CN102549835B - 色素敏化型太阳能电池 - Google Patents

色素敏化型太阳能电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102549835B
CN102549835B CN201080037153.3A CN201080037153A CN102549835B CN 102549835 B CN102549835 B CN 102549835B CN 201080037153 A CN201080037153 A CN 201080037153A CN 102549835 B CN102549835 B CN 102549835B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dye
solar cell
base material
dielectric substrate
sensitized solar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080037153.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102549835A (zh
Inventor
井上功
小保内直博
大川晃次郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Publication of CN102549835A publication Critical patent/CN102549835A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102549835B publication Critical patent/CN102549835B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • H01G9/2077—Sealing arrangements, e.g. to prevent the leakage of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • H01G9/2081—Serial interconnection of cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2095—Light-sensitive devices comprising a flexible sustrate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
    • H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
    • H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

本发明目的是提供采用简易的方法防止反电子移动、显著改善发电效率的色素敏化型太阳能电池。可以通过以下本发明解决技术问题。本发明太阳能电池具有：具有基材和在所述基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材，与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向地配置、具有作为电极的功能的对电极基材，在所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对电极基材之间形成的电解质层，在所述色素敏化型太阳能电池用基材或所述对电极基材的任一种上层叠、并且与所述电解质层相接地形成、包含在表面负载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层，以及以将所述电解质层密封的方式形成的密封材料，其中，所述电解质层和所述多孔质层的宽度不同，并且所述密封材料以将所述电解质层的端部和所述多孔质层的端部覆盖、而且所述电解质层与层叠所述多孔质层的基材的表面不相接的方式形成。

Description

色素敏化型太阳能电池
技术领域
本发明涉及色素敏化型太阳能电池。
背景技术
近年来，以二氧化碳的增加为原因的地球温暖化等环境问题成为深刻的问题，世界范围在研究其对策。其中，进行了关于对环境的负荷小、作为清洁的能源利用了太阳光能的太阳能电池的积极的研究开发。作为这样的太阳能电池，单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池和化合物半导体太阳能电池等已实用化，但这些太阳能电池具有制造成本高等问题。因此，作为环境负荷小并且能够削减制造成本的太阳能电池，色素敏化型太阳能电池受到关注，正进行研究开发。
将色素敏化型太阳能电池的一般的构成的一例示于图7。如图7(a)中例示那样，一般的色素敏化型太阳能电池100具有如下构成：在基材111上层叠了第1电极层112的色素敏化型太阳能电池用基材110与具有作为电极的功能的对电极基材120之间，将包含担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层102和电解质层101在密封材料103的内侧形成。而且，在多孔质层102中的金属氧化物半导体微粒的表面吸附的色素敏化剂通过从基材111侧接受太阳光而被激发，被激发的电子传导到第1电极层，通过外部电路向对电极基材传导。然后，通过氧化还原电对，电子返回到色素敏化剂的基底能级，从而发电。作为这样的色素敏化型太阳能电池，上述多孔质层由多孔二氧化钛构成、使色素敏化剂的含量增加的Gratzel电池为代表性的，作为发电效率高的色素敏化型太阳能电池，已成为了广泛研究的对象。需要说明的是，作为色素敏化型太阳能电池，也已知如图7(b)中例示那样，以多孔质层102与对电极基材120侧相接的方式形成的具有所谓“反结构电池型”的构成的色素敏化型太阳能电池。
上述的色素敏化型太阳能电池中，作为使其发电效率降低的要因之一，存在“反电子移动”这样的问题。该反电子移动意味着电子从电极向电解质层流动的现象。例如，以图7(a)中例示的色素敏化型太阳能电池为例，所谓反电子移动，是电子从第1电极层112向电解质层101流动的现象，以图7(b)中例示的色素敏化型太阳能电池为例，意味着电子从对电极基材120向电解质层101流动的现象。
作为防止这样的反电子移动的方法，已知以例如图7(a)中所示的色素敏化型太阳能电池为例，将层叠了第1电极层的基材、或者将第1电极层和多孔质层层叠的基材浸入四氯化钛溶液和/或四异丙醇钛溶液中，在第1电极层和多孔质层表面形成致密的氧化钛层，从而防止电解质层与第1电极层相接的方法(例如专利文献1～2)。此外，还已知以将第1电极层的表面覆盖的方式形成多孔质层的方法(例如专利文献3)。但是，对于前者的方法，为了形成来自四氯化钛的层，需要在高热下的加热处理，因此形成这样的层的情况下，具有不能使用具有柔性的树脂制基板作为基板的缺点。此外，对于后者的方法，多孔质层如其名称所述，成为了多孔质体，因此如果使用液体的电解质层，则存在电解液泄漏的致命的问题。
由此，对于反电子移动，虽然公知其使色素敏化型太阳能电池的发电效率降低，但防止其发生的有效的手段尚未确立。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-157397号公报(例如[0046]段落)
专利文献2：日本特开2007-073346号公报(例如[0033]段落)
专利文献3：日本特开2006-19072号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明人鉴于围绕反电子移动这样的状况，对于其有效的防止手段进行了深入研究，结果有以下发现。已弄清，以图7(a)中例示的色素敏化型太阳能电池为例进行说明，反电子移动在电解质层与第1电极层相接的位置产生，作为具有通常的结构的色素敏化型太阳能电池中作为第1电极层与电解质层相接的位置，限于电解质层介由多孔质层与第1电极层间接地相接的多孔质层与第1电极层的界面(图7(a)中用A表示的界面)和电解质层与第1电极层直接接触的电解质层与第1电极层的界面(图7(a)中用B表示的界面)。而且，将这些的界面的面积进行比较，前者的界面与后者的界面相比，面积压倒性地大，因此预测要防止反电子移动，使前者的界面减少是高效的。但是，本发明人进一步深入研究，结果发现，虽然电解质层与第1电极层的界面与第1电极层与多孔质层的界面相比，只具有非常微小的面积，但是明确了该电解质层与第1电极层的界面才是因反电子移动而使发电效率降低的主要原因。因此，发现了通过防止在该界面的反电子移动，能够显著地改善发电效率。
这点在图7(b)中例示的反结构单元型的色素敏化型太阳能电池中也同样地适用，在电解质层与对电极基材相接的界面处的反电子移动是使发电效率降低的主要原因，发现通过防止在该界面的反电子移动，能够显著地改善发电效率。
而且，尝试了以第1电极层或对电极基材与电解质层不直接地相接的方式，如图8(a)、(b)中所示那样，以将多孔质层102和电解质层101的端部以及第1电极层112或对电极基材120的表面覆盖的方式形成密封材料103，但如果只是单纯地这样形成密封材料，可知渗入密封材料和多孔质层的边界的电解质层仍到达第1电极层或对电极基材，不能完全地防止反电子移动。
本发明基于这样的状况和研究过程而完成，其目的在于提供采用简易的方法防止反电子移动、显著改善发电效率的色素敏化型太阳能电池。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明提供色素敏化型太阳能电池，其具有：具有基材和在上述基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材，与上述色素敏化型太阳能电池用基材对向地配置、具备作为电极的功能的对电极基材，在上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对电极基材之间形成的电解质层，在上述色素敏化型太阳能电池用基材的第1电极层上层叠并且与上述电解质层相接地形成、包含表面担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层，以及以将上述电解质层密封的方式形成的密封材料；其特征在于，上述电解质层和上述多孔质层的宽度不同，并且以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，而且上述电解质层与上述第1电极层不相接的方式形成上述密封材料。
根据本发明，以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，而且上述电解质层与上述第1电极层不相接的方式形成上述密封材料，由此在本发明的色素敏化型太阳能电池中能够使电解质层与第1电极层直接相接的位置(图7(a)中用B表示的界面)不存在。
此外，上述电解质层与上述多孔质层的宽度不同，从而能够使多孔质层和密封材料的界面距离变长，因此即使电解质层渗入密封材料和多孔质层的间隙也能够防止到达第1电极层。因此，根据本发明，能够防止电解质层与第1电极层直接相接引起的反电子移动。
由此，根据本发明，能够得到采用简易的方法防止反电子移动、显著改善发电效率的色素敏化型太阳能电池。
此外，本发明提供色素敏化型太阳能电池，其具有：具有基材和在上述基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材，与上述色素敏化型太阳能电池用基材对向地配置、具备作为电极的功能的对电极基材，在上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对电极基材之间形成的电解质层，在上述对电极基材上层叠并且与上述电解质层相接地形成、包含表面担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层，以及以将上述电解质层密封的方式形成的密封材料；其特征在于，上述电解质层和上述多孔质层的宽度不同，并且以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖、而且上述电解质层与上述对电极基材的表面不相接的方式形成上述密封材料。
根据本发明，以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，而且上述电解质层与上述对电极基材不相接的方式形成上述密封材料，从而在本发明的色素敏化型太阳能电池中能够使电解质层与对电极基材直接相接的位置(图7(b)中用B表示的界面)不存在。
此外，上述电解质层与上述多孔质层的宽度不同，从而能够使多孔质层和密封材料的界面距离变长，因此即使电解质层渗入密封材料与多孔质层的间隙也能够防止到达对电极基材。因此，根据本发明，能够防止电解质层和对电极基材直接相接引起的反电子移动。
由此，根据本发明，能够采用简易的方法得到防止反电子移动、显著改善发电效率的色素敏化型太阳能电池。
本发明中，优选上述电解质层的宽度比上述多孔质层的宽度窄。这是因为，由此能够用简易的工序制造本发明的色素敏化型太阳能电池。
此外，本发明中，优选上述电解质层和上述多孔质层的宽度之差为0.5mm～5mm的范围内。这是因为，如果电解质层与多孔质层的宽度之差比上述范围小，有时制作色素敏化型太阳能电池变得困难。此外，还因为存在多孔质层与密封材料的界面距离变短，电解质层渗入多孔质层与密封材料的间隙而到达第1电极层或对电极基材，不能完全防止反电子移动的可能性。如果电解质层与多孔质层的宽度之差比上述范围大，则因为有助于发电的多孔质层的面积变小，即使防止反电子移动，也有可能使发电效率显著提高变得没有希望。
发明的效果
本发明的色素敏化型太阳能电池，产生了如下效果：用简易的方法防止反电子移动，发电效率显著地改善，具有优异的特性。
附图说明
图1是表示本发明的第1方案的色素敏化型太阳能电池的一例的示意剖面图。
图2是表示本发明的第1方案的色素敏化型太阳能电池的另一例的示意剖面图。
图3是说明本发明的色素敏化型太阳能电池中的多孔质层和电解质层的宽度之差的示意图。
图4是表示本发明的第1方案的色素敏化型太阳能电池的另一例的示意剖面图。
图5是表示制造本发明的第1方案的色素敏化型太阳能电池的方法的一例的示意图。
图6是表示本发明的第2方案的色素敏化型太阳能电池的一例的示意剖面图。
图7是表示一般的色素敏化型太阳能电池的一例的示意图。
图8是表示一般的色素敏化型太阳能电池的另一例的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的色素敏化型太阳能电池详细说明。
本发明的色素敏化型太阳能电池，根据多孔质层形成的位置，可大致分为2种方案。
因此，以下分各方案对本发明的色素敏化型太阳能电池进行说明。
A.第1方案的色素敏化型太阳能电池
1.色素敏化型太阳能电池
本发明的第1方案的色素敏化型太阳能电池，其具有：具有基材和在上述基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材，与上述色素敏化型太阳能电池用基材对向地配置、具备作为电极的功能的对电极基材，在上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对电极基材之间形成的电解质层，在上述色素敏化型太阳能电池用基材的第1电极层上层叠并且与上述电解质层相接地形成，包含在表面担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层，以及以将上述电解质层密封的方式形成的密封材料；其特征在于，上述电解质层和上述多孔质层的宽度不同，并且以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，而且上述电解质层与上述第1电极层不相接的方式形成上述密封材料。
对于这样的本方案的色素敏化型太阳能电池，参照附图进行说明。图1是表示本方案的色素敏化型太阳能电池的一例的示意剖面图。如图1中例示那样，本方案的色素敏化型太阳能电池10具有：具有基材1a和在上述基材1a上形成的第1电极层1b的色素敏化型太阳能电池用基材1，与上述色素敏化型太阳能电池用基材1对向地配置、具备作为电极的功能的对电极基材2，在上述色素敏化型太阳能电池用基材1和上述对电极基材2之间形成的电解质层3，在上述色素敏化型太阳能电池用基材1的第1电极层1b上层叠并且与上述电解质层3相接地形成、包含表面担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层4，以及以将上述电解质层3密封的方式形成的密封材料5。
这样的实例中，本方式的色素敏化型太阳能电池10，上述电解质层3与上述多孔质层4的宽度不同，并且密封材料5以将上述电解质层3和多孔质层4的端部覆盖，而且上述电解质层3与上述第1电极层1b不相接的方式形成。
根据本方案，上述密封材料以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，而且上述电解质层与上述第1电极层不相接的方式形成，本方案的色素敏化型太阳能电池中电解质层与第1电极层直接相接的位置(图7(a)中用B表示的界面)不存在。
此外，上述电解质层与上述多孔质层的宽度不同，由此能够使多孔质层与密封材料的界面距离变长，因此即使电解质层渗入多孔质层与密封材料的间隙也能够防止到达第1电极层。因此，根据本方案，能够防止电解质层与第1电极层直接相接引起的反电子移动。
由此，根据本方案，能够采用简易的方法防止反电子移动，得到显著改善发电效率的色素敏化型太阳能电池。
本方案的色素敏化型太阳能电池，以上述多孔质层与上述电解质层的宽度不同作为特征之一。
本方案中，对于电解质层与多孔质层的宽度不同的方案，参照附图进行说明。图2是对于在本方案的色素敏化型太阳能电池中多孔质层与电解质层的宽度不同的方案进行说明的示意剖面图。如图2中例示那样，作为本方案的色素敏化型太阳能电池中多孔质层与电解质层的宽度不同的方案，可以是多孔质层4的宽度比电解质层3的宽度宽的方案(图2(a))，或者可以是电解质层3的宽度比多孔质层4的宽度宽的方案(图2(b))。
本方案中，作为多孔质层与电解质层的宽度不同的方案，上述的任何方案都能适合地使用，但通常优选为电解质层的宽度比多孔质层的宽度窄的方式。这是因为，由此能够用简易的工序制造本方式的色素敏化型太阳能电池。
此外，作为本方式中的上述电解质层与上述多孔质层的宽度之差，只要是使多孔质层与密封材料的界面距离变长，即使电解质层渗入多孔质层与密封材料的间隙也能够防止到达第1电极层的范围内，则并无特别限定。具体的宽度之差因电解质层的形态、组成等确定，不能一概而论，其中本方式中，优选为0.5mm～5mm的范围内，更优选为1mm～4mm的范围内，进一步优选为1mm～2mm的范围内。这是因为，如果电解质层与多孔质层的宽度之差比上述范围小，有时多孔质层与密封材料的界面距离变短，电解质层渗入多孔质层与密封材料的间隙而到达第1电极层，电解质层与第1电极层会直接接触。另外，如果电解质层与多孔质层的宽度之差比上述范围大，则由于有助于发电的多孔质层的面积变小，即使防止反电子移动，也有可能使发电效率显著的提高变得没有希望。
需要说明的是，上述电解质层与多孔质层的宽度之差，意味着从任意的一端的电解质层的端部到多孔质层的端部的距离。图3为对上述电解质层与多孔质层的宽度之差进行说明的示意图。如图3(a)、(b)中所示，本方式中的上述电解质层3与多孔质层4的宽度之差意味着从电解质层3的端部到多孔质层4的端部的距离X。
2.电解质层
接下来，对本方式中使用的电解质层进行说明。本方式中使用的电解质层在本方式的色素敏化型太阳能电池中色素敏化型太阳能电池用基材与对电极基材之间形成。此外，本方式中使用的电解质层，其特征在于，以其宽度与多孔质层的宽度不同的方式形成。
本方式中使用的电解质层可以是由凝胶状、固体状或液体状的任何形态构成的电解质层。此外，本方式中使用的电解质层可含有氧化还原电对，或者也可以不含有。使用氧化还原电对的情况下，作为本方式中使用的氧化还原电对，只要是一般地用于色素敏化型太阳能电池的电解质层的氧化还原电对，则并无特别限定，其中优选为碘和碘化物的组合、溴和溴化物的组合。
作为上述氧化还原电对在本方式中使用的碘和碘化物的组合，可以列举例如LiI、NaI、KI、CaI2等金属碘化物与I2的组合。
此外，作为上述溴和溴化物的组合，可以列举例如LiBr、NaBr、KBr、CaBr2等金属溴化物与Br2的组合。
此外，使电解质层为液体状的情况下，可以将例如乙腈、甲氧基乙腈、碳酸亚丙酯等作为溶剂，可以将含有氧化还原电对的液体、同样以咪唑鎓盐作为阳离子的离子性液体作为溶剂。
另一方面，使电解质层为凝胶状的情况下，可以是物理凝胶和化学凝胶的任何凝胶。其中，物理凝胶是利用物理的相互作用在室温附近凝胶化的产物，化学凝胶是通过交联反应等以化学键形成凝胶的物质。
此外，作为固体状的电解质层，可以列举例如包含CuI、聚吡咯、聚噻吩等的电解质层。
3.多孔质层
接下来，对本方式中使用的多孔质层进行说明。本方式中使用的多孔质层含有在表面担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒，在后述的色素敏化型太阳能电池用基材的第1电极层上层叠，并且以与上述电解质层相接的方式形成。
(金属氧化物半导体微粒)
作为本方式中使用的金属氧化物半导体微粒，只要由具有半导体特性的金属氧化物而成，则并无特别限定。作为构成本方式中使用的金属氧化物半导体微粒的金属氧化物，可以列举例如TiO2、ZnO、SnO2、ITO、ZrO2、MgO、Al2O3、CeO2、Bi2O3、Mn3O4、Y2O3、WO3、Ta2O5、Nb2O5、La2O3等。这些金属氧化物半导体微粒，适合形成多孔性的多孔质层，能够实现能量转换效果的提高、成本的削减，因此适合在本方式中使用。
本方案中使用的金属氧化物半导体微粒，可全部由相同的金属氧化物形成，或者也可使用2种以上由不同的金属氧化物形成的微粒。此外，本方案中使用的金属氧化物半导体微粒可形成以一种作为核微粒，用其他的金属氧化物半导体形成包含核微粒的壳这样的核壳结构。
其中，本方案中，最优选使用由TiO2形成的金属氧化物半导体微粒。这是因为TiO2的半导体特性特别优异。
作为本方案中使用的金属氧化物半导体微粒的平均粒径，只要是能够使多孔质层的比表面积为所需的范围内的程度，则并无特别限定，通常，优选1nm～10μm的范围内，特别优选为10nm～1000nm的范围内。这是因为，如果平均粒径比上述范围小，则有时各个金属氧化物半导体微粒凝聚而形成二次粒子，此外，如果平均粒径比上述范围大，则不仅多孔质层厚膜化，而且有可能多孔质层的多孔度、即比表面积减小。其中，如果多孔质层的比表面积变小，例如，有时难以使对于进行光电转换足够的色素敏化剂担载于多孔质层。
需要说明的是，上述金属氧化物半导体微粒的平均粒径表示一次粒径。
此外，本方案中，作为上述金属氧化物半导体微粒，可全部使用相同的平均粒径的金属氧化物半导体微粒，或者，可以使用2种以上平均粒径不同的多种金属氧化物半导体微粒。通过将平均粒径不同的金属氧化物半导体微粒并用，具有能够提高多孔质层中的光散射效果，存在能够使本方案的色素敏化型太阳能电池成为发电效率优异的色素敏化型太阳能电池的优点。
本方案中，使用2种以上平均粒径不同的金属氧化物半导体微粒的情况下，作为不同平均粒径的组合，可例示例如平均粒径在10nm～50nm的范围内的金属氧化物半导体微粒和平均粒径在50nm～800nm的范围内的金属氧化物半导体微粒的组合。
(色素敏化剂)
作为本方案中使用的色素敏化剂，只要能够吸收光并产生电动势，则并无特别限定。作为这样的色素敏化剂，可以列举有机色素或金属络合物色素。作为上述有机色素，可以列举吖啶系、偶氮系、硫靛系、醌系、香豆素系、部花青系、苯基呫吨系的色素。本方案中，这些有机色素中，优选使用香豆素系色素。此外，作为上述金属络合物色素，优选使用钌系色素，特别优选使用作为钌络合物的钌联吡啶色素和钌三联吡啶色素。这是因为，这样的钌络合物，由于吸收的光的波长范围宽，因此可使能够光电转换的光的波长范围大幅地变宽。
(任意的成分)
本方案中使用的多孔质层中，除了上述金属氧化物半导体微粒以外，可含有任意的成分。作为本方案中使用的任意的成分，可以列举例如粘结剂树脂。这是因为，通过在上述多孔质层中含有粘结剂树脂，能够使本方案中使用的多孔质层成为脆性低的多孔质层。
作为本方案中能够用于多孔质层的粘结剂树脂，只要能够使多孔质层的脆性达到所需的程度，则并无特别限定。本方案中，由于多孔质层与电解质层相接地形成，因此使用具备对于电解质层的耐性的粘结剂树脂变得必要。作为这样的粘结剂树脂，可以列举例如聚乙烯基吡咯烷酮、乙基纤维素、己内酰胺等。
需要说明的是，本方案中使用的粘结剂树脂可以只为1种，或者可以是2种以上。
(其他)
本方案中使用的多孔质层的厚度，可根据本方案的色素敏化型太阳能电池的用途适当确定，并无特别限定。其中，本方案中的多孔质层的厚度，通常，优选为1μm～100μm的范围内，特别优选为3μm～30μm的范围内。这是因为，如果多孔质层的厚度比上述范围厚，有时易于引发多孔质层自身的凝聚破坏，容易形成膜电阻。还因为，如果多孔质层的厚度比上述范围薄，则难以形成厚度均一的多孔质层，担载色素敏化剂的量变少，不能充分地吸收太阳光，因此有可能变得性能不良。
本方案中的多孔质层可以是由单一的层而成的构成，也可以是将多个层层叠而成的构成。作为具有将多个层层叠而成的构成的多孔质层，可根据本方案中使用的色素敏化型太阳能电池用基材的制造方法等来适当选择、采用任意的构成。作为这样的构成，可以列举例如多孔质层，由与上述第1电极层相接的氧化物半导体层以及在上述氧化物半导体层上形成并且空孔率比上述氧化物半导体层高的介在层组成的2层结构的方案。这是因为，通过多孔质层具有由这样的氧化物半导体层和介在层组成的2层结构，能够采用所谓转印法容易地制作本方案中使用的多孔质层。即，本方案中使用的多孔质层，也可以采用通过在耐热基板上进行烧成而在耐热基板上形成多孔质层和第1电极层后，将这些层转印到基材上的方法制作，通过使本方案中的多孔质层成为由上述的氧化物半导体层和介在层组成的2层结构，能够在不降低多孔质层的性能的情况下使耐热基板与多孔质层的密合力降低，结果采用转印方式制作本方案中使用的色素敏化型太阳能电池用基材变得容易。
使多孔质层具有上述氧化物半导体层和上述介在层的2层结构的情况下，作为氧化物半导体层与介在层的厚度比，并无特别限定，其中优选氧化物半导体层的厚度∶介在层的厚度为10∶0.1～10∶5的范围内，更优选为10∶0.1～10∶3的范围内。
作为上述氧化物半导体层的空孔率，优选为10％～60％的范围内，特别优选为20％～50％的范围内。这是因为，如果氧化物半导体层的空孔率比上述范围小，例如，有可能在多孔质层中不能有效地吸收太阳光。此外，如果比上述范围大，有可能不能使多孔质层担载所需量的色素敏化剂。
此外，作为上述介在层的空孔率，只要比上述氧化物半导体层的空孔率大，则并无特别限定，通常，优选为25％～65％的范围内，特别优选为30％～60％的范围内。
需要说明的是，所谓本方案中的空孔率，表示每单位体积的金属氧化物半导体微粒的非占有率。上述空孔率可采用气体吸附量测定装置(Autosorb-1MP；Quantachrome制)测定细孔容积，利用由其与每单位面积的体积的比率算出的方法进行测定。对于介在层的空孔率，可在求出与氧化物半导体层层叠的多孔质层的空孔率后，由利用氧化物半导体层单独求出的值算出。
4.密封材料
接下来，对本方案中使用的密封材料进行说明。本方案中使用的密封材料，以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，而且上述电解质层与上述第1电极层不相接的方式形成，从而具有防止电解质层与第1电极层直接接触而产生反电子移动，同时将电解质层密封的功能。
作为本方案中使用的密封材料，只要由对电解质层具有耐久性的材料构成，则可无特别限定地使用。作为这样的密封材料，能够使用例如能够热封的各种的热塑性树脂或热塑性弹性体、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、或者乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃之间的无规或嵌段共聚物等聚烯烃系树脂；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物等乙烯-乙烯基化合物共聚物树脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、ABS、α-甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物等苯乙烯系树脂；聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等乙烯基系树脂；尼龙6、尼龙6-6、尼龙6-10、尼龙11、尼龙12等聚酰胺树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂；聚碳酸酯；聚苯醚；羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等纤维素衍生物；氧化淀粉、醚化淀粉、糊精等淀粉；以及这些的混合物构成的树脂等。
需要说明的是，本方案中使用的密封材料的厚度，通常优选为1μm～100μm的范围内，更优选为1μm～50μm的范围内。其中，本方案中的密封材料的厚度相当于色素敏化型太阳能电池用基材与对电极基材的间隔。
5.色素敏化型太阳能电池用基材
接下来，对本方案中使用的色素敏化型太阳能电池用基材进行说明。本方案中使用的色素敏化型太阳能电池用基材具有基材和在上述基材上形成的第1电极层。
以下对这样的色素敏化型太阳能电池用基材中使用的各构成依次进行说明。
(1)基材
首先，对本方案中使用的基材进行说明。作为本方案中使用的基材，只要具有能够支持本方案中使用的第1电极层和多孔质层的程度的自支持性，则并无特别限定。因此，本方案中使用的基材可以是具有可挠性的柔性材料，或者可以是石英玻璃、PYREX(注册商标)、合成石英板等不具有可挠性的刚性材料。其中，本方案中使用的基材优选为柔性材料，在上述柔性材料中，优选为树脂制基材。这是因为树脂制基材的加工性优异，能够降低制造成本。
作为上述树脂制基材，可以列举例如乙烯·四氟乙烯共聚物膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚醚砜(PES)膜、聚醚醚酮(PEEK)膜、聚醚酰亚胺(PEI)膜、聚酰亚胺(PI)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)等树脂形成的基材等、其中，本方案中，优选使用双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯膜(PEN)、聚碳酸酯膜(PC)。
此外，本方案中使用的基材的厚度，可根据本方案的色素敏化型太阳能电池的用途等适当选择，通常，优选为50μm～2000μm的范围内，特别优选为75μm～1800μm的范围内，进一步优选为100μm～1500μm的范围内。
此外，本方案中使用的基材，优选为耐热性、耐候性、水蒸汽、其他的气体阻隔性优异的基材。这是因为，通过上述基材具有气体阻隔性，例如，能够使本方案的色素敏化型太阳能电池的经时稳定性改善。其中，本方案中，优选使用具有氧透过率在温度23℃、湿度90％的条件下为1cc/m2/day·atm以下、水蒸汽透过率在温度37.8℃、湿度100％的条件下为1g/m2/day以下的气体阻隔性的基材。本方案中，为了实现这样的气体阻隔性，可使用在基材上设置了任意的气体阻隔层的材料。
(2)第1电极层
接下来，对本方案中使用的第1电极层进行说明。本方案中使用的第1电极层在上述基材上形成。
作为构成本方案中使用的第1电极层的材料，只要是具有所需的导电性的材料，则并无特别限定，可使用导电性高分子材料、金属氧化物等。
作为上述金属氧化物，只要具有所需的导电性，则并无特别限定。其中，本方案中使用的金属氧化物优选对于太阳光具有透过性。作为这样的对于太阳光具有透过性的金属氧化物，可以列举例如SnO2、ITO、IZO、ZnO。本方案中，这些金属氧化物均适合使用，其中优选使用氟掺杂的SnO2(以下称为FTO。)、ITO。这是因为FTO和ITO的导电性和太阳光的透过性两方面优异。
另一方面，作为上述导电性高分子材料，可以列举例如聚噻吩、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚苯胺(PA)、聚吡咯、聚亚乙基二氧噻吩(PEDOT)等。此外，也可将这些的2种以上混合使用。
本方案中使用的第1电极层可以是由单一的层组成的构成，也可以是由多个层层叠而成的构成。作为将多个层层叠而成的构成，可以列举例如将功函数彼此不同的材料形成的层层叠的方案、将由彼此不同的金属氧化物形成的层层叠的方案。
本方案中使用的第1电极层的厚度，只要是根据本方案的色素敏化型太阳能电池的用途等，能够实现所需的导电性的范围内，则并无特别限定。其中，作为本方案中的第1电极层的厚度，通常，优选5nm～2000nm的范围内，特别优选为10nm～1000nm的范围内。这是因为，如果厚度比上述范围厚，有时难以形成均质的第1电极层，有时全光线透射率降低，难以获得良好的光电转换效率，此外，如果厚度比上述范围薄，有可能第1电极层的导电性不足。
需要说明的是，上述厚度在第1电极层由多个层构成的情况下是指所有层的厚度合计的总厚度。
(3)任意的构成
本方案中使用的色素敏化型太阳能电池用基材，只要至少具有上述基材和第1电极层即可，根据需要可具有其他的任意的构成。作为本方案中使用的任意的构成，可以列举例如以与上述第1电极层相接的方式形成、由导电性材料构成的辅助电极。通过形成了这样的辅助电极，在上述第1电极层的导电性不足的情况下，能够对其进行补充，因此具有能够使本方案的色素敏化型太阳能电池成为发电效率更优异的色素敏化型太阳能电池的优点。
(4)色素敏化型太阳能电池用基材的制造方法
作为上述色素敏化型太阳能电池用基材的制造方法，只要是能够制造具有上述的构成的色素敏化型太阳能电池用基材的方法，则并无特别限定，一般可适当参考公知的方法而使用。
6.对电极基材
接下来，对本方案中使用的对电极基材进行说明。本方案中的对电极基材，具有作为电极的功能。
作为本方案中使用的对电极基材，只要具有作为电极的功能，并无特别限定。作为这样的对电极基材，可以列举由金属箔制成的基材、具有在对向基材上形成了第2电极层的构成的基材等。
作为本方案中使用的对电极基材，使用由金属箔而成的对电极基材的情况下，由于金属箔自身具有作为电极的功能，因此具有其他的构成并非必要。作为上述对电极基材使用的金属箔，可以列举例如钛、不锈钢、铝、铜等形成的金属箔。此外，使用由金属箔制成的对电极基材的情况下，作为该金属箔的厚度，只要是能够向对电极基材赋予所需的自支持性的范围内，并无特别限定，通常，优选为5μm～1000μm的范围内，更优选为10μm～500μm的范围内，进一步优选为20μm～200μm的范围内。
接下来，作为上述对电极基材，使用具有在对向基材上形成了第2电极层的构成的基材的情况下，作为该第2电极层，只要是由具有所需的导电性的导电性材料而成的第2电极层，则并无特别限定，能够使用由导电性高分子材料、金属氧化物等而成的第2电极层。其中，对于上述导电性高分子材料、金属氧化物，可使用作为上述第1电极层中使用的材料而说明了的导电性高分子材料、金属氧化物。
本方案中使用的第2电极层，可以是由单一的层而成的构成，也可以是由多个层层叠而成的构成。作为将多个层层叠而成的构成，可以列举例如层叠功函数彼此不同的材料形成的层的方案、层叠由彼此不同的金属氧化物形成的层的方案。此外，本方案中使用的第2电极层的厚度，通常，优选5nm～2000nm的范围内，特别优选为10nm～1000nm的范围内。
本方案中使用的对向基材，能够使用与上述色素敏化型太阳能电池用基材中使用的基材同样的基材，因此省略在此的说明。
此外，在本方案中使用的对电极基材，根据需要可形成催化剂层。通过在对电极基材形成催化剂层，能够使本方案的色素敏化型太阳能电池成为发电效率更优异的色素敏化型太阳能电池。作为这样的催化剂层的实例，可以列举例如在上述第2电极层上蒸镀了Pt的方案、由聚亚乙基二氧噻吩(PEDOT)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚苯胺(PA)、对甲苯磺酸(PTS)和这些的混合物形成催化剂层的方案，但是并不限于此。需要说明的是，作为对电极基材，使用具有对向基材和第2电极层的对电极基材的情况下，将上述催化剂层形成在第2电极层上。
7.色素敏化型太阳能电池的方案
本方案的色素敏化型太阳能电池，可以是通过上述多孔质层和上述对电极基材图案化，具有在一对的色素敏化型太阳能电池用基材和对电极基材之间多个腔室连接的构成。这是因为，通过具有这样的构成，能够使本方案的色素敏化型太阳能电池成为电动势高的色素敏化型太阳能电池。
图4是表示使用具有对向基材和第2电极层的对电极基材作为上述对电极基材的情况下，具有在一对的色素敏化型太阳能电池用基材和对电极基材上连接有多个单体电池的构成的情形的一例的简要剖面图。图4作为一例，是具有3个单体电池连接的构成，图4(a)表示串联连接的方案，图4(b)表示并联连接的方案。需要说明的是，图4(a)中的6表示布线。
此外，作为上述多孔质层等的图案化的形状，可根据本方案的色素敏化型太阳能电池所要求的电动势等任意地决定，其中，本方案中最优选条形形状。
8.色素敏化型太阳能电池的制造方法
接下来，对本方案的色素敏化型太阳能电池的制造方法进行说明。本方案的色素敏化型太阳能电池，例如，可通过在上述色素敏化型太阳能电池用基材上形成多孔质层，在与上述对电极基材之间形成电解质层，由此来制造。
本方案中，作为在上述色素敏化型太阳能电池用基材与上述对电极基材之间形成电解质层的方法，只要是能够以良好的厚度精度形成电解质层的方法，则并无特别限定。作为这样的方法，可以列举例如以将上述色素敏化型太阳能电池用基材上形成的多孔质层的周围和第1电极层的表面覆盖的方式形成密封材料后，在以上述密封材料包围的内侧且为多孔质层之上的位置形成电解质层，进而在该电解质层上配置对电极基材的方法。
对于这样的色素敏化型太阳能电池的制造方法，参照附图进行说明。图5是对于本方案的色素敏化型太阳能电池的制造方法，说明其一例的简要图。如图5中例示那样，本方案的色素敏化型太阳能电池10，可列举准备层叠有多孔质层4的色素敏化型太阳能电池用基材1(图5(a))，在第1电极层1b的表面上，以将上述多孔质层4包围的方式形成密封材料5(图5(b))，在用上述密封材料5包围的内侧且为上述多孔质层4之上的位置形成电解质层3(图5(c))，进而在该电解质层3上配置对电极基材2的方法(图5(d))。
B.第2方案的色素敏化型太阳能电池
1.色素敏化型太阳能电池
本发明的第2方案的色素敏化型太阳能电池，具有：具有基材和在上述基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材，与上述色素敏化型太阳能电池用基材对向地配置、具备作为电极的功能的对电极基材，在上述色素敏化型太阳能电池用基材和上述对电极基材之间形成的电解质层，在上述对电极基材上层叠并且与上述电解质层相接地形成、包含表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层，以及以将上述电解质层密封的方式形成的密封材料，其特征在于，上述电解质层与上述多孔质层的宽度不同，并且以将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，而且上述电解质层与上述对电极基材的表面不相接的方式形成上述密封材料。
对于这样的本方案的色素敏化型太阳能电池，参照附图进行说明。图6为表示本方案的色素敏化型太阳能电池的一例的简要剖面图。如图6中例示那样，本方案的色素敏化型太阳能电池10具有：具有基材1a和在上述基材1a上形成的第1电极层1b的色素敏化型太阳能电池用基材1，与上述色素敏化型太阳能电池用基材1对向地配置、具备作为电极的功能的对电极基材2，在上述色素敏化型太阳能电池用基材1和上述对电极基材2之间形成的电解质层3，在上述对电极基材2上层叠并且以与上述电解质层3相接的方式形成、包含表面担载了色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒的多孔质层4，以及以将上述电解质层3密封的方式形成的密封材料5。
这样的实例中，本方案的色素敏化型太阳能电池10，其特征在于，上述电解质层3与上述多孔质层4的宽度不同，并且上述密封材料5以将上述电解质层3和多孔质层4的端部覆盖，进而上述电解质层3与上述对电极基材2的表面不相接地方式形成。
根据本发明，上述密封材料将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，进而以上述电解质层与上述对电极基材不相接的方式形成，本发明的色素敏化型太阳能电池中电解质层与对电极基材直接相接的位置(图7(b)中用B表示的界面)不存在。
此外，上述电解质层与上述多孔质层的宽度不同，从而能够使多孔质层与密封材料的界面距离变长，即使电解质层渗入密封材料与多孔质层的间隙也能够防止到达对电极基材。因此，根据本发明，能够防止电解质层与对电极基材直接相接而引起的反电子移动。
由此，根据本发明，能够得到采用简易的方法防止反电子移动、显著改善发电效率的色素敏化型太阳能电池。
其中，本方案的色素敏化型太阳能电池中，对于多孔质层和电解质层的宽度不同的方案，与上述“A.第1方案的色素敏化型太阳能电池”的项目中说明的内容相同。
2.电解质层
本方案中使用的电解质层，与上述“A.第1方案的色素敏化型太阳能电池”的项目中说明的内容相同，因此省略在此的说明。
3.多孔质层
接下来，对本方案中使用的多孔质层进行说明。本方案中使用的多孔质层含有在表面担载有色素敏化剂的金属氧化物半导体微粒，以在对电极基材上层叠并且与上述电解质层相接的方式形成。需要说明的是，本方案中使用的多孔质层除了不是层叠在第1电极层上而是在对电极基材上层叠以外，与上述“A.第1方案的色素敏化型太阳能电池”的项目中说明的内容相同。
4.密封材料
接下来，对本方案中使用的密封材料进行说明。本方案中使用的密封材料，将上述电解质层的端部和多孔质层的端部覆盖，进而以上述电解质层与上述对电极基材不相接的方式形成，从而具有防止电解质层与对电极基材直接接触而产生反电子移动，将电解质层密封的功能。
其中，本方案中使用的密封材料，除了不是使上述电解质层与第1电极层不相接，而是使上述电解质层与上述对电极基材不相接地方式形成以外，与上述“A.第1方案的色素敏化型太阳能电池”的项目中说明的内容相同。
5.色素敏化型太阳能电池用基材
本方案中使用的色素敏化型太阳能电池用基材，与上述“A.第1方案的色素敏化型太阳能电池”的项目中说明的内容相同。
需要说明的是，本方案中使用的色素敏化型太阳能电池用基材，优选在上述第1电极层上形成了催化剂层。通过在上述第1电极层上形成了催化剂层，能够使本方案的色素敏化型太阳能电池的发电效率更优异。作为这样的催化剂层的实例，可以列举例如在上述第1电极层上蒸镀了Pt的方案、由聚亚乙基二氧噻吩(PEDOT)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚苯胺(PA)、对甲苯磺酸(PTS)和这些的混合物形成催化剂层的方案，但并不限于此。在上述第1电极层上形成催化剂层的情况下，必须在不损害光透过性的范围内发挥催化能力，例如，在蒸镀了Pt的方案中，Pt的厚度优选0.1～20nm。低于0.1nm的情况下，有可能催化能力不足，超过20nm的情况下，有可能透过的光的量不足。
6.对电极基材
本方案中使用的对电极基材，与上述“A.第1方案的色素敏化型太阳能电池”的项目中说明的内容相同。
7.色素敏化型太阳能电池的方案
本方案的色素敏化型太阳能电池，可通过将多孔质层等以及上述色素敏化型太阳能电池用基材的第1电极层等图案化，具有在一对的色素敏化型太阳能电池用基材和对电极基材之间连接有多个单体电池的构成。通过具有这样的构成，能够使本方案的色素敏化型太阳能电池的电动势高。
8.色素敏化型太阳能电池的制造方法
接下来，对本方案的色素敏化型太阳能电池的制造方法进行说明。本方案的色素敏化型太阳能电池，例如，可通过在上述对电极基材上形成多孔质层，在色素敏化型太阳能电池用基材与对电极基材之间形成电解质层而制造。这样的方法，除了在对电极基材上形成多孔质层以外，与上述“A.第1方案的色素敏化型太阳能电池”的项目中说明的内容相同，因此省略在此的说明。
需要说明的是，本发明并不限于上述实施方案。上述实施方案为例示，具有本发明的专利权利要求中记载的技术思想和基本上相同的构成、产生同样的作用效果的方案，在任何情况下都包含在本发明的技术范围内。
实施例
以下使用实施例对本发明更具体地说明。
[实施例1]
使用1mm厚的玻璃基板作为基材，在该基材上、采用溅射法形成厚400nm的FTO作为第1电极层，接下来切成20mm×20mm方形，得到了色素敏化型太阳能电池用基材。第1电极层的表面电阻率为10Ω/□。
接下来，将在氧化钛粉末(日本AEROSIL公司制：P-25(商品名))中添加了4重量％的乙基纤维素和乙醇的油墨，以干燥后的厚度为8μm的方式，在第1电极层上涂布为10mm×10mm方形的大小而成膜，在500℃下烧成15分钟，从而得到了多孔质层。
接下来，作为色素敏化剂，将SOLARONIX公司制的Ruthenium535-bisTBA(商品名)溶解于乙醇溶剂，调制为浓度5×10-4M而制成色素溶液。在该色素溶液中浸渍上述多孔质层12小时，使多孔质层吸附色素，然后用乙醇洗涤、干燥。
接下来，在1-甲基-3-丙基咪唑鎓碘化物(8g)和丙腈(2g)的混合溶液中加入脂环式环氧树脂(0.5g、大赛璐化学公司制的商品名；2021)和有机硅树脂(0.5g、东丽有机硅公司制的SH6018)溶解，而且使碘溶解以使碘浓度为0.03M，制成了电解质层组合物。
接下来，以将上述多孔质层的外周部覆盖2mm的方式在第1电极层上配置密封材料(三井·杜邦化学公司制Himilan 25μm)，在被密封材料包围的多孔质层上层叠上述电解质层组合物。
接下来，将采用溅射法层叠了铂15nm的氟掺杂氧化锡电极作为第2电极层，配置使用玻璃基板作为对向基材的对电极基材，以使上述第2电极层与电解质层相接，在170℃下加热1分钟而制作本发明中的色素敏化型太阳能电池。
[实施例2]
除了使实施例1的电解质层组合物中含有乙基纤维素5重量％以外，采用与实施例1同样的方法制作色素敏化型太阳能电池。
[实施例3]
使用100μm厚的PEN基板作为基材，在该基材上采用离子镀法形成了厚200nm的ITO作为第1电极层。接下来，切成20mm×20mm方形。第1电极层的表面电阻率为15Ω/□。
接下来，作为多孔质层，将氧化钛糊(Solaronix公司制：Ti-NanoxideT-L)，以干燥后的厚度为8μm的方式，在第1电极层上涂布成10mm×10mm方形的大小而进行成膜，在150℃下干燥1小时而形成多孔质层。
接下来，与实施例1同样地使多孔质层吸附色素，然后用乙醇洗净、干燥。
以将上述多孔质层的外周部覆盖2mm的方式，在第1电极层上配置密封材料(三井·杜邦化学公司制Himilan 25μm)，在被密封材料包围的多孔质层上与实施例1同样地层叠电解质层组合物。
接下来，将带有铂的氟掺杂氧化锡电极作为第2电极层，配置使用玻璃基板作为对向基材的对电极基材，以使上述第2电极层与电解质层相接，在140℃下加热3分钟，制作本发明中的色素敏化型太阳能电池。
[实施例4]
实施例1中，将采用溅射法层叠了铂15nm的80μm厚的钛箔作为对电极基材进行配置，以使铂与电解质层相接。此外，以将多孔质层的外周部覆盖1mm的方式，在第1电极层上配置密封材料(三井·杜邦化学公司制Himilan 25μm)，除此之外，与实施例1同样地制作。
[实施例5]
使用1mm厚的玻璃基板作为基材，在该基材上采用溅射法以厚200nm形成ITO作为第1电极层，接下来，在上述第1电极层上采用溅射法层叠1nm的铂后，切成20mm×20mm方形，得到了色素敏化型太阳能电池用基材。第1电极层的表面电阻率为9Ω/□。
接下来，将在氧化钛粉末(日本AEROSIL公司制：P-25(商品名))中添加了4重量％的乙基纤维素和乙醇的油墨，以干燥后的厚度为7μm的方式，在作为对电极基材的80μm厚的钛箔上涂布为10mm×10mm方形的大小而进行成膜，在500℃下烧成15分钟，从而得到了多孔质层。
接下来，与实施例1同样地使多孔质层吸附色素，然后用乙醇洗净、干燥。
接下来，使实施例1的电解质层组合物含有乙基纤维素5重量％，制成电解质层组合物。
接下来，以将上述多孔质层的外周部覆盖1mm的方式，在对电极基材上配置密封材料(三井·杜邦化学公司制Himilan 25μm)，在由密封材料包围的多孔质层上层叠上述电解质层组合物。
接下来，配置色素敏化型太阳能电池用基材以使铂与电解质层相接，在170℃下加热1分钟，制作本发明中的色素敏化型太阳能电池。
[实施例6]
实施例5中，使用100μm厚的PEN膜作为基材，在该基材上采用离子镀法形成厚200nm的ITO作为第1电极层，接下来，在上述第1电极层上采用溅射法层叠1nm的铂后，切成20mm×20mm方形，得到了色素敏化型太阳能电池用基材。第1电极层的表面电阻率为15Ω/□。配置色素敏化型太阳能电池用基材以使铂与电解质层相接，在140℃下加热3分钟，制作本发明中的色素敏化型太阳能电池，除此之外，与实施例5同样地进行。
[实施例7]
实施例5中，采用溅射法层叠了5nm的铂以外，与实施例5同样地进行。
[实施例8]
实施例5中，采用溅射法层叠了10nm的铂以外，与实施例5同样地进行。
[比较例1]
实施例1中，使多孔质层的大小为8mm×8mm，使密封材料和多孔质层之间空出1mm以外，与实施例1同样地进行。
[比较例2]
实施例3中，使多孔质层的大小为8mm×8mm，使密封材料与多孔质层之间空出1mm以外，与实施例3同样地进行。
[比较例3]
实施例8中，采用溅射法层叠10nm的铂，使多孔质层的大小为8mm×8mm，使密封材料与多孔质层之间空出1mm以外，与实施例8同样地进行。
表1中示出实施例和比较例中制作的色素敏化型太阳能电池的评价结果。评价是在制作了色素敏化型太阳能电池后即刻和在气温65℃、相对湿度60％的气氛中保持168小时后进行。需要说明的是，评价在测定得到的色素敏化型太阳能电池的性能时，采用Source Measure Uint(Keithley2400型)求出使用模拟太阳光(AM1.5、照射强度100mW/cm2)作为光源时的电流电压特性。
[表1]
附图标记的说明
1...色素敏化型太阳能电池用基材
1a...基材
1b...第1电极层
2...对电极基材
2a...对向基材
2b...第2电极层
3...电解质层
4...多孔质层
5...密封材料
6...布线
10...色素敏化型太阳能电池

Claims (5)

1.一种色素敏化型太阳能电池，其具有：
具有基材和在所述基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材；
与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向地配置、且具有作为电极的功能的对电极基材；
在所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对电极基材之间形成的电解质层；
在所述色素敏化型太阳能电池用基材的第1电极层上层叠、并且与所述电解质层相接地形成、包含在表面负载有色素敏化剂的、平均粒径相同的金属氧化物半导体微粒且空孔率为20％～50％的范围内的多孔质层；以及
以将所述电解质层密封的方式形成的密封材料，
其特征在于，所述电解质层和所述多孔质层的宽度不同，并且所述密封材料以将所述电解质层的端部和所述多孔质层的端部覆盖、而且所述电解质层与所述第1电极层不相接的方式形成。
2.一种色素敏化型太阳能电池，其具有：
具有基材和在所述基材上形成的第1电极层的色素敏化型太阳能电池用基材；
与所述色素敏化型太阳能电池用基材对向地配置、且具有作为电极的功能的对电极基材；
在所述色素敏化型太阳能电池用基材和所述对电极基材之间形成的电解质层；
在所述对电极基材上层叠、并且与所述电解质层相接地形成的、包含在表面负载有色素敏化剂的、平均粒径相同的金属氧化物半导体微粒且空孔率为20％～50％的范围内的多孔质层；以及
以将所述电解质层密封的方式形成的密封材料，
其特征在于，所述电解质层与所述多孔质层的宽度不同，并且所述密封材料以将所述电解质层的端部和所述多孔质层的端部覆盖、而且所述电解质层与所述对电极基材的表面不相接的方式形成。
3.如权利要求1或2所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于，所述电解质层的宽度比所述多孔质层的宽度窄。
4.如权利要求1或2所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于，所述电解质层和所述多孔质层的宽度之差为0.5mm～5mm的范围内。
5.如权利要求3所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于，所述电解质层和所述多孔质层的宽度之差为0.5mm～5mm的范围内。
CN201080037153.3A 2009-09-30 2010-07-06 色素敏化型太阳能电池 Expired - Fee Related CN102549835B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-227758 2009-09-30
JP2009227758A JP4900443B2 (ja) 2009-09-30 2009-09-30 色素増感型太陽電池
PCT/JP2010/061487 WO2011040102A1 (ja) 2009-09-30 2010-07-06 色素増感型太陽電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102549835A CN102549835A (zh) 2012-07-04
CN102549835B true CN102549835B (zh) 2015-04-01

Family

ID=43825937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080037153.3A Expired - Fee Related CN102549835B (zh) 2009-09-30 2010-07-06 色素敏化型太阳能电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120118379A1 (zh)
JP (1) JP4900443B2 (zh)
CN (1) CN102549835B (zh)
WO (1) WO2011040102A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5536015B2 (ja) * 2011-11-21 2014-07-02 シャープ株式会社 光電変換素子および光電変換素子モジュール
JP2013201078A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Sekisui Chem Co Ltd 電気モジュール及び電気モジュールの製造方法
JP5846984B2 (ja) * 2012-03-26 2016-01-20 積水化学工業株式会社 電気モジュール及び電気モジュールの製造方法
JP2013235787A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Hitachi Zosen Corp 色素増感太陽電池およびその製造方法
GB201312317D0 (en) 2013-07-09 2013-08-21 Syntaxin Ltd Cationic neurotoxins
EP3067906A4 (en) * 2013-11-08 2016-10-12 Panasonic Corp ELECTROCHEMICAL DEVICE
JP5897742B1 (ja) * 2015-02-04 2016-03-30 株式会社フジクラ 光電変換素子
EP3220400A4 (en) 2015-02-04 2018-04-11 Fujikura, Ltd. Photoelectric conversion element
JP5897741B1 (ja) * 2015-02-04 2016-03-30 株式会社フジクラ 光電変換素子
JP7164362B2 (ja) * 2018-09-03 2022-11-01 積水化学工業株式会社 電気モジュール

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4613468B2 (ja) * 1999-12-27 2011-01-19 セイコーエプソン株式会社 太陽電池および太陽電池ユニット
JP4638973B2 (ja) * 2000-03-27 2011-02-23 富士フイルム株式会社 光電変換素子および光電池
JP2002151168A (ja) * 2000-11-13 2002-05-24 Sharp Corp 色素増感型太陽電池
US7202412B2 (en) * 2002-01-18 2007-04-10 Sharp Kabushiki Kaisha Photovoltaic cell including porous semiconductor layer, method of manufacturing the same and solar cell
JP4507914B2 (ja) * 2005-02-25 2010-07-21 ソニー株式会社 光電変換装置
JP5153248B2 (ja) * 2007-07-30 2013-02-27 京セラ株式会社 光電変換装置及び光発電装置
JP5266524B2 (ja) * 2007-08-06 2013-08-21 東洋製罐グループホールディングス株式会社 色素増感型太陽電池用電極基板及び色素増感型太陽電池
JP2009059782A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Kyocera Corp 光電変換装置
JP2009129574A (ja) * 2007-11-20 2009-06-11 Toyo Seikan Kaisha Ltd 色素増感型太陽電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011076893A (ja) 2011-04-14
JP4900443B2 (ja) 2012-03-21
WO2011040102A1 (ja) 2011-04-07
US20120118379A1 (en) 2012-05-17
CN102549835A (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102549835B (zh) 色素敏化型太阳能电池
JP3717506B2 (ja) 色素増感型太陽電池モジュール
JP2008192603A (ja) 光電池
AU2009309135A1 (en) Photoelectric conversion device
WO2008072568A1 (ja) 光電変換素子
JP4448478B2 (ja) 色素増感型太陽電池モジュール
US20070119499A1 (en) Solar cell
JP4963165B2 (ja) 色素増感型太陽電池及び色素増感型太陽電池モジュール
JP2011129526A (ja) 染料感応太陽電池モジュール及びその製造方法
JP5346457B2 (ja) 光電変換素子
JP2009217970A (ja) 酸化物半導体電極用積層体、酸化物半導体電極、色素増感型太陽電池、および色素増感型太陽電池モジュール
JP2009231008A (ja) 電解液及び色素増感型太陽電池
JP5364999B2 (ja) 酸化物半導体電極用積層体、酸化物半導体電極、色素増感型太陽電池、および色素増感型太陽電池モジュール
JP2007073198A (ja) 色素増感型太陽電池
JP6201317B2 (ja) 色素増感型光電変換素子および色素増感型太陽電池
JP5095148B2 (ja) 作用極用基板及び光電変換素子
CN113168967B (zh) 隔板用组合物以及隔板及其制造方法和用途
JP5651887B2 (ja) 色素増感型光電変換素子および色素増感型太陽電池
JP4559065B2 (ja) 光電変換素子構造体
JP2007123092A (ja) 色素増感型太陽電池
KR101117691B1 (ko) 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법
JP2011060595A (ja) 色素増感型太陽電池用対極基板、色素増感型太陽電池素子、および色素増感型太陽電池モジュール
JP5251149B2 (ja) 酸化物半導体電極用積層体、酸化物半導体電極、および色素増感型太陽電池モジュール
JP2005268052A (ja) 色素増感型太陽電池モジュール及びその製造方法
JP5205734B2 (ja) 酸化物半導体電極用積層体、酸化物半導体電極、及びこれを用いた色素増感型太陽電池セル

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150401

Termination date: 20170706