CN101615515A

CN101615515A - 光电转换元件

Info

Publication number: CN101615515A
Application number: CN200910150875A
Authority: CN
Inventors: 土屋匡广; 繁田德彦; 门田敦志; 田边顺志; 新海正博
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: JP5320853B2; JP2010009832A; CN101615515B; US20090320918A1

Abstract

本发明提供光电转换元件，其不使用特殊的材料即可提高耐久性。该光电转换元件具备金属氧化物半导体层(12)上担载有色素(13)的工作电极(10)和具有导电层(22)的对置电极(20)，同时具备其间夹持的半固体状的含电解质层(30)，含电解质层(30)含有电解液和粒子而构成，所述电解液含有溶解于有机溶剂的固体电解质盐。与不含粒子的情况相比，即使暴露于高温环境，也难于发生漏液等。

Description

光电转换元件

【技术领域】

【0001】

本发明涉及使用色素的光电转换元件。

【背景技术】

【0002】

以往，作为将太阳光等的光能转换为电能的太阳能电池等的光电转换元件，已知使用色素作为光敏化剂的色素敏化型光电转换元件。该色素敏化型光电转换元件在理论上可期待高效率，通常可认为比起使用已普及的硅半导体的光电转换元件，对于成本非常有利。为此，作为次世代的光电转换元件受到瞩目，正向着实用化进行开发。

【0003】

该色素敏化型光电转换元件是利用色素吸收光而释放电子的性质进行发电的，其特征在于介由电解质具有电化学的电池构造。具体而言，具有下述构造：通过使用氧化钛等的氧化物半导体进行烧成，形成多孔状的层，使吸附有色素的工作电极与作为其对电极的对置电极介由电解质贴合。作为该电解质(所谓的氧化还原电解质)，通常使用将电解质盐溶解于有机溶剂的电解液(液状的电解质)。

【0004】

但是，对于这种色素敏化型光电转换元件，并不会获得充分的转换效率，为了提高转换效率，进行了各种探讨。具体而言，作为含碘离子的电解液，已知在离子性液体和有机溶剂中添加经氰乙基化的多糖类的技术(参照专利文献1)。另外，已知在对置电极的表面使用碳材料与导电性高分子的混合物形成导电层，来增加电解液与其导电层的接触面积的技术(参照专利文献2)。

【专利文献1】特开2008-010189号公报

【专利文献2】特开2004-337530号公报

【发明内容】

【0005】

但是，在使用上述电解液的情况下，有发生漏液等之虞，难以确保高耐久性。

【0006】

本发明基于上述问题而完成，其目的在于提供例如不使用离子性液体等的特殊材料即可提高耐久性的光电转换元件。

【0007】

本发明的光电转换元件具备：具有担载有色素的担载体层的电极、和在担载有色素的担载体层上形成的半固体状的含电解质层，含电解质层在含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时，含有粒子。应说明的是，该“半固体状”是指像液体一样具有高流动性的状态、或与像固体一样没有流动性的状态不同的状态，例如，表示浆状等的广阔概念。另外，此处的“固体电解质盐”是指其熔点在100℃以上，溶解于有机溶媒，至少一部分电离者。

【0008】

本发明的光电转换元件中，如果光照射到担载体层上担载的色素，则吸收该光而激发的色素将电子注入到担载体层，该电子向外部电路移动。另一方面，在含电解质层中，伴随着该电子的移动，以将被氧化的色素返回到基底状态(还原)的方式重复氧化还原反应。由此，电子在光电转换元件内连续地移动，恒定地进行光电转换。此处，半固体状的含电解质层含有电解液的同时含有粒子，由此该粒子作为保液材料起作用，因此在暴露于高温环境时，可抑制电解液的漏出或飞散。

【0009】

本发明的光电转换元件中，粒子在含电解质层中的含量优选5重量％以上60重量％以下。处于该范围内时，在抑制含电解质层的漏液等的同时，电子的移动变得更好。另外，粒子优选含有碳粒子。由此，含电解质层中的导电性提高，同时氧化还原反应良好地进行，因此电子的移动变得更迅速，相对于色素吸收的光量的发电量变得更高。该情况下的碳粒子的体电阻优选为10Ωcm(＝0.1Ωm)以下。另外，碳粒子也可以是炭黑。应说明的是，“碳粒子”是指含有碳作为主成分的粒子状材料，例如，可列举出石墨、炭黑、碳纳米管或石墨烯等。另外“体电阻”是指粒子团块内的电阻。

【0010】

另外，本发明的光电转换元件中，电解液中的固体电解质盐的含量优选为0.13mol/dm³以上0.75mol/dm³以下。由此，含电解质层中的电子的移动变得更迅速，相对于色素吸收的光量的发电量变得更高。这时，有机溶剂可以具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环和环状醚构造中的至少一种作为官能团，也可以是甲氧基丙腈、碳酸丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、戊醇、喹啉、N，N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜、1，4-二噁烷、甲氧基乙腈和丁腈中的至少一种。

【0011】

另外，本发明的光电转换元件中，固体电解质盐可具有碘化物离子作为阴离子，可具有季铵离子作为阳离子。

【0012】

根据本发明的光电转换元件，使半固体状的含电解质层含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时含有粒子，与不含粒子的情况相比，不使用特殊的材料即可提高耐久性。另外，如果使粒子在含电解质层中的含量为5重量％以上60重量％以下，则可提高耐久性，同时提高转换效率。特别是如果使粒子含有碳粒子，则可进一步提高转换效率。另外，如果使电解液中的固体电解质盐的含量为0.13mol/dm³以上0.75mol/dm³以下，则可进一步提高转换效率。

【附图说明】

【图1】是表示本发明的一实施方式所涉的光电转换元件的构成的剖面图。

【图2】为将图1所示的光电转换元件的主要部分选出并放大表示的剖面图。

【符号说明】

10...工作电极、11，21...导电性基板、11A...基板、11B...导电层、12...金属氧化物半导体层、12A...致密层、12B...多孔层、13...色素、20...对置电极、22...导电层、30...含电解质层。

【具体实施方式】

【0013】

以下对于实施本发明的最佳方式(以下简称实施方式。)参照附图进行详细地说明。

【0014】

图1示意性地表示本发明的一实施方式所涉的光电转换元件的剖面构成，图2将图1所示的光电转换元件的主要部分选择并放大表示。图1和图2所示的光电转换元件均为色素敏化型太阳能电池的主要部分。该光电转换元件是工作电极10与对置电极20介由含电解质层30而对置配置的、工作电极10和对置电极20中的至少工作电极10为具有光透射性的电极。

【0015】

工作电极10例如可具有：导电性基板11、设置在其一面(对置电极20的一侧的面)的金属氧化物半导体层12、和将该金属氧化物半导体层12作为担载体层担载的色素13。该工作电极10对于外部电路起到负极的作用。导电性基板11例如如下设置：在绝缘性的基板11A的表面设有导电层11B，导电层11B与金属氧化物半导体层12相接触。

【0016】

基板11A例如由玻璃、塑料、透明聚合物薄膜等具有光透射性的绝缘性的材料构成。作为透明聚合物薄膜，例如，可列举出四乙酰纤维素(TAC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、间同立构聚苯乙烯(SPS)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、多芳基化合物(PAr)、聚砜(PSF)、聚酯砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、环状聚烯烃或者溴化苯氧树脂等。

【0017】

导电层11B例如由氧化铟、氧化锡、铟-锡复合氧化物(ITO)或者氧化锡中掺杂有氟的(FTO：F-SnO₂)，等具有光透射性的导电性材料而构成。

【0018】

应说明的是，导电性基板11例如可由具有导电性的材料形成单层构造而构成，这种情况下导电性基板11的材料，例如，可列举出氧化铟、氧化锡、铟-锡复合氧化物或者氧化锡中掺杂氟的，等具有光透射性的导电性材料。

【0019】

金属氧化物半导体层12为担载色素13的担载体层，例如，如图2所示具有多孔构造。具有该多孔构造的金属氧化物半导体层12例如由致密层12A和多孔层12B形成。与导电性基板11的界面上，形成致密层12A，该致密层12A优选致密且空隙少，更优选为膜状。在对置电极20侧，形成多孔层12B，该多孔层12B优选空隙多、表面积增大的构造，特别是，更优选附着多孔的微粒子的构造。应说明的是，金属氧化物半导体层12中，例如，多孔构造也可以形成为单层构造。

【0020】

该金属氧化物半导体层12含有金属氧化物半导体的材料的任1种或2种以上而形成。金属氧化物半导体的材料，例如，可列举出氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌、氧化铟、氧化锆、氧化钽、氧化钒、氧化钇、氧化铝或者氧化镁等。应说明的是，金属氧化物半导体的材料也可以复合(混合、混晶、固溶体等)含有1种或者2种以上的材料。其中，优选氧化钛和氧化锌中的至少一种。

【0021】

色素13含有1种或2种以上的色素，所述色素担载于金属氧化物半导体层12，可吸收光而激发，将电子注入金属氧化物半导体层12。该色素例如优选具有可与金属氧化物半导体层12化学结合的吸电子性的取代基。作为色素，例如，可列举出，花青素系色素、部花青素双偶氮系色素、三偶氮系色素、蒽醌系色素、多环醌系色素、靛青系色素、二苯基甲烷系色素、三甲基甲烷系色素、喹啉系色素、二苯甲酮系色素、萘醌系色素、苝系色素、芴系色素、squarilium系色素、薁鎓(azulenium)系色素、紫环酮(perinone)系色素、喹吖啶酮系色素、无金属酞菁系色素或者无金属卟啉系色素等的有机色素等。

【0022】

另外，作为色素，例如，也可列举出有机金属配位化合物，作为一个例子，可例举出具有芳香族杂环内的氮阴离子与金属阳离子形成的离子性的配位键、氮原子或氧族原子与金属阳离子之间形成的非离子性配位键二者的有机金属配位化合物，或者具有氧阴离子或硫阴离子与金属阳离子形成的离子性的配位键、和氮原子或氧族原子与金属阳离子之间形成的非离子性配位键二者的有机金属配位化合物等。具体而言，例如，可列举出铜酞菁、氧钛酞菁等的金属酞菁系色素、金属萘酞菁系色素、金属卟啉系色素、或联吡啶钌配体，三吡啶钌配体，二氮杂菲钌配体，二喹啉甲酸钌配体，偶氮钌配体，或者羟基喹啉钌配体等的钌配体。

【0023】

上述有机色素或者有机金属配位化合物，例如，可列举出化1～化3表示的一系列的化合物，此外可列举出伊红Y、二溴荧光素、荧光素、罗丹明B、邻苯三酚、二氯荧光素、赤藓红B(赤藓红为注册商标)、氢化荧光素或者红汞等。

【0024】

【化1】

【0025】

【化2】

【0026】

【化3】

【0027】

对置电极20例如在导电性基板21上设有导电层22，导电层22与含电解质层30相接触地设置。该对置电极20对于外部电路起到正极的作用。作为导电性基板21的材料，例如，可列举出与工作电极10的导电性基板11相同的材料。作为导电层22中使用的导电材料，例如，可列举出铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铑(Rh)、钌(Ru)、铝(Al)、镁(Mg)、钼(Mo)或者铟(In)等的金属、碳(C)、或导电性高分子等。这些导电材料，可单独使用，也可混合多种使用。另外，根据需要，作为粘合材料，例如可使用丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、纤维素、密胺树脂、氟弹性体或者聚酰亚胺树脂等。应说明的是，对置电极20例如可采用导电层22的单层构造。

【0028】

含电解质层30为氧化还原电解质，含有含有机溶剂和固体电解质盐的电解液，同时含有粒子，呈半固体状。由此，粒子起到保液材料的作用，不使用特殊的材料，与使用不含粒子的液状的电解质(电解液)的情况相比，即便在高温环境下，也可抑制漏液等，可提高耐久性，确保安全性。

【0029】

电解液中含有1种或者2种以上的有机溶剂。该有机溶剂电化学上为惰性，只要可溶解后述固体电解质盐即可以是任意的有机溶剂，优选熔点为20℃以下、沸点为80℃以上。这是因为如果熔点和沸点在该温度范围内，可获得高耐久性。另外，有机溶剂优选粘度和电导率高者。这是因为由于粘度高而沸点增高，即使暴露于高温环境下，也可抑制电解质的漏液，由于电导率高可获得高转换效率。这种有机溶剂优选具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环和环状醚构造中的至少一种作为官能团。这是因为与不含这些官能团的任一种的有机溶剂相比，可获得高的效果。作为具有这种官能团的有机溶剂，例如，可列举出乙腈、丙腈、丁腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈、碳酸二甲酯、碳酸乙甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、戊醇、喹啉、N，N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜或者1，4-二噁烷等。其中，优选甲氧基丙腈、碳酸丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、戊醇、喹啉、N，N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜、1，4-二噁烷、甲氧基乙腈和丁腈中的至少一种。

【0030】

这里的固体电解质盐为熔点为100℃以上者，在电解液中，其至少一部分呈溶解于有机溶剂的状态。由此，例如，与使用后述离子性液体作为电解液的情况相比，转换效率提高。作为这种固体电解质盐，例如，可列举出卤化铯、卤化季铵类、卤化咪唑鎓类、卤化噻唑鎓类、卤化噁唑鎓类、卤化喹啉鎓类、或者卤化吡啶鎓类等。可将它们单独使用，也可混合多种使用。其中，固体电解质盐优选为具有碘化物离子作为阴离子的碘化物盐、或者具有季铵离子作为阳离子的季铵盐，特别优选碘化季铵盐。这是因为易于得到，同时可获得高的转换效率。作为碘化物盐，例如，可列举出碘化铯、四乙基碘化铵、四丙基碘化铵、四丁基碘化铵、四戊基碘化铵、四己基碘化铵、四庚基碘化铵、三甲基苯基碘化铵、3-甲基咪唑碘、1-丙基-2，3-二甲基咪唑碘、3-乙基-2-甲基-2-噻唑碘、3-乙基-5-(2-羟基乙基)-4-甲基噻唑碘、3-乙基-2-甲基苯并噻唑碘、3-乙基-2-甲基-苯并噁唑碘化物、或者1-乙基-2-甲基喹啉碘等。可将它们单独使用，也可混合多种使用。其中，优选四乙基碘化铵、四丙基碘化铵、或者四丁基碘化铵等的碘化季烷基铵盐。

【0031】

固体电解质盐的电解液中的含量(摩尔浓度)优选为0.13mol/dm³以上0.75mol/dm³以下，更优选为0.25mol/dm³以上0.75mol/dm³以下。这是因为可获得比该范围外的情况更高的转换效率。

【0032】

另外，电解液除了上述固体电解质盐之外，还可含有离子性液体中的任1种或者2种以上作为其他电解质盐。此处的离子性液体是指熔点低于100℃。作为这种离子性液体，可列举出可在电池或太阳能电池等中使用者，例如，被“Inorg.Chem”1996，35，p1168～1178、“Electrochemistry”2002，2，p130～136、特表平9-507334号公报、或特开平8-259543号公报等公开者。其中，作为离子性液体，优选具有低于室温(25℃)的熔点的盐、或即使具有高于室温的熔点也可以通过与其他的熔融盐等溶解而在室温下液状化的盐。作为该离子性液体的具体例子，可列举出以下所示的阴离子和阳离子等。

【0033】

作为离子性液体的阳离子，例如，可列举出铵、咪唑鎓、噁唑鎓、噻唑鎓、噻二唑鎓、三唑鎓、吡咯烷鎓、吡啶鎓、哌啶鎓、吡唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、三嗪鎓、膦、锍、咔唑鎓、吲哚鎓、或它们的衍生物。它们可单独使用，也可以混合多种使用。其中，优选铵、咪唑鎓、吡啶鎓、哌啶鎓、吡唑鎓、锍和它们的衍生物中的至少一种，特别优选咪唑鎓。具体而言，优选1-甲基-3-丙基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1，2-二甲基-3-丙基咪唑鎓或者1-乙基-3-甲基咪唑鎓。这是因为可易于获得，同时可获得高的耐久性和转换效率。

【0034】

另外，作为离子性液体的阴离子，可列举出AlCl₄ ^-或者Al₂Cl₇ ^-等的金属氯化物、或PF₆ ^-、BF₄ ^-、CF₃SO₃ ^-N(CF₃SO₂)₂ ^-、F(HF)_n ^-或者CF₃COO^-等的含氟物离子、或NO₃ ^-、CH₃COO^-、C₆H₁₁COO^-、CH₃OSO₃ ^-、CH₃OSO₂ ^-、CH₃SO₃ ^-、CH₃SO₂ ^-、(CH₃O)₂PO₂ ^-、N(CN)₂ ^-或者SCN^-等的非氟化合物离子、或碘或者溴等的卤化物离子。它们可单独使用，也可以混合多种使用。其中，作为该阴离子，优选碘化物离子。

【0035】

进而，电解液除了上述之外还可含有添加剂等。作为添加剂，例如可列举出，卤素单质等。作为卤素单质，例如，可列举出碘(I₂)或者溴(Br₂)。应说明的是，含电解质层30中，使用后述不具有氧化还原反应的催化能力的粒子作为粒子时，为了获得充分转换效率等的元件特性，必须含有卤素单质。

【0036】

粒子为为了使含电解质层30呈半固体状的支撑材料，起到保液材料的作用，因此可提高耐久性。该粒子只要是可良好地维持转换效率等的元件特性者即可为任意的粒子。该粒子例如可列举出，具有导电性、半导体性或者绝缘性的粒子、或催化氧化还原反应的粒子等。它们可单独使用，也可混合多种使用。其中，优选具有导电性的粒子(导电性粒子)，更优选催化氧化还原反应的粒子，特别优选具有导电性的同时催化氧化还原反应的粒子。粒子具有导电性时，含电解质层30的电阻降低，电子的移动变得迅速。此外，可认为可抑制突发的电动势的产生引起的电解液的分解。另外，粒子催化氧化还原反应时，含电解质层30中的氧化还原反应变得良好。因此，在任何情况下，均可提高耐久性和转换效率，具备双重机能时，可获得特别高的效果。

【0037】

作为构成粒子的材料，例如，可列举出碳材料、氧化钛(TiO₂)、硅胶(氧化硅；SiO₂)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)、钛酸钴(CoTiO₃)或者钛酸钡(BaTiO₂)等。可将它们单独使用，也可混合多种使用。其中，粒子优选为含有碳材料作为构成材料的碳粒子。这是因为碳粒子具有导电性、而且催化氧化还原反应，因此可获得高的效果。碳粒子优选导电性高的，进而优选比表面积大的。这是因为含电解质层30的导电性增高、而且与电解液的接触面积增大，氧化还原反应会更良好地被催化。作为碳粒子的导电性，优选体电阻为10Ωcm(＝0.1Ωm)以下。由此，可将含电解质层30的电阻抑制地足够低，故还可充分抑制元件的内部电阻。详细地说，通常色素敏化型的光电转换元件中，构成的材料的电阻是使转换效率损失的主要原因之一。其中，导电性基板中使用的具有光透射性的导电性材料为电阻较高的材料，例如，FTO(F-SnO₂)中，具有10Ωcm左右的电阻。为此，使用碳粒子作为粒子时，如果使用比作为构成上述导电层11B的材料使用的FTO等具有光透射性的导电性材料电阻还低、即体电阻为10Ωcm以下的碳粒子，则可以将元件的内部电阻抑制得较低，可获得充分的转换效率。

【0038】

作为这种碳粒子，可列举出石墨等的结晶质物质，或活性炭或者炭黑等的非晶质的物质，或石墨烯、碳纳米管或者富勒烯等。可将它们单独使用，也可混合多种使用。石墨可列举出石墨人造石墨或者天然石墨等，炭黑可列举出炉法黑、油炉、槽法炭黑、乙炔黑、热炭黑或者柯琴黑等。碳粒子特别优选炭黑。这是因为可获得高的效果。另外，作为炭黑，优选DBP吸收量(JIS K6217-4)高者。这是因为一般认为可增加单位粒子的电解液的吸收量，有助于转换效率的提高。

【0039】

为了提高耐久性、良好地维持转换效率，优选粒子在含电解质层30中的含量越多越好，优选5重量％以上80重量％以下的范围。这是因为如果在上述范围内，则具有适度的流动性，形成含电解质层30时，易于进行用涂刷或丝网印刷的涂布。其中，优选5重量％以上70重量％以下。这是因为与电解液的混合性(分散性)高，故形成含电解质层30时使用的电解液与粒子的混合物(浆)的调制变得容易。进一步优选5重量％以上60重量％以下，特别优选10重量％以上60重量％以下。这是因为如果为5重量％以上60重量％以下的范围内，则转换效率与耐久性一起提高，如果为10重量％以上60重量％以下的范围内，则可获得更高的转换效率。

【0040】

另外，含电解质层30除了上述电解液和粒子之外，例如，还可含有高分子化合物。作为该高分子化合物，例如，可列举出聚氟化偏氯乙烯或者氟化偏氯乙烯与六氟丙烯的共聚物等的氟系聚合物、或聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯、聚苯乙烯或者它们的衍生物等的p型导电性聚合物、或用磺酸离子等的阴离子掺杂导电性聚合物的一部分的p-掺杂型聚合物。

【0041】

该光电转换元件例如，可通过以下的制造方法制造。

【0042】

首先，制作工作电极10。最初通过电解析出法或烧成法形成在导电性基板11的形成有导电层11B的面上具有多孔构造的金属氧化物半导体层12。通过电解析出法形成时，例如，一边使含有金属盐的电解浴进行利用氧或空气的发泡，一边设为规定的温度，在其中浸渍导电性基板11，在对电极之间外加一定的电压，由此形成金属氧化物半导体层12。这种情况下，也可以使对电极适当地在电解浴中运动。另外，通过烧成法形成时，例如，通过使金属氧化物半导体的粉末分散于金属氧化物半导体的溶胶液，制成金属氧化物浆，将该金属氧化物浆涂布于导电性基板11并乾燥后进行烧成，形成金属氧化物半导体层12。接着，将形成有金属氧化物半导体层12的导电性基板11浸渍于在有机溶剂中溶解有色素13的色素溶液，由此在金属氧化物半导体层12上担载色素13。接着，根据需要，也可以在在担载有色素13的金属氧化物半导体层12上，涂布含有离子性液体的溶液，形成用于抑制形成后述含电解质层30时可能发生的、金属氧化物半导体层12的破坏或色素13的剥落等的物理性损害的保护膜。此时，可在真空气氛下涂布，也可涂布有机溶剂等，在提高金属氧化物半导体层12的表面的湿润性后涂布含有离子性液体的溶液。当然，也可以将含有离子性液体的溶液分数次涂布。应说明的是，该含有离子性液体的溶液是指含有离子性液体的液状者，可以是单独的离子性液体，也可以是将离子性液体溶解于溶剂而成的溶液。

【0043】

然后，例如，通过在导电性基板21的一面形成导电层22，制作对置电极20。导电层22例如通过溅射导电材料而形成。

【0044】

然后，在有机溶剂中溶解固体电解质盐，同时根据需要加入添加剂等，由此调制上述电解液后，使粒子混合、分散于该电解液，由此制作用于形成半固体状的含电解质层30的浆。

【0045】

最后，在工作电极10的担载有色素13的金属氧化物半导体层12上，涂布上述浆，同时使工作电极10的担载有色素13的面、与对置电极20的形成有导电层22的面以保持规定间距对置的方式介由密封剂等间隔物(未图示)贴合，之后密封整体，形成含电解质层30。由此，完成图1、图2所示的光电转换元件。

【0046】

该光电转换元件中，如果光(太阳光、或与太阳光同等的可见光)照射到工作电极10担载的色素13，则吸收光而激发的色素13将电子注入金属氧化物半导体层12。该电子移动到相邻的导电层11B后经由外部电路，到达对置电极20。另一方面，含电解质层30中，以伴随电子的移动被氧化的色素13返回至基态(还原)的方式，氧化还原电解质被氧化。该被氧化的电解质接受上述电子而被还原。以这种方式反复进行工作电极10与对置电极20之间的电子的移动、以及其伴有的含电解质层30的氧化还原反应。由此，产生连续的电子移动，恒定地进行光电转换。

【0047】

另外，该光电转换元件中，由于通过半固体状的含电解质层30含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时含有粒子，与使用不含粒子的液状的电解质(电解液)的情况相比，例如，即使暴露于高温环境，也可抑制电解液的泄露或飞散。为此，与作为电解液使用的材料(有机溶剂或固体电解质盐)相比，通常不用使用被称作昂贵的离子性液体等的特殊的材料，即可提高耐久性。这时，特别是如果使粒子的含电解质层30中的含量为5重量％以上60重量％以下，则可提高耐久性，同时获得高的转换效率。

【0048】

作为粒子，使用碳粒子、特别是炭黑时，含电解质层30中不仅导电性提高，而且氧化还原反应可良好地进行，因此可提高转换效率。另外，这时，构成碳粒子的碳材料催化电解质含有层30中的氧化还原反应，因此作为构成对置电极20中的导电层22的材料，无需通常使用的铂等的昂贵的物质，可抑制成本。

【0049】

另外，如果使固体电解质盐的电解液中的含量为0.13mol/dm³以上0.75mol/dm³以下，则可良好地维持转换效率。

【实施例】

【0050】

首先，在对本发明的具体实施例进行说明之前，对相对于本实施例的参考例进行说明。

【0051】

(参考例1～4)

使用后述表1所示组成的电解液与粒子的混合物来代替含电解质层30，通过以下程序制作图1所示的构造的简易电池。

【0052】

具体而言，首先，作为工作电极的替代品，在长2.0cm×宽1.5cm×厚1.1cm的包含F-SnO₂的导电性基板的单面侧，通过电解析出以面积达到1cm²的方式形成有包含氧化锌的金属氧化物半导体层的第1基板。另外，作为对置电极的替代品，准备在长2.0cm×宽1.5cm×厚1.1cm的包含F-SnO₂的导电性基板的单面侧，通过溅射形成有包含钼(Mo)的导电层的第2基板。

【0053】

接着，准备电解液与粒子的混合物。最初，将作为固体电解质盐的四丁基碘化铵(TBAI)溶解于有机溶剂，调制电解液。此时，如表1所示，作为有机溶剂使用乙腈(AN；参考例1)、甲氧基乙腈(MAN；参考例2)、丙腈(PN；参考例3)或者丁腈(BN；参考例4)，同时使电解液中的TBAI的含量为0.5mol/dm³。最后，混合电解液和粒子，调制浆状的混合物。此时，作为粒子使用利用炉法制造的市售的炭黑(CB；平均粒径＝13nm、比表面积＝310m²/g)，混合物中的CB的含量为40重量％。

【0054】

接着，在第1基板的金属氧化物半导体层上，涂刷该混合物。之后，为了使第1基板的形成有金属氧化物半导体层的面、与第2基板的形成有导电层的面相对置，同时第1基板和第2基板保持规定的间隔，配置贴合厚50μm的间隔物以包围金属氧化物半导体层。之后，使用分配器涂布作为密封剂的市售的感光性树脂，由此密封整体。由此获得简易电池。

【0055】

(参考例5～8)

不使用粒子，在第1基板与第2基板之间密封表1所示的组成的电解液，除此之外经过与参考例1～4同样的程序。此时，在第2基板上开2个液体注入用的孔(φ1mm)，使用该基板介由间隔物贴合第1基板和第2基板，除了液体注入用的孔，整体用市售的感光性树脂利用分配器密封。之后，由液体注入用的孔向两基板之间注入有机溶剂，使用市售的感光性树脂密封该孔。

【0056】

对于这些参考例1～8的简易电池，考察高温环境下的耐久性，得到表1所示的结果。

【0057】

考察耐久性时，将简易电池暴露于高温气氛中，进行耐久性试验。详细地说，在恒温槽内，每次20℃地将简易电池由90℃升温至170℃，目视确认有无简易电池的密封的剥落、和液体的泄漏。这时，将没有密封的剥落和液体的泄漏的评价为◎，将虽然发生密封的剥落，但无液体的泄漏的评价为○，将密封剥落、液体渗出的评价为△，将发生密封的剥落和液体的泄漏的评价为×。应说明的是，评价为×时，不进行高于该温度的温度下的评价。

【0058】

【表1】

【0059】

如表1所示，含有粒子的参考例1～4中，任何温度下都不发生液体的泄漏，但不含粒子的参考例5～8中，直到130℃均发生液体的渗出或泄漏。该结果表示粒子起到保持电解液的保液材料的作用。

【0060】

由此，确认上述简易电池中，通过在电解液中混合粒子，可提高耐久性。因此，确认上述光电转换元件中，通过含电解质层30含有电解液的同时含有粒子，不使用特殊的材料即可提高耐久性。

【0061】

然后，对本发明的具体实施例进行详细地说明。

【0062】

(实施例1-1)

作为上述实施方式中说明的光电转换元件的具体例子，用以下程序制作色素敏化型太阳能电池。

【0063】

首先，制作工作电极10。最初，在长2.0cm×宽1.5cm×厚1.1cm的包含F-SnO₂的导电性基板11的单面侧，通过电解析出以面积达到1cm²的方式形成包含氧化锌的金属氧化物半导体层12。形成金属氧化物半导体层12时，首先，准备具备电解浴液40cm³、包含锌板的对电极、和包含银/氯化银电极的参比电极的电解浴。作为该电解浴液，使用包含浓度为伊红Y30μmol/dm³、氯化锌5mmol/dm³、氯化钾0.09mol/dm³的水溶液。用氧将该电解浴发泡15分钟后，使电解浴的温度为70℃，一边发泡，一边进行60分钟电位-1.0V的定电位电解，在导电性基板11表面析出氧化锌。接着，不干燥该导电性基板11，将其浸渍于氢氧化钾水溶液(pH11)后，水洗伊红Y，150℃、干燥30分钟，由此形成金属氧化物半导体层12。最后，将形成有金属氧化物半导体层12的导电性基板11，浸渍于作为色素的化1(1)所示的化合物的5μmol/dm³乙醇溶液，使色素13担载。

【0064】

然后，制作对置电极20。在长2.0cm×宽1.5cm×厚1.1cm的包含F-SnO₂的导电性基板21的单面侧，通过溅射形成包含钼(Mo)的导电层22(100nm厚)。

【0065】

然后，准备用于形成含电解质层30的浆。首先，将作为固体电解质盐的TBAI溶解于作为有机溶剂的甲氧基丙腈(MPN)，调制电解液。此时，电解液中的TBAI(固体电解质盐)的含量为0.5mol/dm³。最后，将该电解液加入作为碳粒子的用炉法制造的市售的炭黑(CB；平均粒径＝13nm、比表面积＝310m²/g、体电阻＝10Ωcm以下)，进行混合，制成浆。此时，与电解液混合，以使CB的含电解质层30中的含量达到5重量％。

【0066】

然后，在工作电极10的担载有色素13的金属氧化物半导体层12上，涂刷该浆，同时使工作电极10的担载有色素13的面，与对置电极20的导电层22侧的面对置，介由厚50μm的间隔物使其贴合，由此形成含电解质层30。此时，配置间隔物以包围金属氧化物半导体层12的周围。最后密封整体，得到色素敏化型太阳能电池。

【0067】

(实施例1-2～1-5)

与电解液混合，以使CB的含电解质层30中的含量达到10重量％(实施例1-2)、30重量％(实施例1-3)、40重量％(实施例1-4)或者60重量％(实施例1-5)，调制浆，除此之外，经过与实施例1-1同样的程序。

【0068】

(比较例1)

除了不使用粒子之外，经过与实施例1-1同样的程序。

【0069】

对于这些实施例1-1～1-5和比较例1的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以实施例1-1的转换效率为100％，考察实施例1-2～1-5和比较例1的转换效率的相对值，结果得到表2所示的结果。

【0070】

测定转换效率时，光源使用AM1.5(100m W/cm²)的SolarSimulator，进行电池特性评价。测定色素敏化型太阳能电池的开放电压(Voc)、光电流密度(Jsc)和形状因子(FF)，由这些开放电压等的值求出转换效率(η；％)。

【0071】

应说明的是，测定上述转换效率时的程序和条件对于以后的一系列的实施例和比较例也相同。

【0072】

【表2】

对置电极的导电层：Mo

【0073】

如表2所示，含电解质层30含有CB的实施例1-1～1-5中，虽然进行光电转换，在不含其的比较例1中未进行光电转换。该结果表示CB催化氧化还原电解质的氧化还原反应。

【0074】

另外，实施例1-1～1-5中，随着含电解质层30中的CB的含量的增加，转换效率的相对值也增加。该情况下的CB的含量为5重量％以上60重量％以下，特别是在10重量％以上60重量％以上的范围内，显示转换效率进一步增高的倾向。

【0075】

由此，确认该色素敏化型太阳能电池中，通过半固体状的含电解质层30含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时含有粒子，不依赖于粒子的含量即可良好地维持转换效率。此时，确认如果粒子的含电解质层30中的含量为5重量％以上60重量％以下，则可获得更高的转换效率，如果为10重量％以上60重量％以下，则可获得特别高的转换效率。

【0076】

(实施例2-1～2-3)

将电解液中的TBAI的含量(摩尔浓度)变更为0.13mol/dm³(实施例2-1)、更优选为0.25mol/dm³(实施例2-2)或者0.75mol/dm³(实施例2-3)，除此之外，经过与实施例1-4同样的程序。

【0077】

(比较例2-1)

用铂形成对置电极的导电层，同时在电解液中添加碘(I₂)，将电解液中的TBAI的含量变更为0.5mol/dm³、I₂的含量变更为0.05mol/dm³，除此之外，经过与比较例1同样的程序。

【0078】

(比较例2-2)

使用作为离子性液体的1-甲基-3-丙基咪唑碘(MPImI)代替固体电解质盐和有机溶剂，除此之外经过与实验例2-1同样的程序。

【0079】

对于这些实施例2-1～2-3和比较例2-1、2-2的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以比较例2-1的转换效率为100％，考察实施例的转换效率的相对值，得到表3所示的结果。应说明的是，表3中，对于实施例1-4也算出以比较例2-1的转换效率为100％时的相对值，汇总其结果来表示。

【0080】

【表3】

工作电极的色素：化1(1)

【0081】

如表3所示，含电解质层30含有电解液的同时含有CB的实施例1-4、2-1～2-3中，与不含粒子的比较例2-1相比，转换效率的相对值达到70％以上。另外，实施例1-4、2-1～2-3中，比包含电解液为离子性液体的MPImI的比较例2-2，转换效率的相对值显著增高。该结果表示即使在电解液中添加CB，也将良好地维持含电解质层30中的电子的移动。另外，可认为与使用MPImI等的离子性液体作为电解液时相比，使用将TBAI等的固体电解质盐溶解于MPN等的有机溶剂的电解液，导电性更高、含电解质层30中的电子的移动变得更迅速。

【0082】

另外，此时，如果着眼于电解液中的TBAI的含量，则其摩尔浓度在0.13mol/dm³以上0.75mol/dm³以下的范围内达到充分的转换效率的相对值，特别是为0.25mol/dm³以上0.75mol/dm³以下的范围内转换效率的相对值达到100％以上，比使用不合粒子的以往的组成的电解液的情况增高。

【0083】

由此，确认了该色素敏化型太阳能电池中，通过半固体状的含电解质层30含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时含有粒子，不依赖于固体电解质盐的浓度，可良好地维持转换效率。此时，确认如果电解液中的固体电解质盐的含量(摩尔浓度)为0.13mol/dm³以上0.75mol/dm³以下的范围内，则可良好地维持转换效率，如果为0.25mol/dm³以上0.75mol/dm³以下的范围内，则可获得高的转换效率。

【0084】

(实施例3-1)

形成含电解质层30时，作为固体电解质盐使用四丙基碘化铵(TPAI)代替TBAI，加入作为高分子化合物的聚苯胺(PA)，变更浆的组成，使含电解质层30中的CB的含量为12重量％、PA的含量为3重量％、电解液中的TPAI的含量为0.5mol/dm³，除此之外，经过与实验例2-1同样的程序。此时，作为粒子(CB)和高分子化合物(PA)，使用CB上涂敷有PA的聚苯胺碳(CB+PA)，调制浆。这里使用的CB的体电阻为10Ωcm以下。

【0085】

(实施例3-2～3-10)

作为有机溶剂，代替MPN，使用碳酸丙烯酯(PC；实施例3-2)、N-甲基吡咯烷酮(NMP；实施例3-3)、戊醇(PNOH；实施例3-4)、喹啉(QN；实施例3-5)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF；实施例3-6)、γ-丁内酯(BL；实施例3-7)、二甘醇单丁基醚(DEGBE；实施例3-8)、二甲基亚砜(DMSO；实施例3-9)或者1，4-二噁烷(DOX；实施例3-10)，除此之外，经过与实施例3-1同样的程序。

【0086】

(比较例3)

代替固体电解质盐和有机溶剂，使用作为离子性液体的MPImI，除此之外，经过与实施例3-1同样的程序。

【0087】

对于这些实施例3-1～3-10和比较例3的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以比较例3的转换效率为100％，考察实施例的转换效率的相对值，得到表4所示的结果。

【0088】

【表4】

对置电极的导电层：Mo

【0089】

如表4所示，在含电解质层30含有CB的同时含有MPN等的有机溶剂中溶解有TPAI的电解液的实施例3-1～3-10中，比使用将为离子性液体的MPImI作为电解液的比较例3，转换效率的相对值增高。该结果表示，将作为固体电解质盐的TPAI溶解于有机溶剂的电解液，比离子性液体，含电解质层30中的导电性更高。

【0090】

由此，确认该色素敏化型太阳能电池中，确认通过半固体状的含电解质层30含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时含有碳粒子，不依赖于其有机溶剂的种类，即可维持良好的转换效率。

【0091】

另外，如果着眼于有机溶剂，则为具有氰基(＝MPN)、碳酸酯构造(＝PC)、环状酯构造(＝BL)、内酰胺构造(＝NMP)、酰氨基(＝DMF)、醇基(＝PNOH，DEGBE)、亚硫酰基(＝DMSO)、吡啶环(＝QL)或者环状醚构造(＝DOX)作为官能团的有机溶剂。另外，其中，使用MPN作为有机溶剂的实施例3-1中，转换效率的相对值最高。

【0092】

由此，暗示如果含电解质层30含有具有上述官能团中的至少一种的溶剂作为有机溶剂，则可获得高的转换效率。

【0093】

(实施例4-1～4-10)

由此，在金属氧化物半导体层12上担载色素13时，作为色素使用化1(2)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与实施例3-1～3-10同样的程序。

【0094】

(比较例4)

与实施例4-1～4-10同样，作为色素使用化1(2)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与比较例3同样的程序。

【0095】

对于这些实施例4-1～4-10和比较例4的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以比较例4的转换效率为100％，考察实施例的转换效率的相对值，得到表5所示的结果。

【0096】

【表5】

对置电极的导电层：Mo

【0097】

如表5所示，色素13含有化1(2)所示的化合物的情况下，也可获得与表4的结果同样的结果。即，含电解质层30在含有CB的同时含有MPN等的有机溶剂中溶解有TPAI的电解液的实施例4-1～4-10中，与将作为离子性液体的MPImI用作电解液的比较例4相比，转换效率的相对值变高。另外，此时使用的有机溶剂，作为官能团具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环或者环状醚构造。其中，在使用MPN作为有机溶剂的实施例4-1中，转换效率的相对值最高。

【0098】

(实施例5-1～5-10)

由此在金属氧化物半导体层12上担载色素13时，作为色素使用化1(3)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与实施例3-1～3-10同样的程序。

【0099】

(比较例5)

与实施例5-1～5-10同样，作为色素使用化1(3)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与比较例3同样的程序。

【0100】

对于这些实施例5-1～5-10和比较例5的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以比较例5的转换效率为100％，考察实施例的转换效率的相对值，得到表6所示的结果。

【0101】

【表6】

对置电极的导电层：Mo

【0102】

如表6所示，在色素13含有化1(3)所示的化合物的情况下，也可获得与表4的结果同样的结果。即，含电解质层30在含有CB的同时含有MPN等的有机溶剂中溶解有TPAI的电解液的实施例5-1～5-10中，与将作为离子性液体的MPImI用作电解液的比较例5相比，转换效率的相对值变高。另外，此时使用的有机溶剂，作为官能团具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环或者环状醚构造。其中，在使用MPN作为有机溶剂的实施例5-1中转换效率的相对值最高。

【0103】

(实施例6-1～6-10)

由此在金属氧化物半导体层12上担载色素13时，作为色素使用化2(1)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与实施例3-1～3-10同样的程序。

【0104】

(比较例6)

与实施例6-1～6-10同样，作为色素使用化2(1)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与比较例3同样的程序。

【0105】

对于这些实施例6-1～6-10和比较例6的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以比较例6的转换效率为100％，考察实施例的转换效率的相对值，得到表7所示的结果。

【0106】

【表7】

对置电极的导电层：Mo

【0107】

如表7所示，在色素13含有化2(1)所示的化合物的情况下，可获得与表4的结果同样的结果。即，含电解质层30在含有CB的同时含有MPN等的有机溶剂中溶解有TPAI的电解液的实施例6-1～6-10中，与将作为离子性液体的MPImI用作电解液的比较例6相比，转换效率的相对值变高。另外，此时使用的有机溶剂，作为官能团具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环或者环状醚构造。其中，在使用MPN作为有机溶剂的实施例6-1中转换效率的相对值最高。

【0108】

(实施例7-1～7-10)

由此在金属氧化物半导体层12上担载色素13时，作为色素使用化2(2)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与实施例3-1～3-10同样的程序。

【0109】

(比较例7)

与实施例7-1～7-10相同，作为色素使用化2(2)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与比较例3同样的程序。

【0110】

对于这些实施例7-1～7-10和比较例7的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以比较例7的转换效率为100％，考察实施例的转换效率的相对值，得到表8所示的结果。

【0111】

【表8】

对置电极的导电层：Mo

【0112】

如表8所示，色素13含有化2(2)所示的化合物的情况下，也可获得与表4的结果同样的结果。即，含电解质层30在含有CB的同时含有MPN等的有机溶剂中溶解有TPAI的电解液的实施例7-1～7-10中，与将作为离子性液体的MPImI用作电解液的比较例7相比，转换效率的相对值变高。另外，此时使用的有机溶剂，作为官能团具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环或者环状醚构造。其中，在使用MPN作为有机溶剂的实施例7-1中转换效率的相对值最高。

【0113】

(实施例8-1～8-10)

由此在金属氧化物半导体层12上担载色素13时，作为色素使用化3(1)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与实施例3-1～3-10同样的程序。

【0114】

(比较例8)

与实施例8-1～8-10同样，作为色素使用化3(1)所示的化合物来代替化1(1)所示的化合物，除此之外，经过与比较例3同样的程序。

【0115】

对于这些实施例8-1～8-10和比较例8的色素敏化型太阳能电池，测定转换效率，以比较例8的转换效率为100％，考察实施例的转换效率的相对值，得到表9所示的结果。

【0116】

【表9】

对置电极的导电层：Mo

【0117】

如表9所示，色素13含有化3(1)所示的化合物的情况下，也可获得与表4的结果同样的结果。即，含电解质层30在含有CB的同时含有MPN等的有机溶剂中溶解有TPAI的电解液的实施例8-1～8-10中，与将作为离子性液体的MPImI用作电解液的比较例8相比，转换效率的相对值变高。另外，此时使用的有机溶剂，作为官能团具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环或者环状醚构造。其中，在使用MPN作为有机溶剂的实施例8-1中转换效率的相对值最高。

【0118】

由上述表4～表9的结果，确认色素敏化型太阳能电池中，通过半固体状的含电解质层30含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时含有碳粒子，不依赖于色素13的种类、或有机溶剂的种类，可良好地维持转换效率。另外，暗示如果含电解质层30含有具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环和环状醚构造中的至少一种作为官能团的有机溶剂，则可获得高的转换效率。

【0119】

另外，由上述表1～表9的结果，确认本发明的光电转换元件中，通过半固体状的含电解质层30含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时含有粒子，不依赖于含电解质层30中的粒子的含量、电解液中的固体电解质盐的含量、有机溶剂的种类和高分子化合物等的有无、以及色素13的种类，不使用特殊的材料，即可提高耐久性，进而可良好地维持转换效率。应说明的是，虽然本实施例中未公开，但确认使用含有炭黑以外的碳材料的碳粒子、或其他的导电性粒子的情况下，也与上述结果同样，可提高耐久性，还可获得高的转换效率。将这些结果与上述本实施例的结果相比时，暗示作为含电解质层30含有的粒子，使用碳粒子时，可获得更高的转换效率。即，可认为碳粒子由于具有导电性，同时具有催化氧化还原反应的机能，因此比使用没有该机能、或者机能低的粒子的情况，含电解质层30中的氧化还原反应变得更加良好，可获得更高的转换效率。

【0120】

以上列举实施方式和实施例说明了本发明，但本发明并不限于上述实施方式和实施例中说明的方案，可进行各种的变形。例如，本发明的光电转换元件的使用用途不必限于已经说明的用途，也可以是其他的用途。其他的用途例如，可列举出光传感器等。

Claims

1.光电转换元件，其特征在于，具备：

具有担载有色素的担载体层的电极、和

在所述担载有色素的担载体层上形成的半固体状的含电解质层，

所述含电解质层在含有有机溶剂中至少溶解固体电解质盐而成的电解液的同时，含有粒子。

2.如权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，所述粒子在所述含电解质层中的含量为5重量％以上60重量％以下。

3.如权利要求1或2所述的光电转换元件，其特征在于，所述粒子含有碳粒子。

4.如权利要求3所述的光电转换元件，其特征在于，所述碳粒子的体电阻为10Ωcm、即0.1Ωm以下。

5.如权利要求3所述的光电转换元件，其特征在于，所述碳粒子为炭黑。

6.如权利要求1～5中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，所述电解液中的所述固体电解质盐的含量为0.13mol/dm³以上0.75mol/dm³以下。

7.如权利要求1～6中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，所述有机溶剂，作为官能团，具有氰基、碳酸酯构造、环状酯构造、内酰胺构造、酰氨基、醇基、亚硫酰基、吡啶环和环状醚构造中的至少一种。

8.如权利要求1～6中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，所述有机溶剂含有甲氧基丙腈、碳酸丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、戊醇、喹啉、N，N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜、1，4-二噁烷、甲氧基乙腈和丁腈中的至少一种。

9.如权利要求1～8中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，所述固体电解质盐，具有碘化物离子作为阴离子。

10.如权利要求1～9中任一项所述的光电转换元件，其特征在于，所述固体电解质盐具有季铵离子作为阳离子。