[发明专利]光电转换元件以及光电转换元件模块

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换元件以及光电转换元件模块。

背景技术

作为代替化石燃料的能源，将太阳光转换成电能的太阳能电池受到瞩目。目前，使用结晶系硅基板的太阳能电池和薄膜硅太阳能电池正在实用化。但是，上述使用结晶系硅基板的太阳能电池存在硅基板的制作成本高的问题，上述薄膜硅太阳能电池由于需要使用多种半导体制造用气体和复杂的装置，因而存在制造成本高的问题。因此，对于任意一种太阳能电池，都在为了降低单位发电输出的成本而不断地进行使光电转换高效率化的努力，但尚未解决上述问题。

另外，例如日本特许2664194号公报(专利文献1)中，作为新型的太阳能电池，提出了应用金属络合物的光致电子迁移的光电转换元件。该光电转换元件的结构是在两片玻璃基板之间夹持吸附光敏染料而在可见光区具有吸收光谱的光电转换层和电解液。在上述两片玻璃基板的表面上分别形成第一电极以及第二电极。

而且，从第一电极侧照射光时，在光电转换层中产生电子，产生的电子从一方的第一电极通过外部电路向相对的第二电极迁移。发生迁移的电子被电解质中的离子输送返回到光电转换层。通过这样的一系列的电子迁移，可实现电能输出。

上述专利文献1中记载的光电转换元件由于是在两片玻璃基板的电极间注入电解液的结构，因此，虽然能够尝试制作小面积的太阳能电池，但难以制作1m见方的大面积的太阳能电池。也就是说，增大一个太阳能电池单元的面积时，产生的电流与面积成比例地增加，但第一电极的面内方向的电阻增大，随之，作为太阳能电池的内部串联电阻增大。其结果，引起光电转换时的电流电压特性中的曲线因子(FF：填充因数)降低的问题。

作为解决如上所述的问题的尝试，例如，在日本特表平11-514787号公报(专利文献2)、日本特开2001-357897号公报(专利文献3)、日本特开2002-367686号公报(专利文献4)中提出了将多个光电转换元件串联连接而成的光电转换元件模块。该光电转换元件模块将光电转换元件的电极(导电层)与相邻的光电转换元件的电极(对电极导电层)电连接，由此抑制内部串联电阻增大。

图3是表示以往的光电转换元件的结构的示意截面图。如图3所示，以往的光电转换元件40在透光性基板41上形成有透明导电层42。在该透明导电层42上形成有依次层叠了吸附染料的多孔性半导体43、反射层45、多孔性绝缘层44、催化剂层46、对电极导电层47的层叠体。而且，以对电极导电层47的上部成为支承基板48的方式，通过密封材料49将透光性基板41与支承基板48固定，通过透光性基板41、支承基板48和密封材料49，密封层叠体。另外，在光电转换元件40的内部空间填充载流子输送材料51。

图3所示的以往的光电转换元件的构成反射层45的材料与构成多孔性绝缘层44的材料不同，因此，在反射层45与多孔性绝缘层44之间容易发生剥离。另外，反射层45由100nm以上的较大粒径的微粒构成，因此，膜强度不充分，在反射层45与多孔性绝缘层44之间容易发生剥离。

因此，在日本特开2010-262760号公报(专利文献5)中，为了防止上述反射层与多孔性绝缘层的剥离，改变了多孔性半导体、反射层与多孔性绝缘层的层叠顺序。这样，通过改变层叠顺序，能够抑制在各层间容易发生的剥离，从而能够以高成品率制作光电转换元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第2664194号公报

专利文献2：日本特表平11-514787号公报

专利文献3：日本特开2001-357897号公报

专利文献4：日本特开2002-367686号公报

专利文献5：日本特开2010-262760号公报

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献5所示的光电转换元件能够防止各层间的剥离，但由于在光电转换层与反射层之间设置多孔性绝缘层，以及反射层仅仅以与光电转换层相同的形状形成，在光电转换层的侧面方向没有形成反射层，因此，无法充分得到反射层的光散射效果。因此，存在光电转换元件的光电转换效率降低的问题。

本发明是鉴于如上所述的现状完成的，其目的在于，通过抑制由多孔性绝缘层导致的反射层的光散射效果的阻碍以及提高来自侧面方向的光散射效果，提供光电转换效率高的光电转换元件以及光电转换元件模块。

用于解决问题的方法