CN110337466A

CN110337466A - 增感染料、光电转换用增感染料组合物、使用其的光电转换元件及染料增感太阳能电池

Info

Publication number: CN110337466A
Application number: CN201880011818.XA
Authority: CN
Inventors: 冈地诚; 木村育夫; 桦泽直朗
Original assignee: Baotu Valley Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Baotu Valley Chemical Industry Co Ltd; Hodogaya Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-10-15
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: KR102571879B1; JPWO2018180112A1; JP7049321B2; CN114752227B; KR20190129837A; WO2018180112A1; CN114752227A; CN110337466B; TWI750333B; TW201840737A

Abstract

一种增感染料、光电转换用增感染料组合物、使用其的光电转换元件及染料增感太阳能电池。由下述通式(1)表示的增感染料是具有宽广感光波段的新型结构的增感染料，通过将其用作光电转换用增感染料组合物，能够提供光电转换效率高的光电转换元件以及染料增感太阳能电池。

Description

增感染料、光电转换用增感染料组合物、使用其的光电转换元件及染料增感太阳能电池

技术领域

本发明涉及增感染料、用于增感染料型的光电转换元件的光电转换用增感染料组合物、使用该光电转换用增感染料组合物的光电转换元件以及染料增感太阳能电池。

背景技术

近年，从煤炭、石油、天然气等化石燃料产生的二氧化碳作为温室效应气体而引起地球变暖、地球变暖导致环境破坏，人口增加带来世界上能量消耗的增大，由此全球规模的环境破坏逐渐发展令人担忧。针对这种情况，正在积极研究与化石燃料不同而枯竭危险性少的可再生能源的利用。作为代替消耗化石燃料的火力发电、原子力发电而基于能够对防止地球变暖作出贡献的下一代主要可再生能源进行的发电方式，以太阳能光伏发电为中心的太阳能的利用其重要性逐渐升高，从手表、便携式小型电子设备的发电及充电用，到能够节约照明取暖费的住宅及楼房、休耕地中小规模发电设施，各种领域中的开发、应用正得到进展。

作为太阳能光伏发电手段，将太阳能转换成电能的光电转换元件用于太阳能电池，作为太阳能电池，主要研究有例如单晶、多晶、非晶硅类、砷化镓、硫化镉、硒化铟铜等化合物半导体类之类的无机类太阳能电池，目前在住宅、小规模发电设施中得到广泛实用。但是，这种无机类太阳能电池具有制造成本高、难以确保原材料等问题。

另一方面，虽然光电转换率、耐久性与无机类太阳能电池相比显著低，但是也正在开发使用各种有机材料的有机薄膜太阳能电池、染料增感太阳能电池等有机类太阳能电池。有机类太阳能电池在制造成本、大面积化、轻量化、薄膜化、透光性、吸收波长的广范围化、柔性化、原材料确保等方面，被认为比无机类太阳能电池有利。

其中，由Gretzel等提出的染料增感太阳能电池(参照非专利文献1)是由作为半导体由多孔氧化钛构成的薄膜电极、为了扩大感光波段而吸附在半导体表面的钌络合染料、以及包含碘的电解液构成的湿式太阳能电池，期待与非晶硅太阳能电池匹配的高光电转换效率。与其它的太阳能电池相比，染料增感太阳能电池是元件结构简单而没有大型制造设备也能够进行制造，因此作为下一代太阳能电池备受瞩目。

作为用于染料增感太阳能电池的增感染料，从光电转换效率这一点，钌络合物被认为是最佳的，但是钌是贵金属，因此在制造成本方面不利，并且当被实用化而需要大量的钌络合物时，资源上的制约也成为问题。因此，作为增感染料，正在积极进行的是使用不含钌等贵金属的有机染料的染料增感太阳能电池的研究。作为不含贵金属的有机染料，公开的有香豆素类染料、花青类染料、部花青类染料、罗丹宁类染料、酞菁类染料、卟啉类染料、x吨类染料等(例如，参照专利文献1～3)。

另外，作为用于吸附在氧化钛等半导体颗粒表面且将在增感染料产生的激发电子有效地运输至半导体的电子吸引部，还提出了具有茚酮结构的化合物(例如，参照专利文献4～6)。但是，这些有机染料虽然具有廉价、吸光系数大且通过多样性结构能够控制吸收特性这样的优点，但是在光电转换效率以及经时稳定性方面，不能得到充分满足所需特性，这是现状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-214730号公报

专利文献2：日本特开平11-238905号公报

专利文献3：日本特开2011-26376号公报

专利文献4：日本特开2011-207784号公报

专利文献5：日本特开2012-51854号公报

专利文献6：日本特开2016-6811号公报

非专利文献

非专利文献1：“自然(Nature)”，英国，1991年，第353卷，第737-740页

发明内容

本发明所要解决的课题是，提供一种能够扩大感光波段的新型结构的增感染料，进而能够提供一种将该增感染料用作能够有效地获取电流的光电转换用增感染料组合物的、光电转换特性良好的光电转换元件以及染料增感太阳能电池。

为了解决上述课题，发明人等针对提高增感染料的光电转换特性进行深入研究的结果，发现通过将具有特定结构的增感染料用作光电转换用增感染料，能够得到高效率且高耐久性的光电转换元件。即，本发明由以下内容构成。

1.增感染料，由下述通式(1)表示。

[化1]

(式中，Ar表示能够具有取代基的碳原子数为6～36的芳基。

R¹～R⁴相同或不同，并表示氢原子、卤素原子、氰基、羟基、硝基、亚硝基、硫醇基、

能够具有取代基的碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷基、

能够具有取代基的碳原子数为3～36的环烷基、

能够具有取代基的碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷氧基、

能够具有取代基的碳原子数为3～36的环烷氧基、

能够具有取代基的碳原子数为2～36的直链状或支链状的烯基、

能够具有取代基的碳原子数为6～36的芳基、

或者能够具有取代基的碳原子数为0～36的氨基，

R¹～R⁴能够在相邻的基团之间彼此键合而形成环。

X表示硫原子、氧原子或CR⁵R⁶。R⁵、R⁶相同或不同，并表示能够具有取代基的碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷基、或者能够具有取代基的碳原子数为6～36的芳基。

Z表示1价基。)

2.增感染料，在所述通式(1)中，Z是由下述通式(2)表示的1价基。

[化2]

(式中，R⁷～R¹²相同或不同，并表示氢原子、

能够具有取代基的碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷基、

能够具有取代基的碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷氧基、

或者能够具有取代基的碳原子数为2～18的直链状或支链状的烯基，

R⁷和R⁸能够彼此键合并形成环，R⁹和R¹⁰能够彼此键合并形成环，R¹¹和R¹²能够彼此键合并形成环。

m表示0～2的整数，n表示0～4的整数，当m为2或n为2～4的整数时，存在多个的R⁷～R¹²之中，R⁷团之间彼此相同或不同，R⁸团之间彼此相同或不同，R⁹团之间彼此相同或不同，R¹⁰团之间彼此相同或不同，R¹¹团之间彼此相同或不同，R¹²团之间彼此相同或不同，。

R¹³及R¹⁴表示氢原子或酸性基，R¹³和R¹⁴中至少任一个是酸性基。)

3.根据2所述的增感染料，其中，在所述通式(2)中，R⁷～R¹²为氢原子或无取代的碳原子数为1～6的直链状或支链状的烷基。

4.根据2或3所述的增感染料，其中，在所述通式(2)中，m为0且n为0。

5.一种光电转换用增感染料组合物，包含所述增感染料。

6.一种光电转换元件，使用所述光电转换用增感染料组合物。

7.一种染料增感太阳能电池，使用所述光电转换元件。

根据本发明的增感染料，能够得到能够有效地获取电流的光电转换用增感染料组合物。另外，通过使用该光电转换用增感染料组合物，能够得到高效率且高耐久性的光电转换元件以及染料增感太阳能电池。

附图说明

图1是表示本发明实施例及比较例的光电转换元件的结构的简要截面图。

具体实施方式

以下，针对本发明的实施方式详细地说明。由本发明的增感染料构成的光电转换用增感染料组合物在染料增感型的光电转换元件中用作增感剂。此外，在本申请的说明书中，“增感染料”是指由通式(1)表示的化合物，“光电转换用增感染料组合物”是指包含一种或两种以上由通式(1)表示的化合物并包含任选的不属于本发明的其它增感染料的组合物。本发明的光电转换元件典型的是将使染料吸附在导电性支承体上的半导体层而成的光电极和对电极隔着电解质层相对布置。

以下，针对由所述通式(1)表示的增感染料具体地说明，但是本发明不限于此。

在通式(1)中，作为由Ar或R¹～R⁶表示的“能够具有取代基的碳原子数为6～36的芳基”中的“碳原子数为6～36的芳基”，具体地，可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲啰啉基、芘基、三亚乙基、茚基、芴基等芳基。在此，本发明中的“芳基”表示芳香族羟基及稠合多环芳基，其中，优选为苯基或萘基，更优选为苯基。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁴表示的“卤素原子”，具体地，可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁶表示的“能够具有取代基的碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷基”中的“碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷基”，具体地，可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等的直链状的烷基；异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异辛基等支链状的烷基。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁴表示的“能够具有取代基的碳原子数为3～36的环烷基”中的“碳原子数为3～36的环烷基”，具体地，可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等环烷基。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁴表示的“能够具有取代基的碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷氧基”中的“碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷氧基”，具体地，可举出：甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等直链状的烷氧基；异丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异辛氧基等支链状的烷氧基。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁴表示的“能够具有取代基的碳原子数为3～36的环烷氧基”中的“碳原子数为3～36的环烷氧基”，具体地，可举出环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等环烷氧基。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁴表示的“能够具有取代基的碳原子数为2～36的直链状或支链状的烯基”中的“碳原子数为2～36的直链状或支链状的烯基”，具体地，可举出乙烯基、丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、1-己烯基等烯基、或者键合多个这些烯基的直链状或支链状的烯基。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁴表示的“能够具有取代基的碳原子数为0～36的氨基”，具体地，可举出：无取代氨基；甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、乙基甲基氨基、甲基丙基氨基、二叔丁氨基、二苯氨基等具有碳原子数为0～36的取代基的氨基。

在通式(1)中，作为由Ar或R¹～R⁶表示的“具有取代基的碳原子数为6～36的芳基”中的“取代基”，或者

由R¹～R⁴表示的“具有取代基的碳原子数为3～36的环烷基”、

“具有取代基的碳原子数为1～36直链状或支链状的烷氧基”、

“具有取代基的碳原子数为3～36的环烷氧基”或

“具有取代基的碳原子数为0～36的氨基”中的“取代基”，

具体地，可举出：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子；

氰基；羟基；硝基；亚硝基；硫醇基；

甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等碳原子数为1～30的直链状的烷基；

异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异辛基等碳原子数为3～30的支链状的烷基；

环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等碳原子数为3～30的环烷基；

甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等碳原子数为1～30的直链状的烷氧基；

异丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异辛氧基等碳原子数为3～30的支链状的烷氧基；

环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3～30的环烷氧基；

乙烯基、丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、1-己烯基、或者键合多个这些烯基的碳原子数为2～30的直链状或支链状的烯基；

苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、芘基、三亚苯基、茚基、芴基等的碳原子数为6～30的芳基；

无取代氨基；甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、乙基甲基氨基、甲基丙基氨基、二叔丁氨基、二苯氨基等具有碳原子数为1～30的取代基的氨基；

羧基；甲酯基、乙酯基等的羧酸酯基等等。这些“取代基”既可以包含一个，也可以包含多个，当包含多个时，既可以彼此相同也可以彼此不同。另外，这些“取代基”也可以进一步具有上面例示的取代基。

在通式(1)中，作为由R¹～R⁶表示的

“具有取代基的碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷基”、或者

由R¹～R⁴表示的“具有取代基的碳原子数为2～36的直链状或支链状的烯基”中的“取代基”，

氰基；羟基；硝基；亚硝基；硫醇基；

环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等碳原子数为3～34的环烷基；

甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等碳原子数为1～34的直链状的烷氧基；

异丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异辛氧基等碳原子数为3～34的支链状的烷氧基；

环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3～34的环烷氧基；

苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、芘基、三亚苯基、茚基、芴基等碳原子数为6～34的芳基；

无取代氨基；甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、乙基甲基氨基、甲基丙基氨基、二叔丁氨基、二苯氨基等具有碳原子数为1～34的取代基的氨基；

羧基；甲酯基、乙酯基等的羧酸酯基等等。这些“取代基”既可以包含一个，也可以包含多个，当包含多个时，既可以彼此相同也可以彼此不同。另外，这些“取代基”可以进一步具有上面例示的取代基。

在通式(1)中，R¹～R⁴优选为氢原子、卤素原子、能够具有取代基的碳原子数为1～24的直链状或支链状的烷基、能够具有取代基的碳原子数为6～24的芳基、或者能够具有取代基的碳原子数为0～24的氨基，更优选为氢原子或能够具有取代基的碳原子数为6～24的芳基。

在通式(1)中，R¹～R⁴表示如上所述的取代基，但是也可以在相邻的基团之间彼此键合而形成环，这些环也可以通过单键合、或者通过氮原子、碳原子和硫原子中任一个原子的键合而彼此键合，从而形成环。这些环优选为苯环。

在通式(1)中，X为CR⁵R⁶时的R⁵及R⁶优选为能够具有取代基的碳原子数为1～24的直链状或支链状的烷基、或者能够具有取代基的碳原子数为6～24的芳基，更优选为能够具有取代基的碳原子数为1～12的直链状或支链状的烷基。

在通式(1)中，Z表示1价基，优选为由通式(2)表示的1价基。

在通式(2)中，作为由R⁷～R¹²表示的“能够具有取代基的碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷基”中的“碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷基”，具体地，可举出：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等直链状的烷基；异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异辛基等支链状的烷基。

在通式(2)中，作为由R⁷～R¹²表示的“能够具有取代基的碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷氧基”中的“碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷氧基”，具体地，可举出：甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等直链状的烷氧基；异丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异辛氧基等支链状的烷氧基。

在通式(2)中，作为由R⁷～R¹²表示的“能够具有取代基的碳原子数为2～36的直链状或支链状的烯基”中的“碳原子数为2～18的直链状或支链状的烯基”，具体地，可举出乙烯基、丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、1-己烯基等的烯基、或者键合多个这些烯基的直链状或支链状的烯基。

在通式(2)中，作为由R⁷～R¹²表示的

“能够具有取代基的碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷基”、

“能够具有取代基的碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷氧基”、或者

“能够具有取代基的碳原子数为2～18的直链状或支链状的烯基”中的“取代基”，

氰基；羟基；硝基；亚硝基；硫醇基；

环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等碳原子数为3～16的环烷基；

甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等碳原子数为1～16的直链状的烷氧基；

异丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异辛氧基等碳原子数为3～16的支链状的烷氧基；

环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3～16的环烷氧基；

无取代氨基；甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、乙基甲基氨基、甲基丙基氨基、二叔丁氨基、二苯氨基等具有碳原子数为1～16的取代基的氨基；

羧基；甲酯基、乙酯基等羧酸酯基等等。这些“取代基”既可以包含一个，也可以包含多个，当包含多个时，既可以彼此相同也可以彼此不同。另外，这些“取代基”可以进一步具有上面例示的取代基。

在通式(2)中，R⁷～R¹²优选为氢原子或能够具有取代基的碳原子数为1～18的直链状或支链状的烷基，更优选为氢原子。

在通式(2)中，R⁷～R¹²表示如上所述的取代基，但是也可以在相邻的基团之间彼此键合而形成环，这些环也可以通过单键合、或者通过氮原子、碳原子和硫原子中任一个原子的键合而彼此键合，从而形成环。

在通式(2)中，m及n分别表示具有将在染料部分激起的电子传输到电子吸引部即茚酮基的连接基团的作用的芳基和噻吩基的数量。m表示0～2的整数，优选为0或1，另外，n优选为0～2，更优选为0或1。

在通式(2)中，R¹³及R¹⁴表示氢原子或酸性基，R¹³和R¹⁴中至少任一个是酸性基。作为由R¹³及R¹⁴表示的酸性基，作为具体例子，可举出羧基、磺酸基、磷酸基、异羟肟酸基、膦酸基、硼酸基、次膦酸基、硅烷醇基等。在这些酸性基中，能够将增感染料容易地吸附在半导体层的表面上，从而能够实现提高光电转换特性，因此优选为羧基或膦酸基，更优选为羧基。

在本发明中，由通式(1)表示的增感染料是包含可存在的所有立体异构体。任何立体异构体都能够良好地用作本发明中的增感染料。例如，在通式(1)中，Z为由通式(2)表示的1价基，并且，当R¹³为氢原子、R¹⁴为羧基时，本发明的增感染料是包含由下述通式(3)和通式(4)表示的化合物。另外，也可以是从这些立体异构体选择的两种以上的混合物。

[化3]

[化4]

在以下的式中示出由通式(1)表示的本发明的增感染料的化合物的具体例子，但是本发明不限于此。例如，由通式(1)表示的增感染料中的X虽然表示硫原子、氧原子或CR⁵CR⁶，在以下例示化合物的X部分中仅示出了具有这些的任意一种的化合物，但是作为例示化合物，也可以是具有其它X的化合物。另外，以下的示例化合物示出了可存在的立体异构体中的一例，包含其它所有立体异构体。另外，各自也可以是两种以上的立体异构体的混合物。

[化5]

[化6]

[化7]

[化8]

[化9]

[化10]

[化11]

[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

[化16]

[化17]

[化18]

[化19]

[化20]

[化21]

[化22]

[化23]

[化24]

[化25]

[化26]

[化27]

[化28]

[化29]

[化30]

[化31]

[化32]

[化33]

[化34]

[化35]

[化36]

[化37]

[化38]

[化39]

[化40]

[化41]

[化42]

[化43]

[化44]

[化45]

[化46]

[化47]

[化48]

[化49]

[化50]

[化51]

[化52]

[化53]

[化54]

[化55]

[化56]

[化57]

[化58]

[化59]

[化60]

[化61]

[化62]

[化63]

[化64]

[化65]

[化66]

由通式(1)表示的本发明的增感染料可以通过公知的方法合成。以下，示出了在通式(1)中Z为由通式(2)表示的1价基的情况的合成例。在通式(2)中，除了m为0且n为0(m＝n＝0)的情况之外，通过对由下述通式(5)表示的具有对应的取代基的溴化合物和由下述通式(6)或下述通式(7)表示的分别具有对应的取代基及甲酰基的硼酸进行Suzuki偶联反应等的交叉偶联反应，能够合成由下述通式(8)表示的甲酰基化合物。

[化67]

[化68]

[化69]

[化70]

在由上述通式(8)表示的甲酰基化合物的合成例中，当m为1或2且n为0时，作为具有由通式(6)表示的甲酰基的硼酸，可举出4-甲酰基苯基硼酸、4-(4-甲酰基苯基)苯基硼酸等。另外，在上述合成例中，当m为0且n为1～4时，作为具有由通式(7)表示的甲酰基的硼酸，可举出5-甲酰基-2-噻吩硼酸或5'-甲酰基-2,2'-联噻吩-5-硼酸等。而且，当m为1或2且n为1～4时，通过使用由通式(5)表示的溴化合物和具有由上述相同的通式(7)表示的甲酰基的硼酸，进行与上述合成例相同的交叉偶联反应，能够合成由通式(8)表示的甲酰基化合物。

在由上述通式(8)表示的甲酰基化合物的合成例中，当m为0且n为0(m＝n＝0)时，将通过由通式(5)表示的溴化合物与丁基锂等进行金属卤素交换得到的芳基锂由N,N-二甲基甲酰胺(DMF)捕捉，由此能够合成由通式(8)表示的甲酰基化合物(m＝n＝0)。

接着，通过将如上所述地得到的由通式(8)表示的甲酰基化合物与由通式(9)表示的茚酮化合物之间进行缩合反应，能够合成本发明的增感染料。但是，上述合成例中的通式(5)～(9)中的Ar及R¹～R¹⁴与本发明中的通式(1)及通式(2)中的Ar及R¹～R¹⁴表示相同的含义。因而，在通式(5)～(9)中，在m或n为多个时存在多个的R⁷～R¹²中，其R⁷团、R⁸团、R⁹团、R¹⁰团、R¹¹团、R¹²团分别既可以相同也可以不同，R¹³及R¹⁴表示氢原子或酸性基，R¹³和R¹⁴中至少任一个是酸性基。

[化71]

此外，关于成为初始原料的上述公式(5)等，既可以使用市场上的，也可以使用通过公知的方法合成的。由上述通式(9)表示的茚酮化合物可以由前述的专利文献4～6中记载的方法容易地合成。

作为由通式(1)表示的本发明的增感染料的化合物的精制方法，可举出：根据柱色谱纯化的精制；基于硅胶、活性炭、活性白土等进行的吸附精制；基于溶剂进行的重结晶、结晶法等公知方法。另外，这些化合物的鉴别可以通过核磁共振分析(NMR)等来进行。

本发明的增感染料既可以单独使用，也可以组合使用两种以上。另外，本发明的增感染料可以与不属于本发明的其它增感染料组合使用。作为其它增感染料的具体例子，可举出钌络合物、香豆素类染料、花青类染料、部花青类染料、罗丹宁类染料、酞菁类染料、卟啉类染料、x吨类染料等除由所述通式(1)表示的增感染料之外的增感染料。当本发明的增感染料与这些其它增感染料组合而用作光电转换用增感染料组合物时，针对本发明的增感染料的其它增感染料的使用量优选为10～200重量％，更优选为20～100重量％。

本发明的增感染料可以应用为卤化银、氧化锌、氧化钛等，用于各种成像材料的感光物质、光催化剂、光学功能材料等光谱增感染料，从而也可以应用为用于染料增感型的光电转换元件等的光电转换用增感染料组合物等。在本发明中制造染料增感型的光电转换元件的方法不受特别限制，但是优选以下方法：在导电性支承体(电极)上形成半导体层，使本发明的光电转换用增感染料组合物吸附(支承)在该半导体层，从而制作光电极(参照图1。此外，不言而喻的是，图是以便于理解为优先，因此不是实际元件的真实尺寸)。作为使染料吸附的方法，通常是将半导体层长时间浸渍在通过将染料溶解于溶剂而得到的溶液中的方法。当将本发明的增感染料组合使用两种以上、或者将本发明的增感染料与其它增感染料组合使用时，可以制备所使用的所有染料的混合溶液来浸渍半导体层，另外，也可以针对各个染料制备不同的溶液，并将半导体层依次浸渍于各个溶液。

在本发明中，作为导电性支承体，除金属板以外，也可以使用设置有在表面具有导电性材料的导电层的玻璃基板、塑料基板。作为导电性材料的具体例子，可举出金、银、铜、铝、铂等金属、掺杂氟的氧化锡、铟锡复合氧化物等导电性透明氧化物半导体、碳等，优选使用涂布有掺杂氟的氧化锡薄膜的玻璃基板。

在本发明中，作为形成半导体层的半导体的具体例子，可举出：氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化锆、氧化钨、氧化钽、氧化铁、氧化镓、氧化镍、氧化钇等金属氧化物；硫化钛、硫化锌、硫化锆、硫化铜、硫化锡、硫化铟、硫化钨、硫化镉、硫化银等金属硫化物；硒化钛、硒化锆、硒化铟、硒化钨等金属硒化物；硅、锗等单体半导体等。这些半导体不仅可以单独使用，也可以混合两种以上使用。在本发明中，作为半导体，优选为从氧化钛、氧化锌、氧化锡选择一种或两种以上使用。

本发明中的半导体层的形式不受特别限制，但是，优选为具有由微粒构成的多孔结构的薄膜。通过多孔结构等，半导体层的实际表面积增大，若对半导体层的染料吸附量增大，则能够得到高效率的光电转换元件。半导体粒径优选为5～500nm，更优选为10～100nm。半导体层的膜厚通常为2～100μm，更优选为5～20μm。作为半导体层的制作方法，可举出在导电性基板上通过旋转涂布法、刮刀成膜法、涂刷法、丝网印刷法等湿式涂布方法涂布含有半导体微粒的浆料之后，通过焙烧来去除溶剂、添加物而制膜的方法，通过溅射法、蒸镀法、电沉积法、电析出法、微波辐射法等制膜的方法等，但是不限于此。

在本发明中，含有半导体微粒的浆料可以使用市场上的，也可以使用通过将市场上的半导体微粉末分散于溶剂中而制备的浆料等。作为制备浆料时使用的溶剂的具体例子，可举出水；甲醇、乙醇、异丙醇等醇类溶剂；丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类溶剂；正己烷、环己烷、苯、甲苯等烃类溶剂，但是不限于此。另外，这些溶剂可以单独使用或以两种以上的混合溶剂使用。

在本发明中，作为将半导体微粉末分散于溶剂中的方法，可以用研钵等研磨粉末之后进行，也可以使用球磨机、油漆调节器、立式珠磨机、卧式珠磨机、磨碎机等分散机。制备浆料时优选为添加用于防止半导体微粒凝聚的表面活性剂等，优选为添加用于增稠的聚乙二醇等增稠剂。

关于对本发明的光电转换用增感染料组合物的半导体层表面上的例如可以通过将半导体层浸渍在该染料溶液中，在室温下放置30分钟～100小时或者在加热条件下放置10分钟～24小时来进行。在此情况下，优选为在室温下放置10～20小时，该染料溶液中的染料浓度优选为10～2000μM，更优选为50～500μM。

作为使本发明的光电转换用增感染料组合物吸附在半导体层表面上时使用的溶剂，具体地，可举出：甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇等的醇类溶剂；丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类溶剂；甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯等酯类溶剂；乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、1,3-二氧戊环等醚类溶剂；N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类溶剂；乙腈、甲氧基乙腈、丙腈等腈类溶剂；二氯甲烷、氯仿、溴仿、邻二氯苯等卤代烃类溶剂；正己烷、环己烷、苯、甲苯等烃类溶剂等，但是不限于此。这些溶剂单独使用或以两种以上的混合溶剂使用。在这些溶剂中，优选为使用从甲醇、乙醇、叔丁醇、丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、乙腈选择的一种或两种以上。

在将本发明的光电转换用增感染料组合物吸附于半导体层表面上时，也可以将胆酸或脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸、石胆酸、脱氢胆酸等胆酸衍生物溶解于染料溶液中，与染料共吸附。通过使用胆酸或胆酸衍生物，抑制染料之间的聚合，在光电转换元件中能够从染料向半导体层有效地注入电子。当使用胆酸或胆酸衍生物时，其在染料溶液中的浓度优选为0.1～100mM，更优选为0.5～10mM。

作为用于本发明的光电转换元件的对电极(电极)，只要是具有导电性的物质，就不受特别限制，但是为了促进氧化还原离子的氧化还原反应，优选为使用具有催化能力的导电性材料。作为该导电性材料的具体例子，可举出铂、铑、钌、碳等，但是不限于此。在本发明中，尤其优选为将在导电性支承体上形成铂薄膜的物质用作对电极。另外，作为导电性薄膜的制造方法，可举出：在导电性基板上通过旋转涂布法、刮刀成膜法、涂刷法、丝网印刷法等湿式涂布方法涂布含有导电性材料的浆料之后，通过焙烧来去除溶剂、添加物而制膜的方法；通过溅射法、蒸镀法、电沉积法、电析出法、微波辐射法等制膜的方法等，但是不限于此。

在本发明的光电转换元件中，在一对相对的电极之间填充电解质，从而形成电解质层。作为所使用的电解质，优选为氧化还原电解质。作为氧化还原电解质，可举出碘、溴、锡、铁、铬、蒽醌等氧化还原离子对，但是不限于此。在这些中，优选为碘类电解质、溴类电解质。在碘类电解质的情况下，例如，使用碘化钾、碘化锂、碘化二甲基咪唑碘化物等和碘的混合物。在本发明中，优选使用将这些电解质溶解于溶剂而得到的电解液。电解液中的电解质的浓度优选为0.05～5M，更优选为0.2～1M。

作为溶解电解质的溶剂，可举出：乙腈、甲氧基乙腈、丙腈、3-甲氧基丙腈、苄腈等腈类溶剂；乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃等醚类溶剂；N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类溶剂；碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等碳酸盐类溶剂；γ-丁内酯、γ-戊内酯等内酯类溶剂，但是不限于此。这些溶剂单独使用或以两种以上的混合溶剂使用。在这些溶剂中，优选为腈类溶剂。

在本发明中，为了进一步提高染料增感型光电转换元件的开路电压及填充因子，在所述电解液中也可以含有胺类化合物。作为胺类化合物，可举出4-叔丁基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙烯基吡啶、N,N-二甲基-4-氨基吡啶、N,N-二甲基苯胺、N-甲基苯并咪唑等。电解液中的胺类化合物的浓度优选为0.05～5M，更优选为0.2～1M。

作为本发明的光电转换元件中的电解质，可以使用通过添加胶凝剂、聚合物等得到的胶状电解质、使用聚环氧乙烷衍生物等聚合物的固体电解质。通过使用胶状电解质、固体电解质，能够减少电解液的挥发。

在本发明的光电转换元件中，在一对相对的电极之间也可以代替电解质而形成固体电荷传输层。包含在固体电荷传输层中的电荷传输物质优选为空穴传输物质。作为电荷传输物质的具体例子，可举出：碘化铜、溴化铜、硫氰酸铜等无机空穴传输物质；聚吡咯、聚噻吩、聚对苯乙炔、聚乙烯咔唑、聚苯胺、恶二唑衍生物、三苯胺衍生物、吡唑啉衍生物、芴酮衍生物、腙化合物、芪化合物等有机空穴传输物质，但是不限于此。

在本发明中，当使用有机空穴传输物质形成固体电荷传输层时，可以组合使用膜形成性粘接剂树脂。作为膜形成性粘接剂树脂的具体例子，可举出聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚酯树脂、聚苯醚树脂、聚芳酯树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、苯氧树脂等，但是不限于此。这些树脂可以单独使用或者作为共聚物组合使用一种或两种以上。针对这些粘接剂树脂的有机空穴传输物质的使用量优选为20～1000重量％，更优选为50～500重量％。

在本发明的光电转换元件中，设置有吸附有光电转换用增感染料组合物的半导体层的电极(光电极)成为阴极，对电极成为阳极。太阳光等光可以从光电极侧、对电极侧的任一侧照射，但是优选为从光电极侧照射。通过太阳光等的照射，染料吸收光而成为激发状态，释放电子。该电子经由半导体层流动至外部，从而向对电极移动。另一方面，释放电子而成为氧化状态的染料经由电解质中的离子接收从对电极供给的电子，从而恢复到基底状态。通过该循环，电流流动，用作光电转换元件。

在评价本发明的光电转换元件的性能(特性)时，进行短路电流、开路电压、填充因子、光电转换效率的测定。短路电流表示使输出端子短路时的流动在两端子之间的每1cm²的电流，开路电压表示将输出端子开路时的两端子之间的电压。另外，填充因子是指最大输出(电路和电压的乘积)除以短路电流和开路电压乘积的值，主要取决于内阻。光电转换效率通过在最大输出(W)除以每1cm²的光强度(W)的值上乘以100而表示成百分比的值来求出。

本发明的光电转换元件可以应用于染料增感太阳能电池、各种光传感器等。本发明的染料增感太阳能电池如下得到：含有包含由所述通式(1)表示的增感染料的光电转换用增感染料组合物的光电转换元件成为单元，将该单元排列成所需数量并模组化，设置预定的电气配线。

实施例

以下，将本发明通过实施例具体说明，但是本发明不限定于以下的实施例。此外，在合成实施例中，化合物的鉴别通过¹H-NMR分析(日本电子株式会社制造的核磁共振装置，JNM-ECA-600)进行。

[合成实施例1]增感染料(A-4)的合成

在氮气置换的反应容器中，加入1.20g的由下式(10)表示的溴化合物、16mL的脱水四氢呋喃，在-72℃下进行搅拌并滴入1.5mL的1.6M的正丁基锂己烷溶液，进行反应1小时。反应之后，在反应液中滴入0.3mL的脱水二甲基甲醛，进行反应2小时。将反应液倒入50mL的冰水中，用盐化二氯甲烷萃取出有机层。在将有机层水洗之后，进行分离，用硫酸镁干燥，减压浓缩，得到粗产物。将粗产物通过色谱柱(载体：硅胶，洗脱液：己烷/甲苯＝9/1(体积比))进行精制，得到由下式(11)表示的甲酰基化合物的黄色固体(0.78g)。

[化72]

[化73]

在氮气置换的反应容器中，加入0.300g的由上式(11)表示的甲酰基化合物、0.179g的由下式(12)表示的茚酮化合物、13.5mL的乙酸/甲苯＝5/2(体积比)混合液，在90℃下搅拌3小时。将反应液冷却至25℃之后，加入50mL的水进行搅拌，萃取出有机层。将有机层用水以及饱和食盐水依次清洗、干燥，得到紫色固体的目标增感染料(0.294g，收率75％)。

[化74]

对得到的紫色固体进行NMR分析，检测出以下的26个氢信号，鉴别为由下式(A-4)表示的结构(未观测到羧基的氢)。

¹H-NMR(600MHz、CDCl₃)：δ(ppm)＝6.01-6.05(2H)、6.90-6.95(2H)、7.05-7.08(1H)、7.23-7.27(5H)、7.30-7.40(8H)、7.42-7.50(2H)、7.55-7.65(1H)、7.94-8.01(2H)、8.28-8.32(1H)、8.36-8.40(1H)、8.50-8.55(1H)。

[化75]

[合成实施例2]增感染料(A-10)的合成

在氮气置换的反应容器中，加入由上式(10)表示的1.50g的溴化合物、30mL的甲苯、8mL的乙醇、8mL的水、0.81g的5'-甲酰基-2,2'-联噻吩-5-硼酸、0.62g的碳酸钾并搅拌5小时，搅拌之后，重复3次反应容器内的减压、脱气、氮气置换。接着，加入0.18g的四(三苯基膦)钯，在80℃下搅拌5小时。将反应液冷却至25℃之后，加入10mL的乙酸乙酯、30mL的水进行搅拌，萃取出有机层。将有机层用硫酸镁干燥，减压浓缩，得到粗产物。将粗产物通过色谱柱(载体：硅胶，洗脱液：氯仿/己烷＝3/1(体积比))进行精制，得到由下式(13)表示的甲酰基化合物的黄褐色固体(1.20g)。

[化76]

在氮气置换的反应容器中，加入0.64g的由上式(13)表示的甲酰基化合物、13.5mL的乙酸/甲苯＝5/2(体积比)混合液、0.29g的由上式(12)表示的茚酮化合物，在90℃下搅拌3小时。将反应液冷却至25℃之后，加入80mL的水进行搅拌，萃取出有机层。将有机层用水以及饱和食盐水依次清洗、干燥，得到黑色固体的目标增感染料(0.53g，收率65％)。

对得到的黑色固体进行NMR分析，检测出以下的30个氢信号，鉴别为由下式(A-10)表示的结构(未观测到羧基的氢)。

¹H-NMR(600MHz、CDCl₃)：δ(ppm)＝5.96-6.06(1H)、6.08-6.18(1H)、6.85-6.95(3H)、6.94-7.04(1H)、7.04-7.14(4H)、7.15-7.25(3H)、7.32-7.42(2H)、7.46-7.56(9H)、7.66-7.76(1H)、7.78-7.88(2H)、8.06-8.16(1H)、8.57-8.67(2H)。

[化77]

[合成实施例3]增感染料(A-51)的合成

在氮气置换的反应容器中，加入2.0g的由下式(14)表示的溴化合物、30mL的脱水四氢呋喃，在-72℃下进行搅拌并滴入3.0mL的1.6M的正丁基锂己烷溶液，进行反应1小时。反应之后，在反应液中滴入0.6mL的脱水二甲基甲醛，进行反应2小时。之后，将反应液倒入150mL的冰水中，用盐化二氯甲烷萃取出有机层。将有机层水洗，分离，用硫酸镁干燥，减压浓缩。将残渣通过色谱柱(载体：硅胶，溶剂：己烷/甲苯＝9/1(体积比))进行精制，得到由下式(15)表示的甲酰基化合物的黄白色固体(0.99g)。

[化78]

[化79]

在氮气置换的反应容器中，加入0.300g的由上式(15)表示的甲酰基化合物、0.150g的由上式(12)表示的茚酮化合物、13.5mL的乙酸/甲苯＝5/2(体积比)混合液，在90℃下搅拌4小时。将反应液冷却至25℃之后，加入30mL的甲苯进行搅拌，萃取出有机层。用水以及饱和食盐水依次清洗，将得到的有机层干燥，得到黑褐色固体的目标增感染料(0.286g，收率74％)。

对得到的黑褐色固体进行NMR分析，检测出以下的30个氢信号，鉴别为由下式(A-51)表示的结构(未观测到羧基的氢)。

¹H-NMR(600MHz、CDCl₃)：δ(ppm)＝1.87-1.90(6H)、6.34-6.39(2H)、7.33-7.36(1H)、7.39-7.42(1H)、7.44-7.48(3H)、7.54-7.60(4H)、7.66-7.69(2H)、7.82-7.86(4H)、7.99-8.02(3H)、8.03-8.08(1H)、8.12-8.20(1H)、8.30-8.40(2H)。

[化80]

[合成实施例4]增感染料(A-60)的合成

在氮气置换的反应容器中，加入0.55g的由上式(14)表示的溴化合物、0.197g的5-甲酰基-2-噻吩硼酸、20mL的二甲基亚砜、0.124g的碳酸钾并搅拌5小时，搅拌之后，重复5次反应容器内的减压、脱气、氮气置换。接着，加入0.012g的乙酸钯、0.038g的丁基双(1-金刚烷基)膦，重复5次反应容器内的减压、脱气、氮气置换。之后，在75℃下搅拌3小时。将反应液冷却至25℃之后，加入150mL的氯仿、60mL的水进行搅拌，萃取出有机层。将有机层用硫酸镁干燥，减压浓缩，得到粗产物。将粗产物通过色谱柱(载体：硅胶，洗脱液：己烷/甲苯＝1/4(体积比))进行精制、干燥，得到由下式(16)表示的甲酰基化合物的黄色固体(0.543g)。

[化81]

在氮气置换的反应容器中，加入0.542g的由上式(16)表示的甲酰基化合物、0.256g的由上式(12)表示的茚酮化合物、28mL的乙酸/甲苯＝5/2(体积比)混合液，在90℃下搅拌10小时。将反应液冷却至25℃之后，加入50mL的甲苯进行搅拌，萃取出有机层。用水以及饱和食盐水依次清洗，将得到的有机层干燥，得到红褐色固体的目标增感染料(0.453g，收率67％)。

对得到的红褐色固体进行NMR分析，检测出以下的32个氢信号，鉴别为由下式(A-60)表示的结构(未观测到羧基的氢)。

¹H-NMR(600MHz、CDCl₃)：δ(ppm)＝1.82-1.86(6H)、6.32-6.40(2H)、7.30-7.35(1H)、7.35-7.40(1H)、7.41-7.49(3H)、7.53-7.59(5H)、7.64-7.69(2H)、7.80-7.88(4H)、8.00-8.10(5H)、8.27-8.34(2H)、8.36-8.40(1H)。

[化82]

[合成实施例5]增感染料(A-48)的合成

代替合成实施例4中的原料5-甲酰基-2-噻吩硼酸，使用了4-甲酰基苯硼酸，除此之外，以与合成实施例4相同的方式合成，得到红褐色固体的目标增感染料(0.486g，收率75％)。

对得到的红褐色固体进行NMR分析，检测出以下的34个氢信号，鉴别为由下式(A-48)表示的结构(未观测到羧基的氢)。

¹H-NMR(600MHz、CDCl₃)：δ(ppm)＝1.83-1.87(6H)、6.31-6.39(2H)、7.28-7.34(1H)、7.33-7.39(1H)、7.41-7.49(3H)、7.53-7.60(5H)、7.63-7.68(2H)、7.81-7.88(3H)、7.92-7.99(3H)、8.01-8.08(4H)、8.34-8.41(1H)、8.41-8.45(1H)、8.63-8.69(2H)。

[化83]

[合成实施例6]增感染料(A-61)的合成

在氮气置换的反应容器中，加入0.251g的由下式(17)表示的甲酰基化合物、0.124g的由上式(12)表示的茚酮化合物、15mL的乙酸/甲苯＝5/2(体积比)混合液，在90℃下搅拌6小时。将反应液冷却至25℃之后，加入30mL的甲苯进行搅拌，萃取出有机层。用水以及饱和食盐水依次清洗，将得到的有机层干燥，得到红紫色固体的目标增感染料(0.268g，收率87％)。

[化84]

对得到的红紫色固体进行NMR分析，检测出以下的34个氢信号，鉴别为由下式(A-61)表示的结构(未观测到羧基的氢)。

¹H-NMR(600MHz、CDCl₃)：δ(ppm)＝1.50-1.54(6H)、1.76-1.80(6H)、6.31-6.40(2H)、7.31-7.36(1H)、7.38-7.48(6H)、7.62-7.67(1H)、7.65-7.70(2H)、7.71-7.76(1H)、7.80-7.84(1H)、7.87-7.92(1H)、7.96-8.08(2H)、8.12-8.23(2H)、8.28-8.37(1H)、8.35-8.41(1H)、9.22-9.28(1H)。

[化85]

[合成实施例7]增感染料(A-62)的合成

代替合成实施例4中的由上式(14)表示的溴化合物，使用了由下式(18)表示的溴化合物，除此之外，以与合成实施例4相同的方式合成，得到由下式(19)表示的甲酰基化合物。

[化86]

[化87]

在氮气置换的反应容器中，将由上式(19)表示的甲酰基化合物以与合成实施例4相同的方式与由上式(12)表示的茚酮化合物进行反应，得到紫色固体的目标增感染料(0.37g，收率73％)。

对得到的紫色固体进行NMR分析，检测出以下的36个氢信号，鉴别为由下式(A-62)表示的结构(未观测到羧基的氢)。

¹H-NMR(600MHz、CDCl₃)：δ(ppm)＝1.50-1.54(6H)、1.83-1.87(6H)、6.32-6.38(2H)、7.28-7.34(1H)、7.33-7.38(1H)、7.38-7.47(5H)、7.50-7.56(1H)、7.61-7.71(4H)、7.77-7.82(1H)、7.83-7.87(1H)、7.94-8.02(3H)、8.03-8.07(1H)、8.16-8.21(1H)、8.25-8.32(2H)、8.33-8.40(1H)。

[化88]

[实施例1]

在涂布有掺杂氟的氧化锡薄膜的玻璃基板上，通过刮板法涂覆氧化钛浆料(日挥触媒化成株式会社制造的PST-18NR)。在110℃下干燥1小时后，在450℃下焙烧30分钟，得到膜厚为6μm的氧化钛薄膜。接着，将在合成实施例1中得到的增感染料(A-4)溶解于乙腈/叔丁醇＝1/1(体积比)的混合液中，从而制备50mL的浓度为100μM的溶液，在该溶液中，将涂布烧结氧化钛的玻璃基板在25±2℃下浸渍15小时而吸附染料，用作光电极。

在涂布有掺杂氟的氧化锡薄膜的玻璃基板上使用自动精细涂布机(日本电子株式会社制造的JFC-1600)，通过溅射法形成膜厚为15nm的铂薄膜，用作对电极。

接着，在光电极和对电极之间将厚度为60μm的间隔物(热熔合膜)置于中间通过热熔合进行接合，从对电极的孔注入电解液(0.1M的碘化锂、0.6M的二甲基丙基咪唑碘化物、0.05M的碘、0.5M的4-叔丁基吡啶)/3-甲氧基丙腈溶液)之后密封孔，制造出光电转换元件。

从所述光电转换元件的光电极侧照射通过模拟太阳光照射装置(光谱仪株式会社制造的OTENTO-SUN III型)产生的光，使用源表(KEITHLEY制造的2400型通用源表)测定电流-电压特性。光的强度调整为100mW/cm²。将得到的测定结果和初始光电转换效率示出在表1中。另外，将针对照射光20小时之后的特性变化也以同样的方式测定的光电转换效率的结果汇总示出在表1中。

[实施例2～实施例11]

作为光电转换用增感染料，代替(A-4)分别使用表1中示出的增感染料，针对除此之外的以与实施例1相同的方式制备的光电转换元件的电流-电压特性、初始以及照射光20小时之后的光电转换效率汇总示出在表1中。

[比较例1～比较例5]

作为光电转换用增感染料，代替(A-4)使用不属于本发明的以下的(B-1)～(B-5)中示出的增感染料，关于除此之外的以与实施例1相同的方式制备的光电转换元件的电流-电压特性、初始以及照射光20小时之后的光电转换效率汇总示出在表1中。

[化89]

[化90]

[化91]

[化92]

[化93]

[表1]

从表1的结果可知，通过使用含有本发明的增感染料的光电转换用增感染料组合物，能够得到光电转换效率高且即使长时间照射光也能够保持光电转换效率的光电转换元件。另一方面，使用比较例的光电转换用增感染料的光电转换元件的光电转换效率不充分。

产业上可利用性

由本发明的增感染料构成的光电转换用增感染料组合物有用于高效率且高耐久性的光电转换元件以及染料增感太阳能电池，作为能够有效地将太阳能转换成电能的太阳能电池，能够提供清洁能源。

附图标记说明

1导电性支承体；2染料承载半导体层；3电解质层；4对电极；5导电性支承体。

Claims

1.一种增感染料，由下述通式(1)表示，

[化1]

式中，Ar表示能够具有取代基的碳原子数为6～36的芳基，

能够具有取代基的碳原子数为3～36的环烷基、

能够具有取代基的碳原子数为3～36的环烷氧基、

能够具有取代基的碳原子数为6～36的芳基、

或者能够具有取代基的碳原子数为0～36的氨基，

R¹～R⁴能够在相邻的基团之间彼此键合而形成环，

X表示硫原子、氧原子或CR⁵R⁶，R⁵、R⁶相同或不同，并表示能够具有取代基的碳原子数为1～36的直链状或支链状的烷基、或者能够具有取代基的碳原子数为6～36的芳基，

Z表示1价基。

2.根据权利要求1所述的增感染料，其中，

在所述通式(1)中，Z是由下述通式(2)表示的1价基，

[化2]

式中，R⁷～R¹²相同或不同，并表示氢原子、

R⁷和R⁸能够彼此键合并形成环，R⁹和R¹⁰能够彼此键合并形成环，R¹¹和R¹²能够彼此键合并形成环，

m表示0～2的整数，n表示0～4的整数，当m为2或n为2～4的整数时，存在多个的R⁷～R¹²之中，R⁷团之间彼此相同或不同，R⁸团之间彼此相同或不同，R⁹团之间彼此相同或不同，R¹⁰团之间彼此相同或不同，R¹¹团之间彼此相同或不同，R¹²团之间彼此相同或不同，

R¹³及R¹⁴表示氢原子或酸性基，R¹³和R¹⁴中至少任一个是酸性基。

3.根据权利要求2所述的增感染料，其中，

在所述通式(2)中，R⁷～R¹²为氢原子或无取代的碳原子数为1～6的直链状或支链状的烷基。

4.根据权利要求2或3所述的增感染料，其中，

在所述通式(2)中，m为0且n为0。

5.一种光电转换用增感染料组合物，包含权利要求1至4中任一项所述的增感染料。

6.一种光电转换元件，使用权利要求5所述的光电转换用增感染料组合物。

7.一种染料增感太阳能电池，使用权利要求6所述的光电转换元件。