CN104737255A - 染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池 - Google Patents

染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可将电阻保持在低状态且光电转换层与基材的粘接性得以提高的染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池。本发明的染料敏化太阳能电池用光电极(10)具有：透光性基板(11)，其在透光性的基材(11a)上形成透明导电层(11b)而成；粘接层(13)，其形成在透明导电层上且由导通部(15)和涂层(16)构成，所述导通部(15)由导电性粒子(15a)构成，所述涂层(16)通过包含涂布金属醇盐的工序而形成；光电转换层(12)，其使用功能性半导体中负载有敏化染料的光电转换材料形成于粘接层上。

Description

染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池。本申请基于2012年10月23日在日本提出的特愿2012-233755号申请主张优先权，并在此援引其内容。
背景技术
染料敏化太阳能电池是由瑞士的格雷策尔等开发的电池，其与其它普通的电池相比有光电转换效率高且制造成本低等的优点。作为该染料敏化太阳能电池，例如，已知有非专利文献1和专利文献1中示出的构成。
专利文献1公开的染料敏化太阳能电池，是层叠染料敏化太阳能电池用光电极(下面，有时简单称为“光电极”)、电解质部分以及对电极而成，其中，所述染料敏化太阳能电池用光电极由在塑料制的透光性支撑体(基材)上形成透明导电层而成的透光性基板和配置于透光性基板上的光电转换层(负载有敏化染料的氧化物半导体多孔膜)构成。
对于使用塑料制基材的染料敏化太阳能电池而言，由于通过适宜设定基材的厚度、材质而能够实现弯折或卷绕，因此期待应用于各种领域，但是，当光电转换层和透光性基板之间的粘接性不充分的情况下，存在着进行弯折等时光电转换层会从透光性基板上剥离的问题。
为了解决上述问题，专利文献2以及3中记载了在透明导电层上涂布含有金属醇盐的溶液并通过烧结形成缓冲层的技术内容。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/100095号
专利文献2：日本特开2011-233376号公报
专利文献3：日本特开2011-142028号公报
非专利文献
非专利文献1：Nature，353，p.737-740，1991
发明内容
发明要解决的课题
但是，上述的缓冲层虽提高了光电转换层和透光性基板的粘接性，但导电性低，因此存在光电极的电阻增加、染料敏化太阳能电池的性能降低的问题。
本发明的目的在于，提供一种将电阻保持在低状态且光电转换层和基材的粘接性得以提高的染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池。
解决课题所用的方法
根据本发明的第一实施方式，提供一种染料敏化太阳能电池用光电极，其特征在于，具有：
透光性基板，其在透光性的基材上形成透明导电层而成；
粘接层，其形成于所述透明导电层上且由导通部和涂层构成，所述导通部由导电性粒子构成，所述涂层是通过包含涂布金属醇盐的工序而形成且包覆多个所述导电性粒子；以及
光电转换层，其使用功能性半导体中负载有敏化染料的光电转换材料形成于所述粘接层上。
所述粘接层可具有多孔质结构。
另外，所述基材可由钛或者不锈钢形成。
本发明的其它染料敏化太阳能电池用光电极中，所述粘接层的厚度可以是5微米以下。
本发明第二实施方式的染料敏化太阳能电池，其特征在于，具有本发明的染料敏化太阳能电池用光电极。
发明效果
通过本发明的染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池，不仅能够提高光电转换层和基材的粘接性，并且还能够控制成低的电阻而提高电池性能。
附图说明
图1是示意性地表示构成具备本发明的染料敏化太阳能电池用光电极的染料敏化太阳能电池的单元的剖面图。
图2是示意性地表示图1所示染料敏化太阳能电池的光电极的剖面图。
图3(a)至图3(c)是表示图1所示光电极的制造过程的图。
图4是通过扫描电子显微镜观察的粘接层的图像(加速电压1.5kV)。
图5是通过扫描电子显微镜观察的粘接层的图像(加速电压3.0kV)。
图6是示意性地表示构成具备本发明的其它染料敏化太阳能电池用光电极的染料敏化太阳能电池的单元的剖面图。
具体实施方式
下面，参考图1以及图2对于本发明的一种实施方式进行说明。
图1是示意性地表示构成本实施方式的染料敏化太阳能电池的单元1的剖面图。单元1构成为，本发明的光电极10和对电极20夹持电解质部分30而相向配置。
图2是示意性地表示光电极10的剖面图。光电极10在单元1中作为负极起到作用，该光电极10具有：在透光性基材11a的一个面上形成有透明导电层11b的透光性基板11；在透明导电层11b上形成的光电转换层12；以及形成在透明导电层11b与光电转换层12之间而提高两者的粘接性的粘接层13。
作为基材11a，可以使用由玻璃、塑料等各种材料构成的基材，作为塑料制的基材，从透光性、耐热性、耐化学药品特性等观点考虑时，例如，优选使用板状或者膜状的环烯烃系聚合物、板状或者膜状的丙烯酸尿素系聚合物、板状或者膜状的聚酯、板状或者膜状的聚萘二甲酸乙二醇酯等。作为基材11a使用塑料时，能够对光电极10赋予可挠性，且能够弯折或卷绕。
作为透明导电层11b，例如，可以使用铟-锡复合氧化物(ITO)、掺杂氟的氧化锡(FTO)等。
光电转换层12由在功能性半导体中负载有敏化染料的公知的光电转换材料构成。作为功能性半导体，例如，可举出：TiO2、SnO、ZnO、WO3、Nb2O5、In2O3、ZrO2、Ta2O5、TiSrO3等的氧化物半导体；CdS、ZnS、In2S、PbS、Mo2S、WS2、Sb2S3、Bi2S3、ZnCdS2、CuS2等的硫化物半导体；CdSe、In2Se2、WSe2、PbSe、CdTe等的金属硫属化合物；GaAs、Si、Se、InP等的元素半导体等，还可以使用例如SnO和ZnO的复合体、TiO2和Nb2O5的复合体等的由上述中的两种以上构成的复合体。另外，半导体の种类并非限定于此，可以混合两种类以上使用。
其中，优选Ti、Zn、Sn、Nb的氧化物，特别优选TiO2(二氧化钛)。
作为敏化染料，只要表现敏化作用即可，对其并不特别限定，可举出：N3络合物、N719络合物(N719染料)、三联吡啶钌(Ru)络合物(黑色染料)、二酮钌(Ru)络合物等的Ru络合物；香豆素系染料、部花青系染料、多烯系染料等的有机系染料；金属卟啉系染料或酞菁染料等，其中，优选Ru络合物，尤其是，因为在可见光区中具有宽的吸收光谱，因此，优选N719染料以及黑色染料。
N719染料是表示为(RuL2(NCS)2·2TBA)的化合物，黑色(Blackdye)染料是表示为(RuL′1(NCS)3·2TBA)的化合物。其中，L是4，4′-二羧基-2，2′-联吡啶、L′是4，4′，4″-四-羧基-2，2′，2″-三联吡啶、TBA是四丁基铵阳离子。这些可以单独使用，或者，可以混合两种以上使用。
此外，在功能性半导体中负载敏化染料时，粘接层13中也可以负载有敏化染料。当在粘接层中负载有敏化染料时，有助于提高染料敏化太阳能电池的性能。
粘接层13具有：由导电性粒子15a构成的导通部15；以及，包含涂布金属醇盐的工序而形成且包覆相互接触的多个导电性粒子15a的涂层16。
导通部15的至少一部分同时与透明导电层11b和光电转换层12的两者电连接，涂层16配置成：包覆一群相互接触的导电性粒子15a。作为用于形成导通部15的导电性粒子，可举出：各种金属及其氧化物，例如，优选二氧化钛等。
涂层16是通过如下方法形成：涂布金属醇盐之后，通过使用溶剂的洗涤，或者通过烧结、干燥等去除醇盐而形成。金属醇盐中含有的金属，可以与形成导通部15的导电性粒子的材料相同，也可以不相同。
在形成涂层16时实施烧结等加热处理的情况下，根据基材11的材质设定适宜的温度。例如，当基材11由玻璃构成时，可以设定成700℃以下，优选设定成600℃以下，更加优选设定成550℃以下。另外，当基材11由塑料构成时，例如，可以设定成150℃以下。此外，当基材11由金属构成时(后述)，为了避免金属的氧化，优选以500℃以下的温度实施加热处理。
可通过各种方法形成如上所述配置导通部15以及涂层16的粘接层13。图3(a)至图3(c)中示出了该步骤的一例。
例如，首先，通过涂布或印刷等方法，将用于形成导通部15的导电性粒子15a以糊剂(paste)或者分散介质的状态配置在透明导电层11b上，通过烧结等去除溶剂等，由此配置如图3(a)所示的导通部15。此时，根据需要可以加压导通部。之后，如图3(b)所示，在导通部15涂布金属醇盐16a之后，通过洗涤、烧结、干燥等去除醇盐，由此可形成如图3(c)所示的涂层16包覆多个导电性粒子15a的粘接层13。所形成的粘接层13呈现内部具有多个细微的空隙的介孔(mesoporous)结构或者三维网络结构等的多孔质结构。
另外，作为其它的步骤，预先在金属醇盐中混合用于形成导通部15的导电性粒子15a之后，将该混合材料配置在透明导电层11b上，并实施烧结等的处理也能够形成粘接层13。
但是，应注意如下情况：先在透明导电层11b上仅配置金属醇盐并去除溶剂等时，会形成仅由涂层材料构成的致密的膜，无法以上述方式配置导通部15，其结果，无法形成粘接层13。
图4以及图5是通过扫描电子显微镜(SEM)观察的粘接层13的图像(倍率5万倍)。图4是在加速电压1.5千伏(kV)下观察的图像，其能够观察到涂层，当加速电压上升至3.0kV时，电子束通过涂层，如图5所示地能够观察到内部的导电性粒子。
对电极20在单元1中作为正极发挥功能，其可通过如下方式形成：在由ITO、FTO等的导电性金属氧化物或金属所形成的基板上，负载具有还原电解质的功能的物质例如负载铂等的金属或导电性高分子、碳等而形成。通常，对电极20可以在导电性的支撑体或具有与其同样的导电性层的支撑体上设置由上述的金属或碳、导电性高分子所构成的导电性膜来构成，但只要能够获得充分的强度以及密封性即可，并非必须具有支撑体。
电解质部分30可以是液体状、固体状、凝固体状、常温熔融盐状态中的任意一种。可以适宜设定该电解质部分30的厚度，例如，可设定成1～100μm。
另外，作为电解质部分，可以使用钴络合物。当使用钴络合物时，与使用碘的情况相比，难以发生金属的腐蚀，因此，能够在染料敏化太阳能电池内部中使用金属布线等。
以光电转换层12朝向对电极20侧的方式使光电极10和对电极20相隔而配置，并在光电极10和对电极20之间配置电解质部分30，进一步，通过布线40使光电极的透明导电层11b和对电极20电连接，从而完成单元1。
通过上述方式构成的本实施方式的单元1的光电极10中，粘接层13的涂层16与透明导电层11b以及光电转换层12进行化学键合，由此提高透光性基板11和光电转换层12的粘接性。
通过上述方式构成的涂层16的导电性并不一定高，但是，因为在粘接层13上配置有导通部15，因此，通过导通部15可抑制光电极10的电阻的增加，可抑制单元1的电池性能的降低。
即，由于粘接层13具有导通部15和涂层16，因此，在不使光电极10的电阻上升的情况下，能够提高透光性基板11和光电转换层12的粘接性。由此，当将透光性基板11的基材11a作成塑料而对光电极赋予可挠性时，即使弯折或卷绕，也能够有效抑制光电转换层12从透光性基板11上剥离的现象。其结果，非常有助于构成同时满足易用性和高电池性能的单元1。
另外，通过涂层16覆盖透明导电层11b，粘接层13与透光基板11进行面接触，因此，可有效保持粘接性高的状态。
此外，粘接层13为多孔质结构，涂层16包覆多个导电性粒子15a，因此，被包覆的一群导电性粒子难以散落，而是一体地行动。由此，吸收一部分弯折或卷绕时的变形，从而能够减轻对光电转换层产生的负荷。
此外，本发明的光电极中，可以使用金属性基材来代替透光性基板。此时，与透光性基板不同，没有必要设置导电层。图6中示出使用了光电极10A的单元1A，该光电极10A采用了金属制基材111。在这种情况下，使用通过采用基材11a和透明导电层11b而具有透光性构成的对电极120即可。此时，根据需要，可在透明导电层11b上形成由铂等构成的催化剂层。
使用实施例进一步说明本发明的光电极以及染料敏化太阳能电池。首先，示出使用透光性基板的实施例以及比较例。
(实施例1)
(光电极1的制作)
作为透光性基板11，使用在用作基材11a的PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层11b的透光性基板。在透光性基板11的透明导电层11b上涂布分散于溶剂中的二氧化钛粒子，之后在25℃温度下干燥30分钟，并以100兆帕斯卡(MPa)的压力进行加压，从而配置了导通部15。此时的导通部15的厚度为200纳米(nm)。
接着，作为金属醇盐，将四异丙醇钛(titanium tetraisopropoxide)涂布于导通部15并在25℃温度下干燥30分钟。之后，使用1-丙醇进行洗涤，形成了涂层16。由此，在透光性基板11的透明导电层11b上形成粘接层13。
接着，在粘接层13上涂布混合平均粒径20nm的二氧化钛粒子和平均粒径100nm的二氧化钛粒子的糊剂，并在100MPa的压力下进行加压，从而制作功能性半导体层。在该功能性半导体层中负载作为敏化染料的N719染料，形成了光电转换层12。
此外，二氧化钛粒子的平均粒径是通过如下方式计算：通过涂刮法(doctorblade method)在载玻片上涂布含有对象二氧化钛粒子的乙醇悬浮液并进行干燥之后，测定XRD图形，从所获得的XRD图形中求出半值宽度，使用谢乐公式(Scherrer式)(D＝K×λ/βcosθ)进行计算。其中，上述式中，D是微晶的长度，β是半值宽度，θ是衍射角，K＝0.94、λ＝1.5418。
另外，谢乐公式(Scherrer式)在平均粒径超过50nm时误差会变大，因此，当平均粒径超过50nm时，使用下述的方法。即，通过涂刮法(doctor blademethod)在载玻片上涂布乙醇悬浮液并进行干燥之后，使用SEM进行拍摄，对图像中的粒子取粒子直径的算术平均，并以此作为平均粒径。
(染料敏化太阳能电池的制作)
作为对电极，使用在100μm厚度的Ti板上蒸镀有铂的对电极。
作为电解质部分30，使用溶解有碘、碘化锂、1，2-二甲基-3-丙基碘化咪唑鎓以及叔丁基吡啶的乙腈溶液。这些是分别以成为0.05M、0.1M、0.6M以及0.5M的方式在氮气环境下溶解于乙腈中而成。
在上述光电极1上依次组合厚度50μm的绝缘隔离物(spacer)、对电极20，在光电极和对电极20之间通过微量注射器注入用于形成电解质部分30的溶液，由此制作出实施例1的染料敏化太阳能电池。
(实施例2)
(光电极2的制作)
作为透光性基板11，使用在用作基材11a的PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层11b的透光性基板。在透光性基板11的透明导电层11b上涂布分散于溶剂中的二氧化钛粒子，之后在25℃温度下干燥30分钟，以100MPa的压力进行加压，从而配置了导通部15。此时的导通部15的厚度为2000nm。
除上述之外，通过与实施例1相同的步骤来制作出光电极2。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极2来代替光电极1以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出实施例2的染料敏化太阳能电池。
(实施例3)
(光电极3的制作)
作为透光性基板11，使用在用作基材11a的PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层11b的透光性基板。在透光性基板11的透明导电层11b上涂布分散于溶剂中的二氧化钛粒子，之后在25℃温度下干燥30分钟，以100MPa的压力进行加压，从而配置了导通部15。此时的导通部15的厚度为5000nm。
除上述之外，通过与实施例1相同的步骤来制作出光电极3。
(染料敏化太阳能电池的制作)
使用光电极3来代替光电极1以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出实施例3的染料敏化太阳能电池。
(比较例1)
(光电极A1的制作)
作为透光性基板11，使用在用作基材11a的PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层11b的透光性基板。透光性基板11的透明导电层11b上涂布分散于溶剂中的二氧化钛粒子，之后在25℃温度下干燥30分钟，以100MPa的压力进行加压，从而配置了导通部15。此时的导通部15的厚度为200nm。
接着，在导通部15上涂布混合有平均粒径20nm的二氧化钛粒子和平均粒径100nm的二氧化钛粒子的糊剂，以100MPa的压力进行加压，从而制造了功能性半导体层。
经过以上的工序，制作出光电极A1。
(染料敏化太阳能电池的制作)
使用光电极A1来代替光电极1以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出比较例1的染料敏化太阳能电池。
(比较例2)
(光电极A2的制作)
作为透光性基板11，使用在用作基材11a的PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层11b的透光性基板。在透光性基板11的透明导电层11b上涂布分散于溶剂中的二氧化钛粒子，之后在25℃温度下干燥30分钟，以100MPa的压力进行加压，从而配置了导通部15。此时的导通部15的厚度为5000nm。
除上述之外，通过与比较例1相同的步骤来制作出光电极A2。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极A2来代替光电极1以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出比较例2的染料敏化太阳能电池。
(比较例3)
(光电极A3的制作)
作为透光性基板11，使用在用作基材11a的PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层11b的透光性基板。在透光性基板11的透明导电层11b上，作为金属醇盐，涂布四异丙醇钛，并在25℃温度下干燥30分钟。之后，使用1-丙醇进行洗涤，从而形成了由涂层16的材料构成的致密的层。
接着，在上述致密的层上，涂布混合有平均粒径20nm的二氧化钛粒子和平均粒径100nm的二氧化钛粒子的糊剂，以100MPa的压力进行加压，从而制作出功能性半导体层。
经过以上的工序，制作出光电极A3。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极A3来代替光电极1以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出比较例3的染料敏化太阳能电池。
(比较例4)
(光电极A4的制作)
作为透光性基板11，使用在用作基材11a的PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层11b的透光性基板。在透光性基板11的透明导电层11b上，涂布混合有平均粒径20nm的二氧化钛粒子和平均粒径100nm的二氧化钛粒子的糊剂，以100MPa的压力进行加压，从而制作出功能性半导体层。
经过以上的工序，制作出光电极A4。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极A4来代替光电极1以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出比较例4的染料敏化太阳能电池。
下面，示出将金属基板用作基材的实施例以及比较例。
(实施例B1)
(光电极B1的制作)
除了使用由Ti构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出光电极B1。
(染料敏化太阳能电池的制作)
使用光电极B1来代替光电极1。作为对电极，使用在PEN膜(厚度200μm)的一个面上形成有由ITO构成的透明导电层的对电极。在透明导电层上，通过蒸镀形成了用作催化剂层的铂层。
除此之外，通过与实施例1相同的步骤来制作出实施例B1的染料敏化太阳能电池。
(实施例B2)
(光电极B2的制作)
除了使用由Ti构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与实施例2相同的步骤来制作出光电极B2。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极B2来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出实施例B2的染料敏化太阳能电池。
(实施例B3)
(光电极B3的制作)
除了使用由Ti构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与实施例3相同的步骤来制作出光电极B3。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极B3来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出实施例B3的染料敏化太阳能电池。
(比较例b1)
(光电极b1的制作)
除了使用由Ti构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例1相同的步骤来制作出光电极b1。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极b1来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例b1的染料敏化太阳能电池。
(比较例b2)
(光电极b2的制作)
除了使用由Ti构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例2相同的步骤来制作出光电极b2。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极b2来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例b2的染料敏化太阳能电池。
(比较例b3)
(光电极b3的制作)
除了使用由Ti构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例3相同的步骤来制作出光电极b3。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极b3来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例b3的染料敏化太阳能电池。
(比较例b4)
(光电极b4的制作)
除了使用由Ti构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例4相同的步骤来制作出光电极b4。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极b4来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例b4的染料敏化太阳能电池。
(实施例C1)
(光电极C1的制作)
除了使用由不锈钢(SUS304)构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与实施例1相同的步骤来制作出光电极C1。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极C1来代替光电极1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出实施例C1的染料敏化太阳能电池。
(实施例C2)
(光电极C2的制作)
除了使用由SUS304构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与实施例2相同的步骤来制作出光电极C2。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极C2来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出实施例C2的染料敏化太阳能电池。
(实施例C3)
(光电极C3的制作)
除了使用由SUS304构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与实施例3相同的步骤来制作出光电极C3。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极C3来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出实施例C3的染料敏化太阳能电池。
(比较例c1)
(光电极c1的制作)
除了使用由SUS304构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例1相同的步骤来制作出光电极c1。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极c1来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例c1的染料敏化太阳能电池。
(比较例c2)
(光电极c2的制作)
除了使用由SUS304构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例2相同的步骤来制作出光电极c2。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极c2来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例c2的染料敏化太阳能电池。
(比较例c3)
(光电极c3的制作)
除了使用由SUS304构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例3相同的步骤来制作出光电极c3。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极c3来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例c3的染料敏化太阳能电池。
(比较例c4)
(光电极c4的制作)
除了使用由SUS304构成的金属基板(厚度50μm)来代替透光性基板11以外，通过与比较例4相同的步骤来制作出光电极c4。
(染料敏化太阳能电池的制作)
除了使用光电极c4来代替光电极B1以外，通过与实施例B1相同的步骤来制作出比较例c4的染料敏化太阳能电池。
如上述说明，比较例1、2、b1、b2、c1、以及c2的光电极是不具备涂层的构成；比较例3、b3、以及c3的光电极是不具备导通部的构成；比较例4、b4、以及c4的光电极是不具备涂层以及导通部的构成。
(评价1：光电极的粘接性评价)
在市售的圆柱状构件的3英寸芯(PP制、厚度50mm、参考外径86.5mm)的外周面上，以光电极为外侧而粘贴并固定实施例以及比较例的染料敏化太阳能电池，放置一小时。之后，从3英寸芯摘下光电极而整平其，使用显微镜在倍率70倍下观察光电转换层的表面，对光电转换层的剥离以及裂纹的有无进行了评价。
(评价2：染料敏化太阳能电池的性能评价)
对实施例以及比较例的染料敏化太阳能电池，使用“太阳模拟器”(PeccellTechnologies，Inc.(ペクセル社)制造)照射AM1.5、100mW/cm2的模拟阳光的同时，使用“2400型Source Meter(数字源表)“(KEITHLEY公司制造)测定I-V特性，从而获得短路电流、开路电压、形状因子ff的值，并且使用这些值通过下述式(1)算出光电转换效率。
式(1)：光电转换效率(％)＝[短路电流值(mA/cm2)×开路电压值(V)×{形状因子ff/入射光(100mW/cm2)}]×100
此外，电池性能的评价是在上述评价1的实施前后各进行一次，一共进行了两次。
将评价1的结果示于表1中。对于评价2而言，分别将评价1实施前的结果示于表2中，评价1实施后的结果示于表3中。
[表1]
导通部 涂层 剥离或裂纹
实施例1 有 有 无
实施例2 有 有 无
实施例3 有 有 无
比较例1 有 无 有
比较例2 有 无 有
比较例3 无 有 无
比较例4 无 无 有
实施例B1 有 有 无
实施例B2 有 有 无
实施例B3 有 有 无
比较例b1 有 无 有
比较例b2 有 无 有
比较例b3 无 有 无
比较例b4 无 无 有
实施例C1 有 有 无
实施例C2 有 有 无
实施例C3 有 有 无
比较例c1 有 无 有
比较例c2 有 无 有
比较例c3 无 有 无
比较例c4 无 无 有
[表2]
[表3]
如表1所示，通过在圆筒状的外周面上进行卷绕，在不具备涂层的比较例的光电极中发生了光电转换层剥离或裂纹，但是实施例的光电转换层中未确认到剥离或裂纹。其原因认为是，通过粘接层，光电转换层相对于透光性基板的粘接性得以提高的缘故。
如表2所示，在评价1的实施前的状态下，只有比较例3、b3、以及c3的电池性能降低，其它的例显示出大致相同的电池性能。其原因认为是，在上述各比较例中，由于由涂层材料构成的致密的层形成在透光性基板和光电转换层之间，使电阻上升的缘故。
另外，如表3所示，在评价1的实施后，不具备涂层的比较例的电池性能显著降低。其原因认为是，由于光电转换层中发生了剥离或断裂的缘故。在所有的实施例中，电池性能均未降低，与评价1的实施前相同。
另外，对于具备粘接层的各实施例而言，在同等的构成下，与不具备粘接层的各比较例相比，其转换效率得以提高。其原因认为是：粘接层的形成工序中，在基板中发挥导电性的面(ITO面、Ti面或SUS304面等)几乎被涂层材料(TiO2)覆盖的缘故。已知：当具有导电性的基板与碘直接接触时，电子向碘流动(反向电子转移)而导致性能降低，但是，通过用涂层材料来覆盖基板的表面，避免了与碘的直接接触，由此能够抑制反向电子转移，提高了转换效率。
表4中示出对由钛以外的金属种形成粘接层的染料敏化太阳能电池的电池性能进行研究的结果。在将硅、锌、铝、镁、铌作为金属种使用的情况下，通过使用表4中示出的金属醇盐，同样能够形成适宜的粘接层，并获得了高的电池性能。
[表4]
以上，通过实施方式以及实施例对本发明的染料敏化太阳能电池进行了说明，但是，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式以及实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以改变构成要素的组合，或者，可对各构成要素施加各种变更，或者可以删除。
工业实用性
本发明能够适用于染料敏化太阳能电池。
符号的说明
1   单元(染料敏化太阳能电池)
10  染料敏化太阳能电池用光电极
11  透光性基板
11a 基材
11b 透明导电层
12  光电转换层
13  粘接层
15  导通部
15a 导电性粒子
16  涂层

Claims (8)

1.一种染料敏化太阳能电池用光电极，具有：
透光性基板，在透光性的基材上形成透明导电层而成；
粘接层，形成在所述透明导电层上并由导通部和涂层构成，所述导通部由导电性粒子构成，所述涂层通过包含涂布金属醇盐的工序而形成且包覆多个所述导电性粒子；以及
光电转换层，使用功能性半导体中负载有敏化染料的光电转换材料形成于所述粘接层上。
2.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用光电极，其中，所述粘接层具有多孔质结构。
3.如权利要求1或2所述的染料敏化太阳能电池用光电极，其中，所述基材由塑料形成。
4.一种染料敏化太阳能电池用光电极，具有：
金属性基材；
粘接层，形成在所述基材上并由导通部和涂层构成，所述导通部由导电性粒子构成，所述涂层通过包含涂布金属醇盐的工序而形成且包覆多个所述导电性粒子；以及
光电转换层，使用功能性半导体中负载有敏化染料的光电转换材料形成于所述粘接层上。
5.如权利要求4所述的染料敏化太阳能电池用光电极，其中，所述粘接层具有多孔质结构。
6.如权利要求4或5所述的染料敏化太阳能电池用光电极，其中，所述基材由钛或者不锈钢形成。
7.如权利要求1～6中任一项所述的染料敏化太阳能电池用光电极，其中，所述粘接层的厚度为5微米以下。
8.一种染料敏化太阳能电池，其具有权利要求1～7中任一项所述的染料敏化太阳能电池用光电极。
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