[发明专利]光电转换元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用色素而构成的光电转换元件及其制造方法。

背景技术

以往，作为将太阳光等的光能转换成电能的太阳能电池，已知使用色素作为光增感剂的色素增感型太阳能电池。该色素增感型太阳能电池与一般普及的使用了硅半导体的太阳能电池相比，可以削减制造成本，不需要大型的设备，因此作为新型的太阳能电池受到瞩目，并正在进行面向实用化的开发(例如，专利文献1～4)。

一般来说，色素增感型太阳能电池是利用色素吸收光并放出电子的性质进行发电的电池，其特征是，具有夹着电解液的电化学单元电池结构。具体地，例如，如图7所示，具有如下结构：在透明电极101上烘烤二氧化钛(TiO₂)等氧化物而制成多孔结构，使色素吸附，并在其(氧化物层102)上通过电解液103贴合作为对电极的透明电极104。在这样的结构中，如果吸收了光L101的色素放出电子，则该电子从氧化物中被注入，并在透明电极101、104间移动，另一方面，在电解液103中反复进行氧化还原反应。由此，成为稳定地进行光电转换的结构。

但是，如图7所示，以往的色素增感型太阳能电池中，光沿着叠层方向入射(平面入射)。此时，为了得到大的电功率，必须使电池增大，需要大的设置面积。

因此，例如在专利文献5中，如图8所示，提出了光(光L201)从透明电极201、204、氧化物层202以及电解液203的端面入射(端面入射)的色素增感型的太阳能电池。

[专利文献1]特开平1-220380号公报

[专利文献2]特开平5-504023号公报

[专利文献3]特表2002-512729号公报

[专利文献4]特开2003-308891号公报

[专利文献5]特开2005-93406号公报

发明内容

按照上述专利文献5，如果沿着光的入射方向使电池增大，即使在狭小的设置面积也可以得到大的电功率。但是，如果要在面内设置多个这样的端面入射型的单元电池，则存在导致制造工序复杂化的问题。由此，由于电极的引出结构复杂化，有必要加大用于引出结构的设置面积，因此存在不能充分增大单位面积的发电量的问题。

本发明就是鉴于这些问题进行的，其第1个目的在于提供能够简便地得到包含多个端面入射型的光电转换单元电池的光电转换元件以及光电转换元件的制造方法，

本发明的第2个目的在于提供能够进一步提高单位面积的光电转换量的光电转换元件。

本发明的光电转换元件包括：折叠形状的导电片；和在该导电片的折叠面上以叠层结构配置、并将从该叠层结构的端面入射的光进行光电转换的多个色素增感型的光电转换单元电池。

对于本发明的光电转换元件，在折叠形状的导电片的折叠面上配置的多个色素增感型的光电转换单元电池中，从这些叠层结构的端面入射的光分别进行光电转换。

在本发明的光电转换元件中，优选在上述导电片上形成多个导电图案。这样构成时，从各光电转换单元电池中电极的引出结构简单化。在该情况下，可以在上述导电图案上依次叠层氧化物层、由该氧化物层担载的色素、电解质层、对置电极，同时由这些氧化物层、色素、电解质层和对置电极构成上述光电转换单元电池。这样构成时，从各光电转换单元电池的叠层结构的端面入射的光被色素吸收。而且，吸收了光的色素放出电子，该电子从氧化物层注入后，传递过作为正极的导电图案，并向作为负极的对置电极移动。另一方面，在电解质层中，伴随着电子在对置电极和导电图案之间的移动，反复进行氧化还原反应。由此，电子连续地在对置电极、导电图案和电解质中移动，稳定地进行光电转换。

在本发明的光电转换元件中，优选具有导光板，该导光板配置在各光电转换单元电池的叠层方向，同时将从自身的端面入射的入射光导入到各光电转换单元电池内。这样构成时，比从光电转换单元电池的叠层结构的端面入射的光多的光被导光板导入到光电转换单元电池内，用于光电转换。因此，外部光的利用效率提高。在该情况下，更加优选在上述导光板的面中的除了上述入射光入射的入射面和将该入射光导入到光电转换单元电池内的导光面以外的面上具有反射入射光的反射膜。这样构成时，入射到导光板上的光不遗漏地导入到光电转换单元电池中，对入射光的光电转换效率提高。

本发明的光电转换元件中，上述导电片可以折叠成例如折曲形状。