CN107636782B - 色素敏化光电转换元件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备至少1个色素敏化光电转换单元的色素敏化光电转换元件。在该色素敏化光电转换元件中，上述色素敏化光电转换单元具备：具有透明基板和设置在透明基板上的透明导电膜的第1电极基板；与第1电极基板对置的第2电极；设置于第1电极基板或第2电极的氧化物半导体层；吸附于氧化物半导体层的光敏化色素；以及，设置于第1电极基板和第2电极之间的电解质，其中，第1电极基板进一步具有紫外线吸收层。并且，相当于构成氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的电解质的透射率TA(％)和上述波长下的第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)：0.01×TA×TB＜42……(1)、3.5≤TB≤70……(2)。

Description

色素敏化光电转换元件
技术领域
本发明涉及一种色素敏化光电转换元件。
背景技术
色素敏化光电转换元件是由瑞士的Graetzel等开发的，具有光电转换效率高、制造成本低等优点，因此，是备受瞩目的新一代光电转换元件。
色素敏化光电转换元件通常具有至少1个色素敏化光电转换单元，色素敏化光电转换单元具备具有透明基板和设置在透明基板上的透明导电膜的第1电极基板、与第1电极基板对置的第2电极、设置于第1电极基板或第2电极的氧化物半导体层以及吸附于氧化物半导体层的光敏化色素。
在色素敏化光电转换元件中，作为氧化物半导体层例如使用TiO2等时，由于入射光中所含的紫外线，氧化物半导体层产生光催化作用而促进光敏化色素、电解质中的有机物的分解，因此，发电性能有可能缓慢降低。因此，例如下述专利文献1公开了在透明基板的与第2电极相反侧的光入射面上设置紫外线吸收层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－112704号公报
发明内容
然而，上述专利文献1中记载的色素敏化光电转换元件具有以下所示的课题。
即，在上述专利文献1中，由于在透明基板的与第2电极相反侧的光入射面上设置有紫外线吸收层，因此，入射于色素敏化太阳能电池元件的紫外线的量减少，其结果，可得到优异的耐光性。但是，此时，甚至减少入射光中所含的可见光的光量，因此，有时光电转换特性降低。因此，期望一种具有优异的光电转换特性和耐光性的色素敏化光电转换元件。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供具有优异的光电转换特性和耐光性的色素敏化光电转换元件。
为了解决上述课题，本发明人发现在相当于构成氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的电解质的透射率与该波长下的紫外线吸收层的透射率之间具有特定的关系且该波长下的紫外线吸收层的透射率在特定的范围时，可解决上述课题，以至完成了本发明。
即，本发明为一种色素敏化光电转换元件，具备至少1个色素敏化光电转换单元，所述色素敏化光电转换单元具备：第1电极基板，其具有透明基板和设置在所述透明基板上的透明导电膜；第2电极，其与所述第1电极基板对置；氧化物半导体层，其设置于所述第1电极基板或所述第2电极；光敏化色素，其吸附于所述氧化物半导体层；以及，电解质，其设置于所述第1电极基板和所述第2电极之间，并且，所述第1电极基板具有紫外线吸收层，相当于构成所述氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的所述电解质的透射率TA(％)和所述波长下的所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)，
0.01×TA×TB＜42····(1)
3.5≤TB≤70············(2)。
根据本发明的色素敏化光电转换元件，通过将相当于构成氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长(以下，称为“带隙波长”)下的电解质的透射率与带隙波长下的紫外线吸收层的透射率之积抑制成比一定的值小，从而能够抑制入射于氧化物半导体层的紫外线的量，能够充分地抑制氧化物半导体层的光催化作用，能够充分地抑制光敏化色素、电解质中的有机物的分解。因此，本发明的色素敏化光电转换元件具有优异的耐光性。另外，根据本发明的色素敏化光电转换元件，由于带隙波长下的紫外线吸收层的透射率为一定值以上，因此，可充分地抑制过于限制紫外线的入射量的情况。其结果，还能充分地抑制过于限制入射光中所含的可见光的情况。因此，本发明的色素敏化光电转换元件还具有优异的光电转换特性。
在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述电解质的透射率TA(％)和所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1A)。
2.8≤0.01×TA×TB＜42····(1A)
根据该色素敏化光电转换元件，与“0.01×TA×TB”小于2.8％的情况相比，能够具有更优异的光电转换特性。
在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述电解质含有三碘化物离子且所述电解质的透射率TA大于45％。
根据该色素敏化光电转换元件，上述带隙波长下的电解质的透射率变充分高，能够充分地减少电解质中的吸收紫外线的三碘化物离子(I3 －)的浓度。因此，在低照度下运送电子的三碘化物离子的浓度变低，能够在低照度下充分地减少漏电流，能够在低照度下具有更优异的光电转换特性。
在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述电解质的透射率TA(％)和所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1B)和(2A)。
2.8≤0.01×TA×TB≤10····(1B)
3.5≤TB≤20············(2A)
根据该色素敏化光电转换元件，与“0.01×TA×TB”超过10％的情况或TB超过20％的情况相比，能够具有更优异的光电转换特性，并且具有更优异的耐光性。
在上述色素敏化光电转换元件中，优选波长450～700nm下的所述第1电极基板的平均透射率TC为73％以上。
根据该色素敏化光电转换元件，能够使可见光的平均透射率特别大，因此，能够具有更优异的光电转换特性。
在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述第1电极基板的平均透射率TC为80％以上。
根据该色素敏化光电转换元件，能够具有更优异的光电转换特性和耐光性。
应予说明，在本发明中，电解质的透射率是指将光路长度设为50μm时测定的透射率。
另外，在本发明中，“波长450～700nm下的所述第1电极基板的平均透射率TC”是指以450～700nm的范围内的n个位置的波长下测定第1电极基板的透射率时由下述式表示的值。
平均透射率TC＝测定的各波长下的透射率的合计/n
根据本发明，可提供具有优异的光电转换特性和耐光性的色素敏化光电转换元件。
附图说明
图1是表示本发明的色素敏化光电转换元件的一个实施方式的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是表示本发明的色素敏化光电转换元件的一个实施方式的截面图。
如图1所示，色素敏化光电转换元件100由1个色素敏化光电转换单元60构成，色素敏化光电转换单元60具备第1电极基板10、与第1电极基板10对置的第2电极20、设置在第1电极基板10上的氧化物半导体层30以及将第1电极基板10和第2电极20连结的环状的密封部40。在由第1电极基板10、第2电极20和密封部40形成的单元空间填充有电解质50。在色素敏化光电转换元件100中，从第1电极基板10侧入射光。
第1电极基板10由透明导电性基板13和紫外线吸收层14构成，所述透明导电性基板13由透明基板11和设置在透明基板11上的透明导电膜12构成，所述紫外线吸收层14设置在透明导电性基板13的透明基板11的与透明导电膜12相反侧(光入射侧)的表面上。
第2电极20具备导电性基板21以及设置于导电性基板21的第1电极基板10侧并有助于电解质50的还原的催化剂层22。
氧化物半导体层30配置在透明导电膜12上且密封部40的内侧。另外，在氧化物半导体层30吸附有光敏化色素。
而且，构成氧化物半导体层30的氧化物半导体的带隙波长(以下，简称为“带隙波长”)下的电解质50的透射率TA(％)和上述带隙波长下的第1电极基板10的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)。
0.01×TA×TB＜42····(1)
3.5≤TB≤70············(2)
以下，将“0.01×TA×TB”称为“T”。
根据色素敏化光电转换元件100，能够具有优异的光电转换特性和耐光性。
接着，对第1电极基板10、第2电极20、氧化物半导体层30、密封部40、电解质50和光敏化色素详细地进行说明。
＜第1电极基板＞
如上所述，第1电极基板10由透明导电性基板13和紫外线吸收层14构成，所述透明导电性基板13由透明基板11和设置在透明基板11上的透明导电膜12构成，所述紫外线吸收层14设置在透明导电性基板13的透明基板11中的与透明导电膜12相反侧的表面上。
构成透明基板11的材料例如只要是透明的材料即可，作为这样的透明的材料，例如可以举出硼硅酸玻璃、钠钙玻璃、白板玻璃、石英玻璃等玻璃、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)和聚醚砜(PES)等。透明基板11的厚度可根据色素敏化光电转换元件100的尺寸适当决定，没有特别限定，例如50～40000μm的范围即可。
作为构成透明导电膜12的材料，例如可以举出添加了锡的氧化铟(ITO)、氧化锡(SnO2)和添加了氟的氧化锡(FTO)等导电性金属氧化物。透明导电膜12可以为单层，也可以为由层叠体构成，所述层叠体是由不同的导电性金属氧化物构成的多个层的层叠体。透明导电膜12由单层构成时，从具有高耐热性和耐化学药品性的方面考虑，透明导电膜12优选由FTO构成。透明导电膜12的厚度例如0.01～2μm的范围即可。
紫外线吸收层14只要为能够吸收紫外线的层即可，作为紫外线吸收层14，可以使用例如含有紫外线吸收剂和树脂的紫外线吸收性树脂组合物等。
紫外线吸收层14的厚度根据紫外线吸收层14中的紫外线吸收剂的种类、浓度等而不同，因此，不能一概而论，通常为5～500μm左右。
＜第2电极＞
如上所述，第2电极20具备导电性基板21以及设置于导电性基板21的第1电极基板10侧且有助于电解质50的还原的导电性的催化剂层22。
导电性基板21例如由钛、镍、铂、钼、钨、铝、不锈钢等耐腐蚀性的金属材料构成，或者由在上述的透明基板11形成有由ITO、FTO等导电性氧化物构成的膜的基板构成。导电性基板21的厚度可根据色素敏化光电转换元件100的尺寸适当决定，没有特别限制，例如0.005～4mm即可。
催化剂层22由铂、碳系材料或导电性高分子等构成。在此，作为碳系材料，优选使用碳纳米管。
＜氧化物半导体层＞
氧化物半导体层30由氧化物半导体粒子构成。氧化物半导体粒子例如由氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)、氧化铌(Nb2O5)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In3O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铊(Ta2O5)、氧化镧(La2O3)、氧化钇(Y2O3)、氧化钬(Ho2O3)、氧化铋(Bi2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)或它们中的2种以上构成。氧化物半导体层30的厚度例如0.1～100μm即可。
＜密封部＞
作为密封部40，例如可以举出改性聚烯烃树脂、乙烯醇聚合物等热塑性树脂和紫外线固化树脂等树脂。作为改性聚烯烃树脂，例如可以举出离聚物、乙烯－乙烯基乙酸酐共聚物、乙烯－甲基丙烯酸共聚物和乙烯－乙烯醇共聚物。这些树脂可以单独使用，或者组合使用2种以上。
＜电解质＞
电解质50例如含有I－/I3 －等氧化还原电对和有机溶剂。作为有机溶剂，可以使用乙腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈、丙腈、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯、γ－丁内酯、戊腈等。作为氧化还原电对，除I－/I3 －以外，例如还可以使用溴/溴化物离子、锌络合物、铁络合物、钴络合物等氧化还原电对。另外，电解质50可使用离子液体代替有机溶剂。作为离子液体，例如可使用吡啶盐、咪唑盐、三唑盐盐等已知的碘盐且在室温附近呈熔融状态的常温熔融盐。作为这样的常温熔融盐，例如可优选使用1－己基－3－甲基咪唑碘化物、1－乙基－3－丙基咪唑碘化物、1－乙基－3－甲基咪唑碘化物、1,2－二甲基－3－丙基咪唑碘化物、1－丁基－3－甲基咪唑碘化物或1－甲基－3－丙基咪唑碘化物。
另外，电解质50可以使用上述离子液体与上述有机溶剂的混合物代替上述有机溶剂。
另外，可以在电解质50中加入添加剂。作为添加剂，可以举出1－甲基苯并咪唑(NMB)、1－丁基苯并咪唑(NBB)等苯并咪唑、LiI、4－叔丁基吡啶、硫氰酸胍等。其中，作为添加剂优选苯并咪唑。
进而，作为电解质50，可以使用在上述电解质中混炼SiO2、TiO2、碳纳米管等纳米粒子而成为橡胶样的准固态电解质即纳米复合凝胶电解质，另外，可以使用利用聚偏氟乙烯、聚环氧乙烷衍生物、氨基酸衍生物等有机系凝胶化剂进行凝胶化而成的电解质。
＜光敏化色素＞
作为光敏化色素，例如可以举出具有含有联吡啶结构、三联吡啶结构等的配体的钌络合物、卟啉、曙红、罗丹明、部花青等有机色素。
应予说明，色素敏化光电转换元件100，在室内或低照度(10～10000lux)的环境下使用时，优选使用具有含有联吡啶结构的配体的钌络合物作为光敏化色素
＜透射率＞
在色素敏化光电转换元件100中，上述带隙波长出的电解质50的透射率TA(％)和上述带隙波长下的第1电极基板10的透射率TB(％)只要同时满足上述式(1)和(2)即可。
(T)
如果T为42％以上，则氧化物半导体层30由于入射光中所含的紫外线而产生光催化剂作用，促进光敏化色素、电解质50中的有机物等的分解，无法具有优异的耐光性。
T优选为30％以下，更优选为19％以下，进一步优选为15％以下，更进一步优选为12％以下，特别优选为10％以下。
但是，为了尽可能提高光的利用效率并维持光电转换效率，T优选为1.4％以上。T特别优选为2.8％以上。此时，与T小于2.8％的情况相比，能够具有更优异的光电转换特性。
另外，第1电极基板10的透射率TB(％)满足下述式(2A)时，T优选满足下述式(1B)。
2.8≤T≤10····(1B)
3.5≤TB≤20············(2A)
此时，与T超过10％的情况或TB超过20％的情况相比，能够具有更优异的光电转换特性，并且具有更优异的耐光性。
(TA)
只要TA和TB满足上述式(1)和(2)，电解质50的透射率TA就没有特别限制，但电解质50含有三碘化物离子时，电解质50的透射率TA优选大于45％。
此时，上述带隙波长下的电解质50的透射率充分地变高，能够充分地减少电解质50中的吸收紫外线的三碘化物离子的浓度。因此，在低照度下，运送电子的三碘化物离子的浓度变低，能够充分地在低照度下减少漏电流，能够在低照度下具有更优异的光电转换特性。
TA优选为50％以上，更优选为70％以上。
但是，在电解质50中即使少量也不含有氧化还原电对时，无法输出，因此，TA优选为99.5％以下。
(TB)
只要TA和TB满足上述式(1)和(2)，第1电极基板10的透射率TB就没有特别限制，但TB(％)优选为20％以下。此时，与TB(％)超过20％的情况相比，能够具有更优异的耐光性。
TB(％)更优选为10％以下。
(TC)
波长450～700nm下的第1电极基板10的平均透射率TC优选为73％以上。
此时，能够使可见光的平均透射率特别大，因此，色素敏化光电转换元件100能够具有更优异的光电转换特性。
第1电极基板10的平均透射率TC优选为75％以上。特别是更优选第1电极基板10的平均透射率TC为80％以上。此时，能够具有更优异的光电转换特性和耐光性。
第1电极基板10的平均透射率TC只要为100％以下即可。
接着，对上述的色素敏化光电转换元件100的制造方法进行说明。
首先，准备在1个透明基板11上形成透明导电膜12而成的透明导电性基板13。
作为透明导电膜12的形成方法，可使用溅射法、蒸镀法、喷雾热分解法和CVD法等。
接着，在透明导电膜12上形成氧化物半导体层30。氧化物半导体层30是在印刷含有氧化物半导体粒子的多孔质氧化物半导体层形成用膏后，进行烧制而形成的。
氧化物半导体层形成用膏除上述的氧化物半导体粒子以外，还含有聚乙二醇等树脂和萜品醇等溶剂。
作为氧化物半导体层形成用膏的印刷方法，例如可以使用丝网印刷法、刮刀法或棒涂法等。
烧制温度根据氧化物半导体粒子的材质而不同，通常为350～600℃，烧制时间也根据氧化物半导体粒子的材质而不同，通常为1～5小时。
如此得到工作电极。
接着，使光敏化色素吸附于工作电极的氧化物半导体层30的表面。为此，使工作电极浸渍在含有光敏化色素的溶液中，使该光敏化色素吸附于氧化物半导体层30后，用上述溶液的溶剂成分冲洗多余的光敏化色素，使其干燥，由此使光敏化色素吸附于氧化物半导体层30即可。但是，也可以在将含有光敏化色素的溶液涂布于氧化物半导体层30后，使其干燥，由此使光敏化色素吸附于氧化物半导体层30。
接着，准备电解质50。电解质50只要由含有氧化还原电对的膏等构成即可。
接着，在氧化物半导体层30上配置电解质50。电解质50例如可以通过丝网印刷等印刷法进行配置。
接着，准备环状的密封部形成体。密封部形成体例如可以通过准备密封用树脂膜并在该密封用树脂膜形成1个四角形状的开口而得到。
然后，将该密封部形成体粘接在透明导电性基板13上。此时，密封部形成体的在透明导电性基板13上的粘接例如可以通过对密封部形成体进行加热熔融而进行。
接着，准备第2电极20，以堵住密封部形成体的开口的方式配置后，使其与密封部形成体贴合。此时，也可以在第2电极20上也预先粘接密封部形成体并使该密封部形成体与第1电极基板10侧的密封部形成体贴合。第2电极20的在密封部形成体上的贴合可以在大气压下进行，也可以减压下进行，但优选在减压下进行。
最后，在透明导电性基板13的透明基板11中的与透明导电膜12相反侧(光入射侧)的表面上设置紫外线吸收层14。
应予说明，电解质50和第1电极基板10以上述T和上述透射率TB满足下述式(1)和(2)的方式进行选择。
T＜42········(1)
3.5≤TB≤70········(2)
具体而言，TB小时，第1电极基板10充分地吸收紫外线，因此，电解质50的透射率TA可以较大。此时，例如只要减少电解质50中的三碘化物离子的浓度即可。具体而言，TB为3.5％以上且小于42％时，仅以TB即可满足T＜42％，因此，电解质50的透射率TA可以是TA＝100％。
另一方面，TB大时，第1电极基板10的紫外线的吸收量变少，因此，需要电解质50的透射率TA变小。此时，只要增加电解质50中的三碘化物离子的浓度即可。具体而言，TB为42％～70％时，电解质50的透射率TA只要为大于45％且小于100％的范围即可，此时，例如只要使电解质50中的三碘化物离子的浓度为0～0.05M即可。
如上得到色素敏化光电转换元件100。
本发明并不限于上述实施方式。例如上述实施方式的色素敏化光电转换元件100在第1电极基板10的透明导电膜12上设置有多孔质氧化物半导体层30，色素敏化光电转换元件100成为从第1电极基板10侧接收光的结构，但可以在色素敏化光电转换元件中，使用不透明的材料(例如金属基板)作为形成多孔质氧化物半导体层30的基材，使用透明的透明导电性基板作为形成第2电极20的基材，使色素敏化光电转换元件具有从第2电极20侧接收光的结构，并且，色素敏化光电转换元件可以为具有从两面接收光的结构。
另外，在上述实施方式中，色素敏化光电转换元件100由1个色素敏化光电转换单元60构成，但色素敏化光电转换元件也可以具有多个色素敏化光电转换单元60。在此，多个色素敏化光电转换单元60可以串联地连接，也可以并联地连接。
另外，在上述实施方式中，色素敏化光电转换元件可以进一步具有从第2电极20侧覆盖色素敏化光电转换单元60的背板。
另外，在上述实施方式中，紫外线吸收层14设置在透明基板11上，但也可以在透明基板11上不设置紫外线吸收层14，透明基板11兼作紫外线吸收层14。此时，透明基板11由含有紫外线吸收剂的紫外线吸收性玻璃组合物构成即可。另外，此时，透明基板11的厚度根据透明基板11中所含的紫外线吸收剂的种类、浓度等而不同，因此，不能一概而论，通常为0.05～5mm左右。
实施例1
以下，举出实施例对本发明的内容更具体地进行说明，但本发明并不限定于下述的实施例。
(实施例1～9和比较例1～3)
＜色素敏化光电转换元件用电解质的准备＞
(1)电解质
准备具有以下的组成的电解质1～4。
电解质1
碘(I2)0.002M
1,2－二甲基－3－丙基咪唑碘化物(DMPImI)0.6M
正丁基苯并咪唑(NBB)0.1M
由3－甲氧基丙腈(MPN)构成的溶剂
电解质2
1－己基－3－甲基咪唑鎓碘化物(HMImI)0.6M
n－甲基苯并咪唑(NMB)0.3M
硫氰酸胍(GuSCN)0.1M
由3－甲氧基丙腈(MPN)构成的溶剂
电解质3
碘(I2)0.005M
1,2－二甲基－3－丙基咪唑碘化物(DMPImI)0.6M
正丁基苯并咪唑(NBB)0.1M
由3－甲氧基丙腈(MPN)构成的溶剂
电解质4
碘(I2)0.01M
1,2－二甲基－3－丙基咪唑碘化物(DMPImI)0.6M
正丁基苯并咪唑(NBB)0.1M
由3－甲氧基丙腈(MPN)构成的溶剂
(2)透射率
上述电解质1～4的波长387.5nm(相当于TiO2的带隙的波长)的透射率TA如表1所示。
上述电解质1～4的波长387.5nm的透射率TA如下测定。
首先，准备具有45mm×12mm×2.2mm的尺寸的2片蓝板玻璃，在一片蓝板玻璃形成直径0.5mm的针孔。然后，使2片蓝板玻璃以在它们之间夹住由商品名“Bynel”(杜邦公司制)构成的环状的密封部形成体的状态对置，将密封部形成体加热熔融而进行贴合。如此制作透射率测定用的空单元。此时，2片蓝板玻璃间的距离为50μm。然后，以下述的光源对该空单元照射光，使用下述的分光器接收透射光而进行透射光谱的测定。将该空单元的透射光谱作为背景。
光源：氘卤素光源(产品名“DH－2000－BAL”，Oceanoptics公司制)
分光器：纤维多通道分光器(产品名“USB4000－XR1－ES”、Oceanoptics公司制)
接着，通过空单元的针孔注入电解质1～4，将针孔用由商品名“Himilan”(三井杜邦聚合化学公司制)构成的密封树脂密封，得到透射率测定用的测定单元。
然后，对该透射率测定用的单元，进行与空单元的情况同样的透射光谱的测定，测定波长387.5nm下的电解质的透射率TA(％)。将结果示于表1。应予说明，测定电解质的透射光谱时的电解质的光路长度为50μm。
＜透射率测定用第1电极基板的准备＞
(1)透射率测定用第1电极基板
如下准备透射率测定用第1电极基板。
即，首先，准备在玻璃基板上形成有FTO膜的FTO/玻璃基板(商品名“TEC－A7”，Pilkington公司制)。接着，在FTO/玻璃基板上重叠贴附1片或2～5片下述3种的紫外线吸收层1～3，得到透射率测定用第1电极基板。
紫外线吸收层1
UV截止涂层树脂(商品名“UV Cut Coat”，Japan Nano Coat公司制，厚度15μm)
紫外线吸收层2
UV截止膜(商品名“Arctop”，旭硝子公司制，厚度130μm)
紫外线吸收层3
UV截止涂层膜(商品名“Lag Protect G－030EV50”,Lintec公司制，厚度50μm)
(2)透射率
上述透射率测定用第1电极基板的波长387.5nm的透射率TB如表1所示。
上述透射率测定用第1电极基板的波长387.5nm的透射率TB如下测定。
即，以电解质的透射率的测定中使用的上述的光源对透射率测定用第1电极基板照射光，同样地使用电解质的透射率的测定中使用的上述的分光器接收透射光而进行透射光谱的测定，测定波长387.5nm下的透射率测定用第1电极基板的透射率TB(％)。将结果示于表1。
＜色素敏化光电转换元件的制作＞
首先，准备在玻璃基板上形成有FTO膜的FTO/玻璃基板(商品名“TEC－A7”，Pilkington公司制)。然后，在该FTO/玻璃基板的规定的位置进行激光划片，在玻璃基板上形成彼此离开的4个FTO部。接着，对该基板进行清洗和UV－O3处理，在该基板中的4个FTO部上分别通过丝网印刷涂布3次含有氧化钛的第1氧化钛膏，使其干燥而得到第1干燥体后，通过丝网印刷在上述第1干燥体上涂布含有氧化钛的第2氧化钛膏，形成氧化物半导体层的前体。此时，作为第1氧化钛膏，使用商品名“PST－21NR”(日挥触媒化成公司制)，作为第2氧化钛膏，使用商品名“PST－400C”(日挥触媒化成公司制)。另一方面，在4个FTO部上分别涂布银膏和含有玻璃料的膏。如此得到未烧制基板。最后，将该未烧制基板放入烘箱在500℃下烧制1小时，在4个FTO部上分别得到具有17mm×42mm×12μm的尺寸的多孔质氧化钛层。另外，在4个FTO部上还分别得到由银构成的金属层和由玻璃构成的玻璃层。如此得到在共用的玻璃基板上具有4个工作电极的结构体。
接着，将作为光敏化色素的Z907色素以成为0.2mM的浓度的方式溶解于将乙腈和叔丁醇以1：1(体积比)混合而成的混合溶剂中而制作色素溶液。然后，在该色素溶液中将上述结构体在常温下浸渍24小时，使光敏化色素吸附于多孔质氧化钛层。
另一方面，准备四片具有46mm×20mm×40μm的尺寸的Ti箔，通过溅射法使Pt沉积在各Ti箔上。如此得到第2电极。
接着，在各工作电极上配置由商品名“Bynel”(杜邦公司制)构成的环状的热塑性树脂片。此时，在环状的热塑性树脂片的内侧配置多孔质氧化钛层。然后，将热塑性树脂片在180℃下加热熔融5分钟而粘接于工作电极。
另一方面，通过丝网印刷法以覆盖多孔质氧化钛层的方式涂布表1所示的电解质。此时，电解质的使用量为每1单元为20μL。
然后，将第2电极以在与工作电极之间夹住电解质的方式重叠于工作电极，将密封部在减压下(1000Pa)加热熔融，由此使第2电极与密封部粘接。如此在共用的玻璃基板上得到4个单元。
接下来，将4个单元用由商品名“Dotite”(藤仓化成公司制)构成的银膏串联连接，最后，将4个单元使用丁基橡胶以用铝制背板覆盖的方式固定在玻璃基板。
最后，在玻璃基板中的成为光入射面的面(与FTO膜相反侧的面)贴附表1所示的紫外线吸收层。如此构成由FTO/玻璃基板和紫外线吸收层构成的第1电极基板。
如此得到色素敏化光电转换元件。
＜特性的评价＞
(光电转换特性)
对如上得到的上述实施例1～9和比较例1～3的色素敏化光电转换元件，以对单元整体均匀地照射200lux的白色光的状态测定IV曲线，算出最大输出工作功率Pm0(μW)。将结果示于表1。应予说明，IV曲线的测定中使用的光源、照度计和电源如下所述。
光源：白色LED(产品名“LEL－SL5N－F”，东芝照明公司制)
照度计：产品名“AS ONE LM－331”，AS ONE公司制
电源：电压/电流发生器(产品名“ADVANTEST R6246”，Advantest公司制)
另外，光电转换特性的合格基准如下所述。
(合格基准)
Pm0为190μW以上
(耐光性)
对如上得到的上述实施例1～9和比较例1～3的色素敏化光电转换元件照射200小时金属卤化物灯的模拟太阳光。模拟太阳光照射中的色素敏化光电转换单元的温度固定在20℃。然后，利用光电转换特性的评价中使用的装置测定模拟太阳光照射前后的IV曲线，算出输出下降率Pm/Pm0。将结果示于表1。应予说明，Pm表示对色素敏化光电转换元件照射200小时金属卤化物灯的模拟太阳光后测定的输出。另外，耐光性的合格基准如下所述。
(合格基准)
输出下降率Pm/Pm0为0.90以上
根据表1所示的结果，可知实施例1～9的色素敏化光电转换元件在光电转换特性和耐光性中的任一方面均满足合格基准。与此相对，可知比较例1～3的色素敏化光电转换元件在光电转换特性和耐光性的至少一方面不满足合格基准。
综上所述，确认了根据本发明的色素敏化光电转换元件用电解质，具有优异的光电转换特性和耐光性。
符号说明
10…第1电极基板
11…透明基板
12…透明导电膜
13…透明导电性基板
14…紫外线吸收层
20…第2电极
30…氧化物半导体层
50…电解质
60…色素敏化光电转换单元
100…色素敏化光电转换元件

Claims (4)

1.一种色素敏化光电转换元件，具备至少1个色素敏化光电转换单元，
所述色素敏化光电转换单元具备：
第1电极基板，具有透明基板和设置在所述透明基板上的透明导电膜，
第2电极，与所述第1电极基板对置，
氧化物半导体层，设置于所述第1电极基板或所述第2电极，
光敏化色素，吸附于所述氧化物半导体层，以及
电解质，设置于所述第1电极基板和所述第2电极之间，
并且，所述第1电极基板具有紫外线吸收层，
相当于构成所述氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的所述电解质的透射率TA(％)和所述波长下的所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)，
2.8≤0.01×TA×TB＜42····(1)
3.5≤TB＜42············(2)
并且，所述电解质含有三碘化物离子，
所述电解质的透射率TA为50～75％。
2.根据权利要求1所述的色素敏化光电转换元件，其中，所述电解质的透射率TA(％)和所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1B)和(2A)，
2.8≤0.01×TA×TB≤10····(1B)
3.5≤TB≤20············(2A)。
3.根据权利要求1或2所述的色素敏化光电转换元件，其中，波长450～700nm下的所述第1电极基板的平均透射率TC为73％以上。
4.根据权利要求3所述的色素敏化光电转换元件，其中，所述第1电极基板的平均透射率TC为80％以上。
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