JP2001203377A - 光電変換素子及びそれを用いた太陽電池 - Google Patents
光電変換素子及びそれを用いた太陽電池Info
- Publication number
- JP2001203377A JP2001203377A JP2000010451A JP2000010451A JP2001203377A JP 2001203377 A JP2001203377 A JP 2001203377A JP 2000010451 A JP2000010451 A JP 2000010451A JP 2000010451 A JP2000010451 A JP 2000010451A JP 2001203377 A JP2001203377 A JP 2001203377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- layer
- conversion element
- hole transport
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 51
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 49
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 claims description 23
- 230000002165 photosensitisation Effects 0.000 claims description 22
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229920000548 poly(silane) polymer Polymers 0.000 claims description 8
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 6
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- HOQAPVYOGBLGOC-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-9h-carbazole Chemical compound C12=CC=CC=C2NC2=C1C=CC=C2CC HOQAPVYOGBLGOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- VSBOSAGJYNRBJN-UHFFFAOYSA-N 5-nitronaphthalene-1,4-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)C2=C1C=CC=C2[N+](=O)[O-] VSBOSAGJYNRBJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 2
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N tetracyanoquinodimethane Chemical compound N#CC(C#N)=C1C=CC(=C(C#N)C#N)C=C1 PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical class [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWHDQPLUIFIFFT-UHFFFAOYSA-N 2,3,5,6-tetrabromocyclohexa-2,5-diene-1,4-dione Chemical group BrC1=C(Br)C(=O)C(Br)=C(Br)C1=O LWHDQPLUIFIFFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 2,5-cyclohexadiene- 1,4-diylidene Chemical group 0.000 description 1
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSFUMBWFPQSADC-UHFFFAOYSA-N Disperse Blue 1 Chemical compound O=C1C2=C(N)C=CC(N)=C2C(=O)C2=C1C(N)=CC=C2N JSFUMBWFPQSADC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000000177 Indigofera tinctoria Nutrition 0.000 description 1
- 229930192627 Naphthoquinone Natural products 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- YLQWCDOCJODRMT-UHFFFAOYSA-N fluoren-9-one Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C2=C1 YLQWCDOCJODRMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 description 1
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229940097275 indigo Drugs 0.000 description 1
- COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N indigo powder Natural products N1C2=CC=CC=C2C(=O)C1=C1C(=O)C2=CC=CC=C2N1 COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M merocyanine Chemical compound [Na+].O=C1N(CCCC)C(=O)N(CCCC)C(=O)C1=C\C=C\C=C/1N(CCCS([O-])(=O)=O)C2=CC=CC=C2O\1 DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M 0.000 description 1
- 239000000434 metal complex dye Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N naphthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C(N=C3C4=CC5=CC=CC=C5C=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=C2C(C=CC=C2)=C2)C2=C1N=C1C2=CC3=CC=CC=C3C=C2C4=N1 LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002791 naphthoquinones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRNFFDZCBYOZJY-UHFFFAOYSA-N p-quinodimethane Chemical compound C=C1C=CC(=C)C=C1 NRNFFDZCBYOZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- JZRYQZJSTWVBBD-UHFFFAOYSA-N pentaporphyrin i Chemical class N1C(C=C2NC(=CC3=NC(=C4)C=C3)C=C2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 JZRYQZJSTWVBBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJARUQXWJSDFL-UHFFFAOYSA-N phenamine Chemical class CCOC1=CC=C(NC(=O)CN)C=C1 LQJARUQXWJSDFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001476 phosphono group Chemical group [H]OP(*)(=O)O[H] 0.000 description 1
- 125000005499 phosphonyl group Chemical group 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical class N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001007 phthalocyanine dye Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 239000001008 quinone-imine dye Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical class C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 1
- UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N tetrachloro-1,4-benzoquinone Chemical compound ClC1=C(Cl)C(=O)C(Cl)=C(Cl)C1=O UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHCPAXDKURNIOZ-UHFFFAOYSA-N tetrathiafulvalene Chemical compound S1C=CSC1=C1SC=CS1 FHCPAXDKURNIOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006617 triphenylamine group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001018 xanthene dye Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
- H01G9/2009—Solid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M14/00—Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
- H01M14/005—Photoelectrochemical storage cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
安定性及び信頼性の高い光電変換素子及び太陽電池を提
供することを目的とする。 【解決手段】 電極層、光電変換層、ホール輸送層、伝
導層、対極層がこの順に積層されてなる光電変換素子及
び該光電変換素子を用いた太陽電池を提供する。
Description
該光電変換素子を用いた太陽電池に関するものである。
光を利用する太陽電池が注目され、種々の研究が行われ
てきた。現在実用化されている太陽電池の主流は多結晶
又はアモルファスシリコンをセルとするものであるが、
経済コストや製造プロセスにおけるエネルギーコストが
高く、また、ガリウムやヒ素などの毒性の高い材料を使
用するという問題があった。一方、新しいタイプの太陽
電池として、特表平5−504023号公報、特許第2
664194号公報、国際公開WO94/05025号
公報に、金属錯体の光誘起電子移動を応用した湿式太陽
電池が開示されている。
電極及びこれらの電極間に挟持された電解質層とから構
成される。光電変換材料である半導体電極において、半
導体表面には、可視光領域に吸収スペクトルを有する光
増感色素が吸着されている。これらの電池において、半
導体電極に光を照射すると、この電極側で電子が発生
し、該電子は電気回路を通って対電極に移動する。対電
極に移動した電子は、電解質中のイオンによって運ば
れ、半導体電極にもどる。このような過程が繰返されて
電気エネルギーが取出される。
の湿式太陽電池は、半導体電極と対電極との電気的接続
を電解質溶液によって行うため、液漏れなどの点で長期
安定性に問題があり、さらに製造工程の複雑化を招いて
いる。このような問題に対して、特開平9−27352
号公報では、電解質としてゲル状固体電解質を用いるこ
とが提案されており、また、特開平11−144773
号公報では電解質の代わりに有機ホール輸送材料を用い
ることが提案されている。
質溶液を含んでいるため、液漏れの問題を解決できず、
また、トリフェニルアミン系材料に代表される有機ホー
ル輸送材料はホール移動度が低く、バイアスのない場合
には、色素から注入されたホールがミクロンオーダーの
距離を移動することが困難であるため、光変換効率が非
常に低いという問題があった。従って、本発明の目的
は、優れた安定性を有し、かつ高い光電変換効率を有す
る光電変換素子を提供することにあり、さらにはこの光
電変換素子を用いた太陽電池を提供することにある。
ば、電極層、光電変換層、ホール輸送層、伝導層、対極
層がこの順に積層されてなることを特徴とする光電変換
素子が提供される。また、本発明によれば、上記光電変
換素子を備えてなる太陽電池が提供される。
層、光電変換層、ホール輸送層、伝導層、対極層を順次
に積層してなるものである。本発明における電極層及び
対極層としては、一般に電極に用いられるものであれば
特に限定されないが、例えば、金属基板、又はガラス基
板若しくは透明プラスチックシート基板などの基板上に
金、銀、アルミニウム、インジウム、酸化インジウムス
ズ(ITO膜)又は酸化スズのいずれかを蒸着したもの
を用いることができる。この電極層及び対極層は、両方
又はいずれかが透明であることが好ましい。
に光電変換材料に用いられるものであれば特に限定され
ないが、例えば無機系又は有機系半導体等の半導体材料
が挙げられる。無機系半導体としては、例えば酸化チタ
ン、酸化亜鉛、酸化タングステン、チタン酸バリウム、
チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム等の公知もの
が挙げられる。中でも、安定性、安全性の点から、酸化
チタンを用いることが好ましい。なお、本発明でいう酸
化チタンとは、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化
チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸、オルソチタ
ン酸等の各種の酸化チタン、あるいは水酸化チタン、含
水酸化チタンを意味する。これらの無機系半導体は、単
独で又は二種以上組み合わせて用いることができる。有
機系半導体としては、例えば、ポルフィン誘導体、フタ
ロシアニン誘導体、シアニン誘導体が挙げられる。
に、半導体材料の表面に、分光増感剤としての色素(光
増感色素)を吸着させるのが好ましい。特に、金属酸化
物のような無機系半導体を用いる場合は、光に対する感
度を高めるために、無機系半導体に光増感色素を吸着さ
せるのが好ましい。光増感色素としては、可視光領域及
び/又は赤外光領域に吸収スペクトルを有する種々のも
のを用いることができ、例えば、ルテニウムビピリジン
系色素、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色
素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シア
ニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン
系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素、フタ
ロシアニン系色素、ペリレン系色素、インジゴ系色素、
ナフタロシアニン系色素等が挙げられる。
n、Si、Ti、Ge、Cr、Zn、Ru、Mg、A
l、Pb、Mn、In、Mo、Y、Zr、Nb、Sb、
La、W、Pt、Ta、Ir、Pd、Os、Ga、T
b、Eu、Rb、Bi、Se、As、Sc、Ag、C
d、Hf、Re、Au、Ac、Tc、Te、Rh等の金
属を用いた金属錯体色素が挙げられる。上記光増感色素
の中でも、色素と半導体とを強固に吸着するため、色素
分子中にカルボキシル基、アルコキシ基、ヒドロキシル
基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホ
ニル基などのインターロック基を有するものが好まし
い。半導体材料としては、より多くの色素を吸着するこ
とができることから、比表面積が大きく、多孔質膜状の
半導体を用いるのが好ましい。多孔質の比表面積は、例
えば10m2/g以上が好ましい。半導体材料の厚み
は、特に限定されないが、0.3〜50μm程度が好ま
しい。
れたホールを移動することができる層のことであり、主
にP型半導体である。本発明におけるホール輸送層とし
ては、例えば無機系又は有機系のホール輸送材料を用い
ることができる。無機系ホール輸送材料としては、Cu
I、CuO,NiO等が挙げられる。また、有機系ホー
ル輸送材料としては、高分子系と低分子系のものが挙げ
られ、高分子系のものとしては、例えばポリビニルカル
バゾール、ポリアミン、有機ポリシラン等が挙げられ
る。また、低分子系のものとしては、例えばトリフェニ
ルアミン誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導
体、フェナミン誘導体等が挙げられる。この中でも有機
ポリシランは、従来の炭素系高分子と異なり、主鎖Si
連鎖を有する高分子である。そして主鎖Siに沿って非
局化されたσ電子が光伝導に寄与するため、高いホール
移動度を有する[Phys. Rev. B, 35, 2818(1987)]ので好
ましい。また、有機ポリシランは、σ電子共役であるた
め、無色透明であり、高い変換効率を有する光電変換素
子として適する材料である。
ト状、粉状のもの又は合成したものを用いることができ
る。これらの有機ポリシランは、有機溶媒に溶解し、フ
ィルムを形成するに足る分子量を有するものが好まし
い。一般には、1000〜20000の重量平均分子量
を有する有機ポリシランが好ましい。有機ポリシランの
具体例としては、例えばポリメチルフェニルシラン、ポ
リエチルフェニルシラン、ポリジヘキシルシラン、ポリ
メチルシクロヘキシルシラン、ポリジシクロヘキシルシ
ラン等が挙げられる。
たホールを効率よく通すために、薄いのが好ましい。例
えば、ホール輸送層の厚さは0.5μm以下が好まし
く、0.01〜0.1μmがより好ましい。本発明にお
ける伝導層は、導電性のよいものであれば特に限定され
ないが、例えば無機導電性材料、有機導電性材料、導電
性ポリマー、分子間電荷移動錯体等が挙げられる。中で
も分子間電荷移動錯体が好ましい。ここで、分子間電荷
移動錯体は、ドナー材料とアクセプター材料とから形成
されるものであり、多孔質に入りやすいという点で、低
分子から構成されるものが好ましい。また、有機ドナー
と有機アクセプターは、有機溶媒に溶け易く、また融点
が低いという理由から、キャスティング又は溶融法を用
いて加工し易いため好ましい。
なものが好ましい。例えば、有機ドナー材料としては、
分子のπ電子系に、置換若しくは無置換アミン基、水酸
基、エーテル基、セレン又は硫黄原子を有するものが挙
げられ、具体的には、フェニルアミン系、トリフェニル
メタン系、カルバゾール系、フェノール系、テトラチア
フルバレン系材料が挙げられる。アクセプター材料とし
ては、分子構造内で電子不足なものが好ましい。例え
ば、有機アクセプター材料としては、分子のπ電子系に
ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基又はハロゲン基等
の置換基を有するものが挙げられ、具体的にはベンゾキ
ノン系、ナフトキノン系等のキノン系、フロオレノン
系、クロラニル系、ブロマニル系、テトラシアノキノジ
メタン系、テトラシアノンエチレン系等が挙げられる。
が、多孔質を完全に埋めることができる程度が好まし
い。上記のとおり、本発明の光電変換素子は、電極層、
光電変換層、ホール輸送層、伝導層、対極層を順次に積
層した構造を有している。従って、電解液を用いないの
で、液漏れという問題を解決でき、長期安定性を有して
いる。また、本発明の光電変換素子は、その特性を生か
して光電変換素子太陽電池、光スイッチング装置、セン
サー等のデバイスに好適に使用される。
々の方法により無機系又は有機系半導体を電極層上に形
成することにより行われる。具体的には、電極層上に半
導体粒子を含有する懸濁液を塗布し、乾燥及び/若しく
は焼成する方法、所定の原料ガスを用いたCVD若しく
はMOCVD法、固体原料を用いたPVD法、蒸着法若
しくはスパッタリング法、又はゾルゲル法等が挙げられ
る。上記半導体粒子としては、1〜2000nmの範囲
の平均粒径を有する市販の適当な単体又は化合物の半導
体粒子を用いることができる。このような半導体粒子を
適当な溶媒で懸濁状にして使用することができる。
コールモノエチルエーテルのようなクライム系溶媒、イ
ソプロピルアルコールのようなアルコール類、イソプロ
ピルアルコール/トルエン等の混合溶媒、水等が挙げら
れる。乾燥及び/又は焼成する方法では、乾燥及び/又
は焼成に必要な雰囲気、温度、時間等は、使用される基
板、溶剤及び半導体粒子の種類に応じて適宜調整するこ
とができる。例えば、大気圧下又は不活性ガス雰囲気
下、50〜800℃程度の範囲で、10秒〜12時間程
度行うことができる。乾燥及び/又は焼成は、単一の温
度で1回又は温度を変換させて2回以上行ってもよい。
CVD又はMOCVD法等に使用される原料ガスとして
は、半導体を構成する元素を含有する単一のガス又は二
種類以上のガスの混合物等を用いることができる。半導
体を形成するためPVD等に使用される原料固体として
は、半導体を構成する元素を含有する単一の固体、複数
の固体の組み合わせ、又は化合物の固体等を用いること
ができる。光増感色素を、半導体材料である無機系又は
有機系半導体に吸着させる方法としては、例えば、光増
感色素を含有した溶液に半導体を浸漬して半導体表面に
光増感色素を吸着させる方法が挙げられる。上記溶液に
使用される溶媒としては、光増感色素を溶解するもので
あれば特に限定されないが、例えばアルコール、トルエ
ン、アセトニトリル、クロロホルム、ジメチルホルムア
ミド等の有機溶媒が挙げられる。この溶媒としては、精
製されたものが好ましい。
素、溶媒の種類、色素吸着工程のための条件等に応じて
適宜調整することができ、例えば1×10-5モル/リッ
トル以上、さらに1〜9×10-4モル/リットル程度が
好ましい。光増感色素を含有した溶液に無機系又は有機
系半導体を浸漬する工程において、温度、圧力又は浸漬
時間は適宜調節することができる。浸漬は、1回又は複
数回行ってもよい。また、浸漬工程の後、適宜乾燥を行
ってもよい。
吸着された光増感色素は、光エネルギーにより電子を半
導体に送る光増感剤として機能する。一般的に、光増感
色素は、インターロック基を介して半導体に固定され
る。インターロック基は、励起状態の色素と半導体の伝
導帯との間の電子の移動を容易にする電気的結合を提供
する。インターロック基は、上記のとおりカルボキシル
基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、スルホン
酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホノ基等が挙げ
られる。
増感色素を吸着させる前に、半導体表面を活性化するた
めの処理を適宜行ってもよい。ホール輸送層の形成方法
としては、あらかじめホール輸送材料をトルエン、キシ
レン、ジオキサンなどの有機溶媒に溶解して、ホール輸
送材料溶液にし、この溶液を、光増感色素を吸着させた
光電変換層に塗布する方法が挙げられる。この場合は、
薄い伝導層を形成するために、ホール輸送材料溶液の濃
度は薄い方が好ましく、例えば0.1〜20%、好まし
くは0.1〜5%である。また、ホール輸送材料が色素
の多孔質に浸透しやすくするためには減圧下で塗布する
のが好ましい。低分子系のホール輸送材料を用いる場合
は、均一膜を形成するために、ポリカーボネート、ポリ
エステル等のポリマーバインダーを添加することが好ま
しい。これらのポリマーバインダーの添加量は、ホール
輸送材料に対して1〜50重量%が好ましい。
吸着させている光電変換層にホール輸送層を形成した
後、伝導層に用いる材料を含む溶液をホール輸送層上に
塗布する方法又は該ホール輸送層上に伝導層に用いる材
料を置き、溶融するまで加熱する方法が挙げられる。例
えば、伝導層に用いる材料が分子間電荷移動錯体である
場合は、ドナーとアクセプターをそれぞれの溶媒に溶解
してから混合することにより分子間電荷移動錯体を形成
し、次いでホール輸送層上に塗布する方法、あるいはド
ナーとアクセプターを混合してホール輸送層の上に置
き、溶融するまで加熱して多孔質に十分浸透させる方法
が挙げられる。このとき、ドナーとアクセプターのモル
比は、1:99〜99:1であることが好ましく、1:
9〜9:1がさらに好ましい。また、塗布する方法にお
いては、分子間電荷移動錯体を多孔質に十分浸透させる
ため、ドナーとアクセプターとの混合溶液を繰り返し塗
布すること又は減圧下で塗布することが好ましい。以上
のようにして本発明の電極層2、光電変換層3、ホール
輸送層5、伝導層6、対極層7がこの順で積層されてな
る光電変換素子が形成される。本発明の光電変換素子
を、導電膜でコートされたガラス基板等の支持体1上に
形成し、さらに光電変換素子上にガラス基板等の支持体
8とを形成することにより、太陽電池を構成することが
できる(図1)。
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
カ株式会社製、平均粒径30nm)4.0gとジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル20mlとを、硬質ガ
ラスビーズを使用してペイントシェイカーにより6時間
分散させて酸化チタン懸濁液を作成した。次いで、この
酸化チタン懸濁液を、ドクターブレードを用いて、予め
酸化スズ導電層を付着させたガラス板(電極層)に塗布
し、100℃で30分予備乾燥した後、電気炉で500
℃で40分間焼成し、ガラス板上に酸化チタン膜(半導
体材料)を形成した。これとは別に、化1に示す化学式
の光増感色素をエタノールに溶解して光増感色素溶液を
得た。
ル/リットルであった。次に、この溶液中に、膜状の酸
化チタンが形成された前記のガラス板を入れ、60℃で
60分間色素吸着を行った後、乾燥することにより、ガ
ラス板上に半導体材料及び光増感色素からなる光電変換
層を形成した(試料A)。前記試料Aの光電変換層上
に、ホール輸送材料としてのポリビニルカルバゾール
(重量平均分子量3,000)のトルエン溶液(1%)
を塗布して、減圧乾燥してホール輸送層を形成した(試
料B)。分子間電荷移動錯体としてのエチルカルバゾー
ル1.95g及び5−ニトロナフトキノン2.03gを
100mlアセトンに溶解して、得られた溶液を試料B
のホール輸送層上に繰り返し塗布して伝導層を形成し
た。次いで、伝導層上に金電極(対電極)を蒸着して光
電変換素子を得た(試料C)。得られた光電変換素子
(試料C)にソーラーシミュレーターで100W/m2
の強度の光を照射したところ、光電変換効率が2.0%
であり、この光電気変換素子は太陽電池として有用であ
ることがわかった
に、フェニルメチルポリシラン(重量平均分子量11
0,000)のトルエン溶液(1%)を塗布して、減圧
乾燥してホール輸送層を形成した(試料D)。エチルカ
ルバゾール0.195g及び5−ニトロナフトキノン
0.203gを混合し、試料Dのホール輸送層上に置い
た。さらにその上に酸化スズ導電層が付着されたガラス
板を乗せた。次いで、120度で加熱して10分間ほど
保持することにより光電変換素子を得た(試料E)。得
られた光電変換素子(試料E)にソーラーシミュレータ
ーで100W/m2の強度の光を照射したところ、光電
変換効率は2.4%であり、この光電変換素子は太陽電
池として有用であることがわかった。
エチルカルバゾール0.195g及び7,7,8,8,
−テトラシアノンキノヂメタン(TCNQ)2.04g
を用いた以外は実施例1と同様にして光電変換素子を得
た(試料F)。得られた光電変換素子(試料F)にソー
ラーシミュレーターで100W/m2の強度の光を照射
したところ、光電変換効率は2.6%であった。
示す化学式:
同様にして光電変換素子を得た(試料G)。この光電変
換素子(試料G)にソーラーシミュレーターで100W
/m2の強度の光を照射したところ、光電変換効率は
2.3%であった。
示す化学式のもの及びポリカーボネート(モル比=1:
1)を用いた以外は実施例1と同様にして光電変換素子
を得た(試料H)。この光電変換素子(試料H)にソー
ラーシミュレーターで100W/m2の強度の光を照射
したところ、光電変換効率は2.5%であった。
ヨウ素を用いて伝導層を形成した以外は実施例4と同様
にして光電変換素子を得た(試料I)。この光電変換素
子(試料I)にソーラーシミュレーターで100W/m2
の強度の光を照射したところ、光電変換効率は2.6%
であった。
ノアントラキノン2.7g及び7,7,8,8−テトラ
シアノキノジメタン[(2,5−シクロへキサジエン−
1,4−ジイルイデン)ジマロノニトリル:TCNQ]
2.04gをエタノール200mlに入れて分子間電荷
移動錯体を作成し、エタノールを留去して、分子間電荷
移動錯体粉末を得た。この粉末を上記試料Bのホール輸
送層上に乗せ、圧力をかけて多孔質に充満させた。その
上に金電極(対電極)を蒸着して光電変換素子を得た
(試料J)。得られた光電変換素子(試料J)にソーラ
ーシミュレーターで100W/m2の強度の光を照射し
たところ、光電変換効率は2.8%であり、この光電変
換素子は太陽電池として有用であることがわかった
変換層、ホール輸送層、伝導層及び対極層がこの順で積
層されてなるため、機械的強度が強く、しかも電解液を
使用しないため、液漏れが起こらず、長期安定性及び信
頼性に優れている。また、ホール輸送層と伝導層とを併
用するため、ホール輸送層の厚さを薄くすることができ
る。さらに、光増感色素から注入されたホールが対極に
到達しやすく、エネルギー変換効率が高い。また、本発
明の光電変換素子に用いられる材料が全て固体であるた
め、製造し易く、製造コストが低い。
的に示す図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 電極層、光電変換層、ホール輸送層、伝
導層、対極層がこの順に積層されてなることを特徴とす
る光電変換素子。 - 【請求項2】 光電変換層が、半導体材料に光増感色素
が吸着されてなる請求項1に記載の光電変換素子。 - 【請求項3】 半導体材料が多孔質材料である請求項2
に記載の光電変換素子。 - 【請求項4】 半導体材料が酸化チタンである請求項2
又は3に記載の光電変換素子。 - 【請求項5】 伝導層が分子間電荷移動錯体からなる請
求項1〜4のいずれかに記載の光電変換素子。 - 【請求項6】 分子間電荷移動錯体が、有機ドナーと有
機アクセプターとからなる請求項5に記載の光電変換素
子。 - 【請求項7】 分子間電荷移動錯体が、カルバゾール系
ドナーとキノン系アクセプターとからなる請求項5又は
6に記載の光電変換素子。 - 【請求項8】 ホール輸送層が0.5μm以下の膜厚を
有する請求項1〜7のいずれか1つに記載の光電変換素
子。 - 【請求項9】 ホール輸送層が、有機高分子ホール輸送
材料からなる請求項1〜8のいずれか1つに記載の光電
変換素子。 - 【請求項10】 有機高分子ホール輸送材料が有機ポリ
シランである請求項9に記載の光電変換素子。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれか1つに記載
の光電変換素子を備えてなる太陽電池。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000010451A JP4477729B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 光電変換素子及びそれを用いた太陽電池 |
US09/764,411 US6452092B2 (en) | 2000-01-19 | 2001-01-19 | Photovoltaic cell and solar cell utilizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000010451A JP4477729B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 光電変換素子及びそれを用いた太陽電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001203377A true JP2001203377A (ja) | 2001-07-27 |
JP4477729B2 JP4477729B2 (ja) | 2010-06-09 |
Family
ID=18538470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000010451A Expired - Lifetime JP4477729B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 光電変換素子及びそれを用いた太陽電池 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6452092B2 (ja) |
JP (1) | JP4477729B2 (ja) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009157497A1 (ja) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | Kitamura Hiroshi | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
WO2010050575A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 富士フイルム株式会社 | 色素、これを用いた光電変換素子、光電気化学電池、および色素の製造方法 |
EP2302650A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
EP2306479A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-04-06 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
US8003884B2 (en) | 2001-09-04 | 2011-08-23 | Sony Deutschland Gmbh | Photovoltaic device and method for preparing the same |
JP2012244014A (ja) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Osaka Gas Chem Kk | 光電変換材料および太陽電池 |
WO2013088898A1 (ja) | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池、色素溶液および化合物 |
WO2013118709A1 (ja) | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子およびその製造方法、これを用いた色素増感太陽電池 |
WO2013137221A1 (ja) | 2012-03-16 | 2013-09-19 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池、色素増感太陽電池用色素吸着組成液、色素増感太陽電池用半導体電極および色素増感太陽電池の製造方法 |
WO2014050578A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素および金属錯体色素を溶解してなる色素溶液 |
WO2014050911A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池、色素溶液および色素吸着電極 |
WO2014050527A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子および色素増感太陽電池 |
WO2014050528A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子および色素増感太陽電池 |
JP2014067988A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-04-17 | Hokkaido Univ | 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法 |
WO2014077356A1 (ja) | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、色素溶液、色素吸着電極および色素増感太陽電池の製造方法 |
WO2014098045A1 (ja) | 2012-12-17 | 2014-06-26 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、色素溶液、色素吸着電極および色素増感太陽電池の製造方法 |
WO2014129575A1 (ja) | 2013-02-22 | 2014-08-28 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、光電変換素子の製造方法および色素増感太陽電池 |
WO2014157005A1 (ja) | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池および金属錯体色素を含有する色素溶液 |
Families Citing this family (58)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030192584A1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-10-16 | Konarka Technologies, Inc. | Flexible photovoltaic cells and modules formed using foils |
US6949400B2 (en) * | 2002-01-25 | 2005-09-27 | Konarka Technologies, Inc. | Ultrasonic slitting of photovoltaic cells and modules |
US6706963B2 (en) | 2002-01-25 | 2004-03-16 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic cell interconnection |
US6913713B2 (en) * | 2002-01-25 | 2005-07-05 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic fibers |
US7414188B2 (en) * | 2002-01-25 | 2008-08-19 | Konarka Technologies, Inc. | Co-sensitizers for dye sensitized solar cells |
US7205473B2 (en) * | 2002-01-25 | 2007-04-17 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic powered multimedia greeting cards and smart cards |
US7351907B2 (en) * | 2002-01-25 | 2008-04-01 | Konarka Technologies, Inc. | Displays with integrated photovoltaic cells |
US6900382B2 (en) | 2002-01-25 | 2005-05-31 | Konarka Technologies, Inc. | Gel electrolytes for dye sensitized solar cells |
US20030192585A1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-10-16 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic cells incorporating rigid substrates |
US7186911B2 (en) * | 2002-01-25 | 2007-03-06 | Konarka Technologies, Inc. | Methods of scoring for fabricating interconnected photovoltaic cells |
US6919119B2 (en) * | 2000-05-30 | 2005-07-19 | The Penn State Research Foundation | Electronic and opto-electronic devices fabricated from nanostructured high surface to volume ratio thin films |
EP1209708B1 (en) * | 2000-11-24 | 2007-01-17 | Sony Deutschland GmbH | Hybrid solar cells with thermal deposited semiconductive oxide layer |
US20060008580A1 (en) * | 2000-11-24 | 2006-01-12 | Gabrielle Nelles | Hybrid solar cells with thermal deposited semiconductive oxide layer |
US6597012B2 (en) * | 2001-05-02 | 2003-07-22 | Junji Kido | Organic electroluminescent device |
US6819845B2 (en) | 2001-08-02 | 2004-11-16 | Ultradots, Inc. | Optical devices with engineered nonlinear nanocomposite materials |
US6794265B2 (en) | 2001-08-02 | 2004-09-21 | Ultradots, Inc. | Methods of forming quantum dots of Group IV semiconductor materials |
US6710366B1 (en) | 2001-08-02 | 2004-03-23 | Ultradots, Inc. | Nanocomposite materials with engineered properties |
JP4967211B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2012-07-04 | 日本電気株式会社 | 光電気化学デバイス |
US7777303B2 (en) * | 2002-03-19 | 2010-08-17 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor-nanocrystal/conjugated polymer thin films |
SG142163A1 (en) * | 2001-12-05 | 2008-05-28 | Semiconductor Energy Lab | Organic semiconductor element |
US7989695B2 (en) * | 2001-12-18 | 2011-08-02 | Steven Allen Carlson | Organic photovoltaic cells |
CN101572193B (zh) * | 2001-12-21 | 2011-08-03 | 索尼德国有限责任公司 | 聚合物凝胶混杂太阳能电池 |
US6815723B2 (en) | 2001-12-28 | 2004-11-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device, method of manufacturing the same, and manufacturing apparatus therefor |
US7098069B2 (en) | 2002-01-24 | 2006-08-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device, method of preparing the same and device for fabricating the same |
JP4979878B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2012-07-18 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 色素増感太陽電池の構造及び材料 |
JP4644427B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2011-03-02 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 太陽電池に用いるための感光性ナノ粒子を低温で相互に結合させる方法及び該方法において用いられるポリマー連結剤溶液 |
KR100481315B1 (ko) * | 2002-02-27 | 2005-04-07 | 이석현 | 유기 광굴절 물질에 사용되는 정공 수송능이 있는자기배열 중합체 및 이를 포함하는 광굴절 혼합물 |
JP2003303683A (ja) * | 2002-04-09 | 2003-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
EP1367659B1 (en) | 2002-05-21 | 2012-09-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic field effect transistor |
US7045955B2 (en) * | 2002-08-09 | 2006-05-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electroluminescence element and a light emitting device using the same |
EP1388903B1 (en) * | 2002-08-09 | 2016-03-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic electroluminescent device |
TWI272874B (en) * | 2002-08-09 | 2007-02-01 | Semiconductor Energy Lab | Organic electroluminescent device |
JP4278615B2 (ja) * | 2002-10-15 | 2009-06-17 | シャープ株式会社 | 色素増感型太陽電池及び色素増感型太陽電池モジュール |
CN1742518B (zh) | 2003-01-29 | 2010-09-29 | 株式会社半导体能源研究所 | 发光装置 |
US7511421B2 (en) * | 2003-08-25 | 2009-03-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Mixed metal and organic electrode for organic device |
KR101056440B1 (ko) * | 2003-09-26 | 2011-08-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 염료감응 태양전지 |
US7214884B2 (en) * | 2003-10-31 | 2007-05-08 | Adc Incorporated | Cable with offset filler |
KR100578798B1 (ko) * | 2003-12-12 | 2006-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 염료감응 태양전지 및 그 제조 방법 |
KR100589323B1 (ko) * | 2004-02-03 | 2006-06-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 광 흡수파장대가 확장된 염료감응 태양전지 및 그 제조방법 |
KR100589322B1 (ko) * | 2004-02-03 | 2006-06-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 고효율 염료감응 태양전지 및 그 제조 방법 |
US7419846B2 (en) * | 2004-04-13 | 2008-09-02 | The Trustees Of Princeton University | Method of fabricating an optoelectronic device having a bulk heterojunction |
JP4063802B2 (ja) * | 2004-08-04 | 2008-03-19 | シャープ株式会社 | 光電極 |
KR100882503B1 (ko) * | 2004-10-06 | 2009-02-06 | 한국과학기술연구원 | 염료감응 태양전지용 고효율 대향전극 및 그 제조방법 |
US20060130894A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Gui John Y | Illumination devices and methods of making the same |
KR100702859B1 (ko) * | 2005-05-27 | 2007-04-03 | 부산대학교 산학협력단 | 액정 물질을 포함하는 고체 전해질 및 이를 이용한염료감응형 태양전지 소자 |
EP1917558B1 (en) | 2005-08-22 | 2018-07-25 | Merck Patent GmbH | Displays with integrated photovoltaic cells |
US9825346B2 (en) * | 2005-10-05 | 2017-11-21 | Conceptual Werks Llc | Adverse event-resilient network system |
US9865793B2 (en) | 2005-10-05 | 2018-01-09 | Conceptual Werks Llc | Method of forming a thermally enhanced energy generator |
US20070079867A1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-12 | Kethinni Chittibabu | Photovoltaic fibers |
US7955889B1 (en) * | 2006-07-11 | 2011-06-07 | The Trustees Of Princeton University | Organic photosensitive cells grown on rough electrode with nano-scale morphology control |
US20110011459A1 (en) * | 2008-03-07 | 2011-01-20 | The University Of Tokyo | Hybrid and/or complex material, photoelectric conversion material, dye-sensitized solar cell, dye-sensitized solar cell device, manufacturing method of photoelectric conversion device, and method of analyzing titanium oxide crystal structure |
JP2010010191A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Sony Corp | 電子装置 |
JP5531300B2 (ja) * | 2009-03-11 | 2014-06-25 | 国立大学法人九州工業大学 | 色素増感太陽電池 |
US20100294368A1 (en) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Photoelectric conversion element and solar cell |
JP4935910B2 (ja) * | 2010-01-07 | 2012-05-23 | 大日本印刷株式会社 | 有機薄膜太陽電池 |
US20110203644A1 (en) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | Brite Hellas Ae | Quasi-solid-state photoelectrochemical solar cell formed using inkjet printing and nanocomposite organic-inorganic material |
US20110277822A1 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Honeywell International Inc. | Composite electron conductor for use in photovoltaic devices |
WO2019020612A1 (en) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | Imec Vzw | ORGANIC-INORGANIC BIO-INORGANIC HYBRID MATERIALS IN LAYERS |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2080313T3 (es) | 1990-04-17 | 1996-02-01 | Ecole Polytech | Celulas fotovoltaicas. |
FR2694451B1 (fr) * | 1992-07-29 | 1994-09-30 | Asulab Sa | Cellule photovoltaïque. |
DE19533850A1 (de) * | 1995-09-13 | 1997-03-27 | Hoechst Ag | Photovoltaische Zelle |
JPH11144773A (ja) * | 1997-09-05 | 1999-05-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光電変換素子および光再生型光電気化学電池 |
JP2000100483A (ja) * | 1998-09-22 | 2000-04-07 | Sharp Corp | 光電変換素子及びその製造方法及びこれを用いた太陽電池 |
US6291763B1 (en) * | 1999-04-06 | 2001-09-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and photo cell |
-
2000
- 2000-01-19 JP JP2000010451A patent/JP4477729B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-01-19 US US09/764,411 patent/US6452092B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8003884B2 (en) | 2001-09-04 | 2011-08-23 | Sony Deutschland Gmbh | Photovoltaic device and method for preparing the same |
WO2009157497A1 (ja) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | Kitamura Hiroshi | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
EP2845882A2 (en) | 2008-10-29 | 2015-03-11 | Fujifilm Corporation | Dye, Photoelectric Conversion Element and Photoelectrochemical Cell |
WO2010050575A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 富士フイルム株式会社 | 色素、これを用いた光電変換素子、光電気化学電池、および色素の製造方法 |
EP2302650A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
EP2306479A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-04-06 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
JP2012244014A (ja) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Osaka Gas Chem Kk | 光電変換材料および太陽電池 |
WO2013088898A1 (ja) | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池、色素溶液および化合物 |
WO2013118709A1 (ja) | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子およびその製造方法、これを用いた色素増感太陽電池 |
WO2013137221A1 (ja) | 2012-03-16 | 2013-09-19 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池、色素増感太陽電池用色素吸着組成液、色素増感太陽電池用半導体電極および色素増感太陽電池の製造方法 |
JP2014067988A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-04-17 | Hokkaido Univ | 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法 |
WO2014050911A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池、色素溶液および色素吸着電極 |
WO2014050527A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子および色素増感太陽電池 |
WO2014050528A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子および色素増感太陽電池 |
WO2014050578A1 (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素および金属錯体色素を溶解してなる色素溶液 |
WO2014077356A1 (ja) | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、色素溶液、色素吸着電極および色素増感太陽電池の製造方法 |
WO2014098045A1 (ja) | 2012-12-17 | 2014-06-26 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、色素溶液、色素吸着電極および色素増感太陽電池の製造方法 |
WO2014129575A1 (ja) | 2013-02-22 | 2014-08-28 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、光電変換素子の製造方法および色素増感太陽電池 |
WO2014157005A1 (ja) | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 富士フイルム株式会社 | 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池および金属錯体色素を含有する色素溶液 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20010032665A1 (en) | 2001-10-25 |
US6452092B2 (en) | 2002-09-17 |
JP4477729B2 (ja) | 2010-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4477729B2 (ja) | 光電変換素子及びそれを用いた太陽電池 | |
US6150605A (en) | Photovoltaic cell and manufacturing method thereof | |
Moon et al. | Sb2S3-based mesoscopic solar cell using an organic hole conductor | |
Da et al. | High-performance perovskite photoanode enabled by Ni passivation and catalysis | |
Jasim | Dye sensitized solar cells-working principles, challenges and opportunities | |
Yum et al. | Panchromatic engineering for dye-sensitized solar cells | |
Ning et al. | Wave-function engineering of CdSe/CdS Core/Shell quantum dots for enhanced electron transfer to a TiO2 Substrate | |
US8729532B2 (en) | Light-absorbing material and photoelectric conversion element | |
Liu et al. | Identifying an optimum perovskite solar cell structure by kinetic analysis: planar, mesoporous based, or extremely thin absorber structure | |
US20080115826A1 (en) | Photoelectric conversion element, method of manufacturing the same and solar cell | |
Jasim et al. | Curcumin dye-sensitized solar cell | |
US8039741B2 (en) | Photoelectric conversion element and solar cell | |
JP2002343455A (ja) | 色素増感型太陽電池およびその作製方法 | |
JP5239262B2 (ja) | 太陽電池 | |
JP2004087622A (ja) | 色素増感太陽電池 | |
JP2001053355A (ja) | 光電変換素子、その製造方法及び太陽電池 | |
Ragam et al. | Charge Transport in 1‐D Nanostructured CdS Dye Sensitized Solar Cell | |
Ariyasinghe et al. | Efficient passivation of SnO2 nano crystallites by Indoline D-149 via dual chelation | |
Feng et al. | Processing Temperature and Surface Na Content of TiO2 Nanocrystallites in Films for Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells | |
US11832460B2 (en) | Working electrode for a photovoltaic device, and a photovoltaic device including the working electrode | |
JP4029553B2 (ja) | 光電変換素子 | |
WO2015159677A1 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュール | |
US20040094197A1 (en) | Photovoltaic device comprising a 1,3,5-tris-aminophenyl-benzene compound | |
JP2015218110A (ja) | 大環状芳香族アミノ化合物 | |
JP5250989B2 (ja) | 光電変換素子及び太陽電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061024 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100309 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100312 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |