を電解液の代わりに用いても構わない。
　有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ－ブチロラクトンなどの１種または複数種が例示される。また、室温溶融塩としては、イミダゾリウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオン、ピリジニウム系カチオン等のカチオンと、ヨウ化物イオン、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドアニオン、ジシアノアミドアニオン、チオシアン酸アニオン等のアニオンとからなる室温溶融塩の１種または複数種が例示される。
　電解質に含有される酸化還元対としては、特に限定されることないが、ヨウ素／ヨウ化物イオン、臭素／臭化物イオンなどのペアを１種または複数種添加して得ることができる。ヨウ化物イオンまたは臭化物イオンの供給源としては、これらのアニオンを含有するリチウム塩、四級化イミダゾリウム塩、テトラブチルアンモニウム塩などを単独または複合して用いることができる。電解液には、必要に応じて４－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン、Ｎ－メチルベンズイミダゾール、グアニジニウム塩などの添加物を添加することができる。
　本形態例の色素増感太陽電池は、例えば次の手順によって製造することができる。
　図１および図２に示すように、透明電極基板１１，２１上に集電配線１３，２３および多孔質酸化物半導体層１５、２５が設けられる場合は、電極基板１１，２１上に透明導電膜１２，２２を形成した後、透明導電膜１２，２２の上に集電配線１３，２３および多孔質酸化物半導体層１５、２５を形成する。また、集電配線１３，２３の形成後に配線保護層１４，２４を形成する。なお、集電配線の上に透明導電膜を形成して、配線保護層の一部とするのでもよい。また、多孔質酸化物半導体層に色素を担持するには、多孔質酸化物半導体層を設けた基板を色素溶液に浸漬させる等の方法を用いることができる。そして、集電配線１３，２３や色素が担持された多孔質酸化物半導体層１５，２５に備える第１の電極基板１１，２１を作用極とし、対極となる第２の電極基板１６，２６との間に電解質層１７，２７を配することで、色素増感太陽電池１０，２０を得ることができる。
　図３に示すように、対極となる第２の電極基板３１が透明電極基板からなる場合は、第１の電極基板３６の上に集電配線３３および多孔質酸化物半導体層３５を形成するとともに、配線保護層３４の形成と多孔質酸化物半導体層３５への色素担持を行うことで、作用極が得られる。そして、透明導電膜３２を備える第２の電極基板３１を対極とし、作用極と対極との間に電解質層３７を配することで、色素増感太陽電池３０を得ることができる。
　電解質層を両電極基板間に配する方法としては、特に限定されるものではないが、電解液を用いる場合は、作用極と対極とを向かい合わせ、両極の周囲を樹脂や接着剤等により封止した後で、適宜設けた注入孔から電解液を注入する方法が用いられる。また、ゲル電解質を用いる場合は、作用極の上にゲル電解質を塗布し、その上に対極を貼り合わせる方法が用いられる。
　第１および第３形態例に挙げるように、入射光の方向を変える膜体１８，３８を透明電極基板１１，３１の表面１１ａ，３１ａに設ける場合は、膜体は、作用極と対極を向かい合わせる前の基板表面に設けてもよく、作用極と対極を向かい合わせた後で設けても良い。
　第２および第４形態例に挙げるように、入射光の方向を変える膜体が配線保護層を兼ねる場合は、配線保護層として入射光の方向を変える膜体を形成すれば良い。
　いずれの場合においても、入射光の方向を変える膜体が、配線部と対応する位置に設けられることによって、入射光のエネルギーロスを抑制し、発電効率の改善を図ることができる。
　さらに上記第１～第４形態例では、入射光方向変更部が膜体であるが、入射光方向変更部は膜体に限定されるものではない。例えば第１の電極基板、配線部または第２の電極基板に形成される回折格子パターンなどであってもよい。
　また上記第１～第４形態例では、配線部が集電配線と配線保護層とで構成されているが、配線部は集電配線のみで構成されていてもよい。
　以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
　（色素増感太陽電池の作製）
　ガラス基板（１４０ｍｍ角で、表面に透明導電膜としてＦＴＯ膜を形成したもの）を用意し、ＦＴＯ膜の上にスクリーン印刷にて銀回路を格子状に形成した。回路形状の設計は、回路幅３００μｍ、膜厚１０μｍとした。印刷用銀ペーストとしては、焼結後の体積抵抗率が３×１０－６Ωｃｍのものを用い、印刷後１３０℃で乾燥し、さらに最高温度５１０℃で銀回路を焼結することにより回路形成した。
　次に、銀回路が完全に覆われるように回路形成部分と重ねて、第１の配線保護材として低融点ガラスペーストを塗布し、ガラスの印刷塗膜を形成した。第１の配線保護層の設計幅は５００μｍとし、ＣＣＤカメラを用いて銀回路との位置合わせをしながら、スクリーン印刷により塗膜を形成した。印刷塗膜を１３０℃で乾燥後、電極基板のＦＴＯ膜上において、銀回路および配線保護層が設けられる部分とは異なる部分にＴｉＯ２ナノ粒子を含むペーストをスクリーン印刷により塗布し、乾燥した。これらの乾燥後、第１の配線保護層（１回塗布した分のみ）および多孔質酸化物半導体層を最高温度５００℃で焼結した。さらに、第１の配線保護層の厚みを確保するため、１回塗布した分の上に、ガラスの印刷塗膜の形成と焼結を複数回繰り返して第１の配線保護層を形成した。
　さらに、第１の配線保護層が完全に覆われるように、第２の配線保護材として耐熱樹脂の樹脂液（ポリイミドワニス）を塗布し、最高温度３５０℃で樹脂塗膜を処理し、これを複数回繰り返して、第２の配線保護層を形成した。第２の配線保護層の設計幅は８００μｍとし、ＣＣＤカメラを用いて銀回路との位置合わせをしながら、スクリーン印刷により塗膜形成した。
　さらにルテニウムビピリジン錯体（Ｎ７１９色素）のアセトニトリル／ｔ－ブタノール溶液中に一昼夜以上浸漬して色素担持し、光電極とした。
　対極としては、白金（Ｐｔ）層をスパッタ形成したチタン（Ｔｉ）箔を用いた。不活性ガスを充填した循環精製型グローブボックス内にて光電極上にヨウ素電解質を展開し、対極と向き合わせて積層した後、素子の周囲を紫外線硬化樹脂で封止した。
　（比較例１）
　比較例１は、上述の工程のみにより、入射光の向きを変える膜体を設けることなく作製した色素増感太陽電池である。この場合、光電変換効率は５．１８％であった。
　（実施例１）
　実施例１では、窓極側の基板表面の銀回路と対向する位置に、即ち窓極側の基板に対し銀回路とは反対側の表面に、等方的な拡散特性を有する拡散フィルム（透過率８５％、拡散角度６０°）を貼り合わせた。この場合、光電変換効率は５．３１％であった。比較例１に対する変換効率の向上率は、約２．５％であった。
　（実施例２）
　実施例２では、窓極側の基板表面の銀回路と対向する位置に、導光板用拡散インクを塗布し、拡散膜を形成した。この場合、光電変換効率は５．３０％であった。比較例１に対する変換効率の向上率は、約２．３％であった。
　（実施例３）
　実施例３では、窓極側の基板表面の銀回路と対向する位置に、分散角３６°、１０００本／ｍｍの回折格子を形成した。この場合、光電変換効率は５．２８％であった。比較例１に対する変換効率の向上率は、約１．９％であった。
　（実施例４）
　実施例４では、窓極側の基板表面の銀回路と対向する位置に、黄色蛍光塗料（ゼブラ社製、黄色蛍光ペン）で着色したメンディングテープ（住友スリーエム社製）を貼り合わせることにより、蛍光塗料膜を形成した。この場合、光電変換効率は５．２４％であった。比較例１に対する変換効率の向上率は、約１．２％であった。
　（実施例５）
　実施例５では、第１の配線保護材として用いる低融点ガラスペーストは比較例１と同じまま、第２の配線保護材として用いるポリイミドワニスに５ｗｔ％のチタニア粒子（平均粒子径４００ｎｍ）を加えたものを用いることで、配線保護層の表面に反射膜を形成した。この場合、光電変換効率は５．２５％であった。比較例１に対する変換効率の向上率は、約１．４％であった。
　（光電変換効率の測定結果）
　ここで、光電変換効率は、１Ｓｕｎ擬似太陽光（ＡＭ１．５）下での光電変換エネルギー効率の測定値である。この測定結果をまとめると、表１のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以上の結果のように、実施例１～５においては、比較例１に対して、約１．２～２．５％の変換効率向上が見られた。なお。本実施例では、開口率が９０％の太陽電池セルを用いたため、配線部分への入射光を完全に利用できたとしても変換効率向上は１１％が限界である。したがって、本実施例によれば、配線部分への入射光をおよそ１０～２３％程度、発電に利用できたことになる。
　本発明は、多孔質酸化物半導体層に隣接して配線部を有する色素増感太陽電池であれば、セル、アレイ、モジュールといった形態を限定することなく、変換効率向上のため利用することができる。
 

Claims (10)

  1. 　色素が担持された多孔質酸化物半導体層および該多孔質酸化物半導体層と隣接する部分に設けられた配線部を一面側に備える第１の電極基板と、
    　前記第１の電極基板の前記多孔質酸化物半導体層と対向するように配された第２の電極基板と、
    　前記第１の電極基板と第２の電極基板との間の少なくとも一部に配された電解質層とを少なくとも備え、
    　前記第１の電極基板、前記配線部及び前記第２の電極基板のうちの少なくとも１つには、前記配線部と対応する位置に、入射光の方向を変える入射光方向変更部が設けられている色素増感太陽電池。
  2. 　前記入射光方向変更部が膜体である請求項１に記載の色素増感太陽電池。
  3. 　前記膜体は、拡散膜、回折格子膜、蛍光塗料膜、または反射膜のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の色素増感太陽電池。
  4. 　前記入射光方向変更部が、前記第１の電極基板、前記配線部および前記第２の電極基板を結ぶ線上であって前記第１の電極基板又は前記第２の電極基板の厚さ方向に沿った線上に設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
  5. 　前記第１の電極基板が透明電極基板であり、
    　前記入射光方向変更部は、前記第１の電極基板に対し、前記配線部と反対側に設けられている請求項１～３のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
  6. 　前記第１の電極基板が透明電極基板であり、
    　前記配線部が、集電配線と、前記集電配線を覆うように設けられる配線保護層とを有しており、
    　前記配線保護層が前記入射光方向変更部を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
  7. 　前記第１の電極基板が透明電極基板であり、
    　前記配線部が、集電配線と、前記集電配線を覆うように設けられる配線保護層とを有しており、
    　前記入射光方向変更部が、前記配線部と前記第１の電極基板との間に設けられている請求項１～３のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
  8. 　前記第２の電極基板が透明電極基板であり、
    　前記入射光方向変更部が、前記第２の電極基板に対し、前記第１の電極基板と反対側に設けられている請求項１～３のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
  9. 　前記第２の電極基板が透明電極基板であり、
    　前記配線部が、集電配線と、前記集電配線を覆うように設けられる配線保護層とを有しており、
    　前記配線保護層が前記入射光方向変更部を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
  10. 　前記膜体は、配線部の幅よりも大きく、隣接する多孔質酸化物半導体層に重ならない範囲に配されていることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
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