CN114730667A - 碳纳米管水分散液、导电膜、电极及太阳能电池 - Google Patents

碳纳米管水分散液、导电膜、电极及太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种碳纳米管水分散液，其能够形成膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜。本发明的碳纳米管水分散液为具有电解液的太阳能电池的电极用碳纳米管水分散液，上述电解液含有非质子性极性物质作为溶剂，上述碳纳米管水分散液包含碳纳米管、分散剂、增粘剂以及水，上述分散剂在上述溶剂中为可溶性，上述增粘剂在上述溶剂中为不可溶性。

Description

碳纳米管水分散液、导电膜、电极及太阳能电池
技术领域
本发明涉及碳纳米管水分散液、导电膜、电极及太阳能电池。
背景技术
碳纳米管(以下有时称为“CNT”。)的导电性、导热性、力学强度等各种特性优异，因此一直在研究其各种工业上的用途。例如，一直以来，着眼于其优异的导电性，研究着用CNT形成导电膜的技术。
包含CNT的导电膜能够通过例如将包含CNT、分散剂、以及水的碳纳米管水分散液(以下有时称为“CNT水分散液”)涂敷于基材上进行干燥而形成在基材上。而且，这样得到的导电膜可用于制作染料敏化型太阳能电池等太阳能电池的电极。
例如在专利文献1中，通过将CNT水分散液涂敷于基材上并进行干燥形成第一碳层，通过进一步在得到的第一碳层上涂敷CNT水分散液并进行干燥形成第二碳层，用水等清洗得到的第二碳层，从第二碳层中除去至少一部分的分散剂，由此形成具有导电膜的导电性层叠体。而且，根据专利文献1，经过上述工序得到的导电性层叠体由于通过清洗除去了作为电阻成分的分散剂，所以导电性优异，能够使染料敏化型太阳能电池发挥优异的转换效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-146338号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而，采用上述现有的方法，有时会使导电膜的膜强度在清洗时受损，出现产生针孔、与基材剥离之类的问题。而且，在使用具有这样的膜强度受损的导电膜的电极的情况下，难以使太阳能电池充分地发挥优异的转换效率，并且难以长时间保持该优异的转换效率(即确保可靠性)。
因此，本发明的目的在于提供一种能够形成膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜的碳纳米管水分散液。
此外，本发明的目的在于提供一种膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜。
进而，本发明的目的在于提供一种能够使太阳能电池发挥优异的转换效率、并且确保该太阳能电池的可靠性的电极。
而且，本发明的目的在于提供一种转换效率和可靠性优异的太阳能电池。
用于解决问题的方案
本发明人为了实现上述目的而进行了深入研究。首先，本发明人着眼于：分散剂在可用作太阳能电池的电解液中的溶剂的非质子性极性物质中的性质。之后，本发明人着眼于以下方面：通过使用在可用作太阳能电池的电解液中的溶剂的非质子性极性物质中容易溶解的分散剂来制备CNT水分散液，能够不对得到的导电膜进行过度的清洗(或清洗本身)，而使作为电阻成分的分散剂在电解液中溶出，从而从导电膜中去除。本发明人在此基础上反复研究发现，通过使CNT水分散液含有在上述用作溶剂的非质子性极性物质中难溶解的增粘剂，能够使该增粘剂在组装于太阳能电池内部的导电膜中发挥粘结能力而抑制导电膜从基材脱离，进而能够提高太阳能电池的转换效率和可靠性，从而完成了本发明。
即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的碳纳米管水分散液的特征在于为具有电解液的太阳能电池的电极用碳纳米管水分散液，上述电解液含有非质子性极性物质作为溶剂，上述碳纳米管水分散液包含碳纳米管、分散剂、增粘剂、以及水，上述分散剂在上述溶剂中为可溶性，上述增粘剂在上述溶剂中为不可溶性。通过使用在水中溶解和/或分散有CNT、以及上述具有规定性状的分散剂和增粘剂的CNT水分散液，能够形成膜强度优异的导电膜。而且，如果使用具有该导电膜的电极，则能够提高太阳能电池的转换效率和可靠性。
另外，在本发明中，某化合物(分散剂、增粘剂)在溶剂(非质子性极性物质)中为“可溶性”是指在温度23℃、在该溶剂中能够以1质量％的浓度溶解(目测不能够确认到不溶成分)，“不可溶性”是指在温度23℃、在该溶剂中以1质量％的浓度搅拌24小时后也不溶解(目测能够确认到不溶成分)。
此外，在本发明的碳纳米管水分散液中，上述非质子性极性物质能够为选自乙腈、γ-丁内酯、3-甲氧基丙腈及三乙二醇单甲醚中的至少一者。
在此，在本发明的碳纳米管水分散液中，优选上述分散剂和上述增粘剂均包含非离子性聚合物。如果使用非离子性聚合物作为分散剂且使用非离子性聚合物作为增粘剂，则能够进一步提高导电膜的膜强度，并且能够进一步提高太阳能电池的转换效率和可靠性。
此外，在本发明的碳纳米管水分散液中，优选上述分散剂为苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物。如果使用苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物作为分散剂，则能够进一步提高导电膜的膜强度。
进而，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的导电膜的特征在于可使用上述任一种碳纳米管水分散液来得到。由上述的CNT水分散液形成的导电膜的膜强度优异。而且，如果使用该导电膜制作电极，则能够提高太阳能电池的转换效率和可靠性。
此外，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的电极的特征在于具有上述的导电膜。具有上述导电膜的电极能够使太阳能电池发挥优异的转换效率，并且能够确保该太阳能电池的可靠性。
而且，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的太阳能电池的特征在于具有上述电极。具有上述电极的太阳能电池的转换效率和可靠性优异。
发明效果
根据本发明能够提供一种能够形成膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜的碳纳米管水分散液。
此外，根据本发明能够提供一种膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜。
进而，根据本发明能够提供一种能够使太阳能电池发挥优异的转换效率、并且能够确保该太阳能电池的可靠性的电极。
而且，根据本发明能够提供一种转换效率和可靠性优异的太阳能电池。
附图说明
图1是示出染料敏化型太阳能电池的一个例子的结构示意图。
具体实施方式
在此，本发明的碳纳米管水分散液能够用于太阳能电池的电极制作用途，具体而言，能够用于形成电极所具有的导电膜。此外，本发明的导电膜使用本发明的碳纳米管水分散液形成。进而，本发明的电极具有本发明的导电膜。而且，本发明的太阳能电池具有本发明的电极。
(碳纳米管水分散液)
本发明的CNT水分散液包含分散剂、增粘剂、以及作为溶剂的水，根据需要，还包含其他成分。
在此，本发明的CNT水分散液的特征在于在太阳能电池的电解液中包含的作为非质子性极性物质的溶剂中为可溶性，上述太阳能电池是使用具有由CNT水分散液形成的导电膜的电极制作的，本发明的CNT水分散液中包含的增粘剂的特征在于在上述溶剂中为不可溶性。即，本发明的CNT水分散液的特征在于，以电解液中使用的作为非质子性极性物质的“溶剂”为相同的基准，上述分散剂为可溶性，并且上述增粘剂为不可溶性。
而且，通过使用本发明的CNT水分散液，能够形成膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜。
<碳纳米管>
作为CNT，没有特别限定，能够使用单层碳纳米管和/或多层碳纳米管。CNT优选为单层至5层的碳纳米管，更优选为单层碳纳米管。这些可以单独使用1种，也可以并用2种以上。碳纳米管的层数越少，即使配合量为少量，但比表面积变大，也能够对得到的导电膜赋予在用于太阳能电池用电极时的催化剂活性等特性。
此外，CNT的平均直径优选为1nm以上，优选为60nm以下，更优选为30nm以下，特别优选为10nm以下。如果CNT的平均直径为1nm以上，则能够提高CNT的分散性，并且能够稳定地对导电膜赋予导电性等特性。此外，如果CNT的平均直径为60nm以下，则即使配合量少，也能够高效地对得到的导电膜赋予在用于太阳能电池用电极时的催化剂活性等特性。
需要说明的是，在本发明中，“碳纳米管的平均直径”能够通过在透射型电子显微镜(TEM)图像上，对例如20根CNT测定直径(外径)，算出个数平均值来求出。
此外，作为CNT，优选使用直径的标准偏差(σ：样本标准偏差)乘以3的值(3σ)与平均直径(Av)的比(3σ/Av)大于0.20且小于0.80的CNT，更优选使用3σ/Av大于0.25的CNT，特别优选使用3σ/Av大于0.40的CNT。如果使用3σ/Av大于0.20且小于0.80的CNT，则能够进一步提高制造的导电膜的性能。
需要说明的是，CNT的平均直径(Av)和标准偏差(σ)可以通过变更CNT的制造方法、制造条件来进行调节，也可以通过组合多种以不同的制法得到的CNT来进行调节。
而且，作为CNT，通常使用在以上述那样测定的直径为横轴、以频度为纵轴绘制曲线并以高斯法作近似时，满足正态分布的CNT。
此外，CNT的平均长度优选为10μm以上，更优选为50μm以上，特别优选为80μm以上，优选为600μm以下，更优选为500μm以下，特别优选为400μm以下。如果平均长度为10μm以上，则能够以少的配合量在导电膜中形成导电通路，此外导电膜的强度高。而且，如果平均长度为600μm以下，则在涂敷分散液时，能够提高对基材的涂敷性。因此，如果使CNT的平均长度在上述范围内，则能够使导电膜的表面电阻率充分降低，对导电膜赋予高的催化剂活性。
需要说明的是，在本发明中，“碳纳米管的平均长度”能够通过在扫描型电子显微镜(SEM)图像上，对例如20根CNT测定长度，算出算术平均值来求出。
进而，CNT通常长径比大于10。需要说明的是，CNT的长径比能够通过使用扫描型电子显微镜或透射型电子显微镜对随机选择的100根CNT的直径和长度进行测定，算出直径与长度之比(长度/直径)的平均值来求出。
此外，CNT的BET比表面积优选为200m2/g以上，更优选为400m2/g以上，特别优选为600m2/g以上，优选为2000m2/g以下，更优选为1800m2/g以下，特别优选为1600m2/g以下。如果CNT的BET比表面积为200m2/g以上，则能够提高CNT的分散性，以少的配合量对得到的导电膜赋予导电性和在用于太阳能电池用电极时的催化剂活性等特性。此外，如果CNT的BET比表面积为2000m2/g以下，则能够对得到的导电膜赋予导电性和在用于太阳能电池用电极时的催化剂活性等特性，此外，能够使CNT水分散液的涂敷性稳定化。
需要说明的是，在本发明中，“BET比表面积”是指使用BET法测定的氮吸附比表面积。
此外，CNT优选不进行开口处理，由吸附等温线得到的t-曲线呈上凸的形状。需要说明的是，“t-曲线”能够通过如下方法得到：在通过氮气吸附法测定的CNT的吸附等温线中，将相对压力转换成氮气吸附层的平均厚度t(nm)。即，根据以氮气吸附层的平均厚度t对相对压力P/P0作图得到的已知的标准等温线，求出与相对压力对应的氮气吸附层的平均厚度t来进行上述转化，由此得到CNT的t-曲线(de Boer等的t-plot法)。
在此，在表面具有细孔的物质中，氮气吸附层的形成分为以下(1)～(3)的过程。而且，t-曲线的斜率会根据下述(1)～(3)的过程而发生变化。
(1)整个表面的氮分子的单分子吸附层形成过程
(2)多分子吸附层形成和与此伴随的在细孔内的毛细管凝聚填充过程
(3)细孔被氮充满的表观上的非多孔性表面的多分子吸附层形成过程
而且，示出上凸形状的t-曲线在氮气吸附层的平均厚度t小的区域，相对于曲线位于经过原点的直线上的部分，当t变大时，曲线从该直线向下偏移。具有该t-曲线形状的CNT表示CNT的内比表面积相对于总比表面积的比例大，在CNT中形成有多个开口。
另外，CNT的t-曲线的弯曲点优选在满足0.2≤t(nm)≤1.5的范围，更优选在满足0.45≤t(nm)≤1.5的范围，特别优选在满足0.55≤t(nm)≤1.0的范围。如果CNT的t-曲线的弯曲点在该范围内，则能够提高CNT的分散性，能够以少的配合量提高导电膜的导电性等特性。具体而言，如果弯曲点的值小于0.2，则CNT容易凝聚、分散性降低，如果弯曲点的值大于1.5，则容易导致CNT彼此缠绕、分散性会降低。
需要说明的是，“弯曲点的位置”为上述过程(1)的近似直线A与上述过程(3)的近似直线B的交点。
进而，CNT优选由t-曲线得到的内比表面积S2与总比表面积S1的比(S2/S1)为0.05以上且0.30以下。如果CNT的S2/S1的值在该范围内，则能够提高CNT的分散性，能够以少的配合量提高导电膜的导电性等特性。
在此，CNT的总比表面积S1和内比表面积S2能够根据其t-曲线求出。具体而言，首先，能够根据过程(1)的近似直线的斜率求出总比表面积S1，根据过程(3)的近似直线的斜率求出外比表面积S3。然后，通过从总比表面积S1中减去外比表面积S3，能够算出内比表面积S2。
顺便说一下，CNT的吸附等温线的测定、t-曲线的绘制、以及基于t-曲线分析算出总比表面积S1和内比表面积S2，能够使用例如市售的测定装置“BELSORP(注册商标)-mini”(日本BEL(株式会社)制)来进行。
进而，CNT优选在使用拉曼分光法进行评价时具有径向呼吸模式(RadialBreathing Mode，RBM)的峰。另外，在三层以上的CNT的拉曼光谱中不存在RBM。
此外，CNT优选在拉曼光谱中的G带峰强度与D带峰强度的比(G/D比)为0.5以上且10.0以下，更优选为1.0以上且5.0以下。如果G/D比为0.5以上且10.0以下，则能够对得到的导电膜赋予在用于太阳能电池用电极时的催化剂活性等特性。
在此，CNT在利用X射线光电子能谱法(XPS)的元素分析中，相对于碳原子与氧原子的合计，氧原子量优选为5原子％以下，更优选为2原子％以下，特别优选为1原子％以下。如果氧原子量在优选的范围内，则能够对得到的导电膜赋予在用于太阳能电池用电极时的催化剂活性等特性。
CNT的基于CHN的元素分析的碳原子的比例优选为85质量％以上，更优选为90质量％以上，进一步优选为95质量％以上，特别优选为98质量％以上，氢原子的比例优选为1质量％以下，更优选为0.8质量％以下，进一步优选为0.3质量％以下，特别优选为0.1质量％以下。
如果碳原子和/或氢原子的比例在优选的范围内，则能够对得到的导电膜赋予在用于太阳能电池用电极时的催化剂活性等特性。
另外，CNT能够没有特别限定地使用电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法(CVD法)等已知的CNT合成方法制造。具体而言，CNT能够按照例如如下的方法高效地制造：在向表面具有CNT制造用催化剂层的基材上供给原料化合物和载气、利用化学气相沉积法(CVD法)合成CNT时，使体系内存在微量的氧化剂(催化剂活化物质)，由此使催化剂层的催化剂活性飞跃性地提高(Super Growth法；参考国际公开第2006/011655号)。需要说明的是，以下有时将通过Super Growth法得到的碳纳米管称作“SGCNT”。
而且，通过Super Growth法制造的CNT集合体可以仅由SGCNT构成，也可以除了包含SGCNT之外还包含例如非圆筒形状的碳纳米结构体等其他碳纳米结构体。
而且，CNT水分散液中的CNT的含量没有特别限定，以CNT水分散液整体的质量为100质量％，CNT的含量优选为0.001质量％以上，更优选为0.01质量％以上，进一步优选为0.1质量％以上，优选为30.0质量％以下，更优选为10.0质量％以下，进一步优选为5.0质量％以下，特别优选为1.0质量％以下。
<分散剂>
作为分散剂，只要是能够使上述的CNT在水中分散并且在太阳能电池的电解液中的溶剂(非质子性极性物质)中为可溶性的化合物，则没有特别限定。
在此，作为用作电解液的溶剂的非质子性极性物质，可举出例如：碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯(Propylene carbonate)等五元环状碳酸酯；γ-丁内酯、γ-戊内酯等五元环环状酯；乙腈、3-甲氧基丙腈、以及甲氧基乙腈等脂肪族腈；二甲氧基乙烷和三乙二醇单甲醚等脂肪族链状醚；四氢呋喃和二
Figure BDA0003645033780000081
烷等脂肪族环状醚；乙基异丙基砜等脂肪族砜；环丁砜等环状砜；二甲基亚砜等脂肪族亚砜；二甲基甲酰胺；乙基甲基咪唑
Figure BDA0003645033780000082
双三氟甲磺酰亚胺。
这些可以单独使用1种，也可以并用2种以上。而且，在这些之中优选乙腈、γ-丁内酯、3-甲氧基丙腈及三乙二醇单甲醚。
作为至少在乙腈、γ-丁内酯、3-甲氧基丙腈中为可溶性的分散剂，可举出例如苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧乙烯＝烷基醚(烷基的碳原子数优选为8以上且20以下。)、聚氧乙烯＝烷基苯基醚(烷基的碳原子数优选为8以上且9以下。)。
作为至少在三乙二醇单甲醚中为可溶性的分散剂，可举出例如苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮。
另外，分散剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。而且，从进一步提高导电膜的膜强度、并且进一步提高太阳能电池的转换效率和可靠性的观点出发，作为分散剂，优选为非离子性聚合物，更优选苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮，进一步优选苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物。
而且，CNT水分散液中的分散剂的含量没有特别限定，相对于100质量份的上述的CNT，分散剂的含量优选为50质量份以上，更优选为100质量份以上，优选为500质量份以下，更优选为300质量份以下。如果分散剂的含量在上述的范围内，则能够进一步提高导电膜的膜强度，并且能够进一步提高太阳能电池的转换效率和可靠性。
另外，从进一步提高导电膜的膜强度、并且进一步提高太阳能电池的转换效率和可靠性的观点出发，苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物优选来自甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的重复单元的乙二醇链的部分“(CH2-CH2-O)n)”的n(整数)为1以上且20以下，更优选为4以上且13以下。
此外，从进一步提高导电膜的膜强度、并且进一步提高太阳能电池的转换效率和可靠性的观点出发，苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物的重均分子量优选为10000以上且30000以下。
需要说明的是，在本发明中，重均分子量能够使用凝胶渗透色谱进行测定。
<增粘剂>
作为增粘剂，只要是能够赋予CNT水分散液粘性、并且在太阳能电池的电解液中的溶剂(非质子性极性物质)中为不可溶性的化合物，则没有特别限定。
作为至少在乙腈中为不可溶性的增粘剂，可举出例如纤维素系聚合物(羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等)、聚乙烯醇。
作为至少在γ-丁内酯、3-甲氧基丙腈中为不可溶性的增粘剂，可举出例如纤维素系聚合物(羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等)、聚环氧乙烷、聚乙烯醇。
作为至少在三乙二醇单甲醚中为不可溶性的增粘剂，可举出例如纤维素系聚合物(羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等)、聚环氧乙烷。
另外，增粘剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。而且，从进一步提高太阳能电池的转换效率的观点出发，作为增粘剂，优选为非离子性聚合物(聚环氧乙烷、羟乙基纤维素等)。
而且，CNT水分散液中的增粘剂的含量没有特别限定，相对于100质量份的上述的CNT，增粘剂的含量优选为5质量份以上，更优选为10质量份以上，优选为100质量份以下，更优选为50质量份以下。如果增粘剂的含量在上述的范围内，则能够进一步提高导电膜的膜强度，并且能够进一步提高太阳能电池的转换效率和可靠性。
<溶剂>
作为溶剂，需要至少使用水，也可以使用水和与水进行混合的溶剂的混合溶剂。作为与水进行混合的溶剂，能够举出例如醚类(二
Figure BDA0003645033780000101
烷、四氢呋喃、甲基溶纤剂、乙二醇二甲醚、乙二醇丁醚等)、醚醇(乙氧基乙醇、甲氧乙氧基乙醇等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯等)、酮类(丙酮、甲基异丁基酮、环己酮、甲乙酮等)、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇、二丙酮醇、苯酚等)、低级羧酸(乙酸等)、胺类(三乙胺、三甲醇胺等)、含氮极性溶剂(N,N-二甲基甲酰胺、硝基甲烷、N-甲基吡咯烷酮、乙腈等)、硫化合物类(二甲基亚砜等)。这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
<其他成分>
作为其他成分，可举出二氧化硅等无机物、金属颗粒、粘结剂、导电助剂、表面活性剂、消泡剂、抗老化剂、防腐剂等。这些可以适当使用公知的成分。此外，这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
<制备方法>
CNT水分散液的制备方法没有特别限定，例如能够通过在包含水的溶剂的存在下，对CNT、分散剂及增粘剂、以及根据需要使用的其他成分进行已知的混合/分散处理，由此得到CNT的水分散液。作为已知的混合/分散处理，可举出例如使用Nanomizer、Ultimizer等湿式喷射磨、高压均质器、超声波分散机、球磨机、砂磨机、Dyno-Mill、Spike Mill、DCP Mill、篮式砂磨机(Basket Mill)、涂料调和器(paint conditioner)、均相混合机等高速搅拌装置等的方法。
进行混合/分散处理时的温度没有特别限定，通常为包含水的溶剂的沸点以下，优选为60℃以下，更优选为40℃以下，优选为-10℃以上，更优选为0℃以上。如果在此范围，则能够控制分散剂的可溶性和结构，能够提高CNT的分散性。
另外，CNT水分散液的pH没有特别限定，优选为0.1以上，更优选为0.2以上，特别优选为0.5以上，优选小于7(即酸性)，更优选为6以下，进一步优选为5以下，更进一步优选为4以下，特别优选为2.5以下。通过使CNT水分散液的pH在上述范围内，能够确保CNT水分散液的稳定性。
另外，为了降低CNT水分散液的pH，添加酸性物质即可。作为酸性物质，可举出例如硫酸、盐酸、硝酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、磷酸等。
(导电膜)
本发明的导电膜使用上述的本发明的CNT水分散液形成。而且，本发明的导电膜由本发明的CNT水分散液形成，因此膜强度优异。
而且，本发明的导电膜能够优选作为构成太阳能电池的电极(光电极、对电极(counter electrode))的构件使用。
<性状>
本发明的导电膜的厚度没有特别限定，通常为100nm以上且1mm以下。而且，在用作太阳能电池(特别是染料敏化型太阳能电池)的电极的情况下，导电膜的厚度优选为0.01μm以上且100μm以下，更优选为0.1μm以上且20μm以下，进一步优选为0.5μm以上且10μm以下。如果导电膜的厚度在上述的范围内，则作为电极的导电性和催化剂性能优异，此外，在作为模块的情况下，整体的串联电阻等的平衡优异。
此外，本发明的导电膜的表面电阻率没有特别限定，例如为0.01Ω/□以上且1000Ω/□以下，优选为0.1Ω/□以上且100Ω/□以下，更优选为0.5Ω/□以上且20Ω/□以下。
另外，导电膜的表面电阻率能够使用低电阻率仪(例如株式会社MitsubishiChemical Analytech.制，产品名“Loresta(注册商标)-GP MCP-T610”)，以按照JIS K7194的方法进行测定。
<制造方法>
对于本发明的导电膜的制造方法，只要是使用本发明的CNT水分散液的方法，则没有特别限定。本发明的导电膜能够通过例如在基材上涂敷CNT水分散液的工序(涂敷工序)、和将基材上的CNT水分散液干燥的工序(干燥工序)而制造。另外，该制造方法也可以包括除涂敷工序和干燥工序以外的工序(其他工序)。
<涂敷工序>
在涂敷工序中，将上述的本发明的CNT水分散液涂敷在基材上。
在此，作为基材，只要能涂敷上述的CNT水分散液、能担载得到的导电膜，则其形状、构成的材料及尺寸(厚度等)没有特别限定，能够根据作为目的的用途而适当选择，优选使用后述的用于本发明的电极的支承体。
而且，作为将CNT水分散液涂敷在基材上的方法，能够采用已知的涂敷方法。
可举出例如浸渍法、辊涂法、凹版涂法、刀涂法、气刀涂法、辊刀涂法、模涂法、丝网印刷法、喷涂法、凹版胶印法、喷墨法、喷雾法等。其中，优选丝网印刷法。
此外，涂敷可以仅进行1次，也可以根据需要进行数次，还可以组合不同的2种涂敷方法。
在基材上涂敷CNT水分散液时的涂敷厚度(湿厚)只要能确保得到的导电膜的导电性，则没有特别限定，优选为0.001μm以上，更优选为0.005μm以上，特别优选为0.01μm以上，优选为500μm以下，更优选为300μm以下，特别优选为200μm以下。
此外，作为在基材上涂敷CNT水分散液时的、基材的每单位面积的CNT的涂敷量，优选为0.001mg/m2以上，更优选为0.005mg/m2以上，特别优选为0.01mg/m2以上，优选为50g/m2以下，更优选为10g/m2以下，特别优选为3g/m2以下。
<干燥工序>
在干燥工序中，将涂敷工序中在基材上形成的CNT水分散液的涂膜进行干燥，得到具有CNT水分散液的干燥膜和基材的层叠体。
在此，作为将基材上的CNT水分散液干燥的方法，没有特别限定，能够采用已知的干燥方法。作为这样的干燥方法，可举出例如风干干燥法、热辊干燥法等加热干燥法、减压干燥法、红外线照射法、氙灯、闪光灯等光照射法、微波等电磁波加热法。
对于干燥温度，只要是能够通过气化去除包含水的溶剂且不使基材变形的温度，则没有特别限定。干燥温度优选为0℃以上，更优选为15℃以上，进一步优选为25℃以上，特别优选为80℃以上，优选为250℃以下，更优选为200℃以下，特别优选为150℃以下。
干燥时间没有特别限定，优选为0.1分钟以上，优选为150分钟以下。
干燥环境不特别限定于加湿环境、大气中、氮及氩等非活性气体中、真空等减压化等。
<其他工序>
作为其他工序，没有特别限定，可举出用清洗用溶剂对经上述干燥工序得到的CNT水分散液的干燥膜进行清洗的工序(清洗工序)。即，能够将经上述干燥工序得到的CNT水分散液的干燥膜直接作为本发明的导电膜而使用，也能够将进一步经清洗工序的干燥膜作为本发明的导电膜而使用。
通过进行清洗工序，能够去除CNT水分散液的干燥膜所包含的分散剂的至少一部分。
作为在清洗工序中使用的清洗用溶剂，只要是能够通过与干燥膜接触而去除分散剂的清洗用溶剂，则没有特别限定，也能够使用水。然而，在本发明中，优选不实施使用水的清洗工序而制造导电膜。这是因为通过实施使用水的清洗工序，存在不仅分散剂会被去除、增粘剂也会被去除的风险。
为了去除分散剂但保留增粘剂，作为清洗工序的清洗用溶剂，优选使用上述的非质子性极性物质，更优选使用乙腈、γ-丁内酯、3-甲氧基丙腈及三乙二醇单甲醚中的至少一种，从容易去除分散剂的观点出发，特别优选使用乙腈。另外，清洗用溶剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
而且，对于清洗，只要是能够使上述的清洗用溶剂与导电膜接触的方法，则清洗方法没有特别限定，能够使用涂敷、浸渍等已知的方法进行。另外，清洗也可以分多次进行。此外，在清洗后，能够使用已知的方法实施干燥。
(电极)
本发明的电极具有上述的本发明的导电膜。而且，本发明的电极具有本发明的导电膜，因此根据该电极，能够使太阳能电池发挥优异的转换效率，并且能够确保该太阳能电池的可靠性。
而且，本发明的电极优选用作染料敏化型太阳能电池的电极(光电极、对电极)、特别优选用作染料敏化型太阳能电池的对电极。
以下，关于本发明的电极，举例说明了该电极为染料敏化型太阳能电池的对电极、该对电极具有本发明的导电膜作为催化剂层的情况，但本发明不限于此。
<对电极>
对电极是用于将由外部电路进入的电子高效地传递至电解质层的电极。对电极具有例如支承体、设置在支承体上的导电层、及设置在导电层上的催化剂层。而且，作为本发明的优选的一个方式，如上所述使用本发明的导电膜作为对电极的催化剂层。
<<支承体>>
作为对电极的支承体，能够使用已知的支承体。具体而言，作为对电极的支承体，能够使用由透明树脂制成的支承体、由玻璃制成的支承体，特别优选使用由透明树脂制成的支承体。作为透明树脂，可举出环烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、间规聚苯乙烯(SPS)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、聚芳酯(PAr)、聚砜(PSF)、聚酯砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、透明聚酰亚胺(PI)等合成树脂。
<<导电层和催化剂层>>
作为对电极的导电层，能够使用已知的导电膜。作为已知的导电膜，能够使用铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等由氧化物制成的导电膜、PEDOT[聚(3，4-亚乙基二氧基噻吩)]/PSS(聚苯乙烯磺酸)等、聚噻吩类、聚苯胺类等由导电性高分子制成的导电膜、天然石墨、活性炭、人造石墨、石墨烯、CNT等含有导电性碳的导电膜(除了本发明的导电膜)。
作为对电极的催化剂层，优选如上所述地使用本发明的导电膜。
另外，导电层和催化剂层的形成方法没有特别限定，能够使用已知的方法。例如，在使用本发明的导电膜作为催化剂层的情况下，能够通过在具有ITO膜等导电层的支承体上(ITO膜上)涂敷本发明的CNT水分散液并将其干燥，由此依次层叠支承体、导电层(ITO膜)及催化剂层。
(太阳能电池)
本发明的太阳能电池具有上述的本发明的电极。由于本发明的太阳能电池具有上述的本发明的电极，因此转换效率和可靠性优异。而且，本发明的太阳能电池优选为染料敏化型太阳能电池。
以下，关于本发明的太阳能电池，举例说明了该太阳能电池为染料敏化型太阳能电池的情况，但本发明不限于此。
如图1所示，本发明的染料敏化型太阳能电池100具有光电极10、电解质层20及对电极30，电解质层20位于光电极10与对电极30之间。而且，光电极10具有支承体10a、设置在支承体10a上的导电层10b、由半导体微粒制成的多孔半导体微粒层10c、及由吸附在多孔半导体微粒层10c的半导体微粒的表面的敏化染料制成的敏化染料层10d，多孔半导体微粒层10c和敏化染料层10d形成在导电层10b上。此外，对电极30具有支承体30a、设置在支承体30a上的导电层30b、及设置在导电层30b上的催化剂层30c。进而，光电极10的导电层10b与对电极30的导电层30b经由外部的电路40连接。
<光电极和对电极>
作为本发明的太阳能电池的染料敏化型太阳能电池具有上述本发明的电极作为光电极10和对电极30中的至少一者。而且，染料敏化型太阳能电池优选如上所述具有本发明的导电膜作为对电极30的催化剂层30c。
另外，光电极10是能够通过接受光向外部电路释放电子的电极。如上所述光电极10具有例如支承体10a、设置在支承体上的导电层10b、由半导体微粒制成的多孔半导体微粒层10c、以及由吸附在多孔半导体微粒层的半导体微粒的表面的敏化染料制成的敏化染料层10d。
作为光电极的支承体10a和导电层10b，均能够使用已知的材料。具体而言，作为光电极的支承体10a，能够使用与作为“对电极的支承体”说明的支承体相同的支承体，作为光电极的导电层10b，能够使用与作为“对电极的导电层”说明的导电层相同的导电层。
光电极的多孔半导体微粒层10c能够使用例如氧化钛、氧化锌、氧化锡等金属氧化物的颗粒(半导体微粒)而形成。金属氧化物的颗粒可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
另外，多孔半导体微粒层10c能够通过压制法、水热分解法、电泳沉积法、无粘结剂涂敷法等形成。
进而，作为吸附在多孔半导体微粒层10c的半导体微粒的表面而形成敏化染料层10d的敏化染料，可举出：菁染料、部花菁染料、羰醇染料(oxonol dye)、呫吨染料、方酸菁染料(squarylium dye)、聚甲炔染料、香豆素染料、核黄素染料、苝染料等有机染料；铁、铜、钌等金属的酞菁络合物、卟啉络合物等金属络合物染料等。敏化染料可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
另外，敏化染料层10d能够通过例如在敏化染料的溶液中浸渍多孔半导体微粒层10c的方法、将敏化染料的溶液涂敷在多孔半导体微粒层10c上的方法等形成。
<电解质层>
电解质层20通常含有支持电解质、氧化还原对(在氧化还原反应中，能够可逆地以氧化型与还原型的形式相互转换的一对化学物质)、溶剂等。
在此，作为支持电解质，可举出包含锂离子、咪唑
Figure BDA0003645033780000161
阳离子、季铵离子等阳离子的盐。这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
此外，作为氧化还原对，只要能够将氧化的敏化染料还原即可，可举出氯化合物-氯、碘化合物-碘、溴化合物-溴、铊离子(III)-铊离子(I)、钌离子(III)-钌离子(II)、铜离子(II)-铜离子(I)、铁离子(III)-铁离子(II)、钴离子(III)-钴离子(II)、钒离子(III)-钒离子(II)、锰酸根离子-高锰酸根离子、铁氰化物-亚铁氰化物、醌-氢醌、富马酸-琥珀酸等。这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
进而，作为溶剂，能够使用上述的非质子性极性物质。这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
另外，电解质层20能够通过将含有其构成成分的溶液(电解液)涂敷在光电极10上、或制作具有光电极10和对电极30的电池单元，向其间隙注入电解液而形成。
(太阳能电池模块)
通过将上述的本发明的太阳能电池串联和/或并联地连接，能够制成太阳能电池模块。
在此，太阳能电池模块能够通过例如如下方式得到：在平面或曲面上排列本发明的太阳能电池，在各电池之间设置非导电性的隔板，并且使用导电性的构件将各电池的光电极、对电极进行电连接。
而且，具有本发明的太阳能电池的太阳能电池模块的转换效率和可靠性优异。
另外，用于形成太阳能电池模块的太阳能电池的个数没有特别限定，能够按照目标电压适当选择。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。另外，在以下的说明中，只要没有特别说明，表示量的“％”和“份”为质量基准。本实施例中的评价通过如下方法进行。
<导电膜的外观(膜强度)>
关于对电极(PEN+ITO膜+导电膜)的导电膜，目测观察任意的1cm2的部分，确认是否有直径1mm以下的针孔产生、是否有导电膜的剥离(从ITO膜的浮起)。然后，按照以下的基准进行评价。
A：针孔和剥离均没有产生
B：有针孔产生，但没有产生剥离
C：有剥离产生
<太阳能电池的转换效率>
作为光源，使用在150W氙灯光源中安装了AM1.5G滤光片的模拟太阳光照射装置(PEC-L11型，Peccell Technologies公司制)。光量调整为1sun[AM1.5G、100mW/cm2(JISC8912的等级A)]。将制作的太阳能电池连接在Source Meter(2400型SourceMeter，Keithley公司制)，进行以下的电流电压特性测定。
在1sun的光照射下，一边以0.01V单位将偏置电压从0V改变至0.8V，一边测定输出电流。输出电流的测定通过累计在各级电压下改变电压之后的0.05秒到0.15秒之间的电流值来进行。还将偏置电压以反方向从0.8V改变至0V进行测定，将正方向和反方向的测定的平均值作为光电流。
由上述的电流电压特性的测定结果，算出转换效率(％)，按照以下的基准进行评价。
A：转换效率为4.0％以上
B：转换效率为3.5％以上且小于4.0％
C：转换效率小于3.5％
<太阳能电池的可靠性>
将制作的太阳能电池放入用于阻气的铝袋中，在恒温恒湿槽(60℃)中放置500小时。然后，对于放置后的太阳能电池，与上述同样地算出转换效率(％)，按照以下的基准进行评价。
A：放置500小时后的转换效率为3.5％以上
B：放置500小时后的转换效率为3.0％以上且小于3.5％
C：放置500小时后的转换效率小于3.0％
(实施例1)
<CNT水分散液的制备>
在500mL的聚乙烯瓶中投入2.0g的单层CNT(日本瑞翁株式会社制，产品名“SG101”)、以纯共聚物计为6.0g(相对于100份的单层CNT为300份)的作为分散剂的苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物(楠本化成公司制，产品名“DISPARLON(注册商标)AQ-380”，在乙腈中为可溶性，重均分子量15000，乙二醇链的部分“(CH2-CH2-O)n)”的n＝9)、1.0g(相对于100份的单层CNT为50份)的作为增粘剂的羟乙基纤维素(DAICEL FINECHEM公司制，产品名“SP600”，在乙腈中为不可溶性)、及400g的纯水，得到混合物。
一边用水浴将聚乙烯瓶冷却至25℃，一边将得到的混合物用均相混合机以6000rpm、30分钟进行搅拌，得到粗分散液。
一边将分散液冷却至25℃，一边将得到的粗分散液用湿式喷射磨(吉田机械兴业公司制，产品名“Nanovater(注册商标)”)以100MPa进行10Pass处理，得到CNT水分散液。
<对电极的制作>
通过使用100目的丝网的丝网印刷法将上述那样制备的CNT水分散液涂敷在ITO-PEN膜(50mm×50mm，15Ω/□)上，使用惰性烘箱(Yamato scientific公司制)在大气环境、125℃、干燥15分钟，形成涂膜。将该涂膜在60℃、减压下、2小时的条件进行干燥，制作了依次具有由聚萘二甲酸乙二醇酯制成的支承体、作为导电层的ITO膜、及作为催化剂层的本发明的导电膜的对电极。使用该对电极，对导电膜的外观(膜强度)进行评价。结果示于表1。
<光电极的制作>
使用钌络合物(Solaronix公司制：商品名N719)作为敏化染料，使用乙醇作为溶剂，准备敏化染料溶液(浓度0.3mM)。
通过棒涂法将浓度5mM的钛酸异丙酯的异丙醇溶液涂敷在ITO-PEN膜(50mm×50mm15Ω/□)上，使用惰性烘箱(Yamato scientific公司制)以150℃干燥15分钟。使用热固性的Ag浆(Toyochem株式会社制)，用丝网印刷机(Seria制SFA-PC610CTN)进行印刷，使用惰性烘箱(Yamato scientific公司制)以130℃加热30分钟，形成引出电极(厚度8μm)，进而，使用水系的氧化钛浆(Peccell Technologies株式会社制，PECC-AW1-01)，用丝网印刷机进行涂敷，使用惰性烘箱(Yamato scientific株式会社制)以150℃干燥15分钟，形成多孔半导体层(氧化钛层的厚度为8μm)。
将该形成了多孔半导体层的ITO-PEN膜放入上述那样制备的敏化染料溶液(各50cm的缸)中，以40℃，浸渍2小时。浸渍后，用乙醇溶液清洗，在40℃/24小时、减压下进行干燥，制作光电极。
<太阳能电池的制造>
以成为碘0.05mol/L、碘化锂0.1mol/L、叔丁基吡啶0.5mol/L、以及1,2-二甲基-3-丙基碘化咪唑
Figure BDA0003645033780000201
0.6mol/L的方式在作为溶剂的乙腈中溶解这些化合物，得到电解液。
在真空贴合装置中，用点胶机在上述光电极上以围1周的方式涂敷密封剂(聚丁烯系光固化性树脂和8质量％的25μm的绝缘性间隔树脂)，并使得贴合后的密封剂宽度成为0.9mm，高度成为30μm，然后将上述那样得到的电解液涂敷在光电极。将上述对电极设置在真空贴合装置，在真空中进行重叠，通过金属卤化物灯以累计光量3000mJ/cm2进行UV照射，使密封材料固化，进行贴合。从真空中开放为大气压，制作作为太阳能电池的染料敏化型太阳能电池。然后，使用该太阳能电池，对转换效率和可靠性进行评价。结果示于表1。
(实施例2)
在制备CNT水分散液时，作为分散剂，使用聚乙烯基吡咯烷酮(FUJIFILM WakoPure Chemical Corporation制，产品名“聚乙烯基吡咯烷酮K30”，在乙腈中为可溶性)代替苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表1。
(实施例3)
在制备CNT水分散液时，作为增粘剂，使用羧甲基纤维素(Daicelfinechem公司制，产品名“CMC1380”，在乙腈中为不可溶性)代替羟乙基纤维素，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表1。
(实施例4)
在制作太阳能电池时，作为电解液的溶剂，使用γ-丁内酯代替乙腈，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表1。
需要说明的是，作为分散剂的苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物在γ-丁内酯中为可溶性，作为增粘剂的羟乙基纤维素在γ-丁内酯中为不可溶性。
(实施例5)
在制备CNT水分散液时，作为增粘剂，使用聚环氧乙烷(住友精化公司制，产品名“PEO-8”，在γ-丁内酯中为不可溶性)代替羟乙基纤维素，除此之外，与实施例4同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表1。
(实施例6)
在制作太阳能电池时，作为电解液的溶剂，使用3-甲氧基丙腈代替乙腈，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表1。
需要说明的是，作为分散剂的苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物在3-甲氧基丙腈中为可溶性，作为增粘剂的羟乙基纤维素在3-甲氧基丙腈中为不可溶性。
(实施例7)
在制作太阳能电池时，作为电解液的溶剂，使用三乙二醇单甲醚代替乙腈，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表1。
需要说明的是，作为分散剂的苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物在三乙二醇单甲醚中为可溶性，作为增粘剂的羟乙基纤维素在三乙二醇单甲醚中为不可溶性。
(比较例1)
在制备CNT水分散液时，作为分散剂，使用聚苯乙烯磺酸钠(Sigma-Aldrich公司制，产品名“聚(4-苯乙烯磺酸钠)”，在乙腈中为不可溶性)代替苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物，不使用作为增粘剂的羟乙基纤维素，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表2。
(比较例2)
在制备CNT水分散液时，作为分散剂，使用聚丙烯酸钠(Sigma-Aldrich公司制，在乙腈中为不可溶性)代替苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物，不使用作为增粘剂的羟乙基纤维素，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表2。
(比较例3)
如以下那样制作对电极，除此之外，与比较例1同样地准备光电极和太阳能电池，进行各种评价。结果示于表2。
<对电极的制作>
将与比较例1同样进行而得到的对电极进一步浸渍在离子交换水中30分钟，使用惰性烘箱(Yamato scientific公司制)，在大气环境下、125℃，干燥15分钟，得到比较例3中使用的对电极。
(比较例4)
在制备CNT水分散液时，不使用作为增粘剂的羟乙基纤维素，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表2。
(比较例5)
在制备CNT水分散液时，作为增粘剂，使用聚环氧乙烷(住友精化公司制，产品名“PEO-8”，在乙腈中为可溶性)代替羟乙基纤维素，除此之外，与实施例1同样地准备CNT水分散液、对电极、光电极及太阳能电池，进行各种评价。结果示于表2。
需要说明的是，在以下所示的表1和表2中，
“AQ380”表示苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物，
“PVP”表示聚乙烯基吡咯烷酮，
“SPS”表示聚苯乙烯磺酸钠，
“SPA”表示聚丙烯酸钠，
“HEC”表示羟乙基纤维素，
“CMC”表示羧甲基纤维素，
“PEO”表示聚环氧乙烷，
“γ-BL”表示γ-丁内酯，
“3-MPN”表示3-甲氧基丙腈，
“TGME”表示三乙二醇单甲醚。
[表1]
Figure BDA0003645033780000231
[表2]
Figure BDA0003645033780000232
由表1～2可知，如果使用实施例1～7的CNT水分散液，则能够制造膜强度优异的导电膜、以及转换效率和可靠性优异的太阳能电池。
产业上的可利用性
根据本发明能够提供一种能够形成膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜的碳纳米管水分散液。
此外，根据本发明能够提供一种膜强度优异、并且能够使太阳能电池发挥优异的转换效率和可靠性的导电膜。
进而，根据本发明能够提供一种能够使太阳能电池发挥优异的转换效率、并且能够确保该太阳能电池的可靠性的电极。
而且，根据本发明能够提供一种转换效率和可靠性优异的太阳能电池。
附图标记说明
10：光电极
30：对电极
20：电解质层
10a，30a：支承体
10b，30b：导电层
10c：多孔半导体微粒层
10d：敏化染料层
30c：催化剂层
40：电路
100：染料敏化型太阳能电池

Claims (7)

1.一种碳纳米管水分散液，其为具有电解液的太阳能电池的电极用碳纳米管水分散液，所述电解液含有非质子性极性物质作为溶剂，
所述碳纳米管水分散液包含碳纳米管、分散剂、增粘剂以及水，
所述分散剂在所述溶剂中为可溶性，所述增粘剂在所述溶剂中为不可溶性。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管水分散液，其中，所述非质子性极性物质为选自乙腈、γ-丁内酯、3-甲氧基丙腈及三乙二醇单甲醚中的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管水分散液，其中，所述分散剂和所述增粘剂均包含非离子性聚合物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的碳纳米管水分散液，其中，所述分散剂为苯乙烯与甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物。
5.一种导电膜，其是使用权利要求1～4中任一项所述的碳纳米管水分散液得到的。
6.一种电极，其具有权利要求5所述的导电膜。
7.一种太阳能电池，其具有权利要求6所述的电极。
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