JP2001167630A - Electrolyte composition, photoelectric transducer and photoelectrochemical cell - Google Patents

Electrolyte composition, photoelectric transducer and photoelectrochemical cell

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JP2001167630A JP2000057820A JP2000057820A JP2001167630A JP 2001167630 A JP2001167630 A JP 2001167630A JP 2000057820 A JP2000057820 A JP 2000057820A JP 2000057820 A JP2000057820 A JP 2000057820A JP 2001167630 A JP2001167630 A JP 2001167630A
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substituted
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hydrogen atom
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Koji Wariishi
幸司 割石
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric transducer exhibiting durability and photoelectric conversion characteristics, as well as a photoelectrochemical cell comprising the photoelectric transducer. SOLUTION: Disclosed herein are an electrolyte composition containing a compound represented by the following formula 1, and a photoelectric transducer and a photoelectrochemical cell: where Q represents an atomic group capable of forming a 5- or 6-membered ring aromatic cation together with a nitrogen atom, R001 represents L001-A01 (A01 represents a substituent when L001 represents a linkage, or A01 represents a hydrogen atom or a substituent when L001 represents a divalent linking group), n01 represents an integer of 0 or 1 or more which is a number less than a maximum number of the R001 which can be present on the group Q, R002 represents L002-L003-A02 (L002 represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L003 represents a divalent linking group, and A02 represents a hydrogen atom or a substituent), X- represents an anion, and at least one of A01 and A02 is a substituent having a pKa of 3 to 15, of a conjugate acid of a compound consisting of hydrogen bonded thereto.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐久性及び電荷輸
送能に優れた電解質組成物、かかる電解質組成物を用い
た光電変換素子、並びにその光電変換素子からなる光電
気化学電池に関する。さらに本発明は、前記電解質組成
物に用いることができる新規なイミダゾリウム化合物及
びピリジニウム化合物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolyte composition having excellent durability and charge transport ability, a photoelectric conversion device using such an electrolyte composition, and a photoelectrochemical cell comprising the photoelectric conversion device. Further, the present invention relates to novel imidazolium compounds and pyridinium compounds that can be used for the electrolyte composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から電池、キャパシター、センサ
ー、表示素子、記録素子等の電気化学的素子の電解質と
して電解質塩を溶媒に溶解した液状電解質が用いられて
きた。しかしこのような液状電解質を用いた電気化学的
素子は、長期間の使用又は保存の間に液漏れが発生する
ことがあり、信頼性に欠ける。
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid electrolyte obtained by dissolving an electrolyte salt in a solvent has been used as an electrolyte for electrochemical devices such as batteries, capacitors, sensors, display devices, and recording devices. However, an electrochemical device using such a liquid electrolyte sometimes leaks during long-term use or storage, and thus lacks reliability.

【0003】Nature,第353巻,第737〜740頁,1991
年、米国特許4927721号等は色素により増感された微粒
子半導体を用いた光電変換素子及びこれを用いた光電気
化学電池を開示しているが、これらにおいても電荷移動
層に液状電解質を用いているため、長期間の使用又は保
存の間に電解液が漏洩又は枯渇し、光電変換効率が著し
く低下したり、素子として機能しなくなったりすること
が懸念されている。
[0003] Nature, 353, 737-740, 1991
U.S. Pat.No. 4,492,721 discloses a photoelectric conversion element using a fine particle semiconductor sensitized by a dye and a photoelectrochemical cell using the same, but also in these, a liquid electrolyte is used for the charge transfer layer. Therefore, there is a concern that the electrolyte solution may leak or deplete during long-term use or storage, resulting in a significant decrease in photoelectric conversion efficiency or a failure to function as an element.

【0004】このような状況下で、国際特許93/20565号
は固体電解質を用いた光電変換素子を開示した。また日
本化学会誌,7,484頁(1997)、特開平7-2881142号、S
olidState Ionics,89,263(1986)及び特開平9-27352
号は、架橋ポリエチレンオキサイド系高分子化合物を用
いた固体電解質を含む光電変換素子を提案した。しかし
ながら、これらの固体電解質を用いた光電変換素子は光
電変換特性、特に短絡電流密度が不十分であり、加えて
耐久性も十分ではない。
[0004] Under such circumstances, WO 93/20565 discloses a photoelectric conversion element using a solid electrolyte. Also, The Chemical Society of Japan, 7, 484 pages (1997), JP-A-7-2881142, S
olidState Ionics, 89, 263 (1986) and JP-A-9-27352
No. proposed a photoelectric conversion element including a solid electrolyte using a crosslinked polyethylene oxide polymer compound. However, photoelectric conversion elements using these solid electrolytes have insufficient photoelectric conversion characteristics, particularly short-circuit current density, and have insufficient durability.

【0005】また、電解液の漏洩及び枯渇を防止し、光
電変換素子の耐久性を向上させるために、ピリジニウム
塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等を電解質と
する方法が開示されている(WO95/18456号、特開平8-25
9543号、電気化学,第65巻,11号,923頁(1997年)
等)。これらの塩は室温において溶融状態にあり、室温
溶融塩と呼ばれる。この方法では水や有機溶媒等の、電
解質を溶解させる溶媒が不要或いは少量で済むため、電
池の耐久性が向上する。しかしながら、これらの室温溶
融塩を用いた光電変換素子は開放電圧が低く、光電変換
効率が良くない。
[0005] In addition, a method of using a pyridinium salt, an imidazolium salt, a triazolium salt or the like as an electrolyte has been disclosed in order to prevent leakage and depletion of an electrolyte solution and to improve durability of a photoelectric conversion element (WO95 / 2005). No. 18456, JP 8-25
9543, Electrochemistry, Vol. 65, No. 11, p. 923 (1997)
etc). These salts are in the molten state at room temperature and are called room temperature molten salts. In this method, a solvent for dissolving the electrolyte, such as water or an organic solvent, is not necessary or requires a small amount, and thus the durability of the battery is improved. However, photoelectric conversion elements using these room temperature molten salts have low open-circuit voltage and poor photoelectric conversion efficiency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、耐久性及び電荷輸送能に優れた電解質組成物、この
電解質組成物を用いたために、優れた耐久性及び光電変
換特性を示す光電変換素子、並びにかかる光電変換素子
からなる光電気化学電池を提供することである。本発明
のもう1つの目的は、前記電解質組成物に用いることが
できる新規なイミダゾリウム化合物及びピリジニウム化
合物を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrolyte composition having excellent durability and charge transport ability, and a photoelectric conversion exhibiting excellent durability and photoelectric conversion characteristics due to the use of this electrolyte composition. It is an object of the present invention to provide an element and a photoelectrochemical cell comprising such a photoelectric conversion element. Another object of the present invention is to provide novel imidazolium compounds and pyridinium compounds that can be used in the electrolyte composition.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、下記一般式(1):
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of the above-mentioned object, the present inventor has obtained the following general formula (1):

【化7】 (ただし、Qは窒素原子と共に5又は6員環の芳香族カ
チオンを形成しうる原子団を表し、R001はL001−A01(L
001は結合又は2価連結基を表し、L001が結合を表すと
きA01は置換基を表し、L001が2価連結基を表すときA01
は水素原子又は置換基を表す。)を表し、それぞれ同じ
でも異なっていてもよく、n01は0、又は1以上Q上に存
在可能なR001の数の最大値以下の整数を表し、R002はL
002−L003−A02(L002は置換又は無置換のアルキレン
基、或いは置換又は無置換のアルケニレン基を表し、L
003は結合又は2価連結基を表し、A02は水素原子又は置
換基を表す。)を表し、X-はアニオンを表し、R001及び
R002のうち2つ以上が互いに連結して環構造を形成して
もよく、A01及びA02のうち少なくとも1つは、それに水
素を付加してなる化合物の共役酸のpKaが3〜15である
置換基である。)により表される化合物を含む電解質組
成物は、優れた耐久性及び電荷輸送能を示すことを発見
し、本発明に想到した。
Embedded image (However, Q represents an atomic group capable of forming a 5- or 6-membered aromatic cation together with a nitrogen atom, and R 001 represents L 001 -A 01 (L
001 represents a bond or a divalent linking group, A 01 when the L 001 is a bond represents a substituent, A 01 when the L 001 is a divalent linking group
Represents a hydrogen atom or a substituent. ) Represent, may be the same as or different from each other, n01 is 0 or 1 or more Q represents an integer less than or equal to the maximum value of the number of presence capable R 001 on, R 002 is L
002 -L 003 -A 02 (L 002 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, or a substituted or unsubstituted alkenylene group;
003 represents a bond or a divalent linking group, A 02 represents a hydrogen atom or a substituent. ) Represents, X - represents an anion, R 001 and
Two or more of R 002 may be linked to each other to form a ring structure, and at least one of A 01 and A 02 has a pKa of a conjugate acid of a compound obtained by adding hydrogen thereto of 3 to 15; Is a substituent. The present inventors have found that an electrolyte composition containing the compound represented by the formula (1) exhibits excellent durability and charge transport ability, and have reached the present invention.

【0008】本発明の光電変換素子は、導電層、感光
層、電荷移動層及び対極を有し、その電荷移動層が上記
電解質組成物を含有する。また、本発明の光電気化学電
池は、上記光電変換素子からなる。
The photoelectric conversion device of the present invention has a conductive layer, a photosensitive layer, a charge transfer layer, and a counter electrode, and the charge transfer layer contains the above-mentioned electrolyte composition. Further, a photoelectrochemical cell of the present invention comprises the above-mentioned photoelectric conversion element.

【0009】本発明ではまた下記条件を満たすことによ
り、一層優れた光電変換特性及び耐久性を有する電解質
組成物、光電変換素子並びに光電気化学電池が得られ
る。
In the present invention, by satisfying the following conditions, an electrolyte composition, a photoelectric conversion element and a photoelectrochemical cell having more excellent photoelectric conversion characteristics and durability can be obtained.

【0010】(1)Qの構成原子は炭素原子、水素原
子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群から選
ばれるのが好ましい。
(1) The constituent atom of Q is preferably selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.

【0011】(2)Qが窒素原子と共に形成する5又は
6員環の芳香族カチオンは、イミダゾリウムカチオン又
はピリジニウムカチオンであるのが好ましい。
(2) The 5- or 6-membered aromatic cation formed by Q together with the nitrogen atom is preferably an imidazolium cation or a pyridinium cation.

【0012】(3)一般式(1)により表される化合物
は、更に下記一般式(2):
(3) The compound represented by the general formula (1) further comprises the following general formula (2):

【化8】 (ただし、R003はL004−L005−A03(L004は置換又は無
置換のアルキレン基、或いは置換又は無置換のアルケニ
レン基を表し、L005は結合又は2価連結基を表し、A03
は水素原子又は置換基を表す。)を表し、それぞれ同じ
でも異なっていてもよく、n02は0〜3の整数を表し、R
004は水素原子又はL006−L007−A04(L006は置換又は無
置換のアルキレン基、或いは置換又は無置換のアルケニ
レン基を表し、L007は結合又は2価連結基を表し、A04
は水素原子又は置換基を表す。)を表し、R005はL008
L009−A05(L008は置換又は無置換のアルキレン基、或
いは置換又は無置換のアルケニレン基を表し、L009は結
合又は2価連結基を表し、A0 5は水素原子又は置換基を
表す。)を表し、X-はアニオンを表し、R003〜R005のう
ち2つ以上が互いに連結して環構造を形成してもよく、
A03〜A05のうち少なくとも1つは、それに水素を付加し
てなる化合物の共役酸のpKaが3〜15である置換基であ
る。)、又は下記一般式(3):
Embedded image (However, R 003 represents L 004 -L 005 -A 03 (L 004 represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 005 represents a bond or a divalent linking group, 03
Represents a hydrogen atom or a substituent. ), Which may be the same or different, and n02 represents an integer of 0 to 3,
004 represents a hydrogen atom or L 006 -L 007 -A 04 (L 006 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 007 represents a bond or a divalent linking group, A 04
Represents a hydrogen atom or a substituent. ), And R 005 is L 008
L 009 -A 05 (L 008 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 009 represents a bond or a divalent linking group, the A 0 5 represents a hydrogen atom or a substituent . representing) represent, X - represents an anion, may form two or more connected to each other to form a ring structure of R 003 to R 005,
At least one of A 03 to A 05 is a substituent in which the pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto is 3 to 15. ) Or the following general formula (3):

【化9】 (ただし、R006はL010−L011−A06(L010は置換又は無
置換のアルキレン基、或いは置換又は無置換のアルケニ
レン基を表し、L011は結合又は2価連結基を表し、A06
は水素原子又は置換基を表す。)を表し、それぞれ同じ
でも異なっていてもよく、n03は0〜5の整数を表し、R
007はL012−L013−A07(L012は置換又は無置換のアルキ
レン基、或いは置換又は無置換のアルケニレン基を表
し、L013は結合又は2価連結基を表し、A07は水素原子
又は置換基を表す。)を表し、X-はアニオンを表し、R
006及びR007のうち2つ以上が互いに連結して環構造を
形成してもよく、A06及びA07のうち少なくとも1つは、
それに水素を付加してなる化合物の共役酸のpKaが3〜1
5である置換基である。)により表されるのが好まし
い。
Embedded image (However, R 006 represents L 010 -L 011 -A 06 (L 010 represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 011 represents a bond or a divalent linking group, 06
Represents a hydrogen atom or a substituent. ), Which may be the same or different, and n03 represents an integer of 0 to 5,
007 represents L 012 -L 013 -A 07 (L 012 represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 013 represents a bond or a divalent linking group, and A 07 represents a hydrogen atom or a substituted group) represents, X -. represents an anion, R
Two or more of 006 and R 007 may be linked to each other to form a ring structure, and at least one of A 06 and A 07 is
The pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto is 3 to 1
5 is a substituent. ) Is preferred.

【0013】(4)それに水素を付加してなる化合物の
共役酸のpKaが3〜15である置換基はイミダゾリル基又
はピリジル基であるのが好ましい。
(4) The substituent having a pKa of 3 to 15 of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto is preferably an imidazolyl group or a pyridyl group.

【0014】(5)電解質組成物の溶媒含有量は電解質
組成物全体の10質量%以下であるのが好ましい。
(5) The solvent content of the electrolyte composition is preferably not more than 10% by mass of the whole electrolyte composition.

【0015】(6)X-はヨウ化物イオン、NCS-、BF4 -
(CF3SO2)2N-、又は下記一般式(AN-1)及び(AN-2):
[0015] (6) X - is iodide ion, NCS -, BF 4 -,
(CF 3 SO 2 ) 2 N , or the following general formulas (AN-1) and (AN-2):

【化10】 (ただし、R013は水素原子、置換又は無置換のアルキル
基、パーフルオロアルキル基、或いは置換又は無置換の
アリール基を表し、R014は置換又は無置換のアルキル
基、パーフルオロアルキル基、或いは置換又は無置換の
アリール基を表す。)のいずれかにより表されるアニオ
ンであるのが好ましい。
[Formula 10] (However, R 013 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a perfluoroalkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, and R 014 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a perfluoroalkyl group, or Represents a substituted or unsubstituted aryl group).

【0016】(7)電解質組成物は一般式(1)により
表される化合物以外にヨウ素塩及び/又はヨウ素を含有
するのが好ましい。
(7) The electrolyte composition preferably contains an iodine salt and / or iodine in addition to the compound represented by the general formula (1).

【0017】(8)光電変換素子において、感光層は色
素によって増感された微粒子半導体を含有するのが好ま
しい。その微粒子半導体は金属カルコゲニド微粒子から
構成されるのが好ましく、金属カルコゲニド微粒子は酸
化チタン微粒子を含むのが好ましい。色素は金属錯体色
素及び/又はポリメチン色素であるのが好ましい。
(8) In the photoelectric conversion element, the photosensitive layer preferably contains a fine particle semiconductor sensitized by a dye. The fine particle semiconductor is preferably composed of metal chalcogenide fine particles, and the metal chalcogenide fine particles preferably include titanium oxide fine particles. The dye is preferably a metal complex dye and / or a polymethine dye.

【0018】また、本発明の電解質組成物においては、
下記一般式(4):
Further, in the electrolyte composition of the present invention,
The following general formula (4):

【化11】 (ただし、R008はL014−A08(L014はアルキレン基、−O
−又はこれらをそれぞれ1つ以上組み合わせてなる2価
連結基を表し、A08は水素原子又は置換基を表す。)を
表し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、n04は0
〜3の整数を表し、R009は水素原子又はL015−A09(L
015はアルキレン基、−O−又はこれらをそれぞれ1つ以
上組み合わせてなる2価連結基を表し、A09は水素原子
又は置換基を表す。)を表し、R010はL016−A10(L016
はアルキレン基、−O−又はこれらをそれぞれ1つ以上
組み合わせてなる2価連結基を表し、A10は水素原子又
は置換基を表す。)を表し、X-はアニオンを表し、A08
〜A10のうち少なくとも1つは、それに水素を付加して
なる化合物の共役酸のpKaが3〜15である置換基であ
る。)により表される新規なイミダゾリウム化合物、及
び下記一般式(5):
[Formula 11] (However, R 008 is L 014 -A 08 (L 014 is an alkylene group, -O
- or a divalent linking group them by combining one or more thereof, A 08 represents a hydrogen atom or a substituent. ), Which may be the same or different, and n04 is 0
And R 009 represents a hydrogen atom or L 015 -A 09 (L
015 represents an alkylene group, -O- or a divalent linking group them by combining one or more thereof, A 09 represents a hydrogen atom or a substituent. ), And R 010 is L 016 −A 10 (L 016
Represents an alkylene group, —O—, or a divalent linking group formed by combining one or more of them, and A 10 represents a hydrogen atom or a substituent. ) Represents a, X - represents an anion, A 08
At least one of the to A 10 are, it is a substituent having a pKa of 3-15 conjugate acid of a compound obtained by adding hydrogen. A) a novel imidazolium compound represented by the following general formula (5):

【化12】 (ただし、R011はL017−A11(L017はアルキレン基、−O
−又はこれらをそれぞれ1つ以上組み合わせてなる2価
連結基を表し、A11は水素原子又は置換基を表す。)を
表し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、n05は0
〜5の整数を表し、R012はL018−A12(L018はアルキレ
ン基、−O−又はこれらをそれぞれ1つ以上組み合わせ
てなる2価連結基を表し、A12は水素原子又は置換基を
表す。)を表し、X-はアニオンを表し、A11及びA12のう
ち少なくとも1つは、それに水素を付加してなる化合物
の共役酸のpKaが3〜15である置換基である。)により
表される新規なピリジニウム化合物を好適に用いること
ができる。
Embedded image (However, R 011 is L 017 -A 11 (L 017 is an alkylene group, -O
-Or a divalent linking group obtained by combining one or more of these, and A 11 represents a hydrogen atom or a substituent. ), Which may be the same or different, and n05 is 0
And R 012 represents L 018 -A 12 (L 018 represents an alkylene group, —O— or a divalent linking group formed by combining one or more of them, and A 12 represents a hydrogen atom or a substituent . a representative) represents, X - represents an anion, at least one of a 11 and a 12 are, it is a substituent having a pKa of 3-15 conjugate acid of a compound obtained by adding hydrogen. )) Can be suitably used.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】〔1〕電解質組成物 本発明の電解質組成物は、化学反応、金属メッキ等の反
応媒、CCD(電荷結合素子)カメラ、種々の光電変換素
子、電池等に用いることができるが、リチウム二次電池
又は半導体を用いた光電気化学電池に用いるのが好まし
い。以下、本発明の電解質組成物の各構成成分について
詳述する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [1] Electrolyte composition The electrolyte composition of the present invention is used for a reaction medium such as a chemical reaction and metal plating, a CCD (charge-coupled device) camera, various photoelectric conversion elements, and a battery. However, it is preferably used for a lithium secondary battery or a photoelectrochemical battery using a semiconductor. Hereinafter, each component of the electrolyte composition of the present invention will be described in detail.

【0020】(A)一般式(1)により表される化合物 本発明の電解質組成物は下記一般式(1):(A) Compound Represented by General Formula (1) The electrolyte composition of the present invention has the following general formula (1):

【化13】 により表される化合物を含む。この化合物は低融点の
塩、いわゆる溶融塩であるのが好ましく、常温(25℃付
近)で液体である化合物、いわゆる室温溶融塩であるの
がより好ましい。一般式(1)により表される化合物の
融点は100℃以下であるのが好ましく、80℃以下である
のがより好ましく、60℃以下であるのが特に好ましい。
Embedded image And a compound represented by This compound is preferably a low-melting salt, a so-called molten salt, and more preferably a compound that is liquid at normal temperature (around 25 ° C.), a so-called room temperature molten salt. The melting point of the compound represented by the general formula (1) is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, and particularly preferably 60 ° C. or lower.

【0021】一般式(1)により表される化合物が室温
溶融塩である場合、この化合物は溶媒をほとんど用いず
に電解質として使用できることが多く、単独で電解質と
して使用できる場合も多い。常温(25℃付近)で固体で
あっても少量の有機溶媒、水等を添加することで液体状
態とし電解質として使用できる。また何も添加しなくて
も、加熱溶解して電極上に浸透させる方法、低沸点溶媒
(メタノール、アセトニトリル、塩化メチレン等)等を
用いて電極上に浸透させ、その後溶媒を加熱により除去
する方法等により光電変換素子に組み込むことが可能で
ある。
When the compound represented by the general formula (1) is a molten salt at room temperature, this compound can often be used as an electrolyte with little use of a solvent, and can often be used alone as an electrolyte. Even if it is solid at normal temperature (around 25 ° C.), it can be made into a liquid state by adding a small amount of an organic solvent, water, etc., and used as an electrolyte. Also, a method of dissolving by heating and dissolving on the electrode without adding anything, a method of dissolving on the electrode using a low boiling point solvent (methanol, acetonitrile, methylene chloride, etc.), and then removing the solvent by heating. For example, it can be incorporated in the photoelectric conversion element.

【0022】一般式(1)中、Qは窒素原子と共に5又
は6員環の芳香族カチオンを形成しうる原子団を表す。
Qは炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄
原子からなる群から選ばれる1種以上の原子により構成
されるのが好ましい。Qにより形成される5員環はオキ
サゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾー
ル環、イソオキサゾール環、チアジアゾール環、オキサ
ジアゾール環又はトリアゾール環であるのが好ましく、
オキサゾール環、チアゾール環又はイミダゾール環であ
るのがより好ましく、イミダゾール環であるのが特に好
ましい。Qにより形成される6員環は、ピリジン環、ピ
リミジン環、ピリダジン環、ピラジン環又はトリアジン
環であるのが好ましく、ピリジン環であるのがより好ま
しい。
In the general formula (1), Q represents an atomic group capable of forming a 5- or 6-membered aromatic cation together with a nitrogen atom.
Q is preferably composed of one or more atoms selected from the group consisting of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen and sulfur. The 5-membered ring formed by Q is preferably an oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, an isoxazole ring, a thiadiazole ring, an oxadiazole ring or a triazole ring,
It is more preferably an oxazole ring, a thiazole ring or an imidazole ring, and particularly preferably an imidazole ring. The 6-membered ring formed by Q is preferably a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring or a triazine ring, and more preferably a pyridine ring.

【0023】R001はL001−A01(L001は結合又は2価連
結基を表し、L001が結合を表すときA 01は置換基を表
し、L001が2価連結基を表すときA01は水素原子又は置
換基を表す。)を表し、それぞれ同じでも異なっていて
もよい。R001の数を表すn01は0、又は1以上Q上に存在
可能なR001の数の最大値以下の整数を表す。
R001Is L001−A01(L001Is a bond or divalent ream
Represents a group, L001A represents a bond 01Represents a substituent
Then L001A represents a divalent linking group01Is a hydrogen atom or
Represents a substituent. ), Which are the same but different
Is also good. R001N01 representing the number of is 0, or 1 or more exists on Q
Possible R001Represents an integer less than or equal to the maximum value of

【0024】L001が2価連結基を表す場合、その例とし
ては、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、
−O−、−S−、−CO−、−NR'−(R'は水素原子又はア
ルキル基)、−SO2−、これらを2つ以上組み合わせて
なる2価連結基等が挙げられる。
When L 001 represents a divalent linking group, examples thereof include an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group,
—O—, —S—, —CO—, —NR′— (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group), —SO 2 —, and a divalent linking group formed by combining two or more of these.

【0025】A01が置換基である場合、その例としては
アルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、ア
ミノ基、グアニジノ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙
げられる。A01は更に置換基を有していてもよく、その
置換基はアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-
カルボキシエチル基、ベンジル基等)、アルコキシ基
(メトキシ基、エトキシ基、−(OCH2CH2)n−OCH3(nは
1〜20の整数)、−(OCH2CH2)n−OCH2CH3(nは1〜20の
整数)等)、アミノ基(ジメチルアミノ基、ジエチルア
ミノ基等)、アミド基(アセチルアミノ基、ベンゾイル
アミノ基等)、カルバモイル基(N,N-ジメチルカルバモ
イル基、N-フェニルカルバモイル基等)、ハロゲン原子
(塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)又はアルキルチ
オ基(メチルチオ基、エチルチオ基等)であるのが好ま
しい。
When A 01 is a substituent, examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an amino group, a guanidino group, a cyano group and a halogen atom. A 01 may further have a substituent, and the substituent is an alkyl group (methyl, ethyl, propyl, isopropyl, cyclopropyl, butyl, 2-
Carboxyethyl group, a benzyl group), an alkoxy group (methoxy group, an ethoxy group, - (OCH 2 CH 2) n -OCH 3 (n is an integer of 1 to 20), - (OCH 2 CH 2 ) n -OCH 2 CH 3 (n is an integer of 1 to 20), an amino group (dimethylamino group, diethylamino group, etc.), an amide group (acetylamino group, benzoylamino group, etc.), a carbamoyl group (N, N-dimethylcarbamoyl group, It is preferably a halogen atom (eg, chlorine atom, bromine atom, iodine atom) or an alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group).

【0026】R002はL002−L003−A02(L002は置換又は
無置換のアルキレン基、或いは置換又は無置換のアルケ
ニレン基を表し、L003は結合又は2価連結基を表し、A
02は水素原子又は置換基を表す。)を表す。
R 002 represents L 002 -L 003 -A 02 (L 002 represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group; L 003 represents a bond or a divalent linking group;
02 represents a hydrogen atom or a substituent. ).

【0027】L002の例としてはメチレン基、エチレン
基、プロピレン基、ビニレン基、プロペニレン基等が挙
げられる。L002は好ましくはメチレン基、エチレン基又
はプロピレン基である。
Examples of L002 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a vinylene group and a propenylene group. L 002 is preferably a methylene group, an ethylene group or a propylene group.

【0028】L003が2価連結基を表す場合、その例とし
ては、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、
−O−、−S−、−CO−、−NR'−(R'は水素原子又はア
ルキル基)、−SO2−、これらを2つ以上組み合わせて
なる2価連結基等が挙げられる。L003は−(OCH2CH2)
n−、−(OCH2CH2)n−CH2−、−(OCH2CH2)n−O−、−(OC
H 2CH2CH2)n−、−(OCH2CH2CH2)n−O−、−O−、−CO
−、−NHCO−、−CONH−、−OCO−、−COO−、−OCOO
−、−SO2−又は−OSO2−であるのが好ましく、−(OCH2
CH2)n−、−(OCH2CH2)n−CH2−、−(OCH2CH2)n−O−、
−(OCH2CH2CH2)n−、−(OCH2CH2CH2)n−O−又は−O−で
あるのが特に好ましい。なお、nはそれぞれ1〜20の整
数である。
L003When represents a divalent linking group,
Are alkylene, alkenylene, arylene,
-O-, -S-, -CO-, -NR'- (R 'is a hydrogen atom or
Alkyl group), -SOTwo-Combine two or more of these
And the like. L003Is-(OCHTwoCHTwo)
n−, − (OCHTwoCHTwo)n−CHTwo−, − (OCHTwoCHTwo)n−O−, − (OC
H TwoCHTwoCHTwo)n−, − (OCHTwoCHTwoCHTwo)n-O-, -O-, -CO
-, -NHCO-, -CONH-, -OCO-, -COO-, -OCOO
−, −SOTwo-Or-OSOTwo-Is preferable, and-(OCHTwo
CHTwo)n−, − (OCHTwoCHTwo)n−CHTwo−, − (OCHTwoCHTwo)n-O-,
− (OCHTwoCHTwoCHTwo)n−, − (OCHTwoCHTwoCHTwo)nAt -O- or -O-
It is particularly preferred. Note that n is an integer of 1 to 20 respectively.
Is a number.

【0029】A02が置換基である場合、その例としては
アルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、ア
ミノ基、グアニジノ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙
げられる。中でも、A02はアルキル基、アリール基、複
素環基、アミノ基、グアニジノ基又はシアノ基であるの
が好ましく、含窒素複素環基であるのがより好ましい。
A02は更に置換基を有していてもよく、その置換基の好
ましい例としては、上記A01上の置換基の好ましい例と
同様のものが挙げられる。
[0029] When A 02 is a substituent, the examples alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an amino group, a guanidino group, a cyano group and a halogen atom. Among them, A02 is preferably an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an amino group, a guanidino group or a cyano group, more preferably a nitrogen-containing heterocyclic group.
A 02 may further have a substituent, preferred examples of the substituent include the same as the preferred examples of the substituent on the A 01.

【0030】一般式(1)により表される化合物は、R
001及びR002のうち2つ以上が互いに連結して環構造を
形成してもよい。この環構造は好ましくは5〜7員環で
あり、より好ましくは5〜6員環である。またこの化合
物はR001及び/又はR002を介して多量体を形成してもよ
い。形成する多量体は2〜4量体が好ましく、2量体が
より好ましい。
The compound represented by the general formula (1)
Two or more of 001 and R002 may be connected to each other to form a ring structure. This ring structure is preferably a 5- to 7-membered ring, more preferably a 5- to 6-membered ring. This compound may form a multimer via R 001 and / or R 002 . The formed multimer is preferably a dimer to a tetramer, and more preferably a dimer.

【0031】A01及びA02のうち少なくとも1つは、それ
に水素を付加してなる化合物の共役酸のpKaが3以上で
ある置換基である。その共役酸のpKaは3〜15であるの
が好ましく、4〜12であるのがより好ましい。このよう
な置換基は、アミノ基(ジメチルアミノ基、ジエチルア
ミノ基、アニリノ基等)、含窒素複素環基(モルホリノ
基、キヌクリジニル基、ピペラジニル基、ピペリジノ
基、ピロリジノ基、イミダゾリル基、2-メチルイミダゾ
リル基、キノリル基、アクリジニル基、ピリジル基、2-
メチルピリジル基、ジアザビシクロウンデセニル基等)
又はグアニジノ基(トリメチルグアニジノ基等)である
のが好ましく、含窒素複素環基であるのがより好まし
く、置換又は無置換のイミダゾリル基、或いは置換又は
無置換のピリジル基であるのが特に好ましい。
At least one of A 01 and A 02 is a substituent in which a pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto is 3 or more. The conjugate acid preferably has a pKa of 3 to 15, more preferably 4 to 12. Such substituents include amino groups (dimethylamino group, diethylamino group, anilino group, etc.), nitrogen-containing heterocyclic groups (morpholino group, quinuclidinyl group, piperazinyl group, piperidino group, pyrrolidino group, imidazolyl group, 2-methylimidazolyl group) Group, quinolyl group, acridinyl group, pyridyl group, 2-
Methylpyridyl group, diazabicycloundecenyl group, etc.)
Alternatively, it is preferably a guanidino group (such as a trimethylguanidino group), more preferably a nitrogen-containing heterocyclic group, and particularly preferably a substituted or unsubstituted imidazolyl group, or a substituted or unsubstituted pyridyl group.

【0032】上記イミダゾリル基及びピリジル基が置換
基を有する場合、その置換基はアルキル基(メチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピ
ル基、ブチル基、2-カルボキシエチル基、ベンジル基
等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、−(OCH
2CH2)n−OCH3(nは1〜20の整数)、−(OCH2CH2)n−OCH
2CH3(nは1〜20の整数)等)、アミノ基(ジメチルア
ミノ基、ジエチルアミノ基等)、アミド基(アセチルア
ミノ基、ベンゾイルアミノ基等)、カルバモイル基(N,
N-ジメチルカルバモイル基、N-フェニルカルバモイル基
等)、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
等)又はアルキルチオ基(メチルチオ基、エチルチオ基
等)であるのが好ましい。
The above imidazolyl group and pyridyl group are substituted
When it has a group, the substituent is an alkyl group (methyl group,
Ethyl, propyl, isopropyl, cyclopropyl
Butyl, 2-carboxyethyl, benzyl
Etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group,-(OCH
TwoCHTwo)n−OCHThree(N is an integer of 1 to 20),-(OCHTwoCHTwo)n−OCH
TwoCHThree(N is an integer of 1 to 20), an amino group (dimethylamine
Amino group, diethylamino group, etc.), amide group (acetyl
Amino group, benzoylamino group, etc.), carbamoyl group (N,
N-dimethylcarbamoyl group, N-phenylcarbamoyl group
Etc.), halogen atoms (chlorine, bromine, iodine)
Etc.) or alkylthio group (methylthio group, ethylthio group
Etc.).

【0033】一般式(1)中、X-はアニオンを表す。X-
好ましい例としては、ハロゲン化物イオン(I-、Cl-、B
r-等)、NCS-、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、(CF3SO2)2N-、(CF3
CF2SO2)2N-、Ph4B-、(CF3SO2)3C-、下記一般式(AN-1)
及び(AN-2):
[0033] In the general formula (1), X - represents an anion. X - include preferred examples are halide ions (I -, Cl -, B
r -, etc.), NCS -, BF 4 - , PF 6 -, ClO 4 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3
CF 2 SO 2) 2 N - , Ph 4 B -, (CF 3 SO 2) 3 C -, the following general formula (AN-1)
And (AN-2):

【化14】 のいずれかにより表されるアニオン等が挙げられる。X-
はI-、NCS-、BF4 -、 (CF 3SO2)2N-、又は一般式(AN-1)
及び(AN-2)のいずれかにより表されるアニオンである
のがより好ましい。
Embedded imageAnd the like. X-
Is I-, NCS-, BFFour -, (CF ThreeSOTwo)TwoN-Or general formula (AN-1)
And an anion represented by any of (AN-2)
Is more preferred.

【0034】上記一般式(AN-1)中、R013は水素原子、
置換又は無置換のアルキル基(好ましくは炭素原子数1
〜10、直鎖状であっても分岐状であっても、また環式で
あってもよく、例えばメチル基、エチルプロピル基、ブ
チル基、イソプロピル基、ペンチル基、ヘキシル基、オ
クチル基、2-エチルヘキシル基、t-オクチル基、デシル
基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等)、パーフ
ルオロアルキル基(好ましくは炭素原子数1〜10、例え
ばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘ
プタフルオロプロピル基等)、或いは置換又は無置換の
アリール基(好ましくは炭素原子数6〜12、例えばフェ
ニル基、トリル基、ナフチル基等)を表す。R013はより
好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子
数1〜10のパーフルオロアルキル基であり、特に好まし
くは炭素原子数1〜10のパーフルオロアルキル基であ
る。
In the general formula (AN-1), R 013 is a hydrogen atom,
A substituted or unsubstituted alkyl group (preferably having 1 carbon atom)
To 10, may be linear or branched, or may be cyclic, such as methyl, ethylpropyl, butyl, isopropyl, pentyl, hexyl, octyl, 2 -Ethylhexyl group, t-octyl group, decyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, etc., perfluoroalkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, for example, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoropropyl group, etc.) ) Or a substituted or unsubstituted aryl group (preferably having 6 to 12 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group). R 013 is more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

【0035】R014は置換又は無置換のアルキル基(好ま
しくは炭素原子数1〜10、直鎖状であっても分岐状であ
っても、また環式であってもよく、例えばメチル基、エ
チルプロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、t-
オクチル基、デシル基、シクロヘキシル基、シクロペン
チル基等)、パーフルオロアルキル基(好ましくは炭素
原子数1〜10、例えばトリフルオロメチル基、ペンタフ
ルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基等)、或い
は置換又は無置換のアリール基(好ましくは炭素原子数
6〜12、例えばフェニル基、トリル基、ナフチル基等)
を表す。R014はより好ましくは炭素原子数1〜7のアル
キル基であり、特に好ましくは炭素原子数1〜5のアル
キル基である。
R 014 represents a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, which may be linear, branched or cyclic, such as methyl, Ethylpropyl, butyl, isopropyl, pentyl, hexyl, octyl, 2-ethylhexyl, t-
An octyl group, a decyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, etc.), a perfluoroalkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, etc.), or a substituted or unsubstituted group. Substituted aryl group (preferably having 6 to 12 carbon atoms, for example, phenyl group, tolyl group, naphthyl group, etc.)
Represents R 014 is more preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

【0036】R013が置換基を有するアルキル基又はアリ
ール基である場合、該置換基の好ましい例としては、ハ
ロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等)、アルコ
キシ基(メトキシ基、エトキシ基、−(OCH2CH2)n−OCH3
(nは1〜20の整数)、−(OCH2CH2)n−OCH2CH3(nは
1〜20の整数)等)、シアノ基、アルコキシカルボニル
基(エトキシカルボニル基、メトキシエトキシカルボニ
ル基等)、炭酸エステル基(エトキシカルボニルオキシ
基等)、アミド基(アセチルアミノ基、ベンゾイルアミ
ノ基等)、カルバモイル基(N,N-ジメチルカルバモイル
基、N-フェニルカルバモイル基等)、ホスホニル基(ジ
エチルホスホニル基等)、複素環基(ピリジル基、イミ
ダゾリル基、フラニル基、オキサゾリジノニル基等)、
アリーロキシ基(フェノキシ基等)、アルキルチオ基
(メチルチオ基、エチルチオ基等)、アシル基(アセチ
ル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等)、スルホニル
基(メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基等)、
アシルオキシ基(アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基
等)、スルホニルオキシ基(メタンスルホニルオキシ
基、トルエンスルホニルオキシ基等)、アリール基(フ
ェニル基、トリル基等)、アリーロキシ基(フェノキシ
基等)、アルケニル基(ビニル基、1-プロペニル基
等)、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、
イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-カル
ボキシエチル基、ベンジル基等)等が挙げられる。中で
もハロゲン原子及びアルコキシ基がより好ましい。
When R 013 is a substituted alkyl group or an aryl group, preferred examples of the substituent include a halogen atom (such as fluorine, chlorine, bromine and iodine) and an alkoxy group (a methoxy group, an ethoxy group, − (OCH 2 CH 2 ) n −OCH 3
(N is an integer of 1 to 20), - (OCH 2 CH 2 ) n -OCH 2 CH 3 (n is an integer of 1 to 20), etc.), a cyano group, an alkoxycarbonyl group (an ethoxycarbonyl group, methoxyethoxy group ), Carbonic ester group (ethoxycarbonyloxy group, etc.), amide group (acetylamino group, benzoylamino group, etc.), carbamoyl group (N, N-dimethylcarbamoyl group, N-phenylcarbamoyl group, etc.), phosphonyl group (diethyl Phosphonyl group, etc.), heterocyclic group (pyridyl group, imidazolyl group, furanyl group, oxazolidinonyl group, etc.),
Aryloxy group (phenoxy group, etc.), alkylthio group (methylthio group, ethylthio group, etc.), acyl group (acetyl group, propionyl group, benzoyl group, etc.), sulfonyl group (methanesulfonyl group, benzenesulfonyl group, etc.),
Acyloxy group (acetoxy group, benzoyloxy group, etc.), sulfonyloxy group (methanesulfonyloxy group, toluenesulfonyloxy group, etc.), aryl group (phenyl group, tolyl group, etc.), aryloxy group (phenoxy group, etc.), alkenyl group ( Vinyl group, 1-propenyl group, etc.), alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group,
Isopropyl, cyclopropyl, butyl, 2-carboxyethyl, benzyl, etc.). Among them, a halogen atom and an alkoxy group are more preferable.

【0037】R014が置換基を有するアルキル基又はアリ
ール基である場合、該置換基の好ましい例としては、ア
ルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、−(OCH2CH2)n
OCH3(nは1〜20の整数)、−(OCH2CH2)n−OCH2CH
3(nは1〜20の整数)等)、シアノ基、アルコキシカ
ルボニル基(エトキシカルボニル基、メトキシエトキシ
カルボニル基等)、炭酸エステル基(エトキシカルボニ
ルオキシ基等)、アミド基(アセチルアミノ基、ベンゾ
イルアミノ基等)、カルバモイル基(N,N-ジメチルカル
バモイル基、N-フェニルカルバモイル基等)、ホスホニ
ル基(ジエチルホスホニル基等)、複素環基(ピリジル
基、イミダゾリル基、フラニル基、オキサゾリジノニル
基等)、アリーロキシ基(フェノキシ基等)、アルキル
チオ基(メチルチオ基、エチルチオ基等)、アシル基
(アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等)、ス
ルホニル基(メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル
基等)、アシルオキシ基(アセトキシ基、ベンゾイルオ
キシ基等)、スルホニルオキシ基(メタンスルホニルオ
キシ基、トルエンスルホニルオキシ基等)、アリール基
(フェニル基、トリル基等)、アリーロキシ基(フェノ
キシ基等)、アルケニル基(ビニル基、1-プロペニル基
等)、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、
イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-カル
ボキシエチル基、ベンジル基等)等が挙げられる。中で
もアルコキシ基がより好ましい。
When R 014 is an alkyl group or an aryl group having a substituent, preferred examples of the substituent include an alkoxy group (a methoxy group, an ethoxy group, and-(OCH 2 CH 2 ) n-
OCH 3 (n is an integer of 1 to 20), - (OCH 2 CH 2 ) n -OCH 2 CH
3 (n is an integer of 1 to 20), cyano group, alkoxycarbonyl group (ethoxycarbonyl group, methoxyethoxycarbonyl group, etc.), carbonate group (ethoxycarbonyloxy group, etc.), amide group (acetylamino group, benzoyl Amino group), carbamoyl group (N, N-dimethylcarbamoyl group, N-phenylcarbamoyl group, etc.), phosphonyl group (diethylphosphonyl group, etc.), heterocyclic group (pyridyl group, imidazolyl group, furanyl group, oxazolidy Nonyl group), aryloxy group (phenoxy group, etc.), alkylthio group (methylthio group, ethylthio group, etc.), acyl group (acetyl group, propionyl group, benzoyl group, etc.), sulfonyl group (methanesulfonyl group, benzenesulfonyl group, etc.) , Acyloxy group (acetoxy group, benzoyloxy group, etc.), sulfonyl Oxy group (methanesulfonyloxy group, toluenesulfonyloxy group, etc.), aryl group (phenyl group, tolyl group, etc.), aryloxy group (phenoxy group, etc.), alkenyl group (vinyl group, 1-propenyl group, etc.), alkyl group ( Methyl group, ethyl group, propyl group,
Isopropyl, cyclopropyl, butyl, 2-carboxyethyl, benzyl, etc.). Among them, an alkoxy group is more preferable.

【0038】一般式(AN-1)及び(AN-2)のいずれかに
より表されるアニオンはR013又はR0 14を介して多量体を
形成してもよい。形成する多量体は2〜4量体が好まし
く、2量体がより好ましい。
The anion represented by any one of formulas (AN-1) and (AN-2) may form a multimer through R 013, or R 0 14. The formed multimer is preferably a dimer to a tetramer, and more preferably a dimer.

【0039】一般式(1)により表される化合物は、更
に下記一般式(2):
The compound represented by the general formula (1) further includes a compound represented by the following general formula (2):

【化15】 又は下記一般式(3):Embedded image Or the following general formula (3):

【化16】 により表されるのが好ましい。Embedded image Is preferably represented by

【0040】一般式(2)中、R003はL004−L005−A03
を表し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、R003
数を表すn02は0〜3の整数である。R004は水素原子又
はL00 6−L007−A04を表し、R005はL008−L009−A05を表
す。また、一般式(3)中、R 006はL010−L011−A06
表し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、R006の数
を表すn03は0〜5の整数である。R007はL012−L013−A
07を表す。
In the general formula (2), R003Is L004−L005−A03
And each may be the same or different, and R003of
N02 representing a number is an integer of 0 to 3. R004Is a hydrogen atom or
Is L00 6−L007−A04And R005Is L008−L009−A05The table
You. In general formula (3), R 006Is L010−L011−A06To
Represents, each may be the same or different, R006Number of
Is an integer of 0 to 5. R007Is L012−L013−A
07Represents

【0041】上記L004、L006、L008、L010及びL012は、
それぞれ独立に置換又は無置換のアルキレン基、或いは
置換又は無置換のアルケニレン基を表し、その例として
は上記L002の例と同様のものが挙げられる。また、上記
L005、L007、L009、L011及びL013は、それぞれ独立に結
合又は2価連結基を表し、2価連結基の好ましい例とし
ては上記L003の場合と同様のものが挙げられる。
The above L 004 , L 006 , L 008 , L 010 and L 012 are
Each independently represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group, and examples thereof include the same as those of L002 described above. Also,
L 005 , L 007 , L 009 , L 011, and L 013 each independently represent a bond or a divalent linking group, and preferable examples of the divalent linking group include the same as those described above for L003 .

【0042】A03〜A07はそれぞれ独立に水素原子又は置
換基を表す。A03〜A07が置換基である場合、その例とし
ては上記A02と同様のものが挙げられる。これらは更に
置換基を有していてもよく、その置換基の好ましい例は
上記A01上の置換基の場合と同様である。
A 03 to A 07 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. When A 03 to A 07 are substituents, examples thereof are the same as those of A 02 above. These may further have a substituent, and preferable examples of the substituent are the same as those of the substituent on A01 .

【0043】一般式(2)においてはR003〜R005のうち
2つ以上、一般式(3)においてはR006及びR007のうち
2つ以上が互いに連結して環構造を形成してもよい。こ
の環構造は好ましくは5〜7員環であり、より好ましく
は5〜6員環である。また、一般式(2)又は(3)に
より表される化合物は、それぞれR1〜R3、或いはR4及び
/又はR5を介して多量体を形成してもよい。形成する多
量体は2〜4量体であるのが好ましく、2量体がより好
ましい。
In the general formula (2), two or more of R 003 to R 005 , and in the general formula (3), two or more of R 006 and R 007 may be connected to each other to form a ring structure. Good. This ring structure is preferably a 5- to 7-membered ring, more preferably a 5- to 6-membered ring. Further, the compound represented by the general formula (2) or (3) may form a multimer via R 1 to R 3 , or R 4 and / or R 5 , respectively. The formed multimer is preferably a dimer to a tetramer, and more preferably a dimer.

【0044】一般式(2)中のA03〜A05のうち少なくと
も1つ、並びに一般式(3)中のA0 6及びA07のうち少な
くとも1つは、それに水素を付加してなる化合物の共役
酸のpKaが3以上である置換基である。その共役酸のpKa
は3〜15であるのが好ましく、4〜12であるのがより好
ましい。このような置換基の好ましい態様は、上述した
A01及びA02の場合と同様である。また、一般式(2)及
び(3)中、X-はアニオンを表す。X-の好ましい例とし
ては上記一般式(1)中のX-と同様のものが挙げられ
る。
[0044] At least one of the general formula (2) in the A 03 to A 05, and at least one of A 0 6 and A 07 in the general formula (3) is it compounds obtained by adding hydrogen Is a substituent having a pKa of 3 or more. PKa of the conjugate acid
Is preferably 3 to 15, more preferably 4 to 12. Preferred embodiments of such substituents are described above.
This is the same as in the case of A01 and A02 . Further, in the general formula (2) and (3), X - represents an anion. X - are the same as the like - X in the general formula (1) as preferred examples.

【0045】また、本発明の電解質組成物においては、
下記一般式(4):
In the electrolyte composition of the present invention,
The following general formula (4):

【化17】 により表される新規なイミダゾリウム化合物、或いは下
記一般式(5):
Embedded image A novel imidazolium compound represented by the following general formula (5):

【化18】 により表される新規なピリジニウム化合物を好適に用い
ることができる。
Embedded image A novel pyridinium compound represented by the following formula (1) can be preferably used.

【0046】一般式(4)中、R008はL014−A08を表
し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、R008の数を
表すn04は0〜3の整数であり、R009は水素原子又はL
015−A09を表し、R010はL016−A10を表す。一般式
(5)中、R011はL017−A11を表し、それぞれ同じでも
異なっていてもよく、R011の数を表すn05は0〜5の整
数であり、R012はL018−A12を表す。
[0046] In the general formula (4), R 008 represents L 014 -A 08, which may be the same or different, n04 indicating the number of R 008 represents an integer of 0 to 3, R 009 is hydrogen Atom or L
It represents 015 -A 09, R 010 represents L 016 -A 10. In the general formula (5), R 011 represents L 017 -A 11 , which may be the same or different, n05 representing the number of R 011 is an integer of 0 to 5, and R 012 is L 018 -A Represents 12 .

【0047】上記L014〜L018はそれぞれ独立に、アルキ
レン基、−O−、又はそれぞれ1つ以上のアルキレン基
及び−O−を組み合わせてなる2価連結基を表し、好ま
しい例としては−(CH2)m−、−(OCH2CH2)n−、−(OCH2C
H2)n−CH2−、−(OCH2CH2CH2)n−、−(CH2)m−(OCH2C
H2)n−、−(CH2)m−(OCH2CH2)n−CH2−、−(CH2)m−(OC
H2CH2CH2)n−等が挙げられる。なお、m及びnはそれぞ
れ1〜20の整数である。
L 014 to L 018 each independently represent an alkylene group, —O—, or a divalent linking group formed by combining one or more alkylene groups and —O—, and a preferred example is — ( CH 2 ) m −, − (OCH 2 CH 2 ) n −, − (OCH 2 C
H 2 ) n -CH 2 -,-(OCH 2 CH 2 CH 2 ) n -,-(CH 2 ) m- (OCH 2 C
H 2 ) n −, − (CH 2 ) m − (OCH 2 CH 2 ) n −CH 2 −, − (CH 2 ) m − (OC
H 2 CH 2 CH 2) n - , and the like. Here, m and n are integers of 1 to 20, respectively.

【0048】A08〜A12はそれぞれ独立に水素原子又は置
換基を表す。A08〜A12が置換基である場合、その例とし
ては上記A02と同様のものが挙げられる。これらは更に
置換基を有していてもよく、その置換基の好ましい例と
しては上記A01上の置換基の好ましい例と同様のものが
挙げられる。
A 08 to A 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. When A 08 to A 12 are substituents, examples thereof are the same as those of A 02 above. These may have a substituent include the same as the preferred examples of the substituent on the A 01 Preferred examples of the substituent.

【0049】一般式(4)中のA08〜A10のうち少なくと
も1つ、並びに一般式(5)中のA1 1及びA12のうち少な
くとも1つは、それに水素を付加してなる化合物の共役
酸のpKaが3以上である置換基である。その共役酸のpKa
は3〜15であるのが好ましく、4〜12であるのがより好
ましい。このような置換基の好ましい例としては、上述
したA01及びA02の場合と同様のものが挙げられる。ま
た、一般式(4)及び(5)中、X-はアニオンを表す。
X-の好ましい例としては上記一般式(1)中のX-と同様
のものが挙げられる。
[0049] At least one of the general formula (4) A 08 ~A 10 in, and at least one of the general formula (5) A 1 1 and A 12 in the thereto compounds obtained by adding hydrogen Is a substituent having a pKa of 3 or more. PKa of the conjugate acid
Is preferably 3 to 15, more preferably 4 to 12. Preferred examples of such a substituent include the same as those in the case of A01 and A02 described above. Further, in the general formula (4) and (5), X - represents an anion.
X - are the same as the like - X in the general formula (1) as preferred examples.

【0050】以下に本発明の一般式(1)により表され
る化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定され
るものではない。
Hereinafter, specific examples of the compound represented by formula (1) of the present invention will be shown, but the present invention is not limited thereto.

【0051】[0051]

【化19】 Embedded image

【0052】[0052]

【化20】 Embedded image

【0053】[0053]

【化21】 Embedded image

【0054】[0054]

【化22】 Embedded image

【0055】(B)ヨウ素塩及び/又はヨウ素 本発明の電解質組成物はヨウ素塩及び/又はヨウ素を含
有するのが好ましい。一般式(1)により表される化合
物がヨウ素塩でない場合は、WO 95/18456号、特開平8-2
59543号、電気化学,第65巻,11号,923頁(1997年)等
に記載されているピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、
トリアゾリウム塩等の既知ヨウ素塩を併用することが好
ましい。一般式(1)により表される化合物がヨウ素塩
である場合は、ヨウ素塩以外の塩を併用してもよい。
(B) Iodine Salt and / or Iodine The electrolyte composition of the present invention preferably contains an iodine salt and / or iodine. When the compound represented by the general formula (1) is not an iodine salt, see WO 95/18456,
No. 59543, Electrochemistry, Vol. 65, No. 11, p. 923 (1997) and the like, pyridinium salts, imidazolium salts,
It is preferable to use a known iodine salt such as a triazolium salt in combination. When the compound represented by the general formula (1) is an iodine salt, a salt other than the iodine salt may be used in combination.

【0056】一般式(1)により表される化合物と他の
塩とを混合する場合、一般式(1)により表される化合
物の含有量は電解質組成物全体に対して10質量%以上で
あるのが好ましく、20〜95質量%であるのがより好まし
い。また、ヨウ素塩の含有量は電解質組成物全体に対し
て10質量%以上であるのが好ましく、50〜95質量%であ
るのがより好ましい。
When the compound represented by the general formula (1) is mixed with another salt, the content of the compound represented by the general formula (1) is 10% by mass or more based on the whole electrolyte composition. Is more preferable, and more preferably 20 to 95% by mass. Further, the content of the iodine salt is preferably at least 10% by mass, more preferably from 50 to 95% by mass, based on the whole electrolyte composition.

【0057】電解質組成物にヨウ素を添加する場合、ヨ
ウ素の含有量は、電解質組成物全体に対して0.1〜20質
量%であるのが好ましく、0.5〜5質量%であるのがよ
り好ましい。
When iodine is added to the electrolyte composition, the content of iodine is preferably from 0.1 to 20% by mass, more preferably from 0.5 to 5% by mass, based on the whole of the electrolyte composition.

【0058】一般式(1)により表される化合物に併用
して用いる好ましいヨウ素塩としては、下記一般式(Y-
a)、(Y-b)及び(Y-c):
The preferred iodine salt used in combination with the compound represented by the general formula (1) includes the following general formula (Y-
a), (Yb) and (Yc):

【化23】 のいずれかにより表されるもの等が挙げられる。Embedded image And the like.

【0059】一般式(Y-a)中、Qy1は窒素原子と共に5
又は6員環の芳香族カチオンを形成しうる原子団を表
す。Qy1は炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子及
び硫黄原子からなる群から選ばれる1種以上の原子によ
り構成されるのが好ましい。
In the general formula (Ya), Q y1 is 5 together with a nitrogen atom.
Or an atomic group capable of forming a 6-membered aromatic cation. Q y1 is preferably composed of one or more atoms selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.

【0060】Qy1により形成される5員環は、オキサゾ
ール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール
環、イソオキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジ
アゾール環又はトリアゾール環であるのが好ましく、オ
キサゾール環、チアゾール環又はイミダゾール環である
のがより好ましく、オキサゾール環又はイミダゾール環
であるのが特に好ましい。Qy1により形成される6員環
は、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジ
ン環又はトリアジン環であるのが好ましく、ピリジン環
であるのがより好ましい。
The 5-membered ring formed by Q y1 is preferably an oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, an isoxazole ring, a thiadiazole ring, an oxadiazole ring or a triazole ring. It is more preferably a ring or an imidazole ring, particularly preferably an oxazole ring or an imidazole ring. The 6-membered ring formed by Q y1 is preferably a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring or a triazine ring, and more preferably a pyridine ring.

【0061】一般式(Y-b)中、Ay1は窒素原子又はリン
原子を表す。
In the general formula (Yb), A y1 represents a nitrogen atom or a phosphorus atom.

【0062】一般式(Y-a)、(Y-b)及び(Y-c)中のR
y1〜Ry6はそれぞれ独立に置換又は無置換のアルキル基
(好ましくは炭素原子数1〜24、直鎖状であっても分岐
状であっても、また環式であってもよく、例えばメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、t-
オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、
2-ヘキシルデシル基、オクタデシル基、シクロヘキシル
基、シクロペンチル基等)、或いは置換又は無置換のア
ルケニル基(好ましくは炭素原子数2〜24、直鎖状であ
っても分岐状であってもよく、例えばビニル基、アリル
基等)を表し、より好ましくは炭素原子数2〜18のアル
キル基又は炭素原子数2〜18のアルケニル基であり、特
に好ましくは炭素原子数2〜6のアルキル基である。た
だし、一般式(Y-b)中、Ry1〜Ry 4のうち3つ以上が同
時にアルケニル基であることはない。
R in the general formulas (Ya), (Yb) and (Yc)
y1 to Ry6 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, which may be linear, branched, or cyclic; for example, methyl Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, t-
Octyl, decyl, dodecyl, tetradecyl,
2-hexyldecyl group, octadecyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, etc.) or a substituted or unsubstituted alkenyl group (preferably having 2 to 24 carbon atoms, which may be linear or branched, For example, a vinyl group or an allyl group), more preferably an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. . However, in the general formula (Yb), or three of R y1 to R y 4 is not an alkenyl group at the same time.

【0063】また、一般式(Y-b)中のRy1〜Ry4のうち
2つ以上が互いに連結してAy1を含む非芳香族環を形成
してもよく、一般式(Y-c)中のRy1〜Ry6のうち2つ以
上が互いに連結して環構造を形成してもよい。
In addition, two or more of R y1 to R y4 in the general formula (Yb) may be linked to each other to form a non-aromatic ring containing A y1. Two or more of y1 to Ry6 may be connected to each other to form a ring structure.

【0064】一般式(Y-a)、(Y-b)及び(Y-c)中のQ
y1及びRy1〜Ry6は置換基を有していてもよく、好ましい
置換基の例としては、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I
等)、シアノ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ
基等)、アリーロキシ基(フェノキシ基等)、アルキル
チオ基(メチルチオ基、エチルチオ基等)、アルコキシ
カルボニル基(エトキシカルボニル基等)、炭酸エステ
ル基(エトキシカルボニルオキシ基等)、アシル基(ア
セチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等)、スルホ
ニル基(メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基
等)、アシルオキシ基(アセトキシ基、ベンゾイルオキ
シ基等)、スルホニルオキシ基(メタンスルホニルオキ
シ基、トルエンスルホニルオキシ基等)、ホスホニル基
(ジエチルホスホニル基等)、アミド基(アセチルアミ
ノ基、ベンゾイルアミノ基等)、カルバモイル基(N,N-
ジメチルカルバモイル基等)、アルキル基(メチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピ
ル基、ブチル基、2-カルボキシエチル基、ベンジル基
等)、アリール基(フェニル基、トルイル基等)、複素
環基(ピリジル基、イミダゾリル基、フラニル基等)、
アルケニル基(ビニル基、1-プロペニル基等)等が挙げ
られる。
Q in the general formulas (Ya), (Yb) and (Yc)
y1 and R y1 to R y6 may have a substituent, examples of preferred substituents, a halogen atom (F, Cl, Br, I
), A cyano group, an alkoxy group (such as a methoxy group and an ethoxy group), an aryloxy group (such as a phenoxy group), an alkylthio group (such as a methylthio group and an ethylthio group), an alkoxycarbonyl group (such as an ethoxycarbonyl group), and a carbonate group ( Ethoxycarbonyloxy group, etc.), acyl group (acetyl group, propionyl group, benzoyl group, etc.), sulfonyl group (methanesulfonyl group, benzenesulfonyl group, etc.), acyloxy group (acetoxy group, benzoyloxy group, etc.), sulfonyloxy group ( Methanesulfonyloxy group, toluenesulfonyloxy group, etc.), phosphonyl group (diethylphosphonyl group, etc.), amide group (acetylamino group, benzoylamino group, etc.), carbamoyl group (N, N-
Dimethylcarbamoyl group), alkyl group (methyl group,
Ethyl group, propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, butyl group, 2-carboxyethyl group, benzyl group, etc., aryl group (phenyl group, toluyl group, etc.), heterocyclic group (pyridyl group, imidazolyl group, furanyl group) etc),
Alkenyl groups (vinyl group, 1-propenyl group, etc.) and the like.

【0065】一般式(Y-a)、(Y-b)又は(Y-c)によ
り表される化合物は、Qy1又はRy1〜R y6を介して多量体
を形成してもよい。
According to the general formula (Y-a), (Y-b) or (Y-c)
The compound represented byy1Or Ry1~ R y6Multimer through
May be formed.

【0066】(C)溶媒 本発明の電解質組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶
媒の使用量は電解質組成物全体に対して50質量%以下で
あるのが好ましく、30質量%以下であるのがより好まし
く、10質量%以下であるのが特に好ましい。
(C) Solvent The electrolyte composition of the present invention may contain a solvent. The amount of the solvent to be used is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less, based on the whole electrolyte composition.

【0067】溶媒としては、低粘度でイオン移動度が高
いか、高誘電率で有効キャリアー濃度を高めるか、或い
はその両方であるために、優れたイオン伝導性を発現で
きるものが好ましい。このような溶媒として、カーボネ
ート化合物(エチレンカーボネート、プロピレンカーボ
ネート等)、複素環化合物(3-メチル-2-オキサゾリジ
ノン等)、エーテル化合物(ジオキサン、ジエチルエー
テル等)、鎖状エーテル類(エチレングリコールジアル
キルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテ
ル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリ
プロピレングリコールジアルキルエーテル等)、アルコ
ール類(メタノール、エタノール、エチレングリコール
モノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアル
キルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエ
ーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテ
ル等)、多価アルコール類(エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、グリセリン等)、ニトリル化合物
(アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセ
トニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、ビス
シアノエチルエーテル等)、エステル類(カルボン酸エ
ステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル等)、非
プロトン性極性溶媒(ジメチルスルフォキシド(DMS
O)、スルフォラン等)、水等が挙げられる。これらの
溶媒は二種以上を混合して用いてもよい。
As the solvent, those which can exhibit excellent ionic conductivity because of low viscosity and high ion mobility, high dielectric constant and effective carrier concentration, or both are preferable. Examples of such solvents include carbonate compounds (such as ethylene carbonate and propylene carbonate), heterocyclic compounds (such as 3-methyl-2-oxazolidinone), ether compounds (such as dioxane and diethyl ether), and chain ethers (such as ethylene glycol dialkyl ether). , Propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, etc.), alcohols (methanol, ethanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, polypropylene glycol monoalkyl ether, etc.) , Polyhydric alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol , Polypropylene glycol, glycerin, etc.), nitrile compounds (acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, benzonitrile, biscyanoethyl ether, etc.), esters (carboxylates, phosphates, phosphonates, etc.), Aprotic polar solvent (dimethyl sulfoxide (DMS
O), sulfolane, etc.), water and the like. These solvents may be used as a mixture of two or more kinds.

【0068】(D)その他 本発明の電解質組成物は、ポリマー添加、オイルゲル化
剤添加、多官能モノマー類を含む重合、ポリマーの架橋
反応等の手法によりゲル化(固体化)させて使用するこ
ともできる。
(D) Others The electrolyte composition of the present invention may be gelled (solidified) by a technique such as addition of a polymer, addition of an oil gelling agent, polymerization containing a polyfunctional monomer, or crosslinking reaction of a polymer. Can also.

【0069】ポリマー添加によりゲル化させる場合は、
Polymer Electrolyte Reviews-1及び2(J. R. MacCallu
mとC. A. Vincentの共編、ELSEVIER APPLIED SCIENCE)
に記載された化合物を使用することができ、ポリアクリ
ロニトリル又はポリフッ化ビニリデンを使用するのが好
ましい。
When gelling by adding a polymer,
Polymer Electrolyte Reviews-1 and 2 (JR MacCallu
m and CA Vincent, ELSEVIER APPLIED SCIENCE)
Can be used, and it is preferable to use polyacrylonitrile or polyvinylidene fluoride.

【0070】オイルゲル化剤添加によりゲル化させる場
合は、J. Chem. Soc. Japan, Ind.Chem. Soc., 46779
(1943)、J. Am. Chem. Soc., 111, 5542 (1989)、J. Ch
em.Soc., Chem. Commun., 390 (1993)、Angew. Chem. I
nt. Ed. Engl., 35, 1949(1996)、Chem. Lett., 885,
(1996)、J. Chem. Soc., Chem. Commun., 545, (1997)
等に記載された化合物を使用することができ、アミド構
造を有する化合物を用いるのが好ましい。
When gelation is carried out by adding an oil gelling agent, J. Chem. Soc. Japan, Ind. Chem. Soc., 46779
(1943), J. Am. Chem. Soc., 111, 5542 (1989), J. Ch.
em. Soc., Chem. Commun., 390 (1993), Angew. Chem. I
Ent., 35, 1949 (1996), Chem. Lett., 885,
(1996), J. Chem. Soc., Chem. Commun., 545, (1997).
And the like, and it is preferable to use a compound having an amide structure.

【0071】ゲル電解質を多官能モノマー類の重合によ
って形成する場合、多官能モノマー類、重合開始剤、電
解質及び溶媒から溶液を調製し、キャスト法、塗布法、
浸漬法、含浸法等の方法により色素を担持した電極上に
ゾル状の電解質層を形成し、その後ラジカル重合するこ
とによってゲル化させる方法が好ましい。多官能モノマ
ー類はエチレン性不飽和基を2個以上有する化合物であ
ることが好ましく、ジビニルベンゼン、エチレングリコ
ールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレ
ート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレ
ングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコー
ルジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリ
レート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート等が好ましい。
When the gel electrolyte is formed by polymerization of polyfunctional monomers, a solution is prepared from the polyfunctional monomers, a polymerization initiator, an electrolyte and a solvent, and a casting method, a coating method,
A method in which a sol-like electrolyte layer is formed on an electrode supporting a dye by a method such as an immersion method or an impregnation method and then gelled by radical polymerization is preferable. The polyfunctional monomer is preferably a compound having two or more ethylenically unsaturated groups, such as divinylbenzene, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, and triethylene glycol diacrylate. Preferred are ethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, and the like.

【0072】ゲル電解質は上記多官能モノマー類の他に
単官能モノマーを含む混合物の重合によって形成しても
よい。単官能モノマーとしては、アクリル酸又はα-ア
ルキルアクリル酸(アクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸等)、或いはそれらのエステル又はアミド(N-イソ
プロピルアクリルアミド、N-n-ブチルアクリルアミド、
N-t-ブチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミ
ド、N-メチルメタクリルアミド、アクリルアミド、2-ア
クリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、アクリル
アミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、メ
タクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N-メチロ
ールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、
メチルアクリレート、エチルアクリレート、ヒドロキシ
エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプ
ロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、2-メチル-2-ニトロプロピルアクリレート、n-ブチ
ルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルア
クリレート、t-ペンチルアクリレート、2-メトキシエチ
ルアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-メ
トキシエトキシエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオ
ロエチルアクリレート、2,2-ジメチルブチルアクリレー
ト、3-メトキシブチルアクリレート、エチルカルビトー
ルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、n-ペ
ンチルアクリレート、3-ペンチルアクリレート、オクタ
フルオロペンチルアクリレート、n-ヘキシルアクリレー
ト、シクロヘキシルアクリレート、シクロペンチルアク
リレート、セチルアクリレート、ベンジルアクリレー
ト、n-オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリ
レート、4-メチル-2-プロピルペンチルアクリレート、
ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、n-オクタデシ
ルアクリレート、メチルメタクリレート、2-メトキシエ
トキシエチルメタクリレート、エチレングリコールエチ
ルカーボネートメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエ
チルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリ
レート、ヘキサフルオロプロピルメタクリレート、ヒド
ロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメ
タクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメ
タクリレート、t-ブチルメタクリレート、t-ペンチルメ
タクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、2-エ
トキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレー
ト、ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、n-オク
タデシルメタクリレート、2-イソボルニルメタクリレー
ト、2-ノルボルニルメチルメタクリレート、5-ノルボル
ネン-2-イルメチルメタクリレート、3-メチル-2-ノルボ
ニルメチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート等)、ビニルエステル類(酢酸ビニル等)、
マレイン酸又はフマル酸或いはそれらから誘導されるエ
ステル類(マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、
フマル酸ジエチル等)、p-スチレンスルホン酸のナトリ
ウム塩、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ジエ
ン類(ブタジエン、シクロペンタジエン、イソプレン
等)、芳香族ビニル化合物(スチレン、p-クロロスチレ
ン、t-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、スチレン
スルホン酸ナトリウム等)、N-ビニルホルムアミド、N-
ビニル-N-メチルホルムアミド、N-ビニルアセトアミ
ド、N-ビニル-N-メチルアセトアミド、ビニルスルホン
酸、ビニルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナ
トリウム、メタクリルスルホン酸ナトリウム、ビニリデ
ンフルオライド、ビニリデンクロライド、ビニルアルキ
ルエーテル類(メチルビニルエーテル等)、エチレン、
プロピレン、1-ブテン、イソブテン、N-フェニルマレイ
ミド等を使用することができる。
The gel electrolyte may be formed by polymerization of a mixture containing a monofunctional monomer in addition to the above polyfunctional monomers. Monofunctional monomers include acrylic acid or α-alkylacrylic acid (acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, etc.), or esters or amides thereof (N-isopropylacrylamide, Nn-butylacrylamide,
Nt-butylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylmethacrylamide, acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, acrylamidopropyltrimethylammonium chloride, methacrylamide, diacetone acrylamide, N-methylolacrylamide, N -Methylol methacrylamide,
Methyl acrylate, ethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-methyl-2-nitropropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, t-pentyl Acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-methoxyethoxyethyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2-dimethylbutyl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, ethyl carbitol acrylate , Phenoxyethyl acrylate, n-pentyl acrylate, 3-pentyl acrylate, octafluoropentyl acrylate, n-hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate Cyclopentyl acrylate, cetyl acrylate, benzyl acrylate, n- octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 4-methyl-2-propyl pentyl acrylate,
Heptadecafluorodecyl acrylate, n-octadecyl acrylate, methyl methacrylate, 2-methoxyethoxyethyl methacrylate, ethylene glycol ethyl carbonate methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, tetrafluoropropyl methacrylate, hexafluoropropyl methacrylate, hydroxyethyl Methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, t-pentyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, benzyl methacrylate, heptadecafluorodecyl methacrylate, n-octadecyl Methacrylate, 2-isobornyl methacrylate, 2-norbornyl methyl meth Acrylate, 5-norbornen-2-ylmethyl methacrylate, 3-methyl-2-norbonylmethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, etc.), vinyl esters (vinyl acetate, etc.),
Maleic acid or fumaric acid or esters derived therefrom (dimethyl maleate, dibutyl maleate,
Diethyl fumarate, etc.), sodium salt of p-styrenesulfonic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile, dienes (butadiene, cyclopentadiene, isoprene, etc.), aromatic vinyl compounds (styrene, p-chlorostyrene, t-butylstyrene, α-methylstyrene, sodium styrenesulfonate, etc.), N-vinylformamide, N-
Vinyl-N-methylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylacetamide, vinylsulfonic acid, sodium vinylsulfonate, sodium allylsulfonate, sodium methacrylsulfonate, vinylidene fluoride, vinylidene chloride, vinyl alkyl ether (Such as methyl vinyl ether), ethylene,
Propylene, 1-butene, isobutene, N-phenylmaleimide and the like can be used.

【0073】モノマー総量に占める多官能モノマーの重
量組成は0.5〜70質量%であるのが好ましく、1.0〜50質
量%であるのがより好ましい。
The weight composition of the polyfunctional monomer in the total amount of the monomers is preferably 0.5 to 70% by mass, more preferably 1.0 to 50% by mass.

【0074】上述のモノマーは、大津隆行・木下雅悦共
著「高分子合成の実験法」(化学同人)や大津隆行「講
座重合反応論1ラジカル重合(I)」(化学同人)に記
載された一般的な高分子合成法であるラジカル重合によ
って重合することができる。本発明で使用するゲル電解
質用モノマーは加熱、光又は電子線によって、或いは電
気化学的にラジカル重合させることができるが、特に加
熱によってラジカル重合させるのが好ましい。この場
合、好ましく使用される重合開始剤は2,2'-アゾビスイ
ソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレ
ロニトリル)、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロ
ピオネート)、ジメチル2,2'-アゾビスイソブチレート
等のアゾ系開始剤、ラウリルパーオキシド、ベンゾイル
パーオキシド、t-ブチルパーオクトエート等の過酸化物
系開始剤等である。重合開始剤の好ましい添加量はモノ
マー総量に対し0.01〜20質量%であり、より好ましくは
0.1〜10質量%である。
The above-mentioned monomers are described in “Experimental Method of Polymer Synthesis” by Takayuki Otsu and Masayoshi Kinoshita (Chemical Doujinshi) and Takayuki Otsu “Course Polymerization Reaction Theory 1 Radical Polymerization (I)” (Chemical Doujinshi). It can be polymerized by radical polymerization, which is a general polymer synthesis method. The monomer for gel electrolyte used in the present invention can be subjected to radical polymerization by heating, light or electron beam, or electrochemically, but is preferably subjected to radical polymerization by heating. In this case, preferably used polymerization initiators are 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and dimethyl 2,2′-azobis (2-methyl Azo initiators such as propionate) and dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate; and peroxide initiators such as lauryl peroxide, benzoyl peroxide, and t-butyl peroctoate. A preferable addition amount of the polymerization initiator is 0.01 to 20% by mass based on the total amount of the monomers, more preferably
0.1 to 10% by mass.

【0075】ゲル電解質に占めるモノマーの重量組成範
囲は0.5〜70質量%であることが好ましく、より好まし
くは1.0〜50質量%である。
The weight composition range of the monomer in the gel electrolyte is preferably from 0.5 to 70% by mass, more preferably from 1.0 to 50% by mass.

【0076】ポリマーの架橋反応により電解質をゲル化
させる場合、架橋可能な反応性基を含有するポリマー及
び架橋剤を併用することが好ましい。この場合、好まし
い反応性基は、ピリジン環、イミダゾール環、チアゾー
ル環、オキサゾール環、トリアゾール環、モルホリン
環、ピペリジン環、ピペラジン環等の含窒素複素環であ
り、好ましい架橋剤は窒素原子が求核攻撃できる官能基
を2つ以上有する化合物(求電子剤)であり、例えば2
官能以上のハロゲン化アルキル、ハロゲン化アラルキ
ル、スルホン酸エステル、酸無水物、酸クロライド、イ
ソシアネート等である。
When the electrolyte is gelled by the crosslinking reaction of the polymer, it is preferable to use a polymer containing a crosslinkable reactive group and a crosslinking agent together. In this case, a preferred reactive group is a nitrogen-containing heterocycle such as a pyridine ring, an imidazole ring, a thiazole ring, an oxazole ring, a triazole ring, a morpholine ring, a piperidine ring, and a piperazine ring. A compound (electrophile) having two or more functional groups capable of attacking, for example, 2
Functional or higher alkyl halides, aralkyl halides, sulfonic esters, acid anhydrides, acid chlorides, isocyanates and the like.

【0077】本発明の電解質には、金属ヨウ化物(Li
I、NaI、KI、CsI、CaI2等)、金属臭化物(LiBr、NaB
r、KBr、CsBr、CaBr2等)、4級アンモニウム臭素塩
(テトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウ
ムブロマイド等)、金属錯体(フェロシアン酸塩−フェ
リシアン酸塩、フェロセン−フェリシニウムイオン
等)、イオウ化合物(ポリ硫化ナトリウム、アルキルチ
オール−アルキルジスルフィド等)、ビオロゲン色素、
ヒドロキノン−キノン等を添加することができる。これ
らは混合して用いてもよい。
The electrolyte of the present invention includes metal iodide (Li
I, NaI, KI, CsI, CaI 2 etc.), metal bromide (LiBr, NaB
r, KBr, CsBr, CaBr 2, etc.), quaternary ammonium bromine salt (tetraalkylammonium bromide, pyridinium bromide, etc.), metal complexes (ferrocyanate - ferricyanate, ferrocene - ferricinium ion, etc.), sulfur compounds (Sodium polysulfide, alkyl thiol-alkyl disulfide, etc.), viologen dyes,
Hydroquinone-quinone and the like can be added. These may be used as a mixture.

【0078】また、本発明では、J. Am. Ceram. Soc.,
80, (12), 3157-3171 (1997)に記載されているようなt-
ブチルピリジンや、2-ピコリン、2,6-ルチジン等の塩基
性化合物を添加することもできる。塩基性化合物を添加
する場合の好ましい濃度範囲は0.05〜2Mである。
Further, according to the present invention, J. Am. Ceram. Soc.,
80, (12), 3157-3171 (1997)
Basic compounds such as butylpyridine, 2-picoline and 2,6-lutidine can also be added. A preferred concentration range when adding a basic compound is 0.05 to 2M.

【0079】なお、電荷移動層中の水分は10,000ppm以
下であるのが好ましく、さらに好ましくは2,000ppm以下
であり、特に好ましくは100ppm以下である。
The water content in the charge transfer layer is preferably at most 10,000 ppm, more preferably at most 2,000 ppm, particularly preferably at most 100 ppm.

【0080】〔2〕光電変換素子 本発明の光電変換素子は、電荷移動層に上記電解質組成
物を有するものである。好ましくは図1に示すように、
導電層10、感光層20、電荷移動層30、対極導電層40の順
に積層し、前記感光層20を色素22によって増感された半
導体微粒子21と当該半導体微粒子21の間の空隙に充填さ
れた電解質23とから構成する。電解質23は、電荷移動層
30に用いる材料と同じ成分からなる。また光電変換素子
に強度を付与するため、導電層10側及び/又は対極導電
層40側に、基板50を設けてもよい。以下本発明では、導
電層10及び任意で設ける基板50からなる層を「導電性支
持体」、対極導電層40及び任意で設ける基板50からなる
層を「対極」と呼ぶ。この光電変換素子を外部回路に接
続して仕事をさせるようにしたものが光電気化学電池で
ある。なお、図1中の導電層10、対極導電層40、基板50
は、それぞれ透明導電層10a、透明対極導電層40a、透明
基板50aであっても良い。
[2] Photoelectric Conversion Element The photoelectric conversion element of the present invention has the above-mentioned electrolyte composition in the charge transfer layer. Preferably, as shown in FIG.
The conductive layer 10, the photosensitive layer 20, the charge transfer layer 30, and the counter electrode conductive layer 40 were stacked in this order, and the photosensitive layer 20 was filled in the gap between the semiconductor fine particles 21 sensitized by the dye 22 and the semiconductor fine particles 21. And an electrolyte 23. The electrolyte 23 is a charge transfer layer
It consists of the same components as the material used for 30. Further, a substrate 50 may be provided on the conductive layer 10 side and / or the counter electrode conductive layer 40 side in order to impart strength to the photoelectric conversion element. Hereinafter, in the present invention, a layer composed of the conductive layer 10 and the optional substrate 50 is referred to as a “conductive support”, and a layer composed of the counter electrode conductive layer 40 and the optional substrate 50 is referred to as a “counter electrode”. A photoelectrochemical cell in which the photoelectric conversion element is connected to an external circuit to perform a work is provided. The conductive layer 10, the counter electrode conductive layer 40, and the substrate 50 in FIG.
May be a transparent conductive layer 10a, a transparent counter electrode conductive layer 40a, and a transparent substrate 50a, respectively.

【0081】図1に示す本発明の光電変換素子におい
て、色素22により増感された半導体微粒子21を含む感光
層20に入射した光は色素22等を励起し、励起された色素
22等中の高エネルギーの電子が半導体微粒子21の伝導帯
に渡され、さらに拡散により導電層10に到達する。この
とき色素22等の分子は酸化体となっている。光電気化学
電池においては、導電層10中の電子が外部回路で仕事を
しながら対極導電層40及び電荷移動層30を経て色素22等
の酸化体に戻り、色素22が再生する。感光層20は負極と
して働く。それぞれの層の境界(例えば導電層10と感光
層20との境界、感光層20と電荷移動層30との境界、電荷
移動層30と対極導電層40との境界等)では、各層の構成
成分同士が相互に拡散混合していてもよい。以下各層に
ついて詳細に説明する。
In the photoelectric conversion device of the present invention shown in FIG. 1, light incident on the photosensitive layer 20 containing the semiconductor fine particles 21 sensitized by the dye 22 excites the dye 22 and the like, and the excited dye
High-energy electrons in 22 and the like are transferred to the conduction band of the semiconductor fine particles 21 and further reach the conductive layer 10 by diffusion. At this time, molecules such as the dye 22 are oxidized. In the photoelectrochemical cell, the electrons in the conductive layer 10 return to an oxidant such as the dye 22 through the counter electrode conductive layer 40 and the charge transfer layer 30 while working in an external circuit, and the dye 22 is regenerated. The photosensitive layer 20 functions as a negative electrode. At the boundary of each layer (for example, the boundary between the conductive layer 10 and the photosensitive layer 20, the boundary between the photosensitive layer 20 and the charge transfer layer 30, the boundary between the charge transfer layer 30 and the counter electrode conductive layer 40, etc.), They may be mutually diffused and mixed. Hereinafter, each layer will be described in detail.

【0082】(A)導電性支持体 導電性支持体は、(1)導電層の単層、又は(2)導電
層及び基板の2層からなる。強度や密封性が十分に保た
れるような導電層を使用すれば、基板は必ずしも必要で
ない。
(A) Conductive Support The conductive support comprises (1) a single layer of a conductive layer, or (2) two layers of a conductive layer and a substrate. A substrate is not necessarily required if a conductive layer that maintains sufficient strength and sealing properties is used.

【0083】(1)の場合、導電層として金属のように
十分な強度が得られ、かつ導電性があるものを用いる。
In the case of (1), a conductive layer having sufficient strength, such as metal, and having conductivity is used as the conductive layer.

【0084】(2)の場合、感光層側に導電剤を含む導
電層を有する基板を使用することができる。好ましい導
電剤としては金属(例えば白金、金、銀、銅、アルミニ
ウム、ロジウム、インジウム等)、炭素、又は導電性金
属酸化物(インジウム−スズ複合酸化物、酸化スズにフ
ッ素をドープしたもの等)が挙げられる。導電層の厚さ
は0.02〜10μm程度が好ましい。
In the case of (2), a substrate having a conductive layer containing a conductive agent on the photosensitive layer side can be used. Preferred conductive agents are metals (for example, platinum, gold, silver, copper, aluminum, rhodium, indium, etc.), carbon, or conductive metal oxides (indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine, etc.). Is mentioned. The thickness of the conductive layer is preferably about 0.02 to 10 μm.

【0085】導電性支持体は表面抵抗が低い程よい。好
ましい表面抵抗の範囲は100Ω/□以下であり、さらに
好ましくは40Ω/□以下である。表面抵抗の下限には特
に制限はないが、通常0.1Ω/□程度である。
The lower the surface resistance of the conductive support, the better. The preferred range of the surface resistance is 100 Ω / □ or less, more preferably 40 Ω / □ or less. The lower limit of the surface resistance is not particularly limited, but is usually about 0.1Ω / □.

【0086】導電性支持体側から光を照射する場合に
は、導電性支持体は実質的に透明であるのが好ましい。
実質的に透明であるとは光の透過率が10%以上であるこ
とを意味し、50%以上であるのが好ましく、70%以上が
特に好ましい。
When light is irradiated from the conductive support side, the conductive support is preferably substantially transparent.
Substantially transparent means that the light transmittance is 10% or more, preferably 50% or more, and particularly preferably 70% or more.

【0087】透明導電性支持体としては、ガラス又はプ
ラスチック等の透明基板の表面に導電性金属酸化物から
なる透明導電層を塗布又は蒸着等により形成したものが
好ましい。なかでもフッ素をドーピングした二酸化スズ
からなる導電層を低コストのソーダ石灰フロートガラス
でできた透明基板上に堆積した導電性ガラスが好まし
い。また低コストでフレキシブルな光電変換素子又は太
陽電池とするには、透明ポリマーフィルムに導電層を設
けたものを用いるのがよい。透明ポリマーフィルムの材
料としては、テトラアセチルセルロース(TAC)、ポリ
エチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタ
レート(PEN)、シンジオクタチックポリスチレン(SP
S)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカーボネ
ート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポリスルフォン
(PSF)、ポリエステルスルフォン(PES)、ポリエーテ
ルイミド(PEI)、環状ポリオレフィン、ブロム化フェ
ノキシ等がある。十分な透明性を確保するために、導電
性金属酸化物の塗布量はガラス又はプラスチックの支持
体1m2当たり0.01〜100gとするのが好ましい。
The transparent conductive support is preferably formed by forming a transparent conductive layer made of a conductive metal oxide on the surface of a transparent substrate such as glass or plastic by coating or vapor deposition. Of these, conductive glass in which a conductive layer made of tin dioxide doped with fluorine is deposited on a transparent substrate made of low-cost soda-lime float glass is preferable. For a low-cost and flexible photoelectric conversion element or solar cell, a transparent polymer film provided with a conductive layer is preferably used. Materials for the transparent polymer film include tetraacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and syndioctatic polystyrene (SP
S), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polysulfone (PSF), polyestersulfone (PES), polyetherimide (PEI), cyclic polyolefin, brominated phenoxy, and the like. In order to ensure sufficient transparency, the amount of the conductive metal oxide applied is preferably 0.01 to 100 g per 1 m 2 of a glass or plastic support.

【0088】透明導電性支持体の抵抗を下げる目的で金
属リードを用いるのが好ましい。金属リードの材質はア
ルミニウム、銅、銀、金、白金、ニッケル等の金属が好
ましく、特にアルミニウム及び銀が好ましい。金属リー
ドは透明基板に蒸着、スパッタリング等で設置し、その
上にフッ素をドープした酸化スズ、又はITO膜からなる
透明導電層を設けるのが好ましい。また透明導電層を透
明基板に設けた後、透明導電層上に金属リードを設置す
るのも好ましい。金属リード設置による入射光量の低下
は好ましくは10%以内、より好ましくは1〜5%とす
る。
It is preferable to use a metal lead for the purpose of lowering the resistance of the transparent conductive support. The material of the metal lead is preferably a metal such as aluminum, copper, silver, gold, platinum and nickel, and particularly preferably aluminum and silver. The metal lead is preferably provided on a transparent substrate by vapor deposition, sputtering or the like, and a transparent conductive layer made of tin oxide doped with fluorine or an ITO film is preferably provided thereon. It is also preferable to provide a metal lead on the transparent conductive layer after providing the transparent conductive layer on the transparent substrate. The decrease in the amount of incident light due to the installation of the metal leads is preferably within 10%, more preferably 1 to 5%.

【0089】(B)感光層 色素により増感された半導体微粒子を含む感光層におい
て、半導体微粒子はいわゆる感光体として作用し、光を
吸収して電荷分離を行い、電子と正孔を生ずる。色素増
感された半導体微粒子では、光吸収及びこれによる電子
及び正孔の発生は主として色素において起こり、半導体
微粒子はこの電子を受け取り、伝達する役割を担う。
(B) Photosensitive Layer In a photosensitive layer containing semiconductor fine particles sensitized by a dye, the semiconductor fine particles act as a so-called photoreceptor, absorb light to separate electric charges, and generate electrons and holes. In the dye-sensitized semiconductor fine particles, light absorption and thereby generation of electrons and holes mainly occur in the dye, and the semiconductor fine particles have a role of receiving and transmitting the electrons.

【0090】(1)半導体微粒子 半導体微粒子としては、シリコン、ゲルマニウムのよう
な単体半導体、III-V系化合物半導体、金属のカルコゲ
ニド(例えば酸化物、硫化物、セレン化物等)、又はペ
ロブスカイト構造を有する化合物(例えばチタン酸スト
ロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウ
ム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム等)等を使用
することができる。
(1) Semiconductor Fine Particles Semiconductor fine particles include a simple semiconductor such as silicon or germanium, a III-V compound semiconductor, a metal chalcogenide (eg, oxide, sulfide, selenide, etc.), or a perovskite structure. Compounds (for example, strontium titanate, calcium titanate, sodium titanate, barium titanate, potassium niobate, etc.) can be used.

【0091】好ましい金属のカルコゲニドとして、チタ
ン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ハ
フニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イ
ットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、又はタン
タルの酸化物、カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチモン
又はビスマスの硫化物、カドミウム又は鉛のセレン化
物、カドミウムのテルル化物等が挙げられる。他の化合
物半導体としては亜鉛、ガリウム、インジウム、カドミ
ウム等のリン化物、ガリウム−ヒ素又は銅−インジウム
のセレン化物、銅−インジウムの硫化物等が挙げられ
る。
Preferred metal chalcogenides include titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, hafnium, strontium, indium, cerium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium or tantalum oxide, cadmium, zinc, lead and silver. , Antimony or bismuth sulfide, cadmium or lead selenide, cadmium telluride and the like. Other compound semiconductors include phosphides such as zinc, gallium, indium and cadmium, selenides of gallium-arsenic or copper-indium, and sulfides of copper-indium.

【0092】本発明に用いる半導体の好ましい具体例
は、Si、TiO2、SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO、Nb2O5、CdS、Z
nS、PbS、Bi2S3、CdSe、CdTe、GaP、InP、GaAs、CuIn
S2、CuInSe2等であり、より好ましくはTiO2、ZnO、Sn
O2、Fe2O3、WO3、Nb2O5、CdS、PbS、CdSe、InP、GaAs、
CuInS2又はCuInSe2であり、特に好ましくはTiO2又はNb2
O5であり、最も好ましくはTiO2である。
Preferred examples of the semiconductor used in the present invention include Si, TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , CdS, Z
nS, PbS, Bi 2 S 3 , CdSe, CdTe, GaP, InP, GaAs, CuIn
S 2 , CuInSe 2 or the like, more preferably TiO 2 , ZnO, Sn
O 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 , CdS, PbS, CdSe, InP, GaAs,
CuInS 2 or CuInSe 2 , particularly preferably TiO 2 or Nb 2
An O 5, and most preferably TiO 2.

【0093】本発明に用いる半導体は単結晶でも多結晶
でもよい。変換効率の観点からは単結晶が好ましいが、
製造コスト、原材料確保、エネルギーペイバックタイム
等の観点からは多結晶が好ましい。
The semiconductor used in the present invention may be single crystal or polycrystal. From the viewpoint of conversion efficiency, a single crystal is preferable,
Polycrystal is preferred from the viewpoints of production cost, securing of raw materials, energy payback time and the like.

【0094】半導体微粒子の粒径は一般にnm〜μmのオ
ーダーであるが、投影面積を円に換算したときの直径か
ら求めた一次粒子の平均粒径は5〜200nmであるのが好
ましく、8〜100nmがより好ましい。また分散液中の半
導体微粒子(二次粒子)の平均粒径は0.01〜100μmが好
ましい。
The particle size of the semiconductor fine particles is generally on the order of nm to μm, but the average particle size of the primary particles obtained from the diameter when the projected area is converted into a circle is preferably from 5 to 200 nm, and from 8 to 200 nm. 100 nm is more preferred. The average particle size of the semiconductor fine particles (secondary particles) in the dispersion is preferably 0.01 to 100 μm.

【0095】粒径分布の異なる2種類以上の微粒子を混
合してもよく、この場合小さい粒子の平均サイズは5nm
以下であるのが好ましい。入射光を散乱させて光捕獲率
を向上させる目的で、粒径の大きな、例えば300nm程度
の半導体粒子を混合してもよい。
Two or more types of fine particles having different particle size distributions may be mixed. In this case, the average size of the small particles is 5 nm.
It is preferred that: For the purpose of improving the light capture rate by scattering incident light, semiconductor particles having a large particle size, for example, about 300 nm may be mixed.

【0096】半導体微粒子の作製法としては、作花済夫
の「ゾル−ゲル法の科学」アグネ承風社(1998年)、技
術情報協会の「ゾル−ゲル法による薄膜コーティング技
術」(1995年)等に記載のゾル−ゲル法、杉本忠夫の
「新合成法ゲル−ゾル法による単分散粒子の合成とサイ
ズ形態制御」、まてりあ,第35巻,第9号,1012〜1018
頁(1996年)に記載のゲル−ゾル法が好ましい。またDe
gussa社が開発した塩化物を酸水素塩中で高温加水分解
により酸化物を作製する方法も好ましい。
As methods for producing semiconductor fine particles, Sakuhana Shizuo's "Sol-Gel Method Science" Agne Shofusha (1998) and Technical Information Association "Sol-Gel Method Thin Film Coating Technology" (1995 ), Tadao Sugimoto, "Synthesis of Monodisperse Particles and Size Morphology Control by New Synthetic Gel-Sol Method", Materia, Vol. 35, No. 9, 1012-1018.
The gel-sol method described on page (1996) is preferred. Also De
Also preferred is a method developed by Gussa to produce oxides by high temperature hydrolysis of chlorides in oxyhydrogen salts.

【0097】半導体微粒子が酸化チタンの場合、上記ゾ
ル-ゲル法、ゲル−ゾル法、塩化物の酸水素塩中での高
温加水分解法はいずれも好ましいが、さらに清野学の
「酸化チタン 物性と応用技術」技報堂出版(1997年)
に記載の硫酸法及び塩素法を用いることもできる。さら
にゾル-ゲル法として、バーブらのジャーナル・オブ・
アメリカン・セラミック・ソサエティー,第80巻,第12
号,3157〜3171頁(1997年)に記載の方法や、バーンサ
イドらのケミカル・マテリアルズ,第10巻,第9号,24
19〜2425頁に記載の方法も好ましい。
When the semiconductor fine particles are titanium oxide, the sol-gel method, the gel-sol method, and the high-temperature hydrolysis method in a chloride oxyhydrogen salt are all preferable. Applied Technology "Gihodo Publishing (1997)
The sulfuric acid method and the chlorine method described in (1) can also be used. Furthermore, as a sol-gel method, Barb et al.
American Ceramic Society, Vol. 80, No. 12
No. 3,1577-1317 (1997), and Burnside et al., Chemical Materials, Vol. 10, No. 9, 24.
The method described on pages 19 to 2425 is also preferred.

【0098】(2)半導体微粒子層 半導体微粒子を導電性支持体上に塗布するには、半導体
微粒子の分散液又はコロイド溶液を導電性支持体上に塗
布する方法の他に、前述のゾル-ゲル法等を使用するこ
ともできる。光電変換素子の量産化、半導体微粒子液の
物性、導電性支持体の融通性等を考慮した場合、湿式の
製膜方法が比較的有利である。湿式の製膜方法として
は、塗布法、印刷法が代表的である。
(2) Semiconductor fine particle layer In order to coat the semiconductor fine particles on the conductive support, in addition to the method of applying a dispersion or colloid solution of the semiconductor fine particles on the conductive support, the above-mentioned sol-gel is used. A method can also be used. In consideration of mass production of photoelectric conversion elements, physical properties of semiconductor fine particle liquid, flexibility of a conductive support, and the like, a wet film forming method is relatively advantageous. As a wet film forming method, a coating method and a printing method are typical.

【0099】半導体微粒子の分散液を作製する方法とし
ては、前述のゾル-ゲル法の他に、乳鉢ですり潰す方
法、ミルを使って粉砕しながら分散する方法、或いは半
導体を合成する際に溶媒中で微粒子として析出させその
まま使用する方法等が挙げられる。
As a method for preparing a dispersion of semiconductor fine particles, in addition to the above-mentioned sol-gel method, a method of grinding in a mortar, a method of dispersing while pulverizing using a mill, or a solvent for synthesizing a semiconductor. A method of precipitating fine particles in the solution and using it as it is, may be mentioned.

【0100】分散媒としては、水又は各種の有機溶媒
(例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、ジクロロメタン、アセトン、アセトニトリル、酢
酸エチル等)が挙げられる。分散の際、必要に応じてポ
リマー、界面活性剤、酸、又はキレート剤等を分散助剤
として用いてもよい。
Examples of the dispersion medium include water and various organic solvents (eg, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, dichloromethane, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, etc.). At the time of dispersion, a polymer, a surfactant, an acid, a chelating agent or the like may be used as a dispersing aid, if necessary.

【0101】塗布方法としては、アプリケーション系と
してローラ法、ディップ法等、メータリング系としてエ
アーナイフ法、ブレード法等、またアプリケーションと
メータリングを同一部分にできるものとして、特公昭58
-4589号に開示されているワイヤーバー法、米国特許268
1294号、同2761419号、同2761791号等に記載のスライド
ホッパー法、エクストルージョン法、カーテン法等が好
ましい。また汎用機としてスピン法やスプレー法も好ま
しい。湿式印刷方法としては、凸版、オフセット及びグ
ラビアの3大印刷法をはじめ、凹版、ゴム版、スクリー
ン印刷等が好ましい。これらの中から、液粘度やウェッ
ト厚さに応じて、好ましい製膜方法を選択する。
The application method includes a roller method and a dipping method as an application system, an air knife method and a blade method as a metering system.
-4589, the wire bar method, US Patent 268
The slide hopper method, extrusion method, curtain method, and the like described in Nos. 1294, 2761419, and 2761791 are preferable. As a general-purpose machine, a spin method or a spray method is also preferable. As the wet printing method, intaglio printing, rubber printing, screen printing, and the like are preferable, including three major printing methods of letterpress, offset and gravure. From these, a preferable film forming method is selected according to the liquid viscosity and the wet thickness.

【0102】半導体微粒子の分散液の粘度は半導体微粒
子の種類や分散性、使用溶媒種、界面活性剤やバインダ
ー等の添加剤により大きく左右される。高粘度液(例え
ば0.01〜500Poise)ではエクストルージョン法、キャス
ト法、スクリーン印刷法等が好ましい。また低粘度液
(例えば0.1Poise以下)ではスライドホッパー法、ワイ
ヤーバー法又はスピン法が好ましく、均一な膜にするこ
とが可能である。なおある程度の塗布量があれば低粘度
液の場合でもエクストルージョン法による塗布は可能で
ある。このように塗布液の粘度、塗布量、支持体、塗布
速度等に応じて、適宜湿式製膜方法を選択すればよい。
The viscosity of the dispersion of semiconductor fine particles greatly depends on the type and dispersibility of the semiconductor fine particles, the type of solvent used, and additives such as a surfactant and a binder. For a high viscosity liquid (for example, 0.01 to 500 Poise), an extrusion method, a casting method, a screen printing method, or the like is preferable. For a low-viscosity liquid (for example, 0.1 Poise or less), a slide hopper method, a wire bar method or a spin method is preferable, and a uniform film can be formed. If a certain amount of coating is used, application by the extrusion method is possible even in the case of a low-viscosity liquid. As described above, a wet film forming method may be appropriately selected according to the viscosity of the coating solution, the coating amount, the support, the coating speed, and the like.

【0103】半導体微粒子の層は単層に限らず、粒径の
違った半導体微粒子の分散液を多層塗布したり、種類が
異なる半導体微粒子(或いは異なるバインダー、添加
剤)を含有する塗布層を多層塗布したりすることもでき
る。一度の塗布で膜厚が不足の場合にも多層塗布は有効
である。多層塗布には、エクストルージョン法又はスラ
イドホッパー法が適している。また多層塗布をする場合
は同時に多層を塗布しても良く、数回から十数回順次重
ね塗りしてもよい。さらに順次重ね塗りであればスクリ
ーン印刷法も好ましく使用できる。
The layer of the semiconductor fine particles is not limited to a single layer, but a multi-layer coating of a dispersion of semiconductor fine particles having different particle diameters, or a coating layer containing semiconductor fine particles of different types (or different binders and additives) may be used. It can also be applied. Multilayer coating is effective even when the film thickness is insufficient by one coating. An extrusion method or a slide hopper method is suitable for multilayer coating. In the case of multi-layer coating, multi-layer coating may be performed at the same time, or several to dozens of times may be sequentially applied. Furthermore, a screen printing method can also be preferably used in the case of successive coating.

【0104】一般に半導体微粒子層の厚さ(感光層の厚
さと同じ)が厚くなるほど単位投影面積当たりの担持色
素量が増えるため、光の捕獲率が高くなるが、生成した
電子の拡散距離が増すため電荷再結合によるロスも大き
くなる。したがって、半導体微粒子層の好ましい厚さは
0.1〜100μmである。光電気化学電池に用いる場合、半
導体微粒子層の厚さは1〜30μmが好ましく、2〜25μm
がより好ましい。半導体微粒子の支持体1m2当たり塗布
量は0.5〜400gが好ましく、5〜100gがより好ましい。
In general, as the thickness of the semiconductor fine particle layer (same as the thickness of the photosensitive layer) becomes larger, the amount of dye carried per unit projected area increases, so that the light capture rate increases, but the diffusion distance of generated electrons increases. Therefore, the loss due to charge recombination also increases. Therefore, the preferred thickness of the semiconductor fine particle layer is
It is 0.1-100 μm. When used in a photoelectrochemical cell, the thickness of the semiconductor fine particle layer is preferably 1 to 30 μm, and 2 to 25 μm.
Is more preferred. The coating amount of the semiconductor fine particles per m 2 of the support is preferably 0.5 to 400 g, more preferably 5 to 100 g.

【0105】半導体微粒子を導電性支持体上に塗布した
後で半導体微粒子同士を電子的に接触させるとともに、
塗膜強度の向上や支持体との密着性を向上させるため
に、加熱処理するのが好ましい。好ましい加熱温度の範
囲は40℃以上700℃未満であり、より好ましくは100℃以
上600℃以下である。また加熱時間は10分〜10時間程度
である。ポリマーフィルムのように融点や軟化点の低い
支持体を用いる場合、高温処理は支持体の劣化を招くた
め、好ましくない。またコストの観点からもできる限り
低温であるのが好ましい。低温化は、先に述べた5nm以
下の小さい半導体微粒子の併用や鉱酸の存在下での加熱
処理等により可能となる。
After applying the semiconductor fine particles on the conductive support, the semiconductor fine particles are brought into electronic contact with each other,
Heat treatment is preferably performed to improve the strength of the coating film and the adhesion to the support. A preferred heating temperature range is from 40 ° C to less than 700 ° C, more preferably from 100 ° C to 600 ° C. The heating time is about 10 minutes to 10 hours. When a support having a low melting point or softening point such as a polymer film is used, high-temperature treatment is not preferable because it causes deterioration of the support. It is preferable that the temperature be as low as possible from the viewpoint of cost. The lowering of the temperature can be attained by the above-mentioned combined use of small semiconductor particles of 5 nm or less, heat treatment in the presence of a mineral acid, and the like.

【0106】加熱処理後半導体微粒子の表面積を増大さ
せたり、半導体微粒子近傍の純度を高め、色素から半導
体粒子への電子注入効率を高める目的で、例えば四塩化
チタン水溶液を用いた化学メッキや三塩化チタン水溶液
を用いた電気化学的メッキ処理を行ってもよい。
For the purpose of increasing the surface area of the semiconductor fine particles after the heat treatment, increasing the purity in the vicinity of the semiconductor fine particles, and increasing the efficiency of injecting electrons from the dye into the semiconductor particles, for example, chemical plating using an aqueous solution of titanium tetrachloride or trichloride. Electrochemical plating using an aqueous titanium solution may be performed.

【0107】半導体微粒子は多くの色素を吸着すること
ができるように表面積の大きいものが好ましい。このた
め半導体微粒子の層を支持体上に塗布した状態での表面
積は、投影面積に対して10倍以上であるのが好ましく、
さらに100倍以上であるのが好ましい。この上限は特に
制限はないが、通常1000倍程度である。
The semiconductor fine particles preferably have a large surface area so that many dyes can be adsorbed. Therefore, the surface area in a state where the layer of semiconductor fine particles is coated on the support is preferably 10 times or more the projected area,
Further, it is preferably 100 times or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually about 1000 times.

【0108】(3)色素 感光層に使用する色素は金属錯体色素、フタロシアニン
系の色素又はメチン色素が好ましい。光電変換の波長域
をできるだけ広くし、かつ変換効率を上げるため、二種
類以上の色素を混合することができる。また目的とする
光源の波長域と強度分布に合わせるように、混合する色
素とその割合を選ぶことができる。
(3) Dye The dye used in the photosensitive layer is preferably a metal complex dye, a phthalocyanine dye or a methine dye. Two or more dyes can be mixed in order to widen the wavelength range of photoelectric conversion as much as possible and to increase the conversion efficiency. The dyes to be mixed and their proportions can be selected so as to match the wavelength range and intensity distribution of the desired light source.

【0109】こうした色素は半導体微粒子の表面に対す
る適当な結合基(interlocking group)を有しているの
が好ましい。好ましい結合基としては、COOH基、OH基、
SO3H基、シアノ基、−P(O)(OH)2基、−OP(O)(OH)2基、
又はオキシム、ジオキシム、ヒドロキシキノリン、サリ
チレート及びα-ケトエノレートのようなπ伝導性を有
するキレート化基が挙げられる。なかでもCOOH基、−P
(O)(OH)2基、−OP(O)(OH)2基が特に好ましい。これらの
基はアルカリ金属等と塩を形成していてもよく、また分
子内塩を形成していてもよい。またポリメチン色素の場
合、メチン鎖がスクアリリウム環やクロコニウム環を形
成する場合のように酸性基を含有するなら、この部分を
結合基としてもよい。
The dye preferably has a suitable interlocking group for the surface of the semiconductor fine particles. Preferred linking groups include a COOH group, an OH group,
SO 3 H group, a cyano group, -P (O) (OH) 2 group, -OP (O) (OH) 2 group,
Or chelating groups having π conductivity, such as oximes, dioximes, hydroxyquinolines, salicylates and α-keto enolates. Above all, COOH group, -P
Particularly preferred are (O) (OH) 2 groups and -OP (O) (OH) 2 groups. These groups may form a salt with an alkali metal or the like, or may form an inner salt. In the case of a polymethine dye, if the methine chain contains an acidic group as in the case of forming a squarylium ring or a croconium ring, this portion may be used as a bonding group.

【0110】以下、感光層に用いる好ましい色素を具体
的に説明する。
Hereinafter, preferred dyes used in the photosensitive layer will be specifically described.

【0111】(a)金属錯体色素 色素が金属錯体色素である場合、金属原子はルテニウム
Ruであるのが好ましい。ルテニウム錯体色素としては、
例えば米国特許4927721号、同4684537号、同5084365
号、同5350644号、同5463057号、同5525440号、特開平7
-249790号、特表平10-504512号、世界特許98/50393号等
に記載の錯体色素が挙げられる。
(A) Metal complex dye When the dye is a metal complex dye, the metal atom is ruthenium.
Ru is preferred. Ruthenium complex dyes include:
For example, U.S. Pat.Nos. 4,492,721, 4,684,537, 5,084,365
No. 5,350,644, No. 5463057, No. 5,525,440, JP-A-7
-249790, Japanese Translation of PCT International Publication No. 10-504512, and the complex dyes described in World Patent No. 98/50393.

【0112】さらに本発明で用いるルテニウム錯体色素
は下記一般式(I): (A1)pRu(B-a)(B-b)(B-c) ・・・(I) により表されるのが好ましい。一般式(I)中、A1はC
l、SCN、H2O、Br、I、CN、NCO及びSeCNからなる群から
選ばれた配位子を表し、pは0〜3の整数であり、好ま
しくは2である。B-a、B-b及びB-cはそれぞれ独立に下
記式B-1〜B-8:
Further, the ruthenium complex dye used in the present invention is preferably represented by the following general formula (I): (A 1 ) p Ru (Ba) (Bb) (Bc) (I) In the general formula (I), A 1 is C
l, expressed SCN, H 2 O, Br, I, CN, a ligand selected from the group consisting of NCO and SeCN, p is an integer of 0 to 3, preferably 2. Ba, Bb and Bc are each independently the following formulas B-1 to B-8:

【化24】 により表される化合物から選ばれた有機配位子を表す。
式B-1〜B-8中、R11は置換基を表し、具体例としてはハ
ロゲン原子、炭素原子数1〜12の置換又は無置換のアル
キル基、炭素原子数7〜12の置換又は無置換のアラルキ
ル基、炭素原子数6〜12の置換又は無置換のアリール
基、カルボン酸基やリン酸基のような酸性基(塩を形成
していてもよい)等が挙げられ、アルキル基及びアラル
キル基のアルキル部分は直鎖状でも分岐状でもよく、ま
たアリール基及びアラルキル基のアリール部分は単環で
も多環(縮合環、環集合)でもよい。B-a、B-b及びB-c
は同一でも異なっていても良い。
Embedded image Represents an organic ligand selected from the compounds represented by
In the formulas B-1 to B-8, R 11 represents a substituent, and specific examples include a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted alkyl group having 7 to 12 carbon atoms. A substituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an acidic group such as a carboxylic acid group or a phosphoric acid group (which may form a salt), and the like. The alkyl part of the aralkyl group may be linear or branched, and the aryl group and the aryl part of the aralkyl group may be monocyclic or polycyclic (condensed ring, ring assembly). Ba, Bb and Bc
May be the same or different.

【0113】金属錯体色素の好ましい具体例を以下に示
すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Preferred specific examples of the metal complex dye are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0114】[0114]

【化25】 Embedded image

【0115】[0115]

【化26】 Embedded image

【0116】[0116]

【化27】 Embedded image

【0117】(b)メチン色素 本発明で感光層に使用するメチン色素としては、下記一
般式(II)、(III)、(IV)又は(V)により表され
る色素が好ましい。
(B) Methine Dye The methine dye used in the photosensitive layer in the present invention is preferably a dye represented by the following formula (II), (III), (IV) or (V).

【0118】1.一般式(II)により表される色素[0118] 1. Dye represented by general formula (II)

【化28】 一般式(II)中、R21及びR25はそれぞれ独立に水素原
子、アルキル基、アリール基又は複素環基を表し、R22
〜R24はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R21
〜R25は互いに結合して環を形成してもよく、L11及びL
12はそれぞれ独立に窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セ
レン原子又はテルル原子を表し、n1及びn3はそれぞれ独
立に0〜2の整数を表し、n2は1〜6の整数を表す。こ
の色素は分子全体の電荷に応じて対イオンを有してもよ
い。
Embedded image Represents in the general formula (II), R 21 and R 25 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group, R 22
To R 24 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, R 21
~ R 25 may combine with each other to form a ring, L 11 and L
12 each independently represents a nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, selenium atom or tellurium atom, n1 and n3 each independently represent an integer of 0 to 2, and n2 represents an integer of 1 to 6. The dye may have a counterion depending on the charge on the entire molecule.

【0119】上記アルキル基、アリール基及び複素環基
は置換基を有していてもよい。アルキル基は直鎖であっ
ても分岐鎖であってもよく、またアリール基及び複素環
基は、単環でも、多環(縮合環、環集合)でもよい。ま
たR21〜R25により形成される環は置換基を有していても
よく、また単環でも縮合環でもよい。
The above alkyl group, aryl group and heterocyclic group may have a substituent. The alkyl group may be linear or branched, and the aryl group and the heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic (condensed ring, ring assembly). The ring formed by R 21 to R 25 may have a substituent, and may be a single ring or a condensed ring.

【0120】2.一般式(III)により表される色素[0120] 2. Dye represented by general formula (III)

【化29】 一般式(III)中、Zaは含窒素複素環を形成するために
必要な非金属原子群を表し、R31はアルキル基又はアリ
ール基を表す。Qaは一般式(III)で表される化合物が
メチン色素として機能するために必要なメチン基又はポ
リメチン基を表し、Qaを介して多量体を形成してもよ
い。X3は対イオンを表し、n4は0〜10の整数である。
Embedded image In the general formula (III), Z a represents a non-metallic atomic group necessary to form a nitrogen-containing heterocyclic ring, R 31 represents an alkyl group or an aryl group. Q a compound represented by the general formula (III) represents a methine group or a polymethine group necessary to act as a methine dye may form multimers through Q a. X 3 represents a counter ion, n4 is an integer of 0.

【0121】上記Zaで形成される含窒素複素環は置換基
を有していてもよく、単環であっても縮合環であっても
よい。またアルキル基及びアリール基は置換基を有して
いてもよく、アルキル基は直鎖でも分岐鎖でもよく、ま
たアリール基は単環でも多環(縮合環、環集合)でもよ
い。
[0121] nitrogen-containing heterocyclic ring formed by the Z a may have a substituent, may be a condensed ring may be a single ring. The alkyl group and the aryl group may have a substituent, the alkyl group may be linear or branched, and the aryl group may be monocyclic or polycyclic (condensed ring, ring assembly).

【0122】一般式(III)により表される色素のう
ち、下記一般式(III-a)〜(III-d):
Among the dyes represented by the general formula (III), the following general formulas (III-a) to (III-d):

【化30】 (ただし、R41〜R45、R51〜R54、R61〜R63、及びR71〜R
73はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基
又は複素環基を表し、L21、L22、L31、L32、L41〜L45
びL51〜L56はそれぞれ独立に酸素原子、硫黄原子、セレ
ン原子、テルル原子、-CRR'-又は-NR-(R及びR'は水素
原子、アルキル基、アリール基又は複素環基を表し、そ
れぞれ同一でも異なっていてもよい。)を表し、L33はO
-、S-、Se-、Te-又はN-Rを表す。Y11、Y12、Y21、Y22
Y31及びY41はそれぞれ独立に置換基を表し、n5、n6及び
n7はそれぞれ独立に1〜6の整数を表す。)により表さ
れる色素がより好ましい。
Embedded image (However, R 41 to R 45 , R 51 to R 54 , R 61 to R 63 , and R 71 to R
73 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group, L 21 , L 22 , L 31 , L 32 , L 41 to L 45 and L 51 to L 56 each independently represent an oxygen atom, Represents a sulfur atom, a selenium atom, a tellurium atom, -CRR'- or -NR- (R and R 'represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group, which may be the same or different). , L 33 is O
-, S -, Se -, Te - represents a R - or N. Y 11, Y 12, Y 21 , Y 22,
Y 31 and Y 41 each independently represent a substituent, n5, n6 and
n7 independently represents an integer of 1 to 6. ) Are more preferred.

【0123】一般式(III-a)〜(III-d)により表され
る化合物は、分子全体の電荷に応じて対イオンを有して
いてもよく、上記アルキル基、アリール基及び複素環基
は置換基を有していてもよく、またアルキル基は直鎖で
も分岐鎖でもよく、さらにアリール基及び複素環基は単
環でも多環(縮合環、環集合)でもよい。
The compounds represented by the general formulas (III-a) to (III-d) may have a counter ion depending on the charge of the whole molecule, and may have the above-mentioned alkyl group, aryl group and heterocyclic group. May have a substituent, the alkyl group may be linear or branched, and the aryl group and the heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic (condensed ring, ring assembly).

【0124】以上のようなポリメチン色素の具体例は、
M.Okawara,T. Kitao,T.Hirashima,M.Matsuoka著のOrgan
ic Colorants(Elsevier)等に詳しく記載されている。
Specific examples of the above polymethine dyes include:
Organ by M.Okawara, T. Kitao, T.Hirashima, M.Matsuoka
It is described in detail in ic Colorants (Elsevier) and the like.

【0125】3.一般式(IV)により表される色素[0125] 3. Dye represented by general formula (IV)

【化31】 一般式(IV)中、Qbは5又は6員の含窒素ヘテロ環を形
成するために必要な原子団を表し、Zbは3〜9員環を形
成するために必要な原子団を表し、L61、L62、L6 3、L64
及びL65はそれぞれ独立に任意に置換基を有するメチン
基を表し、n8は0〜4の整数であり、n9は0又は1であ
り、R81は置換基を表し、X4は電荷を中和させるのに対
イオンが必要な場合の対イオンを表す。
Embedded image In the general formula (IV), Q b represents an atomic group necessary for forming a nitrogen-containing heterocycle of 5 or 6-membered, Z b represents an atomic group necessary to form a 3-9 membered ring , L 61, L 62, L 6 3, L 64
And L 65 each independently represent a methine group optionally having a substituent, n 8 is an integer of 0 to 4, n 9 is 0 or 1, R 81 represents a substituent, and X 4 is It represents a counter ion when a counter ion is necessary for summing.

【0126】Qbにより形成される環は縮環していてもよ
く、また置換基を有していてもよい。含窒素ヘテロ環の
好ましい例としては、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキ
サゾール環、ベンゾセレナゾール環、ベンゾテルラゾー
ル環、2-キノリン環、4-キノリン環、ベンゾイミダゾー
ル環、チアゾリン環、インドレニン環、オキサジアゾー
ル環、チアゾール環、イミダゾール環が挙げられる、さ
らに好ましくはベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾー
ル環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾセレナゾール環、
2-キノリン環、4-キノリン環、インドレニン環であり、
特に好ましくはベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾー
ル環、2-キノリン環、4-キノリン環、インドレニン環で
ある。
The ring formed by Q b may be condensed, and may have a substituent. Preferred examples of the nitrogen-containing heterocycle include a benzothiazole ring, a benzoxazole ring, a benzoselenazole ring, a benzotellurazole ring, a 2-quinoline ring, a 4-quinoline ring, a benzimidazole ring, a thiazoline ring, an indolenine ring, and an oxalate. Diazole ring, thiazole ring, and imidazole ring, more preferably benzothiazole ring, benzoxazole ring, benzimidazole ring, benzoselenazole ring,
2-quinoline ring, 4-quinoline ring, indolenine ring,
Particularly preferred are a benzothiazole ring, a benzoxazole ring, a 2-quinoline ring, a 4-quinoline ring and an indolenine ring.

【0127】含窒素ヘテロ環上の置換基の例としては、
カルボキシル基、ホスホニル基、スルホニル基、ハロゲ
ン原子(F、Cl、Br、I等)、シアノ基、アルコキシ基
(メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基等)、
アリーロキシ基(フェノキシ基等)、アルキル基(メチ
ル基、エチル基、シクロプロピル基、シクロへキシル
基、トリフルオロメチル基、メトキシエチル基、アリル
基、ベンジル等)、アルキルチオ基(メチルチオ基、エ
チルチオ基等)、アルケニル基(ビニル基、1-プロペニ
ル基等)、アリール基、複素環基(フェニル基、チエニ
ル基、トルイル基、クロロフェニル基等)等が挙げられ
る。
Examples of the substituent on the nitrogen-containing hetero ring include:
Carboxyl group, phosphonyl group, sulfonyl group, halogen atom (F, Cl, Br, I etc.), cyano group, alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, methoxyethoxy group etc.),
Aryloxy group (phenoxy group etc.), alkyl group (methyl group, ethyl group, cyclopropyl group, cyclohexyl group, trifluoromethyl group, methoxyethyl group, allyl group, benzyl etc.), alkylthio group (methylthio group, ethylthio group And the like, an alkenyl group (vinyl group, 1-propenyl group, etc.), an aryl group, a heterocyclic group (phenyl group, thienyl group, toluyl group, chlorophenyl group, etc.).

【0128】Zbは炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄
原子及び水素原子から選ばれる原子により構成される。
Zbにより形成される環は、好ましくは4〜6個の炭素に
より骨格が形成される環であり、より好ましくは以下
(ア)〜(オ):
Z b is constituted by an atom selected from a carbon atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a hydrogen atom.
The ring formed by Z b is preferably a ring whose skeleton is formed by 4 to 6 carbons, and more preferably
(A)-(E):

【化32】 のいずれかであり、最も好ましくは(ア)である。Embedded image And most preferably (a).

【0129】L61、L62、L63、L64及びL65がそれぞれ独
立に任意に有する置換基としては、置換又は無置換のア
ルキル基(好ましくは炭素原子数1〜12、さらに好まし
くは炭素原子数1〜7であり、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、
ブチル基、2-カルボキシエチル基、ベンジル基等)、置
換又は無置換のアリール基(好ましくは炭素原子数6、
8又は10、より好ましくは炭素原子数6又は8のもので
あり、例えばフェニル基、トルイル基、クロロフェニル
基、o-カルボキシフェニル基等)、複素環基(ピリジル
基、チエニル基、フラニル基、バルビツール酸等)、ハ
ロゲン原子(塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基
(メトキシ基、エトキシ基等)、アミノ基(好ましくは
炭素原子数1〜12、より好ましくは炭素原子数6〜12の
ものであり、例えばジフェニルアミノ基、メチルフェニ
ルアミノ基、4-アセチルピペラジン-1-イル基等)、オ
キソ基等が挙げられる。これらの置換基は互いに連結し
てシクロペンテン環、シクロヘキセン環、スクアリリウ
ム環等の環を形成してもよく、助色団と環を形成しても
よい。なおn8は0〜4の整数であり、好ましくは0〜3
である。またn9は0又は1である。
Examples of the substituent which L 61 , L 62 , L 63 , L 64 and L 65 each independently optionally have include a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably Has 1 to 7 atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a cyclopropyl group,
Butyl group, 2-carboxyethyl group, benzyl group, etc., substituted or unsubstituted aryl group (preferably having 6 carbon atoms,
8 or 10, more preferably 6 or 8 carbon atoms, such as phenyl, toluyl, chlorophenyl, o-carboxyphenyl, etc., heterocyclic (pyridyl, thienyl, furanyl, barbi) Tool acid), halogen atom (chlorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, etc.), amino group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably having 6 to 12 carbon atoms) And examples thereof include a diphenylamino group, a methylphenylamino group, a 4-acetylpiperazin-1-yl group and the like, and an oxo group. These substituents may combine with each other to form a ring such as a cyclopentene ring, a cyclohexene ring, or a squarylium ring, or may form a ring with an auxochrome. N8 is an integer of 0 to 4, preferably 0 to 3
It is. N9 is 0 or 1.

【0130】置換基R81は好ましくは芳香族基(置換基
を有してもよい)又は脂肪族基(置換基を有してもよ
い)である。芳香族基の炭素原子数は好ましくは1〜1
6、より好ましくは5〜6である。脂肪族基の炭素原子
数は好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6である。
無置換の脂肪族基及び芳香族基としては、メチル基、エ
チル基、n-プロピル基、n-ブチル基、フェニル基、ナフ
チル基等が挙げられる。
The substituent R 81 is preferably an aromatic group (which may have a substituent) or an aliphatic group (which may have a substituent). The number of carbon atoms of the aromatic group is preferably 1 to 1
6, more preferably 5-6. The number of carbon atoms of the aliphatic group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6.
Examples of the unsubstituted aliphatic group and aromatic group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a phenyl group, and a naphthyl group.

【0131】色素が陽イオン又は陰イオンであるか、或
いは正味のイオン電荷を持つかどうかは、その助色団及
び置換基に依存し、分子全体の電荷は対イオンX4により
中和される。対イオンX4として典型的な陽イオンは無機
又は有機のアンモニウムイオン(テトラアルキルアンモ
ニウムイオン、ピリジニウムイオン等)及びアルカリ金
属イオンであり、一方、陰イオンは無機又は有機の陰イ
オンのいずれであってもよく、ハロゲン化物イオン(フ
ッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物
イオン等)、置換アリールスルホン酸イオン(p-トルエ
ンスルホン酸イオン、p-クロロベンゼンスルホン酸イオ
ン等)、アリールジスルホン酸イオン(1,3-ベンゼンジ
スルホン酸イオン、1,5-ナフタレンジスルホン酸イオ
ン、2,6-ナフタレンジスルホン酸イオン等)、アルキル
硫酸イオン(メチル硫酸イオン等)、硫酸イオン、チオ
シアン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ
酸イオン、ピクリン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオ
ロメタンスルホン酸イオン等である。
[0131] Whether a dye is either a cationic or anionic, or has a net ionic charge depends on its auxochrome and substituents, the charge of the whole molecule is neutralized by a counter ion X 4 . Typical cations are inorganic or organic ammonium ion (tetraalkylammonium ion, pyridinium ion, etc.) as counter-ions X 4 is and alkali metal ions, while the anions be either inorganic or organic anion Also, halide ion (fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, etc.), substituted arylsulfonate ion (p-toluenesulfonate ion, p-chlorobenzenesulfonate ion, etc.), aryldisulfonate ion (1,3-benzenedisulfonic acid ion, 1,5-naphthalenedisulfonic acid ion, etc.), alkyl sulfate ion (methyl sulfate ion, etc.), sulfate ion, thiocyanate ion, perchloric acid Ion, tetrafluoroborate ion, picrate ion, acetate ion And trifluoromethanesulfonic acid ions.

【0132】さらに電荷均衡対イオンとして、イオン性
ポリマー、或いは色素と逆電荷を有する他の色素を用い
てもよいし、例えばビスベンゼン-1,2-ジチオラトニッ
ケル(III)のような金属錯イオンを使用してもよい。
Further, as the charge-balancing counter ion, an ionic polymer or another dye having a charge opposite to that of the dye may be used, or a metal complex such as bisbenzene-1,2-dithiolatonickel (III) may be used. Ions may be used.

【0133】4.一般式(V)により表される色素4. Dye represented by general formula (V)

【化33】 一般式(V)中、Qcは少なくとも4官能以上の芳香族基
を表し、L71及びL72はそれぞれ独立に硫黄原子、セレン
原子又は−CRR'−(ただし、R及びR'はそれぞれ独立に
水素原子又はアルキル基であり、同じでも異なっていて
もよい。)を表し、同一でも異なっていも良く、好まし
くはそれぞれ独立に硫黄原子又は−CRR'−であり、より
好ましくは−CRR'−である。またR91及びR92はそれぞれ
独立にアルキル基又は芳香族基を表し、Y51及びY52はそ
れぞれ独立にポリメチン色素を形成するのに必要な非金
属原子群を表す。X5は対イオンを表す。
Embedded image In the general formula (V), Q c represents at least 4 or more functional aromatic group, L 71 and L 72 are each independently a sulfur atom, a selenium atom or -CRR '- (wherein, R and R' are each independently Represents a hydrogen atom or an alkyl group, which may be the same or different, and may be the same or different, and are preferably each independently a sulfur atom or -CRR'-, more preferably -CRR'- It is. R 91 and R 92 each independently represent an alkyl group or an aromatic group, and Y 51 and Y 52 each independently represent a group of non-metallic atoms necessary to form a polymethine dye. X 5 represents a counter ion.

【0134】芳香族基Qcの例としては、ベンゼン、ナフ
タレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化
水素から誘導されるものや、アントラキノン、カルバゾ
ール、ピリジン、キノリン、チオフェン、フラン、キサ
ンテン、チアントレン等の芳香族へテロ環から誘導され
るものが挙げられ、これらは連結部分以外に置換基を有
していても良い。Qcは好ましくは芳香族炭化水素の誘導
基であり、より好ましくはベンゼン又はナフタレンの誘
導基である。
[0134] Examples of the aromatic group Q c, benzene, naphthalene, anthracene, those derived from an aromatic hydrocarbon phenanthrene or anthraquinone, carbazole, pyridine, quinoline, thiophene, furan, xanthene, etc. thianthrene Examples thereof include those derived from an aromatic hetero ring, and these may have a substituent other than the connecting portion. Q c is preferably an aromatic hydrocarbon-derived group, more preferably a benzene or naphthalene-derived group.

【0135】Y51及びY52によりいかなるメチン色素を形
成することも可能であるが、好ましくはシアニン色素、
メロシアニン色素、ロダシアニン色素、3核メロシアニ
ン色素、アロポーラー色素、ヘミシアニン色素、スチリ
ル色素等が挙げられる。シアニン色素には色素を形成す
るメチン鎖上の置換基がスクアリウム環やクロコニウム
環を形成したものも含まれる。これらの色素の詳細につ
いては、F.M.Harmer著「Heterocyclic Compounds-Cyani
ne Dyes and Related Compounds」,John Wiley & Sons
社,ニューヨーク,ロンドン,1964年刊、D.M.Sturmer
著「Heterocyclic Compounds-Special Topics in Heter
ocyclic Chemistry」,第18章,第14節,482〜515頁等
に記載されている。またシアニン色素、メロシアニン色
素及びロダシアニン色素は、米国特許第5,340,694号,
第21〜22頁の(XI)、(XII)及び(XIII)に示されて
いるものが好ましい。またY51及びY52により形成される
ポリメチン色素の少なくともいずれか一方のメチン鎖部
分にスクアリリウム環を有するものが好ましく、両方に
有するものがさらに好ましい。
[0135] Although the Y 51 and Y 52 it is possible to form any methine dye, preferred are cyanine dyes,
Merocyanine dyes, rhodacyanine dyes, trinuclear merocyanine dyes, allopolar dyes, hemicyanine dyes, styryl dyes, and the like. Cyanine dyes include those in which the substituent on the methine chain forming the dye forms a squarium ring or a croconium ring. For details of these dyes, see "Heterocyclic Compounds-Cyani
ne Dyes and Related Compounds ", John Wiley & Sons
, New York, London, 1964, DMSturmer
By Heterocyclic Compounds-Special Topics in Heter
ocyclic Chemistry ", Chapter 18, Section 14, pages 482 to 515 and the like. Further, cyanine dyes, merocyanine dyes and rhodacyanine dyes are described in US Pat. No. 5,340,694,
Those shown in (XI), (XII) and (XIII) on pages 21-22 are preferred. Also preferably it has a squarylium ring in at least one of the methine chain moiety of the polymethine dye formed by Y 51 and Y 52, which has both are more preferred.

【0136】R91及びR92は芳香族基又は脂肪族基であ
り、これらは置換基を有していてもよい。芳香族基の炭
素原子数は好ましくは5〜16、より好ましくは5〜6で
ある。脂肪族基の炭素原子数は好ましくは1〜10、より
好ましくは1〜6である。無置換の脂肪族基、芳香族基
としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチ
ル基、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
R 91 and R 92 are an aromatic group or an aliphatic group, and these may have a substituent. The number of carbon atoms of the aromatic group is preferably 5 to 16, more preferably 5 to 6. The number of carbon atoms of the aliphatic group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6. Examples of the unsubstituted aliphatic group and aromatic group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a phenyl group, and a naphthyl group.

【0137】R91、R92、Y51及びY52のうち少なくとも一
つは酸性基を有するのが好ましい。ここで酸性基とは解
離性のプロトンを有する置換基であり、例としてはカル
ボン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、ホウ酸基等が
挙げられ、好ましくはカルボン酸基である。またこのよ
うな酸性基上のプロトンは解離していても良い。
It is preferable that at least one of R 91 , R 92 , Y 51 and Y 52 has an acidic group. Here, the acidic group is a substituent having a dissociable proton, and examples thereof include a carboxylic acid group, a phosphonic acid group, a sulfonic acid group, and a boric acid group, and a carboxylic acid group is preferable. Further, the proton on such an acidic group may be dissociated.

【0138】一般式(II)〜(V)により表されるポリ
メチン色素の具体例(1)〜(43)及びS-1〜S-42を以
下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
Specific examples (1) to (43) and S-1 to S-42 of the polymethine dyes represented by formulas (II) to (V) are shown below, but the present invention is not limited to these. Not something.

【0139】[0139]

【化34】 Embedded image

【0140】[0140]

【化35】 Embedded image

【0141】[0141]

【化36】 Embedded image

【0142】[0142]

【化37】 Embedded image

【0143】[0143]

【化38】 Embedded image

【0144】[0144]

【化39】 Embedded image

【0145】[0145]

【化40】 Embedded image

【0146】[0146]

【化41】 Embedded image

【0147】[0147]

【化42】 Embedded image

【0148】[0148]

【化43】 Embedded image

【0149】[0149]

【化44】 Embedded image

【0150】[0150]

【化45】 Embedded image

【0151】[0151]

【化46】 Embedded image

【0152】[0152]

【化47】 Embedded image

【0153】[0153]

【化48】 Embedded image

【0154】[0154]

【化49】 Embedded image

【0155】[0155]

【化50】 Embedded image

【0156】[0156]

【化51】 Embedded image

【0157】[0157]

【化52】 Embedded image

【0158】[0158]

【化53】 Embedded image

【0159】[0159]

【化54】 Embedded image

【0160】一般式(II)、(III)で表される化合物
は、F. M. Harmer著「HeterocyclicCompounds-Cyanine
Dyes and Related Compounds」,John Wiley & Sons
社,ニューヨーク,ロンドン,1964年刊、D. M. Sturme
r著「Heterocyclic Compounds-Special Topics in Hete
rocyclic Chemistry」,第18章,第14節,第482〜515
頁,John Wiley & Sons社,ニューヨーク,ロンドン,1
977年刊、「Rodd's Chemistry of Carbon Compounds」,
2nd. Ed., vol.IV, part B,第15章,第369〜422頁,E
lsevier Science Publishing Company Inc.社,ニュー
ヨーク,1977年刊、英国特許第1,077,611号等に記載の
方法により合成することができる。
The compounds represented by the general formulas (II) and (III) are described in "Heterocyclic Compounds-Cyanine" by FM Harmer.
Dyes and Related Compounds, ”John Wiley & Sons
, New York, London, 1964, DM Sturme
r, Heterocyclic Compounds-Special Topics in Hete
rocyclic Chemistry ", Chapter 18, Section 14, Chapters 482-515
Page, John Wiley & Sons, New York, London, 1
977, `` Rodd's Chemistry of Carbon Compounds '',
2nd. Ed., Vol. IV, part B, Chapter 15, pages 369-422, E
It can be synthesized by the method described in lsevier Science Publishing Company Inc., New York, 1977, UK Patent No. 1,077,611, and the like.

【0161】式(IV)により表される化合物は、Dyes a
nd Pigments,第21巻,227〜234頁等の記載を参考にし
て合成することができる。また式(V)により表される
化合物は、Ukrainskii Khimicheskii Zhurnal,第40
巻,第3号,第253〜258頁、Dyes and Pigments,第21
巻,第227〜234頁及びこれらの文献中に引用された文献
の記載を参考にして合成することができる。
The compound represented by the formula (IV) is
The compound can be synthesized with reference to the description of nd Pigments, Vol. 21, pages 227 to 234 and the like. The compound represented by the formula (V) is described in Ukrainskii Khimicheskii Zhurnal, No. 40
Vol. 3, No. 253-258, Dyes and Pigments, No. 21
Pp. 227-234 and the references cited therein.

【0162】(4)半導体微粒子への色素の吸着 半導体微粒子に色素を吸着させるには、色素の溶液中に
良く乾燥した半導体微粒子層を有する導電性支持体を浸
漬するか、色素の溶液を半導体微粒子層に塗布する方法
を用いることができる。前者の場合、浸漬法、ディップ
法、ローラ法、エアーナイフ法等が使用可能である。な
お浸漬法の場合、色素の吸着は室温で行ってもよいし、
特開平7-249790号に記載されているように加熱還流して
行ってもよい。また後者の塗布方法としては、ワイヤー
バー法、スライドホッパー法、エクストルージョン法、
カーテン法、スピン法、スプレー法等があり、印刷方法
としては、凸版、オフセット、グラビア、スクリーン印
刷等がある。溶媒は、色素の溶解性に応じて適宜選択で
きる。例えば、アルコール類(メタノール、エタノー
ル、t-ブタノール、ベンジルアルコール等)、ニトリル
類(アセトニトリル、プロピオニトリル、3-メトキシプ
ロピオニトリル等)、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水
素(ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、
クロロベンゼン等)、エーテル類(ジエチルエーテル、
テトラヒドロフラン等)、ジメチルスルホキシド、アミ
ド類(N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセタ
ミド等)、N-メチルピロリドン、1,3-ジメチルイミダゾ
リジノン、3-メチルオキサゾリジノン、エステル類(酢
酸エチル、酢酸ブチル等)、炭酸エステル類(炭酸ジエ
チル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等)、ケトン類
(アセトン、2-ブタノン、シクロヘキサノン等)、炭化
水素(へキサン、石油エーテル、ベンゼン、トルエン
等)やこれらの混合溶媒が挙げられる。
(4) Adsorption of Dye on Semiconductor Fine Particles The dye is adsorbed on the semiconductor fine particles by dipping a conductive support having a well-dried semiconductor fine particle layer in a dye solution or by dissolving the dye solution in a semiconductor solution. A method of applying to the fine particle layer can be used. In the former case, a dipping method, a dipping method, a roller method, an air knife method, or the like can be used. In the case of the immersion method, the dye may be adsorbed at room temperature,
It may be carried out by heating and refluxing as described in JP-A-7-249790. In addition, as the latter coating method, a wire bar method, a slide hopper method, an extrusion method,
There are a curtain method, a spin method, a spray method and the like, and a printing method includes letterpress, offset, gravure, screen printing and the like. The solvent can be appropriately selected according to the solubility of the dye. For example, alcohols (methanol, ethanol, t-butanol, benzyl alcohol, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.), nitromethane, halogenated hydrocarbons (dichloromethane, dichloroethane, chloroform,
Chlorobenzene, etc.), ethers (diethyl ether,
Tetrahydrofuran), dimethylsulfoxide, amides (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters ( Ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates (diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), ketones (acetone, 2-butanone, cyclohexanone, etc.), hydrocarbons (hexane, petroleum ether, benzene, toluene, etc.) And a mixed solvent thereof.

【0163】色素の溶液の粘度についても、半導体微粒
子層の形成時と同様に、高粘度液(例えば0.01〜500Poi
se)ではエクストルージョン法の他に各種印刷法が適当
であり、また低粘度液(例えば0.1Poise以下)ではスラ
イドホッパー法、ワイヤーバー法又はスピン法が適当で
あり、いずれも均一な膜にすることが可能である。
As for the viscosity of the solution of the dye, similarly to the formation of the semiconductor fine particle layer, a high viscosity liquid (for example, 0.01 to 500
In the case of se), various printing methods other than the extrusion method are suitable, and in the case of a low-viscosity liquid (for example, 0.1 Poise or less), the slide hopper method, the wire bar method, or the spin method is suitable. It is possible.

【0164】このように色素の塗布液の粘度、塗布量、
導電性支持体、塗布速度等に応じて、適宜色素の吸着方
法を選択すればよい。塗布後の色素吸着に要する時間
は、量産化を考えた場合、なるべく短い方がよい。
As described above, the viscosity of the coating solution of the dye, the coating amount,
The method for adsorbing the dye may be appropriately selected according to the conductive support, the coating speed, and the like. The time required for dye adsorption after coating should be as short as possible in consideration of mass production.

【0165】未吸着の色素の存在は素子性能の外乱にな
るため、吸着後速やかに洗浄により除去するのが好まし
い。湿式洗浄槽を使い、アセトニトリル等の極性溶剤、
アルコール系溶剤のような有機溶媒で洗浄を行うのが好
ましい。また色素の吸着量を増大させるため、吸着前に
加熱処理を行うのが好ましい。加熱処理後、半導体微粒
子表面に水が吸着するのを避けるため、常温に戻さずに
40〜80℃の間で素早く色素を吸着させるのが好ましい。
Since the presence of unadsorbed dye causes disturbance of device performance, it is preferable to remove the dye by washing immediately after adsorption. Using a wet cleaning tank, polar solvents such as acetonitrile,
It is preferable to perform washing with an organic solvent such as an alcohol solvent. Further, in order to increase the adsorption amount of the dye, it is preferable to perform a heat treatment before the adsorption. After the heat treatment, do not return to room temperature to avoid water adsorbing on the surface of the semiconductor fine particles.
Preferably, the dye is adsorbed quickly between 40 and 80 ° C.

【0166】色素の全使用量は、導電性支持体の単位表
面積(1m2)当たり0.01〜100mmolが好ましい。また色
素の半導体微粒子に対する吸着量は、半導体微粒子1g
当たり0.01〜1mmolであるのが好ましい。このような色
素の吸着量とすることにより、半導体における増感効果
が十分に得られる。これに対し、色素が少なすぎると増
感効果が不十分となり、また色素が多すぎると、半導体
に付着していない色素が浮遊し、増感効果を低減させる
原因となる。
The total amount of the dye used is preferably 0.01 to 100 mmol per unit surface area (1 m 2 ) of the conductive support. The amount of dye adsorbed on the semiconductor fine particles is 1 g of the semiconductor fine particles.
It is preferably 0.01 to 1 mmol per unit. By using such a dye adsorption amount, a sufficient sensitizing effect in a semiconductor can be obtained. On the other hand, if the amount of the dye is too small, the sensitizing effect becomes insufficient, and if the amount of the dye is too large, the dye not adhering to the semiconductor floats and causes a reduction in the sensitizing effect.

【0167】光電変換の波長域をできるだけ広くすると
ともに変換効率を上げるため、二種類以上の色素を混合
することもできる。この場合、光源の波長域と強度分布
に合わせるように、混合する色素及びその割合を選ぶの
が好ましい。
In order to widen the wavelength range of photoelectric conversion as much as possible and to increase the conversion efficiency, two or more dyes can be mixed. In this case, it is preferable to select the dyes to be mixed and their proportions so as to match the wavelength range and the intensity distribution of the light source.

【0168】会合のような色素同士の相互作用を低減す
る目的で、無色の化合物を半導体微粒子に共吸着させて
もよい。共吸着させる疎水性化合物としてはカルボキシ
ル基を有するステロイド化合物(例えばケノデオキシコ
ール酸)等が挙げられる。また紫外線吸収剤を併用する
こともできる。
For the purpose of reducing the interaction between dyes such as association, a colorless compound may be co-adsorbed on the semiconductor fine particles. Examples of the hydrophobic compound to be co-adsorbed include a steroid compound having a carboxyl group (for example, chenodeoxycholic acid). Further, an ultraviolet absorber can be used in combination.

【0169】余分な色素の除去を促進する目的で、色素
を吸着した後にアミン類を用いて半導体微粒子の表面を
処理してもよい。好ましいアミン類としてはピリジン、
4-t-ブチルピリジン、ポリビニルピリジン等が挙げられ
る。これらが液体の場合はそのまま用いてもよいし、有
機溶媒に溶解して用いてもよい。
For the purpose of promoting the removal of excess dye, the surface of the semiconductor fine particles may be treated with amines after the dye is adsorbed. Preferred amines are pyridine,
4-t-butylpyridine, polyvinylpyridine and the like. When these are liquids, they may be used as they are, or may be used after being dissolved in an organic solvent.

【0170】(C)電荷移動層 電荷移動層は色素の酸化体に電子を補充する機能を有す
る層である。電荷移動層に本発明の電解質組成物を用い
るが、さらに固体電解質や正孔(ホール)輸送材料を併
用することもできる。
(C) Charge transfer layer The charge transfer layer is a layer having a function of replenishing an oxidized dye with electrons. Although the electrolyte composition of the present invention is used for the charge transfer layer, a solid electrolyte or a hole transport material may be used in combination.

【0171】本発明の電解質組成物からなる電荷移動層
を形成するには、キャスト法、塗布法、浸漬法、含浸法
等により感光層上に電解質溶液を塗布し、次いで必要に
応じて加熱反応により架橋すればよい。
To form a charge transfer layer comprising the electrolyte composition of the present invention, an electrolyte solution is applied on the photosensitive layer by a casting method, a coating method, an immersion method, an impregnation method, etc., and then, if necessary, a heating reaction. What is necessary is just to crosslink.

【0172】塗布法によって電解質層を形成する場合、
溶融塩等からなる塗布液に塗布性改良剤(レベリング剤
等)等の添加剤を添加して均一な電解質溶液を調整し、
これをスピンコート法、ディップコート法、エアーナイ
フコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワ
イヤーバーコート法、グラビアコート法、米国特許第26
81294号記載のホッパーを使用するエクストルージョン
コート法、米国特許第2761418号、同3508947号、同2761
791号記載の多層同時塗布方法等の方法により塗布し、
その後必要に応じて加熱して、本発明の電荷移動層を形
成することができる。加熱温度は色素の耐熱温度等によ
り適当に選択されるが、好ましくは10〜150℃であり、
より好ましくは10〜100℃である。加熱時間は加熱温度
等にもよるが、5分〜72時間程度である。
When the electrolyte layer is formed by a coating method,
Additives such as coatability improvers (leveling agents, etc.) to the coating solution consisting of molten salt etc. to prepare a uniform electrolyte solution,
This is applied to spin coating, dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, and US Patent No. 26
Extrusion coating method using hopper described in 81294, U.S. Pat.Nos. 2,761,418, 3,508,947, 2,761
Application by a method such as the multilayer simultaneous application method described in No. 791,
Thereafter, if necessary, heating is performed to form the charge transfer layer of the present invention. The heating temperature is appropriately selected depending on the heat-resistant temperature of the dye, but is preferably 10 to 150 ° C.
More preferably, it is 10 to 100 ° C. The heating time depends on the heating temperature and the like, but is about 5 minutes to 72 hours.

【0173】好ましい態様によれば、図1に示すよう
に、感光層20中の空隙を完全に埋める量より多い電解質
を含有する溶液を塗布するので、得られる電解質層は実
質的に導電性支持体の導電層10との境界から対極導電層
40との境界までの間に存在すると言える。ここで色素増
感半導体を含む感光層20との境界から対極40との境界ま
での間に存在する電解質層を電荷移動層30とすると、そ
の厚さは0.001〜200μmであるのが好ましく、0.1〜100
μmであるのがより好ましく、0.1〜50μmであるのが特
に好ましい。電荷移動層30が0.001μmより薄いと感光層
中の半導体微粒子21が対極導電層40に接触するおそれが
あり、また200μmより厚いと電荷の移動距離が大きくな
りすぎ、素子の抵抗が大きくなる。なお感光層20+電荷
移動層30の厚さ(実質的に電解質組成物の厚さに等し
い)については、0.1〜300μmが好ましく、1〜130μm
がより好ましく、2〜75μmが特に好ましい。
According to a preferred embodiment, as shown in FIG. 1, a solution containing more electrolyte than an amount that completely fills the voids in the photosensitive layer 20 is applied, so that the obtained electrolyte layer substantially has a conductive support. From the boundary with the body conductive layer 10
It can be said that it exists between the boundaries of 40. Here, assuming that the electrolyte layer existing between the boundary with the photosensitive layer 20 containing the dye-sensitized semiconductor and the boundary with the counter electrode 40 is the charge transfer layer 30, the thickness is preferably 0.001 to 200 μm, and 0.1 to 200 μm. ~ 100
μm is more preferable, and 0.1 to 50 μm is particularly preferable. If the charge transfer layer 30 is thinner than 0.001 μm, the semiconductor fine particles 21 in the photosensitive layer may come into contact with the counter electrode conductive layer 40. If the charge transfer layer 30 is thicker than 200 μm, the charge transfer distance becomes too large, and the resistance of the element increases. The thickness of the photosensitive layer 20 + the charge transfer layer 30 (substantially equal to the thickness of the electrolyte composition) is preferably from 0.1 to 300 μm, and more preferably from 1 to 130 μm.
Is more preferable, and 2 to 75 μm is particularly preferable.

【0174】酸化還元対を生成させるために電解質にヨ
ウ素等を導入する場合、前述の電解質溶液に添加する方
法、電荷移動層の形成後、これをヨウ素等と共に密閉容
器内に置き電解質中に拡散させる手法等により導入する
ことができる。また、後述の対極にヨウ素等を塗布或い
は蒸着し、光電変換素子を組み立てたときに電荷移動層
中に導入することも可能である。
When iodine or the like is introduced into the electrolyte in order to generate a redox couple, the method of adding iodine to the above-described electrolyte solution, after forming the charge transfer layer, place this in an airtight container together with iodine or the like and diffuse it into the electrolyte. It can be introduced by a method or the like. In addition, it is also possible to apply or deposit iodine or the like on a counter electrode to be described later and to introduce it into the charge transfer layer when assembling the photoelectric conversion element.

【0175】(D)対極 対極は、光電変換素子を光電気化学電池としたとき、光
電気化学電池の正極として作用するものである。対極は
前記の導電性支持体と同様に、導電性材料からなる対極
導電層の単層構造でもよいし、対極導電層と支持基板か
ら構成されていてもよい。対極導電層に用いる導電材と
しては、金属(例えば白金、金、銀、銅、アルミニウ
ム、ロジウム、インジウム等)、炭素、又は導電性金属
酸化物(インジウム−スズ複合酸化物、酸化スズにフッ
素をドープしたもの等)が挙げられる。対極の好ましい
支持基板の例は、ガラス又はプラスチックであり、これ
に上記の導電剤を塗布又は蒸着して用いる。対極導電層
の厚さは特に制限されないが、3nm〜10μmが好まし
い。対極導電層が金属製である場合は、その厚さは好ま
しくは5μm以下であり、さらに好ましくは5nm〜3μm
の範囲である。
(D) Counter electrode When the photoelectric conversion element is a photoelectrochemical cell, the counter electrode functions as a positive electrode of the photoelectrochemical cell. The counter electrode may have a single-layer structure of a counter electrode conductive layer made of a conductive material, or may be composed of a counter electrode conductive layer and a support substrate, similarly to the above-described conductive support. Examples of the conductive material used for the counter electrode conductive layer include metal (for example, platinum, gold, silver, copper, aluminum, rhodium, indium, and the like), carbon, and conductive metal oxide (indium-tin composite oxide, tin oxide with fluorine). And the like). An example of a preferable support substrate for the counter electrode is glass or plastic, to which the above-described conductive agent is applied or vapor-deposited. The thickness of the counter electrode conductive layer is not particularly limited, but is preferably 3 nm to 10 μm. When the counter electrode conductive layer is made of metal, its thickness is preferably 5 μm or less, more preferably 5 nm to 3 μm.
Range.

【0176】導電性支持体と対極のいずれか一方又は両
方から光を照射してよいので、感光層に光が到達するた
めには、導電性支持体と対極の少なくとも一方が実質的
に透明であれば良い。発電効率の向上の観点からは、導
電性支持体を透明にして、光を導電性支持体側から入射
させるのが好ましい。この場合対極は光を反射する性質
を有するのが好ましい。このような対極としては、金属
又は導電性の酸化物を蒸着したガラス又はプラスチッ
ク、或いは金属薄膜を使用できる。
Since light may be irradiated from one or both of the conductive support and the counter electrode, at least one of the conductive support and the counter electrode must be substantially transparent in order for the light to reach the photosensitive layer. I just want it. From the viewpoint of improving the power generation efficiency, it is preferable that the conductive support is made transparent and light is incident from the conductive support side. In this case, the counter electrode preferably has a property of reflecting light. As such a counter electrode, glass or plastic on which a metal or a conductive oxide is deposited, or a metal thin film can be used.

【0177】対極を設ける手順としては、(イ)電荷移動
層を形成した後でその上に設ける場合と、(ロ)色素増感
半導体微粒子の層の上にスペーサーを介して対極を配置
した後でその空隙に電解質溶液を充填する場合の2通り
ある。(イ)の場合、電荷移動層上に直接導電材を塗布、
メッキ又は蒸着(PVD、CVD)するか、導電層を有する基
板の導電層側を貼り付ける。また(ロ)の場合、色素増感
半導体微粒子層の上にスペーサーを介して対極を組み立
てて固定し、得られた組立体の開放端を電解質溶液に浸
漬し、毛細管現象又は減圧を利用して色素増感半導体微
粒子層と対極との空隙に電解質溶液を浸透させる。ま
た、導電性支持体の場合と同様に、特に対極が透明の場
合には、対極の抵抗を下げる目的で金属リードを用いる
のが好ましい。なお、好ましい金属リードの材質及び設
置方法、金属リード設置による入射光量の低下等は導電
性支持体の場合と同じである。
The procedure for providing the counter electrode is as follows: (a) when the charge transfer layer is formed and then formed thereon; and (b) when the counter electrode is arranged on the layer of the dye-sensitized semiconductor fine particles via a spacer. There are two cases in which the space is filled with an electrolyte solution. In the case of (a), a conductive material is applied directly on the charge transfer layer,
Plating or vapor deposition (PVD, CVD) or attaching the conductive layer side of the substrate having the conductive layer. In the case of (b), a counter electrode is assembled and fixed via a spacer on the dye-sensitized semiconductor fine particle layer, the open end of the obtained assembly is immersed in an electrolyte solution, and capillary action or reduced pressure is used. An electrolyte solution is made to penetrate into the gap between the dye-sensitized semiconductor fine particle layer and the counter electrode. Further, similarly to the case of the conductive support, it is preferable to use a metal lead for the purpose of reducing the resistance of the counter electrode, particularly when the counter electrode is transparent. In addition, the preferable material and the installation method of the metal lead, the decrease of the incident light amount by the installation of the metal lead, and the like are the same as those of the conductive support.

【0178】(E)その他の層 電極として作用する導電性支持体及び対極の一方又は両
方に、保護層、反射防止層等の機能性層を設けても良
い。このような機能性層を多層に形成する場合、同時多
層塗布法や逐次塗布法を利用できるが、生産性の観点か
らは同時多層塗布法が好ましい。同時多層塗布法では、
生産性及び塗膜の均一性を考えた場合、スライドホッパ
ー法やエクストルージョン法が適している。これらの機
能性層の形成には、その材質に応じて蒸着法や貼り付け
法等を用いることができる。また、対極と導電性支持体
の短絡を防止するため、予め導電性支持体と感光層の間
に緻密な半導体の薄膜層を下塗り層として塗設しておく
こともできる。下塗り層として好ましいのはTiO2、Sn
O2、Fe2O3、WO3、ZnO、Nb2O5であり、さらに好ましくは
TiO2である。下塗り層はElectrochimi. Acta 40, 643-6
52 (1995)に記載されているスプレーパイロリシス法に
より塗設することができる。下塗り層の好ましい膜厚は
5〜1000nm以下であり、10〜500nmがさらに好ましい。
(E) Other Layers A functional layer such as a protective layer or an anti-reflection layer may be provided on one or both of the conductive support serving as an electrode and the counter electrode. When such a functional layer is formed in multiple layers, a simultaneous multilayer coating method or a sequential coating method can be used, but from the viewpoint of productivity, the simultaneous multilayer coating method is preferable. In the simultaneous multilayer coating method,
In consideration of productivity and uniformity of a coating film, a slide hopper method or an extrusion method is suitable. In forming these functional layers, an evaporation method, a sticking method, or the like can be used depending on the material. In addition, in order to prevent a short circuit between the counter electrode and the conductive support, a dense semiconductor thin film layer may be previously provided between the conductive support and the photosensitive layer as an undercoat layer. Preferred as the undercoat layer are TiO 2 , Sn
O 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , more preferably
TiO 2 . Primer layer is Electrochimi. Acta 40, 643-6
52 (1995) can be applied by the spray pyrolysis method. The preferred thickness of the undercoat layer is
It is 5 to 1000 nm or less, more preferably 10 to 500 nm.

【0179】(F)光電変換素子の内部構造の具体例 上述のように、光電変換素子の内部構造は目的に合わせ
様々な形態が可能である。大きく2つに分ければ、両面
から光の入射が可能な構造と、片面からのみ可能な構造
が可能である。図2〜図8に本発明に好ましく適用でき
る光電変換素子の内部構造を例示する。
(F) Specific Example of Internal Structure of Photoelectric Conversion Element As described above, the internal structure of the photoelectric conversion element can take various forms according to the purpose. When roughly divided into two, a structure in which light can enter from both sides and a structure in which light can be entered only from one side are possible. 2 to 8 exemplify an internal structure of a photoelectric conversion element which can be preferably applied to the present invention.

【0180】図2は、透明導電層10aと透明対極導電層4
0aとの間に、感光層20と、電荷移動層30とを介在させた
ものであり、両面から光が入射する構造となっている。
図3は、透明基板50a上に一部金属リード11を設け、さ
らに透明導電層10aを設け、下塗り層60、感光層20、電
荷移動層30及び対極導電層40をこの順で設け、さらに支
持基板50を配置したものであり、導電層側から光が入射
する構造となっている。図4は、支持基板50上にさらに
導電層10を有し、下塗り層60を介して感光層20を設け、
さらに電荷移動層30と透明対極導電層40aとを設け、一
部に金属リード11を設けた透明基板50aを、金属リード1
1側を内側にして配置したものであり、対極側から光が
入射する構造である。図5は、一部金属リード11を設け
た2つの透明基板50a上に、それぞれ透明導電層10a、透
明対極導電層40aを設け、それらの間に下塗り層60と感
光層20と電荷移動層30とを介在させたものであり、両面
から光が入射する構造である。図6は、透明基板50a上
に透明導電層10aを有し、下塗り層60を介して感光層20
を設け、さらに電荷移動層30及び対極導電層40を設け、
この上に支持基板50を配置したものであり導電層側から
光が入射する構造である。図7は、支持基板50上に導電
層10を有し、下塗り層60を介して感光層20を設け、さら
に電荷移動層30及び透明対極導電層40aを設け、この上
に透明基板50aを配置したものであり、対極側から光が
入射する構造である。図8は、透明基板50a上に透明導
電層10aを有し、下塗り層60を介して感光層20を設け、
さらに電荷移動層30及び透明対極導電層40aを設け、こ
の上に透明基板50aを配置したものであり、両面から光
が入射する構造となっている。
FIG. 2 shows the transparent conductive layer 10 a and the transparent counter electrode conductive layer 4.
The photosensitive layer 20 and the charge transfer layer 30 are interposed between the photosensitive layer 20a and the light transfer layer 0a, and have a structure in which light enters from both sides.
FIG. 3 shows that a metal lead 11 is partially provided on a transparent substrate 50a, a transparent conductive layer 10a is further provided, an undercoat layer 60, a photosensitive layer 20, a charge transfer layer 30, and a counter electrode conductive layer 40 are provided in this order and further supported. The substrate 50 is arranged, and has a structure in which light is incident from the conductive layer side. FIG. 4 further includes a conductive layer 10 on a support substrate 50, and a photosensitive layer 20 provided through an undercoat layer 60.
Further, the charge transfer layer 30 and the transparent counter electrode conductive layer 40a are provided, and the transparent substrate 50a, in which the metal leads 11 are partially provided, is
This is a structure in which light is incident from the counter electrode side, with one side being placed inside. FIG. 5 shows that a transparent conductive layer 10a and a transparent counter electrode conductive layer 40a are respectively provided on two transparent substrates 50a partially provided with metal leads 11, and an undercoat layer 60, a photosensitive layer 20, and a charge transfer layer 30 are provided therebetween. And light is incident from both sides. FIG. 6 shows that the transparent conductive layer 10a is provided on the transparent substrate 50a, and the photosensitive layer 20 is provided through the undercoat layer 60.
Provided, further provided a charge transfer layer 30 and a counter electrode conductive layer 40,
A support substrate 50 is disposed thereon, and has a structure in which light is incident from the conductive layer side. FIG. 7 shows that the conductive layer 10 is provided on the support substrate 50, the photosensitive layer 20 is provided via the undercoat layer 60, the charge transfer layer 30 and the transparent counter electrode conductive layer 40a are further provided, and the transparent substrate 50a is disposed thereon. This is a structure in which light is incident from the counter electrode side. FIG. 8 has a transparent conductive layer 10a on a transparent substrate 50a, and the photosensitive layer 20 is provided with an undercoat layer 60 interposed therebetween.
Further, a charge transfer layer 30 and a transparent counter electrode conductive layer 40a are provided, and a transparent substrate 50a is disposed thereon, so that light is incident from both sides.

【0181】〔3〕光電気化学電池 本発明の光電気化学電池は、上記光電変換素子に外部回
路で仕事をさせるようにしたものである。光電気化学電
池は構成物の劣化や内容物の揮散を防止するために、側
面をポリマーや接着剤等で密封するのが好ましい。導電
性支持体及び対極にリードを介して接続される外部回路
自体は公知のもので良い。
[3] Photoelectrochemical Battery The photoelectrochemical battery of the present invention is such that the above-mentioned photoelectric conversion element works in an external circuit. It is preferable that the side surface of the photoelectrochemical cell is sealed with a polymer, an adhesive, or the like in order to prevent deterioration of components and volatilization of the contents. The external circuit itself connected to the conductive support and the counter electrode via a lead may be a known one.

【0182】〔4〕色素増感型太陽電池 本発明の光電変換素子をいわゆる太陽電池に適用する場
合、そのセル内部の構造は基本的に上述した光電変換素
子の構造と同じである。以下、本発明の光電変換素子を
用いた太陽電池のモジュール構造について説明する。
[4] Dye-Sensitized Solar Cell When the photoelectric conversion device of the present invention is applied to a so-called solar cell, the structure inside the cell is basically the same as the structure of the above-described photoelectric conversion device. Hereinafter, a module structure of a solar cell using the photoelectric conversion element of the present invention will be described.

【0183】本発明の色素増感型太陽電池は、従来の太
陽電池モジュールと基本的には同様のモジュール構造を
とりうる。太陽電池モジュールは、一般的には金属、セ
ラミック等の支持基板の上にセルが構成され、その上を
充填樹脂や保護ガラス等で覆い、支持基板の反対側から
光を取り込む構造をとるが、支持基板に強化ガラス等の
透明材料を用い、その上にセルを構成してその透明の支
持基板側から光を取り込む構造とすることも可能であ
る。具体的には、スーパーストレートタイプ、サブスト
レートタイプ、ポッティングタイプと呼ばれるモジュー
ル構造、アモルファスシリコン太陽電池などで用いられ
る基板一体型モジュール構造等が知られている。本発明
の色素増感型太陽電池も使用目的や使用場所及び環境に
より、適宜これらのモジュール構造を選択できる。
The dye-sensitized solar cell of the present invention can have a module structure basically similar to a conventional solar cell module. The solar cell module generally has a structure in which cells are formed on a supporting substrate such as a metal and a ceramic, and the cells are covered with a filling resin or a protective glass or the like, and light is taken in from the opposite side of the supporting substrate. It is also possible to adopt a structure in which a transparent material such as tempered glass is used for the support substrate, a cell is formed thereon, and light is taken in from the transparent support substrate side. Specifically, a module structure called a superstrate type, a substrate type, or a potting type, a substrate-integrated module structure used in an amorphous silicon solar cell, and the like are known. The module structure of the dye-sensitized solar cell of the present invention can be appropriately selected depending on the purpose of use, the place of use, and the environment.

【0184】代表的なスーパーストレートタイプ或いは
サブストレートタイプのモジュールは、片側又は両側が
透明で反射防止処理を施された支持基板の間に一定間隔
にセルが配置され、隣り合うセル同士が金属リード又は
フレキシブル配線等によって接続され、外縁部に集電電
極が配置されており、発生した電力を外部に取り出され
る構造となっている。基板とセルの間には、セルの保護
や集電効率向上のため、目的に応じエチレンビニルアセ
テート(EVA)等様々な種類のプラスチック材料をフィ
ルム又は充填樹脂の形で用いてもよい。また、外部から
の衝撃が少ないところなど表面を硬い素材で覆う必要の
ない場所において使用する場合には、表面保護層を透明
プラスチックフィルムで構成し、又は上記充填樹脂を硬
化させることによって保護機能を付与し、片側の支持基
板をなくすことが可能である。支持基板の周囲は、内部
の密封及びモジュールの剛性を確保するため金属製のフ
レームでサンドイッチ状に固定し、支持基板とフレーム
の間は封止材料で密封シールする。また、セルそのもの
や支持基板、充填材料及び封止材料に可撓性の素材を用
いれば、曲面の上に太陽電池を構成することもできる。
In a typical superstrate type or substrate type module, cells are arranged at fixed intervals between supporting substrates which are transparent on one or both sides and have been subjected to antireflection treatment, and adjacent cells are made of metal leads or flexible. It is connected by wiring or the like, and a current collecting electrode is arranged on the outer edge, so that generated power is taken out to the outside. Between the substrate and the cell, various kinds of plastic materials such as ethylene vinyl acetate (EVA) may be used in the form of a film or a filling resin, depending on the purpose, in order to protect the cell and improve current collection efficiency. Also, when used in places where it is not necessary to cover the surface with a hard material, such as places where there is little external impact, the surface protective layer is made of a transparent plastic film, or the above-mentioned resin is cured to cure the protective function. It is possible to eliminate the support substrate on one side. The periphery of the support substrate is fixed in a sandwich shape with a metal frame in order to secure the internal sealing and the rigidity of the module, and the space between the support substrate and the frame is hermetically sealed with a sealing material. When a flexible material is used for the cell itself, the supporting substrate, the filling material, and the sealing material, a solar cell can be formed on a curved surface.

【0185】スーパーストレートタイプの太陽電池モジ
ュールは、例えば、基板供給装置から送り出されたフロ
ント基板をベルトコンベヤ等で搬送しながら、その上に
セルを封止材料−セル間接続用リード線、背面封止材料
等と共に順次積層した後、背面基板又は背面カバーを乗
せ、外縁部にフレームをセットして作製することができ
る。
In the super straight type solar cell module, for example, while a front substrate sent from a substrate supply device is conveyed by a belt conveyor or the like, a cell is formed thereon with a sealing material-cell connection lead wire, a back surface sealing. After laminating sequentially with materials and the like, a back substrate or a back cover can be placed, and a frame can be set on the outer edge to produce.

【0186】一方、サブストレートタイプの場合、基板
供給装置から送り出された支持基板をベルトコンベヤ等
で搬送しながら、その上にセルをセル間接続用リード
線、封止材料等と共に順次積層した後、フロントカバー
を乗せ、周縁部にフレームをセットして作製することが
できる。
On the other hand, in the case of the substrate type, while the support substrate sent out from the substrate supply device is conveyed by a belt conveyor or the like, the cells are sequentially stacked thereon together with the inter-cell connection lead wire, the sealing material, and the like. It can be manufactured by placing a front cover and setting a frame on the periphery.

【0187】本発明の光電変換素子を基板一体型モジュ
ール化した構造の一例を図9に示す。図9は、透明な基
板50aの一方の面上に透明な導電層10aを有し、この上に
さらに色素吸着TiO2を含有した感光層20、電荷移動層30
及び金属対極導電層40を設けたセルがモジュール化され
ており、基板50aの他方の面には反射防止層70が設けら
れている構造を表す。このような構造とする場合、入射
光の利用効率を高めるために、感光層20の面積比率(光
の入射面である基板50a側から見たときの面積比率)を
大きくした方が好ましい。
FIG. 9 shows an example of a structure in which the photoelectric conversion element of the present invention is made into a module integrated with a substrate. FIG. 9 shows that a transparent conductive layer 10a is provided on one surface of a transparent substrate 50a, on which a photosensitive layer 20 containing dye-adsorbed TiO 2 and a charge transfer layer 30 are further provided.
Further, the cell provided with the metal counter electrode conductive layer 40 is modularized, and the structure is such that the antireflection layer 70 is provided on the other surface of the substrate 50a. In the case of such a structure, it is preferable to increase the area ratio of the photosensitive layer 20 (the area ratio when viewed from the substrate 50a which is the light incident surface) in order to increase the utilization efficiency of incident light.

【0188】図9に示した構造のモジュールの場合、基
板上に透明導電層、感光層、電荷移動層、対極等が立体
的かつ一定間隔で配列されるように、選択メッキ、選択
エッチング、CVD、PVD等の半導体プロセス技術、或いは
パターン塗布又は広幅塗布後のレーザースクライビン
グ、プラズマCVM(Solar Energy Materials and SolarC
ells, 48, p373-381等に記載)、研削等の機械的手法等
によりパターニングすることで所望のモジュール構造を
得ることができる。
In the case of the module having the structure shown in FIG. 9, selective plating, selective etching, and CVD are performed so that the transparent conductive layer, the photosensitive layer, the charge transfer layer, the counter electrode, and the like are three-dimensionally arranged at regular intervals on the substrate. , PVD and other semiconductor process technologies, or laser scribing after pattern coating or wide coating, plasma CVM (Solar Energy Materials and SolarC)
ells, 48, pp. 373-381), and a desired module structure can be obtained by patterning by a mechanical method such as grinding.

【0189】以下にその他の部材や工程について詳述す
る。
The other members and steps will be described below in detail.

【0190】封止材料としては、耐候性付与、電気絶縁
性付与、集光効率向上、セル保護性(耐衝撃性)向上等
の目的に応じ液状EVA(エチレンビニルアセテート)、
フィルム状EVA、フッ化ビニリデン共重合体とアクリル
樹脂の混合物等、様々な材料が使用可能である。モジュ
ール外縁と周縁を囲むフレームとの間は、耐候性及び防
湿性が高い封止材料を用いるのが好ましい。また、透明
フィラーを封止材料に混入して強度や光透過率を上げる
ことができる。
Examples of the sealing material include liquid EVA (ethylene vinyl acetate), depending on the purpose of imparting weather resistance, imparting electrical insulation, improving light-collecting efficiency, and improving cell protection (impact resistance).
Various materials such as a film-like EVA and a mixture of a vinylidene fluoride copolymer and an acrylic resin can be used. It is preferable to use a sealing material having high weather resistance and high moisture resistance between the outer edge of the module and the frame surrounding the periphery. In addition, the strength and light transmittance can be increased by mixing a transparent filler into the sealing material.

【0191】封止材料をセル上に固定するときは、材料
の物性に合った方法を用いる。フィルム状の材料の場合
はロール加圧後加熱密着、真空加圧後加熱密着等、液又
はペースト状の材料の場合はロールコート、バーコー
ト、スプレーコート、スクリーン印刷等の様々な方法が
可能である。
When the sealing material is fixed on the cell, a method suitable for the physical properties of the material is used. Various methods such as roll coating, bar coating, spray coating, screen printing, etc. are possible for film-shaped materials, such as heat adhesion after roll pressurization, and heat adhesion after vacuum pressurization, and for liquid or paste-like materials. is there.

【0192】支持基板としてPET、PEN等の可撓性素材を
用いる場合は、ロール状の支持体を繰り出してその上に
セルを構成した後、上記の方法で連続して封止層を積層
することができ、生産性が高い。
When a flexible material such as PET or PEN is used as the support substrate, a roll-shaped support is drawn out to form a cell thereon, and then the sealing layer is continuously laminated by the above method. Can be highly productive.

【0193】発電効率を上げるために、モジュールの光
取り込み側の基板(一般的には強化ガラス)の表面には
反射防止処理が施される。反射防止処理方法としては、
反射防止膜をラミネートする方法、反射防止層をコーテ
ィングする方法がある。
In order to increase the power generation efficiency, the surface of the substrate (generally tempered glass) on the light intake side of the module is subjected to an anti-reflection treatment. As the anti-reflection treatment method,
There are a method of laminating an antireflection film and a method of coating an antireflection layer.

【0194】また、セルの表面をグルービング又はテク
スチャリング等の方法で処理することによって、入射し
た光の利用効率を高めることが可能である。
By treating the surface of the cell by a method such as grooving or texturing, it is possible to increase the utilization efficiency of incident light.

【0195】発電効率を上げるためには、光を損失なく
モジュール内に取り込むことが最重要であるが、光電変
換層を透過してその内側まで到達した光を反射させて光
電変換層側に効率良く戻すことも重要である。光の反射
率を高める方法としては、支持基板面を鏡面研磨した
後、AgやAl等を蒸着又はメッキする方法、セルの最下層
にAl−Mg又はAl−Tiなどの合金層を反射層として設ける
方法、アニール処理によって最下層にテクスチャー構造
を作る方法等がある。
In order to increase the power generation efficiency, it is most important that the light is taken into the module without loss. However, the light that has passed through the photoelectric conversion layer and has reached the inside thereof is reflected to improve the efficiency toward the photoelectric conversion layer side. It is also important to return well. As a method of increasing the reflectance of light, after mirror-polishing the support substrate surface, a method of depositing or plating Ag or Al, etc., an alloy layer such as Al-Mg or Al-Ti at the bottom layer of the cell as a reflective layer. There are a method of providing a texture structure and a method of forming a texture structure in the lowermost layer by annealing.

【0196】また、発電効率を上げるためにはセル間接
続抵抗を小さくすることが、内部電圧降下を抑える意味
で重要である。セル同士を接続する方法としては、ワイ
ヤーボンディング、導電性フレキシブルシートによる接
続が一般的であるが、導電性粘着テープや導電性接着剤
を用いてセルを固定すると同時に電気的に接続する方
法、導電性ホットメルトを所望の位置にパターン塗布す
る方法等もある。
In order to increase the power generation efficiency, it is important to reduce the connection resistance between cells in order to suppress the internal voltage drop. As a method of connecting the cells, wire bonding and connection using a conductive flexible sheet are generally used.However, a method of fixing the cells using a conductive adhesive tape or a conductive adhesive and simultaneously electrically connecting the cells, There is also a method of pattern-coating a conductive hot melt at a desired position.

【0197】ポリマーフィルム等のフレキシブル支持体
を用いた太陽電池の場合、ロール状の支持体を送り出し
ながら前述の方法によって順次セルを形成し、所望のサ
イズに切断した後、周縁部をフレキシブルで防湿性のあ
る素材でシールすることにより電池本体を作製できる。
また、Solar Energy Materials and Solar Cells, 48,
p383-391記載の「SCAF」とよばれるモジュール構造とす
ることもできる。更に、フレキシブル支持体を用いた太
陽電池は曲面ガラス等に接着固定して使用することもで
きる。
In the case of a solar cell using a flexible support such as a polymer film, cells are sequentially formed by the above-described method while feeding a roll-shaped support, and cut into a desired size. The battery body can be manufactured by sealing with a material having a property.
Also, Solar Energy Materials and Solar Cells, 48,
A module structure called “SCAF” described in p383-391 can also be used. Further, a solar cell using a flexible support can be used by being adhered and fixed to a curved glass or the like.

【0198】以上詳述したように、使用目的や使用環境
に合わせて様々な形状・機能を持つ太陽電池を製作する
ことができる。
As described in detail above, solar cells having various shapes and functions can be manufactured according to the purpose and environment of use.

【0199】[0199]

【実施例】以下、具体例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0200】1.一般式(1)により表される化合物の
合成例 下記化合物a〜dを用いて、本発明の一般式(1)により
表される化合物を合成した。合成した化合物の構造は1H
-NMRにより確認した。なお、合成した化合物の含水率は
カールフィッシャー法により測定し、粘度測定はB型粘
度計(トキメック(株)製)を用いて行った。
[0200] 1. Synthesis Example of Compound Represented by General Formula (1) The compound represented by the general formula (1) of the present invention was synthesized using the following compounds a to d. The structure of the synthesized compound is 1 H
-Confirmed by NMR. The water content of the synthesized compound was measured by the Karl Fischer method, and the viscosity was measured using a B-type viscometer (manufactured by Tokimec Co., Ltd.).

【0201】[0201]

【化55】 Embedded image

【0202】(A)(1-a)の合成 5.58gの化合物aと3.7gのN-メチルイミダゾールを15mlの
酢酸エチルに溶解させ、室温で48時間反応させた。酢酸
エチル相をデカンテーションにより除去した後、減圧加
熱下乾燥して化合物bを含む粗生成物1.8gを得た。この
粗生成物1.8gとヨウ化ナトリウム3.0gを20mlのアセトニ
トリル中で混合し、加熱還流下5時間反応させた。反応
終了後、沈殿をろ過により除き、溶媒を減圧留去し、シ
リカゲルカラムにより精製して1.0gの(1-a)を得た。
得られた(1-a)の含水率は0.3%であり、25℃での粘度
はη=832cp以上であった。
(A) Synthesis of (1-a) 5.58 g of compound a and 3.7 g of N-methylimidazole were dissolved in 15 ml of ethyl acetate and reacted at room temperature for 48 hours. After removing the ethyl acetate phase by decantation, it was dried under reduced pressure and heated to obtain 1.8 g of a crude product containing compound b. 1.8 g of this crude product and 3.0 g of sodium iodide were mixed in 20 ml of acetonitrile and reacted under heating and reflux for 5 hours. After completion of the reaction, the precipitate was removed by filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by a silica gel column to obtain 1.0 g of (1-a).
The water content of the obtained (1-a) was 0.3%, and the viscosity at 25 ° C. was η = 832 cp or more.

【0203】(B)(1-b)の合成 化合物bを含む上記粗生成物1.8gとN-リチオトリフルオ
ロメタンスルホンイミド2.0gを20mlの水中で室温下、30
分間撹拌した。これを塩化メチレンで抽出、濃縮して1.
7gの(1-b)を油状物として得た。これを更に50℃、5m
mHgの条件下で5時間乾燥して得た化合物(1-b)の含水
率は0.15%であり、25℃での粘度はη=355cpであっ
た。
(B) Synthesis of (1-b) 1.8 g of the above crude product containing compound b and 2.0 g of N-lithiotrifluoromethanesulfonimide were placed in 20 ml of water at room temperature for 30 minutes.
Stirred for minutes. This is extracted with methylene chloride and concentrated to 1.
7 g of (1-b) were obtained as an oil. This is further heated at 50 ° C and 5m
The water content of the compound (1-b) obtained by drying under the condition of mHg for 5 hours was 0.15%, and the viscosity at 25 ° C. was η = 355 cp.

【0204】(C)(1-c)の合成 3.15gの(1-a)と1.95gのテトラフルオロほう酸銀を25m
lの水中で混合した。次にセライトを用いて沈殿物をろ
過し、水を濃縮し、50℃、5mmHgの条件下で5時間乾燥
して、1.8gの(1-c)を得た。得られた(1-c)の含水率
は0.2%であり、25℃での粘度はη=1100cpであった。
(C) Synthesis of (1-c) 3.15 g of (1-a) and 1.95 g of silver tetrafluoroborate were added in 25 m
1 in water. Next, the precipitate was filtered using celite, the water was concentrated, and dried under the conditions of 50 ° C. and 5 mmHg for 5 hours to obtain 1.8 g of (1-c). The water content of the obtained (1-c) was 0.2%, and the viscosity at 25 ° C. was η = 1100 cp.

【0205】(D)(4-a)の合成 2.2gの65%油性水素化ナトリウムを50mlのDMFに懸濁さ
せ、0℃にて、3.4gのイミダゾールを分割添加した。添
加終了後、10mlのDMFに10.7gの化合物cを溶解した溶液
を加え、室温で24時間反応させた。反応終了後、溶媒を
減圧留去し、残査をシリカゲルカラム(溶離液:塩化メ
チレン/メタノール=10/1)により精製して9.8gの化
合物dを得た。
(D) Synthesis of (4-a) 2.2 g of 65% oily sodium hydride was suspended in 50 ml of DMF, and at 0 ° C., 3.4 g of imidazole was added in portions. After the addition was completed, a solution in which 10.7 g of the compound c was dissolved in 10 ml of DMF was added and reacted at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by a silica gel column (eluent: methylene chloride / methanol = 10/1) to obtain 9.8 g of compound d.

【0206】続いて、2.5gの化合物dと0.63mlのヨウ化
メチルを10mlの酢酸エチルに溶解させ、室温で24時間反
応させた。反応終了後、溶媒を減圧留去し、シリカゲル
カラム(溶離液:塩化メチレン/メタノール=4/1)
により精製し、50℃、1mmHgの条件下で5時間乾燥して
1.82gの(4-a)を得た。得られた(4-a)の含水率は0.3
%であり、25℃での粘度はη=2000cp以上であった。
Subsequently, 2.5 g of compound d and 0.63 ml of methyl iodide were dissolved in 10 ml of ethyl acetate and reacted at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and a silica gel column (eluent: methylene chloride / methanol = 4/1)
And dried under the conditions of 50 ° C and 1 mmHg for 5 hours.
1.82 g of (4-a) was obtained. The water content of the obtained (4-a) was 0.3
%, And the viscosity at 25 ° C. was η = 2000 cp or more.

【0207】(E)(4-b)の合成 1.8gの(4-a)と1.33gのN-リチオトリフルオロメタンス
ルホンイミドを20mlの水中で室温下、1時間撹拌した。
反応液を塩化メチレンで抽出、濃縮し、50℃、5mmHgの
条件下で5時間乾燥して1.6gの(4-b)を油状物として
得た。得られた(4-b)の含水率は0.2%であり、25℃で
の粘度はη=333cpであった。
(E) Synthesis of (4-b) 1.8 g of (4-a) and 1.33 g of N-lithiotrifluoromethanesulfonimide were stirred in 20 ml of water at room temperature for 1 hour.
The reaction solution was extracted with methylene chloride, concentrated, and dried under the conditions of 50 ° C. and 5 mmHg for 5 hours to obtain 1.6 g of (4-b) as an oil. The water content of the obtained (4-b) was 0.2%, and the viscosity at 25 ° C. was η = 333 cp.

【0208】(F)(4-c)の合成 2.0gの(4-a)と1.0gのテトラフルオロほう酸銀を20ml
の水中で混合した。次にセライトを用いて沈殿物をろ過
し、水を濃縮し、50℃、5mmHgの条件下で5時間乾燥し
て1.3gの(4-c)を油状物として得た。得られた(4-c)
の含水率は0.2%であり、25℃での粘度はη=2000cpで
あった。
(F) Synthesis of (4-c) 2.0 g of (4-a) and 1.0 g of silver tetrafluoroborate in 20 ml
In water. Next, the precipitate was filtered using celite, the water was concentrated, and dried under the conditions of 50 ° C. and 5 mmHg for 5 hours to obtain 1.3 g of (4-c) as an oil. Obtained (4-c)
Had a water content of 0.2% and a viscosity at 25 ° C. of η = 2000 cp.

【0209】(G)(4-d)の合成 2.0gの(4-a)と0.86gのチオシアン酸銀を80mlの水中で
混合した。これを48時間撹拌しセライトを用いて沈殿物
をろ過した。得られた溶液の水を濃縮し、シリカゲルカ
ラムにより精製した後、50℃、5mmHgの条件下で5時間
乾燥して0.6gの(4-d)を油状物として得た。得られた
(4-d)の含水率は0.3%であり、25℃での粘度はη=20
00cp以上であった。
(G) Synthesis of (4-d) 2.0 g of (4-a) and 0.86 g of silver thiocyanate were mixed in 80 ml of water. This was stirred for 48 hours and the precipitate was filtered using celite. The water of the obtained solution was concentrated, purified by a silica gel column, and dried under the conditions of 50 ° C. and 5 mmHg for 5 hours to obtain 0.6 g of (4-d) as an oil. The water content of the obtained (4-d) is 0.3%, and the viscosity at 25 ° C. is η = 20.
It was more than 00cp.

【0210】(H)(4-e)の合成 3.87gの(4-a)と2.3gのトリフルオロ酢酸銀を20mlの水
中で混合し、セライトを用いて沈殿物をろ過した。得ら
れた溶液の水を濃縮し、シリカゲルカラムにより精製し
た後、50℃、5mmHgの条件下で5時間乾燥して1.4gの
(4-e)を油状物として得た。得られた(4-e)の含水率
は0.5%であり、25℃での粘度はη=2000cp以上であっ
た。
(H) Synthesis of (4-e) 3.87 g of (4-a) and 2.3 g of silver trifluoroacetate were mixed in 20 ml of water, and the precipitate was filtered using celite. The water of the obtained solution was concentrated and purified by a silica gel column, and then dried at 50 ° C. and 5 mmHg for 5 hours to obtain 1.4 g of (4-e) as an oil. The water content of the obtained (4-e) was 0.5%, and the viscosity at 25 ° C. was η = 2000 cp or more.

【0211】(I)(4-f)の合成 2.0gの(4-a)と1.05gのメタンスルホン酸銀を20mlの水
中で混合し、セライトを用いて沈殿物をろ過した。得ら
れた溶液の水を濃縮し、シリカゲルカラムにより精製し
た後、50℃、5mmHgの条件下で5時間乾燥して1.3gの
(4-f)を油状物として得た。得られた(4-f)の含水率
は0.5%であり、25℃での粘度はη=2000cp以上であっ
た。
(I) Synthesis of (4-f) 2.0 g of (4-a) and 1.05 g of silver methanesulfonate were mixed in 20 ml of water, and the precipitate was filtered using celite. The water of the obtained solution was concentrated, purified by a silica gel column, and dried at 50 ° C. and 5 mmHg for 5 hours to obtain 1.3 g of (4-f) as an oil. The water content of the obtained (4-f) was 0.5%, and the viscosity at 25 ° C. was η = 2000 cp or more.

【0212】(J)他の一般式(1)により表される化
合物の合成 上記以外の本発明の一般式(1)により表される化合物
も、上記化合物と同様にして容易に合成できる。
(J) Synthesis of Compound Represented by Other General Formula (1) Compounds represented by the general formula (1) of the present invention other than those described above can be easily synthesized in the same manner as the above compound.

【0213】2.光電気化学電池の作製 (A)二酸化チタン分散液の調製 内側をテフロン(登録商標)コーティングした内容積20
0mlのステンレス製容器に二酸化チタン微粒子(日本ア
エロジル(株)製、Degussa P-25)15g、水45g、分散剤
(アルドリッチ社製、Triton X-100)1g、直径0.5mmの
ジルコニアビーズ(ニッカトー社製)30gを入れ、サン
ドグラインダーミル(アイメックス社製)を用いて1500
rpmで2時間分散処理した。得られた分散液からジルコ
ニアビーズをろ過により除去した。得られた分散液中の
二酸化チタン微粒子の平均粒径は2.5μmであった。なお
粒径はMALVERN社製のマスターサイザーにて測定した。
[0213] 2. Preparation of Photoelectrochemical Cell (A) Preparation of Titanium Dioxide Dispersion Solution Inner volume of 20 coated with Teflon (registered trademark)
In a 0 ml stainless steel container, 15 g of titanium dioxide particles (Degussa P-25, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), 45 g of water, 1 g of a dispersant (Triton X-100, manufactured by Aldrich), and zirconia beads having a diameter of 0.5 mm (Nikkato) 30 g) and 1500 using a sand grinder mill (made by Imex)
The dispersion treatment was performed at rpm for 2 hours. Zirconia beads were removed from the obtained dispersion by filtration. The average particle size of the titanium dioxide fine particles in the obtained dispersion was 2.5 μm. The particle size was measured with a master sizer manufactured by MALVERN.

【0214】(B)色素を吸着したTiO2電極の作製 フッ素をドープした酸化スズ層を有する導電性ガラス
(旭硝子(株)製TCOガラス-Uを20mm×20mmの大きさに
切断加工したもの、表面抵抗約30Ω/□)の導電面側に
ガラス棒を用いて上記分散液を塗布した。半導体微粒子
の塗布量は20g/m2とした。その際、導電面側の一部(端
から3mm)に粘着テープを張ってスペーサーとし、粘着
テープが両端に来るようにガラスを並べて一度に8枚ず
つ塗布した。塗布後、粘着テープを剥離し、室温で1日
間風乾した。次にこのガラスを電気炉(ヤマト科学
(株)製マッフル炉FP-32型)に入れ、450℃にて30分間
焼成し、TiO2電極を得た。この電極を取り出し冷却した
後、表1に示す色素のエタノール溶液(3×10-4mol/
l)に3時間浸漬した。色素の染着したTiO2電極を4-t-
ブチルピリジンに15分間浸漬した後、エタノールで洗浄
し自然乾燥した。色素の塗布量は、色素の種類に応じ、
適宜0.1〜10mmol/m2の範囲から選択した。
(B) Preparation of TiO 2 Electrode Adsorbing Dye Conductive glass having a tin oxide layer doped with fluorine (TCO glass-U manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. cut into a size of 20 mm × 20 mm, The above dispersion was applied to the conductive surface side having a surface resistance of about 30Ω / □ using a glass rod. The application amount of the semiconductor fine particles was 20 g / m 2 . At that time, an adhesive tape was stretched on a part (3 mm from the end) on the conductive surface side to form a spacer, and glass was lined up so that the adhesive tape came to both ends, and eight pieces were applied at a time. After application, the adhesive tape was peeled off and air-dried at room temperature for one day. Next, this glass was placed in an electric furnace (muffle furnace FP-32 type, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) and fired at 450 ° C. for 30 minutes to obtain a TiO 2 electrode. After taking out the electrode and cooling it, an ethanol solution of the dye shown in Table 1 (3 × 10 −4 mol /
l) for 3 hours. Dye-stained TiO 2 electrode with 4-t-
After being immersed in butylpyridine for 15 minutes, it was washed with ethanol and dried naturally. The amount of dye applied depends on the type of dye,
Selected from a range of appropriate 0.1 to 10 mmol / m 2.

【0215】(C)光電気化学電池の作成 上述のように作製した色素増感TiO2電極基板(20mm×20
mm)をこれと同じ大きさの白金蒸着ガラスと重ね合わせ
た。次に、両ガラスの隙間に毛細管現象を利用して電解
質組成物を染み込ませ、電解質をTiO2電極中に導入し、
図1に示す、導電性ガラスからなる導電性支持体層(ガ
ラスの透明基板50a上に導電層10aが設層されたもの)、
色素増感TiO2の感光層20、電荷移動層30、白金からなる
対極導電層40及びガラスの透明基板50aを順に積層しエ
ポキシ系封止剤で封止した光電気化学電池を作製した。
ただし、電解質組成物の粘度が高く、毛細管現象を利用
して電解質組成物を染み込ませることが困難な場合は、
電解質組成物を50℃に加温し、これをTiO2電極に塗布し
た後、この電極を減圧下に置き、電解質組成物が十分浸
透し電極中の空気が抜けた後、白金蒸着ガラス(対極)
を重ね合わせて、同様に光電気化学電池を作製した。
(C) Preparation of photoelectrochemical cell The dye-sensitized TiO 2 electrode substrate (20 mm × 20
mm) was overlaid with platinum-evaporated glass of the same size. Next, using a capillary phenomenon to penetrate the electrolyte composition into the gap between the two glasses, the electrolyte is introduced into the TiO 2 electrode,
A conductive support layer made of conductive glass (a conductive layer 10a is provided on a transparent glass substrate 50a) shown in FIG. 1,
A photoelectrochemical cell in which a photosensitive layer 20 of dye-sensitized TiO 2 , a charge transfer layer 30, a counter electrode conductive layer 40 made of platinum, and a transparent substrate 50a made of glass were laminated in this order and sealed with an epoxy-based sealant was produced.
However, when the viscosity of the electrolyte composition is high and it is difficult to use the capillary phenomenon to impregnate the electrolyte composition,
After heating the electrolyte composition to 50 ° C. and applying it to a TiO 2 electrode, the electrode was placed under reduced pressure. After the electrolyte composition permeated sufficiently and the air in the electrode had escaped, platinum-deposited glass (counter electrode) )
Were overlapped to produce a photoelectrochemical cell in the same manner.

【0216】電解質組成物と色素を変更して上述の工程
を行い、実施例1〜30及び比較例1〜15の光電気化学電
池を作製した。各光電気化学電池に用いた電解質組成物
の組成、得られた感光層の厚さ、及び用いた色素を併せ
て表1に示す。表1中のBCEはビスシアノエチルエーテ
ルを表す。なお、実施例で用いた本発明の電解質塩は、
それに水素を付加してなる化合物の共役酸のpKaが3〜1
5である置換基を含む。そのような置換基は(1-a)〜(1-
f)及び(15-c)においてはピリジル基(水素を付加してな
る化合物の共役酸のpKa:5)であり、(2-b)、(2-c)、
(3-d)、(3-e)、(4-c)〜(4-f)及び(5-c)においてはα-ピ
コリル基(同pKa:6)であり、(7-c)においては2-メ
チルイミダゾリル基(同pKa:8)であり、(13-c)に
おいてはイミダゾリル基(同pKa:7)である。また実
施例及び比較例の電解質組成物に用いた、本発明の化合
物以外の化合物(Y-1)〜(Y-8)の構造を以下に示す。
The above-mentioned steps were performed by changing the electrolyte composition and the dye, and photoelectrochemical cells of Examples 1 to 30 and Comparative Examples 1 to 15 were produced. Table 1 shows the composition of the electrolyte composition used for each photoelectrochemical cell, the thickness of the obtained photosensitive layer, and the dye used. BCE in Table 1 represents biscyanoethyl ether. The electrolyte salt of the present invention used in the examples,
The pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto is 3 to 1
5 substituents. Such substituents are (1-a) to (1-
f) and (15-c) are pyridyl groups (pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen: 5), and (2-b), (2-c),
(3-d), (3-e), (4-c) to (4-f) and (5-c) are α-picolyl groups (same pKa: 6), and (7-c) Is a 2-methylimidazolyl group (pKa: 8), and (13-c) is an imidazolyl group (pKa: 7). The structures of the compounds (Y-1) to (Y-8) other than the compound of the present invention used in the electrolyte compositions of Examples and Comparative Examples are shown below.

【0217】[0219]

【表1】 [Table 1]

【0218】[0218]

【化56】 Embedded image

【0219】3.光電変換効率の測定 500Wのキセノンランプ(ウシオ電気(株)製)の光をAM
1.5フィルター(Oriel社製)及びシャープカットフィル
ター(Kenko L-42)を通すことにより紫外線を含まない
模擬太陽光を発生させた。この光の強度は72mW/cm2
あった。この模擬太陽光を、55℃にて、作製した各光電
気化学電池に照射し、発生した電気を電流電圧測定装置
(ケースレーSMU238型)にて測定した。これにより求め
られた各光電気化学電池の開放電圧(Voc)、短絡電流
密度(Jsc)、形状因子(FF)、変換効率(η)及び80
時間暗所保存後の変換効率の低下率を表2に示す。
[0219] 3. Measurement of photoelectric conversion efficiency AM light of 500 W xenon lamp (Ushio Electric Co., Ltd.)
Simulated sunlight without ultraviolet rays was generated by passing through a 1.5 filter (manufactured by Oriel) and a sharp cut filter (Kenko L-42). The intensity of this light was 72 mW / cm 2 . This simulated sunlight was irradiated at 55 ° C. on each of the produced photoelectrochemical cells, and the generated electricity was measured with a current / voltage measuring device (Keithley SMU238 type). The open-circuit voltage (Voc), short-circuit current density (Jsc), form factor (FF), conversion efficiency (η) and 80
Table 2 shows the rate of decrease in conversion efficiency after storage in a dark place.

【0220】[0220]

【表2】 [Table 2]

【0221】表2より、電解質に有機溶媒を多く含む光
電気化学電池(実施例1及び2、比較例1〜4)では暗
所保存後の劣化が著しいが、その中では、本発明の実施
例2の光電気化学電池は、従来のイミダゾリウム塩を用
いた比較例1、3及び4やこれに塩基性化合物(Y-2)
を併用した比較例2の光電気化学電池よりも変換効率の
低下率が改善されていることがわかる。また、変換効率
の低下率を10%以内に抑えるためには電解質組成物の溶
媒含有量は10質量%が限度であり、溶媒を使用しないこ
とがより好ましいことがわかる。溶媒含有量10質量%以
下の電解質組成物を用いた光電気化学電池においては、
既存のイミダゾリウム塩のみを電解質として用いた光電
気化学電池(比較例6〜10)及びこれに既存の塩基性化
合物(Y-2)を併用した光電気化学電池(比較例11〜15)
では開放電圧及び変換効率が低く、変換効率の低下率は
本発明の光電気化学電池と同等か、それ以下である。一
方、本発明の電解質組成物を用いた光電気化学電池では
開放電圧が高く、それに伴い変換効率が向上しているこ
とがわかる。また、オキシエチレン基を有する塩との組
み合わせにより変換効率が向上する(実施例16〜19)。
さらに、感光層を薄くするとそれに伴い短絡電流密度の
低下が見られる(実施例5:6.5μm、実施例27:4.8μ
m、実施例28:3.3μm)が、光吸収率の高い色素を組み
合わせることにより光電変換効率が向上することが実施
例29及び30の結果からわかる。
From Table 2, it can be seen that the photoelectrochemical cells containing a large amount of organic solvent in the electrolyte (Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 to 4) were significantly deteriorated after storage in a dark place. The photoelectrochemical cell of Example 2 was prepared using Comparative Examples 1, 3 and 4 using a conventional imidazolium salt and a basic compound (Y-2).
It can be seen that the rate of decrease in the conversion efficiency is improved as compared with the photoelectrochemical cell of Comparative Example 2 in which is used in combination. Further, in order to suppress the rate of decrease in conversion efficiency to within 10%, the solvent content of the electrolyte composition is limited to 10% by mass, and it can be seen that it is more preferable not to use a solvent. In a photoelectrochemical cell using an electrolyte composition having a solvent content of 10% by mass or less,
Photoelectrochemical cells using only the existing imidazolium salt as the electrolyte (Comparative Examples 6 to 10) and photoelectrochemical cells using this together with the existing basic compound (Y-2) (Comparative Examples 11 to 15)
In this case, the open-circuit voltage and the conversion efficiency are low, and the rate of decrease in the conversion efficiency is equal to or lower than that of the photoelectrochemical cell of the present invention. On the other hand, it can be seen that in the photoelectrochemical cell using the electrolyte composition of the present invention, the open-circuit voltage is high, and the conversion efficiency is accordingly improved. Conversion efficiency is improved by combination with a salt having an oxyethylene group (Examples 16 to 19).
Further, when the photosensitive layer is made thinner, the short-circuit current density is reduced accordingly (Example 5: 6.5 μm, Example 27: 4.8 μm).
m, Example 28: 3.3 μm), the results of Examples 29 and 30 show that the photoelectric conversion efficiency is improved by combining a dye having a high light absorption.

【0222】[0222]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電解質組
成物は耐久性及び電荷輸送能に優れ、この電解質組成物
を用いた光電変換素子は優れた光電変換特性を有し、経
時での特性劣化が少ない。かかる光電変換素子からなる
光電気化学電池は太陽電池として極めて有効である。
As described in detail above, the electrolyte composition of the present invention is excellent in durability and charge transport ability, and a photoelectric conversion element using this electrolyte composition has excellent photoelectric conversion characteristics, Characteristic deterioration is small. A photoelectrochemical cell comprising such a photoelectric conversion element is extremely effective as a solar cell.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図2】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 2 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図3】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 3 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図4】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 4 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図5】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 5 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図6】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 6 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図7】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 7 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図8】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 8 is a partial sectional view showing the structure of a preferred photoelectric conversion element of the present invention.

【図9】 本発明の光電変換素子を用いた基板一体型太
陽電池モジュールの構造の一例を示す部分断面図であ
る。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating an example of the structure of a substrate-integrated solar cell module using the photoelectric conversion element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・導電層 10a・・・透明導電層 11・・・金属リード 20・・・感光層 21・・・半導体微粒子 22・・・色素 23・・・電解質 30・・・電荷移動層 40・・・対極導電層 40a・・・透明対極導電層 50・・・基板 50a・・・透明基板 60・・・下塗り層 70・・・反射防止層 10 conductive layer 10a transparent conductive layer 11 metal lead 20 photosensitive layer 21 fine semiconductor particles 22 dye 23 electrolyte 30 charge transfer layer 40 ..Counter electrode conductive layer 40a ... Transparent counter electrode conductive layer 50 ... Substrate 50a ... Transparent substrate 60 ... Undercoat layer 70 ... Anti-reflective layer

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1): 【化1】 (ただし、Qは窒素原子と共に5又は6員環の芳香族カ
チオンを形成しうる原子団を表し、 R001はL001−A01(L001は結合又は2価連結基を表し、L
001が結合を表すときA 01は置換基を表し、L001が2価連
結基を表すときA01は水素原子又は置換基を表す。)を
表し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、 n01は0、又は1以上Q上に存在可能なR001の数の最大値
以下の整数を表し、 R002はL002−L003−A02(L002は置換又は無置換のアル
キレン基、或いは置換又は無置換のアルケニレン基を表
し、L003は結合又は2価連結基を表し、A02は水素原子
又は置換基を表す。)を表し、 X-はアニオンを表し、 R001及びR002のうち2つ以上が互いに連結して環構造を
形成してもよく、 A01及びA02のうち少なくとも1つは、それに水素を付加
してなる化合物の共役酸のpKaが3〜15である置換基で
ある。)により表される化合物を含むことを特徴とする
電解質組成物。
1. The following general formula (1):(However, Q is a 5- or 6-membered aromatic compound together with a nitrogen atom.
Represents an atomic group capable of forming thione, R001Is L001−A01(L001Represents a bond or a divalent linking group;
001A represents a bond 01Represents a substituent, L001Is divalent
A when representing a group01Represents a hydrogen atom or a substituent. )
And each may be the same or different, and n01 is 0, or 1 or more R that can exist on Q001Maximum number of
Represents the following integer, R002Is L002−L003−A02(L002Is a substituted or unsubstituted al
Shows a kylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group.
Then L003Represents a bond or a divalent linking group;02Is a hydrogen atom
Or a substituent. ), And X-Represents an anion; R001And R002Two or more are linked together to form a ring structure
May be formed, A01And A02At least one of which has hydrogen added to it
A conjugate acid having a pKa of 3 to 15
is there. )
Electrolyte composition.
【請求項2】 請求項1に記載の電解質組成物におい
て、前記Qの構成原子は炭素原子、水素原子、窒素原
子、酸素原子及び硫黄原子からなる群から選ばれること
を特徴とする電解質組成物。
2. The electrolyte composition according to claim 1, wherein the constituent atom of Q is selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom. .
【請求項3】 請求項1又は2に記載の電解質組成物に
おいて、前記Qが窒素原子と共に形成する5又は6員環
の芳香族カチオンはイミダゾリウムカチオン又はピリジ
ニウムカチオンであることを特徴とする電解質組成物。
3. The electrolyte composition according to claim 1, wherein the 5- or 6-membered aromatic cation in which Q forms together with a nitrogen atom is an imidazolium cation or a pyridinium cation. Composition.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の電解質
組成物において、前記一般式(1)により表される化合
物は下記一般式(2): 【化2】 (ただし、R003はL004−L005−A03(L004は置換又は無
置換のアルキレン基、或いは置換又は無置換のアルケニ
レン基を表し、L005は結合又は2価連結基を表し、A03
は水素原子又は置換基を表す。)を表し、それぞれ同じ
でも異なっていてもよく、 n02は0〜3の整数を表し、 R004は水素原子又はL006−L007−A04(L006は置換又は
無置換のアルキレン基、或いは置換又は無置換のアルケ
ニレン基を表し、L007は結合又は2価連結基を表し、A
04は水素原子又は置換基を表す。)を表し、 R005はL008−L009−A05(L008は置換又は無置換のアル
キレン基、或いは置換又は無置換のアルケニレン基を表
し、L009は結合又は2価連結基を表し、A05は水素原子
又は置換基を表す。)を表し、 X-はアニオンを表し、 R003〜R005のうち2つ以上が互いに連結して環構造を形
成してもよく、 A03〜A05のうち少なくとも1つは、それに水素を付加し
てなる化合物の共役酸のpKaが3〜15である置換基であ
る。)により表されることを特徴とする電解質組成物。
4. The electrolyte composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is represented by the following general formula (2): (However, R 003 represents L 004 -L 005 -A 03 (L 004 represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 005 represents a bond or a divalent linking group, 03
Represents a hydrogen atom or a substituent. ) Represent, may be the same as or different from each other, n02 represents an integer of 0 to 3, R 004 is a hydrogen atom or L 006 -L 007 -A 04 (L 006 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, or L 007 represents a substituted or unsubstituted alkenylene group; L 007 represents a bond or a divalent linking group;
04 represents a hydrogen atom or a substituent. R 005 represents L 008 -L 009 -A 05 (L 008 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 009 represents a bond or a divalent linking group, a 05 represents a) represents a hydrogen atom or a substituent, X -. represents an anion, it may form two or more connected to each other to form a ring structure of R 003 ~R 005, a 03 ~A At least one of 05 is a substituent in which the pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto is 3 to 15. An electrolyte composition represented by the formula:
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の電解質
組成物において、前記一般式(1)により表される化合
物は下記一般式(3): 【化3】 (ただし、R006はL010−L011−A06(L010は置換又は無
置換のアルキレン基、或いは置換又は無置換のアルケニ
レン基を表し、L011は結合又は2価連結基を表し、A06
は水素原子又は置換基を表す。)を表し、それぞれ同じ
でも異なっていてもよく、 n03は0〜5の整数を表し、 R007はL012−L013−A07(L012は置換又は無置換のアル
キレン基、或いは置換又は無置換のアルケニレン基を表
し、L013は結合又は2価連結基を表し、A07は水素原子
又は置換基を表す。)を表し、 X-はアニオンを表し、 R006及びR007のうち2つ以上が互いに連結して環構造を
形成してもよく、 A06及びA07のうち少なくとも1つは、それに水素を付加
してなる化合物の共役酸のpKaが3〜15である置換基で
ある。)により表されることを特徴とする電解質組成
物。
5. The electrolyte composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is represented by the following general formula (3): (However, R 006 represents L 010 -L 011 -A 06 (L 010 represents a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted alkenylene group, L 011 represents a bond or a divalent linking group, 06
Represents a hydrogen atom or a substituent. ) Represents, which may be the same or different, n03 represents an integer of 0 to 5, R 007 is L 012 -L 013 -A 07 (L 012 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, or a substituted or unsubstituted a substituted alkenylene group, L 013 represents a bond or a divalent linking group, a 07 represents a represents) a hydrogen atom or a substituent, X -. represents an anion, two of R 006 and R 007 The above may combine with each other to form a ring structure, and at least one of A 06 and A 07 is a substituent having a pKa of 3 to 15 of a conjugate acid of a compound obtained by adding hydrogen thereto. . An electrolyte composition represented by the formula:
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の電解質
組成物において、それに水素を付加してなる化合物の共
役酸のpKaが3〜15である置換基はイミダゾリル基又は
ピリジル基であることを特徴とする電解質組成物。
6. The electrolyte composition according to claim 1, wherein the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto has a pKa of 3 to 15 which is an imidazolyl group or a pyridyl group. An electrolyte composition comprising:
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の電解質
組成物において、溶媒含有量は電解質組成物全体の10質
量%以下であることを特徴とする電解質組成物。
7. The electrolyte composition according to claim 1, wherein the content of the solvent is not more than 10% by mass of the whole electrolyte composition.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の電解質
組成物において、前記X-がヨウ化物イオン、NCS-、B
F4 -、(CF3SO2)2N-、又は下記一般式(AN-1)及び(AN-
2): 【化4】 (ただし、R013は水素原子、置換又は無置換のアルキル
基、パーフルオロアルキル基、或いは置換又は無置換の
アリール基を表し、R014は置換又は無置換のアルキル
基、パーフルオロアルキル基、或いは置換又は無置換の
アリール基を表す。)のいずれかにより表されるアニオ
ンであることを特徴とする電解質組成物。
8. The electrolyte composition according to claim 1, wherein X is an iodide ion, NCS , B
F 4 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , or the following general formulas (AN-1) and (AN-
2): embedded image (However, R 013 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a perfluoroalkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, and R 014 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a perfluoroalkyl group, or Or a substituted or unsubstituted aryl group).
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の電解質
組成物において、前記一般式(1)により表される化合
物以外にヨウ素塩及び/又はヨウ素を含有することを特
徴とする電解質組成物。
9. The electrolyte composition according to claim 1, further comprising an iodine salt and / or iodine in addition to the compound represented by the general formula (1). object.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の電解質
組成物において、光電気化学電池に用いられることを特
徴とする電解質組成物。
10. The electrolyte composition according to claim 1, wherein the electrolyte composition is used for a photoelectrochemical cell.
【請求項11】 導電層、感光層、電荷移動層及び対極を
有する光電変換素子において、前記電荷移動層は請求項
1〜10のいずれかに記載の電解質組成物を含有すること
を特徴とする光電変換素子。
11. A photoelectric conversion device having a conductive layer, a photosensitive layer, a charge transfer layer, and a counter electrode, wherein the charge transfer layer contains the electrolyte composition according to claim 1. Photoelectric conversion element.
【請求項12】 請求項11に記載の光電変換素子におい
て、前記感光層は色素によって増感された微粒子半導体
を含有することを特徴とする光電変換素子。
12. The photoelectric conversion device according to claim 11, wherein the photosensitive layer contains a fine particle semiconductor sensitized by a dye.
【請求項13】 請求項12に記載の光電変換素子におい
て、前記微粒子半導体は金属カルコゲニド微粒子から構
成されることを特徴とする光電変換素子。
13. The photoelectric conversion device according to claim 12, wherein the fine particle semiconductor is composed of metal chalcogenide fine particles.
【請求項14】 請求項13に記載の光電変換素子におい
て、前記金属カルコゲニド微粒子は酸化チタン微粒子を
含むことを特徴とする光電変換素子。
14. The photoelectric conversion device according to claim 13, wherein the metal chalcogenide fine particles include titanium oxide fine particles.
【請求項15】 請求項12〜14のいずれかに記載の光電変
換素子において、前記色素は金属錯体色素及び/又はポ
リメチン色素であることを特徴とする光電変換素子。
15. The photoelectric conversion device according to claim 12, wherein the dye is a metal complex dye and / or a polymethine dye.
【請求項16】 請求項11〜15のいずれかに記載の光電変
換素子からなることを特徴とする光電気化学電池。
A photoelectrochemical cell comprising the photoelectric conversion element according to any one of claims 11 to 15.
【請求項17】 下記一般式(4): 【化5】 (ただし、R008はL014−A08(L014はアルキレン基、−O
−又はこれらをそれぞれ1つ以上組み合わせてなる2価
連結基を表し、A08は水素原子又は置換基を表す。)を
表し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、 n04は0〜3の整数を表し、 R009は水素原子又はL015−A09(L015はアルキレン基、
−O−又はこれらをそれぞれ1つ以上組み合わせてなる
2価連結基を表し、A09は水素原子又は置換基を表
す。)を表し、 R010はL016−A10(L016はアルキレン基、−O−又はこれ
らをそれぞれ1つ以上組み合わせてなる2価連結基を表
し、A10は水素原子又は置換基を表す。)を表し、 X-はアニオンを表し、 A08〜A10のうち少なくとも1つは、それに水素を付加し
てなる化合物の共役酸のpKaが3〜15である置換基であ
る。)により表されることを特徴とするイミダゾリウム
化合物。
17. The following general formula (4): (However, R 008 is L 014 -A 08 (L 014 is an alkylene group, -O
- or a divalent linking group them by combining one or more thereof, A 08 represents a hydrogen atom or a substituent. ) Represents, which may be the same or different, n04 represents an integer of 0 to 3, R 009 is a hydrogen atom or L 015 -A 09 (L 015 represents an alkylene group,
—O— or a divalent linking group obtained by combining one or more of them, and A 09 represents a hydrogen atom or a substituent. R 010 represents L 016 -A 10 (L 016 represents an alkylene group, —O—, or a divalent linking group formed by combining at least one of them, and A 10 represents a hydrogen atom or a substituent. ) represents, X - represents an anion, at least one of a 08 to a 10 is, it is a substituent having a pKa of 3-15 conjugate acid of a compound obtained by adding hydrogen. ). An imidazolium compound represented by the formula:
【請求項18】 下記一般式(5): 【化6】 (ただし、R011はL017−A11(L017はアルキレン基、−O
−又はこれらをそれぞれ1つ以上組み合わせてなる2価
連結基を表し、A11は水素原子又は置換基を表す。)を
表し、それぞれ同じでも異なっていてもよく、 n05は0〜5の整数を表し、 R012はL018−A12(L018はアルキレン基、−O−又はこれ
らをそれぞれ1つ以上組み合わせてなる2価連結基を表
し、A12は水素原子又は置換基を表す。)を表し、 X-はアニオンを表し、 A11及びA12のうち少なくとも1つは、それに水素を付加
してなる化合物の共役酸のpKaが3〜15である置換基で
ある。)により表されることを特徴とするピリジニウム
化合物。
18. The following general formula (5): (However, R 011 is L 017 -A 11 (L 017 is an alkylene group, -O
-Or a divalent linking group obtained by combining one or more of these, and A 11 represents a hydrogen atom or a substituent. ) Represent, may be the same as or different from each other, n05 represents an integer of 0 to 5, R 012 is L 018 -A 12 (L 018 represents an alkylene group, -O-, or a combination thereof one or more respective consisting represents a divalent linking group, a 12 represents a represents) a hydrogen atom or a substituent, X -. represents an anion, at least one of a 11 and a 12 are, it compounds obtained by adding hydrogen Is a substituent having a pKa of 3 to 15. A pyridinium compound represented by the formula:
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