專利名稱:光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法、通過(guò)其制造的光電轉(zhuǎn)換元件、光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法以 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法、通過(guò)該方法制造的光電轉(zhuǎn)換元件、光電 轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法以及通過(guò)該方法制造的光電轉(zhuǎn)換元件組件。
背景技術(shù):
色素增感型太陽(yáng)能電池是由瑞士的格萊才爾開發(fā)的,由于其具有光電轉(zhuǎn)換效率 高、制造成本低的優(yōu)點(diǎn),所以作為新型太陽(yáng)能電池受到世人關(guān)注。色素增感型太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)為,具備在設(shè)有透明導(dǎo)電膜的透明基材上 設(shè)有擔(dān)載了光增感色素的多孔氧化物半導(dǎo)體層的工作電極,和與該工作電極相向設(shè)置的 對(duì)電極,并在這些工作電極和對(duì)電極之間填充了含氧化還原對(duì)的電解質(zhì)。這種色素增感型太陽(yáng)能電池,是由吸收了太陽(yáng)光等入射光的光增感色素發(fā)生的 電子注入到氧化物半導(dǎo)體微粒中,在工作電極和對(duì)電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),從而發(fā)揮將光 能轉(zhuǎn)換為電力的光電轉(zhuǎn)換元件的功能。作為電解質(zhì),一般使用將Γ/Ι3_等氧化還原對(duì)溶解到乙腈等有機(jī)溶劑的電解液, 除此之外,還已知使用非揮發(fā)性的離子液體的構(gòu)成;將液狀的電解質(zhì)用適當(dāng)?shù)哪z化劑 凝膠化并準(zhǔn)固化的構(gòu)成;以及使用P型半導(dǎo)體等固體半導(dǎo)體的構(gòu)成等。對(duì)電極需要使用能抑制由于與電解質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕的材質(zhì)。作為這種 材質(zhì),可以使用制有鉬膜的鈦基板、制有鉬膜的玻璃電極基板等。然而,形成了由鉬構(gòu)成的導(dǎo)電層的玻璃電極基板,為了確保玻璃的強(qiáng)度,需要 將玻璃設(shè)為一定以上的厚度,因此存在光電轉(zhuǎn)換元件的厚度變大這樣的問(wèn)題,并且有通 過(guò)鈦基板來(lái)構(gòu)成對(duì)電極這樣的要求。然而,鈦基板由于在鈦表面形成氧化膜,所以很難 將導(dǎo)線等連接到鈦基板上。因此,提出了一種在由鈦基板構(gòu)成的電極的表面上,通過(guò)濺射方法等來(lái)形成由 易于焊接的異種金屬(Cu等)構(gòu)成的覆膜的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-280849號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
但是,專利文獻(xiàn)1所記載的光電轉(zhuǎn)換元件,為了將由上述異種金屬構(gòu)成的覆膜 通過(guò)濺射法等來(lái)形成,有必要使用真空裝置等。因此,成本增大,覆膜的形成變得困 難,所以存在使用鈦基板的對(duì)電極上能夠連接導(dǎo)線等的光電轉(zhuǎn)換元件的制造變得不易這 樣的問(wèn)題。此外,接合覆膜和鈦基板的力,有待進(jìn)一步改善。因此,本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的,其目的在于提供一種能容易地制造具 備牢固地與使用鈦的電極接合的端子的光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法、通過(guò) 該方法制造的光電轉(zhuǎn)換元件、光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法以及通過(guò)該方法制造的光電
4轉(zhuǎn)換元件組件。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,具備半導(dǎo)體形成工序,在具有由鈦或含 鈦的合金構(gòu)成的金屬板和催化劑層的第一電極的上述催化劑層的表面上,或者在具有透 明導(dǎo)電體的第二電極的上述透明導(dǎo)電體的表面上,形成多孔氧化物半導(dǎo)體層;色素?fù)?dān)載 工序,使光增感色素?fù)?dān)載于上述多孔氧化物半導(dǎo)體層;密封工序,在上述第一電極和第 二電極之間通過(guò)密封材料包圍上述多孔氧化物半導(dǎo)體層及電解質(zhì)進(jìn)行密封;以及端子形 成工序,在上述第一電極中除被上述密封材料的外周包圍的表面以外的表面,在上述金 屬板上形成端子。在上述端子形成工序中,上述端子是通過(guò)含銅及鎳中至少一方的金屬 部件以按壓在金屬板的方式被加壓并且對(duì)上述金屬部件施加超聲波而形成的。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,在第一電極的催化劑層上或第二電極的透 明導(dǎo)電體上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層,并使光增感色素?fù)?dān)載于多孔氧化物半導(dǎo)體層。也 就是說(shuō),在第一電極及第二電極中,形成了多孔氧化物半導(dǎo)體層的電極構(gòu)成工作電極中 的電極,沒(méi)有形成多孔氧化物半導(dǎo)體層的電極構(gòu)成對(duì)電極中的電極。而且,在這些第一 電極和第二電極之間通過(guò)密封材料包圍電解質(zhì)進(jìn)行密封。該第一電極具有由鈦或含鈦的 合金構(gòu)成的金屬板,金屬板對(duì)電解質(zhì)具有耐腐蝕性。而且,在該第一電極的被密封材料 的外周包圍的表面以外的表面,在金屬板上形成端子。此時(shí),端子由含銅及鎳中至少一 方的金屬部件構(gòu)成,該金屬部件是以邊被超聲波振動(dòng)邊被按壓在對(duì)電極的方式經(jīng)加壓而 形成的。因此,以由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板形成的第一電極的金屬板表面的氧化 膜的至少一部分被破壞,對(duì)電極12和金屬部件由于超聲波振動(dòng)而相互摩擦接合,由于加 壓帶來(lái)的塑性變形而以固相狀態(tài)被接合。由此,金屬部件牢固地與金屬板接合。這樣, 能夠使金屬部件牢固地與由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板接合,此外,即使不使用真空 裝置等設(shè)備,也能容易地形成端子。此外,在上述光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法中,上述多孔氧化物半導(dǎo)體層可以形成 在上述透明導(dǎo)電體上。進(jìn)而,在上述光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法中,優(yōu)選上述第一電極,在從相對(duì)于 第一電極的表面垂直的方向看第一電極時(shí),具有沿比被上述密封材料的外周包圍的區(qū)域 更外側(cè)延伸的延伸部,上述端子形成在上述延伸部。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,從相對(duì)于第一電極表面垂直的方向看第一 電極時(shí),與在第一電極的與第二電極側(cè)相反側(cè)的表面的被上述密封材料包圍的區(qū)域形成 端子的情況相比,端子和光增感色素、電解質(zhì)的距離大。因此,在端子形成工序中,發(fā) 生熱或施加熱時(shí),能夠抑制熱經(jīng)由第一電極傳遞到光增感色素、電解質(zhì)。因而能夠在端 子形成工序中,抑制由熱引起的光增感色素、電解質(zhì)的劣化?;蛘?,在上述光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法中,優(yōu)選上述第二電極的上述第一電 極側(cè)的表面上,從被上述密封材料包圍的區(qū)域到上述密封材料的外周的外側(cè)設(shè)有由金屬 構(gòu)成的集電配線,上述端子,在從相對(duì)于上述第一電極的表面垂直的方向看上述第一電 極時(shí),上述第一電極的與上述第二電極側(cè)相反側(cè)的表面上的被上述密封材料包圍的區(qū)域 中,形成于與上述集電配線重合的位置。按照這種結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,在端子形成工序,發(fā)生熱或施加熱 時(shí),經(jīng)由第一電極傳遞到電解質(zhì)的熱會(huì)傳遞到集電配線。集電配線由于由金屬材料構(gòu)成,所以導(dǎo)熱性優(yōu)越。而且,集電配線由于設(shè)置在從被密封材料包圍的區(qū)域到密封材料 的外周的外側(cè),所以傳遞到集電配線的熱被傳送到密封材料的外周之外并放出。因此, 能夠抑制經(jīng)由第一電極傳遞到光增感色素、電解質(zhì)的熱停留于此。因而,能夠在端子形 成工序中,抑制由熱引起的光增感色素、電解質(zhì)的劣化。或者,在上述光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法中,優(yōu)選在上述第二電極的上述第一 電極側(cè)的表面上,從與上述密封材料重合的區(qū)域到上述密封材料的外周的外側(cè)設(shè)有由金 屬構(gòu)成的集電配線,上述端子,在從相對(duì)于上述第一電極的表面垂直的方向看上述第一 電極時(shí),在上述第一電極的與上述第二電極側(cè)相反側(cè)的表面上的與上述密封材料重合的 區(qū)域中,形成于與上述集電配線重合的位置。按照這種結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,在端子形成工序中,發(fā)生熱或施加 熱時(shí),經(jīng)由第一電極傳遞到密封材料的熱會(huì)傳遞到集電配線。集電配線由于由金屬材料 構(gòu)成,所以導(dǎo)熱性優(yōu)越。而且,由于集電配線設(shè)置于從與密封材料重合的區(qū)域到密封材 料的外周的外側(cè),所以傳遞到集電配線的熱被傳送到密封材料的外周的外側(cè)并放出。因 此,能夠抑制經(jīng)由第一電極傳遞到密封材料的熱停留在密封材料中、或經(jīng)由密封材料而 停留在光增感色素、電解質(zhì)中。因此,能夠在端子形成工序中,抑制由熱引起的密封材 料、光增感色素、電解質(zhì)的劣化。此外,本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,具備端子形成工 序,在具有由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板和催化劑層的第一電極的上述金屬板的表面 上形成端子;半導(dǎo)體形成工序,在具有透明導(dǎo)電體的第二電極的上述透明導(dǎo)電體的表面 上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層;色素?fù)?dān)載工序,使光增感色素?fù)?dān)載于上述多孔氧化物半導(dǎo) 體層;以及密封工序,使上述第一電極和上述第二電極相對(duì),在上述第一電極和上述第 二電極之間通過(guò)密封材料包圍上述多孔氧化物半導(dǎo)體層和電解質(zhì),以上述端子不被上述 密封材料包圍的方式進(jìn)行密封。在上述端子形成工序中,上述端子是通過(guò)含銅及鎳中至 少一方的金屬部件以按壓在上述金屬板的方式被加壓并且對(duì)上述金屬部件施加超聲波而 形成的。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,在第一電極上的金屬板上形成端子,在第 二電極上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層,并使光增感色素?fù)?dān)載于多孔氧化物半導(dǎo)體層。這 樣,端子形成工序處于密封工序之前,端子和多孔氧化物半導(dǎo)體層分別形成不同的電 極,所以在端子形成工序中即使發(fā)生熱或施加熱,熱也不會(huì)傳遞到第二電極。因此,能 夠抑制由端子形成工序中的熱引起的光增感色素的劣化。此外,在端子形成工序中即使 發(fā)生熱或施加熱,熱也不會(huì)經(jīng)由第一電極傳遞到電解質(zhì)上。因此,能夠防止由端子形成 工序中的熱引起的電解質(zhì)的劣化。或者,本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,具備半導(dǎo)體形成工 序,在具有由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板和催化劑層的第一電極的上述催化劑層的表 面上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層;色素?fù)?dān)載工序,使光增感色素?fù)?dān)載于上述多孔氧化物半 導(dǎo)體層;端子形成工序,在上述第一電極表面上的沒(méi)有形成上述多孔半導(dǎo)體的區(qū)域中, 在上述金屬板上形成端子;以及密封工序,使具有透明導(dǎo)電體的第二電極和上述第一電 極相對(duì),在上述第一電極和上述第二電極之間通過(guò)密封材料包圍上述多孔氧化物半導(dǎo)體 層和電解質(zhì),以上述端子不被上述密封材料包圍的方式進(jìn)行密封;在上述端子形成工序中,上述端子是通過(guò)含銅及鎳中至少一方的金屬部件以按壓在金屬板的方式被加壓并且 對(duì)上述金屬部件施加超聲波而形成的。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,端子形成工序處于密封工序之前,所以在 端子形成工序中即使發(fā)生熱或施加熱,熱也不會(huì)經(jīng)由第一電極傳遞到電解質(zhì)上。因此, 能夠防止由電解質(zhì)的熱引起的劣化。進(jìn)而,在上述光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法中,優(yōu)選上述端子形成工序處于上述色 素?fù)?dān)載工序之前。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,由于端子形成工序處于色素?fù)?dān)載工序之 前,所以在端子形成工序中即使發(fā)生熱或施加熱,熱也不會(huì)傳遞到光增感色素。因此, 能夠防止由光增感色素的熱引起的劣化。進(jìn)而,在上述光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法中的上述端子形成工序中,上述端子優(yōu) 選為上述金屬部件邊被加熱邊形成。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,能夠?qū)⒔饘俨考鼮槔喂痰嘏c金屬板接
I=I O此外,本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于,是通過(guò)上述光電轉(zhuǎn)換元件的制造方 法而制造的。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件,在制造過(guò)程中,以由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板形 成的第一電極的金屬板表面的氧化膜的至少一部分被破壞,金屬部件牢固地與金屬板接 合。因此,在端子上連接導(dǎo)線等時(shí)能夠牢固地連接光電轉(zhuǎn)換元件和導(dǎo)線等。此外,本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法,其特征在于,具備準(zhǔn)備多個(gè)通 過(guò)上述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法來(lái)制造的光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件準(zhǔn)備工序,具 有通過(guò)導(dǎo)電部件對(duì)形成在至少一個(gè)上述光電轉(zhuǎn)換元件的上述第一電極上的端子、和其他 的至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的上述第二電極進(jìn)行電連接的連接工序。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法,在形成光電轉(zhuǎn)換元件組件的光電轉(zhuǎn)換 元件中,能夠使金屬部件容易地牢固地與使用鈦的第一電極接合。因此,能夠制造經(jīng)由 導(dǎo)電部件牢固地連接光電轉(zhuǎn)換元件彼此的光電轉(zhuǎn)換元件組件。進(jìn)而,在上述光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法中,上述光電轉(zhuǎn)換元件在上述第二 電極的上述第一電極側(cè)的表面上的被上述密封材料的外周包圍的區(qū)域的外側(cè)形成端子, 可以通過(guò)上述導(dǎo)電部件對(duì)形成在至少一個(gè)上述光電轉(zhuǎn)換元件的上述第一電極上的端子、 和形成在其他的至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的第二電極上的端子進(jìn)行連接。此外,本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件組件的特征在于,是通過(guò)上述光電轉(zhuǎn)換元件組件 的制造方法來(lái)制造的。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件組件,光電轉(zhuǎn)換元件彼此的連接牢固,能夠抑制光電轉(zhuǎn) 換元件彼此的連接由于外力等而解開。按照本發(fā)明,提供能容易地制造具備牢固地與使用鈦的電極接合的端子的光電 轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法、通過(guò)該方法制造的光電轉(zhuǎn)換元件、光電轉(zhuǎn)換元件 組件的制造方法以及通過(guò)該方法制造的光電轉(zhuǎn)換元件組件。
圖1為表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的截面圖。圖2為表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的截面圖。圖3為表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的截面圖。圖4為表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的截面圖。圖5為表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件組件的截面圖。圖6為表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件組件的截面圖。圖7為表示圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件的變形例的截面圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1...透明導(dǎo)電體;2...透明基材;3、3a、3b...多孔氧化物半導(dǎo)體層;5...電解 質(zhì);7...端子;8...端子;9...導(dǎo)電線;9a...導(dǎo)電性粘接劑;10...第一電極;11...工作 電極;12...對(duì)電極;14...密封材料;20...第二電極;35...集電配線;100、110、120、 130、140...光電轉(zhuǎn)換元件;200、210、220...光電轉(zhuǎn)換元件組件。
具體實(shí)施例方式以下,參照附圖,對(duì)本發(fā)明所涉及的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法、通過(guò)該方法制 造的光電轉(zhuǎn)換元件、光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法以及通過(guò)該方法制造的光電轉(zhuǎn)換元件 組件的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。(第一實(shí)施方式)圖1為表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的簡(jiǎn)要截面圖。如圖1所示那樣,光電轉(zhuǎn)換元件100具備如下構(gòu)件作為主要結(jié)構(gòu)要素工作電極 11、與工作電極11相向配置的對(duì)電極12、在工作電極11和對(duì)電極12之間配置的電解質(zhì)5、 包圍電解質(zhì)5的密封材料14、和在對(duì)電極12的與工作電極11相反側(cè)的表面形成的端子7。(工作電極)工作電極11具備第二電極20,由透明基材2及在透明基材2的一面設(shè)置的透 明導(dǎo)電體1構(gòu)成;以及多孔氧化物半導(dǎo)體層3,設(shè)在透明導(dǎo)電體1上,擔(dān)載有光增感色
ο透明基材2通過(guò)由光透射性材料構(gòu)成的基板構(gòu)成。作為這種材料,可以舉出 玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二 醇酯(PEN)等,通常情況下,只要是作為光電轉(zhuǎn)換元件的透明基材使用的材料都可以使 用。透明基材2在考慮到對(duì)電解質(zhì)的耐性等而從這些中適當(dāng)選擇。此外,透明基材2盡 可能優(yōu)選為光透射性優(yōu)越的基材,更優(yōu)選為光透射率在90%以上的基材。透明導(dǎo)電體1為透明導(dǎo)電膜,且為形成在透明基材2的一面的一部分或整個(gè)面上 的薄膜。為了設(shè)成不會(huì)顯著地?fù)p害工作電極11的透明性的構(gòu)造,透明導(dǎo)電體1優(yōu)選為 由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的薄膜。作為這種導(dǎo)電性金屬氧化物,例如可舉出銦錫氧化物 (ITO) >摻氟氧化錫(FTO)、氧化錫(SnO2)等。此外,透明導(dǎo)電體1可以由單層構(gòu)成,也 可以由以不同導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的多層的層疊體構(gòu)成。透明導(dǎo)電體1以單層構(gòu)成的 情況下,從便于成膜且制造成本便宜這樣的觀點(diǎn)考慮,透明導(dǎo)電體1優(yōu)選為ITO、FTO, 此外,從具有高耐熱性及耐藥性的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選為由FTO構(gòu)成。
此外,當(dāng)透明導(dǎo)電體1由以多層構(gòu)成的層疊體構(gòu)成時(shí),由于能夠反映各層的特 性因而優(yōu)選。其中,優(yōu)選為在由ITO構(gòu)成的膜上層疊了由FTO構(gòu)成的膜而成的層疊 膜。此時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)具有高導(dǎo)電性、耐熱性及耐藥性的透明導(dǎo)電體1,能夠構(gòu)成可視域 中光的吸收量少且導(dǎo)電率高的透明導(dǎo)電性基板。此外,透明導(dǎo)電體1的厚度例如只要在 0.01 μ m 2 μ m的范圍即可。作為形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3的氧化物半導(dǎo)體,沒(méi)有特別的限定,通常情況 下,只要是用于形成光電轉(zhuǎn)換元件用的多孔氧化物半導(dǎo)體層的物質(zhì)都可以使用。作為這 種氧化物半導(dǎo)體,例如,可以舉出氧化鈦(TiO2)、氧化錫(SnO2)、氧化鎢(WO3)、氧 化鋅(ZnO)、氧化鈮(Nb2O5),鈦酸鍶(SrTi。3)、氧化銦(In3O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化 鉈(Ta2O5)、氧化鑭(La2O3)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈥(Ho2O3)、氧化鉍(Bi2O3)、氧化鈰 (CeO2)、氧化鋁(Al2O3),還可以是由這些的兩種以上構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體。這些氧化物半導(dǎo)體的粒子的平均粒徑為1 IOOOnm時(shí),使得由色素覆蓋的氧化 物半導(dǎo)體的表面積增大,即進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的地方變廣,能夠生成更多的電子,因此是優(yōu) 選的。此外,多孔氧化物半導(dǎo)體層3優(yōu)選為層疊粒度分布不同的氧化物半導(dǎo)體粒子而構(gòu) 成的。此時(shí),能夠在半導(dǎo)體層內(nèi)反復(fù)引起光的反射,減少向多孔氧化物半導(dǎo)體層3的外 部逃逸的入射光,而能夠高效地將光轉(zhuǎn)換為電子。多孔氧化物半導(dǎo)體層3的厚度例如只 要是0.5 50μιη即可。另外,多孔氧化物半導(dǎo)體層3還可以由以不同的材料構(gòu)成的多 個(gè)氧化物半導(dǎo)體的層疊體來(lái)構(gòu)成。作為形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3的方法,例如可以應(yīng)用如下方法對(duì)將市售的 氧化物半導(dǎo)體粒子分散到所希望的分散介質(zhì)中的分散液,或能通過(guò)溶膠凝膠法來(lái)調(diào)制的 膠體溶液,根據(jù)需要添加所希望的添加劑后,通過(guò)絲網(wǎng)印刷法、噴墨印刷法、輥涂法、 刮刀法、噴涂法等公知的涂布方法涂布后,用加熱處理等來(lái)形成空隙而進(jìn)行多孔化的方法等。作為光增感色素,可舉出配體中含有聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)、三聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)等的釕配合 物,卟啉、酞菁等含金屬配合物,曙紅、羅丹明、部花青等有機(jī)色素等,在這些中可以 選擇適于用途、使用半導(dǎo)體的要求的物質(zhì)而沒(méi)有限定。具體來(lái)講,可以使用Ν3、Ν719、 黑染料(Blackdye)等。(電解質(zhì))電解質(zhì)5可以使用在多孔氧化物半導(dǎo)體層3內(nèi)含浸電解液而構(gòu)成的電解質(zhì),或在 多孔氧化物半導(dǎo)體層3內(nèi)含浸電解液后,對(duì)該電解液使用適當(dāng)?shù)哪z化劑進(jìn)行凝膠化(準(zhǔn) 固化),而與多孔氧化物半導(dǎo)體層3—體形成的電解質(zhì),或含離子性液體、氧化物半導(dǎo)體 粒子或?qū)щ娦粤W拥哪z狀電解質(zhì)。作為上述電解液,使用將碘、碘化物離子、叔丁基吡啶等電解質(zhì)成分溶解到碳 酸乙烯酯或甲氧基乙腈等有機(jī)溶劑中的電解液。作為將該電解液凝膠化時(shí)使用的凝膠化 劑,可舉出聚偏氟乙烯、聚乙烯氧化物衍生物、氨基酸衍生物等。作為上述離子性液體,沒(méi)有特別的限定,可舉出在室溫下呈液體,且將具有 季銨化的氮原子的化合物作為陽(yáng)離子或陰離子的常溫熔融性鹽。作為常溫熔融性鹽的 陽(yáng)離子,可舉出季銨化咪唑錫衍生物、季銨化吡啶鐵衍生物、季銨化銨衍生物等。作 為常溫熔融性鹽的陰離子,可舉出BF4_、PF6-, F(HF)n-,雙(三氟甲基磺酰)亞胺[N(CF3SO2)2_]、碘化物離子等。作為離子性液體的具體例,可以舉出季銨化咪唑錯(cuò)系陽(yáng) 離子和碘化物離子或雙(三氟甲基磺酰)亞胺離子等構(gòu)成的鹽類。作為上述氧化物半導(dǎo)體粒子,物質(zhì)的種類、粒子尺寸等沒(méi)有特別的限定,使用 與以離子性液體為主體的電解液的混合性優(yōu)越并使該電解液凝膠化的粒子。此外,氧化 物半導(dǎo)體粒子必須要不使電解質(zhì)的導(dǎo)電性下降,且對(duì)于包含在電解質(zhì)中的其他共存成分 的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)越。尤其,優(yōu)選為即使電解質(zhì)包含碘/碘化物離子、溴/溴化物離子等 氧化還原對(duì)的情況下,氧化物半導(dǎo)體粒子也不會(huì)產(chǎn)生由氧化反應(yīng)而引起的劣化的粒子。作為這種氧化物半導(dǎo)體粒子,優(yōu)選為選自Ti02、SnO2> WO3> ZnO> Nb2O5, In2O3> ZrO2> Ta2O5> La203、SrTiO3> Y203、Ho2O3> Bi2O3> CeO2> Al2O3 中的一種或兩 種以上的混合物,特別優(yōu)選為二氧化鈦微粒(納米粒子)。該二氧化鈦的平均粒徑優(yōu)選為 2nm IOOOnm 左右。作為上述導(dǎo)電性粒子,使用導(dǎo)電體或半導(dǎo)體等具有導(dǎo)電性的粒子。該導(dǎo)電性粒 子的電阻率的范圍優(yōu)選為1.0Χ10_2Ω · cm以下,更優(yōu)選為1.0Χ10_3Ω · cm以下。此 外,導(dǎo)電性粒子的種類、粒子尺寸等沒(méi)有特別的限定,使用與以離子性液體為主體的電 解液的混合性優(yōu)越并使該電解液凝膠化的粒子。對(duì)于這種導(dǎo)電性粒子,要求電解質(zhì)中導(dǎo) 電性難以下降,且對(duì)于包含在電解質(zhì)中的的其他共存成分的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)越。尤其,優(yōu) 選為即使電解質(zhì)包含碘/碘化物離子、溴/溴化物離子等氧化還原對(duì)的情況下,也不會(huì)產(chǎn) 生由氧化反應(yīng)等而引起的劣化的粒子。作為這種導(dǎo)電性粒子,可舉出以碳為主體的物質(zhì)構(gòu)成的粒子,作為具體例,可 以例示碳納米管、碳纖維、炭黑等粒子。這些物質(zhì)的制造方法均已知,此外還可以使用 市售品。(對(duì)電極)對(duì)電極12由第一電極10構(gòu)成。第一電極由金屬板4和催化劑層6構(gòu)成,其中, 上述金屬板4由鈦或鈦合金構(gòu)成。另外,促進(jìn)還原反應(yīng)的催化劑層6形成在金屬板4的 工作電極11側(cè)的表面。催化劑層6由鉬、碳等構(gòu)成。(密封材料)密封材料14連結(jié)工作電極11和對(duì)電極12,工作電極11和對(duì)電極12之間的電解 質(zhì)5被密封材料14包圍而被密封。作為構(gòu)成密封材料14的材料,例如舉出離聚物、乙 烯-乙烯基乙酸酐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、紫外線固化 樹脂以及乙烯醇聚合物。另外,密封材料14可以僅由樹脂構(gòu)成,還可以由樹脂和無(wú)機(jī)填 料構(gòu)成。(端子)在對(duì)電極12的與工作電極11側(cè)相反側(cè)的表面、即第一電極10的金屬板4的表 面,形成有端子7。端子7由含銅及鎳中至少一方的金屬部件構(gòu)成。作為構(gòu)成金屬部件的材料,除銅、鎳單體之外,還可舉出銅、鎳中含其他金屬 的合金。另外,在本實(shí)施方式中,在端子7上,形成有用于連接導(dǎo)電線和端子7的焊錫 13。作為焊錫13,沒(méi)有特別的限定,但是優(yōu)選為低熔點(diǎn)焊錫。作為低熔點(diǎn)焊錫,例如優(yōu) 選使用熔點(diǎn)不足200°C的焊錫。作為這樣的焊錫,可舉出共晶類型(例如Sn-Pb等)、無(wú)
10鉛型(例如 Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu、Sn-Zn> Sn-Zn-B)等。通過(guò)使用低熔點(diǎn)焊錫,能夠抑制焊接導(dǎo)電線等和端子7時(shí)多孔氧化物半導(dǎo)體層3 所擔(dān)載的光增感色素、電解質(zhì)5成為高溫,能夠抑制光增感色素、電解質(zhì)5劣化。另外,在第二電極20的第一電極側(cè)的表面的用密封材料14的外周包圍的外側(cè)區(qū) 域形成有端子8。作為構(gòu)成端子8的材料,可舉出金、銀、銅、鉬、鋁等金屬。下面,對(duì)圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件100的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先,準(zhǔn)備工作電極11和對(duì)電極12 (準(zhǔn)備工序)。工作電極11能夠通過(guò)下面的工序得到。最初,在透明基材2的一面上形成透明 導(dǎo)電體1作為第二電極20。接著,在第二電極20的透明導(dǎo)電體1上形成多孔氧化物半導(dǎo) 體層3 (半導(dǎo)體形成工序)。接著,擔(dān)載光增感色素(色素?fù)?dān)載工序)。作為在透明基材2上形成透明導(dǎo)電體1的方法,例如舉出濺射法、CVD(化學(xué)氣 相成長(zhǎng))法、噴霧熱分解法(SPD法)、蒸鍍法等薄膜形成法。其中,優(yōu)選為噴霧熱分解 法。通過(guò)將透明導(dǎo)電體1用噴霧熱分解法來(lái)形成,能夠容易控制霧度率。此外,噴霧熱 分解法由于不需要真空系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的簡(jiǎn)化及低成本化,因此是優(yōu)選的。作為在透明導(dǎo)電體1上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3的方法,主要由涂布工序和干 燥、煅燒工序構(gòu)成。作為涂布工序,例如舉出將TiO2粉末和表面活性劑及增粘劑按照規(guī) 定比例混合而成的TiO2膠體糊劑,涂布到已實(shí)現(xiàn)親水性的透明導(dǎo)電體1的表面。此時(shí), 作為涂布法,可舉出使用加壓機(jī)構(gòu)(例如,玻璃棒)將上述膠體按壓到透明導(dǎo)電體1上, 同時(shí)使涂布的膠體保持均勻的厚度的方式使加壓機(jī)構(gòu)在透明導(dǎo)電體1上移動(dòng)的方法。作 為干燥、煅燒工序,例如舉出在大氣環(huán)境下在室溫中放置約30分鐘,使涂布的膠體干燥 之后,使用電爐以450°C的溫度大致煅燒60分鐘的方法。作為在多孔氧化物半導(dǎo)體層3上擔(dān)載光增感色素的方法,首先預(yù)備色素?fù)?dān)載用 色素溶液,例如向乙腈和t-丁醇以容積比為1 1而制成的溶劑添加極微量的N3色素粉 末而調(diào)制的溶液。接著,在裝入淺底盤狀容器內(nèi)的光增感色素作為溶劑含有的溶液中,浸入用另 外的電爐以120 150°C左右進(jìn)行加熱處理而形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3的第二電極20, 以這種狀態(tài)在暗處浸漬一晝夜(大約20小時(shí))。其后,從含有光增感色素的溶液中取出 形成有多孔氧化物半導(dǎo)體層3的第二電極20,使用由乙腈和t- 丁醇構(gòu)成的混合溶液進(jìn)行 清洗。從而得到具有由擔(dān)載了光增感色素的TiO2薄膜構(gòu)成的多孔氧化物半導(dǎo)體層3的工 作電極11。此外,形成在工作電極11上的端子8,是例如將銀糊劑通過(guò)印刷等來(lái)進(jìn)行涂布 并實(shí)施加熱、煅燒而形成的。該端子8的形成優(yōu)選為在色素?fù)?dān)載工序之前進(jìn)行。另一方面,對(duì)于對(duì)電極12的準(zhǔn)備,首先準(zhǔn)備由鈦或鈦合金構(gòu)成的金屬板4。然 后,在準(zhǔn)備的金屬板4的表面上形成由鉬等構(gòu)成的催化劑層6。催化劑層6的形成,是通 過(guò)濺射法等來(lái)形成的。從而能夠得到具有金屬板4和催化劑層6的第一電極10,第一電 極10直接成為對(duì)電極12。接著,在工作電極11和對(duì)電極12之間通過(guò)密封材料14包圍電解質(zhì)5進(jìn)行密封 (密封工序)。首先,在工作電極11上,形成用于成為密封材料14的樹脂或其前體。此時(shí),樹脂或其前體是以包圍工作電極11的多孔氧化物半導(dǎo)體層3的方式形成。樹脂為熱塑性 樹脂的情況下,將溶化的樹脂涂布到工作電極11上后在室溫下自然冷卻,或使膜狀樹脂 與工作電極11接觸,通過(guò)外部的熱源使樹脂被加熱而溶化后在室溫下自然冷卻,由此能 夠得到樹脂。作為熱塑性樹脂,例如使用離聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物。樹脂為紫 外線固化樹脂的情況下,將樹脂的前體即紫外線固化性樹脂涂布到工作電極11上。樹脂 為水溶性樹脂的情況下,將含樹脂的水溶液涂布到工作電極11上。作為水溶性樹脂,例 如使用乙烯醇聚合物。接著,在對(duì)電極12上形成用于構(gòu)成密封材料14的樹脂或其前體。對(duì)電極12上 的樹脂或其前體在使工作電極11和對(duì)電極12相向時(shí),形成于與工作電極11上的樹脂或 其前體重合的位置。此外,對(duì)電極12上的樹脂或其前體的形成,只要與形成在工作電極 11上的樹脂或其前體相同地進(jìn)行即可。接著,在工作電極11上的用樹脂或其前體包圍的區(qū)域填充電解質(zhì)。然后,使工作電極11和對(duì)電極12相向,使對(duì)電極12上的樹脂和工作電極11重 合。之后,在減壓環(huán)境下,樹脂為熱塑性樹脂的情況下,對(duì)樹脂加熱使其溶化,使工作 電極11和對(duì)電極12粘接。由此得到密封材料14。樹脂為紫外線固化樹脂的情況下,在 使對(duì)電極12上的樹脂的紫外線固化性樹脂與工作電極11重合后,通過(guò)紫外線使紫外線固 化性樹脂固化,而得到密封材料14。樹脂為水溶性樹脂的情況下,在形成層疊體后在室 溫下進(jìn)行觸指干燥,之后在低濕環(huán)境下干燥,得到密封材料14。接著,在對(duì)電極12的與工作電極11側(cè)相反的一側(cè)的表面上,即第一電極10的 金屬板4上形成端子7 (端子形成工序)。首先,在對(duì)電極12的與工作電極11側(cè)相反側(cè)的表面上配置金屬部件,以將金屬 部件按壓到對(duì)電極12的方式進(jìn)行加壓。該加壓包括由金屬部件的自重而在金屬板上施加 有壓力的情況。然后,在金屬部件被加壓的狀態(tài)下,向金屬部件施加超聲波振動(dòng)。這 樣,在對(duì)電極12和金屬部件之間,對(duì)電極12和金屬部件由于超聲波振動(dòng)而相互摩擦接 合,不需要的氧化被膜的至少一部分被除去,從而由于加壓帶來(lái)的塑性變形而以固相狀 態(tài)被接合。這樣,端子7被形成在對(duì)電極12的表面上而形成。此時(shí),對(duì)電極12和金屬部件之間的壓力,從使對(duì)電極12和金屬部件密合的觀點(diǎn) 考慮,優(yōu)選為大于ON/m2且在300N/m2以下,從防止對(duì)電極12的變形的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu) 選為1 IOON · m2。此外,施加到金屬部件的超聲波,優(yōu)選為向與對(duì)電極12和金屬部件接合的面 平行的方向施加。并且,超聲波的振動(dòng)頻率,從良好地接合對(duì)電極12和金屬部件的 觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為IkHz 200kHz,從抑制給對(duì)電極12帶來(lái)傷痕的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選 為IOkHz 100kHz。此外,超聲波的振動(dòng)振幅,從接合的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為0.01 50 μ m,從抑制給金屬部件及金屬板4帶來(lái)傷痕的觀點(diǎn)考慮,更為優(yōu)選為0.1 10 μ m。另外,在接合金屬部件時(shí),若對(duì)金屬部件加熱,則接合強(qiáng)度進(jìn)一步提高,所以 是優(yōu)選。此時(shí)的金屬部件的溫度,從使對(duì)電極12和金屬部件容易接合的觀點(diǎn)考慮, 優(yōu)選為10 500°C,從將色素及電解液保持成良好的狀態(tài)的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選為20 200 "C。另外,端子7上及端子8上的焊錫13,是將焊錫熔化在端子7、8上后使焊錫凝
12固而形成的。從而,得到圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件100。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件100的制造方法,在由透明基材2和透明導(dǎo)電體1構(gòu)成的 第二電極的透明導(dǎo)電體1上,形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3,以擔(dān)載光增感色素,從而得到 工作電極11。此外,在由鈦或鈦合金構(gòu)成的金屬板4的表面上形成催化劑層6來(lái)作為第 一電極10,將第一電極直接作為對(duì)電極12。由此,準(zhǔn)備工作電極11和對(duì)電極12,并在 這些工作電極11和對(duì)電極12之間通過(guò)密封材料14包圍電解質(zhì)5并進(jìn)行密封。該對(duì)電極 12由催化劑層6和以鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板4構(gòu)成,所以對(duì)電極12對(duì)于電解質(zhì)5 具有耐腐蝕性。然后,在對(duì)電極12的金屬板4的表面上形成端子7。該端子7由含銅 及鎳中至少一方的金屬部件構(gòu)成,該金屬部件以邊被超聲波振動(dòng)邊被按壓到對(duì)電極的方 式經(jīng)加壓而形成。因此,以由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板形成的第一電極的金屬板4 表面的氧化膜的至少一部分被破壞,對(duì)電極12和金屬部件由于超聲波振動(dòng)而相互摩擦接 合,由于加壓帶來(lái)的塑性變形而以固相狀態(tài)被接合。這樣,金屬部件牢固地與金屬板4 接合。這樣,能夠容易地制造具備在對(duì)電極12的金屬板4的表面上牢固地固定的端子 7的光電轉(zhuǎn)換元件100。因此,在上述的制造工程中制造的光電轉(zhuǎn)換元件100,由于牢固地接合了使用鈦 的第一電極10和形成在第一電極10上的端子7,所以在端子7上連接導(dǎo)線等時(shí)能夠牢固 地連接光電轉(zhuǎn)換元件100和導(dǎo)線等。(第二實(shí)施方式)下面,使用圖2對(duì)本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外,在 圖2中,對(duì)于與第一實(shí)施方式相同或相等的結(jié)構(gòu)要素,標(biāo)上相同的標(biāo)號(hào),省略重復(fù)的說(shuō) 明。圖2為表示本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的簡(jiǎn)要截面圖。如圖2所示那樣,在光 電轉(zhuǎn)換元件Iio中,對(duì)電極12在從相對(duì)于構(gòu)成對(duì)電極12的金屬板4的表面垂直的方向看 金屬板4時(shí),具有沿比被密封材料14的外周包圍的區(qū)域18更外側(cè)延伸的延伸部18a。而 端子7形成在延伸部18a上。這點(diǎn)與第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件100不同。這種光電轉(zhuǎn)換元件110如下制造。首先,在準(zhǔn)備工序中,準(zhǔn)備具有比預(yù)定被密封材料14的外周包圍的區(qū)域更外側(cè) 的區(qū)域的對(duì)電極12。 S卩,準(zhǔn)備具有構(gòu)成延伸部18a的區(qū)域的對(duì)電極12。準(zhǔn)備工序中的 其他工序與第一實(shí)施方式相同。然后,在密封工序中,以確保延伸部18a的方式通過(guò)密封材料14進(jìn)行密封。密 封方法只要與第一實(shí)施方式中的密封工序相同地進(jìn)行即可。接著,在端子形成工序中,將端子7形成到延伸部18a上。端子的形成只要與 第一實(shí)施方式中的端子形成工序相同地進(jìn)行即可。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件110的制造方法,在端子形成工序中,發(fā)熱或施加熱 時(shí),從相對(duì)于構(gòu)成對(duì)電極12的金屬板4的表面垂直的方向看對(duì)電極12的情況下,端子7 與電解質(zhì)5的距離比在被密封材料14包圍的區(qū)域連接端子7的情況大。因此,能夠抑制 熱經(jīng)由對(duì)電極12傳遞到光增感色素、電解質(zhì)5。因此,在端子形成工序中,即使在發(fā)生熱或施加熱的情況下,也能抑制由熱引起的光增感色素、電解質(zhì)5的劣化。(第三實(shí)施方式)下面,使用圖3對(duì)本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外,在 圖3中,對(duì)于與第一實(shí)施方式相同或相等的結(jié)構(gòu)要素,標(biāo)上相同的標(biāo)號(hào),省略重復(fù)的說(shuō) 明。圖3為表示本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的簡(jiǎn)要截面圖。如圖3所示那樣,在光 電轉(zhuǎn)換元件120中,工作電極11具有多個(gè)多孔氧化物半導(dǎo)體層3a、3b,在工作電極11的 上述對(duì)電極12側(cè)的表面,在多孔氧化物半導(dǎo)體層3a、3b之間設(shè)有由金屬構(gòu)成的集電配線 35。此外,從相對(duì)于構(gòu)成對(duì)電極12的金屬板4的表面垂直的方向看對(duì)電極12的情況下, 端子7形成在金屬板4的被密封材料14包圍的區(qū)域19中的與集電配線35重合的位置。 這點(diǎn)與第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件100不同。集電配線35設(shè)置在從被密封材料14包圍的區(qū)域19到密封材料的外周的外側(cè), 并與端子8連接。此外,集電配線35整體被配線保護(hù)層36覆蓋,防止了電解質(zhì)5和集 電配線35的接觸。另外,配線保護(hù)層36只要覆蓋集電配線35的整體,可以與工作電極 11的透明導(dǎo)電體1接觸,也可以不接觸。構(gòu)成集電配線35的材料,只要是具有電阻低于透明導(dǎo)電體1的材料即可,作為 這種材料,例如舉出金、銀、銅、鉬、鋁、鈦及鎳等金屬。作為構(gòu)成配線保護(hù)層36的材料,例如舉出非鉛系的透明的低熔點(diǎn)玻璃料等無(wú)機(jī) 絕緣材料。為了長(zhǎng)時(shí)間防止電解質(zhì)5和集電配線35的接觸,并防止電解質(zhì)5與配線保護(hù)層 36接觸時(shí)的配線保護(hù)層36的熔解成分的發(fā)生,配線保護(hù)層36優(yōu)選用聚酰亞胺、氟樹脂、 離聚物、乙烯-乙烯基乙酸酐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、 紫外線固化樹脂以及乙烯醇聚合物等耐藥性樹脂(未圖示)覆蓋。這種光電轉(zhuǎn)換元件120如下制造。首先,在準(zhǔn)備工序準(zhǔn)備工作電極11時(shí),在半導(dǎo)體形成工序中,形成多孔氧化物 半導(dǎo)體層3a、3b。對(duì)于多孔氧化物半導(dǎo)體層3a、3b的形成而言,只要使用與在第一實(shí)施 方式的半導(dǎo)體形成工序中形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3的方法相同的方法將多孔半導(dǎo)體設(shè) 在兩個(gè)部位即可。接著,形成集電配線35及配線保護(hù)層36。對(duì)于集電配線35,在半導(dǎo)體形成工 序中,形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3a、3b后,在多孔氧化物半導(dǎo)體層3a、3b之間涂布構(gòu)成 集電配線的金屬粒子成膜,并加熱煅燒就能得到。另外,端子8優(yōu)選與集電配線35同時(shí) 形成。對(duì)于配線保護(hù)層36,例如在上述的低熔點(diǎn)玻璃料等無(wú)機(jī)絕緣材料上,將根據(jù)需 要配合增粘劑、結(jié)合劑、分散劑、溶劑等而成的糊劑,以通過(guò)絲網(wǎng)印刷法等覆蓋集電配 線35整體的方式涂布,并加熱煅燒就能得到。另外,配線保護(hù)層36以上述的耐藥性樹脂覆蓋的情況下,將溶化的耐藥性樹脂 涂布在配線保護(hù)層36之后在室溫下進(jìn)行自然冷卻,或使膜狀的耐藥性樹脂與配線保護(hù)層 36接觸,通過(guò)外部的熱源對(duì)膜狀耐藥性樹脂加熱使其溶化后在室溫下進(jìn)行自然冷卻,由 此能夠得到耐藥性樹脂。作為熱塑性的耐藥性樹脂,例如使用離聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物。耐藥性樹脂為紫外線固化樹脂的情況下,將作為耐藥性樹脂的前體的紫外線 固化性樹脂涂布在配線保護(hù)層36之后,通過(guò)紫外線使上述的紫外線固化性樹脂固化,由 此能夠得到耐藥性樹脂。耐藥性樹脂為水溶性樹脂的情況下,將含耐藥性樹脂的水溶液 涂布在配線保護(hù)層36上,由此能夠得到耐藥性樹脂。
準(zhǔn)備工序中的其他工序與第一實(shí)施方式相同。
接著,在密封工序中,與第一實(shí)施方式的密封工序相同地進(jìn)行密封。接著,在端子形成工序中,形成端子7。端子7是在端子形成工序中,從相對(duì) 于金屬板4的表面垂直的方向看金屬板4時(shí),形成于金屬板4的被密封材料14包圍的區(qū) 域19的與集電配線35重合的位置。端子的形成,只要與第一實(shí)施方式的端子形成工序 相同地進(jìn)行即可。按照這種光電轉(zhuǎn)換元件120的制造方法,在端子形成工序中,發(fā)生熱或施加熱 時(shí),經(jīng)由對(duì)電極12傳遞到電解質(zhì)5的熱會(huì)傳遞到集電配線35。集電配線35由于由金屬 構(gòu)成,所以導(dǎo)熱性優(yōu)越。由于設(shè)置在從被密封材料14包圍的區(qū)域19到密封材料14的外 周的外側(cè),所以傳遞到集電配線35的熱向密封材料14的外周之外傳送并放出。因此, 能夠抑制經(jīng)由對(duì)電極12傳遞到電解質(zhì)5的熱停留在電解質(zhì)5中。因而,在端子形成工序 中,即使發(fā)生熱或施加熱,也能抑制由熱引起的光增感色素、電解質(zhì)的劣化。(第四實(shí)施方式)下面,使用圖4對(duì)本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的第四實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外, 在圖4中,對(duì)于與第一實(shí)施方式、第三實(shí)施方式相同或相等的結(jié)構(gòu)要素,標(biāo)上相同的標(biāo) 號(hào),省略重復(fù)的說(shuō)明。圖4為表示本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的簡(jiǎn)要截面圖。如圖4所示那樣,在光電 轉(zhuǎn)換元件130中,從與密封材料14重合的位置到密封材料14的外周的外側(cè)設(shè)有集電配線 35,并與端子8連接。端子7在從相對(duì)于金屬板4的表面垂直的方向看金屬板4時(shí)形成 在與密封材料14和集電配線35重合的位置,這點(diǎn)與第一實(shí)施方式、第三實(shí)施方式不同。這種光電轉(zhuǎn)換元件130如下制造。首先在半導(dǎo)體形成工序中,與第一實(shí)施方式相同地形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3, 接著,將集電配線35形成到與密封材料14重合的位置。對(duì)于將集電配線35形成到與密封材料14重合的位置而言,首先在多孔氧化物半 導(dǎo)體層3的周圍,在預(yù)定形成密封材料14的地方形成集電配線35。形成集電配線35的 方法與第三實(shí)施方式的集電配線35的方法相同。接著,形成配線保護(hù)層36。配線保護(hù) 層36只要通過(guò)與第三實(shí)施方式中的配線保護(hù)層相同的方法形成配線保護(hù)層36即可。另 夕卜,端子8優(yōu)選為與集電配線35同時(shí)形成。接著,在密封工序中,以重合密封材料14和集電配線35的方式,重合工作電極 11和對(duì)電極12并密封。密封的方法只要與第一實(shí)施方式的密封工序相同地進(jìn)行即可。接著,在端子形成工序中,從相對(duì)于金屬板4的表面垂直的方向看對(duì)電極12 時(shí),在密封材料14和集電配線35重合的位置,形成端子7。至于端子7的形成,只要與 第一實(shí)施方式相同地形成即可。按照如此構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,在端子形成工序中,發(fā)生熱或施加 熱時(shí),經(jīng)由對(duì)電極12傳遞到密封材料14的熱會(huì)傳遞到集電配線35。由于集電配線35設(shè)置在從與密封材料14重合的位置到密封材料14的外周的外側(cè),所以傳遞到集電配線35 的熱會(huì)向密封材料14的外周的外側(cè)傳送并放出。因此,能夠抑制經(jīng)由對(duì)電極12傳遞到 密封材料14的熱停留在密封材料14上、或經(jīng)由密封材料14而停留在電解質(zhì)5。因而在 端子形成工序,即使發(fā)生熱或施加熱,也能抑制由熱引起的密封材料14、光增感色素、 電解質(zhì)5的劣化。(第五實(shí)施方式)下面,用圖5對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外,在圖5中,對(duì)于與第一 實(shí)施方式相同或相等的結(jié)構(gòu)要素,標(biāo)上相同的標(biāo)號(hào),省略重復(fù)的說(shuō)明。本實(shí)施方式是使 用與第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件100相同結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件組件。圖5為表示本實(shí)施方式所涉及的光電轉(zhuǎn)換元件組件的簡(jiǎn)要截面圖。如圖5所示那樣光電轉(zhuǎn)換元件組件200具備一組光電轉(zhuǎn)換元件100。此外,光電轉(zhuǎn)換元件100、100共有一個(gè)透明基材2。此外,在一方的光電轉(zhuǎn)換元件100的端子7上通過(guò)焊錫13連接有導(dǎo)電線9的一 端。進(jìn)而,另一方的光電轉(zhuǎn)換元件100的端子8上,通過(guò)焊錫13連接有導(dǎo)電線9的另一 端。這樣,一組光電轉(zhuǎn)換元件100、100串聯(lián)連接。作為導(dǎo)電線9,為由銅、焊錫等金屬等導(dǎo)電性材料構(gòu)成的線材,可以使用導(dǎo)線、 焊錫帶狀電線等。光電轉(zhuǎn)換元件組件200能夠如下制造。首先,準(zhǔn)備一組光電轉(zhuǎn)換元件100、100 (光電轉(zhuǎn)換元件準(zhǔn)備工序)。一組光電轉(zhuǎn)換元件的準(zhǔn)備,首先在光電轉(zhuǎn)換元件100的制造準(zhǔn)備工序中,在透 明基材2上形成一組透明導(dǎo)電體1。透明導(dǎo)電體1的形成只要與第一實(shí)施方式中的透明導(dǎo) 電體1的形成相同地形成即可。接著,用與第一實(shí)施方式相同的方法,在各個(gè)透明導(dǎo)電 體1上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3,擔(dān)載光增感色素。接著,用與第一實(shí)施方式相同的方 法,準(zhǔn)備多個(gè)對(duì)電極。此外,用與第一實(shí)施方式相同的方法,在各個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件100的工作電極11 上形成端子8。接著,用與第一實(shí)施方式中的密封工序相同的方法,在各工作電極11和對(duì)電極 12之間密封電解質(zhì)5。接著,用與第一實(shí)施方式中的端子形成工序相同的方法,在各個(gè)對(duì)電極12上形 成端子7 ο接著,將一方的光電轉(zhuǎn)換元件100的對(duì)電極12上的端子7和另一方的光電轉(zhuǎn)換 元件100的工作電極上的端子8用導(dǎo)電線9連接(連接工序)。連接是通過(guò)將導(dǎo)電線9的一端用焊錫13焊接到一方的光電轉(zhuǎn)換元件100的對(duì)電 極12上的端子7上并將導(dǎo)電線9的另一端用焊錫13焊接到另一方的光電轉(zhuǎn)換元件100的 工作電極11上的端子8上來(lái)進(jìn)行的。按照本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法,由于導(dǎo)電線9在制造光電轉(zhuǎn) 換元件100、100后,能夠從相同的方向用焊錫13連接形成在對(duì)電極12的與工作電極11 相反側(cè)的表面上的端子7和形成在透明導(dǎo)電體1上的端子8,所以能夠容易地制造光電轉(zhuǎn) 換元件組件200。此外,能夠在光電轉(zhuǎn)換元件組件200的制造之后容易變更導(dǎo)電線9的連接。 此外,光電轉(zhuǎn)換元件100由于在構(gòu)成對(duì)電極12的金屬板4上牢固地固定了端子 7,因此經(jīng)由端子7能將導(dǎo)電線9牢固地連接在對(duì)電極12上。因此,光電轉(zhuǎn)換元件組件 200由于光電轉(zhuǎn)換元件100彼此的連接牢固,所以能夠抑制因外力等而使光電轉(zhuǎn)換元件 100彼此的連接脫落。此外,光電轉(zhuǎn)換元件組件200由于將導(dǎo)電線9用焊錫進(jìn)行了連接,所以與使用銀 糊劑等來(lái)電連接一方的光電轉(zhuǎn)換元件100的工作電極11和另一方的光電轉(zhuǎn)換元件100的 對(duì)電極12之間的情況相比,能夠使電阻變小。因此,作為對(duì)電極12,盡管使用鈦板,也 能縮小電阻,同時(shí)使耐久性變好。(第六實(shí)施方式)下面,使用圖6對(duì)本發(fā)明的第六實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外,在圖6中,對(duì)于與 第二實(shí)施方式、第五實(shí)施方式相同或相等的結(jié)構(gòu)要素,標(biāo)上相同的標(biāo)號(hào),省略重復(fù)的說(shuō) 明。本實(shí)施方式為使用一組與第二實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件110相同的結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換 元件的光電轉(zhuǎn)換元件組件。圖6為表示本實(shí)施方式所涉及的光電轉(zhuǎn)換元件組件的簡(jiǎn)要截面圖。如圖6所示那樣,光電轉(zhuǎn)換元件組件210具備一組光電轉(zhuǎn)換元件110、110。此 夕卜,光電轉(zhuǎn)換元件110、110共有一個(gè)透明基材2。此外,一方的光電轉(zhuǎn)換元件110的對(duì)電極上的端子7和另一方的光電轉(zhuǎn)換元件 100的工作電極上的端子8是通過(guò)導(dǎo)電性粘接劑9a來(lái)連接的。這樣,兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件 110、110串聯(lián)連接。作為導(dǎo)電性粘結(jié)劑9a,可以使用銀糊劑等各種金屬糊劑或碳糊劑等。這種光電轉(zhuǎn)換元件組件210可通過(guò)如下制造。首先,準(zhǔn)備一組光電轉(zhuǎn)換元件110、110 (光電轉(zhuǎn)換元件準(zhǔn)備工序)。一組光電轉(zhuǎn)換元件110、110的準(zhǔn)備,是在第二實(shí)施方式中的光電轉(zhuǎn)換元件110 的制造準(zhǔn)備工序中,在透明基材2上形成一組透明導(dǎo)電體1。透明導(dǎo)電體1的形成,可 通過(guò)與第二實(shí)施方式中的透明導(dǎo)電體1的形成相同的方法來(lái)形成。接著,用與第二實(shí)施 方式相同的方法,在各個(gè)透明導(dǎo)電體1上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3,擔(dān)載光增感色素。 之后,用與第二實(shí)施方式相同的方法,準(zhǔn)備多個(gè)對(duì)電極12。接著,用與第二實(shí)施方式中的密封工序相同的方法,在各個(gè)工作電極11和對(duì)電 極12之間密封電解質(zhì)5。接著,用與第二實(shí)施方式中的端子形成工序相同的方法,在各個(gè)對(duì)電極12上的 延伸部18a形成端子7。此外,用與第二實(shí)施方式相同的方法,在各個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件110 的工作電極11上形成端子8。接著,將一方的光電轉(zhuǎn)換元件110的對(duì)電極12上的端子7和另一方的光電轉(zhuǎn)換 元件110的工作電極上的端子8通過(guò)導(dǎo)電性粘接劑9a來(lái)連接(連接工序)。按照本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法,在制造光電轉(zhuǎn)換元件110、 110后,能夠從相同的方向利用導(dǎo)電性粘結(jié)劑9a連接形成在對(duì)電極12的與工作電極11相 反側(cè)的表面的端子7和形成在透明導(dǎo)電體1上的端子8。因此,能夠容易地制造光電轉(zhuǎn)換 元件組件210。此外,能夠在光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造后容易變更一方的光電轉(zhuǎn)換元件110和另一方的光電轉(zhuǎn)換元件110的連接。此外,光電轉(zhuǎn)換元件110由于在對(duì)電極12上牢固地固定了端子7,因此經(jīng)由端子 7能夠?qū)?dǎo)電性粘接劑9a牢固地與對(duì)電極12連接。以上,以第一 第六實(shí)施方式為例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但是本發(fā)明不限于 此。例如,在第一 第六實(shí)施方式中,端子形成工序在密封工序之后進(jìn)行,但是本 發(fā)明不限于此。例如,可以在密封工序之前進(jìn)行端子形成工序。此時(shí),在進(jìn)行密封之前的對(duì)電極12的一方的表面上形成端子7。端子的形成只 要與第一實(shí)施方式中的端子形成工序相同地進(jìn)行即可。接著,為了端子7不被密封材料密封,以使對(duì)電極12的未形成端子7的一側(cè)的 表面朝向工作電極11側(cè)的方式,使工作電極11和對(duì)電極12相對(duì)地進(jìn)行密封即可。密封 的方法只要與第一實(shí)施方式中的密封工序相同地進(jìn)行即可。這樣,通過(guò)將端子形成工序在密封工序之前進(jìn)行,由此在端子形成工序中,即 使施加熱的情況下,也由于是多孔氧化物半導(dǎo)體層3和電解質(zhì)5的密封之前,所以能夠防 止端子形成工序中的熱傳遞到光增感色素、電解質(zhì)5而使光增感色素、電解質(zhì)5劣化。此外,在第一 第六實(shí)施方式中,多孔氧化物半導(dǎo)體層3形成在第二電極20 上。工作電極11由第二電極20和擔(dān)載了光增感色素的多孔氧化物半導(dǎo)體層3構(gòu)成,對(duì) 電極12由第一電極10構(gòu)成。但是,本發(fā)明不限于此,多孔氧化物半導(dǎo)體層3可以形成 在第一電極10上,工作電極11可以由第一電極10和擔(dān)載了光增感色素的多孔氧化物半 導(dǎo)體層3構(gòu)成,對(duì)電極12可以由第二電極20構(gòu)成。圖7為表示圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元 件100的這種變形例的截面圖。此時(shí),第一電極10由金屬板4構(gòu)成,并且工作電極11由 第一電極10和擔(dān)載了光增感色素的多孔氧化物半導(dǎo)體層3構(gòu)成。此外,第二電極20由 透明基材2、透明導(dǎo)電體1和設(shè)在透明導(dǎo)電體1上的催化劑層6構(gòu)成,對(duì)電極12由第二電 極20構(gòu)成。另外,催化劑層6例如由以光透過(guò)的程度薄薄地制成的鉬膜等構(gòu)成。光電轉(zhuǎn)換元件140的制造如下進(jìn)行。首先,準(zhǔn)備由金屬板4構(gòu)成的第一電極10。 接著,在第一電極10上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3。形成多孔氧化物半導(dǎo)體層3的方 法,只要與第一實(shí)施方式中的半導(dǎo)體形成工序相同地進(jìn)行 即可。接著,在多孔氧化物半 導(dǎo)體層3上擔(dān)載光增感色素。光增感色素的擔(dān)載,只要與第一實(shí)施方式中的色素?fù)?dān)載工 序相同地進(jìn)行即可。這樣,得到在第一電極10上形成了多孔氧化物半導(dǎo)體層3的工作電 極11。接著,準(zhǔn)備對(duì)電極12。對(duì)電極12的準(zhǔn)備,是在透明基材2上形成透明導(dǎo)電體 1,并在透明導(dǎo)電體1上形成催化劑層6來(lái)作為第二電極。形成透明導(dǎo)電體1的方法,只 要與在第一實(shí)施方式中,在透明基材2上形成透明導(dǎo)電體1的方法相同地進(jìn)行即可。對(duì) 于在透明導(dǎo)電體1上形成催化劑層而言,只要與在第一實(shí)施方式中,在金屬板4上形成催 化劑層的方法相同的方法進(jìn)行即可。如此得到的第二電極為對(duì)電極12。接著,在工作電極11和對(duì)電極12之間,將多孔氧化物半導(dǎo)體層3和電解質(zhì)5用 密封材料14密封。密封的方法只要與第一實(shí)施方式中的密封工序相同地進(jìn)行即可。接 著,形成端子7。端子7的形成只要與第一實(shí)施方式中的端子形成工序相同地進(jìn)行即可。 此外,其他工序與第一實(shí)施方式相同。
這樣,得到光電轉(zhuǎn)換元件140。此外,在光電轉(zhuǎn)換元件140的制造中,上述實(shí)施方式是在密封工序之后形成了 端子7,但是也可以在密封工序之前進(jìn)行端子7的形成。這樣,端子形成工序中,即使發(fā) 生熱或施加熱,熱也不會(huì)傳遞到電解質(zhì)5,能夠防止由端子形成工序的熱引起電解質(zhì)5的 劣化。并且,在光電轉(zhuǎn)換元件140的制造中,可以在色素?fù)?dān)載工序之前進(jìn)行端子7的形 成。這樣,端子形成工序中即使發(fā)生熱或施加熱,熱也不會(huì)傳遞到光增感色素,能夠防 止由端子形成工序的熱引起光增感色素的劣化。此外,例如在第五 第六實(shí)施方式中,光電轉(zhuǎn)換元件組件具備一組光電轉(zhuǎn)換元 件,但是本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件組件可以具備三個(gè)以上的光電轉(zhuǎn)換元件。在具有三個(gè)以 上的光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件組件中,將這些中的兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件用導(dǎo)電線互相 連接的情況下,元件裝配后能夠容易變更連接導(dǎo)電線的光電轉(zhuǎn)換元件。此外,在第二實(shí)施方式中,端子7形成在對(duì)電極12的與工作電極11側(cè)相反側(cè)的 金屬板4上,但是端子7可以設(shè)在對(duì)電極12的工作電極11側(cè)的金屬板4上。至于端子 7在對(duì)電極12的工作電極11側(cè)的金屬板4上的設(shè)置,只要在第二實(shí)施方式中的端子形成 工序中,將端子設(shè)在對(duì)電極12的工作電極11側(cè)即可。此時(shí)在對(duì)電極12的工作電極11 側(cè),形成了催化劑層6,但是在端子形成工序中,在金屬部件上施加超聲波時(shí)催化劑層6 被破壞,能夠?qū)⒍俗?形成在金屬板4上。此外,第二電極由透明基材2及設(shè)在透明基材2上的透明導(dǎo)電體1構(gòu)成,但是可 以由作為透明導(dǎo)電體的導(dǎo)電性玻璃來(lái)構(gòu)成。 實(shí)施例下面,舉出實(shí)施例及比較例,更具體地說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明不限于 此。(實(shí)施例1)將端子用金屬部件形成的情況下,為了確認(rèn)端子和金屬板的接合強(qiáng)度,進(jìn)行以 下的研究。作為金屬板準(zhǔn)備厚度40 μ m的鈦箔。在該鈦箔的一方的一部分,接合由銅構(gòu)成 的金屬部件而形成端子。此時(shí),以在金屬部件與鈦箔之間產(chǎn)生35N/mm2的壓力的方式進(jìn) 行加壓。此外,對(duì)金屬部件不進(jìn)行加熱。進(jìn)而,將施加在金屬部件的超聲波的振動(dòng)頻率 設(shè)為40kHz。在該端子上,使用共晶焊錫焊接導(dǎo)線。導(dǎo)線的材料為銅。(實(shí)施例2)除作為金屬部件的材料使用鎳以外,與實(shí)施例1相同地形成端子,焊接導(dǎo)線。(比較例1)在與實(shí)施例1相同的金屬板上用濺射方法使銅成為厚度1 μ m的方式進(jìn)行覆膜。 在該覆膜上,與實(shí)施例1相同地焊接導(dǎo)線。接著,在該導(dǎo)線上施加沿鈦箔方向的ION的牽引力,測(cè)定端子是否從鈦箔剝落。
其 結(jié)果,在端子上使用超聲波接合金屬部件的實(shí)施例1、2,即使沿鈦箔方向施 加ION以上的力,端子也沒(méi)有從鈦箔剝落,從而可知得到充分的接合強(qiáng)度。另一方面,比較例1,覆膜從鈦箔剝落,沿著鈦箔方向的粘接力成為不足ION這 樣的結(jié)果,接合強(qiáng)度有待改善。如上所述,端子的形成即使不使用真空裝置,也能在由鈦板構(gòu)成的對(duì)電極上容 易且牢固地形成端子。(實(shí)施例3)制作圖6所示的光電轉(zhuǎn)換元件組件。(對(duì)電極)在厚度40μ m的鈦箔上通過(guò)濺射法形成由Pt構(gòu)成的催化劑層,將其作 為對(duì)電極使用。在對(duì)電極的沒(méi)有形成催化劑層的一側(cè)的表面上形成端子。端子的形成, 作為金屬部件使用厚度為15 μ m的銅。在形成端子時(shí),將金屬部件和對(duì)電極的壓力設(shè)為 30N/m2,施加0.1秒振動(dòng)振幅為0.5 μ m、振動(dòng)頻率為40kHz的超聲波。此外,此時(shí)的金 屬部件在常溫下進(jìn)行接合。(電解質(zhì))調(diào)整由含碘/碘化物離子氧化還原對(duì)的離子液體“甲基己基咪唑碘” 構(gòu)成的電解液。(工作電極)使用形成了由FTO構(gòu)成的透明導(dǎo)電體的玻璃基板即透明基材,在該 透明基材的透明導(dǎo)電體上,涂布平均粒徑20nm的氧化鈦的漿狀分散水溶液,干燥后,在 450°C下加熱一個(gè)小時(shí),從而形成厚度7μιη的氧化物半導(dǎo)體多孔膜。進(jìn)而在聯(lián)吡啶釕配 合物Ν3色素的乙醇溶液中浸漬一個(gè)晚上,以擔(dān)載色素。從而得到在透明基材2上設(shè)有多 孔氧化物半導(dǎo)體層的工作電極。另外,在工作電極上設(shè)有銀配線形成的端子。在如此準(zhǔn)備的對(duì)電極和工作電極之間通過(guò)密封材料密封電解質(zhì)。(光電轉(zhuǎn)換元件組件)將形成在一方的光電轉(zhuǎn)換元件的對(duì)電極的端子和另一方的 光電轉(zhuǎn)換元件的工作電極上的端子通過(guò)導(dǎo)電性粘接材料進(jìn)行連接。導(dǎo)電性粘接材料使用 藤倉(cāng)化成制的ΧΑ_910(商品名),將導(dǎo)電性粘接材料在常溫下進(jìn)行涂布,之后在80°C下 固化。(實(shí)施例4)制作圖5所示的光電轉(zhuǎn)換元件組件。除將一方的光電轉(zhuǎn)換元件的對(duì)電極上的端 子和另一方的光電轉(zhuǎn)換元件的工作電極上的端子使用直徑0.14mm的銅線連接之外,與實(shí) 施例3相同。(比較例2)除在對(duì)電極上不使用超聲波地設(shè)置端子之外,與實(shí)施例3相同地制作光電轉(zhuǎn)換 元件組件。接著,計(jì)測(cè)實(shí)施例3、4、比較例2的光電轉(zhuǎn)換效率。表1表示該結(jié)果。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,具備半導(dǎo)體形成工序,在具有由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板和催化劑層的第一電極 的所述催化劑層的表面上,或者在具有透明導(dǎo)電體的第二電極的所述透明導(dǎo)電體的表面 上,形成多孔氧化物半導(dǎo)體層,色素?fù)?dān)載工序,使光增感色素?fù)?dān)載于所述多孔氧化物半導(dǎo)體層, 密封工序,在所述第一電極和所述第二電極之間通過(guò)密封材料包圍所述多孔氧化物 半導(dǎo)體層和電解質(zhì)而進(jìn)行密封,以及端子形成工序,在所述第一電極中除被所述密封材料的外周包圍的表面以外的表 面,在所述金屬板上形成端子;在所述端子形成工序中,所述端子是通過(guò)含銅及鎳中至少一方的金屬部件以按壓在 所述金屬板的方式被加壓并且對(duì)所述金屬部件施加超聲波而形成的。
2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于, 所述多孔氧化物半導(dǎo)體層形成在所述透明導(dǎo)電體上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,所述第一電極,在從相對(duì)于所述第一電極的表面垂直的方向看所述第一電極時(shí),具 有沿比被所述密封材料的外周包圍的區(qū)域更外側(cè)延伸的延伸部, 所述端子形成在所述延伸部。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,在所述第二電極的所述第一電極側(cè)的表面上,從被所述密封材料包圍的區(qū)域到所述 密封材料的外周的外側(cè)設(shè)有由金屬構(gòu)成的集電配線,所述端子,在從相對(duì)于所述第一電極的表面垂直的方向看所述第一電極時(shí),在所述 第一電極的與所述第二電極側(cè)相反側(cè)的表面上的被所述密封材料包圍的區(qū)域中,形成于 與所述集電配線重合的位置。
5.如權(quán)利要求1或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,在所述第二電極的所述第一電極側(cè)的表面上,從與所述密封材料重合的區(qū)域到所述 密封材料的外周的外側(cè)設(shè)有由金屬構(gòu)成的集電配線,所述端子,在從相對(duì)于所述第一電極的表面垂直的方向看所述第一電極時(shí),在所述 第一電極的與所述第二電極側(cè)相反側(cè)的表面上的與所述密封材料重合的區(qū)域中,形成于 與所述集電配線重合的位置。
6.—種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,具備端子形成工序,在具有由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板和催化劑層的第一電極的所 述金屬板的表面上形成端子,半導(dǎo)體形成工序,在具有透明導(dǎo)電體的第二電極的所述透明導(dǎo)電體的表面上形成多 孔氧化物半導(dǎo)體層,色素?fù)?dān)載工序,使光增感色素?fù)?dān)載于所述多孔氧化物半導(dǎo)體層,以及 密封工序,使所述第一電極和所述第二電極相對(duì),在所述第一電極和所述第二電極 之間通過(guò)密封材料包圍所述多孔氧化物半導(dǎo)體層和電解質(zhì),以所述端子不被所述密封材 料包圍的方式進(jìn)行密封;在所述端子形成工序中,所述端子是通過(guò)含銅及鎳中至少一方的金屬部件以按壓在金屬板的方式被加壓并且對(duì)所述金屬部件施加超聲波而形成的。
7.—種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,具備半導(dǎo)體形成工序,在具有由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板和催化劑層的第一電極的 所述催化劑層的表面上形成多孔氧化物半導(dǎo)體層,色素?fù)?dān)載工序,使光增感色素?fù)?dān)載于所述多孔氧化物半導(dǎo)體層, 端子形成工序,在所述第一電極表面上的沒(méi)有形成所述多孔質(zhì)半導(dǎo)體的區(qū)域中,在 所述金屬板上形成端子,以及密封工序,使具有透明導(dǎo)電體的第二電極和所述第一電極相對(duì),在所述第一電極和 所述第二電極之間通過(guò)密封材料包圍所述多孔氧化物半導(dǎo)體層和電解質(zhì),以所述端子不 被所述密封材料包圍的方式進(jìn)行密封;在所述端子形成工序中,所述端子是通過(guò)含銅及鎳中至少一方的金屬部件以按壓在 金屬板的方式被加壓并且對(duì)所述金屬部件施加超聲波而形成的。
8.如權(quán)利要求7所述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于, 所述端子形成工序處于所述色素?fù)?dān)載工序之前。
9.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,其特征在于,在所述 端子形成工序中,所述端子是所述金屬部件邊加熱邊形成的。
10.—種光電轉(zhuǎn)換元件,其特征在于,是通過(guò)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn) 換元件的制造方法而制造的。
11.一種光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法,其特征在于,具備準(zhǔn)備多個(gè)通過(guò)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法而制造的 光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件準(zhǔn)備工序,具有通過(guò)導(dǎo)電部件對(duì)形成于至少一個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件的所述第一電極上的端子、 和其他的至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的所述第二電極進(jìn)行電連接的連接工序。
12.如權(quán)利要求11所述的光電轉(zhuǎn)換元件組件的制造方法,其特征在于,所述光電轉(zhuǎn)換元件在所述第二電極的所述第一電極側(cè)的表面上的被所述密封材料的 外周包圍的區(qū)域的外側(cè)形成端子,通過(guò)所述導(dǎo)電部件對(duì)形成于至少一個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件的所述第一電極上的端子、 和形成于其他的至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的第二電極上的端子進(jìn)行連接。
13.—種光電轉(zhuǎn)換元件組件,其特征在于,是通過(guò)權(quán)利要求11或12所述的光電轉(zhuǎn)換 元件組件的制造方法而制造的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法,該方法能夠容易地制造具備牢固地與使用鈦的電極接合的端子的光電轉(zhuǎn)換元件。光電轉(zhuǎn)換元件(100)的制造方法,具備導(dǎo)體形成工序,在具有由鈦或含鈦的合金構(gòu)成的金屬板(4)和催化劑層(6)的第一電極(10)的催化劑層(6)的表面上,或在具有透明導(dǎo)電體(1)的第二電極(20)的透明導(dǎo)電體(1)的表面上,形成多孔氧化物半導(dǎo)體層(3);色素?fù)?dān)載工序,使光增感色素?fù)?dān)載于多孔氧化物半導(dǎo)體層(3);密封工序,在第一電極(10)和第二電極(20)之間通過(guò)密封材料(14)包圍多孔氧化物半導(dǎo)體層(3)及電解質(zhì)(5)進(jìn)行密封;以及端子形成工序,在金屬板(4)上形成端子(7);在端子形成工序中,端子(7)是通過(guò)含銅及鎳中至少一方的金屬部件以按壓在金屬板的方式被加壓并且對(duì)上述金屬部件施加超聲波而形成的。
文檔編號(hào)H01M14/00GK102017279SQ20098011483
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者臼井弘紀(jì) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)