CN101878559A - 电解质组合物和使用其的光电转换元件 - Google Patents
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Abstract
用于色素增感型太阳能电池的本发明的电解质组合物是含有离子液体和溶剂的电解质组合物，上述溶剂包含含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物，相对于该电解质组合物的总量，该含有物的含量为5质量％～40质量％。
Description
技术领域
本发明涉及电解质组合物和使用其的光电转换元件。
本申请基于2007年11月30日在日本申请的特愿2007-311352号要求优先权，将其内容援用于此。
背景技术
色素增感型太阳能电池，一般为由瑞士的M.Graetzel等报道的结构。该色素增感型太阳能电池具有转换效率高、制造成本低等优点，作为新型的太阳能电池受到关注(例如，参照专利文献1、非专利文献1)。
作为色素增感型太阳能电池的简要构成，在透明的导电性的电极基板上具备作用极和与该作用极对向设置的对电极，该作用极具有由二氧化钛等氧化物半导体微粒(纳米粒子)构成并且附载了光增感色素的多孔膜，在这些作用极和对电极之间填充有含有氧化还原对的电解质。这种色素增感型太阳能电池作为通过吸收了太阳光等入射光的光增感色素而使氧化物半导体微粒增感，将包含可见光的光能转换为电力的光电转换元件而发挥作用。
对于以往使用的以乙腈等为溶剂的挥发性电解液，特别是在屋外等长期使用时，发生电解液的挥发。因此，电池特性变差，难以确保作为元件足够的寿命。在耐久性评价中，例如，对于无定形太阳能电池等，在85℃、85％RH湿热环境暴露下、-40℃～90℃的温度循环下，要求1000小时以上的稳定性。对此，通过将不挥发性且具有高电荷传输能力的离子液体应用于电解液，以解决溶剂挥发的问题的尝试受到关注(例如，参照非专利文献2)。
为了得到能量转换效率高，在高温环境下使用时能量转换效率也不下降的光增感型太阳能电池，提出了含有咪唑鎓盐、大于10wt％且小于等于50wt％的水或醇、和碘的电解质组合物(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：特许第2664194号公报
专利文献2：特开2002-289267号公报
非专利文献1：M.Graetzel等，Nature，(英国)，1991年，第737号，第353页
非专利文献2：N.Papageorgiou等，J.Electrochem.Soc.，(美国)，1996，第143(10)号，第3099页
发明内容
但是，一般而言，离子液体与乙腈等挥发性溶剂相比，粘度高，因此在电解质内的电荷传输速度慢，与使用了挥发性电解液时相比，存在输出降低的问题。将离子液体的粘度降低的尝试也盛行，但现实情况是同时具备低粘度和稳定性的材料仍限于一部分，达不到上述挥发性电解液的粘度水平。
此外，也报道了通过添加水使粘度降低了的离子液体，但指出水对元件的构成材料有可能给予各种影响，虽然初期性能提高，但确保耐久性未必容易。
进而，也有混合其他挥发性溶剂的尝试，但仍不能回避溶剂成分的挥发，特别是在上述的严格的耐久试验下难以维持稳定的耐久性。
本发明鉴于上述实际情况而完成，其目的在于提供初期性能高，并且耐久性优异的电解质组合物和使用其的光电转换元件。
本发明人为了解决上述课题，对于如果电解质组合物中含有溶剂，则维持稳定的耐久性变得困难的原因进行反复深入研究，结果认为溶剂的挥发性，特别是其蒸气压高有可能是主要原因。而且，本发明人进一步反复研究，发现通过以下的发明能够解决上述课题。
本发明的电解质组合物，是含有离子液体和溶剂的电解质组合物，上述溶剂包含含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物，相对于该电解质组合物的总量，该含有物的含量为5质量％～40质量％。
本发明的光电转换元件，具备上述电解质组合物作为电解质。
根据本发明，提供初期性能高，并且耐久性优异的电解质组合物和使用其的光电转换元件。
附图说明
图1是表示本发明的光电转换元件的一实施方式的截面图。
符号说明
1色素增感型太阳能电池(光电转换元件)
2电极基板
5附载有色素的氧化物半导体多孔膜
6作用极
7电解质层
8对电极
具体实施方式
以下基于实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的电解质组合物，是含有离子液体和溶剂的电解质组合物，上述溶剂包含含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物，相对于该电解质组合物的总量，该含有物的含量为5质量％～40质量％。
作为本发明中使用的离子液体，并无特别限定，可以例示室温下为液体的常温熔融盐。
作为常温熔融盐的阳离子，可以列举包含咪唑鎓系阳离子、吡咯烷鎓系阳离子、吡啶鎓系阳离子、铵系阳离子、鏻系阳离子、锍系阳离子等的盐类。
作为咪唑鎓系阳离子，可以列举例如1，3-二甲基咪唑鎓阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑鎓阳离子、1-丙基-3-甲基咪唑鎓阳离子、1-丁基-3-甲基咪唑鎓阳离子、1-己基-3-甲基咪唑鎓阳离子、1-辛基-3-甲基咪唑鎓阳离子、1-癸基-3-甲基咪唑鎓阳离子、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓阳离子、1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓阳离子、1-苯基甲基-3-甲基咪唑鎓阳离子等。
作为吡咯烷鎓系阳离子，可以列举例如1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓阳离子、1-己基-1-甲基吡咯烷鎓阳离子、1-辛基-1-甲基吡咯烷鎓阳离子等。
作为吡啶鎓系阳离子，可以列举例如1-乙基吡啶鎓阳离子、1-丁基吡啶鎓阳离子、1-己基吡啶鎓阳离子、1-丁基-3-甲基吡啶鎓阳离子、1-丁基-4-甲基吡啶鎓阳离子、1-丁基-3，4-二甲基吡啶鎓阳离子、1-丁基-3，5-二甲基吡啶鎓阳离子等。
作为铵系阳离子，可以列举例如乙基铵阳离子、丁基铵阳离子、三丁基铵阳离子、四丙基铵阳离子、四丁基铵阳离子、三甲基丙基铵阳离子等。
作为鏻系阳离子，可以列举例如三己基(十四烷基)鏻阳离子、四丁基鏻阳离子、三丁基(2-甲氧基乙基)鏻阳离子等。
作为锍系阳离子，可以列举例如三乙基锍阳离子、三丁基锍阳离子等。
作为常温熔融盐的阴离子，可以列举例如包含碘化物阴离子、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺阴离子、双(氟磺酰基)酰亚胺阴离子、双氰胺阴离子、硫氰酸根(硫氰酸)阴离子、四氰基硼酸根(四氰基硼酸)阴离子、三氰基甲烷阴离子、氯化物阴离子、溴化物阴离子、六氟磷酸根(六氟磷酸)阴离子、四氟硼酸根(四氟硼酸)阴离子、二甲基磷酸根阴离子、三氟甲磺酸阴离子、乙基硫酸根(乙基硫酸)阴离子等的盐类。
这些盐类可以使用1种或将2种以上混合使用。
作为本发明中使用的溶剂，包含含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物，该溶剂的蒸气压越低越优选。特别地，环丁砜及其衍生物的蒸气压足够低，因此能够有效地抑制溶剂挥发，能够维持稳定的耐久性。
作为溶剂中含有的环丁砜，具体地为四氢噻吩1，1-二氧化物、四亚甲基砜。
作为溶剂中含有的环丁砜的衍生物，并无特别限定，优选例如3-甲基环丁砜、2，4-二甲基环丁砜、2-氟代环丁砜、3-氟代环丁砜、3，4-氟代环丁砜、2，2，4-氟代环丁砜、2-氟丙基环丁砜、2-氟乙基环丁砜、4，5-二氢-3-甲基噻吩1，1-二氧化物、3，4-环氧四氢噻吩-1，1-二氧化物、2-甲基四氢噻吩1，1-二氧化物、四氢噻吩-3-醇-1，1-二氧化物、3-环丁烯砜、2，4-二甲基-3-环丁烯砜、反式-3，4-二羟基四氢噻吩-1，1-二氧化物、3-氯-2，5-二氢噻吩-1，1-二氧化物、N，N-二甲基四氢-3-噻吩胺1，1-二氧化物、4-氯-1，1-二氧代-四氢噻吩-3-醇、2，3-二氢-3-硫氰酸酯噻吩-1，1-二氧化物等。
这些环丁砜及其衍生物可以使用1种或将2种以上混合使用。
包含环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物的含量，相对于电解质组合物的总量，为5质量％～40质量％，优选为8质量％～25质量％，特别优选为10质量％～20质量％。该含有物的含量相对于电解质组合物的总量小于5质量％时，无法得到足够的添加效果。另一方面，该含有物的含量相对于电解质组合物的总量超过40质量％时，无法希望添加效果的增大，相反溶剂的挥发进展的担心增大。
包含环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物的含量优选8质量％～25质量％的理由在于，该含有物的含量如果在该范围内，则能够获得同时实现粘度降低产生的初期性能的增大、和抑制挥发引起的耐久性这两者的效果。此外，该含有物的含量特别优选10～20质量％的理由在于，能够获得同时实现进一步的粘度降低产生的初期特性的增大、和抑制挥发引起的耐久性这两者的效果。
本发明的电解质组合物可以添加不是必要成分的氧化还原对。本发明的电解质组合物适用于色素增感型太阳能电池等时，优选添加氧化还原对。
作为氧化还原对，并无特别限定，优选使用由碘化物离子(I-)、溴化物离子(Br-)、氯化物离子(Cl-)等卤化物离子和I3 -、I5 -、I7 -、Br3 -、Cl2I-、ClI2 -、Br2I-、BrI2 -等多卤化物离子组成的卤素系氧化还原对。
该卤素系氧化还原对，例如可以通过添加碘/碘化物离子、溴/溴化物离子等的对作为氧化还原对而得到。作为碘化物离子或溴化物离子的供给源，可以单独或复合地使用锂盐、季化咪唑鎓盐、四丁基铵盐等。
本发明的电解质组合物中，在不破坏电解质组合物的性状、特性的范围内，可根据需要添加叔丁基吡啶、N-甲基苯并咪唑、胍盐等各种添加物、溶剂。
本发明的电解质组合物中，根据需要通过适当添加高分子凝胶化剂、低分子凝胶化剂、各种纳米粒子、碳纳米管等凝胶化剂，也能够疑似固体化，制成所谓凝胶电解质。此外，制作本发明的电解质组合物时，优选在清洁室内、手套箱内、干燥状况下进行等，将异物、水等杂质除去。
上述电解质组合物，例如，优选用作色素增感型太阳能电池等光电转换元件中使用的电解质。
以往的电解质组合物中使用的溶剂的情况下，粘度高，元件的初期性能无法提高，或者耐久性不足，因此伴随时间的经过，电解质的导电性下降，存在光电转换元件的光电转换特性变差的问题。对此，对于上述电解质组合物，如下述的实施例中所示，初期性能和耐久性良好。此外，在液体和凝胶状的体系中均可提供初期性能高并且耐久性优异的电解质组合物。
在此，本说明书中表示初期性能的指标(以下称为初期性能指标)是成为对象的电解质组合物的光电转换效率的初期值(初期转换效率B)相对于使离子液体为1-己基-3-甲基咪唑鎓碘化物(以下表示为HMImI)、并且没有添加溶剂的电解质组合物的光电转换效率的初期值(基准初期转换效率A)的比率乘以100而得到的值(初期性能值C)。如果表示为式子，则为初期性能值C＝初期转换效率B/基准初期转换效率A×100。
表示耐久性的指标(以下称为耐久性指标)是成为对象的电解质组合物保持在85℃的恒温槽内经过1000小时后测定的光电转换效率的测定值(1000小时后转换效率D)相对于上述基准初期转换效率A的比率乘以100而得到的值(耐久性性能值E)。如果表示为式子，则为耐久性性能值E＝1000小时后的转换效率D/基准初期转换效率A×100。而且，耐久性性能值E相对于上述初期性能值C的比率乘以100而得到的值也成为表示耐久性指标的耐久性变化率F。如果表示为式子，则为耐久性性能值F＝耐久性性能值E/初期性能值C×100。
上述电解质组合物也可以为凝胶状，因此在制造工序、电池破损时等，即使电解质组合物露出也不会担心泄漏出(液体泄漏)，生产性、处理性优异。
其次，对使用了上述电解质组合物的光电转换元件的实施方案进行说明。
图1是作为本发明的光电转换元件的一实施方式，表示色素增感型太阳能电池的概要构成例的截面图。
该色素增感型太阳能电池1，在透明电极基板2上具备作用极6和与该作用极6对向设置的对电极8，该作用极6具有由氧化钛等氧化物半导体微粒构成并且附载了光增感色素的氧化物半导体多孔膜5，在这些作用极6和对电极8之间形成有填充了上述电解质组合物的电解质层7。
透明电极基板2，在玻璃板、塑料片等透明基材4上形成了由导电材料构成的导电层3。
作为透明基材4的材料，在用途上优选光透射性高的材料，除了玻璃以外，还可以使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)等透明塑料片等。
作为导电层3，从透明电极基板2的光透射率的观点出发，优选单独地使用添加锡的氧化铟(ITO)、氧化锡(SnO2)、添加氟的氧化锡(FTO)等透明的氧化物半导体，或者将它们多种复合使用。但是，并不特别限定于这些，从光透射率和导电性的观点出发，可以选择使用适合使用目的的适当的材料。此外，为了提高发电电流的集电效率，可以以不显著破坏透明电极基板2的光透射率的范围的面积率并用金、银、铂、铝、镍、钛等构成的金属配线层。使用金属配线层时，可以配置为格子状、条纹状、梳状等任意形状，以获得集电效率和入射光量的平衡。
作为形成导电层3的方法，可以使用对应导电层3的材料的公知的适当方法。例如，由ITO、FTO等氧化物半导体形成导电层3时，可以列举溅射法、CVD法、SPD法(喷射热分解堆积法)、蒸镀法等薄膜形成法。导电层3，考虑光透射性和导电性，通常形成0.05μm～2.0μm左右的膜厚。
氧化物半导体多孔膜5是将二氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、氧化锌(ZnO)、氧化铌(Nb2O5)等的1种或2种以上复合而成的以平均粒径1～1000nm的氧化物半导体微粒为主成分、厚度为0.5～50μm左右的多孔薄膜。
作为形成氧化物半导体多孔膜5的方法，可适用例如如下方法：对于将市售的氧化物半导体微粒分散在所需的分散介质中而成的分散液或者采用溶胶-凝胶法调制的胶体溶液，根据需要添加所需的添加剂后，采用丝网印刷法、喷墨印刷法、辊涂法、刮板法、旋涂法、喷涂法等公知的方法进行涂布，进行干燥、烧成。作为这以外的形成方法，可适用例如将电极基板2浸渍于胶体溶液中，采用电泳使氧化物半导体微粒附着到电极基板2上的电泳电镀法，将发泡剂混合于胶体溶液、分散液进行涂布后，进行烧结而多孔化的方法等。
附载于氧化物半导体多孔膜5上的增感色素并无特别限制，可以根据用途、氧化物半导体多孔膜的材料，从例如以具有包含联吡啶结构、三联吡啶结构等的配体的钌络合物、铁络合物，卟啉系、酞菁系的金属络合物为代表的，曙红、若丹明、部花青、香豆素等有机色素的衍生物等中适当选择使用。
作为对电极8，可以使用例如在由玻璃等非导电性材料构成的基板上形成了由ITO、FTO等导电性氧化物半导体构成的薄膜的产物，或者在基板上将金、铂、碳系材料等导电性材料蒸镀、涂布等，从而形成了电极的产物。此外，也可以是在ITO、FTO等导电性氧化物半导体的薄膜上形成了铂、碳、导电性高分子等的层的产物。
作为制作这样的对电极8的方法，可以列举例如在涂布氯铂酸后进行热处理，从而形成铂层的方法。或者可以是采用蒸镀法、溅射法在基板上形成铂层的方法。
作为在作用极6上形成由上述电解质组合物构成的电解质层7的方法，并无特别限定，可以列举例如在作用极6上每次少量滴下上述电解质组合物的方法。或者通过在作用极6或对电极8上等将电解质涂布等，也可形成电解质层7。进而，也可以是在两电极间的间隙利用毛细管现象等填充上述电解质组合物的方法等。采用这些方法，能够良好地使电解质组合物浸透到氧化物半导体多孔膜5的空隙中而填充。
以上所述得到的本发明的光电转换元件，构成电解质组合物的溶剂包含含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物，相对于电解质组合物的总量，该含有物的含量为5质量％～40质量％，因此耐久性优异，用于色素增感型太阳能电池等的光电转换元件时，不存在溶剂的挥发等引起的电解质的变质、损失，可以实现初期性能高，并且耐久性优异的光电转换特性。此外，如果使电解质组合物为凝胶状，则电解质从容器的间隙等的泄漏、光电转换元件破损时的散射等得到抑制，与使用了液状电解液时相比，成为耐久性等更优异的光电转换元件。
此外，使用本发明的光电转换元件制作的色素增感型太阳能电池，不存在溶剂的挥发等引起的电解质的变质、损失，可以实现初期性能高，并且耐久性优异的光电转换特性。此外，如果使电解质组合物为凝胶状，则电解质从容器的间隙等的泄漏、光电转换元件破损时的散射等得到抑制，与使用了液状电解液时相比，成为耐久性等更优异的色素增感型太阳能电池。
实施例
[实施例1～16]
<液状的电解质组合物的调制>
使用1-己基-3-甲基咪唑鎓碘化物(HMImI)作为离子液体，在该离子液体中溶解0.45M的碘、0.1M的硫氰酸胍、0.5M的N-甲基苯并咪唑，从而调制含有碘/碘化物离子作为氧化还原对的电解液。
在上述电解液中，作为溶剂分别加入环丁砜、2-甲基环丁砜、3-甲基环丁砜、2，4-二甲基-3-环丁砜、3-羟基环丁砜、3-环丁烯砜、2，4-二甲基-3-环丁烯砜以使任一个的含量相对于电解质组合物总量如表1所示，得到实施例1～16的电解质组合物。
该电解质组合物中，作为可忽略的杂质，水等相对于电解质组合物总量含有小于1％。
<实施例涉及的光电转换元件的制作>
在带有FTO膜的玻璃基板的FTO膜(导电层)侧的表面，采用丝网印刷涂布氧化钛糊剂(PST21NR、触媒化成工业社制)，干燥后在500℃下加热处理1小时，从而形成了二氧化钛多孔电极。将其在含有钌络合物(N719色素)的溶液中浸渍24小时以上，使增感色素附载到二氧化钛粒子表面，制作作用极。
此外，作为对电极，准备采用溅射法设置了由铂构成的催化剂层的FTO玻璃电极基板。
在作用极和对电极之间，配置厚30μm的热熔片材(Himilan、Mitsui-DuPont Polychemical公司制)，将作用极和对电极粘合。
从电解液注入口，在作用极和对电极之间分别注入实施例1～16的上述电解质组合物而形成电解质层，封闭注入口，制作成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
应予说明，电解质组合物的注入、封闭全部在水分量控制为1ppm以下的手套箱内进行。
[比较例1～6]
<液状的电解质组合物的调制>
与实施例1同样地调制电解液。
在该电解液中分别加入表1所示的环丁砜、γ-丁内酯或碳酸丙二酯作为溶剂，任一种的含量相对于电解质组合物总量如表1所述，得到比较例1-6的电解质组合物。该电解质组合物中，作为可忽略的杂质，水等相对于电解质组合物总量含有小于1％。
<比较例1～6所涉及的光电转换元件的制作>
除了在作用极和对电极之间注入比较例1～6的上述电解质组合物而形成电解质层以外，与实施例1同样地制作成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
<试验电池的光电转换特性>
如上所述，对于制作的各个试验电池(实施例1～16和比较例1～6)，基于上述初期性能指标和上述耐久性指标，测定初期性能值C、耐久性性能值E和耐久性变化率F。
将结果示于表1。
[表1]
[实施例17]
除了使用1-丙基-3-甲基咪唑鎓碘化物(以下表示为PMImI)作为离子液体以外，与实施例4同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
[比较例7]
除了使用PMImI作为离子液体以外，与比较例1同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
如上所述，对于制作的各个试验电池(实施例17和比较例7)，基于上述初期性能指标和上述耐久性指标，测定初期性能值C、耐久性性能值E和耐久性变化率F。
将结果示于表2。
[表2]
[实施例18]
除了使用1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺(以下表示为EMImFSI)作为离子液体以外，与实施例4同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
[比较例7]
除了使用EMImFSI作为离子液体以外，与比较例1同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
如上所述，对于制作的各个试验电池(实施例18和比较例8)，基于上述初期性能指标和上述耐久性指标，测定初期性能值C、耐久性性能值E和耐久性变化率F。
将结果示于表3。
[表3]
[实施例19]
除了使用将PMImI和1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氰基硼酸盐(以下表示为EMImTCB)以PMImI∶EMImTCB＝6∶4的比例混合的产物(以下表示为PMImI+EMImTCB)作为离子液体以外，与实施例4同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
[比较例9]
除了使用PMImI+EMImTCB作为离子液体以外，与比较例1同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
如上所述，对于制作的各个试验电池(实施例19和比较例9)，基于上述初期性能指标和上述耐久性指标，测定初期性能值C、耐久性性能值E和耐久性变化率F。
将结果示于表4。
[表4]
[实施例20]
除了使用将EIMImFSI和1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐(以下表示为EMImEtS)以EIMImFSI∶EMImEtS＝6∶4混合的产物(以下表示为EIMImFSI+EMImEtS)作为离子液体以外，与实施例4同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
[比较例10]
除了使用EIMImFSI+EMImEtS作为离子液体以外，与比较例1同样地制作电解质组合物和成为试验电池的色素增感型太阳能电池。
如上所述，对于制作的各个试验电池(实施例20和比较例10)，基于上述初期性能指标和上述耐久性指标，测定初期性能值C、耐久性性能值E和耐久性变化率F。
将结果示于表5。
[表5]
[实施例21、比较例11]
<凝胶状的电解质组合物的调制>
与实施例1同样地调制电解液。
在该电解液中加入环丁砜作为溶剂，使相对于电解质组合物的总量，环丁砜的含量为表6中所示的值。进而以相对于电解质组合物的总量，二氧化硅(SiO2)纳米粒子的含量为5质量％的方式加入，制作准固体化的(凝胶状的)实施例21和比较例11的电解质组合物。
<光电转换元件的制作>
为了在作用极上形成电解质层，分别将准固体化的上述实施例21和比较例11的各电解质组合物涂布到作用极的氧化物半导体多孔膜上，进而使上述对电极重合，进行封装，除此以外，与实施例1同样地分别制作成为实施例21的试验电池和比较例11的试验电池的色素增感型太阳能电池。
<试验电池的光电转换特性>
如上所述，对于制作的各个试验电池(实施例21和比较例11)，基于上述初期性能指标和上述耐久性指标，测定初期性能值C、耐久性性能值E和耐久性变化率F。
将结果示于表6。
[表6]
由表1～6的结果可知，使用了本发明的电解质组合物，即在各离子溶液(HMImI、PMImI、EMImFSI、PMImI+EMImITCB、EIMImFSI+EMImEtS)中使用环丁砜或其衍生物，相对于电解质组合物总量，环丁砜或其衍生物的含量为5质量％以上、40质量％以下的电解质组合物的实施例1～21的试验电池，分别与比较例1～11相比，得到良好的初期性能和耐久性。
此外，由表1的结果可知，如果相对于电解质组合物的总量，环丁砜的含量小于5质量％，则效果减小。
<大面积的光电转换元件的制作>
在140mm×140mm的带FTO膜的玻璃基板的FTO膜(导电层)侧的表面，采用丝网印刷涂布氧化钛糊(PST21NR、触媒化成工业社制)，干燥后，在500℃下加热处理1小时，从而形成氧化钛多孔层。同时在基板上形成了由银的印刷电路构成的集电配线。使该集电配线的电路宽为300μm，使膜厚为10μm。为了避免碘电解液引起的腐蚀，用致密的保护膜被覆银配线。通过将其在含有钌络合物(N719色素)的溶液中浸渍24小时以上，使增感色素附载在二氧化钛粒子表面，制作作用极。
此外，作为对电极，准备采用溅射法在厚40μm的钛箔上设置了由铂构成的催化剂层的对电极。
为了在作用极上形成电解质层，分别将准固体化的上述实施例21和比较例11的各电解质组合物涂布在作用极的氧化物半导体多孔膜上，再使上述对电极重合，进行封装。采用以上的顺序，分别制作成为实施例的试验电池和比较例的试验电池的色素增感型太阳能电池。
再有，电解质组合物的注入、封装全部在将水分量控制为1ppm以下的手套箱内进行。
<试验电池的光电转换特性>
测定如上所述制作的试验电池的光电转换特性。
对于该试验电池，测定光电转换效率的初期值(初期转换效率)和在85℃的恒温槽内保持并经过1000小时后的光电转换效率，对初期值和经过1000小时后的值进行比较。
其结果，对于该实施例的试验电池，得到良好的输出、稳定性。
由以上的结果可知，在液状的电解质组合物和凝胶状的电解质组合物的体系中，由于均是使用含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物作为溶剂，相对于电解质组合物的总量，该含有物的含量为5质量％～40质量％的电解质组合物，因此即使将本发明的电解质组合物应用于大面积的光电转换元件时，也能得到稳定的特性。
此外，若是使用含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物作为溶剂，相对于电解质组合物的总量，该含有物的含量为8质量％～25质量％的电解质组合物，可知能够获得同时实现粘度下降产生的初期性能的增大、和抑制挥发产生的耐久性的这两种效果。
此外，若是使用含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物作为溶剂，相对于电解质组合物的总量，该含有物的含量为10质量％～20质量％的电解质组合物，可知能够获得同时实现进一步的粘度下降产生的初期性能的增大、和抑制挥发产生的耐久性的这两种效果。即，确认了本发明的电解质组合物产生的有效性。
产业上的利用可能性
本发明的电解质组合物可优选用作例如色素增感型太阳能电池等光电转换元件中使用的电解质。此外，期待可用作具有电或电化学作用的各种元件的电解质。
Claims (2)
1.一种电解质组合物，其特征在于，是含有离子液体和溶剂的电解质组合物，上述溶剂包含含有环丁砜及其衍生物的至少一方的含有物，相对于该电解质组合物的总量，该含有物的含量为5质量％～40质量％。
2.一种光电转换元件，其特征在于，具备权利要求1所述的电解质组合物作为电解质。
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