[发明专利]光电转换元件的制造方法、通过其制造的光电转换元件、光电转换元件组件的制造方法以及通过其制造的光电转换元件组件

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换元件的制造方法、通过该方法制造的光电转换元件、光电转换元件组件的制造方法以及通过该方法制造的光电转换元件组件。

背景技术

色素增感型太阳能电池是由瑞士的格莱才尔开发的，由于其具有光电转换效率高、制造成本低的优点，所以作为新型太阳能电池受到世人关注。

色素增感型太阳能电池的简要结构为，具备：在设有透明导电膜的透明基材上设有担载了光增感色素的多孔氧化物半导体层的工作电极，和与该工作电极相向设置的对电极，并在这些工作电极和对电极之间填充了含氧化还原对的电解质。

这种色素增感型太阳能电池，是由吸收了太阳光等入射光的光增感色素发生的电子注入到氧化物半导体微粒中，在工作电极和对电极之间产生电动势，从而发挥将光能转换为电力的光电转换元件的功能。

作为电解质，一般使用将I^-/I^3-等氧化还原对溶解到乙腈等有机溶剂的电解液，除此之外，还已知使用非挥发性的离子液体的构成；将液状的电解质用适当的凝胶化剂凝胶化并准固化的构成；以及使用p型半导体等固体半导体的构成等。

对电极需要使用能抑制由于与电解质进行化学反应而被腐蚀的材质。作为这种材质，可以使用制有铂膜的钛基板、制有铂膜的玻璃电极基板等。

然而，形成了由铂构成的导电层的玻璃电极基板，为了确保玻璃的强度，需要将玻璃设为一定以上的厚度，因此存在光电转换元件的厚度变大这样的问题，并且有通过钛基板来构成对电极这样的要求。然而，钛基板由于在钛表面形成氧化膜，所以很难将导线等连接到钛基板上。

因此，提出了一种在由钛基板构成的电极的表面上，通过溅射方法等来形成由易于焊接的异种金属(Cu等)构成的覆膜的技术(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-280849号公报

发明内容

但是，专利文献1所记载的光电转换元件，为了将由上述异种金属构成的覆膜通过溅射法等来形成，有必要使用真空装置等。因此，成本增大，覆膜的形成变得困难，所以存在使用钛基板的对电极上能够连接导线等的光电转换元件的制造变得不易这样的问题。此外，接合覆膜和钛基板的力，有待进一步改善。

因此，本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种能容易地制造具备牢固地与使用钛的电极接合的端子的光电转换元件的光电转换元件的制造方法、通过该方法制造的光电转换元件、光电转换元件组件的制造方法以及通过该方法制造的光电转换元件组件。

本发明的光电转换元件的制造方法，具备：半导体形成工序，在具有由钛或含钛的合金构成的金属板和催化剂层的第一电极的上述催化剂层的表面上，或者在具有透明导电体的第二电极的上述透明导电体的表面上，形成多孔氧化物半导体层；色素担载工序，使光增感色素担载于上述多孔氧化物半导体层；密封工序，在上述第一电极和第二电极之间通过密封材料包围上述多孔氧化物半导体层及电解质进行密封；以及端子形成工序，在上述第一电极中除被上述密封材料的外周包围的表面以外的表面，在上述金属板上形成端子。在上述端子形成工序中，上述端子是通过含铜及镍中至少一方的金属部件以按压在金属板的方式被加压并且对上述金属部件施加超声波而形成的。

按照这种光电转换元件的制造方法，在第一电极的催化剂层上或第二电极的透明导电体上形成多孔氧化物半导体层，并使光增感色素担载于多孔氧化物半导体层。也就是说，在第一电极及第二电极中，形成了多孔氧化物半导体层的电极构成工作电极中的电极，没有形成多孔氧化物半导体层的电极构成对电极中的电极。而且，在这些第一电极和第二电极之间通过密封材料包围电解质进行密封。该第一电极具有由钛或含钛的合金构成的金属板，金属板对电解质具有耐腐蚀性。而且，在该第一电极的被密封材料的外周包围的表面以外的表面，在金属板上形成端子。此时，端子由含铜及镍中至少一方的金属部件构成，该金属部件是以边被超声波振动边被按压在对电极的方式经加压而形成的。因此，以由钛或含钛的合金构成的金属板形成的第一电极的金属板表面的氧化膜的至少一部分被破坏，对电极12和金属部件由于超声波振动而相互摩擦接合，由于加压带来的塑性变形而以固相状态被接合。由此，金属部件牢固地与金属板接合。这样，能够使金属部件牢固地与由钛或含钛的合金构成的金属板接合，此外，即使不使用真空装置等设备，也能容易地形成端子。

此外，在上述光电转换元件的制造方法中，上述多孔氧化物半导体层可以形成在上述透明导电体上。