JP2001126782A - Solar cell and method for preparing the same - Google Patents
Solar cell and method for preparing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池及びその製
造方法にかかり、特に、二酸化チタンを一方の電極に有
する太陽電池及びその製造方法に関する。The present invention relates to a solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell having titanium dioxide on one electrode and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、環境にやさしい電源として、
シリコンを用いた太陽電池が注目を集めている。シリコ
ンを用いた太陽電池の中には、人工衛星等に用いられる
単結晶シリコン型の太陽電池もあるが、実用的なものと
しては、特に多結晶シリコンを用いた太陽電池や、アモ
ルファスシリコンを用いた太陽電池が、産業用や家庭用
として実用化が始まっている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an environmentally friendly power source,
Solar cells using silicon are attracting attention. Among the solar cells using silicon, there are single-crystal silicon solar cells used for artificial satellites and the like, but practically, solar cells using polycrystalline silicon and amorphous silicon are particularly used. Solar cells have been put into practical use for industrial and home use.
【０００３】しかしながら、これらのシリコンを用いた
太陽電池は、いずれもＣＶＤ（化学的気相成長）法等の
真空プロセスを用いるため、製造コストが高く、また、
これらのプロセスにおいて、多大な熱量や電気を使うた
め、製造に必要なエネルギーと太陽電池が生み出すエネ
ルギーとのバランスが非常に悪く、必ずしも省エネルギ
ーな電源とは言えなかった。However, these solar cells using silicon all use a vacuum process such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, so that the manufacturing cost is high, and
In these processes, a large amount of heat and electricity are used, so that the balance between the energy required for manufacturing and the energy generated by the solar cell is extremely poor, and it is not necessarily an energy-saving power source.
【０００４】これに対し、いわゆる“湿式太陽電池”と
か“第４世代の光電池”などと呼ばれる新型の太陽電池
が1991年にグレッツェルらにより、提案されている。こ
の湿式太陽電池は、図３に示されるように、半導体であ
るチタニア３０１（二酸化チタン）を一方の電極とし、
他の電極３０２には、例えば、白金電極やＩＴＯなどを
用い、これらの電極間にヨウ素等の電解質溶液３０３を
用いるものである。反応原理としては、太陽光等の光を
受けた半導体のチタニア（ＴｉＯ2）がその電子を受け
て電極へと引き渡し、その後チタニア電極に残ったホー
ル（ｈ＋）はヨウ素イオンを還元し、Ｉ-をＩ- 3へと変
える。この還元されたヨウ素イオンは対極で再び電子を
受けて酸化され、両極間をサイクルすることによって電
池となるというものである。On the other hand, a new type of solar cell called a so-called "wet solar cell" or "fourth-generation photovoltaic cell" was proposed by Gretzel et al. In 1991. As shown in FIG. 3, this wet solar cell uses titania 301 (titanium dioxide), which is a semiconductor, as one electrode,
As the other electrode 302, for example, a platinum electrode or ITO is used, and an electrolyte solution 303 such as iodine is used between these electrodes. The reaction principle is as follows. Semiconductor titania (TiO 2 ), which has received light such as sunlight, receives the electrons and delivers the electrons to the electrode, and then the holes (h +) remaining in the titania electrode reduce iodide ions, and I − To I - 3 . The reduced iodine ions receive electrons again at the counter electrode and are oxidized, and the battery is made by cycling between the two electrodes.
【０００５】この湿式太陽電池においては、チタニアを
電極に用いただけでは、太陽光のうち主として紫外線の
みしか効率的に用いることができない。したがって、チ
タニアに有機色素等を混ぜることにより、可視光領域ま
で光の吸収を増感させている。このため、一般的には、
色素増感型太陽電池ともいわれる。この湿式太陽電池
は、材料が安価であることと作製に真空プロセス等の大
掛かりな設備を必要としないことから低コストの太陽電
池として多くの期待を集めている。In this wet type solar cell, only titania is used as the electrode, and only ultraviolet rays out of sunlight can be efficiently used. Therefore, the absorption of light is sensitized to the visible light region by mixing an organic dye or the like with titania. For this reason, in general,
It is also called a dye-sensitized solar cell. This wet-type solar cell has attracted many expectations as a low-cost solar cell because the material is inexpensive and large-scale equipment such as a vacuum process is not required for manufacturing.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この色
素増感型太陽電池は、太陽光の吸収波長を増感させるた
めに、色素をチタニア電極中に含有させているが、これ
らの有機色素は、チタニアがいわゆる光触媒であるため
に、しばらくすると色素がチタニアによって分解されて
しまう。よって、この色素増感型太陽電池は、太陽電池
としての実用的な寿命を有することができなかった。ま
た、ただ単に平板のチタニア電極を用いたのでは、太陽
光の吸収面積が小さいため、実用的な電流や、電圧を確
保することができなかった。However, this dye-sensitized solar cell contains a dye in a titania electrode in order to sensitize the absorption wavelength of sunlight. Since titania is a so-called photocatalyst, the pigment is decomposed by titania after a while. Therefore, this dye-sensitized solar cell could not have a practical life as a solar cell. Further, simply using a flat titania electrode could not secure a practical current or voltage because the absorption area of sunlight was small.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池は、二
酸化チタン（ＴｉＯ2）電極を用いた太陽電池におい
て、該二酸化チタン電極は、アナターゼ型のチタニア微
粒子を焼結して形成した電極であり、該二酸化チタン電
極は空孔率が５０〜９９％であることを特徴とする。The solar cell according to the present invention is a solar cell using a titanium dioxide (TiO 2 ) electrode, wherein the titanium dioxide electrode is an electrode formed by sintering anatase type titania fine particles. The titanium dioxide electrode has a porosity of 50 to 99%.
【０００８】本発明の太陽電池は、前記二酸化チタン電
極が、０．１〜２．０μｍｏｌ／ｇのＣｒまたはＶの不
純物を含んでいることを特徴とする。The solar cell according to the present invention is characterized in that the titanium dioxide electrode contains 0.1 to 2.0 μmol / g of Cr or V impurities.
【０００９】本発明の太陽電池は、前記チタニア微粉子
が、２０〜２００ｎｍ程度の粒径のチタニア微粉子であ
ることを特徴とする。The solar cell according to the present invention is characterized in that the titania fine powder is a titania fine powder having a particle size of about 20 to 200 nm.
【００１０】本発明の太陽電池は、前記二酸化チタン電
極が、Ｍｏを含んでいることを特徴とする。[0010] The solar cell of the present invention is characterized in that the titanium dioxide electrode contains Mo.
【００１１】本発明の太陽電池は、前記二酸化チタン電
極が、一対の基板間に挟持されてなり、第１の基板上に
形成された第１の電極上には前記二酸化チタン電極が形
成されてなり、第２の基板上には第２の電極が形成され
てなり、前記第１の基板と前記第２の基板間は封止材料
により張り合わされ、前記前記二酸化チタン電極と前記
第２の電極間には電解液が封止されていることを特徴と
する。In the solar cell according to the present invention, the titanium dioxide electrode is sandwiched between a pair of substrates, and the titanium dioxide electrode is formed on a first electrode formed on a first substrate. A second electrode is formed on a second substrate, the first substrate and the second substrate are bonded by a sealing material, and the titanium dioxide electrode and the second electrode are bonded to each other. It is characterized in that an electrolytic solution is sealed between them.
【００１２】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
二酸化チタン（ＴｉＯ2）電極の製造方法において、該
二酸化チタン電極は、アナターゼ型のチタニア微粒子を
９００℃以下で焼結して形成した電極であることを特徴
とする。The method for producing a titanium dioxide electrode of the present invention comprises:
In the method for manufacturing a titanium dioxide (TiO 2 ) electrode, the titanium dioxide electrode is an electrode formed by sintering anatase type titania fine particles at 900 ° C. or less.
【００１３】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記チタニア微粒子には、焼結助剤としてＭｏＯ３が添
加されていることを特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode according to the present invention comprises:
The titania fine particles are characterized in that MoO3 is added as a sintering aid.
【００１４】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記チタニア微粒子には、クロム酸化物（ＣｒＯ３）ま
たはＶ（バナジウム）酸化物が添加されていることを特
徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode according to the present invention comprises:
Chromium oxide (CrO3) or V (vanadium) oxide is added to the titania fine particles.
【００１５】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記チタニア微粒子には、純Ｃｒまたは純Ｖが添加され
ていることを特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode of the present invention comprises:
It is characterized in that pure titer or pure V is added to the titania fine particles.
【００１６】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
二酸化チタン（ＴｉＯ2）電極の製造方法において、チ
タニア微粉末に、樹脂バインダーを添加・混練し、原料
コンパウンドを形成する工程、前記樹脂バインダーを除
去するための工程、該脱バインダーされたチタニア微粉
末を９００℃以下で焼結し合金化する工程とを有するこ
とを特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode according to the present invention comprises:
In a method for manufacturing a titanium dioxide (TiO 2 ) electrode, a step of adding and kneading a resin binder to titania fine powder to form a raw material compound, a step of removing the resin binder, a step of removing the binder-free titania fine powder And sintering the alloy at 900 ° C. or lower to form an alloy.
【００１７】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記チタニア微粉末は、２０〜２００ｎｍ程度の粒径の
チタニア微粉末であることを特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode according to the present invention comprises:
The titania fine powder is a titania fine powder having a particle size of about 20 to 200 nm.
【００１８】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記原料コンパウンドには、体積比で５０〜９９％の樹
脂バインダーが含有されていることを特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode of the present invention comprises:
The raw material compound contains 50 to 99% by volume of a resin binder.
【００１９】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記原料コンパウンドには、クロム酸化物（ＣｒＯ３）
またはＶ（バナジウム）酸化物が添加されていることを
特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode of the present invention comprises:
The raw material compound includes chromium oxide (CrO3)
Alternatively, V (vanadium) oxide is added.
【００２０】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記原料コンパウンドには、純Ｃｒまたは純Ｖが添加さ
れていることを特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode of the present invention comprises:
The raw material compound is characterized in that pure Cr or pure V is added.
【００２１】本発明の二酸化チタン電極の製造方法は、
前記原料コンパウンドには、焼結助剤としてＭｏＯ３が
添加されていることを特徴とする。The method for producing a titanium dioxide electrode of the present invention comprises:
The raw material compound is characterized in that MoO3 is added as a sintering aid.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る実施形態につ
いて詳細に説明する。図１から図２は本発明に係る太陽
電池１００、２００の構造を模式的に示す概略断面図で
ある。Next, an embodiment according to the present invention will be described in detail. 1 and 2 are schematic cross-sectional views schematically showing the structures of solar cells 100 and 200 according to the present invention.
【００２３】第１実施形態 図１は本発明に係る太陽電池の実施形態である太陽電池
セル１００の構造を模式的に示す概略断面図である。First Embodiment FIG. 1 is a schematic sectional view schematically showing a structure of a solar cell 100 which is an embodiment of a solar cell according to the present invention.
【００２４】太陽電池セル１００は、ガラス基板、金属
基板等からなる第１の基板１０５上にＩＴＯ等からなる
透明電極または金属電極からなる第１の電極１０６が形
成されている。この第１の電極１０６上には、アナター
ゼ型のチタニア電極１０１が形成されている。In the solar cell 100, a first electrode 106 made of a transparent electrode made of ITO or the like or a metal electrode is formed on a first substrate 105 made of a glass substrate, a metal substrate or the like. On the first electrode 106, an anatase-type titania electrode 101 is formed.
【００２５】また、第２の基板１０４は、ガラス基板、
プラスチック基板等からなる透明基板からなり、この透
明基板１０４上にはＩＴＯ等からなる透明電極または半
透明の金属電極等からなる第２の電極１０２が形成され
ている。The second substrate 104 is a glass substrate,
A transparent electrode made of a plastic substrate or the like is formed. On this transparent substrate 104, a second electrode 102 made of a transparent electrode made of ITO or the like or a translucent metal electrode is formed.
【００２６】第１の基板と第２の基板は、紫外線硬化樹
脂、熱硬化樹脂、エポキシ樹脂等の封止材料により、張
り合わされ、図１に示されるような断面形状を持つ太陽
電池となる。The first substrate and the second substrate are bonded to each other with a sealing material such as an ultraviolet-curing resin, a thermosetting resin, or an epoxy resin, to form a solar cell having a sectional shape as shown in FIG.
【００２７】張り合わされた第１の基板と第２の基板の
間には、例えばヨウ素等の電解液が封入されている。An electrolytic solution such as, for example, iodine is sealed between the bonded first and second substrates.
【００２８】このとき、チタニア電極１０１に太陽光等
の光線が当たることによって電子が励起され、電子とホ
ール（正孔）が発生すると、チタニア電極と電解質溶液
との界面で発生しているバンドの曲がりによって、電子
がチタニア電極の界面から対極である第２の電極の方に
押しやられる電荷分離が起こり、第二の電極に電子が集
まる。この電子が、電界溶液中のヨウ素を還元して、Ｉ
-の形にする。At this time, when light such as sunlight shines on the titania electrode 101, electrons are excited, and when electrons and holes (holes) are generated, the band generated at the interface between the titania electrode and the electrolyte solution is removed. The bending causes charge separation in which electrons are pushed from the interface of the titania electrode toward the second electrode, which is the counter electrode, and the electrons are collected at the second electrode. These electrons reduce iodine in the electric field solution,
- in the form of.
【００２９】一方、この還元体が電解液中を拡散移動し
てチタニア電極の表面に達すると、チタニア電極表面に
残っている正孔に電子を取られて酸化され、Ｉ- 3の形に
なる。この酸化還元反応が繰り返されることにより、太
陽電池の電流のループが完結している。On the other hand, when this reductant diffuses and moves in the electrolytic solution and reaches the surface of the titania electrode, electrons are taken by holes remaining on the surface of the titania electrode and oxidized to form I - 3. . The current loop of the solar cell is completed by repeating this oxidation-reduction reaction.
【００３０】図２は本発明に係わる実施形態であるチタ
ニア電極の構造を示す。FIG. 2 shows the structure of a titania electrode according to an embodiment of the present invention.
【００３１】このチタニア電極２０１の詳しい製造方法
については、別途詳述するが、このチタニア電極２０１
は、アナターゼ型のチタニアの微粒子（２０〜２０００
ｎｍ程度の微粒子）を焼結したものであり、空孔率が極
めて高く、より具体的には空孔率が５０〜９９％である
アナターゼ型のチタニア合金からなる。より好ましくは
空孔率が７０〜９０％であるアナターゼ型のチタニア合
金であることが好ましい。A detailed manufacturing method of the titania electrode 201 will be described in detail later.
Are fine particles of anatase-type titania (20 to 2000
(a fine particle of about nm) is sintered, and is made of an anatase-type titania alloy having an extremely high porosity, more specifically, a porosity of 50 to 99%. More preferably, it is an anatase-type titania alloy having a porosity of 70 to 90%.
【００３２】このように、空孔率を極めて高くすること
により、平板でチタニア電極を形成した従来の湿式太陽
電池に比べて、チタニアの表面積が極端に増大する。す
なわち、１ｃｍ2のところに存在するチタニア微粒子の
表面積を１０００〜１００００ｃｍ2にすることができ
る。これによって、チタニアの微粒子と電解質溶液との
接触面積も増大するので、計算上は、１０００〜１００
００倍の電流が発生することになる。As described above, by making the porosity extremely high, the surface area of titania is extremely increased as compared with a conventional wet solar cell having a titania electrode formed of a flat plate. That is, it is possible to the surface area of the titania fine particles present at the 1 cm 2 to 1000~10000cm 2. As a result, the contact area between the titania fine particles and the electrolyte solution is also increased.
A current of 00 times will be generated.
【００３３】また、このチタニア電極１０１は、太陽光
等の光の吸収波長を増感するために、０．１〜２．５μ
ｍｏｌ／ｇの微量のＣｒ、Ｖなどの不純物を含んでお
り、さらに理想的には１．５〜２．０μｍｏｌ／ｇのＣ
ｒ、Ｖなどの不純物を含んでいることが好ましい。The titania electrode 101 has a thickness of 0.1 to 2.5 μm in order to sensitize the absorption wavelength of light such as sunlight.
mol / g of trace impurities such as Cr and V, and more ideally 1.5 to 2.0 μmol / g of C
It preferably contains impurities such as r and V.
【００３４】このように微量のＣｒやＶを不純物として
含有することにより、通常のチタニア電極では効率的に
吸収できない４００ｎｍ以上の可視光（通常、４００〜
７５０ｎｍの波長の光をいう）を吸収することができる
ようになり、太陽電池の効率を大幅に向上させる。By containing such a small amount of Cr or V as an impurity, visible light of 400 nm or more (usually 400 to 400 nm) which cannot be efficiently absorbed by a normal titania electrode.
750 nm) can be absorbed, and the efficiency of the solar cell is greatly improved.
【００３５】また、従来の色素増感型太陽電池のよう
に、太陽光の吸収波長の増感のために有機色素を用いて
いないので、有機色素が、光触媒であるチタニアにより
分解されてしまうというような、太陽電池の寿命に感す
る欠点がなく、太陽電池の寿命を大幅に向上させること
ができる。Further, unlike conventional dye-sensitized solar cells, since no organic dye is used for sensitizing the absorption wavelength of sunlight, the organic dye is decomposed by titania which is a photocatalyst. There is no such a disadvantage that the life of the solar cell is felt, and the life of the solar cell can be significantly improved.
【００３６】また、このチタニア電極１０１には、太陽
光等の光の吸収波長を増感するために、Ｃｒ、Ｖなどの
不純物を含んでいるが、チタニア（二酸化チタン）の電
極を焼結するときに、チタニア合金中のＴｉの部分が、
第２図に示すようにＣｒ、Ｖに置換された状態にすると
通常のチタニア電極では吸収できない４００ｎｍ以上の
可視光を吸収することができるようになるので、太陽光
を実用レベルで吸収することができる。The titania electrode 101 contains impurities such as Cr and V in order to sensitize the absorption wavelength of light such as sunlight, but the titania (titanium dioxide) electrode is sintered. Sometimes, the portion of Ti in the titania alloy is
As shown in FIG. 2, when replaced with Cr and V, visible light of 400 nm or more, which cannot be absorbed by a normal titania electrode, can be absorbed, so that sunlight can be absorbed at a practical level. it can.
【００３７】第２実施形態 さて、本願発明に用いられるチタニア電極は、いわゆる
粉末射出成形法（Powder Injection Molding：一般的に
ＰＩＭ法と呼ばれる）または、金属射出成形法（Metal
Injection Molding：一般的にＭＩＭ法と呼ばれる）技
術により形成される。Second Embodiment The titania electrode used in the present invention is manufactured by a so-called powder injection molding (PIM) method or a metal injection molding method (Metal injection molding method).
Injection Molding (generally called MIM method).
【００３８】すなわち、２０〜２０００ｎｍ程度のチタ
ニア微粉末に、体積比で９９〜５０％の樹脂バインダー
を添加・混練し、射出成形可能な低粘度（１０００〜３
０００Ｐ）の原料コンパウンドを形成する。That is, 99-50% by volume of a resin binder is added to and kneaded with a titania fine powder of about 20 to 2000 nm, and a low viscosity (1000-3
000P) of the raw material compound.
【００３９】このとき、光の吸収波長域を広げるために
添加されるＣｒまたはＶは、Ｃｒの酸化物（ＣｒＯ３）
またはＶの酸化物の状態で添加されるか、または純Ｃｒ
または純Ｖの状態で前記原料コンパウンドに添加され
る。At this time, Cr or V added to extend the light absorption wavelength range is an oxide of Cr (CrO3).
Or added in the form of V oxide or pure Cr
Alternatively, it is added to the raw material compound in a pure V state.
【００４０】この後、樹脂バインダーを除去するための
脱バインダー工程（脱脂工程）を経て、脱バインダーさ
れたチタニア微粉末は上述した添加物と共に焼結され、
合金化される。Thereafter, through a debinding step (a degreasing step) for removing the resin binder, the debindered titania fine powder is sintered together with the above-mentioned additives,
Alloyed.
【００４１】このとき、チタニアは熱的にはルチルが安
定であり、アナターゼの結晶構造は９００℃以上の加熱
でルチルに変化してしまうため、前記脱バインダー工程
及び焼結工程の温度はチタニアがアナターゼの結晶構造
を保てるように９００℃以下で行われなければならな
い。At this time, the titania is thermally stable in rutile, and the crystal structure of anatase changes to rutile by heating at 900 ° C. or more. It must be performed at 900 ° C. or lower to maintain the crystal structure of anatase.
【００４２】さらに、焼結工程においては、アナターゼ
型の結晶構造を壊さずに、チタニアを合金化するため、
焼結助剤として融点が７９５℃であるＭｏＯ３（モリブ
デン酸化物）をあらかじめ原料コンパウンドに添加し、
チタニアを焼結合金とする。Furthermore, in the sintering step, titania is alloyed without breaking the anatase type crystal structure.
MoO3 (molybdenum oxide) having a melting point of 795 ° C is added to the raw material compound in advance as a sintering aid,
Titania is used as a sintered alloy.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、二
酸化チタン（ＴｉＯ2）電極を用いた太陽電池におい
て、該二酸化チタン電極は、アナターゼ型のチタニア微
粒子を焼結して形成した電極であり、該二酸化チタン電
極は空孔率が５０〜９９％であるので、空孔率を極めて
高くすることができる。As described above, according to the present invention, in a solar cell using a titanium dioxide (TiO 2 ) electrode, the titanium dioxide electrode is an electrode formed by sintering anatase type titania fine particles. Since the titanium dioxide electrode has a porosity of 50 to 99%, the porosity can be extremely increased.
【００４４】よって、平板でチタニア電極を形成した従
来の湿式太陽電池に比べて、チタニアの表面積が極端に
増大する。すなわち、１ｃｍ2のところに存在するチタ
ニア微粒子の表面積を１０００〜１００００ｃｍ2にす
ることができる。これによって、チタニアの微粒子と電
解質溶液との接触面積も増大するので、計算上は、１０
００〜１００００倍の電流が発生することになる。Therefore, the surface area of titania is extremely increased as compared with a conventional wet solar cell having a titania electrode formed of a flat plate. That is, it is possible to the surface area of the titania fine particles present at the 1 cm 2 to 1000~10000cm 2. This also increases the contact area between the titania fine particles and the electrolyte solution.
A current of 00 to 10000 times will be generated.
【００４５】また、前記二酸化チタン電極は０．１〜
２．０μｍｏｌ／ｇのＣｒまたはＶの不純物を含んでい
るので、通常のチタニア電極では効率的に吸収できない
４００ｎｍ以上の可視光（通常、４００〜７５０ｎｍの
波長の光をいう）を吸収することができるようになり、
太陽電池の効率を大幅に向上させる。The titanium dioxide electrode has a thickness of 0.1 to
Since it contains 2.0 μmol / g of Cr or V impurities, it can absorb visible light of 400 nm or more (usually light having a wavelength of 400 to 750 nm) which cannot be efficiently absorbed by a normal titania electrode. Will be able to
Significantly improve the efficiency of solar cells.
【００４６】また、従来の色素増感型太陽電池のよう
に、太陽光の吸収波長の増感のために有機色素を用いて
いないので、有機色素が、光触媒であるチタニアにより
分解されてしまうというような、太陽電池の寿命に感す
る欠点がなく、太陽電池の寿命を大幅に向上させること
ができる。Further, unlike the conventional dye-sensitized solar cell, since no organic dye is used for sensitizing the absorption wavelength of sunlight, the organic dye is decomposed by titania which is a photocatalyst. There is no such a disadvantage that the life of the solar cell is felt, and the life of the solar cell can be significantly improved.
【図１】 図１は本発明に係る実施形態としての太陽電
池の構造を示す模式的な概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a structure of a solar cell as an embodiment according to the present invention.
【図２】 図２は本発明に係る実施形態としての太陽電
池に用いるチタニア電極の構造を示す模式的な概略断面
図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a structure of a titania electrode used for a solar cell as an embodiment according to the present invention.
【図３】 図３は従来の湿式太陽電池の構造を模式的に
示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram schematically showing a structure of a conventional wet solar cell.
１０１、２０１、３０１ チタニア電極 １０２、３０２ 第２の電極 １０３、３０３ 電解液 １０４、 第２の基板 １０５、２０５ 第１の基板 １０６、２０６ 第１の電極 101, 201, 301 Titania electrode 102, 302 Second electrode 103, 303 Electrolyte 104, Second substrate 105, 205 First substrate 106, 206 First electrode
Claims (15)
太陽電池において、該二酸化チタン電極は、アナターゼ
型のチタニア微粒子を焼結して形成した電極であり、該
二酸化チタン電極は空孔率が５０〜９９％であることを
特徴とする太陽電池。In a solar cell using a titanium dioxide (TiO 2 ) electrode, the titanium dioxide electrode is an electrode formed by sintering fine particles of anatase type titania, and the titanium dioxide electrode has a porosity. A solar cell characterized by being 50 to 99%.
μｍｏｌ／ｇのＣｒまたはＶの不純物を含んでいること
を特徴とする請求項１記載の太陽電池。2. The titanium dioxide electrode has a thickness of 0.1 to 2.0.
2. The solar cell according to claim 1, comprising Cr or V impurities of μmol / g.
ｎｍの粒径のチタニア微粉子であることを特徴とする請
求項１記載の太陽電池。3. The titania fine powder has a particle size of 20 to 2000.
2. The solar cell according to claim 1, which is a titania fine powder having a particle diameter of nm.
ることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。4. The solar cell according to claim 1, wherein said titanium dioxide electrode contains Mo.
に挟持されてなり、第１の基板上に形成された第１の電
極上には前記二酸化チタン電極が形成されてなり、第２
の基板上には第２の電極が形成されてなり、前記第１の
基板と前記第２の基板間は封止材料により張り合わさ
れ、前記前記二酸化チタン電極と前記第２の電極間には
電解液が封止されていることを特徴とする太陽電池。5. The titanium dioxide electrode is sandwiched between a pair of substrates, the titanium dioxide electrode is formed on a first electrode formed on a first substrate, and the second electrode is formed on a second electrode.
A second electrode is formed on the first substrate, the first substrate and the second substrate are bonded with a sealing material, and an electrolytic solution is provided between the titanium dioxide electrode and the second electrode. A solar cell, wherein a liquid is sealed.
法において、該二酸化チタン電極は、アナターゼ型のチ
タニア微粒子を９００℃以下で焼結して形成した電極で
あることを特徴とする二酸化チタン電極の製造方法。6. A method for producing a titanium dioxide (TiO 2 ) electrode, wherein the titanium dioxide electrode is an electrode formed by sintering anatase type titania fine particles at 900 ° C. or lower. Manufacturing method.
てＭｏＯ３が添加されていることを特徴とする請求項６
記載の二酸化チタン電極の製造方法。7. The titania fine particles to which MoO3 is added as a sintering aid.
The method for producing a titanium dioxide electrode according to the above.
（ＣｒＯ３）またはＶ（バナジウム）酸化物が添加され
ていることを特徴とする請求項６記載の二酸化チタン電
極の製造方法。8. The method for producing a titanium dioxide electrode according to claim 6, wherein chromium oxide (CrO3) or V (vanadium) oxide is added to the titania fine particles.
純Ｖが添加されていることを特徴とする請求項６記載の
二酸化チタン電極の製造方法。9. The method for producing a titanium dioxide electrode according to claim 6, wherein pure titer or pure V is added to the titania fine particles.
方法において、チタニア微粉末に、樹脂バインダーを添
加・混練し、原料コンパウンドを形成する工程、 前記樹脂バインダーを除去するための工程、 該脱バインダーされたチタニア微粉末を９００℃以下で
焼結し合金化する工程とを有することを特徴とする二酸
化チタン電極の製造方法。10. A method for manufacturing a titanium dioxide (TiO 2 ) electrode, a step of adding and kneading a resin binder to titania fine powder to form a raw material compound, a step of removing the resin binder, and a step of removing the binder. Sintering the obtained titania fine powder at 900 ° C. or less to form an alloy.
０ｎｍの粒径のチタニア微粉末であることを特徴とする
請求項１０記載の二酸化チタン電極の製造方法。11. The fine titania powder may have a particle size of 20 to 200.
The method for producing a titanium dioxide electrode according to claim 10, wherein the powder is a titania fine powder having a particle diameter of 0 nm.
５０〜９９％の樹脂バインダーが含有されていることを
特徴とする請求項１０記載の二酸化チタン電極の製造方
法。12. The method for producing a titanium dioxide electrode according to claim 10, wherein the raw material compound contains 50 to 99% by volume of a resin binder.
化物（ＣｒＯ３）またはＶ（バナジウム）酸化物が添加
されていることを特徴とする請求項１０記載の二酸化チ
タン電極の製造方法。13. The method according to claim 10, wherein chromium oxide (CrO3) or V (vanadium) oxide is added to the raw material compound.
たは純Ｖが添加されていることを特徴とする請求項１０
記載の二酸化チタン電極の製造方法。14. The raw material compound to which pure Cr or pure V is added.
The method for producing a titanium dioxide electrode according to the above.
としてＭｏＯ３が添加されていることを特徴とする請求
項１０記載の二酸化チタン電極の製造方法。15. The method for producing a titanium dioxide electrode according to claim 10, wherein MoO 3 is added to said raw material compound as a sintering aid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30056799A JP2001126782A (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Solar cell and method for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP30056799A JP2001126782A (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Solar cell and method for preparing the same |
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|---|---|
| JP2001126782A true JP2001126782A (en) | 2001-05-11 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008130553A (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Samsung Sdi Co Ltd | Dye-sensitized solar battery and manufacturing method of dye-sensitized solar battery |
-
1999
- 1999-10-22 JP JP30056799A patent/JP2001126782A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008130553A (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Samsung Sdi Co Ltd | Dye-sensitized solar battery and manufacturing method of dye-sensitized solar battery |
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